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WO1987005074A1 - Device for adjusting the smooth running of internal combustion engines - Google Patents

Device for adjusting the smooth running of internal combustion engines Download PDF

Info

Publication number
WO1987005074A1
WO1987005074A1 PCT/DE1986/000408 DE8600408W WO8705074A1 WO 1987005074 A1 WO1987005074 A1 WO 1987005074A1 DE 8600408 W DE8600408 W DE 8600408W WO 8705074 A1 WO8705074 A1 WO 8705074A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
segments
smooth running
controllers
setpoint
actual value
Prior art date
Application number
PCT/DE1986/000408
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas KÜTTNER
Wolf Wessel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to DE8686905739T priority Critical patent/DE3667701D1/en
Publication of WO1987005074A1 publication Critical patent/WO1987005074A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1497—With detection of the mechanical response of the engine
    • F02D41/1498—With detection of the mechanical response of the engine measuring engine roughness
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/10—Parameters related to the engine output, e.g. engine torque or engine speed
    • F02D2200/1015—Engines misfires

Definitions

  • a device for regulating the smooth running of an internal combustion engine is known, with the aid of which the vibration of a motor vehicle in the lower speed range, in particular when idling, is eliminated.
  • This swinging of the motor vehicle is often referred to as "shaking" and is a result of manufacturing tolerances that occur in the series production of the injection equipment.
  • the fuel quantities to be injected into the individual cylinders are to be corrected by a smooth running control, in which each cylinder is assigned its own control, in such a way that each cylinder delivers the same torque as possible, so that the engine runs more smoothly.
  • a smooth running control in which each cylinder is assigned its own control, in such a way that each cylinder delivers the same torque as possible, so that the engine runs more smoothly.
  • the actual and setpoint formation is carried out at the same time, which gives the disadvantage in the case of large signal speed fluctuations that the measure for the deviation of the actual value from the mean value is falsified because the setpoint signal causes a delay or a phase shift experiences. This disadvantage leads to a deterioration in the dynamic behavior of the injection system.
  • the device according to the invention for controlling the smooth running of an internal combustion engine has the advantage that the phase shift that occurs between the actual value and the desired value is compensated for large-signal speed fluctuations, so that a significant improvement in the dynamic behavior of the injection system is achieved.
  • the compensation of the phase shift between the setpoint and the actual value is achieved in that the setpoint is decelerated from the actual value by z-1 segments of a known segment wheel, which has z segments when it is attached to the crankshaft.
  • the preferred embodiment provides that a simplified averaging of the setpoint takes place with the aid of a filter which filters out the frequency of the "shaking", so that 2 * z memory cells of a microprocessor which control the smoothness and other control and / or regulating devices for the Controls fuel metering, less are needed.
  • the limit frequency of the filter is determined according to two criteria: on the one hand, the averaged speed signal must be able to follow the instantaneous speed well in the event of large signal speed fluctuations, and on the other hand, the best possible damping of the camshaft speed fluctuations must be guaranteed.
  • FIG. 2 delayed the moving average over 2 segments and the moving average over 8 segments by 3 segments
  • Figure 3 shows a first possibility of the principle of quiet running regulation with 4 proportional integral controllers without synchronization
  • FIG. 4 the principle of the smooth running control with 8 proportional integral controllers
  • FIG. 5 shows a second possibility of the principle of smooth running control with 4 proportional-integral controllers without synchronization
  • FIG. 6 the principle of the smooth running control with 4 proportional-integral controllers with synchronization
  • FIG. 7 shows a simplified block diagram with integration of the smooth running control into the injection system
  • FIG. 8 shows the course of the smooth running control integrators during idling and outside of idling
  • FIG. 9 shows a first alternative to the setpoint and actual value formation
  • Figure 10 shows a second alternative to the target and actual value formation
  • Figure 11 shows the principle of manipulating variable shaping to shorten the actuating time.
  • Figure 1 the moving averages over 2 and 8 segments are recorded.
  • the actual invert is the average of the two previous segment times, which corresponds to one working stroke of a cylinder.
  • Figure 1 further shows that at Large signal speed fluctuations a greater delay or phase shift of the setpoint compared to the actual value occurs.
  • FIG. 2 shows the moving average over 2 segments and the moving average over 8 segments, which is delayed by 3 segments. This measure enables, as can be seen from FIG. 2, that the smoothness control recognizes the correct measure for the deviation of the actual value with respect to the mean value even in the case of large signal speed fluctuations.
  • Figure 3 shows a first possibility of the principle of the smooth running control LRR with proportional integral controllers (PI controller) without synchronization.
  • PI controller proportional integral controllers
  • the following variables are plotted over the time axis t.
  • This time diagram shows the calculation times of the setpoint and actual value. At the time of the setpoint and manipulated variable calculation for the controller, the calculated actual value was 3 segments behind.
  • FIG. 4 illustrates the principle of the smooth running control LRR with 8 proportional integral controllers (PI controllers), the same variables as in FIG. 3 being plotted over the time axis t.
  • PI controllers proportional integral controllers
  • FIG. 5 shows a second possibility of the principle of the LRR smooth running control with 4 proportional integral controllers (PI controllers) without synchronization.
  • FIG. 5 can be compared with FIG. 3.
  • This second option like the first option in FIG. 3, permits stable LRR control.
