DE3224042A1 - Method for engine speed stabilisation, in particular at idling speed, of an internal combustion engine - Google Patents
Method for engine speed stabilisation, in particular at idling speed, of an internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
V O LKSWAGE.N WERKV O LKSWAGE.N WERK
AKTIENGESELLSCHAFTSHARED COMPANY
3180 Wolfsburg3180 Wolfsburg
- 3 K 3299/1702pt-hu-sa- 3 K 3299 / 1702pt-hu-sa
Verfahren zur Drehzahlstabilisierung, insbesondere bei Leerlaufdrehzahl, einer BrennkraftmaschineMethod for speed stabilization, in particular at idling speed, of an internal combustion engine
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs sowie Anordnungen zur Durchführung dieses Verfahrens»The invention relates to a method according to the preamble of the patent claim as well as orders for the implementation of this procedure »
Ein Verfahren der bezeichneten Art ist speziell für den Fall einer fremdgezündeten, mit einem sehr mageren Kraftstoff-Luft-Gemisch gespeisten Brennkraftmaschine zwecks Stabilisierung der Leerlauf drehzahl aus der DE-PS 29 18 135, F02D, 37/02, bekannt. Dort wird durch die Drehzahlabweichungssignale zur Gewinnung von Zündwinkel-Änderungssignalen ein Regler mit PI-Verhalten verwendet; die Zündwinkel-Änderungssignale beeinflussen die Zündzeitpunkte aller Brennräume, so daß letztlich der Mittelwert der auf die einzelnen Brennräume zurückzuführenden Istwerte der Drehzahl zusammenfällt mit dem Sollwert der Leerlaufdrehzahl.A method of the type described is specially designed for the case of an externally ignited, internal combustion engine fed with a very lean fuel-air mixture for the purpose of stabilizing the idle speed from DE-PS 29 18 135, F02D, 37/02, known. There a controller with PI behavior is used through the speed deviation signals to obtain ignition angle change signals; the Ignition angle change signals influence the ignition times of all combustion chambers, so that ultimately the mean value that can be traced back to the individual combustion chambers Actual values of the speed coincide with the nominal value of the idling speed.
Nun ist es durchaus möglich, daß eine Drehzahlabweichung auf Verhältnisse oder Änderungen von Verhältnissen in nur einzelnen Brennräumen zurückzuführen sind, beispielsweise in der Weise, daß der Verbrennungsvorgang in einem der Brennräume ein wesentlich geringeres Drehmoment erzeugt als die Verbrennungsvorgänge in den anderen Brennräumen. Dadurch wird insbesondere bei niedrigen Drehzahlen auch dann, wenn durch die bekannte Drehzahlstabilisierung der Mittelwert der DrehzahlNow it is quite possible that a speed deviation is due to ratios or Changes in conditions in only individual combustion chambers are due, for example, in such a way that the combustion process in one of the combustion chambers generates a much lower torque than the combustion processes in the other combustion chambers. As a result, particularly at low speeds, the mean value of the speed is also achieved when the known speed stabilization
Vorsitzender Voraliind: rom StiimiiUfMV /-iriitzoririrr '-I > r. n.,m.v ■:·· κiri-IMn.. B'i-itn · fr,'. Dr. ty.rm. Ernvt ρ,.,ι j . Dr. jur. !'-.-l-jr F ..rlcChairman Voraliind: rom StiimiiUfMV / -iriitzoririrr '-I> r. n., mv ■: ·· κiri-IMn .. B'i-itn · fr, '. Dr. ty.rm. Ernvt ρ,., Ι j. Dr. jur. ! '-.- l-jr F .. rlc
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mit dem Sollwert in Übereinstimmung gebracht ist, eine störende Laufunruhe hervorgerufen. is brought into agreement with the setpoint, a disturbing uneven running caused.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 definierten Art zu schaffen, das dieser Laufunruhe wirksam begegnet, wobei das Verfahren auch außerhalb des Leerlaufbetriebs und auch bei Dieselmaschinen einsetzbar sein soll.The invention is accordingly based on the object of providing a method as described in the preamble of claim 1 defined type to create this uneven running effectively encountered, the method also outside of idle operation and also should be used in diesel engines.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1; die Unteransprüche beschreiben vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des Verfahrens bzw. eine Anordnung zur Durchführung desselben.The solution to this problem according to the invention consists in the characterizing features of claim 1; the subclaims describe advantageous training and Developments of the method or an arrangement for carrying out the same.
