DE3705278A1

DE3705278A1 - Elektronische steuereinrichtung zur kraftstoffmengenmodulation einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3705278A1
Application number: DE19873705278
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Ahlborn; Wolfgang Dipl Ing Duehlmeyer; Volker Dipl Ing Schaefer; Albrecht Dipl Ing Sieber; Rainer Dipl Ing Buck; Herbert Dipl Ing Kaelberer; Alf Dipl Phys Dr Loeffler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1986-11-08
Filing date: 1987-02-19
Publication date: 1988-05-11
Also published as: JP2653379B2; EP0337987A1; EP0337987B1; US4993389A; KR890700191A; KR950004609B1; WO1988003607A1; JPH02500762A; DE3767726D1

Description

Stand der Technik

In Kraftfahrzeugen werden oft durch das Zusammenwirken von Brenn kraftmaschine, elastischer Aufhängung und schwingungsfähigen Massen Ruckelschwingungen angeregt, die sich störend auf das Verhalten des Kraftfahrzeuges auswirken. Solche Schwingungen können auch durch Be schleunigung oder Abbremsen (Schubbetrieb) angeregt werden.

Aus der DE-OS 29 06 782 ist eine Einrichtung zum Dämpfen von Ruckel schwingungen bei einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei wird von der Überlegung ausgegangen, daß mit den Ruckelschwingungen deutlich meßbare Schwankungen der Drehzahl verbunden sind. Diese Drehzahl schwankungen werden aus dem differenzierten Drehzahlsignal abgelei tet. Das differenzierte Drehzahlsignal selbst wird dann der Kraft stoffmengen-Regelung zugeführt, um den Ruckelschwingungen entgegen zuwirken.

Die bekannte Einrichtung, die direkt in die Kraftstoffmengen-Rege lung eingreift, wird nicht allen Betriebszuständen eines Kraft fahrzeuges bzw. einer damit verbundenen Brennkraftmaschine gerecht, denn die Verbindung des differenzierten Drehzahlsignales mit der Kraftstoffmengen-Regelung kann auch zu Instabilitäten im Regelkreis führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Ruckeldämpfung bei Brennkraftmaschinen anzugeben durch das einerseits die Ruckelschwin gungen, vor allem bei Beschleunigung und im Schubbetrieb wirkungs voll gedämpft werden, das aber andererseits nicht direkt in die Kraftstoffmengen-Regelung eingreift.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruches hat gegenüber dem genannten Stand der Technik den Vorteil einfacher Realisierbarkeit, da nicht in die Kraftstoffmen genregelung eingegriffen wird. In der Beschränkung des Drehzahl bereiches, in welchem die Ruckeldämpfung durchgeführt werden soll, ist ein weiterer Vorteil zu sehen, da durch diese Maßnahme bei Steu erungen mit einem Mikrorechner Rechenzeit eingespart wird.

Zeichnung

Die Erfindung soll anhand der nachfolgenden Zeichnung ausführlich dargestellt und erläutert werden. Fig. 1 zeigt die Brennkraftma schine mit den zu ihrer Steuerung notwendigen Elementen, Fig. 2 zeigt schematisch die Wirkungsweise des Verfahrens bei Beschleuni gung, im Schubbetrieb und den Signalverlauf der Drehzahl, der ersten und der zweiten Ableitung der Drehzahl beim Ruckeln und bei Gleich laufschwankungen. Fig. 3 zeigt die Folge der Verfahrensschritte an hand eines Flußdiagrammes, Fig. 4 dient der Erläuterung des Fluß diagrammes nach Fig. 3, Fig. 5 gibt in einem Blockdiagramm die zur Durchführung des Verfahrens notwendige Elemente an, Fig. 6 zeigt eine Realisation der Entscheidungsstufe, Fig. 7 eine solche mit der Einschränkung des Drehzahlbereiches, und Fig. 8 zeigt eine Reali sation für negative und positive Werte von dn/dt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist mit 10 ein elektronisches Steuergerät gekennzeichnet, mit 11 eine Brennkraftmaschine, und mit 12 eine Endstufe zur Steue rung einer Stelleinrichtung 13. Dem elektronischen Steuergerät wer den über die Eingänge 14 bis 17 Sensorsignale zugeführt. Am Eingang 14 liegt ein Drehzahlsignal an, am Eingang 15 ein Signal proportio nal zur Kraftstoffmenge Q _K, jedoch sind auch die Signale des Spritzbeginns oder eines Regelweggebers denkbar. Mit 16 ist ein Fahrpedalstellungsgeber gekennzeichnet, Ziffer 17 bezieht sich auf Eingangssignale z.B. der Lufttemperatur, der Kraftstofftemperatur, der Maschinentemperatur oder der Drosselklappenstellung. Mit 18 ist eine Gruppe von Ausgangssignalen gekennzeichnet, zu denen beispiels weise der Spritzbeginn oder die Regelstangenstellung gehören. Am Ausgang 19 wird das Kraftstoffmengensignal ausgegeben. In modernen Steuergeräten enthält die elektronische Steuereinrichtung 10 einen Mikrocomputer, der über Schnittstellenbausteine mit den Ein gangs- und den Ausgangssignalen verbunden ist. Zusätzlich zum Mikro computer sind verschiedene Speichereinheiten im Steuergerät vorge sehen. Ein Aufbau des Steuergerätes in analoger Schaltungstechnik ist natürlich ebenfalls denkbar. Wegen der zunehmenden Bedeutung mikrocomputergesteuerter Systeme wird jedoch auf eine analoge Dar stellung verzichtet.

In Fig. 2a sind die Drehzahlen und die Kraftstoffmenge Q _K über der Zeit aufgetragen. Der dargestellte Fall entspricht dem Zustand der Beschleunigung eines Kraftfahrzeuges. Ausgehend von einem Drehzahlwert 20 soll auf einen mit 23 bezeichneten Drehzahlwert beschleunigt werden. Im Idealfalle würde sich die Drehzahl nach der mit 22 bezeichneten Kurve ändern. Bei realen Brennkraftmaschinen wird jedoch häufig ein Drehzahlverhalten beobachtet, wie es der mit 21 bezeichneten Linie entspricht. Die Drehzahl steigt nach Einsetzen des Beschleunigungsvorganges steil an, was dann die Ruckelschwingungen des mit der Brennkraftmaschine verbundenen Kraftfahrzeuges zur Folge hat. Das nachfolgend noch zu beschreibende Verfahren soll diesen Ruckelschwingungen entgegenwirken. Zu diesem Zweck wird immer dann, wenn die Drehzahl übermäßig stark zunimmt, die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine vermindert. Im unteren Diagramm der Fig. 2a ist dies dargestellt. Zu Beginn des Beschleunigungsvorganges hat die zugeführte Kraftstoffmenge den mit 24 gekennzeichneten Wert. Weicht die tatsächliche Drehzahl vom gewünschten Drehzahlverlauf zu stark ab, wird die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge auf den mit 25 gekennzeichneten Wert abgesenkt. Bei den mit 24 und 25 gekennzeichneten Kraftstoffmengenwerten handelt es sich selbstver ständlich nicht um absolute, sondern um relative Werte. Wesentlich ist, daß bei zu starker Abweichung der Istdrehzahl vom gewünschten Verlauf die Kraftstoffmenge abgesenkt wird. Fig. 2b behandelt den Fall des Schubbetriebes. Nach Unterbrechen der Kraftstoffzufuhr tre ten bei realen Brennkraftmaschinen häufig zu starke Drehzahlein brüche auf. Soll sich die Drehzahl von einem mit 26 bezeichneten Wert auf einen mit 29 bezeichneten Wert ändern, so würde sie im Idealfalle der mit 27 bezeichneten Kurve folgen. Beobachtet werden jedoch Drehzahleinbrüche entsprechend der mit 28 gekennzeichneten Linie. Gemäß dem Verfahren wird in diesem Fall kurzzeitig Kraftstoff zugeführt, um den zu starken Drehzahleinbruch aufzufangen. Dies ist im unteren Diagramm der Fig. 2b dargestellt. Während die Kraft stoffzufuhr zu Beginn des Schubbetriebes unterbrochen ist, wird sie bei zu starkem Drehzahlabfall kurzzeitig wieder aufgenommen.

Die Fig. 2c und 2d zeigen das zeitliche Verhalten der Drehzahl, der ersten Ableitung der Drehzahl und der zweiten Ableitung der Drehzahl einmal für den Fall von Ruckeln, (Fig. 2c), das andere Mal im Fall von Gleichlaufschwankungen (Fig. 2d). Im oberen Teil der Fig. 2c ist das Drehzahlsignal n über der Zeit aufgetragen. Mit 21 ist der schon in Fig. 2a genannte, häufig an realen Brennkraft maschinen zu beobachtende Drehzahlverlauf über der Zeit bezeichnet. Im darunterliegenden Diagramm ist mit 210 die erste Ableitung des Drehzahlsignales, mit 211 eine Schwelle für das differenzierte Dreh zahlsignal bezeichnet. Das differenzierte Signal 210 führt zu einer Darstellung entsprechend der mit 212 gekennzeichneten Kurve. Bei dieser Kurve handelt es sich um die zweite Ableitung des Drehzahl signales. Aus dem untersten Diagramm der Fig. 2c geht hervor, daß die Kraftstoffmenge immer nur dann moduliert wird, wenn

1. die erste Ableitung des Drehzahlsignales die Schwelle 211 über schreitet und
2. die zweite Ableitung des Drehzahlsignales deutlich von Null ver schieden ist.

In Fig. 2d ist der Fall von Gleichlaufschwankungen behandelt, die nicht zu einer Kraftstoffmengenmodulation führen sollen. Mit 214 ist das ansteigende Drehzahlsignal, dem Gleichlaufschwankungen über lagert sind, gekennzeichnet. Das dazu gehörende, mit 215 gekenn zeichnete differenzierte Drehzahlsignal schwankt sehr schnell zwi schen Werten unterhalb der Schwelle 211 und oberhalb der Schwelle 211 hin und her. Diese Schwankungen sollen keine Kraftstoffmengen modulation veranlassen. Eine Schaltfolge mit dem in Fig. 2d mit der Nummer 217 gekennzeichneten Verhalten soll nicht auftreten. Verhin dert wird dies durch die Beobachtung der zweiten Ableitung des Dreh zahlsignales. Eine zweite Ableitung des Drehzahlsignales entspre chend 216 nach Fig. 2d unterbindet die Kraftstoffmengenmodulation, so daß durch diese Einrichtung Ruckeln und Gleichlaufschwankungen voneinander unterschieden werden können.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm, das die zur Durchführung des Ver fahrens notwendigen Schritte enthält. Dieses Flußdiagramm kann bei spielsweise als Unterprogramm eines im Steuergerät enthaltenen als bildliche Darstellung eines Unterprogrammes aufgefaßt. Fig. 3 ist aufgeteilt in die Fig. 3a, b und c. Fig. 3a gilt für den Fall, daß die Kraftstoffmengenmodulation abhängig von der zweiten Ableitung des Drehzahlsignales ist. Im Flußdiagramm nach Fig. 3b wird die Kraftstoffmengenmodulation davon abhängig gemacht, ob die erste Ab leitung der Drehzahl einen Vorzeichenwechsel erleidet oder nicht. Die nachfolgende Beschreibung gilt bis auf eine Ausnahme für beide Fig. 3a und 3b. Das Programm startet bei 30. Bei 31 wird die ak tuelle Drehzahl n eingelesen. In 32 wird entschieden, ob die aktuel le Drehzahl in einem vorgebbaren Drehzahlbereich liegt. Dieser Dreh zahlbereich ist nach unten durch die Drehzahl n 1, nach oben durch die Drehzahl n 2 begrenzt. Liegt die aktuelle Drehzahl außerhalb des gewünschten Bereiches, springt das Programm zum Endpunkt 37. Liegt die Drehzahl innerhalb des gewünschten Drehzahlbereiches, werden im Block 33 aus den eingelesenen Drehzahlwerten die erste und die zwei te Ableitung der Drehzahl, dn/dt und d²n/dt², gebildet. Im Block 33 l der Fig. 3a wird überprüft, ob der Betrag der zweiten Ableitung größer als eine vorgebbare Schwelle S 5 ist. Ist er größer, springt das Signal zum mit 333 gekennzeichneten Punkt A. Im Block 332 der Fig. 3b wird wie folgt vorgegangen:

Zunächst wird geprüft, ob die erste Ableitung des Drehzahlsignales die erste positive Schwelle S 1 bereits einmal überschritten oder die erste negative Schwelle S 3 bereits einmal unterschritten hat. Daran anschließend wird überprüft, ob sich für die erste Ableitung des Drehzahlsignales ein Vorzeichenwechsel ergibt. Findet der Vorzei chenwechsel statt, springt das Programm zum mit 333 gekennzeichneten Punkt A. Anderenfalls endet es in 37. In Fig. 3c findet sich der mit 333 gekennzeichnete Punkt A wieder, an dem die in Fig. 3a und 3b dargestellten Teilprogramme fortgesetzt werden. Im Block 34 wird geprüft, ob der Leerlaufschalter geschlossen ist oder nicht. Ist der Leerlaufschalter offen, verzweigt das Programm zum Block 351 und er kennt auf Beschleunigung der Brennkraftmaschine. Ist der Leerlauf schalter geschlossen wird nach 361 verzweigt. Zunächst soll der Fall "Leerlaufschalter offen" behandelt werden. In der Entscheidungsstufe 351 wird überprüft, ob die erste Ableitung der Drehzahl größer als eine positive Schwelle S 1 ist. Ist dn/dt kleiner als diese erste positive Schwelle S 1, so wird im Block 357 eine mit zwei bezeichne ten Flagge der Wert Null zugeordnet. Im Block 358 wird ausgegeben, daß die zugeführte Kraftstoffmenge nicht zu korrigieren ist. Korrek tur bedeutet in diesem Fall Reduktion der Kraftstoffmenge. An schließend springt das Programm zu seinem Endpunkt 37. Ist in der Entscheidungsstufe 351 der Wert des differenzierten Drehzahlsignales jedoch größer als die positive Schwelle S 1, so wird im Block 352 ge prüft, ob der Wert des differenzierten Drehzahlsignales größer als eine positive Schwelle S 2 ist. Die positive Schwelle S 2 ist größer als die Schwelle S 1. Ist dn/dt größer als die Schwelle S 2, wird in 354 die Flagge 2 gesetzt. Im Block 355 wird ausgegeben, daß die Kraftstoffmenge zu reduzieren ist. Danach endet das Programm. War die erste Ableitung des Drehzahlsignales kleiner als die zweite Schwelle S 2, gelangt man zum Entscheidungsblock 353, in dem geprüft wird, ob die Flagge 2 gesetzt ist oder nicht. Bei gesetzter Flagge 2 wird im Block 356 ausgegeben, daß die Kraftstoffmenge nicht mehr zu korrigieren ist. Danach endet das Programm. Bei nicht gesetzter Flagge 2 springt das Programm wieder zum Block 355, was eine Reduk tion der Kraftstoffmenge zur Folge hat.

Nach dem Vorgang der Beschleunigung soll jetzt der Schubbetrieb be handelt werden. Im Block 34 wurde festgestellt, daß der Leerlauf schalter geschlossen war. Dort gelangt man zur Entscheidungsstufe 361, in der geprüft wird, ob dn/dt kleiner als eine erste negative Schwelle S 3 ist. Liegt der Wert von dn/dt oberhalb dieser Schwelle, wird in 367 die Flagge 1 zurückgesetzt. Im Block 368 wird ausgege ben, daß die Kraftstoffmenge nicht zu erhöhen ist, worauf in 37 das Programm endet. War bei der Abfrage im Block 361 der Wert von dn/dt kleiner als die erste negative Schwelle S 3, wird im Block 362 ge prüft, ob dn/dt auch kleiner als eine zweite negative Schwelle S 4 ist. Falls ja, wird im Block 364 die Flagge 1 gesetzt. Im Block 365 wird der Befehl ausgegeben, die Kraftstoffmenge zu erhöhen. Danach endet das Programm in 37. War dn/dt jedoch größer als die zweite ne gative Schwelle S 4, so wird im Block 363 geprüft, ob die Flagge 1 gesetzt ist oder nicht. Ist Flagge 1 gesetzt, wird in 366 entschie den, die Kraftstoffmenge nicht zu erhöhen und in Block 37 endet dann das Programm. War Flagge 1 nicht gesetzt, so verzweigt das Programm wieder zum Block 365, und die Kraftstoffmenge wird erhöht.

Die Wirkungsweise des Verfahrens wird anhand der Fig. 4 noch deut licher. Auf der Ordinate der Fig. 4 ist die erste Ableitung des Drehzahlsignales dn/dt aufgetragen, auf der Abszisse die Zeit t. Mit 41 ist die erste positive Schwelle S 1, mit 42 die zweite positive Schwelle S 2 gekennzeichnet. Die beiden negativen Schwellen S 3 und S 4 tragen die Bezugszeichen 43 und 44. Die Wirkungsweise der Einrich tung wird anhand des fiktiven Kurvenverlaufes und der Punkte a bis h erläutert. Unterhalb der positiven Schwelle S 1 bleibt die zuzufüh rende Kraftstoffmenge unverändert. Im Punkt a hat der dn/dt die erste positive Schwelle S 1 überschritten. Die zuzuführende Kraft stoffmenge wird reduziert. Nimmt dn/dt weiter zu, beispielsweise bis zum Punkt b, wird die zuzuführende Kraftstoffmenge weiterhin redu ziert. Erst nach Unterschreiten der zweiten positiven Schwelle S 2 wird die Kraftstoffmengenkorrektur aufgehoben. Ein solcher Betriebs punkt ist der Punkt c. Fällt dn/dt auch unter die erste positive Schwelle, so bleibt dies zunächst ohne Auswirkung. Steigt dn/dt je doch wieder an ohne die zweite positive Schwelle zu überschreiten (Punkt d), so wird die zuzuführende Kraftstoffmenge wieder redu ziert. Die Reduktion der Kraftstoffmenge wird jetzt jedoch erst auf gehoben, wenn der nach dt die erste positive Schwelle S 1 wieder un terschreitet.

Bei Drehzahleinbrüchen wirkt das Verfahren ähnlich. Punkt e ist als Betriebspunkt gekennzeichnet, bei dem dn/dt die erste negative Schwelle S 3 unterschritten hat. Aus dem Flußdiagramm ist zu ent nehmen, daß in diesen Fall die Kraftstoffmenge zur Brennkraft maschine erhöht wird. Auch bei Unterschreiten der zweiten negativen Schwelle S 4 wird die Kraftstoffmenge weiter erhöht (Betriebspunkt f). Erst nach Überschreiten der zweiten negativen Schwelle S 4 (Be triebspunkt g) wird die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine ab gesenkt bzw. unterbrochen. Ein Überschreiten der ersten negativen Schwelle S 3 hat keine Auswirkung auf die zugeführte Kraftstoffmenge. Erst ein Unterschreiten der ersten negativen Schwelle S 3, ohne daß dabei die zweite negative Schwelle S 4 unterschritten wird, führt zu einer Änderung der Kraftstoffzufuhr. Da Schubbetrieb vorliegt, wird die zuzuführende Kraftstoffmenge erhöht (Betriebspunkt h). Die Er höhung wird erst dann wieder aufgehoben, wenn dn/dt die erste nega tive Schwelle S 3 überschreitet.

Fig. 5 enthält eine Reihe zur Durchführung des Verfahrens wesent licher Einzelheiten. Mit 50 ist die Kurbel- oder Nockenwelle gekenn zeichnet, auf der Bezugsmarken 51 angebracht sind. 52 kennzeichnet einen Drehzahlsensor, dessen Ausgangssignal einem Teiler mit variab lem Teilverhältnis 53 zugeführt wird. Aus den an 50 gemessenen Perioden wird in 54 die Drehzahl n ermittelt. Das so ermittelte Drehzahlsignal wird in einem Filter 55 gefiltert, um störende An teile zu eliminieren. In 56 wird das gefilterte Drehzahlsignal dif ferenziert, und darauf einer Entscheidungsstufe 57 zugeführt.

Fig. 6 zeigt eine Hardware-Realisierung der Entscheidungsstufe 57. Über 63 gelangt das differenzierte Drehzahlsignal auf die beiden Komparatoren 61 und 62. Vom Komparator 61 wird die Schwelle S 1 über wacht, vom Komparator 62 die Schwelle S 2. Der Ausgang des Kompara tors 61 steht mit einem Inverter 67 und dem Setzeingang eines Flip flops 65 in Verbindung. Der Ausgang des Komparators 62 ist einer seits mit dem Setzeingang eines Flipflops 64 verbunden, andererseits jedoch auch mit dem Eingang eines Inverters 66. Der Ausgang des In verters 66 und der Ausgang des Flipflops 64 werden dem UND-Glied 68 zugeführt, dessen Eingang mit einer ODER-Schaltung 69 verbunden ist. Dieser ODER-Schaltung 69 wird darüber hinaus auch der Ausgang des Inverters 67 zugeführt. Die Rücksetzeingänge der beiden Flipflops 64 und 65 sind mit dem Ausgang des ODER-Gliedes 69 verbunden. Der Aus gang des Flipflops 65 steuert eine Endstufe 70, die ihrerseits eine Stelleinrichtung 71 ansteuert. Ebenfalls mit dem Eingang 63 ist eine Einrichtung 630 verbunden, deren Ausgang den Sperreingang 631 des Flipflops 65 beeinflußt. Die beiden mit S 1 und S 2 gekennzeichneten Schwellen, die den Komparatoren 61 und 62 zugeführt werden, stehen mit einer Einrichtung 621 in Verbindung, der an ihrem Eingang über 622 Signale von Betriebsparametern der Brennkraftmaschine zugeführt werden. Die Wirkungsweise der Einrichtung ist in Verbindung mit Fig. 4 leicht verständlich. Überschreitet dn/dt die erste positive Schwelle, liegt am Ausgang des Komparators 61 eine logische 1, wo durch das Flipflop 65 gesetzt wird und die Endstufe 70 ansteuert. Am Ausgang des Inverters 67 liegt eine logische 0, so daß auch am Rück setzeingang des Flipflops 65 sowie am Rücksetzeingang des Flipflops 64 eine logische 0 liegt. Übersteigt das Signal dn/dt die zweite po sitive Schwelle S 2, so liegt auch am Ausgang des Komparators 62 eine logische 1. Dadurch wird das Flipflop 64 gesetzt, so daß an seinem Ausgang eine logische 1 anliegt. Nach Unterschreiten der Schwelle S 2 liegt am Ausgang des Komparators 62 eine logische 0, am Ausgang des Inverters 66 eine logische 1, so daß beide Eingänge des UND-Gatters 68 mit einer logischen 1 versorgt werden. Dadurch gelangt über das ODER-Gatter 69 ein Rücksetzimpuls auf das Flipflop 65, so daß die Beeinflussung der Endstufe bzw. der Stelleinrichtung aufgehoben wird. Für den Fall, daß das Signal dn/dt die erste Schwelle S 1 zwar überschreitet, die zweite Schwelle aber nicht, ergibt sich folgen des: Nach Überschreiten der Schwelle S 1 liegt am Ausgang des Kompa rators 61 eine logische 1. Dadurch wird das Flipflop 61 gesetzt. Sein Ausgangssignal beeinflußt die Endstufe sowie die Stelleinrich tung 71. Wird die Schwelle S 1 unterschritten, so liegt am Ausgang des Komparators 61 eine logische 0, am Ausgang des Inverters 67 eine logische 1, wodurch das Flipflop 65 über das ODER-Glied 69 einen Rücksetzimpuls erhält. Dadurch wird die Beeinflussung der Endstufe 70 aufgehoben und die Kraftstoffmenge nicht mehr korrigiert. Im mit 630 gekennzeichneten Block lassen sich verschiedene Operationen durchführen. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, das diffe renzierte Drehzahlsignal ein weiteres Mal zu differenzieren, und das Flipflop 65 immer nur dann schalten zu lassen, wenn der Sperreingang 631 des FliPflops freigegeben ist. Vergleiche dazu auch das Flußdia gramm nach Fig. 3a. Eine andere Funktion des Blocks 630 liegt da rin, den Vorzeichenwechsel der ersten Ableitung des Drehzahlsignales zu überwachen. Wechselt nach einer ersten Kraftstoffmengenmodulation die erste Ableitung ihr Vorzeichen nicht, werden über den Sperrein gang 631 weitere Modulationen verhindert.

Die beiden Schwellen S 1 und S 2 sind in ihrer Höhe steuerbar. Darge stellt ist dies durch den mit 621 gekennzeichneten Block. Hierbei kann es sich um eine Speichereinheit handeln, die abhängig von Be triebsparametern, die über den Eingang 622 zugeführt werden, Werte für die Schwellen S 1 und S 2 ausgibt. Als Eingangsgrößen eignen sich beispielsweise die Drehzahl, die erste Ableitung der Drehzahl, die Maschinentemperatur oder ähnliches. Für den Fachmann auf dem Gebiet der elektronischen Steuerung von Brennkraftmaschinen ist eine Aus führung der mit 621 und 630 gekennzeichneten Einrichtung nicht schwierig, da in der Fachliteratur hinreichend beschrieben.

