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    • 专利摘要:
    Umeine leichte und angemessene Einstellung eines Verstärkungsfaktorsin einem Verbrennungsmotor fürdie sicherere Stabilisierung einer Leerlaufdrehzahl zu ermöglichen,stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Regeln einesLuftvolumens während einesLeerlaufbetriebs eines Verbrennungsmotors bereit. Diese Vorrichtungist mit einer ersten Schätzeinrichtung (10;100) zum Schätzeneines einem momentanen Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotorswährenddes Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors entsprechenden Ist-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes;einer zweiten Schätzeinrichtung(20; 200) zum Schätzeneines einer Differenz zwischen einer Ist-Motordrehzahl und einerSoll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotors entsprechenden Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrages;einer dritten Schätzeinrichtung(30; 300) zum Schätzeneines Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes auf einer Basis desvon der ersten Schätzeinrichtung(10; 100) geschätztenIst-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes und des von der zweitenSchätzeinrichtung(20; 200) geschätztenAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrages und einer Regelungseinrichtung(60) zum Regeln eines Ansaugluftvolumen-Einstellsystems (50) desVerbrennungsmotors versehen, um ein Ansaugluftvolumen zu erreichen,welches zu dem von der dritten Schätzeinrichtung (S30; S300) geschätzten Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentist.
    公开号:DE102004030611A1
    申请号:DE200410030611
    申请日:2004-06-24
    公开日:2005-03-03
    发明作者:Hideyuki Handa；Kenichi Nakamori；Katsunori Ueda
    申请人:Mitsubishi Motors Corp；
    IPC主号:F02D9-02
    专利说明:
    [0001] DieseErfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Regelneines Luftvolumens währendeines Leerlaufbetriebs eines Verbrennungsmotors in der Weise, daß ein Ansaugluftvolumendes Verbrennungsmotors eingestellt werden kann, um eine Motordrehzahldes Verbrennungsmotors währenddes Leerlaufbetriebs zu stabilisieren.
    [0002] Beieiner herkömmlichenLeerlauf-Drehzahlregelung eines Verbrennungsmotors, welcher hierin nachstehendals "Motor" bezeichnet werdenkann, eines Fahrzeugs oder dergleichen wird zum Stabilisieren einerMotordrehzahl währendeines Leerlaufbetriebs, damit der Motor unter Nullastbedingungen(mit anderen Worten, nur unter einer internen Belastung) läuft, einDrosselklappenventil oder Nebenschlußventil (z. B. ein ISC-Ventil) betätigt, umein Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotors einzustellen. Bei derDurchführungder Leerlauf-Drehzahlregelung wird üblicherweise eine PID-Regelungangewendet, welche von der kombinierten Nutzung einer P-Korrektur proportionalzu Differenzen ΔNein der Motordrehzahl, einer D-Korrektur proportional zu VeränderungsratendNe in der Motordrehzahl und einer I-Korrektur proportional zu einemIntegral der Differenzen ΔNeGebrauch macht. Diese PID-Regelungberechnet einen Drosselklappenöffnungs-Korrekturbetrag unterVerwendung der nachstehenden Grundgleichung. Drosselklappenöffnungs-Korrekturbetrag= Kp × ΔNe + Kd × dNe +Ki × Σ(ΔNe)wobeider ProportionalverstärkungsfaktorKp, der DifferentialverstärkungsfaktorKd und der IntegralverstärkungsfaktorKi auf der Basis eines realen Motors abgestimmt werden.
    [0003] Esist jedoch schwierig, optimale Werte für die einzelnen VerstärkungsfaktorenKp, Kd und Ki zu erzielen, da diese im allgemeinen als Ergebnisvon Versuch und Fehler bei der Entwicklung des Verbrennungsmotorsermittelt werden. Ferner ist es nicht ersichtlich, wie diese VerstärkungsfaktorenKp, Kd und Ki verändertwerden sollten, wenn sich die Lastbedingung und Atmosphärenbedingungenverändern. Selbstwenn man versucht, eine Verstärkungsumschaltungoder Verstärkungsfaktorkennfeld-Austauschedurchzuführen,ist es schwierig, angemessen diese Verstärkungsumschaltung oder Verstärkungsfaktorskennfeld-Austauschedurchzuführen.Diese Probleme sind bei der Stabilisierung einer Leerlaufdrehzahlnoch ungelöst.
    [0004] Wiees beispielsweise durch die nachstehende Gleichung dargestellt wird,wurde in den letzten Jahren eine Technik entwickelt, um einen Drosselklappenöffnungs-Korrekturbetragauf einer Basis eines Abgabedrehmomentes eines Verbrennungsmotorszu ermitteln. Drosselklappenöffnungsbetrag = f (Drehmomentkorrekturbetrag) wobeif ein Funktionskennfeld ist und Drehmomentkorrekturbetrag= Kp × ΔNe + Kd × dNe +Ki × Σ(ΔNe)
    [0005] Selbstin der vorstehend beschriebenen Technik wurden jedoch keine Verbesserungenbezüglichder Einstellung der einzelnen Verstärkungsfaktoren Kp, Kd und Kierzielt, so daß es immernoch schwierig ist, die einzelnen Verstärkungsfaktoren Kp, Kd und Kiangemessen einzustellen.
    [0006] Angesichtsdes Vorstehenden ist eine weitere Technik entwickelt worden (beispielsweise JP-A-7-197828 ).Gemäß dieserTechnik wird ein Soll-Abgabedrehmoment geschätzt, indem eine an einen Verbrennungsmotorangelegte externe Belastung detektiert und dann ein Abgabedrehmoment, welcheszum Antreiben der externen Belastung erforderlich ist, aus einemKennfeld ausgelesen wird, in welchem den Motordrehzahlen und Drosselklappenöffnungenentsprechende Abgabedrehmomente die gespeichert sind. Auf der Basisdes Soll-Abgabedrehmomentes wird eine Soll-Drosselklappenöffnung wiederumaus dem vorstehend beschriebenen Kennfeld geschätzt.
    [0007] Jedochschätztdie Technik, wie beispielweise die in JP-A-7-197828 ,eine Soll-Drosselklappenöffnungauf der Basis eines Kennfeldes, so daß kaum eine genaue Soll-Drosselklappenöffnung geschätzt werdenkann, wenn sich die Belastungsbedingungen und die Atmosphärenbedingungenverändern,obwohl diese Technik frei von der Schwierigkeit ist, einen Verstärkungsfaktoreinzustellen, der bis dahin ein ungelöstes Problem blieb.
    [0008] Angesichtsder vorstehend erwähntenProbleme hat die vorliegende Erfindung als Aufgabe die Bereitstellungeiner Vorrichtung und eines Verfahrens zum Regeln eines Luftvolumenswährendeines Leerlaufbetriebs, um eine leichte und angemessene Einstellungeines Verstärkungsfaktorsfür diesicherere Stabilisierung einer Leerlaufdrehzahl zu ermöglichen.
    [0009] DieseAufgabe kann durch die in den Ansprüchen definierten Merkmale gelöst werden.
    [0010] ZurLösungder vorstehend beschriebenen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindunginsbesondere eine Vorrichtung zum Regeln eines Luftvolumens während einesLeerlaufbetriebs ei nes Verbrennungsmotors bereit. Die Vorrichtungweist eine erste Schätzeinrichtungzum Schätzeneines einem momentanen Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotors während desLeerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors entsprechenden Ist-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes;eine zweite Schätzeinrichtungzum Schätzeneines Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrags (der Ausdruck "Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag", so wie er hierinverwendet wird, meint einen "Korrekturbetrag für einenAbgabedrehmoment-Korrelationswert"), der einer Differenz zwischen einerIst-Motordrehzahl und einer Soll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotorsentspricht; eine dritte Schätzeinrichtungzum Schätzeneines Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes auf einer Basis desvon der ersten SchätzeinrichtunggeschätztenIst-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes und des von der zweiten SchätzeinrichtunggeschätztenAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrages; und eine Regelungseinrichtungzum Regeln eines Ansaugluftvolumen-Einstellsystems des Verbrennungsmotors, umein Ansaugluftvolumen zu erreichen, welches zu dem von der drittenSchätzeinrichtunggeschätzten Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentist.
    [0011] Dervorstehenden beschriebenen Vorrichtung zufolge wird das Luftvolumenauf der Basis des Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes während desLeerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors geregelt. Es ist daher möglich, sicherdie Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebszu stabilisieren.
