DE4103874A1

DE4103874A1 - Drehzahlsteuervorrichtung fuer eine verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE4103874A1
Application number: DE4103874A
Authority: DE
Inventors: Yukinobu Nishimura; Setsuhiro Shimomura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1990-02-08
Filing date: 1991-02-08
Publication date: 1991-08-14
Anticipated expiration: 2011-02-09
Also published as: JPH03233153A; US5070837A; DE4103874C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drehzahlsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl.

Fig. 5 zeigt eine konventionelle elektronische Steuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine, wobei diese eine Kraftstoffeinspritzeinrichtung und eine Leerlaufdrehzahlsteuereinrichtung aufweist.

In Fig. 5 bezeichnet die Referenznummer 1 einen Luftfilter, Referenznummer 2 einen Luftflußsensor vom Heißdrahttyp zur Erfassung einer zugeführten Luftmenge zur Maschine 8, Referenznummer 3 eine Steuereinheit (ECU), ein Symbol Q_A bezeichnet ein Einlaßluftmengen-Signal, das von dem Luftflußsensor 2 zur ECU 3 geliefert wird, Referenznummer 4 bezeichnet ein Drosselventil, das in einer Lufteinlaßröhre 14 der Maschine 8 angeordnet ist, um dadurch die Luftzufuhrmenge zu steuern, Referenznummer 5 bezeichnet einen Leerlaufschalter, der wirksam ist, wenn das Drosselventil 4 völlig geschlossen ist, d. h. es nimmt eine Leerlaufposition ein, eine Referenznummer 6 bezeichnet ein lineares Lufteinlaß-Steuerventil vom Solenoidtyp, das in einem Nebenweg 15 vorgesehen ist, der das Drosselventil 4 umgeht, Referenznummer 7 bezeichnet einen Zuluftmengen-Einstellabschnitt, der in dem Nebenweg 16 angeordnet ist und durch ein Wachsventil gebildet wird, das eine Zuluftmenge in Abhängigkeit von der Temperatur des Motors und einem manuellen Betriebsmechanismus oder einer Lufteinstellschraube (AAS) im Luftzufuhrweg steuert, Referenznummer 9 bezeichnet eine Einspritzung, die an der Lufteinlaßröhre in der Aufwärtsstromseite der Lufteinlaßöffnung der Maschine 8 angebracht ist. Referenznummer 10 bezeichnet einen Temperatursensor zur Erfassung der Temperatur des Kühlwassers der Maschine 8 und zur Ausgabe eines Signals R, das eine Maschinentemperatur (ein Maschinentemperatursignal) der ECU liefert, eine Referenznummer 11 bezeichnet einen Drehzahldetektor, der an der Kurbelwelle oder dem Verteiler angebracht ist, wodurch die Drehzahl der Maschine 8 erfaßt wird und ein eine Drehzahl darstellendes Signal (ein Drehzahlsignal) n_e erzeugt und an die ECU 3 geliefert wird, eine Referenznummer 12 bezeichnet einen Lastdetektor zur Erzeugung eines Arbeitssignals und Lieferung an die ECU 3 auf die Aktivierung einer Last hin wie einer Klimaanlage, eines servounterstützten Steuerrades oder ähnlichem, falls eine solche Last an die Maschine angelegt wird. Eine Referenznummer 13 bezeichnet einen Drucksensor zur Erfassung eines Druckes in der Luftzufuhrröhre 14, wobei der Drucksensor zu der ECU 3 ein Drucksignal P_a als Luftzufuhrmengen-Signal in dem Fall eingibt, daß der Luftflußsensor 2 nicht verwendet wird. Ein Symbol V_B bezeichnet ein Spannungssignal von einer Batterie als Leistungsquelle, welches an die ECU 3 angelegt wird.

