Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Schubbetriebs einer Brennkraftmaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs und einer Vorrichtung nach der Gattung des ersten Vorrichtungsanspruchs. Es ist bekannt, beim Betrieb von Brennkraftmaschinen dann die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen, wenn bei höheren und hohen Drehzahlen die Drosselklappe geschlossen ist, die Brennkraftmaschine sich also im sogenannten Schubbetrieb befindet. Schubbetrieb liegt aber auch dann vor, wenn eine Brennkraftmaschine eine höhere Drehzahl aufweist als dies der Stellung der Drosselklappe beim Otto-Motor oder der eingespritzten Kraftstoffmenge bei einem Dieselmotor entspricht; befindet sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb, dann ist eine Arbeitsleistung nicht erwünscht. Daher wird die über Vergaser, Einspritzsysteme o.ä. Mittel der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge reduziert oder ganz auf Null gestellt.

[0002] Man kann so eine zum Teil erhebliche Kraftstoffeinsparung erzielen, andererseits ist der Schubbetrieb insofern nicht unproblematisch, als mit der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr eine gewisse Auskühlung der Brennkraftmaschine und anschliessend bei Ende des Schubbetriebs für eine gewisse Zeit auch eine Abgasverschlechterung sowie unter Umständen Einbussen an Fahrkomfort bei Übergang vom Schubbetrieb in Normalbetrieb in Kauf genommen werden müssen. Problematisch ist ferner, dass sichergestellt werden muss, dass die Brennkraftmaschine in ihrem Drehzahlverhalten stets sicher abgefangen werden muss, also nicht ausgehen darf, und zwar auch dann nicht, wenn sich der Zustand der Schubabschneidung beispielsweise bei kalter Brennkraftmaschine ergibt. So kann es beispielsweise dann zu einer kritischen Belastung bei der Einstellung der Schubabschneidung kommen, wenn mit kalter Maschine bergab gefahren wird, bei geschlossener Drosselklappe also die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist und dann plötzlich die Kupplung getreten wird, wodurch die Brennkraftmaschine von der Drehbewegung der Räder über das Getriebe nicht mehr mitgenommen wird. Es besteht dann die Gefahr, dass die Drehzahl schnell abfällt und bevor Gegenmassnahmen getroffen werden, die Maschine ausgeht.

[0003] Es ist daher bei einem System zum Schubabschneiden (EP-A 0074 540) bekannt, die jeweilige Istdrehzahl mit einem vorgegebenen, zeitabhängigen Verlauf einer Wiedereinsetzdrehzahl zu vergleichen und die Kraftstoffzufuhr zur Brenn-. kraftmaschine lediglich dann zu unterbrechen, wenn die Istdrehzahl sich oberhalb des Verlaufs der Wiedereinsetzdrehzahl befindet. Hierdurch wird eine genauere Erfassung des jeweiligen Betriebszustands möglich; das Schubabschneiden wird zurückgenommen, wenn Drehzahlabfälle auftreten, die den gewünschten Sollkurvenverlauf der Wiedereinsetzdrehzahl unterschreiten und Einsetzrucke können vermieden werden, so dass der Fahrkomfort verbessert wird.

[0004] Aus der GB-A 2060208 ist eine Einspritzeinrichtung bekannt, bei welcher im Schubbetrieb der Brennkraftmaschine die Kraftstoffzufuhr zur Maschine unterbrochen wird. Überschreitet die Istdrehzahl eine mit V2 bezeichnete Schwelle und ist die Drosselklappe geschlossen, so wird die Kraftstoffzufuhr zu einer ersten Gruppe von Zylindern unterbrochen. Wird auch eine mit V3 bezeichnete Schwelle überschritten, so wird ebenfalls die Kraftstoffzufuhr zu den noch verbleibenden Zylindern unterbrochen. Gleichzeitig wird die erste zeitliche Ableitung des Drehzahlsignales überwacht. Überschreitet der Betrag der zeitlichen Ableitung der Drehzahl eine bestimmte Schwelle, so wird die Kraftstoffzufuhr zu allen Zylindern sofort wieder aufgenommen.

[0005] Die bekannten Einrichtungen zum Schubabschneiden werden jedoch nicht allen Anforderungen gerecht. Es sind Umstände vorstellbar, die trotz der vorhandenen Vorrichtungen dazu führen können, dass die Maschine nach Ende des Schubbetriebes ausgeht.

[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe auch ungünstigste Betriebszustände erkannt werden können, so dass ein ungewolltes Absterben der Maschine vermieden wird.

Vorteile der Erfindung

[0007] Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgemässe Vorrichtung jeweils mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches bzw. des ersten Vorrichtungsanspruches haben demgegenüber den Vorteil, dass erheblich umfassender auf viele - auch ungünstige Betriebszustände - einer Brennkraftmaschine im Schiebebetrieb reagiert werden kann, so dass die Massnahmen zur Kraftstoffabschaltung auf einen grösseren Betriebsbereich ausgedehnt werden können, ohne dass sich Nachteile im Fahrverhalten oder der Motorstabilität ergeben. Es ergeben sich Verbrauchsvorteile im Stadtverkehr, insbesondere bei Automatikfahrzeugen und Fahrzeugen mit langen Gesamtübersetzungen. Es wird dadurch ermöglicht, dass der Wiedereinsetzdrehzahlschwellenverlauf abhängig von der ersten Ableitung der Ist-Drehzahl variiert wird. Hierdurch wird nicht nur eine wesentlich grössere Ausdehnung des Schiebebetriebes erreicht, sondern auch einem bei plötzlichem Gasgeben auftretenden Rucken entgegengewirkt.

