DE19859509B4

DE19859509B4 - Treibstoffeinspritzsteuersystem und -verfahren für Dieselmotor

Info

Publication number: DE19859509B4
Application number: DE19859509A
Authority: DE
Inventors: Osamu Higashimatsuyama Mori
Original assignee: Bosch Automotive Systems Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1998-03-13
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2007-05-10
Anticipated expiration: 2018-12-23
Also published as: JP2929188B1; DE19859509A1; KR100289797B1; JPH11257135A; KR19990081802A

Abstract

Treibstoffeinspritzsteuersystem für einen Dieselmotor mit:
einer ersten Speichereinrichtung (3) zum Speichern einer eine Beziehung zwischen einer Drehzahl (N) und einer Treibstoffeinspritzmenge (Q) für jede von Gaspedalstellungen einschließlich einer Gaspedalstellung von 0% angebenden vorgegebenen Laufcharakteristikfunktion;
einer ersten Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen eines momentanen Lastzustands des Motors;
einer ersten Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer einer momentanen Gaspedalstellung und Drehzahl entsprechenden Basiseinspritzmenge (dQ) aus der Laufcharakteristikfunktion;
einer zweiten Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob sich das Fahrzeug in einem vorbestimmten Leerlaufzustand befindet oder nicht aus einem Betriebszustand des Fahrzeugs;
einem Regler (5) zum Regeln einer Treibstoffeinspritzmenge unter Verwendung einer Abweichung einer Ist-Drehzahl von einer Soll Drehzahl als Eingangsgröße für die Regelung, wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet;
einer Lerneinrichtung (11) zum Berechnen eines Lernwerts (G) auf der Basis eines Ausgangswerts des Reglers (5) für jeden Lastzustand, wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet, und zum Speichern des Lernwerts;...

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Treibstoffeinspritzsteuersystem und -verfahren für einen Dieselmotor. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Dieselmotortreibstoffeinspritzsteuersystem und ein Verfahren für einen Dieselmotor, bei dem im Leerlauf des Motors die Treibstoffeinspritzmenge gesteuert wird durch eine Regelung, wodurch die tatsächliche Motordrehzahl auf einer gewünschten Motordrehzahl gehalten wird und eine stabile Leerlaufdrehzahl bzw. ein stabiler Leerlauf erzielt wird, während bei Fahrt des Fahrzeugs die Treibstoffeinspritzmenge entsprechend einer vorgegebenen Laufcharakteristikfunktion (travelling characteristic map) gesteuert wird, wodurch die tatsächliche Motordrehzahl auf einer der Gaspedalstellung entsprechenden stabilen Geschwindigkeit gehalten wird.

Bei einer konventionellen Dieselmotortreibstoffeinspritzsteuerung wird die Steuerung im wesentlichen entsprechend einer vorgegebenen Laufcharakteristikfunktion durchgeführt, in der eine Beziehung zwischen einer Motordrehzahl und einer Treibstoffeinspritzmenge für jede Gaspedalstellung vorher bestimmt worden ist. Wenn das Fahrzeug fährt, wird die Treibstoffeinspritzmenge entsprechend der Laufcharakteristikfunktion so gesteuert, daß die tatsächliche Motordrehzahl auf einer der Gaspedalstellung und der Motorbelastung entsprechenden konstanten Drehzahl gehalten wird, während es im Leerlauf üblich ist, daß eine Regelung der Treibstoffeinspritzmenge unter Verwendung eines Reglers, beispielsweise eines PID-Reglers durchgeführt wird, und zwar zusätzlich zu der Steuerung entsprechend der Laufcharakteristikfunktion, um dadurch die tatsächliche Motordrehzahl stabil auf einer entsprechend der Temperatur der Kühlflüssigkeit usw. bestimmten gewünschten Motordrehzahl zu halten. In der DE 43 05 573 A1 wird eine Vorrichtung zur Steuerung einer Antriebseinheit eines Fahrzeugs offenbart, wobei die Drehzahlsteuerung im Leerlaufbetrieb mittels eines von einer Vorsteuerung kontrollierten Leistungsparameters bewirkt wird. Die Vorsteuerung nimmt das Zuschalten eines zusätzlichen Energieverbrauchers wahr und korrigiert die Vorsteuerwerte des Leistungsparameters entsprechend.

Wie oben ausgeführt wird die Steuerung des Motorleerlaufzustands durchgeführt sowohl durch die Steuerung auf der Basis der Laufcharakteristikfunktion und der Steuerung durch die Regelung, so daß es erforderlich ist, den Verstärkungsfaktor der Laufcharakteristikfunktionssteuerung mit dem Verstärkungsfaktor der Regelung abzustimmen. Dann muß der Verstärkungsfaktor der Funktionssteuerung entsprechend der Gaspedalstellung von 0% niedriger eingestellt werden als der Verstärkungsfaktor, der eingestellt würde, wenn nur auf der Basis der Steuerung gemäß der Laufcharakteristikfunktion gesteuert würde.