Bei der Erfindung erfolgt also gleichsam eine dauernde proportionale Regelung, die sich demgemäß auf alle Brennräume auswirkt, sowie eine individuelle Regelung für die einzelnen Zylinder durch den einzelnen Zylindern individuell zugeordnete Integralregler. Diesen Integralreglern werden nur die während der jeweiligen Arbeitsphase des zugeordneten Brennraums auftretenden Drehzahlabweichungen zugeführt, und die einzelnen Integralregler werden ausgangsseitig auch nur dann mit einer beispielsweise den Zündzeitpunkt bestimmenden Einrichtung verbunden, wenn die Zündung für den jeweiligen Brennraum erfolgen solL Der relativ schnellen Proportionalregelung für alle Brennräume ist also eine für jeden Brennraum individuelle, relativ langsame Integralregelung überlagert, so daß die erfindungsgemäße Drehzahlstabilisierung sich nicht in einer Angleichung eines Mittelwerts der Drehzahl an den Drehzahlsollwert erschöpft, sondern auch eine Angleichung der auf die einzelnen Brennräume zurückzuführenden Drehzahlwerte an den Sollwert auftritt. Erst dadurch wird die unerwünschte Laufunruhe bekämpft.In the invention, a permanent proportional control takes place, as it were, the accordingly affects all combustion chambers, as well as an individual regulation for the individual cylinders by integral controllers individually assigned to the individual cylinders. These integral controllers are only fed the speed deviations that occur during the respective work phase of the assigned combustion chamber, and the individual integral regulators are only output with one, for example the ignition point-determining device connected when the ignition for the respective combustion chamber is to take place The relatively fast proportional control for all combustion chambers there is one individual, relative, for each combustion chamber slow integral control superimposed, so that the speed stabilization according to the invention does not result in an approximation of a mean value of the speed to the speed setpoint exhausted, but also an adjustment of the speed values attributable to the individual combustion chambers to the setpoint occurs. Only then will combats the unwanted uneven running.
Unter Drehzahlabweichungen sind im stationären Betrieb der Brennkraftmaschine, also beispielsweise im Leerlaufbetrieb mit vorgegebener Leerlauf drehzahl, die Differenzen zwischen den Istwerten der Drehzahl und dem Sollwert der Drehzahl zu verstehen. Im nichtstationären Betrieb kann auch der Sollwert der Drehzahl durch einen Mittelwert dargestellt werden, der aus den Beschleunigungsanteilen der einzelnen Brennräume gewonnen wird.Speed deviations are in steady-state operation of the internal combustion engine, So, for example, in idle mode with a predetermined idle speed, the differences to be understood between the actual values of the speed and the setpoint of the speed. In non-stationary operation, the setpoint of the speed can also be represented by an average value that is derived from the acceleration components of the individual Combustion chambers is obtained.
Eine wesentliche Eigenschaft der Erfindung ist darin zu sehen, daß auf individuellen Eigenschaften einzelner Brennräume beruhenden Drehzahlschwankungen zeitrichtig An essential property of the invention is to be seen in the fact that speed fluctuations based on individual properties of individual combustion chambers are correct in time
durch Maßnahmen entgegengewirkt wird, die sich bei einem der nächsten Arbeitsvorgänge in eben diesem Brennraum auswirken.is counteracted by measures that will result in one of the next work processes affect in this very combustion chamber.