In der konventionellen Steuervorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau empfängt die ECU 3 ein Zuluftmengensignal Q_A von dem Luftflußsensor 2, ein Leerlaufsignal von dem Leerlaufschalter 5, ein Maschinentemperatursignal R von dem Temperatursensor 10, ein Drehzahlsignal von dem Drehzahldetektor 11, ein Lastsignal von dem Lastdetektor 12 und ein Drucksignal P₁ von dem Drucksensor 13, und führt eine Leerlaufdrehzahlsteuerung und eine Treibstoffeinspritzsteuerung aus.

Zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl führt die ECU 3 eine rückgekoppelte Steuerung des Luftzufuhrsteuerventils 6 aus, so daß die tatsächliche Drehzahl der Maschine festgesetzt wird auf der Basis eines Fehlers zu einer vorher ermittelten Drehzahl, die korrespondierend zur Maschinentemperatur R und der tatsächlichen Drehzahl festgesetzt wurde. Zur Brennstoffeinspritzungssteuerung steuert die ECU 3 die Betätigung der Einspritzung 9.

Die Fig. 6 zeigt ein Blockschaltbild des Steuersystems einer anderen konventionellen Steuervorrichtung, die zum Beispiel in der offengelegten ungeprüften japanischen Patentanmeldung 1 62 340/1984 oder in der US-PS 46 66 871 beschrieben wird. Der Aufbau der Hardware ist der gleiche wie der der in Fig. 5 gezeigten. In Fig. 6 bezeichnet die Nummer 31 einen Basiszuluftmengen-Berechnungsabschnitt zur Berechnung einer Grundzuluftmenge Q_T, die zuvor mit der in Fig. 7 gezeigten Charakteristik festgesetzt wurde, wobei die Grundzuluftmenge mit Rücksicht auf die Maschinentemperatur R bestimmt wurde. Eine Referenznummer 32 bezeichnet einen Zuluftkorrekturmengen- Berechnungsabschnitt zur Berechnung einer Zuluftkorrekturmenge bezüglich einer Belastung der Maschine wie einer Klimaanlage, eines servogestützten Steuerrades oder ähnlichem und das Symbol S₁ bezeichnet einen Schalter, der bei Betätigung des Lastdetektors 12 geschlossen ist. Eine Nummer 35 bezeichnet einen Hauptweg-Luftzufuhrmengen-Berechnungsabschnitt zur Berechnung einer Luftzufuhrmenge in dem Hauptweg der Luftzufuhrröhre 14. Der Berechnungsabschnitt 35 der Hauptweg-Luftzufuhrmenge berechnet eine Luftzufuhrmenge für die Maschine, die eine andere ist, als die Zufuhrluftmenge, die durch das Luftzufuhrsteuerventil 6 strömt. Die Hauptwegluftzufuhrmenge Q_M hat nämlich die in Fig. 9 dargestellte Charakteristik mit Bezug auf die Maschinentemperatur R. Sie ist die Summe der Luftmenge, die durch die Lufteinlaßröhre 14 bei geschlossener Drosselklappe 4 strömt und der Luftmenge, die durch den Lufteinlaßmengen-Einstellabschnitt 7 strömt. Eine Referenznummer 36 bezeichnet einen Berechnungsabschnitt zur Berechnung eines Dienstausgangswertes für das Lufteinlaßsteuerventil 6. Die Relation der Lufteinlaßsteuermenge, geliefert durch das Lufteinlaß- Steuerventil 6 zu dem Dienstausgangswert ist in Fig. 8 dargestellt. Eine Nummer 40 bezeichnet eine tatsächliche Luftzufuhrmenge, die durch den Hauptweg strömt (eine tatsächliche Hauptweg-Lufteinlaßmenge) Q_RM, und eine Nummer 33 bezeichnet einen Zieldrehzahl-Berechnungsabschnitt, in dem der Drehzahlzielwert n_T unter Berücksichtigung der Maschinentemperatur R wie in Fig. 8 gezeigt, festgesetzt wird. Eine Nummer 34 bezeichnet einen Berechnungsabschnitt zur Berechnung eines Wertes der Rückkopplungs-Drehzahlsteuerung und eine Nummer 39 bezeichnet einen Berechnungsabschnitt zur Berechnung der Größe der Rückkopplungssteuerung einer Durchstromrate.