  • FIG. 5 shows that the reaction to the injection in cylinder 1 (ZI) is then detected in the second and third segments, in FIG. 3 already in the first and second segments.
  • ZI the times for the controller calculation and the manipulated variable are shifted by one segment compared to the first option. Since there are these two setting options, no synchronization is necessary, and it is up to chance which setting is set from the start.
  • FIG. 6 shows the principle of the smooth running control LRR with 4 proportional integral controllers (PI controllers) with synchronization, the reaction to the injection in cylinder 1 (ZI) being subsequently recorded in the second and third segments.
  • PI controllers proportional integral controllers
  • FIG. 7 shows a simplified block diagram with integration of the smooth running control LRR into the injection system.
  • the idle controller is divided into a proportional component, LL-P component, and an integral component, LL-I component, and an integral gain calculation, I-component.
  • the integral increase is added to the manipulated variables and integrators of the idle idle control LRR.
  • the mean value MW of the smooth running integrators is formed. This mean value MW is fed to a conversion point U, which uses the timer value to determine the amount of fuel that is fed to the cylinder. This conversion point U is connected to an addition point 1.
  • the idle controller proportional component is also linked to this addition point 1.
  • the addition point 1 is supplied with a third signal via the change in the driving behavior of the motor vehicle KFZ.
  • the vehicle speed control FGR and the addition point 1 are connected to a maximum value limiter MAX which, together with a full load / smoke limitation VL / R, emits signals to a minimum limiter MIN.
  • This minimum limiter MIN supplies signals to a subtraction point 2 via a fuel temperature correction KTK, a pump map (pump KF) and a timer value normalization TN.
  • the output signal of the formed mean value MW of the smooth running integrators is also fed to the subtraction point 2.
  • the output signal of the subtraction point 2 is fed to an addition point 3, which receives a further signal from the smooth running control LRR via a control variable switchover SGU.
  • the output signal of the addition point 3 is fed to the control path setpoint output of the injection system.
  • the minimum limiter MIN is coupled to the smooth running control LRR, in the form that the integrator setting is stored below the zero line outside of the idle mode.
  • Figure 8 shows the course of the smooth running control LRR integrators 1 to 4 at idle LL and outside of
  • the characteristic curve a shows the mean value MW of the integrators of the smooth running control during idling and outside of idling.
  • FIG. 11 shows a possibility for shortening the actuating time in the case of fuel quantity interlockings with a specific actuating time (for example magnetic interlockings). Shortly after the time of issue for the next manipulated variable, it is not the new final value (eg S1) that is output, but a pilot control variable VS1, which is formed as follows:
  • the pilot control variable VS1 is pending for the time dt.
  • the factor and the time dt must be matched to the actuating speed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

The device proposed compensates, in the event of large-signal/rotation speed variations, for a time-lag or phase-shift arising between an actual value and a specified average value, both of which are fed to a control unit for the injection of fuel into a cylinder. If 2 x z proportional-integral regulators (Pi-regulators) are used for adjusting the smooth running for a z number of cylinder, automatic synchronization is ensured. In the case of a cylinder number where z is less than 6, it is sufficient to install z proportional-integral regulators (Pi-regulators), whereby synchronization is automatically effected.

Description

Einrichtung zur Regelung der Laufruhe einer BrennkraftmaschineDevice for regulating the smooth running of an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Es ist eine Einrichtung zur Regelung der Laufruhe einer Brennkraftmaschine bekannt, mit deren Hilfe das Schwingen eines Kraftfahrzeugs im unteren Drehzahlbereich, insbesondere im Leerlauf, behoben wird. Dieses Schwingen des Kraftfahrzeugs wird oftmals als "Schütteln" bezeichnet und ist eine Folge von Fertigungstoleranzen, die in der Serienherstellung der Einspritzausrüstung auftreten.A device for regulating the smooth running of an internal combustion engine is known, with the aid of which the vibration of a motor vehicle in the lower speed range, in particular when idling, is eliminated. This swinging of the motor vehicle is often referred to as "shaking" and is a result of manufacturing tolerances that occur in the series production of the injection equipment.
Die in die einzelnen Zylinder einzuspritzenden Kraftstoffmengen sollen durch eine Laufruheregelung, bei der jedem Zylinder eine eigene Regelung zugeordnet wird, so korrigiert werden, daß jeder Zylinder möglichst das gleiche Drehmoment abgibt, so daß dadurch ein ruhigerer Motorlauf entsteht. Bei dieser Laufruheregelung wird die Ist- und Sollwertbildung zum gleichen Zeitpunkt durchgeführt , was bei Großsignal-Drehzahlschwankungen den Nachteil ergibt, daß das Maß für die Abweichung des Istwerts bezüglich des Mittelwerts verfälscht wird, weil das Sollwertsignal eine Verzögerung bzw. eine Phasenverschiebung erfährt. Dieser Nachteil führt zu einer Verschlechterung des dynamischen Verhaltens des Einspritzsystems.The fuel quantities to be injected into the individual cylinders are to be corrected by a smooth running control, in which each cylinder is assigned its own control, in such a way that each cylinder delivers the same torque as possible, so that the engine runs more smoothly. With this smooth running control, the actual and setpoint formation is carried out at the same time, which gives the disadvantage in the case of large signal speed fluctuations that the measure for the deviation of the actual value from the mean value is falsified because the setpoint signal causes a delay or a phase shift experiences. This disadvantage leads to a deterioration in the dynamic behavior of the injection system.
Vorteile des ErfindungAdvantages of the invention
Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Regelung der Laufruhe einer Brennkraftmaschine hat demgegenüber den Vorteil, daß bei Großsignal-Drehzahlschwankungen die Phasenverschiebung, die zwischen Ist- und Sollwert auftritt, kompensiert wird, so daß eine wesentliche Verbesserung des dynamischen Verhaltens des Einspritzsystems erzielt wird. Die Kompensation der Phasenverschiebung zwischen Sollwert und Istwert wird dadurch erreicht, daß der Sollwert um z-1 Segmente eines bekannten Segment-rades, das z Segmente aufweist, wenn es an der Kurbelwelle angebracht ist, gegenüber dem Istwert verzögert wird. Die bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß eine vereinfachte Mittelwertbildung des Sollwerts mit Hilfe eines Filters erfolgt, der die Frequenz des "Schüttelns" herausfiltert, so daß 2*z Speicherzellen eines Mikroprozessors, der die Laufruheregelung und noch weitere Steuer- und/oder Regeleinrichtungen für die Kraftstoffzumeßeinrichtung steuert, weniger benötigt werden. Die Festlegung der Grenzfrequenz des Filters erfolgt nach 2 Gesichtspunkten: Einerseits muß das gemittelte Drehzahlsignal bei Großsignal-Drehzahlschwankungen der Momentandrehzahl gut folgen können, andererseits muß eine bestmögliche Dämpfung der Nockenwellen-Qrehzanlscbwingungen gewährleistet sein.The device according to the invention for controlling the smooth running of an internal combustion engine has the advantage that the phase shift that occurs between the actual value and the desired value is compensated for large-signal speed fluctuations, so that a significant improvement in the dynamic behavior of the injection system is achieved. The compensation of the phase shift between the setpoint and the actual value is achieved in that the setpoint is decelerated from the actual value by z-1 segments of a known segment wheel, which has z segments when it is attached to the crankshaft. The preferred embodiment provides that a simplified averaging of the setpoint takes place with the aid of a filter which filters out the frequency of the "shaking", so that 2 * z memory cells of a microprocessor which control the smoothness and other control and / or regulating devices for the Controls fuel metering, less are needed. The limit frequency of the filter is determined according to two criteria: on the one hand, the averaged speed signal must be able to follow the instantaneous speed well in the event of large signal speed fluctuations, and on the other hand, the best possible damping of the camshaft speed fluctuations must be guaranteed.
Ein weiterer Vorteil bietet sich bei der Verwendung von 2*z Proportional-Integral-Reglern statt z Proportional-Integral-Reglern, da dadurch auf eine Synchronisationseinrichtung der Laufruheregelung verzichtet werden kann. Sind nur z Proportional-Integral-Regler in das Einspritzsystem eingebaut, so ist keine Synchronisation notwendig.A further advantage is offered when using 2 * z proportional-integral controllers instead of z proportional-integral controllers, since this eliminates the need for a synchronization device for the smooth running control. Are only z proportional-integral controllers in that Injection system built in, so no synchronization is necessary.
Bei einer Erhöhung der Drehzahl wird der Leerlaufregler-Integral-Zuwachs negativ und alle Leerlaufregler-Integratoren werden kleiner bis sie Regelweg = 0 erreichen. 0er Integrator wird für die Regelweg-Sollwert-Ausgabe auf 0 begrenzt, intern wird aber der Integrator so lange reduziert, bis alle Integratoren Regelweg = 0 erreicht haben. Durch diese Maßnahmen wird gewährleistet, daß bei höheren Drehzahlen die Kraftstoffmenge nicht verfälscht wird und die Integratoreneinstellungen beibehalten werden, damit beim nächsten Leerlaufbetrieb die richtigen Integratorstellungen schon eingestellt sind. Um die Stellzeit für die Laufruhe-Stellgrößen bei Kraftstoffmengenstellwerken mit bestimmter Einstellzeit zu verkürzen, wird eine Formung der Stellgröße durchgeführt. Diese Stellgrößenformung bringt besonders bei hoher Zylinderzahl z, erhöhter Leerlaufdrehzahl und begrenzter Stellwerksstellzeit Vorteile. Die Formung erfolgt derart, daß dem Stellwerk kurzzeitig eine zu große bzw. zu kleine Stellgröße vorgetäuscht und damit die Stellgeschwindigkeit erhöht wird.When the speed increases, the idle controller integral gain becomes negative and all idle controller integrators become smaller until they reach control path = 0. The 0 integrator is limited to 0 for the control path setpoint output, but internally the integrator is reduced until all integrators have reached control path = 0. These measures ensure that the fuel quantity is not falsified at higher engine speeds and the integrator settings are retained so that the correct integrator positions are already set the next time the engine is idling. In order to shorten the actuating time for the smoothness manipulated variables in fuel quantity signal boxes with a specific adjusting time, the manipulated variable is shaped. This manipulated variable shaping offers advantages particularly when there is a high number of cylinders z, increased idling speed and a limited interlocking time. The shaping is carried out in such a way that the signal box briefly simulates an excessively large or too small manipulated variable and thus the actuating speed is increased.
Zeichnungdrawing
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to the drawing. Show it:
Figur 1 die gleitenden Mittelwerte über 2 und 8 Segmente,1 shows the moving averages over 2 and 8 segments,
Figur 2 den gleitenden Mittelwert über 2 Segmente und den gleitenden Mittelwert über 8 Segmente um 3 Segmente verzögert,FIG. 2 delayed the moving average over 2 segments and the moving average over 8 segments by 3 segments,
Figur 3 eine erste Möglichkeit des Prinzips der Laufruhe regelung mit 4 Proportional-Integral-Reglern ohne Synchronisation,Figure 3 shows a first possibility of the principle of quiet running regulation with 4 proportional integral controllers without synchronization,
Figur 4 das Prinzip der Laufruheregelung mit 8 Proportional-Integral-Reglern,FIG. 4 the principle of the smooth running control with 8 proportional integral controllers,
Figur 5 eine zweite Möglichkeit des Prinzips der Laufruheregelung mit 4 Proportional-Integral-Reglern ohne Synchronisation,FIG. 5 shows a second possibility of the principle of smooth running control with 4 proportional-integral controllers without synchronization,
Figur 6 das Prinzip der Laufruheregelung mit 4 Proportional-Integral-Reglern mit Synchronisation,FIG. 6 the principle of the smooth running control with 4 proportional-integral controllers with synchronization,
Figur 7 ein vereinfachtes Blockschaltbild mit Einbindüng der Laufruheregelung in das Einspritzsystem,FIG. 7 shows a simplified block diagram with integration of the smooth running control into the injection system,
Figur 8 den Verlauf der Laufruheregelung-Integratoren im Leerlauf und außerhalb des Leerlaufs,FIG. 8 shows the course of the smooth running control integrators during idling and outside of idling,
Figur 9 eine erste Alternative zur Soll- und Istwertbildung,FIG. 9 shows a first alternative to the setpoint and actual value formation,
Figur 10 eine zweite Alternative zur Soll- und Istwertbildung undFigure 10 shows a second alternative to the target and actual value formation and
Figur 11 das Prinzip der Stellgrößenformung zur Verkürzung der Stellzeit.Figure 11 shows the principle of manipulating variable shaping to shorten the actuating time.
In Figur 1 sind die gleitenden Mittelwerte über 2 und 8 Segmente aufgezeichnet. Die Zylinderzahl beträgt z = 4. Der Sollwert wird dadurch erstellt, daß der Mittelwert über die zurückliegenden 2* z = 8 Segmentzeiten gebildet wird. Der Istvert ergibt sich als Mittelwert der beiden zurückliegenden Segmentzeiten, was einen Arbeitshub eines Zylinders entspricht. Weiterhin zeigt Figur 1, daß bei Großsignal-Drehzahlschwankungen eine größere Verzögerung bzw. Phasenverschiebung des Sollwert gegenüber dem Istwert auftritt.In Figure 1, the moving averages over 2 and 8 segments are recorded. The number of cylinders is z = 4. The setpoint is created by averaging the past 2 * z = 8 segment times. The actual invert is the average of the two previous segment times, which corresponds to one working stroke of a cylinder. Figure 1 further shows that at Large signal speed fluctuations a greater delay or phase shift of the setpoint compared to the actual value occurs.
Figur 2 zeigt den gleitenden Mittelwert über 2 Segmente und den gleitenden Mittelwert über 8 Segmente, der um 3 Segmente verzögert ist. Diese Maßnahme ermöglicht, wie aus Figur 2 zu entnehmen ist, daß die Regelung der Laufruhe auch bei Großsignal-Orehzahlschwankungen das richtige Maß für die Abweichung des Istwerts b ezüg lich des Mittelwerts erkennt.FIG. 2 shows the moving average over 2 segments and the moving average over 8 segments, which is delayed by 3 segments. This measure enables, as can be seen from FIG. 2, that the smoothness control recognizes the correct measure for the deviation of the actual value with respect to the mean value even in the case of large signal speed fluctuations.
Figur 3 wiest eine erste Möglichkeit des Prinzips der Laufruheregelung LRR mit Proportional-Integral-Reglern (PI-Regler) ohne Synchronisation aus. Hierzu sind folgende Größen über der Zeitachse t aufgetragen. Momentandrehzahl, Segmentimpulse, Einspritzung, Zeit, Timerwert-Normierung TN über 1 Segment, Stellgröße und Segmentzähler. In diesem Zeitdiagramm sind Berechnungszeitpunkte von Soll- und Istwert angegeben. Im Zeitpunkt der Sollwert- und Stellgrößenberechnung für den Regler liegt der berechnete Istwert bereits 3 Segmente zurück.Figure 3 shows a first possibility of the principle of the smooth running control LRR with proportional integral controllers (PI controller) without synchronization. For this purpose, the following variables are plotted over the time axis t. Instantaneous speed, segment impulses, injection, time, timer value normalization TN over 1 segment, manipulated variable and segment counter. This time diagram shows the calculation times of the setpoint and actual value. At the time of the setpoint and manipulated variable calculation for the controller, the calculated actual value was 3 segments behind.
Figur 4 veranschaulicht das Prinzip der Laufruheregelung LRR mit 8 Proporional-Integral-Reglern (PI-Regler), wobei dieselben Größen wie in Figur 3 über der Zeitachse t aufgetragen sind. Oieses Zeitdiagramm zeigt, daß nach jedem Segmentimpuls die Stellgröße eines Reglers berechnet und 2 Segmente später ausgegeben wird. Die Istwertbildung im Regler 1 erfolgt über die Segmente 1a und 1b , für Regler 2 über die Segmente 1b und 2a, usw. Dabei wirken sich die Stellgrößen der Regler 2, 4, 6, 8 nicht auf eine Einspritzung aus. Ferner verdeutlicht dieses Zeitdiagramm, daß die Einspritzung die Segmentzeit 2a beeinflußt, und daß Regler 1 und Regler 2 die Drehzahlabweichung ausregeln mit dem Unterschied, daß die Stellgröße 1 eine Auswirkung auf die Einspritzung hat und Stellgröße 2 nicht, wobei Regler 1 und Regler 2 über die Segmentzeiten gekoppelt sind. Es korrigieren also immer z Regler die Kraftstoffmenge so, daß die Drehzahlabweichungen gleich 0 werden, so daß eine Synchronisation nicht notwendig ist.FIG. 4 illustrates the principle of the smooth running control LRR with 8 proportional integral controllers (PI controllers), the same variables as in FIG. 3 being plotted over the time axis t. This timing diagram shows that after each segment pulse the manipulated variable of a controller is calculated and 2 segments are output later. The actual value formation in controller 1 takes place via segments 1a and 1b, for controller 2 via segments 1b and 2a, etc. The manipulated variables of controllers 2, 4, 6, 8 do not affect injection. This timing diagram further illustrates that the injection influences the segment time 2a and that controller 1 and controller 2 control the Correct the speed deviation with the difference that manipulated variable 1 has an effect on injection and manipulated variable 2 does not, with controller 1 and controller 2 being coupled via the segment times. So z controllers always correct the amount of fuel so that the speed deviations become 0, so that synchronization is not necessary.
In Figur 5 ist eine zweite Möglichkeit des Prinzips der Laufruheregelung LRR mit 4 Proportional-Integral-Reglern (PI-Regler) ohne Synchronisation gebildet. Die Figur 5 ist mit Figur 3 zu vergleichen. Diese zweite Möglichkeit läßt ebenfalls wie die erste Möglichkeit in Figur 3 eine stabile Laufruheregelung LRR zu. Die Figur 5 zeigt, daß die Reaktion auf die Einspritzung im Zylinder 1 (ZI) im zweiten und dritten Segment danach erfaßt wird, in Figur 3 bereits im ersten und zweiten Segment. Die Zeitpunkte für die Reglerberechnung und die Stellgröße verschieben sich bei der zweiten Möglichkeit jeweils um ein Segment gegenüber der ersten Möglichkeit. Da es diese beiden Einstellmöglichkeiten gibt, ist keine Synchronisation notwendig, und es bleibt dem Zufall überlassen, welche Einstellung sich vom Start weg einstellt.FIG. 5 shows a second possibility of the principle of the LRR smooth running control with 4 proportional integral controllers (PI controllers) without synchronization. FIG. 5 can be compared with FIG. 3. This second option, like the first option in FIG. 3, permits stable LRR control. FIG. 5 shows that the reaction to the injection in cylinder 1 (ZI) is then detected in the second and third segments, in FIG. 3 already in the first and second segments. With the second option, the times for the controller calculation and the manipulated variable are shifted by one segment compared to the first option. Since there are these two setting options, no synchronization is necessary, and it is up to chance which setting is set from the start.
Die Figur 6 zeigt das Prinzip der Laufruheregelung LRR mit 4 Proportional-Integral-Reglern (PI-Regler) mit Synchronisation, wobei die Reaktion auf die Einspritzung im Zylinder 1 (ZI) im zweiten und dritten Segment danach erfaßt wird. Bei Zylinderzahlen z ≥ 6 werden die Bereiche schlechter Dynamik gleich oder größer als ein Segment, so daß hier auf eine Synchronisation nicht verzichtet werden kann. Eine Synchronisation für Zylinderzahlen z < 6 ist auch notwendig, wenn das Stellwerk der Kraftstoffzumeßeinrichtung nicht schnell genug ist, während eines Segments den Endwert zu erreichen und wenn eine größere Einstellmöglichkeit der Segmentimpulslage gewünscht wird.FIG. 6 shows the principle of the smooth running control LRR with 4 proportional integral controllers (PI controllers) with synchronization, the reaction to the injection in cylinder 1 (ZI) being subsequently recorded in the second and third segments. With numbers of cylinders z ≥ 6, the areas of poor dynamics become equal to or larger than a segment, so that synchronization cannot be dispensed with here. A synchronization for number of cylinders z <6 is also necessary if the signal box of the fuel metering device is not fast enough is to reach the final value during a segment and if a larger setting option for the segment pulse position is desired.
Die Figur 7 zeigt ein vereinfachtes Blockschaltbild mit Einbindung der Laufruheregelung LRR in das Einspritzsystem. Der Leerlaufregler ist in einen Proportional-Anteil, LL-P-Anteil, und einen Integral-Anteil, LL-I-Anteil, und eine Integralzuwachsberechnung, I-Zuwachs, aufgeteilt. Der Integralzuwachs wird zu den Stellgrößen und Integratoren der Leerlaufruheregelung LRR addiert. Es wird der Mittelwert MW der Laufruhe-Integratαren gebildet. Dieser Mittelwert MW wird einer Umrechnungsstelle U zugeführt, die über den Timerwert die Kraftstoffmenge bestimmt, die dem Zylinder zugeführt wird. Diese Umrechnungsstelle U wird mit einer Additionsstelle 1 verbunden. Der Leerlauf-Regler-Proportional-Anteil wird ebenso mit dieser Additionsstelle 1 verknüpft. Der Additionsstelle 1 wird bei Betätigung des Fahrpedals FP über die Änderung des Fahrverhaltens des Kraftfahrzeugs KFZ ein drittes Signal zugeführt. Oie Fahrgeschwindigkeitsregelung FGR und die Additionsstelle 1 sind an einen Maximalwertbegrenzer MAX angeschlossen, der zusammen mit einer Vollast/Rauch-Begrenzung VL/R Signale an einen Minimalbegrenzer MIN abgibt. Dieser Minimalbegrenzer MIN führt über eine Kraftstofftemperaturkorrektur KTK, einem Pumpenkennfeld (Pumpen-KF) und einer Timerwert-Normierung TN Signale einer Subtraktionsstelle 2 zu. Das Ausgangssignal des gebildeten Mittelwerts MW der Laufruhe-Integratoren wird ebenfalls der Subtraktionsstelle 2 zugeleitet. Das Ausgangssignal der Subtraktionsstelle 2 wird einer Additionsstelle 3 zugeführt, die ein weiteres Signal durch die Laufruheregelung LRR über eine Stellgrößenumschaltung SGU erhält. Das Ausgangssignal der Additionsstelle 3 wird der Regelweg-Sollwert-Ausgabe des Einspritzsystems zugeführt. Der Minimalbegrenzer MIN ist mit der Laufruheregelung LRR gekoppelt, in der Form, daß außerhalb des Leerlauf-Betriebs die Integratoreinstellung unter der Nulllinie gespeichert werden.FIG. 7 shows a simplified block diagram with integration of the smooth running control LRR into the injection system. The idle controller is divided into a proportional component, LL-P component, and an integral component, LL-I component, and an integral gain calculation, I-component. The integral increase is added to the manipulated variables and integrators of the idle idle control LRR. The mean value MW of the smooth running integrators is formed. This mean value MW is fed to a conversion point U, which uses the timer value to determine the amount of fuel that is fed to the cylinder. This conversion point U is connected to an addition point 1. The idle controller proportional component is also linked to this addition point 1. When the accelerator pedal FP is actuated, the addition point 1 is supplied with a third signal via the change in the driving behavior of the motor vehicle KFZ. The vehicle speed control FGR and the addition point 1 are connected to a maximum value limiter MAX which, together with a full load / smoke limitation VL / R, emits signals to a minimum limiter MIN. This minimum limiter MIN supplies signals to a subtraction point 2 via a fuel temperature correction KTK, a pump map (pump KF) and a timer value normalization TN. The output signal of the formed mean value MW of the smooth running integrators is also fed to the subtraction point 2. The output signal of the subtraction point 2 is fed to an addition point 3, which receives a further signal from the smooth running control LRR via a control variable switchover SGU. The output signal of the addition point 3 is fed to the control path setpoint output of the injection system. The minimum limiter MIN is coupled to the smooth running control LRR, in the form that the integrator setting is stored below the zero line outside of the idle mode.
Figur 8 zeigt den Verlauf der Laufruheregelung LRR- Integratoren 1 bis 4 im Leerlauf LL und außerhalb desFigure 8 shows the course of the smooth running control LRR integrators 1 to 4 at idle LL and outside of
Leerlaufs LL. Wenn die Laufruheregelung LRR arbeitet und der Motor ruhig läuft, stellen sich die Integratoren ein wie im Zeitpunkt t0. Tritt der Fahrer das Fahrpedal FP, dann erhöht sich die Drehzahl und der Zuwachs des Leerlauf-Regler-Integrals wird negativ und alle LRR-Interatoren werden kleiner bis sie Regel-weg RW - 0 erreichen. Im Zeitpunkt t1 hat der Integrator 2 den Regelweg RW = 0 erreicht. Für die Regelweg (RW)-Sollwert-Ausgabe wird der Integrator auf 0 begrenzt, intern wird der Integrator so lange reduziert, bis alle Integratoren = 0 sind, so daß bei höheren Drehzahlen die Kraftstoffmenge nicht verfälscht wird. Die Integratorein¬stellungen werden beibehalten, und somit sind beim nächsten Leerlauf-Betrieb die richtigen Integrator¬stellungen schon eingestellt. Die Kennlinie a zeigt den Mittelwert MW der Integratoren der Laufruheregelung im Leerlauf und außerhalb des Leerlaufs.Idle LL. When the smooth running control LRR is working and the engine is running smoothly, the integrators adjust as at time t 0 . If the driver presses the accelerator pedal FP, the speed increases and the increase in the idle speed controller integral becomes negative and all LRR interators become smaller until they reach control path RW - 0. At time t 1 , the integrator 2 has reached the control path RW = 0. For the control path (RW) setpoint output, the integrator is limited to 0, internally the integrator is reduced until all integrators are = 0, so that the fuel quantity is not falsified at higher engine speeds. The integrator settings are retained and the correct integrator settings are therefore already set the next time the engine is idle. The characteristic curve a shows the mean value MW of the integrators of the smooth running control during idling and outside of idling.
In Figur 9 und 10 sind zwei Möglichkeiten der Soll- undIn Figure 9 and 10 are two ways of target and
Istwertbildung dargestellt, die den Vorteil haben, daß weniger Speicherzellen notwendig sind. Als Istwert wird nur eine Segmentzeit verwendet. Es wird das Segment verwendet, in dem sich die Reaktion der entsprechenden Einspritzung am besten auswirkt. Der Sollwert wird über z Segmente gebildet. Es werden abhängig vom Istwert die langen (Fig. 9) oder kurzen (Fig. 10) Segmente zur Sollwertbildung verwendet. Statt der Verarb eitung der Seg ment z e it en ka nn au ch d er entsprechende Drehzahlwert zur Soll- und Istwertbildung verwendet werden. In Figur 11 ist eine Möglichkeit zur Verkürzung der Stellzeit bei Kraftstoffmengen-Stellwerken mit einer bestimmten Stellzeit (z.B. Magnet-Stellwerke) gezeigt. Kurz nach dem Ausgabezeitpunkt für die nächste Stellgröße wird nicht der neue Endwert (z.B. Sl) ausgegeben, sondern eine Vorsteuergröße VS1, die wie folgt gebildet wird:Actual value formation is shown, which have the advantage that fewer memory cells are required. Only one segment time is used as the actual value. The segment in which the reaction of the corresponding injection has the best effect is used. The setpoint is formed over z segments. Depending on the actual value, the long (Fig. 9) or short (Fig. 10) segments are used to generate the setpoint. Instead of processing the segment times, the corresponding speed value can be used to generate the setpoint and actual value. FIG. 11 shows a possibility for shortening the actuating time in the case of fuel quantity interlockings with a specific actuating time (for example magnetic interlockings). Shortly after the time of issue for the next manipulated variable, it is not the new final value (eg S1) that is output, but a pilot control variable VS1, which is formed as follows:
VS1 = Faktor * (neue Stellgröße S1 - vorherige Stellgröße S4)VS1 = factor * (new manipulated variable S1 - previous manipulated variable S4)
Der Faktor muß größer als 1 (z.B. = 2) gewählt werden. Die Vorsteuerstellgröße VS1 steht für die Zeit dt an. Der Faktor und die Zeit dt müssen auf die Stellgeschwindigkeit abgestimmt sein. The factor must be greater than 1 (e.g. = 2). The pilot control variable VS1 is pending for the time dt. The factor and the time dt must be matched to the actuating speed.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Einrichtung zur Regelung der Laufruhe einer Brennkraftmaschine, bei der jedem Zylinder der Brennkraftmaschine eine Regelung zugeordnet wird, und jede Regelung aus einem ihr zugeordneten Istwert und einem Mittelwert einen Stellwert für den ihr zugeordneten Zylinder bildet, dadurch gekennzeichnet, daß bei Großsignal-Drehzahlschwankungen eine zeitliche Verzögerung bzw. eine Phasenverschiebung, die zwischen dem Istwert und einem Sollwert auftritt, kompensiert wird, und bei einer Zylinderzahl z eine entsprechende Anzahl z Proportional-Integral-Regler (PI-Regler) eingebaut sind, die automatisch eine Synchronisation vornehmen.1. A device for regulating the smooth running of an internal combustion engine, in which a control is assigned to each cylinder of the internal combustion engine, and each control forms an actuating value for the cylinder assigned to it from an actual value assigned to it and an average value, characterized in that a fluctuations in large signal speed time delay or a phase shift that occurs between the actual value and a setpoint is compensated for, and with a number of cylinders z a corresponding number z proportional integral controllers (PI controllers) are installed, which automatically carry out synchronization.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert gleich dem Mittelwert der Zeit über 2*z Segmente eines bekannten, an der Kurbelwelle angebrachten Segmentrades ist, das z Segmente aufweist.2. Device according to claim 1, characterized in that the setpoint is equal to the mean value of the time over 2 * z segments of a known segment wheel attached to the crankshaft, which has z segments.
3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert gleich der Zeit über zwei Segmente des bekannten Segmentrades ist.3. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the actual value is equal to the time over two segments of the known segment wheel.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß der Istwert über das nächste und zweitnächste Seg ment nach einer Einspritzung oder über das zweit- oder drittnächste Segment gebildet wird.4. Device according to claim 3, characterized in that the actual value over the next and second next Seg ment after an injection or via the second or third next segment.
5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll- und der Istwert als Drehzahl oder als Zeit verarbeitet werden.5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the target and the actual value are processed as speed or as time.
6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Istwert auch über 1 Seg- ment und der Sollwert über z Segmente gebildet werden kann, wobei zwischen den z Segmenten für die Sollwertbildung immer 1 Segment liegt, das nicht verwendet wird6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the actual value can also be formed over 1 segment and the setpoint over z segments, wherein there is always 1 segment between the z segments for the setpoint formation, which is not used
7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert gegenüber dem7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the setpoint compared to the
Istwert um z-1 Segmente des bekannten Segmentrades verzögert ist.Actual value is delayed by z-1 segments of the known segment wheel.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadruch gekennzeichnet, daß zur Mittelwertbildung des8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that for averaging the
Sollwerts ein Filter verwendet wird.A filter is used.
9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter eine Grenzfrequenz besitzt, die so festgelegt ist, daß bei Großsignaldrehzahlschwankungen ein gemitteltes Drehzahlsignal dem Momentandrehzahlsignal folgen kann und eine Dämpfung von Nockenwellen-Drehzahlschwingungen gewährleistet ist.9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the filter has a cut-off frequency which is set so that an average speed signal can follow the instantaneous speed signal in the case of large signal speed fluctuations and damping of camshaft speed vibrations is ensured.
10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von 2z PI-Reglern nach jedem Segmentimpuls , bei Verwendung von z PI-Reglern nach jedem zweiten Segmentimpuls eine Stellgroße berechnet wird. 10. Device according to one of the preceding claims, characterized in that when using 2z PI controllers after each segment pulse, when using z PI controllers after every second segment pulse, a manipulated variable is calculated.
11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge-kennzeichnet, daß die Stellgröße zwischengespeichert wird und bei Verwendung von 2z Reglern um z-2 Segmente, bei Verwendung von z Reglern ohne Synchroni- sation um z-3 Segmente und bei Verwendung von z Reglern mit Synchronisation um z-4 Segmente verzögert wird.11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the manipulated variable is temporarily stored and when using 2z controllers by z-2 segments, when using z controllers without synchronization by z-3 segments and when using z Controllers with synchronization is delayed by z-4 segments.
12. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines Stellwerks, das die Kraftstoffwunschmenge erst nach einer bestimmten Zeit einstellen kann, eine Stellgrößenformung vorgenommen wird, mit dem Ziel, daß die Kraftstαffmenge schneller eingestellt wird.12. Device according to one of the preceding claims, characterized in that when using a signal box that can set the desired fuel quantity only after a certain time, a manipulated variable is carried out, with the aim that the Kraftstαffmenge is set faster.
13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellgrößenformung aus der Differenz von aufeinanderfolgenden Stellgrößen multipliziert mit einem Faktor größer als 1 gebildet wird und während der Zeit dt nach einem Stellgrößenausgabezeitpunkt wirksam ist.13. The device according to claim 12, characterized in that the manipulated variable formation is formed from the difference between successive manipulated variables multiplied by a factor greater than 1 and is effective during the time dt after a manipulated variable output time.
14. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Zylinderzahl z die gleich oder größer als 6 ist, durch eine Anordnung von 2*z Proportional-Integral-Reglern (PI-Regler) automatisch eine Synchronisation erfolgt.14. Device according to one of the preceding claims, characterized in that for a number of cylinders z which is equal to or greater than 6, an arrangement of 2 * z proportional integral controllers (PI controller) automatically results in synchronization.
15. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Einbindung der Laufruheregelung (LRR) in das Einspritzsystem im Leerlauf (LL) ein Integral-Zuwachs (I-Zuwachs) des Leerlaufreglers (LL-Regler) auf alle Integratoren der Laufruheregelung (LRR) aufaddiert wird und somit alle Integratoren der Laufruheregelung (LRR) gemeinsa verändert.15. Device according to one of the preceding claims, characterized in that with an integration of the smooth running control (LRR) in the injection system at idle (LL) an integral increase (I gain) of the idle controller (LL controller) on all integrators of the smooth running control (LRR) is added and thus all integrators of the smooth running control (LRR) are changed together.
16. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedienung des Fahrpedals (FP) der Integral-Zuwachs (I-Zuwachs) negativ werden kann und alle Integratoren der Laufruheregelung (LRR) kleiner werden, bis sie Regelweg (RW) = 0 erreichen.16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that when the accelerator pedal (FP) is operated the integral increase (I increase) can become negative and all integrators of the smooth running control (LRR) become smaller until they reach control path (RW) = 0.
17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Integrator zu dem Zeitpunkt, ab dem er den Regelweg (RW) = 0 erreicht, für die Regelweg-Sollwert-Ausgabe auf 0 begrenzt wird.17. The device according to claim 16, characterized in that an integrator is limited to 0 for the control path setpoint output at the time from which it reaches the control path (RW) = 0.
18. Einrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Integrator, der Regelweg (RW) = 0 erreicht hat, intern so lange reduziert wird, bis alle Integratoren den Regelweg (RW) = 0 erreicht haben.18. Device according to claim 16 or 17, characterized in that the integrator, the control path (RW) = 0 has been reduced internally until all integrators have reached the control path (RW) = 0.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei höheren Drehzahlen die Integratoren ihre Einstellungen beibehalten, so daß beim nächsten Leerlauf (LL)-Betrieb die richtigen Integratorstellungen vorliegen.19. Device according to one of claims 17 or 18, characterized in that the integrators maintain their settings at higher speeds, so that the correct integrator positions are present at the next idle (LL) operation.
20. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelwert der Laufruneintegratoren gebildet wird.20. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an average of the run run integrators is formed.
21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert der Laufruheintegration zum Leerlauf-Proportional-Anteil addiert wird.21. Device according to claim 20, characterized in that the mean value of the smooth running integration is added to the idle proportional portion.
22. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelwert der Laufruheintegration von einem aus dem Pumpen-Kennfeld (KF) abgeleiteten Wert subtrahiert wird.22. The device according to claim 20, characterized in that the mean value of the smooth running integration is subtracted from a value derived from the pump map (KF).
23. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Stellgrößen der Laufruheregelung (LRR) auf die Kraftstoffmenge aufgeschaltet werden . 23. Device according to one of the preceding claims, characterized in that manipulated variables of the smooth running control (LRR) are applied to the fuel quantity.
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