Zwar ist die "brennraumindividuelle" Änderung von Einflußgrößen bei Brennkraftmaschinen aus der Patentliteratur bekannt, siehe beispielsweise die DE-OS 29 32 230 oder die US-PS * 2*3 007, * 256 072 und * 282 8*1, F02P 5/0*. Dabei geht es aber in der Regel um die Einhaltung bzw. Angleichung von Klopfverhältnissen in den verschiedenen Brennräumen, nicht um eine Drehzahistabilisierung im Sinne der Erfindung mit getrennter Proportionalregeiung für alle Brennräume und Integralregeiung für die individuellen Brennräume.The "combustion chamber-specific" change of influencing variables in internal combustion engines is known from the patent literature, see, for example, DE-OS 29 32 230 or US Pat. No. 2 * 3 007, * 256 072 and * 282 8 * 1, F02P 5/0 *. As a rule, however, it is a matter of maintaining or adjusting knock conditions in the various combustion chambers, not a stabilization of the rotational speed in the sense of the invention with separate proportional control for all combustion chambers and integral control for the individual combustion chambers.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung, wie er in den Patentansprüchen 2 und 3 zum Ausdruck kommt, ist darin zu sehen, daß sie auch bei einer sogenannten ablösenden Regelung, wie sie im einzelnen in der DE-PS 29 28 135 beschrieben ist, Einsatz finden kann. Diese ablösende Regelung trägt der Tatsache Rechnung, daß eine Änderung nur einer Einflußgröße einer Brennkraftmaschine nur in einem bestimmten Bereich vorgenommen werden kann, wenn nicht andere Nachteile, gegebenenfalls sogar die Unmöglichkeit des Betriebs der Maschine, auftreten sollen. Daher sieht .die ablösende Regelung nach der genannten Patentschrift zunächst nur eine Änderung des Zündzeitpunkts bis zum Erreichen bestimmter Grenzwerte vor, die dann -unter Beibehalt des geänderten Zündzeitpunkts- abgelöst oder ergänzt wird durch eine Änderung der Luftzahl.Another advantage of the invention as expressed in claims 2 and 3 comes, can be seen in the fact that even with a so-called replacing regulation, as described in detail in DE-PS 29 28 135, can be used. This replacing regulation takes into account the fact that a change is only an influencing variable of an internal combustion engine made only in a certain area can become, if not other disadvantages, possibly even the impossibility operation of the machine. Therefore. The replacing regulation According to the patent mentioned, initially only a change in the ignition point before certain limit values are reached, which then - while maintaining the changed Ignition timing is replaced or supplemented by a change in the air ratio.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläutert, derenAn embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing, whose
Fig. 1 die Regelschaltung für eine Einflußgröße1 shows the control circuit for an influencing variable
und derenand their
Fig. 2 schematisch die konstruktiven VerhältnisseFig. 2 schematically shows the structural relationships
bei einer Brennkraftmaschine mit ablösender Regelung wiedergeben.reproduce in an internal combustion engine with alternating control.
Wenn in Fig. 1 von einer Brennkraftmaschine mit Fremdzündung und Verwendung des Zündzeitpunkts bzw. Zündwinkels α ausgegangen wird, bedeutet dies keine Beschrän-If in Fig. 1 of an internal combustion engine with spark ignition and use of the Ignition timing or ignition angle α is assumed, this does not mean any restriction
kung der Erfindung auf Ottomaschinen und Beeinflussung des Zündzeitpunkts. Andere Einflußgrößen für den Fall fremdgezündeter Maschinen sind die Luftzahl bzw. die Kraftstoffmenge und die Luftmenge, und bei Dieselmaschinen bieten sich als Einflußgrößen der Einspritzzeitpunkt und die Kraftstoff menge, also z.B. die Einspritzdauer, an.Effect of the invention on Otto engines and influencing the ignition point. Other Influencing variables in the case of externally ignited machines are the air ratio or the amount of fuel and the amount of air, and in the case of diesel engines, these are influencing variables the time of injection and the amount of fuel, e.g. the duration of the injection, at.