    [0012] Bevorzugtkann die Vorrichtung ferner eine Parameterumwandlungseinrichtungaufweisen, um den Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert, welcher von der drittenSchätzeinrichtunggeschätztworden ist, in einen dem Ansaugvolumen entsprechenden Wert umzuwandeln,der zu dem Soll-Abgabedrehmoment- Korrelationswert äquivalentist; und die Regelungseinrichtung kann das Ansaugluftvolumen-Einstellsystemdes Verbrennungsmotors regeln, um einen Wert zu erreichen, welcherdurch die Parameterumwandlungseinrichtung erzielt worden ist und welcherdem zu dem Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentenAnsaugluftvolumen entspricht.
    [0013] Beispielsweisekann der von der ersten Schätzeinrichtungzu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrelationswert ein Ist-Abgabedrehmoment sein,das dem momentanen Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotors während desLeerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors entspricht; der der vonder zweiten Schätzeinrichtungzu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag kann ein Abgabedrehmoment-Korrekturbetragsein, welcher der Differenz zwischen der Ist-Motordrehzahl und derSoll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotors entspricht; die dritteSchätzeinrichtungkann eine Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtungzum Schätzeneines Soll-Abgabedrehmomentes auf einer Basis des von der erstenSchätzeinrichtunggeschätztenIst-Abgabedrehmomentes und des von der zweiten AusgabeeinrichtunggeschätztenAbgabedrehmoment-Korrekturbetrags aufweisen; und die Regelungseinrichtungkann das Ansaugluftvolumen-Einstellsystem des Verbrennungsmotorsregeln, um ein Ansaugvolumen zu erreichen, das zu dem von der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung geschätzten Soll-Abgabedrehmoment äquivalentist. Da das Luftvolumen auf der Basis des Soll-Abgabedrehmomenteswährenddes Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors geregelt werden kann,ist es möglich,sicher die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors während desLeerlaufbetriebs wie vorstehend erwähnt zu stabilisieren.
    [0014] Bevorzugtkann die Vorrichtung ferner eine Parameterumwandlungseinrichtungaufweisen, um das Soll-Abgabedrehmoment, welches von der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtungge schätztworden ist, in eine zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalenteDrosselklappenöffnungumzuwandeln; und die Regelungseinrichtung kann das Ansaugluftvolumen-Einstellsystemdes Verbrennungsmotors regeln, um ein der Drosselklappenöffnung entsprechendesAnsaugluftvolumen zu erreichen, welches durch die Parameterumwandlungseinrichtungerzielt worden ist und welches zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalentist.
    [0015] Bevorzugtkann das von der ersten Schätzeinrichtungzu schätzendeIst-Abgabedrehmoment als Eines geschätzt werden, das mit einer Verzögerung ersterOrdnung variiert, welche einen Gesamtvolumen von Einlaßrohrenin dem Verbrennungsmotor und einem Zylindervolumen in dem Verbrennungsmotorentspricht, bezogen auf ein auf der Basis einer derzeitigen Drosselklappenöffnung geschätztes Ansaugluftvolumen.Aufgrund dieses Merkmals kann das Ist-Abgabedrehmoment genauer geschätzt werden.
    [0016] Dervon der zweiten Schätzeinrichtungzu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag, kann beispielsweise einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetragauf der Basis einer Differenz zwischen einem der Soll-Motordrehzahlentsprechenden Abgabedrehmoment und einem der Ist-Motordrehzahlentsprechenden Abgabedrehmoment enthalten.
    [0017] Alseine Alternative kann der von der zweiten Schätzeinrichtung zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetragbeispielsweise einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag enthalten,in welchem eine einer Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl undder Ist-Motordrehzahl entsprechende Rückstellkraft berücksichtigtwird.
    [0018] Bevorzugtkann der von der zweiten Schätzeinrichtungzu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetragenthalten, in welchem eine einer Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahlund der Ist-Motor drehzahl entsprechende Rückstellkraft berücksichtigt wird,und es wird bevorzugt, daß inder Rückstellkraft, eineeiner Veränderungin der Motordrehzahl entsprechende Ansprechverzögerung berücksichtigt worden ist.
    [0019] Dervon der zweiten Schätzeinrichtungzu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag kann beispielsweise einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetragenthalten, der einer Geschwindigkeitsableitung entspricht, welcheauf einer internen Trägheitdes Verbrennungsmotors beruht.
    [0020] Dasvon der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung zu schätzende Soll-Abgabedrehmomentkann beispielsweise geschätztwerden, indem ein Produkt des Abgabedrehmoment-Korrekturbetrags,welcher von der zweiten Schätzeinrichtunggeschätztworden ist, mit einem Verstärkungsfaktorauf das von der ersten SchätzeinrichtunggeschätzteIst-Abgabedrehmoment addiert wird. In dieser bevorzugten Ausführungsformkann das Soll-Abgabedrehmoment geschätzt werden, indem einfach nurdas Ist-Abgabedrehmoment anschließend an die Multiplikationdes Abgabedrehmoment-Korrekturwertes mit nur einem einzigen VerstärkungsfaktorK addiert wird. Demzufolge kann die Einstellung des VerstärkungsfaktorsK erheblich im Vergleich zu derartigen herkömmlichen Techniken, wie sievorstehend beschrieben wurden (nämlichdenen, welche mehrere Verstärkungsfaktorenbenötigen),erleichtert werden.
    [0021] Bevorzugtkann das von der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung zu schätzende Soll-Abgabedrehmomentgeschätztwerden, indem ein Produkt des Abgabedrehmoment-Korrekturbetrags,welcher von der zweiten Schätzeinrichtunggeschätztworden ist, mit einem Verstärkungsfaktorauf das von der ersten Schätzeinrichtunggeschätzte Ist-Abgabedrehmomentaddiert wird; und der in der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtungverwendete Verstärkungsfaktorkann gemäß einemVerhältnisei nes Druckes abstromseitig von einer Drosselklappe zu einem Druckanstromseitig von der Drosselklappe geschätzt werden. Selbst wenn sichdie Lastbedingungen, Atmosphärenbedingungenoder dergleichen verändern,kann der Verstärkungsfaktor Kauf einen geeigneten Wert in Abhängigkeitvon derartigen Veränderungeneingestellt werden, was es möglichmacht, eine optimale Soll-Abgabedrehmomententsprechung zu den Belastungsbedingungen undAtmosphärenbedingungenund ein Drosselklappenöffnungsäquivalentzu dem Soll-Abgabedrehmoment zu schätzen.
    [0022] Bevorzugtkann der von der ersten Schätzeinrichtungzu schätzendeIst-Abgabedrehmoment-Korrekturwert eine zu einem dem momentanen Ansaugluftvolumendes Verbrennungsmotors entsprechenden Ist-Abgabedrehmoment äquivalente Drosselklappenöffnung sein;der von der zweiten Schätzeinrichtungzu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag kann ein zu einemder Differenz zwischen der Ist-Motordrehzahl und der Soll-Motordrehzahldes Verbrennungsmotors entsprechenden Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalenterDrosselklappenöffnungs-Korrekturbetragsein; die dritte Schätzeinrichtungkann eine Soll-Drosselklappenöffnungs-Schätzeinrichtungaufweisen, um eine Soll-Drosselklappenöffnung auf einer Basis einerzu dem von der ersten SchätzeinrichtunggeschätztenIst-Abgabedrehmoment äquivalentenDrosselklappenöffnungund dem zu dem von der zweiten Schätzeinrichtung geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalentenDrosselklappenöffnungs-Korrekturbetragzu schätzen;und die Regelungseinrichtung kann das Ansaugvolumen-Einstellsystemdes Verbrennungsmotors regeln, um die von der Soll-Drosselklappenöffnungs-SchätzeinrichtunggeschätzteSoll-Drosselklappenöffnung zuerreichen. Da die Luftmenge auf der Basis der Soll-Drosselklappenöffnung während desLeerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors geregelt wird, kann dieLeerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebssicher stabilisiert werden.