Die hier für die positiven Schwellen S 1 und S 2 beschriebene Wir kungsweise der Einrichtung nach Fig. 6 gilt selbstverständlich auch die beiden negativen Schwellen S 3 und S 4. Ein Unterschied ergibt sich nur in der Beeinflussung der Endstufe. Während bei Überschrei ten der positiven Schwellen die Kraftstoffmenge vermindert wird, wird bei Unterschreiten der beiden negativen Schwellen die Kraft stoffmenge angehoben, um zu starken Drehzahleinbrüchen entgegen zuwirken.

Fig. 7 zeigt ein Blockschaltbild für den Fall, daß der Drehzahl bereich, in dem die Kraftstoffmengenkorrektur vorgenommen werden soll, beschränkt ist. Das schon bekannte Drehzahlsignal gelangt auf die Filtereinrichtung 55. Von dort gelangt es einerseits zum Fen sterkomparator 72 andererseits auch zur Differenziereinrichtung 56. An die Differenziereinrichtung 56 schließt sich die bekannte Ent scheidungsstufe 57 mit ihren Schwellen S 1, S 2 oder mit den Schwellen S 3 und S 4 an. Der Ausgang des Fensterkomparators sowie der Ausgang der Entscheidungsstufe werden einem UND-Glied 73 zugeführt, welches zur Ansteuerung der Endstufe 70 dient. Die Arbeitsweise der darge stellten Schaltung wurde bereits bei der Behandlung des Flußdia grammes ausführlich erläutert. Durch den Fensterkomparator 72 wird bewirkt, daß die Kraftstoffmenge immer nur in einem bestimmten Dreh zahlbereich beeinflußt wird. Dadurch steht dem Rechner in allen an deren Fallen eine erheblich großere Rechenzeit für die Bewältigung anderer Aufgaben zur Verfügung.

Fig. 8 zeigt eine Hardware-Realisation, mit deren Hilfe unterschie den werden kann, ob sich die Brennkraftmaschine im Schubbetrieb oder im Zustand der Beschleunigung befindet. Das Drehzahlsignal n gelangt wiederum auf das mit 55 bezeichnete Filter, von dort auf die Diffe renziereinrichtung 56. Das Ausgangssignal der Differenziereinrich tung wird zwei Entscheidungsstufen 57 zugeführt, von denen die eine auf die Schwellen S 1 und S 2, die andere auf die negativen Schwellen S 3 und S 4 abfragt. Mit 80 ist ein Leerlaufschalter gekennzeichnet, der im Falle des Leerlaufes auf die Entscheidungsstufe mit den bei den Schwellen S 3 und S 4 schaltet, im Falle der Beschleunigung auf die Entscheidungsstufe mit den Schwellen S 1 und S 2. Das Ausgangssig nal der jeweiligen Entscheidungsstufe wird darauf hin der Endstufe 70 zugeführt, die ihrerseits eine Stelleinrichtung 71 ansteuert. Der Umschalter trägt das Bezugszeichen 81.

Die in den Blockschaltbildern dargestellten Sachverhalte dienen ein zig und allein der Verdeutlichung des Verfahrens. Beim heutigen Stand der Mikroprozessortechnik ist es ohne weiteres möglich, alle zum Verfahren notwendigen Schritte vom Mikroprozessor durchführen zu lassen. So ist es für den Fachmann ein Leichtes, Algorithmen für die Differentiation und Filterung von Signalen zu finden. Dazu sei auf die inzwischen in Fülle vorliegende Literatur zu diesen Themen hin gewiesen.

Claims

1. Elektronische Steuereinrichtung zur Kraftstoffmengenmodulation einer Brennkraftmaschine, mit einer elektrisch ansteuerbaren Stell einrichtung, die abhängig von Betriebszuständen der Brennkraftma schine angesteuert wird, weiterhin mit Sensoren für ein drehzahlab hängiges Signal, das im Verlauf seiner Weiterverarbeitung mehrfach differenziert und zur Kraftstoffmengenmodulation herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte positive Schwellen für die erste Ableitung des drehzahlabhängigen Signales vorgesehen sind, oberhalb derer die Kraftstoffmenge so moduliert wird, daß Ruckel schwingungen der Brennkraftmaschine entgegengewirkt wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus der zweiten Ableitung des drehzahlabhängigen Signales auf Ruckeln der Maschine geschlossen wird.

3. Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 1 und 2, mit einer Schwelle (S 5) für die zweite Ableitung des drehzahlabhängigen Sig nales, dadurch gekennzeichnet, daß die der Brennkraftmaschine zuzu führende Kraftstoffmenge moduliert wird, wenn der Betrag der zweiten Ableitung des drehzahlabhängigen Signales größer als die Schwelle (S 5) ist.

4. Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, mit einer Vor richtung zur Erkennung von Vorzeichenwechseln bei Sensorsignalen, dadurch gekennzeichnet, daß die der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge moduliert wird, wenn die erste Ableitung des dreh zahlabhängigen Signales ihr Vorzeichen wechselt.

5. Elektronische Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Schwellen für das differenzierte drehzahlabhängige Signal abhängig von Betriebsparametern steuerbar sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Be triebsparameter die Drehzahl oder die erste Ableitung der Drehzahl oder die zweite Ableitung der Drehzahl benutzt werden.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die der Brennkraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge (Q _K) bei einem differenzierten drehzahlabhängigen Signal oberhalb einer ersten Schwelle (S 1) vermindert wird.

8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2, 3 und 7, mit einer zweiten Schwelle (S 2), die größer als die erste Schwelle (S 1) ist, dadurch gekennzeichnet, daß beim Wechsel des differenzier ten drehzahlabhängigen Signales von Werten oberhalb der zweiten Schwelle (S 2) zu Werten unterhalb der Schwelle (S 2) die Verminderung der Kraftstoffmenge aufgehoben wird.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Wechsel des differenzierten drehzahlabhängigen Signales von Werten oberhalb der ersten Schwelle (S 1), aber unterhalb der zweiten Schwelle (S 2), zu Werten unterhalb der Schwelle (S 1) die Verminde rung der Kraftstoffmenge (Q _K) aufgehoben wird.

10. Elektronische Steuereinrichtung zur Kraftstoffmengenmodulation einer Brennkraftmaschine mit einer elektrisch ansteuerbaren Stell einrichtung, die abhängig von Betriebszuständen der Brennkraftma schine angesteuert wird, weiterhin mit Sensoren für ein drehzahlab hängiges Signal, das im Verlauf seiner Weiterverarbeitung mehrfach differenziert und zur Kraftstoffmengenmodulation herangezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte negative Schwellen für die erste Ableitung des differenzierten drehzahlabhängigen Signales vorgesehen sind, unterhalb derer die Kraftstoffmenge so moduliert wird, daß Ruckelschwingungen der Brennkraftmaschine entgegengewirkt wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge (Q _K) bei einem drehzahlabängigen Signal unterhalb einer dritten Schwelle (S 3) ange hoben wird.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 und 11, mit einer vier ten Schwelle (S 4) kleiner als die dritte Schwelle (S 3), dadurch ge kennzeichnet, daß beim Wechsel des differenzierten drehzahlabhängi gen Signales von Werten unterhalb der vierten Schwelle (S 4) zu Wer ten oberhalb der Schwelle (S 4) die Anhebung der Kraftstoffmenge auf gehoben wird.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß beim Wechsel des differenzierten drehzahlabhängigen Signales von Werten unterhalb der dritten Schwelle (S 3), aber oberhalb der vierten Schwelle (S 4) zu Werten oberhalb der dritten Schwelle (S 3) die An hebung der Kraftstoffmenge (Q _K) aufgehoben wird.

14. Einrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das drehzahlabhängige Signal von einem Drehzahlsensor abgeleitet wird.

15. Einrichtung nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das drehzahlabhängige Signal aus dem Signal eines Luftmassensensors abgeleitet wird.

16. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die der Brennkraftmaschine zuzuführende Kraftstoffmenge bei Beschleunigung abhängig von den Werten des dif ferenzierten Drehzahlsignales vermindert, und bei Schubbetrieb ab hängig von den Werten des differenzierten Drehzahlsignales angehoben wird.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die Kraftstoffmenge nur in einem vorgebbaren Drehzahl bereich moduliert wird.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 10, dadurch gekenn zeichnet, daß die drehzahlabhängigen Sensorsignale vor der Auswer tung mit variablem Teilverhältnis geteilt werden.

19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlabhängigen Sensorsignale vor dem Differenzieren gefiltert werden.

20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Filterung ein Tschelgscheff-Filter erster Ordnung verwendet wird.