Betrachtet man nun zunächst Fig. 1, so ist der Ausgang des Drehzahlkomparators 1, der aus dem zugeführten Drehzahlistwert η. und dem vorgegebenen Sollwert η das Drehzahlabweichungssignal A η bildet, dauernd mit dem Proportionalregler 2 verbunden, der beim Auftreten von Drehzahländerungen gemäß seinem Zeitverhalten rasch SiIf one now looks first at FIG. 1, the output of the speed comparator 1 is that which is derived from the actual speed value η supplied. and the predetermined nominal value η forms the speed deviation signal A η, permanently connected to the proportional controller 2, which rapidly Si
gnale et *ür den Zündwinkel α erzeugt, die demgemäß während der Zündvorgänge zp ζ gnale et * ür the ignition angle α generated, which accordingly during the ignition process zp ζ
in allen -in dieser Figur nicht dargestellten- Brennräumen vorliegen und daher als Proportionalanteil der Stellgröße die Arbeitsweise aller Brennräume beeinflussen.in all combustion chambers not shown in this figure and therefore as Proportional part of the manipulated variable influence the functioning of all combustion chambers.
Demgegenüber wird das Drehzahländerungssignal A n, das während der Zündvorgänge in den einzelnen Brennräumen, d.h. in Abhängigkeit von der Arbeitsweise der einzelnen Brennräume, schwankt, den einzelnen Brennräumen zugeordneten Integralreglern 3 bis 6 über die erste, von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine her angetriebene Schaltvorrichtung 7 nur während der Dfehmomentabgabe bei den einzelnen Brennräumen zugeführt. Dies ist bei der Schaltvorrichtung 7 dadurch angedeutet, daß diese bei einer Vierzylindermaschine vier Kontakte a, b, c und d entsprechend der Zündfolge der Arbeitsräume besitzt, die vom Kontaktarm entsprechend dem Pfeil individuell belegt werden, so daß den einzelnen Integralreglern 3 bis 6 nur während der Arbeitsphase des zugeordneten Brennraums auftretende Drehzahländerungssignale A η zugeführt werden.In contrast, the speed change signal A n, which fluctuates during the ignition processes in the individual combustion chambers, ie as a function of the mode of operation of the individual combustion chambers, is assigned to integral controllers 3 to 6 via the first switching device 7 driven by the crankshaft of the internal combustion engine supplied during the Dfehmomentabgabe at the individual combustion chambers. This is indicated in the switching device 7 in that it has four contacts a, b, c and d corresponding to the firing order of the working spaces in a four-cylinder engine, which are individually occupied by the contact arm according to the arrow, so that the individual integral controllers 3 to 6 only during The speed change signals A η occurring in the working phase of the assigned combustion chamber are supplied.
Die erste Schaltvorrichtung 7 ist, wie bei 10 angedeutet, synchron gekoppelt mit der zweiten Schaltvorrichtung 11, die ebenfalls den einzelnen Brennräumen zugeordnete Kontakte a bis d aufweist. Diese Kontakte werden ebenfalls in der Reihenfolge der Zündung vom Kontaktarm 12 belegt, so daß dann individuell die Ausgangssignale α . bis α . . der Integralregler 3 bis 6 der Summierstufe 13 zugeführt werzia ZXu As indicated at 10, the first switching device 7 is synchronously coupled to the second switching device 11, which also has contacts a to d assigned to the individual combustion chambers. These contacts are also assigned in the order in which they are ignited by the contact arm 12, so that the output signals α then individually. to α. . the integral controller 3 to 6 fed to the summing stage 13 who zia ZXu
den, die dauernd mit dem Ausgang des Proportionalreglers 2 verbunden ist. Demgemäß setzt sich das Zündzeitpunktsignal α im Augenblick der Zündung für jeden einzelnen Brennraum aus dem allen Brennräumen gemeinsamen Proportionalanteil α und demthat is permanently connected to the output of the proportional controller 2. Accordingly, the ignition timing signal α at the moment of ignition is made up of the proportional component α common to all combustion chambers and the for each individual combustion chamber
zpzp
für den jeweiligen Brennraum individuellen Integralanteil cc . —. α . . zusammen. individual integral component cc for the respective combustion chamber. -. α. . together.