    [0023] ZurLösungder vorstehend beschriebenen Aufgabe stellt die vorliegende Erfindungauch ein Verfahren zum Regeln eines Luftvolumens während einesLeerlaufbetriebs eines Verbrennungsmotors bereit. Das Verfahrenweist einen ersten Schritt zum Schätzen eines einem momentanenAnsaugluftvolumen des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebsdes Verbrennungsmotors entsprechenden Ist-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes;einen zweiten Schritt zum Schätzeneines einer Differenz zwischen einer Ist-Motordrehzahl und einer Soll-Motordrehzahldes Verbrennungsmotors entsprechenden Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrags;einen dritten Schritt zum Schätzeneines Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes auf einer Basis desim ersten Schritt geschätztenIst-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes und des in dem zweiten SchrittgeschätztenAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrages; und einen viertenSchritt zum Regeln eines Ansaugluftvolumen-Einstellsystems des Verbrennungsmotorsauf, um ein Ansaugluftvolumen zu erreichen, welches dem im dem drittenSchritt geschätzten Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentist.
    [0024] Demvorstehenden beschriebenen Verfahren zufolge wird das Luftvolumenauf der Basis des Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes während desLeerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors geregelt. Es ist daher möglich, sicherdie Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebszu stabilisieren.
    [0025] Bevorzugtkann das Verfahren ferner einen Umwandlungsschritt aufweisen, umden Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert, welcher in dem drittenSchritt geschätztworden ist, in einen dem Ansaugvolumen entsprechenden Wert umzuwandeln, der zudem Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalent ist; und der vierteSchritt kann das Ansaugluftvolumen-Einstellsystem des Verbrennungsmotorsregeln, um einen Wert zu erreichen, welcher durch den Umwandlungsschritterzielt worden wird und welcher dem zu dem Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentenAnsaugluftvolumen entspricht.
    [0026] Beispielsweisekann der im dem ersten Schritt zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrelationswertein Ist-Abgabedrehmoment sein, das dem momentanen Ansaugluftvolumendes Verbrennungsmotors währenddes Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors entspricht; der in demzweiten Schritt zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag kann ein Abgabedrehmoment-Korrekturbetragsein, welcher der Differenz zwischen der Ist-Motordrehzahl und derSoll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotors entspricht; der dritteSchritt kann ein Soll-Abgabedrehmoment auf einer Basis des in demersten Schritt geschätzten Ist-Abgabedrehmomentesund des in dem zweiten Schritt geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetragsschätzen;und der vierte Schritt kann das Ansaugluftvolumen-Einstellsystemdes Verbrennungsmotors regeln, um ein zu dem im dritten SchrittgeschätztenSoll-Abgabedrehmoment äquivalentesAnsaugvolumen zu erreichen. Da das Luftvolumen auf der Basis desSoll-Abgabedrehmomentes während desLeerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors geregelt werden kann, istes möglich,sicher die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebswie vorstehend erwähntzu stabilisieren.
    [0027] Bevorzugtkann das Verfahren ferner einen Umwandlungsschritt zum Umwandelndes Soll-Abgabedrehmoments, welches in dem dritten Schritt geschätzt wordenist, in eine zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalente Drosselklappenöffnung aufweisen;und der vierte Schritt kann das Ansaugluftvolumen- Einstellsystem desVerbrennungsmotors regeln, um ein der Drosselklappenöffnung entsprechendesAnsaugluftvolumen zu erreichen, welches in dem Umwandlungsschritterzielt worden ist und welches zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalentist.
    [0028] Bevorzugtkann das von dem ersten Schritt zu schätzende Ist-Abgabedrehmomentals Eines, das mit einer Verzögerungerster Ordnung variiert, welche einen Gesamtvolumen von Einlaßrohrenin dem Verbrennungsmotor und einem Zylindervolumen in dem Verbrennungsmotorentspricht, bezogen auf ein auf der Basis einer derzeitigen Drosselklappenöffnung geschätztes Ansaugluftvolumengeschätztwerden. Aufgrund dieses Merkmals kann das Ist-Abgabedrehmoment genauergeschätztwerden.
    [0029] Derin dem zweiten Schritt zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag,kann beispielsweise einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag auf derBasis einer Differenz zwischen einem der Soll-Motordrehzahl entsprechendenAbgabedrehmoment und einem der Ist-Motordrehzahl entsprechendenAbgabedrehmoment enthalten.
    [0030] Alseine Alternative kann der in dem zweiten Schritt zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetragbeispielsweise einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag enthalten,in welchem eine einer Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahlund der Ist-Motordrehzahl entsprechende Rückstellkraft berücksichtigtwird.
    [0031] Bevorzugtkann der in dem zweiten Schritt zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetrageinen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag enthalten, in welchem eineeiner Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahlentsprechende Rückstellkraftberücksichtigtwird, und es wird bevorzugt, daß inder Rückstellkraft,eine einer Veränderungin der Motordrehzahl entsprechende Ansprechverzögerung berücksichtigt worden ist.
    [0032] Derin dem zweiten Schritt zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetragkann einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetragenthalten, der einer Geschwindigkeitsableitung entspricht, welcheauf einer internen Trägheitdes Verbrennungsmotors beruht.
    [0033] Bevorzugtkann der in dem ersten Schritt zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrelationswert einezu einem dem momentanen Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotorsentsprechenden Ist-Abgabedrehmoment äquivalente Drosselklappenöffnung sein;der in dem zweiten Schritt zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag kannein zu einem der Differenz zwischen der Ist-Motordrehzahl und derSoll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotors entsprechenden Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalenterDrosselklappenöffnungs-Korrekturbetragsein; der dritte Schritt kann eine Soll-Drosselklappenöffnung aufeiner Basis einer zu dem in dem ersten Schritt geschätzten Ist-Abgabedrehmoment äquivalentenDrosselklappenöffnungund dem zu dem in dem zweiten Schritt geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalentenDrosselklappenöffnungs-Korrekturbetragzu schätzen;und der vierte Schritt kann das Ansaugvolumen-Einstellsystem desVerbrennungsmotors regeln, um die in dem dritten Schritt geschätzte Soll-Drosselklappenöffnung zuerreichen. Da die Luftmenge auf der Basis der Soll-Drosselklappenöffnung während desLeerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors geregelt wird, kann dieLeerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebssicher stabilisiert werden.
    [0034] DieErfindung wird im Detail in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.In den Zeichnungen ist:
    [0035] 1 eine Gesamtaufbaudarstellung,welche eine Regelungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsformder vor liegenden Erfindung fürein Luftvolumen währendeines Leerlaufbetriebs darstellt;
    [0036] 2 ein Flußdiagramm,welches ein Regelungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform dervorliegenden Erfindung fürein Luftvolumen währendeines Leerlaufbetriebs darstellt;
    [0037] 3 eine Gesamtaufbaudarstellung,welche eine Regelungsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung fürein Luftvolumen währendeines Leerlaufbetriebs darstellt; und
    [0038] 4 ein Flußdiagramm,welches ein Regelungsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform dervorliegenden Erfindung fürein Luftvolumen währendeines Leerlaufbetriebs darstellt;
    [0039] UnterBezugnahme auf die Zeichnungen werden Ausführungsformen der vorliegendenErfindung hierin nachstehend beschrieben.
    [0040] Zuersterfolgt eine Beschreibung bezüglich derVorrichtung und des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zum Regeln eines Luftvolumens während einesLeerlaufbetriebs. 1 und 2 stellen die Regelungsvorrichtungund das Verfahren gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung dar, und 1 isteine Gesamtaufbauansicht der Regelungsvorrichtung, während 2 ein Flußdiagrammdes Regelungsverfahrens ist.
    [0041] Gemäß Darstellungin 1 ist die Vorrichtungdieser Ausführungsformaus einer ersten Schätzeinrichtung 10 zumSchätzeneines Ist-Abgabedrehmoments, das einem momentanen Ansaugluftvolumen(welcher hierin nachstehend einfach als ein "Luftvolumen" bezeichnet werden kann) eines im Leerlaufauf der Basis einer Soll-Motordrehzahl (Soll-Upm) betriebenen Verbrennungsmotorsentspricht; einer zweiten Schätzeinrichtung 20 zum Schätzen einesAbgabedrehmoment-Korrekturbetrags (Korrekturwertes), der einer Differenzzwischen einer Ist-Motordrehzahlund einer Soll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotors entspricht;einer Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung(dritte Schätzeinrichtung) 30 zumSchätzeneines Soll-Abgabedrehmomentes auf der Basis des von der ersten Schätzeinrichtung 10 geschätzten Ist-Abgabedrehmoments unddes von der zweiten Schätzeinrichtung 20 geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetrages; einerParameterumwandlungseinrichtung 40 zum Umwandeln des Soll-Abgabedrehmomentsin eine zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalente Drosselklappenöffnung;und einer Regelung 60 als einer Regelungseinrichtung aufgebaut,um ein Ansaugluftvolumen-Einstellsystem 50 zu regeln, welchesaus einem Stellglied fürein Drosselklappenventil besteht, das das Volumen der Ansaugluftzu dem Verbrennungsmotor auf der Basis der Drosselklappenöffnung einstellt.