Selbst bei einer wie oben erklärt durchgeführten Leerlaufdrehzahlsteuerung erzeugen gleiche PID-Ausgangssignale verschiedene Wirkungen auf die Motordrehzahl bei verschiedenen Motorbelastungszuständen. Dementsprechend ist es schwierig, mit nur einem PID-Parametertyp eine stabile Leerlaufdrehzahlsteuerung für alle Belastungszustände durchzuführen. Um diese Probleme zu lösen, hat die Anmeiderin in der japanischen Patentanmeldung Nr. 179626/1995 ( JP 09014031 ) ein Leerlaufdrehzahlsteuersystem und -verfahren vorgeschlagen, bei dem auf der Basis des PID-Ausgangssignals für jeden Belastungszustand ein Lernvorgang durchgeführt wird und die Laufcharakteristikfunktion unter Verwendung des für jeden Belastungszustand erhaltenen Lernwerts korrigiert wird, so daß die Regelung bei der Leerlaufdrehzahlsteuerung in optimaler Weise für jeden Motorlastzustand durchgeführt wird.

Wie oben erklärt, wird bei Leerlauf des Motors eine Regelung zusätzlich zur Steuerung auf der Basis der Laufcharakteristikfunktion durchgeführt, so daß der Motor mit gewünschter Drehzahl stabil läuft, die entsprechend der Kühlflüssigkeitstemperatur usw. festgelegt wird. Es sollte jedoch nicht übersehen werden, daß bei einem Haltezustand des Fahrzeugs gelegentlich kein Leerlauf ausgeführt wird, sondern eine sogenannte Schrittfahrt, das Fahrzeug nämlich mit sehr geringer Geschwindigkeit bei einer Gaspedalöffnung von 0% bewegt wird. Wenn die Regelung bei einer Schrittfahrt durchgeführt wird, können das Fahrzeugfahrverhalten oder Einwirkungen von der Straßenoberfläche usw. als Störung wirken, so daß der für den normalen Leerlaufbetrieb bestimmte Verstärkungsfaktor der Situation nicht angepaßt ist, weswegen der Motor nachteilig beeinflußt wird und in einen instabilen Betriebszustand gelangt. Da ist es wünschenswert, die Regelung bei einer Schrittfahrt nicht auszuführen. Wenn die Regelung weggelassen wird, können jedoch andere Probleme bei einer Schrittfahrt auftreten. Wie zuvor erklärt, ist der einer Gaspedalöffnungsstellung von 0% entsprechende Verstärkungsfaktor in der Funktionssteuerung niedriger eingestellt als der Verstärkungsfaktor, der gegeben wäre, wenn die Steuerung nur auf der Basis der Laufcharakteristikfunktion durchgeführt würde. Wenn eine Schrittfahrt durchgeführt wird, kann die erforderliche Treibstoffeinspritzmenge wegen des Belastungsanstiegs ansteigen, so daß die Motor drehzahl abgesenkt wird und instabil werden kann. Wenn die Laufcharakteristiken oder die Funktion für die Gaspedalöffnungsstellung von 0% unter Berücksichtigung dieses Problems eingestellt sind, unterscheidet sich die Funktion von der, die eingestellt würde, wenn eine stabile Motordrehzahl im eigentlichen Leerlaufzustand angestrebt wird.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Treibstoffeinspritzsteuersystem und -verfahren für einen Dieselmotor anzugeben, bei dem die Funktion für eine Gaspedalöffnungsstellung von 0% bestimmt wird im Hinblick auf die Motorstabilität im eigentlichen Leerlaufzustand, wodurch eine optimale Motorsteuerung im Leerlauf erzielt werden kann, während der Motor auch mit einer stabilen Rotation gesteuert werden kann, wenn eine Schrittfahrt durchgeführt wird, indem eine weitere Einrichtung zur Veränderung der Laufcharakteristikfunktion verwendet wird, wodurch Probleme vermieden werden, wie z. B. ein „Abwürgen" des Motors.

Um diese Aufgabe zu lösen, wird erfindungsgemäß eine Regelung durchgeführt auf der Basis einer Abweichung einer Ist-Motordrehzahl von einer Soll-Motordrehzahl bei einem Leerlauf des Motors, während ein Lernvorgang durchgeführt wird, um einen Lernwert für jeden Lastzustand auf der Basis einer Ausgangsstellgröße zu erhalten, wenn die Regelung ausgeführt wird, und eine aus einer Laufcharakteristikfunktion berechnete Basiseinspritzmenge unter Verwendung des Lernwerts korrigiert wird, um eine korrigierte Basiseinspritzmenge zu erhalten. Wenn sich das Fahrzeug im Leerlaufzustand befindet, wird eine Soll-Einspritzmenge berechnet auf der Basis der korrigierten Basiseinspritzmenge und der durch die Regelung ermittelten Stellgröße. Wenn das Fahrzeug fährt, wird die Regelung unterbrochen, während der durch den soeben durchgeführten Lernvorgang erhaltene letzte Lernwert aufrechterhalten und eine korrigierte Basiseinspritzmenge berechnet wird. Eine Veränderungsgröße wird aus einer vorgegebenen Laufcharakteristikveränderungsfunktion berechnet und zu der korrigierten Basiseinspritzmenge addiert, um eine Soll-Einspritzmenge zu ermitteln. Dies geschieht zumindest dann, wenn sich das Fahrzeug bei einer Gaspedalstellung von 0% in Schrittfahrt befindet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden dem Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen und aus den Ansprüchen deutlich.