Der Betrieb der in den Fig. 5 und 6 gezeigten konventionellen Steuervorrichtungen wird beschrieben.

Bei einem Nicht-Betriebszustand (Leerlauf) der Maschine, bei dem Schalter S₁ geschlossen ist, werden die Grundlufteinlaßmenge Q_T, die in bezug auf die Maschinentemperatur berechnet wurde, und die Lufteinlaßkorrekturmenge, die in bezug auf eine Belastung der Maschine berechnet wurde, an einem Knotenpunkt N₁ addiert, und dadurch eine gesetzte Lufteinlaßmenge Q′_T zu fassen. An einemKnoten N₂ werden die festgesetzte Lufteinlaßmenge Q′_T und die Drehzahlrückkopplungssteuermenge Q_NFB, die durch den Berechnungsabschnitt 34 gegeben ist, zum Erhalt einer Ziel-Lufteinlaßmenge Q₀ aufsummiert. Am Knoten N₅ wird die Hauptweg-Lufteinlaßmenge Q_M, die hinsichtlich der Maschinentemperatur R berechnet wurde, von der Ziel-Lufteinlaßmenge Q₀ subtrahiert, so daß eine Lufteinlaß-Steuermenge durch das Lufteinlaßsteuerventil 6 berechnet wird.

Am Knoten N₄ wird der Wert Q_QFB der Rückkopplungssteuerung der Durchflußrate, der durch den Berechnungsabschnitt 39 geliefert wird, zum Lufteinlaßsteuerwert addiert, und der so erhaltene Wert wird als Lufteinlaßsteuermenge zum Dienstausgangswert- Berechnungsabschnitt 36 eingegeben, in dem der aufsummierte Wert in einen Betriebsausgangswert nach einer in Fig. 10 dargestellten Beziehung konvertiert. In diesem Fall wird die Korrektur durch eine Batteriespannung V_B durchgeführt, um die Leistungsfähigkeit des Lufteinlaß-Steuerventils 6 zu korrigieren. Weil des weiteren ein Wicklungswiderstand in dem Lufteinlaßsteuerventil 6 von der Temperatur abhängig ist, wird eine Korrektur durchgeführt, so daß die Wicklungstemperatur durch die Temperatur der Maschine dargestellt wird.

An einem Knoten N₆ wird eine tatsächliche Hauptstrom-Lufteinlaßmenge Q_RM zu dem oben erwähnten Betriebsausgangswert addiert und der so erhaltene addierte Wert wird zur Maschine 8 gegeben.

Auf der anderen Seite wird an einem Knoten N₉ ein Fehler zwischen dem Zieldrehzahlwert n_T und der tatsächlichen Drehzahl N_e der Maschine ermittelt und der Fehler wird in den Berechnungsabschnitt 34 für den Rückkopplungssteuerwert der Drehzahl eingegeben. Der Berechnungsabschnitt 34 führt eine Steueroperation durch, die zumindest eine I-Steuerung der bekannten PID Steueroperationen enthält, um dadurch den Drehzahl-Rückkopplungssteuerwert Q_NFB auszugeben, welcher einen positiven Wert (+) annimmt, wenn n_t größer n_e ist und wird zu dem Lufteinlaßwert Q′_T am Knoten N₂ addiert, wodurch die Ziellufteinlaßmenge Q₀ erhalten wird. Daher wird die Rückkopplungssteuerung so durchgeführt, daß sich die Maschinendrehzahl n_e der Zieldrehzahl n_T annähert.

An einem Knoten N₈ wird ein Fehler zwischen dem Ziellufteinlaßwert Q₀ von einem Knoten N₃ und einer tatsächlichen Lufteinlaßmenge Q_A zur Maschine von einem Knoten N₇, d. h. einer durch den Luftflußsensor 2 gemessenen Lufteinlaßmenge Q_A, erhalten, und der Fehler wird zum Berechnungsabschnitt 39 für die Durchstromraten- Rückkopplungssteuermenge eingegeben, um einer integrativen Steuerung unterworfen zu werden (I). In diesem Fall nimmt der Wert der Durchstromraten-Rückkopplungssteuermenge Q_QFB als Ausgang von dem Berechnungsabschnitt 39 einen positiven Wert (+) ein, wenn der Wert des Fehlers positiv (+) ist. Der von dem Berechnungsabschnitt 39 ausgegebene Wert wird zur Lufteinlaßsteuermenge addiert, die durch das Lufteinlaß-Steuerventil 6 gegeben ist. Daher wird die tatsächliche Lufteinlaßmenge Q_A für die Maschine 8 so gesteuert, daß die Ziel-Lufteinlaßmenge Q₀ durch Durchstromraten-Rückkopplungssteuerung erreicht wird. Falls im praktischen Betrieb der Öffnungsgrad des Lufteinlaßmengen-Steuerventils 6 geändert wird, ändert sich die Lufteinlaßmenge zu der Maschine 8 schneller als die Drehzahl der Maschine 8. Demgemäß kann eine Leerlaufdrehzahlsteuerung mit einer schnellen Antwort bewirkt werden, indem die Verstärkung der rückgekoppelten Durchstromsteuerraten größer gehalten wird, als die Verstärkung der rückgekoppelten Drehzahlsteuerung.

Falls, wie oben beschrieben, die Rückkopplungssteuerung der Strömungsrate zusätzlich zur rückgekoppelten Drehzahlsteuerung in der konventionellen Leerlaufdrehzahl-Steuerungsvorrichtung bewirkt wird, wurde eine bestimmte Verbesserung in der Reaktion hinsichtlich verschiedener Faktoren gefunden, die einen Fehler zwischen der gesetzten Lufteinlaßmenge und der tatsächlichen Lufteinlaßmenge bewirken, im Vergleich mit einem Fall, daß nur die rückgekoppelte Drehzahlsteuerung durchgeführt wird. Die den Fehler hervorrufenden Faktoren sind z. B. Streuung im Durchstromwiderstand des Lufteinlaß- Steuerventils 6, Veränderungen der Luftdichte aufgrund von Änderungen des atmosphärischen Druckes und der Temperatur der in den Motor gesaugten Luft, Verstopfung im Lufteinlaßmengen-Einstellabschnitt 7 mit zunehmender Zeit, Streuung in den Fließeigenschaften des verwendeten Wachses usw. Wie die anderen Faktoren, die den Fehler zwischen der gesetzten Drehzahl und der tatsächlichen Drehzahl bei der Rückkopplungssteuerung der Drehzahl hervorrufen, besteht ein Fehler begründet in der Relation der Einlaßluftmenge zur Maschinendrehzahl aufgrund von Streuungen der Maschine bei Fertigungsschritten, einer zeitlichen Veränderung usw. Des weiteren bildet ein Fehler in einer geschätzten Korrekturmenge gemäß einer Streuung der Lasten und einer zeitlichen Veränderung solche Faktoren. Demgemäß kann die Steuerbarkeit verbessert werden, indem die Korrekturfunktion eines Fehlers hervorgerufen von der Relation zwischen der festgesetzten Einlaßluftmenge und der tatsächlichen Einlaßluftmenge zu der Durchflußraten-Rückkopplungssteuermenge Q_QFB zugeordnet wird und durch Zuordnen der Korrekturfunktion eines Fehlers, der von der Relation zwischen der gesetzten Drehzahl und der tatsächlichen Drehzahl herrührt, zu der Drehzahl- Rückkopplungssteuermenge Q_NFB, so daß jeweils Teile des Fehlers auf zwei Steuergrößen aufgeteilt sind. Jedoch besteht dabei das Erfordernis, daß ein Unterschied von 10 bis 20 zwischen den Verstärkungen der Drehzahl-Rückkopplungssteuerung und der Durchströmraten- Rückkopplungssteuerung besteht. Sie sind in doppelten Schleifen in dem Blockdiagramm, wie in Fig. 6 gezeigt, ausgebildet, um so gegenseitigen Einfluß zu verhindern. Die Verstärkung der Drehzahl-Rückkopplungssteuerung ist im wesentlichen durch die Antwortfunktion der Maschine 8 festgelegt. Falls demgemäß die Verstärkung der Strömungsraten-Rückkopplungssteuerung so festgelegt ist, daß die optimale Verstärkung für die Drehzahlrückkopplungssteuerung erreicht wird, gelangt die Verstärkung der Strömungsraten-Rückkopplungssteuerung zur Schwingungsgrenze. Demgemäß war es bei der konventionellen Drehzahlsteuervorrichtung schwierig, eine Strömungsraten- Rückkopplungssteuerung mit einer schnellen Antwortfunktion zu realisieren, wobei die optimale Verstärkung für die Drehzahl-Rückkopplungssteuerung erzielt wurde.