    [0042] Während einesLeerlaufbetriebs wird ein Verbrennungsmotor auf der Basis einerSoll-Motordrehzahl betrieben. Aufgrund von Unter/Über-Einstellungendes Ansaugluftvolumens durch ein Drosselklappenventil (Veränderungim Luftvolumen), Reibungsschwankungen und dergleichen kann jedoch dieIst-Motordrehzahl des Verbrennungsmotors von der Soll-Motordrehzahlabweichen. In einem derartigen Falle ist es erforderlich, ein Abgabedrehmoment, welcheseiner internen Reibung des Verbrennungsmotors bei der Ist-Motordrehzahlentspricht, auf ein Abgabedrehmoment zu korrigieren, welches einer derSoll-Motordrehzahl entsprechenden internen Reibung entgegenwirkenkann.
    [0043] Aufder Basis des Umstandes, daß während desLeerlaufbetriebs ein Abgabedrehmoment im wesentlichen proportionalzu einem Einlaßluftvolumen ist,stellt daher die Regelungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsformdas Einlaßluftvolumenso ein, daß dasAbgabedrehmoment des Verbrennungsmotors einem einer Soll-Motordrehzahlentsprechenden Abgabedrehmoment gleich wird. Insbesondere wird einIst-(tatsächliches)-Abgabedrehmomentdes Verbrennungsmotors, welcher auf der Basis der vorstehend beschriebenenSoll-Motordrehzahl betrieben wird, bei der ersten Schätzeinrichtung 10 geschätzt. Beider zweiten Schätzeinrichtung 20 wirdein Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag aus einem proportionalen Korrekturbetragauf der Basis einer Differenz zwischen einem der Soll-Motordrehzahlentsprechenden Abgabedrehmoment und einem einer Ist-Motordrehzahlentsprechenden Abgabedrehmoment, einem proportionaler Korrekturbetragfür eine Rückstellkraft,welche umgekehrt proportional zu einer Differenz in der Motordrehzahlist, die bei einer Veränderungder Motordrehzahl erzeugt wird, und einem Differenzkorrekturbetrag,der durch Multiplizieren der Veränderungsratein der Motordrehzahl mit der internen Trägheit des Verbrennungsmotorserhalten wird, geschätzt.
    [0044] Aufder Basis dieses Ist-Abgabedrehmomentes und des Abgabedrehmoment-Korrekturbetrags wirddann ein Soll-Abgabedrehmoment geschätzt, um das Einlaßluftvolumen-Einstellsystemso zu regeln, daß eindem Soll-Abgabedrehmoment entsprechendes Ansaugluftvolumen erreichtwird.
    [0045] Im übrigen kanndas der Soll-Motordrehzahl entsprechende Abgabedrehmoment HPobjals ein der Ist-Motordrehzahl Nobj und einem Sammlerinnendruck Pbdes Verbrennungsmotors entsprechendes beispielsweise durch die nachstehendeGleichung ermittelt werden: HPobj = f1[Nobj, Pb] (1)wobei f1 eine entsprechende Funktion ist. DieseBerechnung wird unter Bezugnahme auf ein im voraus festgelegtesKennfeld durchgeführt.In diesem Falle kann das Abgabedrehmoment HPobj genau berechnetwerden, wenn ein Sammlerinnendruck während eines stabilen Betriebsbei der Soll-Motordrehzahl als der Sammlerinnendruck Pb verwendetwird. Jedoch kann der Sammlerinnendruck während des stabilen Betriebsbei der Soll-Motordrehzahl durch keinerlei Berechnung ermitteltwerden. In dieser Ausführungsformwird daher das der Soll-Motordrehzahl entsprechende AbgabedrehmomentHPobj unter Verwendung des aktuellen Sammlerinnendruckes Pb berechnet.Die Verwendung des gemäß vorstehender Beschreibungberechneten Abgabedrehmomentes HPobj wird als problemlos für den praktischenEinsatz angesehen.
    [0046] Eserfolgt nun zuerst eine Beschreibung der ersten Schätzeinrichtung 10.Bei der ersten Schätzeinrichtung 10 wirdein einem momentanen Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotors entsprechendesIst-Abgabedrehmoment auf der Basis einer von einem Drosselklappenstellungssensordetektierten momentanen Drosselklappenöffnung geschätzt.
    [0047] Durcheine Veränderungin der Drosselklappenöffnungverändertsich die Strömungsrateder durch das Drosselklappenventil eintretenden Ansaugluft. In demtatsächlichin dem Verbrennungsmotor eingeführtenAnsaugluftvolumen findet jedoch eine einem Gesamtvolumen der Ansaugrohreund einem Zylindervolumen des Verbrennungsmotors entsprechende Ansprechverzögerung inBezug auf die Strömungsrateder Ansaugluft statt, welche das Drosselklappenventil passiert,da sich die Ansaugluft zum Auffüllender gesamten Ansaugrohre verteilt.
    [0048] Beider ersten Schätzeinrichtung 10 istsie daher so ausgelegt, daß siedas Ist-Abgabedrehmoment des Verbrennungsmotors unter der Annahme schätzt, daß sich dasIst-Abgabedrehmoment des Verbrennungsmotors mit einer Verzögerung erster Ordnung,welche dem Gesamtvolumen der Einlaßrohre und dem Zylindervolumenin dem Verbrennungsmotor in Bezug auf das auf der Basis der tatsächlichenDrosselklappenöffnunggeschätzteEinlaßluftvolumenverändert.
    [0049] Diemomentane Strömungsrate(geschätztes Ansaugluftvolumen)Pos, der durch das Drosselklappenventil hindurchtretenden Ansaugluft,gemäß Schätzung zudiesem Zeitpunkt bei der Schätzeinrichtung 10 wirddurch die nachstehende Gleichung (2) als eine Strömungsrateermittelt, die der durch den Drosselklappenstellungssensor ermitteltenDrosselklappenöffnungTPS entspricht: Pos= f2[TPS] (2)wobeif2 eine entsprechende Funktion ist. DieseBerechnung wird unter Bezugnahme auf ein im voraus erstelltes Kennfelddurchgeführt.
    [0050] Aufder Basis der momentanen Strömungsrate(geschätztesAnsaugluftvolumen) Pos der durch das Drosselklappenventil hindurchtretendenAnsaugluft wird ein vorläufigesIst-Abgabedrehmoment X, welches bei der ersten Schätzeinrichtung(10) geschätztwird, in welchem aber die vorstehend beschriebene Reaktionsverzögerung nichtberücksichtigtist, anschließenddurch die nachstehende Gleichung (3) ermittelt: X = Pos × τ (3)wobei τ ein 180° CA-Zyklus(Kurbelwellenzwinkel-Zyklus) (s) ist.
    [0051] Indemmittels KANF ein Faktor einer dem Gesamtvolumender Ansaugrohre und dem Zylindervolumen des Verbrennungsmotors entsprechenden Verzögerung ersterOrdnung repräsentiertwird, wird das Ist-Abgabedrehmoment Y(n) des Verbrennungsmotorsbei der ersten Schätzeinrichtung 10 ermittelt, indemdie Verzögerungerster Ordnung an dem geschätztenAnsaugvolumen Pos wie durch die nachstehende Gleichung (4) ausgedrückt berücksichtigt wird: Y(n) = KANF × Y(n – 1) + (1 – KANF) × X (4)wobei derFaktor KANF durch die nachstehende Gleichung(5) bestimmt ist: KANF = VIM/(VIM + VCYL) (5)wobei VIM das Gesamtvolumen der Einlaßrohre,und VCYL das Zylindervolumen in dem Verbrennungsmotorist.
    [0052] Anschließend erfolgteine Beschreibung der zweiten Schätzeinrichtung 20.Gemäß Darstellungin 1 ist die zweiteSchätzeinrichtung 20 miteiner ersten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 21 zum Schätzen eineszu einem Abgabedrehmoment proportionalen Korrekturbetrags, einerzweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 22 zumSchätzeneines zu einer Rückstellkraftproportionalen Korrekturbetrags, und einer dritten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 23 zumSchätzeneines differentiellen Korrekturbetrags versehen.
    [0053] Beider ersten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 21 wirdein proportionaler Korrekturbetrag ΔPf auf der Basis einer Differenzzwischen dem vorstehend beschriebenen der Soll-Motordrehzahl entsprechenden Abgabedrehmomentund dem vorstehend beschriebenen der Ist-Motordrehzahl entsprechendenAbgabedrehmoment berechnet.
    [0054] Aufder Basis der Ist-Motordrehzahl Ne des Verbrennungsmotor und desSammlerinnendruckes Pb des Verbrennungsmotors im Moment, wird das Ist-AbgabedrehmomentHPe des Verbrennungsmotors zuerst über die nachstehenden Gleichung(6) ermittelt: HPe= f2 [Ne × Pb] (6)
    [0055] DerProportionalkorrekturbetrag ΔPfwird anhand der nachstehenden Gleichung (7) als eine Differenz zwischendem Ist-AbgabedrehmomentHPe des Verbrennungsmotors und dem vorstehend beschriebenen AbgabedrehmomentHPobj, welches der Sollgeschwindigkeit entspricht, ermittelt: ΔPf = HPobj – HPe (7)
    [0056] Beider zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 22 wirdeine Rückstellkraft ΔPf – welchebei der Veränderungder Motordrehzahl erzeugt und umgekehrt proportional zu der Motordrehzahlist – anschließend aufder Basis der vorstehend beschriebenen Motordrehzahl Ne geschätzt.
    [0057] Wenndie Motordrehzahl bei einer konstanten Drosselklappenöffnung abnimmt,steigt das Volumen der Ansaugluft pro Zyklus, der Ansaugluft, welchein die Zylinder des Verbrennungsmotors eingeführt wird an, so daß die Motordrehzahlhöher wird. Wenndie Motordrehzahl bei einer konstanten Drosselklappenöffnung zunimmt,sinkt andererseits das Volumen der Ansaugluft pro Zyklus, der Ansaugluft, diein die Zylinder des Verbrennungsmotors einzuführen ist, so daß die Motordrehzahllangsamer wird. Selbst wenn sich die Motordrehzahl verändert, wird daherdie Motordrehzahl umgekehrt proportional zu der Veränderungder Motordrehzahl aufgrund dieser Eigenschaften wiederhergestellt.Der Begriff "Rückstellkraft ΔPr", so wie er hierinverwendet wird, bedeutet den Rückstellungsanteilder Motordrehzahl, ausgedrücktals Proportionalkorrekturbetrag.
    [0058] Unterder Annahme, daß dieseRückstellkraft ΔPr unmittelbarerzeugt würde,sobald sich die Motordrehzahl verändert, wird hier eine Rückstellkraft ΔPr ohne irgendeineReaktionsverzögerungangenommen. Die bei der zweiten Korrekturbetrag- Schätzeinrichtung 22 geschätzte Rückstellkraft ΔPr wird daherdurch die nachstehende Gleichung (8) ermittelt: ΔPr = (Nobj – Ne)/Ne × HPojb (8)
    [0059] Beider dritten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 23 wirddann ein Differentialkorrekturbetrag ΔD durch Multiplizieren der Veränderungsrateder Motordrehzahl mit einer internen Trägheit des Verbrennungsmotorsgeschätzt.Diese interne Trägheit desVerbrennungsmotors ist fürden Verbrennungsmotor spezifisch und wird im voraus berechnet.
    [0060] Nunwird die Motordrehzahl zuerst mittels der nachstehenden Gleichung(9) ermittelt: Nei[Upm] = 30000/τ [ms] (9)
    [0061] DieVeränderungsratein der Motordrehzahl DNe(n) wird dann anhand der nachstehenden Gleichung(10) als ein Mittelwert überzwei Hübeermittelt: DNe(n)= {Nei(n) – Nei(n – 2)}/2 (10)
    [0062] Durchdie Definition der Veränderungsratein der Motordrehzahl DNe(n), als ein gleitender Mittelwert in einemEinzelhub kann DNe(n) auch durch die nachstehende Gleichung (11)ermittelt werden: DNe(n)= Nei(n) – Nei(n – 1) (11)
    [0063] Wiees durch die nachstehende Gleichung (12) dargestellt wird, wirdder Differenzkorrekturbetrag ΔDdann durch Multiplizieren der Veränderungsrate in der Motordrehzahl,DNe(n), mit einer Trägheit Klezum Berechnen eines durch die Trägheiterzeugten Rotationsdrehmomentes, durch Multiplizieren des Rotationsdrehmomentesmit der Motordrehzahl Ne, um eine Leistung zu erhalten, und danndurch Multiplizieren der Leistung mit dem Abgabedrehmoment-UmwandlungsfaktorKHP zum Umwandeln der Leistung in ein Abgabedrehmomentermittelt: ΔD = DNe(n) × Kle × Ne × KHP (12)wobeider Abgabedrehmoment-Umwandlungsfaktor KHP einkonstanter Wert ist.
    [0064] Alsder Ausgabedrehmoment-Korrekturbetrag werden dieser Proportionalkorrekturbetrag ΔPf, die Rückstellkraft ΔPr und derDifferentialkorrekturbetrag ΔDbei der zweiten Schätzeinrichtung 20 wie vorstehendbeschrieben geschätzt.
    [0065] Beider Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung 30 wirdein Soll-Abgabedrehmoment Z, das Korrekturen unterworfen ist, umein Abgabedrehmoment zu erzeugen, das der Soll-Motordrehzahl entspricht,auf der Basis des Ist-Abgabedrehmomentes Y(n) des Verbrennungsmotorsgemäß vorstehender Schätzung beider ersten Schätzeinrichtung 10 und denAbgabedrehmoment-Korrekturbeträgen (insbesonderedem Proportionalkorrekturbetrag ΔPf,der Rückstellkraft ΔPr und demDifferentialkorrekturbetrag ΔD)gemäß vorstehenderAbschätzungbei der zweiten Schätzeinrichtung 20 geschätzt.
    [0066] Beidieser Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung 30 wirddas Soll-Ausgabedrehmoment Z durch die nachstehende Gleichung (13)festgelegt: Z = Y(n)+ K(ΔPf+ ΔPr + ΔD) (13)wobei Kein Verstärkungsfaktorist.
    [0067] Im übrigen besitztdiese Verstärkungsfaktor Keinen vorbestimmten Wert (beispielsweise 2 bis 4). Der VerstärkungsfaktorK wird gemäß einemVerhältnisdes Druckes abstromseitig von einer Drosselklappe zu einem Druckanstromseitig von der Drosselklappe (d.h., dem Sammlerinnendruck(Pb)/Atmosphärendruck)verändert,und wenn dieses Druckverhältnishoch ist, wird der VerstärkungsfaktorK ebenfalls hoch eingestellt.
    [0068] Wiees sich ohne weiters aus dem vorstehenden versteht, sind bezüglich desbei der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung 30 zuschätzendenSoll-Abgabedrehmomentes Z die Verzögerung erster Ordnung bezüglich derDrosselklappenöffnung,die dem Gesamtvolumen der Einlaßrohreund dem Zylindervolumen in dem Verbrennungsmotor entsprechende Verzögerung ersterOrdnung berücksichtigt,und die Proportionalkorrektur fürdie Reibung, die Proportionalkorrektur für die Rückstellung und die der Differenzin der Motordrehzahl entsprechende Differentialkorrektur sind angewendet.Daher ist das Soll-Abgabedrehmoment genau geschätzt.
    [0069] Fernerist es erforderlich, nur einen Verstärkungsfaktor als den VerstärkungsfaktorK einzustellen. Das Einstellen dieses Verstärkungsfaktors K auf einen optimalenWert kann daher deutlich bei der Entwicklung oder dergleichen desVerbrennungsmotors erleichtert werden.
    [0070] Beider Parameterumwandlungseinrichtung 40 wird das Soll-AbgabedrehmomentZ dann durch die nachstehende Gleichung (14) in eine zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalenteDrosselklappenöffnungPosobj umgewandelt: Posobj= KFB[Z] (14)wobeiKFB ein Drosselklappenöffnungs-Umwandlungsfaktor ist.
    [0071] Nachder Ermittlung der zu dem Soll-Abgabedrehmoment Z bei der Parameterumwandlungseinrichtung 40 äquivalentenDrosselklappenöffnung Posobjkann das Soll-Abgabedrehmoment Z unter Verwendung eines Kennfeldesumgewandelt werden, in welcher Drosselklappenöffnungen im voraus den Abgabedrehmomentenund Motordrehzahlen entsprechend gespeichert sind.
    [0072] Inder vorstehenden Beschreibung wurde die Drosselklappenöffnung alsein dem Soll-Abgabedrehmoment Z entsprechender Parameter ermittelt. DerParameter ist jedoch nicht auf die Drosselklappenöffnung beschränkt, undjeder Parameter kann insofern benutzt werden, als er dem Ansaugluftvolumendes Verbrennungsmotors entspricht. Auf der Basis dieser Parameterkann der Ansaugluftvolumen-Einstellmechanismus 50 durchdie nachstehend beschriebene Regelung 60 geregelt werden,um das Soll-Abgabedrehmoment Z zu erreichen.
    [0073] Aufder Basis der vorstehend beschriebenen, dem Soll-Abgabedrehmoment Z entsprechenden Drosselklappenöffnung Posobjregelt dann die Regelung 60 den Ansaugluftvolumen-Einstellmechanismus 50,um eine Einstellung des Luftvolumens (des Volumens der Ansaugluft)zu dem Verbrennungsmotor durchzuführen.
    [0074] Anschließend erfolgteine Beschreibung bezüglichdes Verfahrens gemäß der erstenAusführungsformzum Regeln des Luftvolumens während einesLeerlaufbetriebs eines Verbrennungsmotors. In einem ersten SchrittS10 wird ein einen momentanen Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotorsentsprechendes Ist-Abgabedrehmomentzuerst in einer ähnlichenWeise wie bei der vorstehend beschriebenen ersten Schätzeinrichtung 10 geschätzt.
    [0075] Ineinem zweiten Schritt S20 wird dann ein einer Differenz zwischeneiner Soll-Motordrehzahl und einer Ist-Motordrehzahl des Verbrennungsmotorsentsprechender Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag geschätzt.
    [0076] DieserAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag ist die Summe eines Proportionalkorrekturbetrags ΔPf, einerRückstellkraft ΔPr und einesDifferentialkorrekturbetrags ΔD.In diesem Verfahren wird der Proportionalkorrekturbetrag ΔPf in einer ähnlichen Weisewie bei der vorstehend beschriebenen ersten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 21 geschätzt, die Rückstellkraft ΔPr in einer ähnlichenWeise wie bei der vorstehend be schriebenen zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 22 geschätzt, undder Differentialkorrekturbetrag ΔDin einer ähnlichenWeise wie bei der vorstehend beschriebenen dritten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 23 geschätzt.
    [0077] DieserProportionalkorrekturbetrag ΔPf,diese Rückstellkraft ΔPr und dieserDifferentialkorrekturbetrag ΔDwerden jeweils unabhängiggeschätzt,und es gibt keine Einschränkungbezüglichder Reihenfolge, in welcher sie geschätzt werden. Bezüglich des vorstehendbeschriebenen ersten Schrittes S10 und des zweiten Schrittes S20gibt es keine Einschränkungbezüglichder Reihenfolge, in welcher das Ist-Abgabedrehmoment, der Proportionalkorrekturbetrag ΔPf, die Rückstellkraft ΔPr und derDifferentialkorrekturbetrag ΔDgeschätztwerden. Es ist nur erforderlich, den ersten Schritt S10 und denzweiten Schritt S20 wenigstens vor der Initialisierung des nachfolgendbeschriebenen dritten Schrittes S30 abzuschließen.
    [0078] Indem dritten Schritt S30 wird ein Soll-Abgabedrehmoment auf der Basisdes in dem vorstehenden ersten Schritt S10 geschätzten Ist-Abgabedrehmomentesund des vorstehend in dem zweiten Schritt S20 in einer ähnlichenWeise geschätzten Ausgabekorrekturbetrageswie bei der vorstehend beschriebenen Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung 30 geschätzt.
    [0079] Ineinem vierten Schritt S40 wird das in dem dritten Schritt S30 wievorstehend beschrieben geschätzteSoll-Abgabedrehmoment dann in eine dem Soll-Abgabedrehmoment entsprechendeDrosselklappenöffnungin einer ähnlichenWeise wie bei der vorstehend beschriebenen Parameterumwandlungseinrichtung 40 umgewandelt.
    [0080] Ineinem fünftenSchritt S50 wird das Ansaugluftvolumen-Einstellsystems des Verbrennungsmotorsdann auf der Basis der Drosselklappenöffnung, welche vorstehend indem vierten Schritt S40 erzielt wurde, so geregelt, daß ein derDrosselklappenöffnungentsprechendes Ansaugluftvolumen erreicht werden kann.
    [0081] Aufgrundderartiger Merkmale, wie vorstehend beschrieben, macht es das Regelungsverfahrengemäß dieserAusführungsformmöglich,das Luftvolumen genau auf ein Luftvolumen zu regeln, das für die Stabilisierungdes Betriebs des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebsgeeignet ist.
    [0082] Dadie Regelungsvorrichtung und das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben aufgebautsind, wird das Ist-Abgabedrehmoment auf der Basis des bei der erstenSchätzeinrichtung 10 geschätzten vorliegendenAnsaugluftvolumens als eine Abgabedrehmomentveränderung mit einer Verzögerung ersterOrdnung, welche dem Gesamtvolumen der Ansaugrohre in dem Verbrennungsmotorund dem Zylindervolumen in dem Verbrennungsmotor entspricht, inBezug auf das auf der Basis der momentan vorliegende der Drosselklappenöffnung geschätzte Ansaugluftvolumengeschätzt.Daher kann das Ist-Abgabedrehmoment genauer geschätzt werden.
    [0083] Fernerkann der Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag genau bei der zweitenSchätzeinrichtung 20 geschätzt werden,da er den Proportionalkorrekturbetrag ΔPf auf der Basis der Differenzzwischen dem der Soll-Motordrehzahl entsprechenden Abgabedrehmomentund dem der Ist-Motordrehzahl entsprechenden Abgabedrehmoment, denbei einer Veränderungder Motordrehzahl erzeugten und zu der Veränderung der Motordrehzahldifferenzumgekehrt proportionalen Rückstellkraft ΔPr und den durchMultiplizieren der Veränderungsratein der Motordrehzahl mit der internen Trägheit des Verbrennungsmotorserhaltenen Differentialkorrekturbetrag ΔD enthält. Da die Regelung des Luftvolumensauf der Basis des Abgabedrehmoment-Korrekturbetrages durchgeführt wird,kann die Leerlaufdrehzahl des Verbrennungsmotors sichererer während seines Leerlaufbetriebsstabilisiert werden.
    [0084] Nachdem Abschätzendes Soll-Abgabedrehmomentes bei der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung 30 istes nur erforderlich, den vorstehend beschriebenen Abgabedrehmoment-Korrekturbetragnur mit dem einen VerstärkungsfaktorsK zu multiplizieren, und dann das Produkt zu dem vorstehend beschriebenIst-Abgabedrehmoment zu addieren, wie es durch die Gleichung (13)dargestellt wird.
    [0085] Daherkann die Einstellung dieses Verstärkungsfaktors K erheblich imVergleich zu herkömmlichenTechniken wie vorstehend beschrieben (nämlich denjenigen, welche mehrereVerstärkungsfaktorenerfordern) erleichtert werden.
    [0086] Selbstwenn sich die Belastungsbedingungen, Atmosphärenbedingungen oder dergleichen verändern, kannder VerstärkungsfaktorK auf einen geeigneten Wert in Abhängigkeit von derartigen Veränderungeneingestellt werden, was es ermöglicht, einden Belastungsbedingungen und Atmosphärenbedingungen angemessenesoptimales Soll-Abgabedrehmoment und eine zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalenteDrosselklappenöffnungzu schätzen.
    [0087] Dadas Ansaugluftvolumen dem, wie vorstehend beschrieben, geschätzten Soll-Abgabedrehmomententsprechend eingestellt wird, kann der Betrieb des Verbrennungsmotorswährendseines Leerlaufbetriebs stabilisiert werden. Selbst wenn die Motordrehzahlwährenddes Leerlaufbetriebs abgesenkt wird, ist der Motor somit gegenüber Stehenbleiben beständig, sodaß derKraftstoffverbrauch verbessert werden kann.
    [0088] Selbstwenn der Verbrennungsmotor mit einer Belastungslernfunktion durchAnordnen einer Speichereinheit ausgestat tet ist, die Belastungsveränderungenentsprechende Drosselklappenöffnungenlernt, könnendie herkömmlichenTechniken, wie z.B. die vorstehend Beschriebenen, nur schwierig denLernvorgang durchführen,da die Drosselklappenöffnungenzu einer erheblichen Schwankung veranlaßt werden. Bei der Regelungsvorrichtunggemäß dieserAusführungsformmacht es jedoch die Verwendung der Drosselklappenöffnung alsein Parameter fürdie Einstellung des Ansaugluftvolumens möglich, nach der Einstellungdes Ansaugluftvolumens, sofort den Lernvorgang einer Belastung aufder Basis einer Differenz aus der Drosselklappenöffnung des auf der Basis derSoll-Motordrehzahl zum momentanen Zeitpunkt vor der Einstellungbetriebenen Verbrennungsmotors auszuführen.
    [0089] Anschließend erfolgteine Beschreibung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der zweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zum Regeln eines Luftvolumens während einesLeerlaufbetriebs.
    [0090] DieRegelungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsformist ähnlichder vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform mit der Ausnahme,daß, selbstwenn sich die Motordrehzahl verändert,eine bei der zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 22 abzuschätzende Rückstellkraft ΔPr in derzweiten Schätzeinrichtung 20 nichtsofort erzeugt wird, sondern als eine Ist-Rückstellkraft ΔPr, welche eineReaktionsverzögerungbeinhaltet. Beschreibungen der Aufbauelemente und deren Funktionen,welche bei beiden Ausführungsformengemeinsam sind, werden demzufolge weggelassen.
    [0091] UnterBezugnahme auf 1 dervorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform erfolgt eine Beschreibungbezüglichder Regelungsvorrichtung gemäß der zweitenAusführungsform.
    [0092] Indieser Ausführungsformwerden diejenigen Elemente der Regelungsvorrichtung, welche dieselbenoder äquivalentzu entsprechenden Elementen in der vorstehend beschriebenen erstenAusführungsformsind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
    [0093] Beider zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 22 inder zweiten Schätzeinrichtung 20 der Regelungsvorrichtunggemäß der zweitenAusführungsformwird die Rückstellkraft ΔPr als eine Ist-Rückstellkraft ΔPr geschätzt, welche,selbst wenn sich die Motordrehzahl verändert, nicht sofort erzeugt wirdund eine Reaktionsverzögerungbeinhaltet.
    [0094] Für dieseAbschätzungwird eine Rückstellkraft ΔPr1 ohnejede Reaktionsverzögerungzuerst durch die nachstehende Gleichung (15) in einer ähnlichenWeise, wie in dem Falle der Gleichung (8) ermittelt: ΔPr1 = (Nobj – Ne)/Ne × HPobj (15)
    [0095] Andererseitswird ein mit der Reaktionsverzögerungerzeugter Rückstellkraftanteil ΔPrdelay(n) durchdie nachstehende Gleichung (16) als ein dem Faktor KANF entsprechenderFaktor ermittelt: ΔPrdelay(n)= KANF × ΔPrdelay(n – 1) + (1 – KANF)ΔPr1 (16)
    [0096] DieIst-Rückstellkraft ΔPr mit derdarin beinhalteten Reaktionsverzögerungwird dann durch Subtrahieren des Rückstellkraftanteils ΔPrdelay(n), welchermit der Reaktionsverzögerungerzeugt wird, aus der Rückstellkraft ΔPr1, ohneReaktionsverzögerung,wie es durch die nachstehende Gleichung (17) ausgedrückt wird,ermittelt: ΔPr = ΔPr1 – ΔPrdelay(n) (17)
    [0097] DurchSubtraktion des Rückstellkraftanteils, welchermit einer Reaktionsverzögerungaus der Rückstellkraftohne irgendeine Reaktionsverzögerungwie vorstehend beschrieben erzeugt wird, ist es möglich, eine überschießende Korrekturan dem Ist-Abgabedrehmoment gemäß Abschätzung beider ersten Schätzeinrichtungzu vermeiden.
    [0098] DasRegelungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsformist dem vorstehend beschriebenen Regelungsverfahren der ersten Ausführungsform ähnlich,weshalb deren Beschreibung hier unterlassen wird.
    [0099] Dadie Regelungsvorrichtung und das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wie vorstehend erwähnt aufgebaut sind, können sie ähnlichevorteilhafte Effekte, wie die vorstehend beschriebene erste Ausführungsformhervorbringen und könnenferner eine Anwendung einer überschießenden Korrekturan dem von der ersten Schätzeinrichtung 10 geschätzten Ist-Abgabedrehmomentvermeiden, da die tatsächlicheReaktionsverzögerungin der in dem Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag, die bei der zweitenSchätzeinrichtung 20 geschätzt wird,enthaltenen Rückstellkraft ΔPr berücksichtigtwird. Daher zeigt die Motordrehzahl des Verbrennungsmotors kein Überschießen während einesLeerlaufbetriebs, und ermöglicht esdadurch, den Betrieb des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebsweiter zu stabilisieren.
    [0100] Anschließend erfolgteine Beschreibung der Vorrichtung und des Verfahrens gemäß der dritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung zum Regeln eines Luftvolumens während einesLeerlaufbetriebs. 3 und 4 stellen die Regelungsvorrichtungsvorrichtungund das Verfahren gemäß der drittenAus führungsformder vorliegenden Erfindung dar, und 3 isteine Darstellung des Gesamtaufbaus der Regelungsvorrichtung, während 4 ein Flußdiagrammdes Regelungsverfahrens ist.
    [0101] Inder Regelungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsformwird ein Ist-Abgabedrehmoment bei der nachstehend beschriebenenersten Schätzeinrichtung 100 nachdem Schätzeneiner Drosselklappenöffnungals ein zu dem Ist-Abgabedrehmoment äquivalenter Abgabedrehmoment-Korrelationswertverwendet. Dieses Ist-Abgabedrehmoment ist dem bei der ersten Abschätzeinrichtung 10 inder ersten AusführungsformgeschätztenAbgabedrehmoment Y(n) ähnlich.Ferner werden ein Proportionalkorrekturbetrag ΔPf, eine Rückstellkraft ΔPr und ein Differentialkorrekturbetrag ΔD als Abgabedrehmoment-Korrekturbeträge bei dernachstehend beschriebenen zweiten Schätzeinrichtung 200 nachder Schätzungeiner Drosselklappenöffnungals ein zu einem Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalenterAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag geschätzt. DieserProportionalkorrekturbetrag ΔPf,die Rückstellkraft ΔPr und derDifferentialkorrekturbetrag ΔDsind den in der zweiten Schätzeinrichtung 20 inder ersten Ausführungsformgeschätzten ähnlich.
    [0102] Bezüglich desIst-Abgabedrehmomentes und des Proportionalkorrekturbetrags ΔPf, der Rückstellkraft ΔPr und desDifferentialkorrekturbetrags ΔD alsAusgabekorrekturbeträgewird daher hierin deren detaillierte Beschreibung unterlassen. Indieser Ausführungsformwerden diejenigen Elemente der Regelvorrichtung, welche dieselbenwie die oder äquivalentzu entsprechenden Elementen in der vorstehend beschriebenen erstenAusführungsformsind, mittels derselben Bezugszeichen dargestellt.