[0008] Hier hilft in vorteilhafter Weise in einer Ausgestaltung vorliegender Erfindung die zusätzliche Steuerung der Kraftstoffmenge mit dem (jeweils errechneten) Sollwert, mit einer Mehrmenge oder mit einer Mindermenge, jeweils bezogen auf die durch die Erfindung zur Verfügung gestellte Information der negativen Drehzahländerung. Diese negative Drehzahländerung wird vorzugsweise als Funktion der Ist-Drehzahl der Brennkraftmaschine gehandhabt, mit anderen Worten bestimmte Massnahmen oder Abfangfunktionen werden in Abhängigkeit dazu, in welchem Bereich der Drehzahl die jeweils erfasste, starke oder weniger starke negative Drehzahländerung aufgetreten ist, entsprechend unterschiedlich beeinflusst. So kann bei dynamischen Drehzahlabfällen, wie sie beispielsweise bei einem Auskuppeln im Schiebebetrieb auftreten, der Motor stets sicher bei einer vorgegebenen Drehzahl abgefangen werden, die oberhalb der statischen Wiedereinsetzdrehzahl liegt.

[0009] Die Erfindung vermeidet ferner sicher ein mögliches Leerlaufsägen, welches sich als Folge einer überhöhten Leerlaufdrehzahl in der Warmlaufphase oder bei Leerlaufphasen nach zeitlichem Motorstillstand ergeben könnte.

[0010] Die Erfindung kann in einer Kombination einer statischen Betrachtungsweise bei Unterschreiten einer Wiedereinsetzdrehzahlkurve durch die Ist- drehzahl des Motors und dynamisch in der Weise reagieren, dass bei Auftreten eines vorgegebenen negativen Drehzahlabfalls grundsätzlich auf Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr gesteuert wird, im letzteren Fall noch in Abhängigkeit dazu, bei welchem numerischen Drehzahlwert die negative Drehzahländerung aufgetreten ist.

[0011] Weitere Vorteile der Erfindung sowie zweckmässige Ausgestaltung ergeben sich in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Zeichnung

[0012] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Fig. 1 in stark schematisierter Blockbilddarstellung ein Einspritzsystem bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine als bevorzugten Anwendungsbereich vorliegender Erfindung, Fig. 2 in Form eines Diagramms den Verlauf einer Wiedereinsetz-Drehzahlkurve, die Fig. 3, 4 und 5 verschiedene Betriebszustände für den Schiebebetrieb mit Angabe der Augenblicksdrehzahl im Wiedereinsetzdrehzahldiagramm der Fig. 1, Fig. 6 ebenfalls in Form eines Diagramms die Temperaturabhängigkeit von zeitunabhängigen Bezugsgrössen der Wiedereinsetzdrehzahlkurve, Fig. 7 den Funktionsverlauf der negativen Drehzahländerung der Augenblicks- oder Istdrehzahl über der Drehzahl der Brennkraftmaschine mit Unterteilung in die Bereiche Schubabschneiden und kein Schubabschneiden, Fig. 8 den Verlauf der Wiedereinsetzdrehzahl ergänzend als Funktion der negativen Drehzahländerung der Istdrehzahl, Fig. 9 in Form einer Ausgestaltung die Abhängigkeit der beim Wiedereinsetzen zugeführten Kraftstoffmenge von der negativen Drehzahländerung der Istdrehzahl, Fig. 10 die zeitliche Abhängigkeit der Rückführung von beim Wiedereinsetzen zugeführten Kraftstoffmehr- oder -mindermengen auf die Normalmenge und Fig. 11 in Form eines Flussdiagramms gleichzeitig die Arbeitsweise des erfindungsgemässen Verfahrens sowie den möglichen Aufbau einer Vorrichtung zur Steuerung des Schubbetriebs als angenähertes Blockschaltbild.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0013] Der Grundgedanke vorliegender Erfindung besteht darin, in die existierenden Steuerungsmöglichkeiten für den Schubbetrieb eine dynamische Erfassung des aktuellen Drehzahlverlaufs der Brennkraftmaschine einzuführen und so die Gelegenheit zu erhalten, unmittelbar auf Änderungstendenzen in der Drehzahl der Brennkraftmaschine reagieren zu können, entweder durch sofortige Rettungsmassnahmen oder durch Verschiebung von Bezugskurvenverläufen, die für die Steuerungsfunktionen des Schubabschneidens (SAS) oder des Wiedereinsetzens (WE) der Kraftstoffzufuhr massgebend sind. Darüber hinaus ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung möglich, unter Berücksichtigung der erfassten negativen Drehzahländerung auf Kraftstoffmehr-oder -mindermengen beim Wiedereinsetzen zu steuern, so dass sich insgesamt ein besonders flexibles und belastungsfähiges System für den Vorgang des Schubabschneidens ergibt, welches universell für beliebige Fahrzeugtypen eingesetzt werden kann.

[0014] Zum besseren Verständnis des Umfelds vorliegender Erfindung wird zunächst anhand der Darstellung der Fig. 1 in schematisierter Kurzdarstellung ein Kraftstoffeinspritzsystem bei einer fremdgezündeten Brennkraftmaschine (Ottomotor) kurz erläutert; es versteht sich aber, dass die Erfindung auf beliebige Brennkraftmaschinen und beliebige Kraftstoffzumesssysteme anwendbar ist, insbesondere also auch auf Brennkraftmaschinen, denen die jeweils erforderlichen Kraftstoffmengen über Vergaser oder sonstige Systeme zugeführt werden.

[0015] Die grundlegenden Elemente der in Fig. 1 gezeigten Einspritzanlage sind ein Sensor 10 für die durchfliessende oder von der Brennkraftmaschine angesaugte Luftmasse im Ansaugrohr, ein Sensor 11 für die Erfassung der Drehzahl n der Brennkraftmaschine, ein Temperatursensor 12 und ein Sensor 13 für den Leerlauffall, der als Drosselklappen-Stellungsgeber ausgebildet sein kann und einen Kontakt umfasst, der bei zurückgenommenem Gaspedal und geschlossener Drosselklappe ein elektrisches Signal a_DK = 0 oder a_DK>0 erzeugt. Mit 14 ist ein Zeitgtied bezeichnet, welches luftmassendurchsatz- und drehzahlabhängig Grundeinspritzimpulse der Dauer tp erzeugt. An das Zeitglied 14 schliesst sich eine Verknüpfungsstufe 15 an, welches die Ausgangssignale einer Schubabschaltstufe 16 verarbeitet, die ihrerseits im Grundprinzip so ausgebildet sein kann, wie das Flussdiagramm der Fig. 11. Die Schubabschaltstufe 16 verarbeitet ihrerseits wieder die Ausgangssignale des Drehzahlsensors 14, des Drosselklappensensors 13 für den Leerlauffall und ergänzend des Temperatursensors 12. An die Verknüpfungsstufe 15 schliesst sich eine Multiplizierstufe 17 an, die dann mindestens noch eine temperaturabhängige Korrektur der Einspritzsignale durchführt und deren Ausgang über entsprechende Endstufen bei 18 dargestellte Einspritzventile ansteuert. Diese für sich gesehen nach Aufbau und Funktion bekannte Kraftstoffeinspritzanlage lässt die sinnvolle Einordnung des erfindungsgemässen Systems zur Steuerung des Schubbetriebs erkennen.

[0016] Das in Fig. 2 gezeigte Drehzahl/Zeitdiagramm stellt den Kennlinienverlauf einer (vorgegebenen) Wiedereinsetz-Drehzahlkurve dar, also den Verlauf von n WE über der Zeit t. Die Kurve 1 trennt einen oberen, schräg gestrichelt dargestellten Abschneidebereich, in welchem grundsätzlich die Zufuhr weiteren Kraftstoffs zur Brennkraftmaschine infolge Erkennens des Schubbetriebs unterbrochen ist, von einem unteren Kraftstoffzufuhrbereich, in welchem, angewendet auf das vorliegende Ausführungsbeispiel also Einspritzimpulse erzeugt und entsprechende Kraftstoffmengen der Brennkraftmaschine zugeführt sind. Besondere Kennwerte im Diagramm der Fig. 2 sind bei n1 eine (statische) untere Wiedereinsetzdrehzahlgrenze, bei n0 eine (dynamische) Wiedereinsetzdrehzahlgrenze und eine zwischen diesen beiden Grenzen verlaufende Zeitfunktion als schräggestellte Gerade mit negativer Steigung, die während des Zeitraums TWE (= Abregelzeit der dynamischen Wiedereinsetzdrehzahl) eine Zeitfunktion n WE(t) ist.

[0017] Durch die Einführung der dynamischen Drehzahlerfassung können diese vorgebbaren Kennwerte n0, n1 und n WE(t) Verschiebungen erfahren, die durch die Doppelpfeile im Diagramm angegeben sind; dies ist eine erste Lösungsmöglichkeit zur Einbeziehung des negativen Differentials der jeweiligen Istdrehzahl der Brennkraftmaschine. Um hier lediglich einen Anwendungsfall sofort zu erläutern, sei angenommen, dass sich im Abschneidebereich, also bei einer Istdrehzahl des Motors im Schiebebetrieb noch oberhalb einer sogenannten Abregeldrehzahl - hierauf wird gleich noch eingegangen - ein extrem starker Drehzahlabfall ergibt, etwa weil im Schiebebetrieb bei gesperrter Kraftstoffzufuhr ausgekuppelt worden ist. In diesem Fall kann die durchlaufend erfasste Information -dn/dt = f(n_mot) dafür sorgen, dass jedenfalls zunächst die dynamische Wiedereinsetzdrehzahl n0 eine Anhebung erfährt, im allgemeinen Fall beispielsweise der Wiedereinsetzdrehzahlkurvenverlauf 1 insgesamt angehoben wird, so dass die Brennkraftmaschine noch vor dem Absterben sicher abgefangen werden kann. Man erhält so einen sicheren Motorlauf, wobei diese Möglichkeit nur ein Anwendungsbeispiel darstellt für eine flexible Reaktion im Schubbetrieb unter Auswertung dynamischer Drehzahlbedingungen.

[0018] Der grundsätzliche Ablauf und die erfindungsgemässen Reaktionen für den Schubbetrieb, die weiter unten für drei verschiedene Anwendungsfälle noch anhand der Fig. 3, 4 und 5 erläutert werden, ist für den statischen Anwendungsfall betrachtet, wenn man nämlich zunächst von der Einbeziehung des negativen Drehzahldifferentials der Augenblicksdrehzahl absieht, so, dass bei geschlossenem Leerlaufkontakt LL (siehe das obere Diagramm der Fig. 3) und abfallender Ist- drehzahl n unter einen vorgegebenen Drehzahlwert n abr, der beispielsweise mit n0+100 min-ⁱ angesetzt werden kann, die zeitliche Abregelung des Schwellwertkurvenverlaufs vom angehobenen Kennwert der dynamischen Wiedereinsetzdrehzahl n0 anläuft. Die Abregelung von n0 auf die statische Wiedereinsetzschwelle n1 erfolgt in der Zeit T WE und erfolgt selbstverständlich auch dann, wenn bei geschlossenem Leerlaufkontakt die Motordrehzahl schon unterhalb des Schwellwertes n0 liegt, also n<n0 ist.

[0019] In den Figuren 3, 4 und 5 ist die jeweils herrschende Augenblicksdrehzahl oder Istdrehzahl n als Kurvenverlauf 11, 11' bzw. 11" gestrichelt in das Drehzahl/Zeitdiagramm mit dem Wiedereinsetzdrehzahlkurvenverlauf noch eingezeichnet. Im Fall der Fig. 3 liegt Schiebebetrieb mit langsamem Drehzahlabfall vor; sobald die Istdrehzahl entsprechend 11 zum Zeitpunkt t1 die Abregeldrehzahl n abr erreicht hat, setzt für den Verlauf der Wiedereinsetzdrehzahl n WE = f(t) die Abregelwirkung ein, deren Steigung von vornherein in etwa so festgelegt werden kann, dass bei langsamem Istdrehzahlabfall die beiden Kurven I und 11 in diesem Bereich nahezu parallel verlaufen; daher schneidet für diesen Fall die Istdrehzahlkurve 11 die Wiedereinsetzdrehzahlkurve erst relativ spät zum Zeitpunkt t2 und für die gesamte Zeitdauer bis t2 liegt Schubabschneiden (SAS) vor, da sich die Istdrehzahl stets oberhalb des Verlaufs der Wiedereinsetzdrehzahl befindet. Bei einem so langsamen Drehzahlabfall wie in Fig. 2 dargestellt ergibt sich dann auch nur ein relativ geringer Abfall der effektiven Drehzahl unter die (statische) Wiedereinsetzdrehzahlschwelle n1, da ab t2 Kraftstoff wieder zugeführt wird. Bei einem solchen Diagrammverlauf wie in Fig. 3 dargestellt, bei welchem die negative Drehzahländerung relativ gering ist, kann es bei der bisherigen, statischen Betrachtungsweise verbleiben und ein übergeordneter Eingriff aus der Information -dn/dt ist nicht unbedingt erforderlich. Das Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr nach t2 lässt die Drehzahl im weichen Bogen wieder ansteigen und den Motor im Leerlauf drehen. Um ein Leerlaufsägen zu verhüten, kann auch eine Verriegelungsschwelle vorgesehen sein, worauf in Verbindung mit Fig. 5 eingegangen wird.

[0020] Bei dem Gesamtverlauf der Fig. 4 handelt es sich um die Möglichkeit, dass der Fahrzeugbenutzer während des Schiebebetriebs abrupt auskuppelt, so dass sich praktisch unmittelbar vor t1 ein nahezu senkrechter Istdrehzahlabsturz ergibt. Hier sind jetzt mehrere Massnahmen ergänzend möglich; die Erfassung dieser extrem starken negativen Drehzahländerung kann dazu führen, dass je nachdem, welchen numerischen Wert zu diesem Zeitpunkt die Istdrehzahl hatte, entweder sofort auf Wiedereinsetzen WE gegangen wird, was im Diagramm der Fig. 4 nicht erkennbar ist, und/oder dass die dynamische Wiedereinsetzdrehzahl n0 in ihrer Schwellenposition angehoben wird, gegebenenfalls gleichzeitig mit einem Anheben der statischen Wiedereinsetzschwelle n1 und gegebenenfalls gleichzeitig mit Zuführung einer Kraftstoffmehrmenge, worauf weiter unten noch eingegangen wird. Diese sehr flexible Reaktion des Systems auf den plötzlichen Drehzahlabfall kann zur Folge haben, dass der Istdrehzahlverlauf 11' nochmals kurzzeitig in den Abschneidebereich SAS eintritt, für welchen Zeitraum die Kraftstoffzufuhr dann erneut unterbrochen wird.

[0021] Bei dem in Fig. 5 dargestellten Diagrammverlauf liegt zum Zeitpunkt t = 0 Schubphase vor mit Unterschreiten der dynamischen Wiedereinsetzdrehzahl n0 durch den Istdrehzahlverlauf mit anschliessendem Drehzahlanstieg, beispielsweise dadurch, dass nach einem Auskuppeln im Schiebebetrieb mit relativ hoher Geschwindigkeit des Fahrzeugs wieder eingekuppelt wird und die angetriebenen Räder den Motor aus dem Leerlaufbetrieb auf höhere Drehzahlen beschleunigen. Es ergeben sich dann Schubabschaltphasen vom Zeitpunkt t2 bis t3 sowie erneut ab t4 bis t5; für die letztere Phase nur dann, wenn der Drehzahlanstieg so hoch ist, dass eine vorgegebene Verriegelungsdrehzahlschwelle nV, die beispielsweise bei n1+1000 ... 1200 min-' angesetzt werden kann, überschritten wird. Das Sperren einer SAS-Funktion bei geschlossenem Leerlaufkontakt und erneutem Anstieg der Motordrehzahl bis zu der Verriegelungsschwelle nV ist eine wirksame Massnahme gegen ein mögliches Leerlaufsägen.

[0022] Der Darstellung der Fig. 6 lässt sich ergänzend zu der Abhängigkeit der Schwellenwerte n1 und n0 sowie gegebenenfalls der Dauer der Abregelzeit T WE und der Steigung von der negativen Drehzahländerung noch die Temperaturabhängigkeit dieser Schwellenwerte entnehmen. Die im Diagramm der Fig. 6 angegebenen Schwellenwertverläufe von n0 und n1 sind realisierbare Verläufe der Schwellen über der Temperatur; sie hängen in erster Linie von den Warmlauffunktionen der jeweiligen Brennkraftmaschine ab und führen eine Doppelabhängigkeit der n WE-Kennlinie und damit der jeweils möglichen SAS-Funktionen von der Temperatur und der negativen Drehzahländerung ein. Es ist sinnvoll, die Werte für n1, n0 und TWE bei -9 = 80° zu definieren.

[0023] Die Kurvenverläufe in Fig. 7 und Fig. 8 zeigen den Einfluss der negativen Drehzahländerung auf den Verlauf der Wiedereinsetzdrehzahl- oder Drehzahlkennlinie sowie die Abhängigkeit der negativen Drehzahländerung von der momentanen Istdrehzahl der Brennkraftmaschine.

[0024] Der Kurvenverlauf 111 in Fig. 7 unterscheidet einen oberen Bereich, in welchem Schubabschneidefunktionen (SAS), also Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr nicht erlaubt sind, da in diesem Bereich entweder die aktuelle Motordrehzahl zu gering ist, ein schneller Abfall also ein Absterben des Motors bedeuten könnte, oder trotz Vorhandenseins höherer Drehzahlen der negative Drehzahlabfall so signifikant ist, dass keine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr erfolgen darf. Unterhalb des Kurvenverlaufs 111, welcher auch empirisch in Abhängigkeit zu den Daten der jeweiligen Brennkraftmaschine bestimmt sein kann, ist Schubabschneiden erlaubt, da entweder die Drehzahl hoch genug ist oder der negative Drehzahländerungsverlauf klein bleibt.

[0025] Der Kurvenverlauf der Fig. 8 gibt an, dass mit grösser werdender negativer Drehzahländerung -dn/dt die Wiedereinsetzdrehzahl angehoben wird; dies kann sich im einfachsten Fall darin erschöpfen, dass die dynamische Wiedereinsetzdrehzahl n0 angehoben wird oder dass der ganze Kurvenverlauf I kontinuierlich oder stufig angehoben wird, je nachdem, welche effektive negative Drehzahländerung vorliegt.

[0026] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung vorliegender Erfindung besteht darin, dass gleichzeitig mit der Information -dn/dt beim Wiedereinsetzen (WE) die Kraftstoffmenge mit dem Sollwert, mit einer Mehrmenge (bei einer Kraftstoffeinspritzanlage über Vergrösserung des Normalimpulses oder durch Zwischenspritzer) oder einer Mindermenge gesteuert wird. Der Kurvenverlauf der Fig. 9 lässt erkennen, dass unterhalb eines ersten negativen Drehzahländerungs-Schwellenwertes -(dn/dt)₁ mit einer Mindermenge im Bereich (1) des zugeführten Kraftstoffs gearbeitet werden kann; im Bereich (2) des Diagramms der Fig. 9, also zwischen den beiden Werten -(dn/dt)₁ und -(dn/dt) 2 mit der Normal- oder Sollmenge und bei sehr stark negativen Drehzahländerungen, also steilen Drehzahlabfällen auch mit erheblichen Mehrmengen, jeweils zum Zeitpunkt t = 0, nämlich im Moment des Wiedereinsetzens der Kraftstoffzufuhr, gearbeitet wird.

[0027] Die Kurvenverläufe in Fig. 10 zeigen dann an, dass innerhalb vorgegebener Zeiten die Mehr-oder Mindermengensteuerung auf die Normalmenge von 100% zurückgeführt werden, bei einer Mindermenge bis zu einem längeren Zeitpunkt t7, während die Mehrmenge zum kurzzeitigen Abfangen des Drehzahlabfalls relativ kurzzeitig, etwa bis zum Zeitpunkt t6 zugeführt wird. Die zeitliche Abhängigkeit der Minder- oder Mehrmengensteuerung entsprechend Fig. 10 kann auch erst ab Öffnen des Drosselklappenschalters erfolgen. Ferner ist es möglich, dass bei hierfür geeigneten Systemen, nämlich solchen, die etwa über eine sog. A-Regelung die Verhältnisanteile des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoffluftgemisches bestimmen, während der Aufregelfunktionen q_k = f(-dn/dt;t) ausgeschaltet und definierte Steuerwerte vorgegeben werden. Hierdurch wird verhindert, dass ein evtl. vorhandenes Gemischregelsystem den beabsichtigten Wirkungen entgegenarbeitet.

[0028] Die bisher beschriebenen Wirkungen, Massnahmen und Steuervorgänge gemäss vorliegender Erfindung können sowohl mit digitaler als auch analoger Schaltungstechnik und Signalverarbeitung einschliesslich des Einsatzes von speziellen Rechnersystemen realisiert werden. In diesem Zusammenhang kann die Darstellung der Fig. 11 als Flussdiagramm für einen Signalverarbeitungsverlauf verstanden werden; entsprechend einem solchen Flussdiagram lässt sich beispielsweise für ein Rechnersystem ein Programmablauf erstellen und die beschriebenen technischen Wirkungen unter Einsatz äussere Sensoren und Stellmittel realisieren. Die Darstellung der Fig. 11 kann aber auch als Blockschaltbild für die Anordnung diskreter Bauelemente verstanden werden, die im folgenden nach Art ihrer Wirkungsweise erläutert werden und deren Zusammenschaltung sich aus dem Blockschaltbild ergibt.

[0029] In Fig. 11 ist mit 20 eine Drosselklappenstellungsabfrage bezeichnet. Bei positivem Ergebnis erfolgt bei 21 eine Drehzahlabfrage und im Block 22 wird verglichen oder festgestellt, ob die Ist- drehzahl n oberhalb einerfesten Drehzahlschwelle liegt, die beispielsweise die statische Wiedereinsetzschwelle n1 sein kann und oberhalb welcher in diesem Zweig stets abgeschnitten wird, d.h. im Falle eines höheren Wertes n>n1 kommt der Schubabschneidungsblock 23 zum Tragen mit entsprechender Ansteuerung geeigneter Bereiche, Schaltungselemente oder Stationen der Kraftstoffeinspritzanlage zur Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr; in Fig. 11 symbolisch dargestellt durch einen Schaltblock 24, der einen Schalter 25 in Reihe mit einem Einspritzventil 26 ansteuert und der so ausgebildet ist, dass ein von einem Wiedereinsetzblock 27 kommendes Signal grundsätzlich Priorität hat.

[0030] Ein mit 28 bezeichneter Block erstellt den Kennlinienverlauf n WE als Funktion der Zeit, der Temperatur und der negativen Drehzahländerung; im allgemeinsten Fall kann es sich hier um eine Beeinflussung des gesamten Kennlinienverlaufs 1 der Fig. 2 handeln; im einfachsten Fall wird lediglich ein Schwellwert einer Wiedereinsetzdrehzahl temperaturabhängig und abhängig zur negativen Drehzahländerung -dn/dt verschoben. Der Block 28 vergleicht dann gleichzeitig den ihm zugeführten Istdrehzahlwert mit dem jeweils vermittelten Kennlinienverlauf n WE oder dem jeweiligen Schwellenwert und bestimmt, ob sich die Ist- drehzahl zu jedem Zeitpunkt unterhalb oder oberhalb von n WE befindet. Es erfolgt eine unmittelbare Ansteuerung des Wiedereinsetzblocks 27 dann, wenn die Istdrehzahl des Motors sich unterhalb von n WE befindet. Realisiert kann der Block 28 beispielsweise in der Weise sein, dass durch Differenzbildung aus dem Drehzahlsignal vom Block 21 oder auf sonstige Weise ein Wert der negativen Drehzahländerung -dn/dt erstellt und als Adresse einem Speicher zugeführt wird, der für unterschiedliche -dn/dt-Werte gespeicherte Kennlinienverläufe zum Vergleich mit der Istdrehzahl erzeugt; anstelle des Speichers kann bei analoger Verarbeitung beispielsweise ein Funktionsgenerator vorgesehen sein.

[0031] Ergänzend zum Schaltungsblock 28 oder anstelle dieses Schaltungsblocks ist ein weiterer Differentialvergleichsblock 29 vorgesehen, der aus dem Drehzahlsignal vom Block 21 oder aus dem negativen Differential der Drehzahl, welches ihm vom Block 28 zugeführt ist, einen Sollverlauf der negativen Drehzahländerung als Funktion der Istdrehzahl erstellt. Der Block 28 gibt also für bestimmte numerische Drehzahlwerte Sollschwellenwerte einer negativen Drehzahländerung vor, oberhalb welcher die jeweilige negative Augenblicksdrehzahländerung zu einem sofortigen Wiedereinsetzsignal führt, da der Motor abgefangen werden muss. Der Block 29 vergleicht also die negative Istdrehzahländerung mit einem Kurvenverlauf einer Sollschwellendrehzahländerung über der Drehzahl, so wie der Kurvenverlauf 111 in Fig. 7 angibt und sperrt die Schubabschaltung über dem Block 27 dann, wenn sich der Istwert der negativen Drehzahländerung oberhalb des errechneten oder eingegebenen Schwellenwerts befindet.

[0032] Ergänzend hierzu sind zur Realisierung der Kurvenverläufe in den Fig. 9 und 10 zwei weitere Schaltungsblöcke 30, 31 mit nachgeschalteten Zeitblöcken 32, 33 vorgesehen. Die Blöcke 30 und 31 geben für eine ergänzende Kraftstoffmengenbeeinflussung im Falle des Wiedereinsetzens feste Schwellwerte negativer Drehzahländerungen vor, die entsprechend Fig. 9 als unterer Wert mit -(dn/dt), und als oberer Wert mit -(dn/dt)₂ bezeichnet sind. Liegt der Istwert der negativen Drehzahlaugenblicksänderung unterhalb des unteren Schwellenwerts vom Block 30, dann wird auf Mindermenge der Kraftstoffzufuhr erkannt und das Signal geht über das nachgeschaltete Zeitglied 32, welches das Abklingverhalten der Mindermengenzuführung bestimmt, zu einem Beeinflussungsblock 34 für die Menge der Kraftstoffeinspritzimpulse ti; das Ausgangssignal des Blocks 34 kann dann beispielsweise dem Korrekturblock 17 der Fig. 1, in Fig. 11 mit 17' bezeichnet, zugeführt werden. Gleichzeitig ergeht ein Blockierbefehl für evtl. Gemischregelsysteme zu einem Schaltungsblock 35, der die in diesem Fall vorgesehene A-Regelung für die Gemischzusammensetzung blockiert.

[0033] In entsprechender Weise wird auf die Zuführung einer Kraftstoffmehrmenge (ti-Mehrmenge) dann erkannt, wenn der momentane Istwert der negativen Drehzahländerung den vom Schaltungsblock 31 vorgegebenen Schwellenwert übersteigt, der Drehzahlabfall also extrem stark ist und nur durch zusätzlich zugeführte Kraftstoffmengen der Motor weich und sicher und insbesondere ohne Rucken abgefangen werden kann. Schliesslich kann auf Zuführung einer Kraftstoffmehrmenge durch das in Fig. 11 dargestellte System eines adaptiven Schubabschneidens noch dann erkannt werden, wenn von einem Block 36 ein Signal für geöffnete Drosselklappe eingeht, was jedenfalls automatisch die Schubabschneidefunktion über die Blöcke 20, 21, 22 und 23 beendet. Hierdurch wird ein sauberer, ruckfreier Übergang in den Normalbetrieb erzielt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine im Schubbetrieb, bei

- dem die Motor-Istdrehzahl ermittelt wird,

- festgestellt wird, ob die Drosselklappe geschlossen ist und bei geschlossener Drosselklappe die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine unterbrochen wird,

- die Istdrehzahl mit einer vorbestimmten Abregeldrehzahl (n_abr) verglichen wird und, falls die Istdrehzahl die Abregeldrehzahl unterschreitet, eine Abregelung des Schwellwertkurvenverlaufes eingeleitet wird,

- ein für diese Abregelung geltenden zeitabhängigen Wiedereinsetzdrehzahlschwellenwert ermittelt wird, den ausgehend von einem bei der Einleitung der Abregelung vorliegenden Schwellenwert (n_o) nach einer Zeitfunktion (n_WE(t)) auf einen Endwert (n₁) zurückgenommen wird,

- die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird, wenn die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine über der Wiedereinsetzdrehzahlschwelle liegt, und Kraftstoff zugeführt wird, wenn die Istdrehzahl unter der Wiedereinsetzdrehzahlschwelle liegt,

dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Schwellenwerte (n₁,n_O) und die Zeitfunktion (n_WE (t)) beschriebene Kurvenverlauf abhängig von der das dynamische Verhalten der Drehzahl der Maschine kennzeichnenden ersten Ableitung nach der Zeit (dn/dt) variiert wird derart, dass bei kleiner (betragsmässig grösser) werdenden Drehzahländerungen der Kurvenverlauf angehoben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Wiedereinsetzdrehzahl (n_o), die untere Wiedereinsetzdrehzahl (n₁) und der Wiedereinsetzdrehzahlschwellenverlauf von Betriebsgrössen der Brennkraftmaschine, insbesondere der Temperatur und der Istdrehzahl abhängig sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein drehzahlabhängiger negativer unterer Grenzwert für die Ableitung (dn/dt) existiert, bei dessen Unterschreiten die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine sofort und unabhängig von der Drehzahl wieder aufgenommen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwellwert einer negativen Vergleichsdrehzahl- änderung bestimmt wird, bei dessen Über- oder Unterschreiten ergänzend auf eine Kraftstoffminder- oder Kraftstoffmehrmenge gesteuert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein unterer und ein oberer Vergieichswert einer negativen Drehzahländerung (-dn/dt₁; -dn/dt₂) vorgegeben werden, wobei bei Unterschreitung des unteren Vergleichswertes durch den momentanen Istwert der negativen Drehzahländerung eine Kraftstoffmindermenge und bei Überschreiten des oberen Vergleichswertes eine Kraftstoffmehrmenge, jeweils mit zeitlichem Abklingverhalten, zugeführt werden.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Änderung der zugeführten Kraftstoffmenge von der Sollmenge in Abhängigkeit von der negativen Drehzahländerung vorhandene Gemischregelsysteme bis zum Abklingen der Änderung blockiert werden.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Sensor zur Ermittlung der Istdrehzahl mit einem Drosselklappenstellungssensor mit einem Wiedereinsetzdrehzahl-Schwellenverlauf, mit einer Drehzahlvergleichsstufe und einer Auswerteschaltung zum Bestimmen eines Kraftstoffabschneide-oder -zumesssignals, mit einer Differenzierstufe für die Istdrehzahl, dadurch gekennzeichnet, dass der Wiedereinsetzdrehzahlschwellenverlauf abhängig vom Ausgangssignal der Differenzierstufe veränderbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorgegebener Sollvergleichswert einer negativen Drehzahländerungskurve in Abhängigkeit zur jeweiligen Istdrehzahl erstellt und in einer Vergleichsschaltung (29) mit dem Istwert der negativen Drehzahländerung zur Ausgabe eines Wiedereinsetzsignals verglichen wird.

9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Änderung der zugeführten Kraftstoffmenge nach Wiedereinsetzen der Kraftstoffzufuhr bzw. geöffneter Drosselklappe Vergleichsschaltungen (30, 31) für vorgegebene Schwellenvergleichswerte der negativen Drehzahländerung mit dem Istwert der negativen Drehzahländerung vorgesehen sind, denen Zeitglieder (32, 33) nachgeschaltet sind, die den jeweiligen Kraftstoffmehr- oder -mindermengen ein Zeitverhalten verleihen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blokkierschaltung (35) für Gemischregelsysteme bei Erkennung auf Kraftstoffmehr- oder -mindermenge vorgesehen ist.

Claims

1. Method for controlling an internal-combustion engine when decelerating, in which

- the actual engine speed is determined,

- it is established whether the throttle valve is closed and, if the throttle valve is closed, the fuel supply to the internal-combustion engine is interrupted,

- the actual speed is compared with a predetermined cutoff speed (n_abr) and, if the actual speed is below the cutoff speed, a controlled reduction of the threshold value curve is introduced,

- a time-dependent resumption speed threshold value, applying for this reduction, is determined, which is reset on the basis of a threshold value (no), existing upon the introduction of reduction, to a final value (n,) in accordance with a time function (n_WE(t)),

- the fuel supply is interrupted if the actual speed of the internal-combustion engine is above the resumption speed threshold, and fuel is supplied if the actual speed is below the resumption speed threshold,

characterized in that the curve described by the threshold values (n₁, no) and the time function (n_WE(t)) is varied dependently on the first derivation after the time (dn/dt) characterising the dynamic response of the speed of the engine, in such a way that the curve is raised as the speed variations become smaller (greater in terms of the amount).

2. Method according to Claim 1, characterized in that the upper resumption speed (no), the lower resumption speed (n,) and the resumption speed threshold characteristic depend on operating variables of the internal-combustion engine, in particular on the temperature and on the actual speed.

3. Method according to Claim 1, characterized in that a speed-dependent negative lower limit value exists for the derivation (dn/dt), the fuel supply to the internal-combustion engine being resumed immediately and independently of the speed if said limit value is passed below.

4. Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that at least one threshold value of a negative comparison speed variation is determined, control additionally taking place in the sense of a decreased or increased quantity of fuel whenever said threshold value is exceeded or passed below.

5. Method according to Claim 4, characterized in that a lower and an upper comparison value of a negative speed variation (-dn/dti ; -dn/dt₂) are predetermined, a decreased quantity of fuel being supplied if the instantaneous actual value of the negative speed variation passes below the lower comparison value and an increased quantity of fuel being supplied if the upper comparison value is exceeded, in each case with a decay response overtime.

6. Method according to one or more of Claims 1 to 5, characterized in that whenever there is a variation in the quantity of fuel supplied from the set quantity dependently on the negative speed. variation, any existing mixture control systems are blocked until the decaying of the variation.

7. Apparatus for implementation of the method according to Claim 1, with a sensor for determining the actual speed, with a throttle valve position sensor, with a resumption speed threshold characteristic, with a speed comparison stage and an evaluation circuit for determining a fuel cutout or metering signal, with a differentiating stage for the actual speed, characterized in that the resumption speed threshold characteristic is variable dependently on the output signal of the differentiating stage.

8. Apparatus according to Claim 7, characterized in that a predetermined set comparison value of a negative speed variation curve is produced dependently on the respective actual speed and is compared in a comparison circuit (29) with the actual value of the negative speed variation for output of a resumption signal.

9. Apparatus according to Claims 7 and 8, characterized in that, for variation of the quantity of fuel supplied after resumption of the fuel supply or opened throttle valve, comparison circuits (30, 31) for predetermined threshold comparison values of the negative speed variation with the actual value of the negative speed variation are provided, downstream of which are timing elements (32, 33), which give the respective increased or decreased quantities of fuel a time response.

10. Apparatus according to one of Claims 7 to 9, characterized in that a blocking circuit (35) for mixture control systems whenever an increased or reduced quantity of fuel is detected is provided.

Revendications

1. Procédé pour commander en décélération un moteur à combustion interne, procédé dans lequel:

- on détermine la vitesse de rotation réelle du moteur,

- on constate si le clapet d'étranglement est fermé, et dans le cas où le clapet d'étranglement est fermé, on interrompt l'alimentation en carburant vers le moteur à combustion interne,

- on compare la vitesse de rotation réelle avec une vitesse de rotation prédéfinie (n_abr) de réglage en diminution, et dans le cas où la valeur de rotation réelle franchit vers le bas la vitesse de rotation de réglage en diminution, un réglage en diminution du tracé de courbe de valeur de seuil est amorcé,

- on détermine une valeur de seuil, dépendant du temps, de la vitesse de rotation de remise en route, valable pour ce réglage en diminution, et qui, partant d'une valeur de seuil (n_o) se présentant lors de l'amorçage du réglage en diminution, est ramenée selon une fonction du temps (n_WE(t)) à une valeur terminale (n,),

- on interrompt l'alimentation en carburant lorsque la vitesse de rotation réelle du moteur à combustion interne se situe au-dessus du seuil de la vitesse de rotation de remise en route et on alimente en carburant lorsque la vitesse de rotation réelle se situe au-dessous du seuil de la vitesse de rotation de remise en route,

procédé caractérisé en ce que le tracé de courbe décrit par les valeurs de seuil (n" n_o) et la fonction du temps (n_WE (t)) est modifié en fonction de la première dérivée en fonction du temps (dn/dt) caractérisant le comportement dynamique de la vitesse de rotation de la machine, de façon que pour des variations négatives devenant moindres (plus importantes en valeurs absolues) de la vitesse de rotation, le tracé de courbe est relevé.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de rotation supérieure de remise en route (n_o), la vitesse de rotation inférieure de remise en route (n,), et l'évolution des seuils de la vitesse de rotation de remise en route, sont dépendantes de grandeurs de fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment de la température et de la vitesse de rotation réelle.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il existe pour la dérivée (dn/dt) une valeur limite inférieure négative dépendant de la vitesse de rotation, lors du franchissement vers le bas de laquelle l'alimentation en carburant au moteur à combustion interne, est reprise immédiatement et indépendamment de la vitesse de rotation.

4. Procédé selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on détermine au moins une valeur de seuil d'une variation négative de vitesse de rotation de comparaison, et qu'en cas de franchissement vers le haut ou vers le bas de cette valeur de seuil, on commande en complément une quantité moins importante ou plus importante de carburant.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on prédéfinit une valeur de comparaison inférieure et une valeur de comparaison supérieure (-dn/dt,; -dn/dt₂) d'une variation négative de la vitesse de rotation, et que lors du franchissement vers le bas de la valeur de comparaison inférieure par la valeur réelle momentanée de la variation négative de vitesse de rotation, on alimente une quantité moindre de carburant, tandis qu'en cas de dépassement de la valeur de comparaison supérieure, on alimente une quantité plus importante de carburant, ces quantités comportant respectivement une diminution dans le temps.

6. Procédé selon une ou plusieurs des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'en cas de variations de la quantité de carburant alimentée, à partir de la quantité de consigne en fonction de la variation négative de la vitesse de rotation, on bloque les systèmes existants de réglage du mélange jusqu'à la résorbtion de la variation.

7. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, avec un détecteur pour déterminer la vitesse de rotation réelle, avec un détecteur de position de clapet d'étranglement, avec un tracé de seuil de vitesse de rotation de remise en route, avec un étage de comparaison de vitesses de rotation, et avec un circuit d'exploitation pour déterminer un signal d'interruption de carburant ou de dosage de carburant, avec un étage de différenciation pour la vitesse de rotation réelle, dispositif caractérisé en ce que l'évolution des seuile de la vitesse de rotation de remsie en route, est susceptible d'être modifiée en fonction du signal de sortie de l'étage de différenciation.

8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'une valeur de comparaison de consigne prédéfinie d'une courbe de variation négative de la vitesse de rotation, est établie en fonction de la vitesse de rotation réelle du moment et est comparée dans un circuit de comparaison (29) avec la valeur réelle de la variation négative de la vitesse de rotation pour émettre un signal de remise en route.

9. Dispositif selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que pour modifier la quantité de carburant alimentée après le rétablissement de l'alimentation de carburant ou bien après l'ouverture du clapet d'étranglement, il est prévu des circuits de comparaison (30, 31) pour comparer des valeurs prédéfinies de comparaison de seuil de la variation négative de la vitesse de rotation avec la valeur réelle de la variation négative de la vitesse de rotation, des organes de temporisation (32, 33) étant branchés à la suite de ces circuits de comparaison et appliquant une temporisation respectivement aux quantités plus importantes ou aux quantités moins importantes de carburant.

10. Dispositif selon une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu un circuit de blocage (35) pour les systèmes de réglage du mélange lorsqu'il y a option pour une quantité plus importante de carburant ou pour une quantité moins importante de carburant.

Zeichnung