1 ist ein einen wesentlichen Teil eines Steuersystems nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel darstellendes Blockdiagramm,
2 ist ein Diagramm eines Beispiels für eine Laufcharakteristikfunktion,
3 ist ein Diagramm eines Beispiels für eine Veränderungsfunktion, und
4a und 4b zeigen zusammen ein Flußdiagramm einer durch das Steuersystem nach dem Ausführungsbeispiel durchgeführten Steueraufgabe. Im Folgenden wird anhand der beiliegenden Zeichnungen ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben.
1 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus eines wesentlichen Teils eines erfindungsgemäßen Steuersystems 1. Das Steuersystem 1 weist eine erste Speichereinrichtung 3 zum Speichern einer Dieselmotorlaufcharakteristikfunktion auf. Wie in 2 dargestellt, zeigt die Laufcharakteristikfunktion in graphischer Darstellung eine Beziehung zwischen einer Motordrehzahl N und einer Treibstoffeinspritzmenge Q, die für jede Gaspedalstellung vorher bestimmt worden ist. Insbesondere zeigt 2 nur eine Laufcharakteristik bei einer Gaspedalstellung von 0%. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind charakteristische Werte für die Gaspedalstellung 0% festgelegt worden im Hinblick auf die Stabilität der Motordrehung bei eigentlichem Motorleerlauf, d.h. bei Motorleerlauf mit stehendem Fahrzeug. Die durch das Bezugszeichen N/L in 2 bezeichnete gestrichelte Linie zeigt die Beziehung zwischen der Motordrehzahl und der Treibstoffeinspritzmenge im lastfreien Zustand. Entsprechend der ersten Speichereinrichtung 3 ist das Steuersystem 1 versehen mit einer ersten Berechnungseinrichtung, die eine der Momentangaspedalstellung und Motordrehzahl entsprechende Basiseinspritzmenge DQ berechnet, die erfaßt werden durch entsprechende Sensoren, und zwar unter Verwendung der Laufcharakteristikfunktion.
Ein Regler, beispielsweise ein PID-Regler (im folgenden einfach als „PID" bezeichnet) 5 zum Ausführen einer Leerlaufregelung ist als Eingangsgröße versorgt mit einer Abweichung einer Ist-Motordrehzahl Nr von einer Soll-Motordrehzahl No. Der PID-Regler 5 führt unter Verwendung vorbestimmter PID-Parameter eine arithmetische Berechnung durch, um einen PID-Wert QI als manipulierte Variable für die Regelung zu berechnen und auszugeben.
Das Steuersystem 1 weist ferner eine zweite Speichereinrichtung 7 zum Speichern einer Laufcharakteristikänderungsfunktion (im folgenden einfach als „Änderungsfunktion" bezeichnet) auf. Die Änderungsfunktion dient zum Ändern der Charakteristiken bei einer Gaspedalstellung von 0% aus der Laufcharakteristikfunktion. Wie in 3 gezeigt, zeigt die Änderungsfunktion in graphischer Weise eine Beziehung zwischen einer Motordrehzahl N und einer Änderungsgröße der Treibstoffeinspritzmenge Qa (im folgenden einfach als „Änderungsgröße Qa" bzeichnet), die vorher bestimmt worden ist. Entsprechend der zweiten Speichereinrichtung 7 ist das Steuersystem 1 versehen mit einer vierten Berechnungseinrichtung, die eine der momentanen Motordrehzahl, die durch den Sensor bestimmt wird, entsprechende Änderungsgröße Qa berechnet unter Verwendung der Änderungsfunktion.
Ein Umschalter 9 wird zwischen einem Leerlaufregelung-Ein- und einem Leerlaufregelung-Aus-Zustand umgeschaltet durch eine zweite Beurteilungseinrichtung, die entscheidet, ob der Fahrzeugbetriebszustand ein Leerlaufzustand ist oder nicht.
Das Bezugszeichen 11 ist eine Lernvorrichtung, die aus dem Ausgangswert des PID auf der Basis einer vorbestimmten Formel unter vorbestimmten Bedingungen einen Lernwert G berechnet.