Λ "» β *Λ "» β *
Zwecks Vermeidung unzulässiger Signale sind den Integralreglern 3 bis und der Summierstufe 13 Begrenzer 14 bis 18 nachgeschaltet.In order to avoid impermissible signals, the integral controllers 3 to and the summing stage 13 limiters 14 to 18 connected downstream.
In Fig. 1 ist also angenommen, daß zur Drehzahlstabilisierung einschließlich Beseitigung der Laufunruhe nur eine Einflußgröße, nämlich der Zündzeitpunkt bzw. Zündwinkel, geändert wird. Bei einer ablösenden Regelung gemäß der oben gegebenen Definition, wie sie im Prinzip aus der genannten DE-PS 29 18 135 bekannt ist, wird für jede der Einflußgrößen eine derartige Regelanordnung eingesetzt. In Fig. 2 ist eine derartige ablösende Regelung mit Änderung des Zündzeitpunkts α » dann der Kraftstoffmenge mß und schließlich der Luftmenge mL, zusammengefaßt dargestellt in dem Regelgerät 20, dem wiederum der Istwert n. der Drehzahl zur Bildung von Drehzahldifferenzsignalen zugeführt wird. Dieses Regeigerät 20 enthält also zwei oder drei Regeleinrichtungen der anhand Figur 1 beschriebenen Art und liefert Änderungssignale mit Proportional- und Integralanteil enthaltende Zündzeitpunktsignale α an die Zündeinrichtung 21, die über den Zündverteiler 22 die den einzelnen Brennräumen 23 zugeordneten Zündkerzen 24 aktiviert, sowie Signale /ι m an die zusätzliche Lufteinspeisung 25 in das Saugrohr 26. Diese zusätzliche Lufteinspeisung 25 liegt im Saugrohr 26 in Strömungsrichtung hinter der Vergaserdrosselklappe Dort mündet auch die Kraftstoffdüse 28 ein, der von der Regeleinrichtung 20 Signale zur Beeinflussung der zugeführten Kraftstoff menge m„, also zur Änderung der Dauer der Kraftstoffeinspritzung oder des Kraftstoffdrucks, zugeführt werden.In FIG. 1, it is assumed that only one influencing variable, namely the ignition timing or ignition angle, is changed for speed stabilization including the elimination of the uneven running. In the case of a replacing control according to the definition given above, as is known in principle from the aforementioned DE-PS 29 18 135, such a control arrangement is used for each of the influencing variables. In Fig. 2 is such a replacing control with change of the ignition point α »then the fuel quantity m ß and finally the air quantity m L , summarized in the control device 20, which in turn is fed the actual value n. Of the speed to generate speed difference signals. This control device 20 thus contains two or three control devices of the type described with reference to Figure 1 and supplies change signals with proportional and integral components containing ignition timing signals α to the ignition device 21, which activates the spark plugs 24 assigned to the individual combustion chambers 23 via the ignition distributor 22, as well as signals / ι m to the additional air feed 25 in the intake manifold 26. This additional air feed 25 is located in the intake manifold 26 in the direction of flow behind the carburetor throttle valve the duration of the fuel injection or the fuel pressure.
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Claims (5)
K 3299/1702pt-hu-sa3180 Wolfsburg
K 3299 / 1702pt-hu-sa
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DE3224042A DE3224042C2 (en) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | Method for speed stabilization, in particular at idling speed, of an internal combustion engine |
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DE3224042A DE3224042C2 (en) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | Method for speed stabilization, in particular at idling speed, of an internal combustion engine |
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ID=6167020
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DE3224042A Expired DE3224042C2 (en) | 1982-06-28 | 1982-06-28 | Method for speed stabilization, in particular at idling speed, of an internal combustion engine |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: VOLKSWAGEN AG, 3180 WOLFSBURG, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |