Verfahren und Vorrichtung zur Laufruheregelung einer Brennkraftmaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Laufruheregelung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche.

[0002] Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Laufruheregelung einer Brennkraftmaschine sind aus der DE 33 36 028 bekannt. Dort wird ausgehend von einem Drehzahlsignal ein Soll- und ein Istwert für jeden Zylinder gebildet. Den einzelnen Zylindern ist jeweils ein Regler zugeordnet, der ausgehend von dem Vergleich zwischen einem zylinderindividuellen Istwert und einem gemeinsamen Sollwert eine Stellgröße zur Ansteuerung eines mengenbestimmenden Stellgliedes vorgibt. Dadurch wird eine Gleichstellung, der von den einzelnen Zylindern bereitgestellten Drehmomente, erreicht. Die den einzelnen Zylindern zugeordneten Regler weisen wenigstens integrales Verhalten auf. Beim Motorstart werden die Integralanteile vorzugsweise mit einem festen Wert insbesondere mit dem Wert 0 initialisiert. Ausgehend von diesem Startwert werden dann im Betrieb die Integratorwerte bestimmt. Dies führt dazu, dass beim Start der Brennkraftmaschine die Laufruheregelung erst nach einer kurzen Verzögerungszeit ihre volle Wirksamkeit erlangt. Dies führt beim Neustart der Brennkraftmaschine zu Mengenfehlem bei den einzelnen Zylindern. Diese Mengenfehler können erhöhte Abgasemissionen bzw. Komforteinbussen zur Folge haben.

[0003] Aus der US 4,742,462 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine bekannt, bei dem zwischen einem Betrieb mit Einzelzylinderregelung und einem Betrieb mit globaler Regelung unterschieden wird. Die Umschaltung zwischen dem Einzelzylinder Regelbetrieb und dem globalen Regelbetrieb erfolgt abhängig von der Temperatur der Brennkraftmaschine. Auch bei einer solchen Einrichtung tritt die Problematik auf, dass der I-Anteil zu initialisieren ist. Dies wird hier dadurch gelöst, dass beim Übergang vom Einzelzylinder Regelbetrieb auf den globalen Regelbetrieb, die Integralanteile abgespeichert und bei der nächsten Inbetriebnahme der Einzelzylinderregelung wieder verwendet werden. Die Umschaltung zwischen dem Einzelzylinder Regelbetrieb und dem globalen Regelbetrieb erfolgt abhängig von der Temperatur. Wird in den Einzelzylinder Regelbetrieb übergegangen, so werden die beim vorhergehenden Abschalten abgespeicherten Werte der Integralanteile zur Initialisierung der Integralanteile verwendet. Diese Initialisierungswerte sind völlig unabhängig von der Temperatur. Lediglich der Umschaltung zwischen dem Einzelzylinder Regelbetrieb und dem globalen Regelbetrieb hängt von der Temperatur ab. Die Initialisierungswerte dagegen sind unabhängig von der Temperatur.

[0004] Dadurch dass beim Einschalten des Reglers der integrale Anteil mit einem, ausgehend von Betriebskenngrößen vorgegebenen Wert, initialisiert wird, können die Auswirkungen der Mengenfehler deutlich reduziert werden. Dadurch kann gewährleistet werden, dass unterschiedliche Korrekturwerte bei unterschiedlichen Betriebsbedingungen berücksichtigt werden können. Einen sehr großen Einfluss auf die Korrekturwerte hat dabei die Temperatur, wobei insbesondere die Temperatur der Brennkraftmaschine relevant ist und einen sehr großen Einfluss besitzt.

Zeichnung

[0005] Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen die Figur ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

[0006] In Figur 1 ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise anhand eines Blockdiagrammes dargestellt. Mit 100 ist ein Stellelement dargestellt, dass die Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine beeinflusst. Hierbei handelt es sich vorzugsweise um ein Magnetventil oder einen Piezosteller, der die einzuspritzende Kraftstoffmenge und/oder den Einspritzbeginn beeinflusst. Mit 105 ist ein Drehzahlsensor bezeichnet. Der Drehzahlsensor beaufschlagt eine Sollwertvorgabe 110 und eine Istwertvorgabe 115 mit einem Drehzahlsignal. Die Istwertvorgabe 115 und die Sollwertvorgabe 110 beaufschlagt einen ersten Verknüpfungspunkt 120 sowie einen zweiten Verknüpfungspunkt 130. Von den Verknüpfungspunkten 120 und 130 gelangt das Signal jeweils zu einem Regler 125 bzw. 135. Die Regler 125 bzw. 135 beaufschlagen das Stellelement 100 mit einem entsprechenden Ansteuersignal. Desweiteren tauschen die Regler 125 und 135 mit einer Vorgabe 140 Signale aus. Die Vorgabe 140 verarbeitet das Ausgangssignal eines Sensors 150, der Betriebskenngrößen erfaßt.

[0007] Figur 1 ist lediglich ein Stellelement 100 dargestellt. Die Erfindung kann auch derart ausgestaltet sein, dass jedem Regler und damit jedem Zylinder ein Stellelement zugeordnet ist. In der Darstellung in Figur 1 sind lediglich ein erster und ein zweiter Regler dargestellt. Üblicherweise ist jedem Zylinder der Brennkraftmaschine ein Regler und ein Stellelement zugeordnet. Das bedeutet, es ist für jeden Zylinder ein Regler und ein Stellelement vorhanden bzw. ein oder mehrere Regler bilden die Ansteuersignale für die den einzelenen Zylindern zugeordneten Stellelemente.

[0008] Die Sollwertvorgabe 110 bestimmt ausgehend von der Drehzahl N einen Sollwert S für die Regler. Die Istwertvorgabe 115 bestimmt für jeden Regler, d.h. für jeden Zylinder einen zylinderindividuellen Istwert I. Ausgehend von in den Verknüpfungspunkten 120 und 130 ermittelten Regelabweichungen bestimmen die Regler 125 und 135 die Stellgrößen. Mit diesen Stellgrößen wird das Stellelement beaufschlagt.

[0009] Dabei ist die Bestimmung der Istwerte, der Sollwerte und die Regelung durch die Regler 125 und 135 derart ausgebildet, dass das von der Brennkraftmaschine abgegebene Drehmoment der einzelnen Zylinder gleichgestellt ist, d.h. jeder Zylinder der Brennkraftmaschine trägt das gleiche Drehmoment zum Gesamtdrehmoment bei. Bei einer anderen Ausgestaltung, die auch als Mengenausgleichsregelung bezeichnet wird, erfolgt die Regelung derart, dass allen Zylindern die gleiche Kraftstoffmenge zugemessen wird. Die Regelung erfolgt derart, daß alle Zylinder bezüglich einer Größe, die die Verbrennung charakterisiert, gleichgestellt werden.

[0010] Die Regler 125 und/oder 135 beinhalten im wesentlichen einen integralen Anteil. Der integrale Anteil charakterisiert die Abweichung der einzuspritzenden Kraftstoffmenge jedes einzelnen Zylinders von den übrigen Zylindern.

[0011] Beim Neustart der Brennkraftmaschine werden die Regler üblicherweise initialisiert, d.h. die Werte der Integratoren werden mit einem Startwert, der in der Regel den Wert 0 annimmt, gesetzt. Dies hat zur Folge, dass zu Beginn des Betriebs der Brennkraftmaschine eine sehr große Abweichung von den gewünschten Werten auftritt. Erst nach Ablauf einer gewissen Zeit nehmen die Integratoren die notwendigen Werte an, die zur Zylindergleichstellung bzw. zur Laufruheregelung notwendig sind. Um diese Verzögerungszeit zu minimieren wird erfindungsgemäß derart vorgegangen, dass die Vorgabe 140 die Integratoren beim Start mit vorgebbaren Werten initialisiert. D.h. in die Integratoren werden bestimmte Werte, die in der Vorgabe 140 abgespeichert sind, eingeschrieben.

[0012] Dies bedeutet, beim Einschalten des Reglers wird der integrale Anteil mit einem vorgebbaren Wert initialisiert. Dabei wird der vorgebbare Wert abhängig von Betriebskenngrößen, die mittels Sensoren 150 erfaßt werden, vorgegeben. Dabei werden vorzugsweise Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine verwendet. Solche Betriebskenngrößen sind insbesondere Temperaturwerte. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei die Temperatur der Brennkraftmaschine oder eine Größe, die die Temperatur der Brennkraftmaschine charakterisiert, als geeignet erwiesen. So kann beispielsweise die Temperatur des Kühlwassers, des Kraftstoffs und/oder des Motorölsmittels mittels eines Sensors 150 erfaßt werden. Dabei wird die Kraftstofftemperatur an geeigneter Stelle des Kraftstoffsystems gemessen. So kann beispielsweise die Kraftstofftemperatur bei einem Common-Rail-System im Rail, in der Leitung zu den Injektoren, im Rücklauf zwischen den Injektoren und dem Niederdruckbereich und/oder in der Hochdruckpumpe gemessen werden. Anstelle der Temperatur oder zusätzlich zur Temperatur wird vorzugsweise die Motorlast berücksichtigt. Als eine die Motorlast charakterisierende Größe wird das Drehmoment und/oder die Einspritzmenge verwendet.

[0013] Üblicherweise werden die Kennfeldwerte im Rahmen der Applikation erfaßt und in einem Speicher abgelegt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Kennfeldwerte laufend neu berechnet und entsprechend abgelegt werden. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass im eingeregelten Zustand, beispielsweise wenn sich die Brennkraftmaschine längere Zeit im Leerlauf befindet, die Werte der Integral-Anteile abhängig von Betriebskenngrößen in einem Speicher der Vorgabe 140 abgelegt werden. Als Speicher eignen sich insbesondere ein E²PROM. Durch diese Vorgehensweise ist gewährleistet, dass immer die aktuellen Werte, die für diese Brennkraftmaschine gültig sind, in dem E²PROM abgelegt sind.

[0014] Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Initialisierung der Integral-Anteile auch bei einem Einschalten der Regler nach einem Zeitabschnitt, in dem der Regler nicht aktiv war, erfolgt.

Ansprüche

1. Verfahren zur Regelung einer Brennkraftmaschine, wobei jedem Zylinder ein Regler zugeordnet ist, der wenigstens einen integralen Anteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschalten des Reglers der integrale Anteil mit einem ausgehend von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine vorgegebenen Wert initialisiert wird, wobei dieser Wert abhängig von Betriebskenngrößen in einem Kennfeld abgelegt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung derart erfolgt, dass alle Zylinder bezüglich einer Größe, die die Verbrennung charakterisiert, gleichgestellt werden.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werte im laufenden Betrieb abhängig von Betriebskenngrößen abspeicherbar sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebskenngröße eine Temperaturgröße, insbesondere die Temperatur der Brennkraftmaschine, des Kraftstoffes und/oder eine die Last der Brennkraftmaschine charakterisierende Größe verwendet wird.

5. Vorrichtung zur Regelung einer Brennkraftmaschine, wobei jedem Zylinder ein Regler zugeordnet ist, der wenigstens einen integralen Anteil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, die beim Einschalten des Reglers den integralen Anteil mit einem ausgehend von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine vorgegebenen Wert initialisieren, wobei dieser Wert abhängig von Betriebskenngrößen in einem Kennfeld abgelegt ist.

Claims

1. Method for controlling an internal combustion engine, each cylinder being assigned a controller which has at least an integral component, characterized in that when the controller is switched on, the integral component is initialized with a value which is predefined on the basis of characteristic operating variables of the internal combustion engine, said value being stored in a characteristic diagram as a function of characteristic operating variables.

2. Method according to Claim 1, characterized in that the control is implemented in such a way that all the cylinders are equalized with respect to a variable which characterizes the combustion.

3. Method according to one of the preceding claims, characterized in that during operation, the values can be stored as a function of characteristic operating variables.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a temperature variable, in particular the temperature of the internal combustion engine or of the fuel, and/or a variable which characterizes the load of the internal combustion engine is used as a characteristic operating variable.

5. Device for controlling an internal combustion engine, each cylinder being assigned a controller which has at least an integral component, characterized in that means are provided which, when the controller is switched on, initialize the integral component with a value which is predefined on the basis of characteristic operating variables of the internal combustion engine, said value being stored in a characteristic diagram as a function of characteristic operating variables.

Revendications

1. Procédé pour commander la régularité d'un moteur à combustion interne, avec un régulateur associé à chaque cylindre et ayant au moins une partie intégrale,
caractérisé en ce qu'
à l'activation du régulateur, la partie intégrale est initialisée avec une valeur prédéterminée à partir de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, cette valeur étant archivée dans un champ de caractéristiques en fonction des paramètres de fonctionnement.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la commande de régularité est effectuée en équilibrant pour tous les cylindres une grandeur qui caractérise la combustion.

3. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
les valeurs sont enregistrées pendant le fonctionnement en fonction des paramètres de fonctionnement.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que
comme paramètre de fonctionnement on utilise une grandeur de température, en particulier la température du moteur à combustion interne, du carburant et/ou une grandeur caractérisant la charge du moteur à combustion interne.

5. Dispositif pour commander la régularité d'un moteur à combustion interne, dans lequel un régulateur qui présente au moins une partie intégrée est associé à chaque cylindre,
caractérisé par
des moyens qui, à l'activation du régulateur, initialisent la partie intégrale avec une valeur prédéterminée à partir de paramètres de fonctionnement du moteur à combustion interne, cette valeur étant archivée dans un champ caractéristique en fonction des paramètres de fonctionnement

Zeichnung