Weil auf der anderen Seite der den Fehler in der Strömungsraten-Rückkopplungssteuerung hervorrufende Faktor nicht unbedingt eine schnelle Antwortfunktion erfordert, kann die Antwortfunktion in der Strömungsraten- Rückkopplungssteuerung niedriger sein als die der Drehzahl-Rückkopplungssteuerung. In dieser Hinsicht kann die Verstärkung der Strömungsraten-Rückkopplungssteuerung geringer als die Verstärkung der Drehzahl-Rückkopplungssteuerung gehalten werden. In diesem Fall muß jedoch die Verstärkung der Strömungsraten- Rückkopplungssteuerung niedriger als 1/10 bis 1/20 der Verstärkung der Drehzahl-Rückkopplungssteuerung sein, wenn die letztere auf den optimalen Wert festgelegt ist. Durch die oben erwähnte Tatsache war es schwierig für die konventionelle Drehzahl-Steuervorrichtung, eine optimale Strömungsraten-Rückkopplungssteuerung durchzuführen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drehzahlsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit einer verbesserten Steuerbarkeit zu schaffen.

Die vorhergehende Aufgabe der vorliegenden Erfindung werden gelöst durch Vorsehen einer Drehzahlsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit:
einer Lufteinlaß-Mengen-Einstelleinrichtung zum Festsetzen einer Lufteinlaßmenge für eine Verbrennungskraftmaschine,
einer Zieldrehzahl-Einstelleinrichtung zum Festsetzen einer Zieldrehzahl für die Maschine,
einer Drehzahlerfassungseinrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Maschine,
einer Leerlaufzustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Leerlaufzustandes der Maschine,
einer Drehzahl-Rückkopplungssteuergrößen-Berechnungseinrichtung zur Berechnung einer Rückkopplungsdrehzahlsteuergröße gemäß einem Fehler zwischen der Zieldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl der Maschine, wenn die Maschine in einem Leerlaufzustand ist,
einer Lufteinlaßmengen-Erfassungseinrichtung zur Erfassung einer Lufteinlaßmenge für die Maschine,
einem Korrekturwertspeicher zur Übertragung der Drehzahlrückkopplungssteuergröße in einer Zeit gemäß einem Fehler zwischen der tatsächlichen Lufteinlaßmenge und
einer Ziellufteinlaßmenge, die von der Lufteinlaßmenge, die durch die Lufteinlaßmengen-Einstelleinrichtung festgesetzt ist und die Drehzahl-Rückkopplungssteuergröße erhalten wird und
einer Lufteinlaßmengen-Steuereinrichtung zur Steuerung der Lufteinlaßmenge auf der Basis eines Speicherwertes, der in dem Korrekturwertspeicher gespeichert ist und der Ziellufteinlaßmenge.

In der vorliegenden Erfindung wird nur die Drehzahlrückkopplungssteuerung durchgeführt, wobei eine Drehzahlrückkopplungssteuergröße zeitlich zu einem Korrekturwertspeicher übertragen wird auf der Basis eines Fehlers zwischen einer Ziellufteinlaßmenge und einer tatsächlichen Lufteinlaßmenge, so daß die Lufteinlaßmenge für die Maschine durch die Ziellufteinlaßmenge und einen Wert in dem Korrekturwertspeicher gesteuert wird.

Eine vollständigere Würdigung der Erfindung und viele erzielte Vorteile derselben werden erhalten und besser verstanden durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In den Figuren zeigen

Fig. 1 und 2 jeweils Blockbilder der ersten und zweiten Ausführungsformen der Drehzahlsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 3 ein Diagramm mit den Eigenschaften des Steuer/Arithmetikabschnittes der Steuervorrichtung der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ein Flußdiagramm des Betriebes des wichtigen Abschnittes der Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 und 6 jeweils Blockbilder von konventionellen Drehzahlsteuervorrichtungen für eine Verbrennungskraftmaschine; und

Fig. 7 bis 10 jeweils Diagramme der Eigenschaften von wichtigen Teilen der konventionellen Steuervorrichtung.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen, wobei die gleichen Referenznummern bei den verschiedenen Ansichten die gleichen oder entsprechende Teile bezeichnen, ist insbesondere in Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Drehzahlsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung dargestellt.

In Fig. 1 bezeichnet die Referenznummer 37 einen Steuer/Arithmetikabschnitt zum Empfang eines Signals, das einen Lufteinlaßmengenfehler Δε_Q darstellt und zur Ausgabe eines Signals, das eine korrigierte Luftstrommenge ΔQ darstellt und ein Symbol S₂ bezeichnet einen Schalter, der mit einer vorbestimmten Frequenz arbeitet, so daß die korrigierte Luftstrommenge ΔQ dividiert von der Drehzahlrückkopplungssteuermenge Q_NFB während des Betriebes des Schalters S₂ zu einem Korrekturwertspeicher 38 übertragen wird. Der Aufbau und die Anordnung der Drehzahlsteuervorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die gleiche wie die in Fig. 4 gezeigte.

Der Betrieb der Steuervorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird beschrieben. Die Ziellufteinlaßmenge Q₀ wird von dem Knoten N₂ in der gleichen Weise wie bei der konventionellen Steuervorrichtung ausgegeben. Am Knoten N₈ ist ein Fehler zwischen der Ziellufteinlaßmenge Q₀ und der tatsächlichen Lufteinlaßmenge Q_A erhältlich. Der Fehler wird in den Steuer/Arithmetikabschnitt 37 eingegeben. Der Steuer/Arithmetikabschnitt 37 arbeitet in der Weise, daß die korrigierte Luftstrommenge ΔQ groß gemacht wird, wenn der Fehler zwischen der Ziellufteinlaßmenge Q₀ und der tatsächlichen Lufteinlaßmenge Q_A, d, h. der Lufteinlaßmengenfehler Δε_Q groß ist, und die korrigierte Luftstrommenge ΔQ wird 0 in einem Bereich unter dem Absolutwert von Δε_Q, wie in Fig. 3 gezeigt, und dann gibt er ein Signal aus, das die korrigierte Luftstrommenge ΔQ anzeigt.

Der Schalter S₂ arbeitet bei einer vorbestimmten Frequenz, so daß die korrigierte Luftstrommenge ΔQ dividiert von der Drehzahlrückkopplungssteuermenge vom Berechnungsabschnitt 34 zum Korrekturwertspeicher 38 während der Arbeitszeit des Schalters S₂ übertragen und dort gespeichert wird.

Der Betrieb des oben erwähnten wird unter Bezugnahme auf ein in Fig. 4 gezeigtes Flußdiagramm beschrieben.

Im Schritt 101 wird eine Entscheidung getroffen, ob der Zeitpunkt einer vorbestimmten Frequenz eingetroffen ist oder nicht. Wenn die Entscheidung negativ ist, wird der Schritt 104 ausgeführt und der Prozeß beendet. Wenn auf der anderen Seite gefunden wird, daß die vorbestimmte Frequenzzeit eingetreten ist, fährt die Sequenz mit Schritt 102 fort, bei dem die korrigierte Luftstrommenge ΔQ berechnet wird auf der Basis von Δε_Q gemäß der Charakteristik aus Fig. 3, in dem Steuer/Arithmetikabschnitt 37. Dann wird die korrigierte Luftstommenge ΔQ von der Drehzahlrückkopplungssteuermenge Q_NFB des Berechnungsabschnittes 34 im Schritt 103 abgezogen, und die korrigierte Luftstrommenge ΔQ wird einem in dem Korrekturwertspeicher 38 gespeicherten Wert Q_MFB hinzuaddiert. Dann wird der Sequenzschritt in einem Schritt 104 beendet.

Der korrigierte Speicherwert Q_MFB wird zur Ziellufteinlaßmenge Q₀ am Knoten N₄ addiert. Der folgende Betrieb ist der gleiche wie bei der konventionellen Routine.

Bei der oben erwähnten Ausführungsform ist der Faktor des Fehlers zwischen der Zieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl der Drehzahlrückkopplungssteuermenge Q_NFB zugeordnet und der Faktor des Fehlers zwischen der Ziellufteinlaßmenge und der tatsächlichen Lufteinlaßmenge ist dem korrigierten Speicherwert Q_MFB des Korrekturwertspeichers 38 zugeordnet, um die Steuerung der Maschinendrehzahl durchzuführen.

Obwohl die oben geschilderte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gleichzeitig die rückgekoppelte Steuerung der Drehzahl und die rückgekoppelte Steuerung der Zuluft mit verbesserter Steuerbarkeit durchführt, führt sie tatsächlich nur die Rückkopplungssteuerung der Drehzahl in dem Steuerungssystem aus, weil Q_MFB durch die Subtraktion von Q_NFB erhalten wird. Es besteht keine Verringerung der Steuerbarkeit hervorgerufen durch die gegenseitige Beeinflussung der Verstärkungen der Drehzahlrückkopplungssteuerung und der Lufteinlaßmengen- Rückkopplungssteuerung.

Beispiele des Betriebes der oben erwähnten Ausführungsform sind im Detail in den Tabellen 1 bis 3 dargestellt. Die Tabellen zeigen Änderungen der Parameter, wobei Tabelle 1 einen Zustand zeigt, in dem eine Verstopfung in dem Lufteinlaßmengen-Einstellabschnitt 7 stattfindet, Tabelle 2 Daten in einem Zustand zeigt, bei dem eine Veränderung in den Eigenschaften der Maschine stattfindet und Tabelle 3 Daten bei einem Zustand zeigt, in dem Verstopfung und Veränderung in den Eigenschaften gleichzeitig auftreten. Durch die Tabellen wird verdeutlicht, daß die Faktoren der Fehler getrennt hinsichtlich Q_NFB und Q_MFB korrigiert werden.

Tabelle 1

Verschmutzungszustand

Tabelle 2

Änderung der Maschineneigenschaften

Tabelle 3

Verstopfung und Änderung der Maschineneigenschaften

Fig. 2 ist ein Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform der Drehzahlsteuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

In der zweiten Ausführungsform wird der korrigierte Speicherwert Q_MFB zu der Ziellufteinlaßmenge Q₀ zum Erhalt eines Summenwertes addiert, und ein Fehler zwischen dem Summenwert und der tatsächlichen Lufteinlaßmenge Q_A wird in den Steuer/Arithmetikabschnitt 37 eingegeben. In dieser Ausführungsform kann ein Fall auftreten, daß der Faktor des Fehlers, basierend auf dem Unterschied zwischen der Zieldrehzahl und der tatsächlichen Drehzahl, und der Faktor des Fehlers basierend auf dem Unterschied zwischen der Ziellufteinlaßmenge und der tatsächlichen Einlaßluftmenge untrennbar vermischt sind. Weil in diesem Fall die Faktoren des Fehlers nicht in Q_NFB und Q_MFB aufgeteilt werden, ist die Steuerbarkeit im Vergleich mit der Ausführungsform aus Fig. 1 einigermaßen schlecht. Falls jedoch die Verstärkung von Q_MFB hinreichend kleiner als die von Q_NFB gemacht wird, besteht eine Möglichkeit der Verwendung dieser Ausführungsform.

Bezugnehmend auf Fig. 5 wird ein Luftstromsensor 2 vom Heißdrahttyp verwendet, um die Lufteinlaßmenge Q_A zu bestimmen. Jedoch kann die Lufteinlaßmenge Q_A durch die Berechnung einer Drehzahl n_e und eines Drucksignals P_a vom Drucksensor 13 erhalten werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung der Lufteinlaßmenge zur Maschine durch zeitliche Übertragung der Drehzahl-Rückkopplungssteuermenge auf der Basis des Fehlers zwischen der Ziellufteinlaßmenge und der tatsächlichen Lufteinlaßmenge durchgeführt, so daß die Lufteinlaßmenge von der Ziellufteinlaßmenge und dem korrigierten Speicherwert korrespondierend zur Drehzahlrückkopplungssteuermenge erhalten wird. Demgemäß kann die Steuerbarkeit verbessert werden, weil der Fehlerfaktor der Drehzahlrückkopplungssteuermenge und dem korrigierten Speicherwert zugeteilt wird. Weil des weiteren die Erneuerung des korrigierten Speicherwertes ohne Beeinflussung des Steuersystems bewirkt werden kann, kann die optimale Drehzahlrückkopplungssteuerung und die Lufteinlaßmengenrückkopplungssteuerung erreicht werden, ohne die Begrenzung des Steuersystems zu überschreiten.

Offensichtlich sind verschiedene Modifikationen und Veränderungen der vorliegenden Erfindung im Lichte dieser Lehre möglich. Die angefügten Ansprüche sind daher so zu verstehen, daß die Erfindung auch auf eine andere Weise praktisch ausgeführt werden kann, als dort im Detail beschrieben ist.

Claims

1. Drehzahlsteuervorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine mit:
einer Lufteinlaßmengen-Einstelleinrichtung zum Festsetzen einer Lufteinlaßmenge für eine Verbrennungskraftmaschine (8),
einer Zieldrehzahl-Einrichtung zum Festsetzen einer Zieldrehzahl (n_T) für die Maschine (8),
einer Drehzahl-Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Drehzahl (n_e) der Maschine (8),
einer Leerlaufzustand-Erfassungseinrichtung zum Erfassen eines Leerlaufzustandes der Maschine,
einer Drehzahl-Rückkopplungs-Steuergrößen- Berechnungseinrichtung zur Berechnung einer Rückkopplungs-Drehzahlsteuergröße gemäß einem Fehler zwischen der Zieldrehzahl und einer tatsächlichen Drehzahl der Maschine, wenn die Maschine in einem Leerlaufzustand ist,
einer Lufteinlaßmengen-Erfassungseinrichtung (2) zur Erfassung einer Lufteinlaßmenge für die Maschine,
einem Korrekturwertspeicher (38) zur Übertragung der Drehzahl-Rückkopplungssteuergröße in einer Zeit gemäß einem Fehler zwischen der tatsächlichen Lufteinlaßmenge und einer Ziellufteinlaßmenge, die von der Lufteinlaßmenge, die durch die Lufteinlaßmengen-Einstelleinrichtung festgesetzt ist und die Drehzahlrückkoppel-Steuermenge erhalten wird, und
einer Lufteinlaßmengen-Steuereinrichtung zur Steuerung der Lufteinlaßmenge auf der Basis eines Speicherwertes, der in dem Korrekturwertspeicher (38) gespeichert ist und der Ziellufteinlaßmenge.

2. Drehzahlsteuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuer/Arithmetikabschnitt (37) den Fehler zwischen den Ziel- und den tatsächlichen Lufteinlaßmengen zur Verarbeitung empfängt, wodurch eine korrigierte Strömungsrate ΔQ ausgegeben wird, welche zur Subtraktion von der Drehzahlrückkoppel- Steuermenge verwendet wird.