Die Basiseinspritzmenge dQ und der Lernwert G werden an einem Summationspunkt 13 zusammenaddiert, um eine korrigierte Einspritzmenge QD zu erhalten. Dann werden die korrigierte Basiseinspritzmenge QD und der PID-Wert, nämlich der PID-Ausgangswert, oder die korrigierte Basiseinspritzmenge QD und die Veränderungsgröße Qa an einem Summationspunkt 15 zusammenaddiert, um eine letztliche Soll-Einspritzmenge QS zu ermitteln.
Das erfindungsgemäße Steuerverfahren wird im Folgenden anhand des Flußdiagramms aus 4 erklärt.
Wenn der Motor gestartet wird, startet die in 4 dargestellte Steueraufgabe (Schritt S1). Die Aufgabe wird z. B. alle 10 ms wiederholt.
Im Schritt S2 wird der momentane Motorlastzustand beurteilt. Das bedeutet, daß der Lastzustand beurteilt wird, in dem der Motor betrieben wird. Eine Unterscheidung zwischen Lastzuständen wird durchgeführt auf der Basis von Signalen von verschiedenen Sensoren, etwa einem Luftaufbereitungssensor usw. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Beurteilung zur Unterscheidung zwischen fünf verschiedenen Lastzuständen Mi durchgeführt, d. h. einen Normalzustand, einem Luftaufbereitungs-Ein-Zustand, einem Leerlaufzustand wegen Batteriespannungsabfall, einem nicht-neutralen Zustand und einem Zustand, der verschieden ist von Luftaufbereitung-Ein plus Neutral.
Im Schritt S3 wird beurteilt, ob ein Lernanfangswert Gli für einen als momentan vorliegend beurteilten Lastzustand Mi eingegeben worden ist oder nicht. Der Lernanfangswert Gli ist ein für jeden Lastzustand vorgegebener Wert. Wenn der Lernanfangswert Gli noch nicht eingegeben worden ist, schreitet der Ablauf zum Schritt S4 vor, bei dem ein dem im Schritt S2 entschiedenen Lastzustand Mi entsprechender Lernanfangswert Gli in der Lernvorrichtung 9 als Lernwert Gi gespeichert wird und ein Kennzeichen gesetzt wird, um die Eingabe des Anfangswerts Gli anzuzeigen. Wenn der Anfangswert Gli bereits eingegeben worden ist, schreitet der Ablauf vom Schritt S3 zum Schritt S5 fort.
Im Schritt S5 wird die im momentanen Motorbetriebszustand maximal zulässige Einspritzmenge FQ berechnet. Als nächstes wird im Schritt S6 eine der Momentangaspedalstellung und Motordrehzahl Nr entsprechende Basiseinspritzmenge dQ berechnet unter Verwendung der Laufcharakteristikfunktion. Obwohl 2 nur die Laufcharakteristiken für eine Gaspedalstellung von 0% zeigt, sind auch Laufcharakteristiken entsprechend anderen Gaspedalstellungen bestimmt worden. Daher wird im Schritt S6 eine der tatsächlichen Gaspedalstellung entsprechende Basiseinspritzmenge dQ berechnet. Als nächstes wird im Schritt S7 eine der Ist-Motordrehzahl Nr entsprechende Veränderungsgröße Qa unter Verwendung der Veränderungsfunktion berechnet.
Als nächstes wird im Schritt S8 entschieden, ob die Basiseinspritzmenge dQ Null ist oder nicht. Wenn sie nicht 0 ist, schreitet der Ablauf zum Schritt S9 fort, wo ein durch Addieren des Lernwerts GI zu der Basiseinspritzmenge dQ bestimmter Wert als korrigierte Basiseinspritzmenge QD definiert wird. Wenn die Basiseinspritzmenge dQ Null ist, schreitet der Ablauf zum Schritt S10 fort, wo die Basiseinspritzmenge dQ als korrigierte Basiseinspritzmenge QD definiert wird, ohne den Lernwert Gi zu der Basiseinspritzmenge dQ zu addieren.
Im Schritt S11 wird entschieden, ob das Fahrzeug momentan im Leerlaufzustand ist oder nicht. Die Entscheidung wird durchgeführt auf der Basis von Signalen aus Sensoren, die jeweils die Gaspedalstellung, die Fahrzeuggeschwindigkeit und die Motordrehzahl angeben. Der in 1 dargestellte Umschalter 7 wird auf der Basis der Entscheidung richtig umgeschaltet.
Wenn sich das Fahrzeug nicht im Leerlaufzustand befindet, schreitet der Ablauf direkt vor zum Schritt S20 (später beschrieben). Wenn sich das Fahrzeug im Leerlaufzustand befindet, schreitet der Ablauf vor zum Schritt S12, bei dem von dem PID auf der Basis einer Abweichung en der Ist-Motordrehzahl Nr von einer Soll-Leerlaufdrehzahl No zur Berechnung eines PID-Werts QI eine arithmetische Operation durchgeführt wird. Dabei wird die Soll-Leerlaufdrehzahl No auf der Basis der Wassertemperatur, der Motorlast usw: bestimmt.
Im Schritt S13 wird entschieden, ob die Motordrehzahl stabil ist oder nicht. Die Motordrehzahl wird als „stabil" beurteilt, wenn aufeinander folgend bei einer vorbestimmten Zahl von Wiederholungen festgestellt wird, daß die Differenz zwischen der Soll-Leerlaufdrehzahl No und der Ist-drehzahl Nr kleiner als ein vorbestimmter Wert ist.
Als nächstes wird im Schritt S14 festgestellt, ob die Variation eGI des PID-Werts QI größer als ein vorbestimmter Wert ist. Es wird also entschieden, ob die Differenz eQI zwischen dem PID-Wert QI, der erhalten wird, wenn der vorherige Lernwert Gi einem Lernvorgang unterworfen wurde, und dem momentan berechneten PID-Wert QI einen Wert eQIo überschreitet. Wenn die Variation eQI des PID-Werts QI größer als der Wert EQIo ist, wird im Schritt S15 wieder ein Lernvorgang durchgeführt. Es wird also der momentan berechnete PID-Wert QI dem vorherigen Lernwert Gi hinzuaddiert und von der resultierenden Summe eine vorgegebene Verschiebungsgröße Sa (Offset-Größe) subtrahiert, um einen neuen Lernwert Gi zu ermitteln, der anstelle des vorherigen Lernwerts gespeichert wird. Dann schreitet der Ablauf zu dem folgenden Schritt S16 voran. Es wird also, wenn ein Lernvorgang abgeschlossen ist, kein neuer Lernvorgang ausgeführt, bis die Variation eQI des PID-Werts QI den Maßwert eQIo überschreitet. Dabei ist anzumerken, daß wenn im Schritt S13 oder S14 die Antwort NEIN lautet, der Ablauf direkt zum Schritt S16 voran schreitet.
Als nächstes wird im Schritt S16 beurteilt, ob die Ist-Motordrehzahl Nr die Soll-Leerlaufdrehzahl No überschreitet. Wenn ja, wird im Schritt S17 bestimmt, ob der PID-Wert QE Null ist oder nicht. Wenn ja, schreitet der Ablauf zum Schritt S18 voran, bei dem eine Aktualisierungsgröße Sb mit einem vorbestimmten Wert von dem Lernwert Gi subtrahiert wird, um den Lernwert Gi zu aktualisieren. Dann schreitet der Ablauf weiter zum Schritt S19. Das Aktualisieren des Lernwerts Gi wird wiederholt, bis die manipulierte Variable QI von Null verschieden wird, insbesondere bis der berechnete PID-Wert QI dem Wert der oben erwähnten Verschiebungsgröße Sa (Offsetgröße) gleich wird. Festzustellen ist, daß wenn im Schritt S16 oder S17 die Antwort NEIN lautet, der Ablauf direkt zum Schritt S19 voran schreitet.
Im Schritt S19 werden die im Schritt S9 oder S10 ermittelte korrigierte Basiseinspritzgröße QD und die PID-Ausgangsgröße QI zusammenaddiert, um eine letztliche Soll-Einspritzgröße QS zu bestimmen. Dann wird im Schritt S21 bestimmt, ob die letztliche Soll-Einspritzgröße QS größer als die im Schritt S5 berechnete maximal zulässige Einspritzgröße FQ ist. Wenn ja, wird die maximal zulässige Einspritzgröße FQ im Schritt S22 als letztliche Soll-Einspritzgröße QS definiert, und der Ablauf schreitet fort zum Schritt S23. Wenn die letztliche Soll-Einspritzgröße QS nicht größer als die maximal zulässige Einspritzgröße FQ ist, schreitet der Ablauf direkt zum Schritt S23 voran. Im Schritt S23 wird eine an das Betätigungselement der Einspritzpumpe anzulegende Spannung V entsprechend der letztlichen Soll-Einspritzgröße QS berechnet. Danach endet der Ablauf beim Schritt S24.
Wenn andererseits im Schritt S11 entschieden wird, daß das Fahrzeug momentan nicht im Leerlaufzustand ist, schreitet der Ablauf zum Schritt S20 voran, bei dem die korrigierte Basiseinspritzgröße QG und die Veränderungsgröße Qa zusammenaddiert werden, um eine letztliche Soll-Einspritzmenge QS zu ermitteln. Danach schreitet der Ablauf vor zum Schritt S21.
Wenn der Lernwert Gi und die Basiseinspritzmenge dQ zusammenaddiert werden, um im Schritt S9 oder S10, wie zuvor erklärt, die korrigierte Basiseinspritzmenge QD zu ermitteln, dann kann der durch den Lernvorgang in dem Leerlaufzustand ermittelte Lernwert neben einer Addition zu der Basiseinspritzmenge QD für die Gaspedalstellung von 0% ferner auch zu der Basiseinspritzmenge für andere Gaspedalstellungen addiert werden, solange der Motorlastzustand der gleiche ist, um dadurch die letztliche Soll-Einspritzmenge QS zu ermitteln. Und zwar kann der ermittelte Lernwert Gi zum Korrigieren der Laufcharakteristiken für jede Gaspedalstellung verwendet werden. Alternativ dazu kann auch festgestellt werden, ob die Gaspedalstellung 0 ist und der Lernwert Gi nur hinzuaddiert werden, wenn die Gaspedalstellung 0 ist.
Die Veränderungsgröße Qa kann in all den Fällen hinzuaddiert werden, in denen die Gaspedalstellung 0 ist einschließlich eines Falles, bei dem z. B. der Fahrer seinen Fuß von dem Gaspedal zurückzieht, während sich das Fahrzeug bei hoher Geschwindigkeit bewegt. Alternativ kann die Veränderungsgröße nur dann hinzuaddiert werden, wenn auf der Basis vorbestimmter Bedingungen festgestellt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Schrittfahrtzustand befindet.
Zu den Schritten S13 bis S18 ist anzumerken, daß die Einrichtung zum durch Lernen Ermitteln eines neuen Lernwerts auf der Basis einer vorbestimmten Formel und Speichern im Schritt S15 definiert sein kann als Lernwertberechnungs- und -speichereinrichtung, daß die Einrichtung zum Beurteilen der Stabilität der Motordrehzahl im Schritt S13 und Feststellen, ob die Variation des PID-Werts größer als ein Maßwert ist, im Schritt S14 definiert sein kann als vierte Beurteilungseinrichtung, und daß die Einrichtung zum Ausführen der Prozeßschritte an den Schritten S16 bis S18 zur Aktualisierung des Lernwerts definiert sein kann als Lernwertaktualisierungseinrichtung. Außerdem ist anzumerken, daß die Berechnungs- und -speichereinrichtung, die vierte Beurteilungseinrichtung und die Lernwertaktualisierungseinrichtung miteinander mit einem umfassenderen Begriff als Lerneinrichtung definiert sein können.
Wie oben beschrieben, wird erfindungsgemäß für jeden Lastzustand des Motors ein Lernvorgang durchgeführt, wenn sich das Fahrzeug im Leerlaufzustand befindet, um eine für die Regelung für jeden Lastzustand verwendete Regelungsvariable zu optimieren. Wenn sich das Fahrzeug nicht im Leerlaufzustand befindet, kann darüber hinaus die Laufcharakteristikfunktion korrigiert werden durch eine Veränderungsgröße, die unter Verwendung der Veränderungsfunktion und des durch den zuvor ausgeführten Lernvorgang ermittelten Lernwerts erhalten wurde. Dementsprechend können die Laufcharakteristiken für die Gaspedalstellung 0% bestimmt werden im Hinblick auf die Motordrehzahl stabilität bei Leerlauf des Motors und Stillstand des Fahrzeugs. Daher kann eine optimale Leerlaufsteuerung durchgeführt werden für jeden möglichen Motorlastzustand, und auch bei einer Veränderung eines Lastzustandes zu einem anderen wird die Steuerung auf der Basis eines Lernwerts für den neuen Lastzustand sofort gestartet. Folglich verändern sich die Lastzustände gleichmäßig ohne Störung der Fahrzeuginsassen. Ferner ermöglicht die Erfindung eine äußerst günstige Treibstoffeinspritzmengensteuerung im Leerlauf und ermöglicht gleichzeitig eine günstige Steuerung der Stabilisierung der Motordrehzahl im Schrittfahrtzustand, wodurch Probleme vermieden werden, wie z. B. ein Abwürgen des Motors.

Claims

Treibstoffeinspritzsteuersystem für einen Dieselmotor mit: einer ersten Speichereinrichtung (3) zum Speichern einer eine Beziehung zwischen einer Drehzahl (N) und einer Treibstoffeinspritzmenge (Q) für jede von Gaspedalstellungen einschließlich einer Gaspedalstellung von 0% angebenden vorgegebenen Laufcharakteristikfunktion; einer ersten Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen eines momentanen Lastzustands des Motors; einer ersten Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer einer momentanen Gaspedalstellung und Drehzahl entsprechenden Basiseinspritzmenge (dQ) aus der Laufcharakteristikfunktion; einer zweiten Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob sich das Fahrzeug in einem vorbestimmten Leerlaufzustand befindet oder nicht aus einem Betriebszustand des Fahrzeugs; einem Regler (5) zum Regeln einer Treibstoffeinspritzmenge unter Verwendung einer Abweichung einer Ist-Drehzahl von einer Soll Drehzahl als Eingangsgröße für die Regelung, wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet; einer Lerneinrichtung (11) zum Berechnen eines Lernwerts (G) auf der Basis eines Ausgangswerts des Reglers (5) für jeden Lastzustand, wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet, und zum Speichern des Lernwerts; einer zweiten Berechnungseinrichtung (13) zum Berechnen einer korrigierten Basiseinspritzmenge (QD) aus der berechneten Basiseinspritzmenge (dQ) und dem auf der Basis einer vorbestimmten Formel entsprechend einem Wert der Basiseinspritzmenge durch einen Lernvorgang ermittelten Lernwert; einer dritten Berechnungseinrichtung (15) zum Berechnen einer Solleinspritzmenge (QS) durch Addieren der korrigierten Basiseinspritzmenge (QD) und des Ausgangswertes (QI) des Reglers miteinander nur dann, wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibstoffeinspritzmengensteuersystem weiterhin eine zweite Speichereinrichtung (7) zum Speichern einer eine Beziehung zwischen einer Motordrehzahl und einer Veränderungsgröße angebenden vorgegebenen Laufcharakteristikveränderungsfunktion zum Verändern der Laufcharakteristikfunktion für die Gaspedalstellung von 0%; und eine vierte Berechnungseinrichtung zum Berechnen einer einer momentanen Motordrehzahl entsprechenden Veränderungsgröße (Qa) aus der Laufcharakteristikveränderungsfunktion aufweist; und daß die dritte Berechnungseinrichtung (15) die Solleinspritzmenge (QS) durch Addieren der korrigierten Basiseinspritzmenge (QD) und der Veränderungsgröße (Qa) miteinander, wenn sich das Fahrzeug nicht im Leerlaufzustand befindet, berechnet, zumindest aber dann, wenn sich das Fahrzeug bei einer Gaspedalstellung von 0% in Schrittfahrt befindet.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, bei dem die Addition der korrigierten Basiseinspritzmenge und der Veränderungsgröße, wenn sich das Fahrzeug nicht in dem Leerlaufzustand befindet, nur ausgeführt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit: einer Einrichtung zum Berechnen einer maximal zulässigen Einspritzmenge entsprechend jedem Betriebszustand des Motors, so daß, wenn die durch die dritte Be rechnungseinrichtung berechnete Soll-Einspritzmenge größer als die maximal zulässige Einspritzmenge ist, die Soll-Einspritzmenge durch die maximal zulässige Einspritzmenge ersetzt wird.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner mit: einer dritten Beurteilungseinrichtung zur Beurteilung, ob die Drehzahl stabil ist oder nicht, so daß das Lernen durch die Lerneinrichtung durchgeführt wird, wenn die Drehzahl stabil ist.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 4, bei dem die dritte Beurteilungseinrichtung eine Differenz zwischen einer Soll-Leerlaufdrehzahl und einer Ist-Drehzahl berechnet.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 5, bei dem die dritte Beurteilungseinrichtung entscheidet, daß die Drehzahl stabil ist, wenn ein Zustand, in dem eine Differenz zwischen der Soll-Leerlaufdrehzahl und der Ist-Drehzahl kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeit andauert.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Lerneinrichtung eine Lern- und Speichereinrichtung zum Berechnen und Speichern des Lernwerts und eine vierte Beurteilungseinrichtung zum die Lerneinrichtung zur Berechnung eines neuen Lernwerts nur dann Bringen, wenn eine Variation des Ausgangswertes des Reglers einen vorbestimmten Wert überschreitet, aufweist.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 7, bei dem die Lern- und Speichereinrichtung, wenn die vierte Beurteilungseinrichtung entscheidet, ein Wiederlernen durchzuführen, eine bestimmte Verschiebungsgröße von einer Summe des zuvor berechneten Lernwerts und des Ausgangswerts des Reglers subtrahiert, um einen neuen Lernwert zu ermitteln, und den neuen Lernwert speichert.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 8, bei dem die Lerneinrichtung ferner eine Lernwertaktualisierungseinrichtung aufweist zum, wenn die Ist-Drehzahl größer als die Soll-Drehzahl ist und gleichzeitig der Ausgangswert des Reglers 0 ist, den Lernwert Aktualisieren durch Subtrahieren einer Aktualisierungsgröße mit einem vorbestimmten Wert von dem Lernwert, bis der Ausgangswert des Reglers einen vorbestimmten Wert erreicht hat.
Treibstoffeinspritzsteuersystem nach Anspruch 9, bei dem die Aktualisierungseinrichtung die Aktualisierung des Lernwerts fortsetzt, bis der Ausgangswert des Reglers der Verschiebungsgröße gleich wird.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren für einen Dieselmotor mit den Schritten: Beurteilung eines momentanen Lastzustands des Motors; Berechnen einer einer momentanen Gaspedalöffnungsstellung und Motorgeschwindigkeit entsprechenden Basiseinspritzgröße aus einer eine Beziehung zwischen einer Motordrehzahl und einer Treibstoffeinspritzmenge für jede von Gaspedalöffnungsstellungen einschließlich einer Gaspedalstellung von 0% angebenden zuvor gespeicherten Laufcharakteristikfunktion; Beurteilen, ob sich das Fahrzeug in einem vorbestimmten Leerlaufzustand befindet, aus einem Betriebszustand eines Fahrzeugs; Berechnen einer manipulierten Variablen zum Regeln einer Treibstoffeinspritzmenge auf der Basis einer Abweichung einer Ist-Drehzahl von einer Soll-Drehzahl, wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet; Berechnen eines Lernwerts auf der Basis der manipulierten Variable für jeden Lastzustand, wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet, und Speichern des Lernwerts; Berechnen einer korrigierten Basiseinspritzmenge aus der Basiseinspritzmenge und dem Lernwert auf der Basis einer vorbestimmten Formel entsprechend einem Wert der Basiseinspritzmenge; Berechnen einer Soll-Einspritzmenge durch Addieren der korrigierten Basiseinspritzmenge und der manipulierten Variablen nur dann, wenn sich das Fahrzeug in dem Leerlaufzustand befindet, dadurch gekennzeichnet, daß das Treibstoffeinspritzsteuerverfahren weiterhin die folgenden Schritte aufweist: Berechnen einer der Ist-Drehzahl entsprechenden Veränderungsgröße aus einer Laufcharakteristikveränderungsfunktion zum Verändern der Laufcharakteristiken für die Gaspedalstellung von 0%, wobei die Veränderungsfunktion eine Beziehung zwischen einer Drehzahl und einer Veränderungsgröße angibt; und Berechnen der Soll-Einspritzmenge durch Addieren der korrigierten Basiseinspritzmenge und der Veränderungsgröße miteinander, wenn sich das Fahrzeug nicht in dem Leerlaufzustand befindet, zumindest aber dann, wenn sich das Fahrzeug bei einer Gaspedalstellung von 0% in Schrittfahrt befindet.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach Anspruch 11 ferner mit dem Schritt: Messen einer Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs; wobei die Berechnung der Soll-Einspritzmenge durch die Addition der korrigierten Basiseinspritzmenge und der Veränderungsmenge miteinander, wenn sich das Fahrzeug nicht in dem Leerlaufzustand befindet, nur dann durchgeführt wird, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit niedriger als eine vorbestimmte Geschwindigkeit ist.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach Anspruch 11 oder 12 ferner mit den Schritten: Berechnen einer maximal zulässigen Einspritzmenge entsprechend jedem Betriebszustand des Motors; und die Soll-Einspritzmenge durch die maximal zulässige Einspritzmenge ersetzen, wenn die Soll-Einspritzmenge größer als die maximal zulässige Einspritzmenge ist.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13 ferner mit dem Schritt: Beurteilen ob die Motrdrehzahl stabil ist, so daß die Berechnung des Lernwerts durchgeführt wird, wenn die Motorgeschwindigkeit stabil ist.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach Anspruch 14, bei dem die Beurteilung, ob die Motordrehzahl stabil ist, durchgeführt wird durch Berechnen einer Differenz zwischen einer Soll-Leerlaufgeschwindigkeit und einer Ist-Motordrehzahl.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach Anspruch 15, bei dem die Beurteilung, ob die Motordrehzahl stabil ist, durchgeführt wird durch Beurteilen, ob ein Zustand, in dem eine Differenz zwischen der Soll-Leerlaufdrehzahl und der Ist-Motordrehzahl kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, für eine vorbestimmte Zeit andauert.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach einem der Ansprüche 11-16, bei dem der Schritt der Berechnung eines Lernwertes beinhaltet die Schritte: Berechnen des Lernwerts und Speichern des Lernwerts; und Beurteilen ob ein erneuter Lernvorgang durchgeführt wird auf der Basis einer Variation der manipulierten Variablen; wobei der Schritt des Lernens eines Lernwerts zum Wiederlernen eines neuen Lernwerts nur dann durchgeführt wird, wenn eine Variation der manipulierten Variablen einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach Anspruch 17, bei dem der Schritt des Wiederlernens durchgeführt wird durch Subtrahieren einer vorbestimmten Verschiebungsgröße von einer Summe des zuvor berechneten Lernwerts und der manipulierten Variable zur Ermittlung eines neuen Lernwerts, und Speichern des neuen Lernwerts.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach Anspruch 18, bei dem der Schritt der Berechnung eines Lernwerts ferner beinhaltet den Schritt: wenn die Ist-Motordrehzahl größer als die Soll-Motordrehzahl ist und gleichzeitig der Ausgangswert der manipulierten Variablen 0 ist, den Lernwert Akutalisieren durch Subtrahieren einer Aktualisierungsgröße mit einem vorbestimmten Wert von dem Lernwert, bis die manipulierte Variable einen vorbestimmten Wert erreicht.
Treibstoffeinspritzsteuerverfahren nach Anspruch 19, bei dem der Schritt der Aktualisierung fortgeführt wird bis die manipulierte Variable der Verschiebungsgröße gleich wird.