    [0103] Wiees in 3 dargestelltist, ist die Regelungsvorrichtung gemäß dieser Ausführungsformaus der ersten Schätzeinrichtung 100,um eine Drosselklappenöffnungals einen Abgabedrehmoment-Korrelationswert zu schätzen, welcherzu einem Ist-Abgabedrehmoment äquivalentist, das einem momentanen Ansaugluftbetrag eines auf der Basis einer Soll-Motordrehzahlbetriebenen Motors entspricht; der zweiten Schätzeinrichtung 200 zumSchätzeneiner Drosselklappenöffnungals ein Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag, welcherzu einem Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalent ist, der einer Differenzzwischen der Soll-Motordrehzahl und einer Ist-Motordrehzahl entspricht; einer Soll-Drosselklappenöffnungs-Schätzeinrichtung (dritteSchätzeinrichtung) 300 zumSchätzeneiner Soll-Drosselklappenöffnungals ein Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert, welcher äquivalentzu einem Soll-Abgabedrehmomentist, auf der Basis der Drosselklappenöffnung, die zu dem bei derersten Schätzeinrichtung 100 geschätzten Ist-Abgabedrehmoment äquivalentist, und der Drosselklappenöffnung,welche zu dem bei der zweiten Schätzeinrichtung 200 geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalentist; und einer Regelung 60 als Regelungseinrichtung zumRegeln des Ansaugluftbetrag-Einstellsystems 50 aufgebaut,welches aus einem Stellglied fürein Drosselkappenventil besteht, das das Volumen der Ansaugluftzu dem Verbrennungsmotor auf der Basis der Soll-Drosselklappenöffnung regelt.
    [0104] Beider ersten Schätzeinrichtung 100 wird einIst-Abgabedrehmoment Y(n), das dem momentanen Ansaugluftvolumenentspricht, in einer ähnlichen Weise,wie in der ersten Schätzeinrichtung 10 inder ersten Ausführungsformgemäß Darstellungin den Gleichungen (2) bis (5) geschätzt.
    [0105] EineDrosselklappenöffnungPosE, die äquivalentzu dem Abgabedrehmoment Y(n) ist, wird dann durch die nachstehendeGleichung (18) ermittelt: PosE = Y(n)/τ (18)
    [0106] Gemäß Darstellungin 3 ist die zweite Schätzeinrichtung 200 miteiner ersten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 210 zumSchätzeneiner DrosselklappenöffnungPosPf, die zu einem Abgabedrehmoment-Proportionalkorrekturbetrag ΔPf äquivalentist, welcher einer Differenz zwischen einem einer Soll-Motordrehzahlentsprechenden Abgabedrehmoment HPobj und einem der Ist-Motordrehzahl entsprechendenAbgabedrehmoment entspricht, (d.h., mit einer ersten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 210 zumSchätzeneines zu einem Abgabedrehmoment proportionalen Korrekturbetrags);einer zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 220 zum Schätzen einerDrosselklappenöffnungPosPr, die zu einer Rückstellkraft ΔPr äquivalentist, welche bei einer Veränderungder Motordrehzahl erzeugt wird und umgekehrt proportional zu derMotordrehzahl ist, auf der Basis der Ist-Motordrehzahl Ne (d.h.,mit einer zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 220 zum Schätzen eineszu einer Rückstellkraftproportionalen Korrekturbetrags); und mit einer dritten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 230 zumSchätzeneiner DrosselklappenöffnungPosD, die zu einem Differentialkorrekturbetrag ΔD äquivalent ist, welcher durch Multiplizierender Veränderungsratein der Motordrehzahl mit einer internen Trägheit des Verbrennungsmotorsgeschätztwird (d.h., mit einer dritten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung230 zum Schätzeneines Differentialkorrekturbetrags) versehen.
    [0107] Beider ersten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 210 wirdder Abgabedrehmoment-Proportionalkorrekturbetrag ΔPf durch dieGleichungen (6) und (7) in einer ähnlichen Weise wie bei derersten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 21 inder zweiten Schätzeinrichtung 20 derersten Ausführungsform geschätzt.
    [0108] Diezu dem Abgabedrehmoment-Proportionalkorrekturbetrag ΔPf äquivalenteDrosselklappenöffnungPosPf wird dann durch die nachstehende Gleichung (19) ermittelt: PosPf = ΔPf × Kpos (19)wobei Kpos ein Drosselklappenöffnungs-Umwandlungsfaktor ist,und dieser Drosselklappenöffnungs-UmwandlungsfaktorKpos ein vorbestimmter Wert ist, welchereinem Verhältniseines Druckes abstromseitig von einer Drosselklappe zu einem Druck anstromseitigvon der Drosselklappe (d.h., Sammlerinnendruck Pb/AtmosphärendruckPatm) entsprechend ermittelt werden kann.
    [0109] Insbesonderewird dieser Drosselklappenöffnungs-UmwandlungsfaktorKpos durch die nachstehende Gleichung (20)ermittelt, da die Strömungsrate derEinlaßluftund die Drosselklappenöffnungin einer proportionalen Beziehung in einem Bereich stehen, in welchemdas Verhältnisdes Druckes abstromseitig von der Drosselklappe zu dem Druck anstromseitig vonder Drosselklappe sich in einem kritischen Stadium befindet (SammlerinnendruckPb/AtmosphärendruckPatm ≤ 0,52). Kpos =1/f3 (20) wobeif3 eine entsprechende Funktion ist. DieseBerechnung wird unter Bezugnahme auf ein im voraus eingestelltesKennfeld durchgeführt.
    [0110] Ineinem Bereich, in welchem das Verhältnis des Druckes abstromseitigvon der Drosselklappe zu dem Druck anstromseitig von der Drosselklappedas kritische Stadium überschreitet(Sammlerinnendruck Pb/AtmosphärendruckPatm > 0,52) wirdder Drosselklappenöffnungs-UmwandlungsfaktorKpos durch die nachstehende Gleichung (21)ermittelt: Kpos = 1/f4 [Pb/Patm] (21)wobei f4 eine entsprechende Funktion ist. DieseBerechnung wird unter Bezugnahme auf ein im voraus eingestelltesKennfeld durchgeführt.
    [0111] Indem vorstehend beschriebenen Bereich, in welchem das Verhältnis desDruckes abstromseitig von der Drosselklappe zu dem Druck anstromseitig vonder Drosselklappe das kritische Stadium überschreitet, wird der Drosselklappenöffnungs-UmwandlungsfaktorKpos so eingestellt, daß er kleiner wird, wenn sichdas VerhältnisSammlerinnendruck Pb/AtmosphärendruckPatm sich von 0,52 aus 1,0 nähert.
    [0112] Beider zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 220 wirddie Rückstellkraft ΔPr dann durch dieGleichung (8) in einer ähnlichenWeise wie bei der zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 22 inder zweiten Schätzeinrichtung 20 derersten Ausführungsformberechnet.
    [0113] Diezu der Rückstellkraft ΔPr äquivalente Drosselklappenöffnung PosPrwird anschließend durchdie nachstehende Gleichung 22 ermittelt: PosPr = ΔPr × Kpos (22)
    [0114] Beider dritten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 230 wirdandererseits der Differentialkorrekturbetrag ΔD durch die Gleichungen (9)bis (12) in einer ähnlichenWeise, wie bei der dritten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 23 inder zweiten Schätzeinrichtung 20 derersten Ausführungsformgeschätzt.
    [0115] Diezu dem Differentialkorrekturbetrag ΔD äquivalente Drosselklappenöffnung PosDwird dann durch die nachstehende Gleichung (23) ermittelt: PosD = ΔD × Kpos (23)
    [0116] Anschließend erfolgteine Beschreibung der Soll-Drosselklappenöffnungs-Schätzeinrichtung 300. Beidieser Soll-Drosselklappenöffnungs-Schätzeinrichtung 300 wirdeine Soll-Drosselklappenöffnung Posobjdurch die nachstehende Gleichung (24) auf der Basis der zu dem vonder ersten Schätzeinrichtung 100 geschätzten Ist-Abgabedrehmoment äquivalentenDrosselklappenöffnungPosE und den zu den von der zweiten Schätzeinrichtung 200 geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturwerten äquivalentenDrosselklappenöffnungenPosPf, PosPr und PosD ermittelt. Posobj = PosE + K'(PosPf + PosPr + PosD) (24)wobei K' einen Verstärkungsfaktorist, und wie der VerstärkungsfaktorK in der Gleichung (13) fürdie erste Ausführungsformist dieser Verstärkungsfaktor K' ein vorbestimmterWert (beispielsweise 2 bis 4), wird aber abhängig von dem Verhältnis desDruckes abstromseitig von der Drosselklappe zu dem Druck anstromseitigvon der Drosselklappe so verändert, daß der VerstärkungsfaktorK' auch hochgesetztwerden kann, wenn das Druckverhältnisgroß ist.
    [0117] DieRegelung 60 regelt dann das Ansaugluftvolumen-Einstellsystem 50 desVerbrennungsmotors auf der Basis der Soll-Drosselklappenöffnung Posobj, um eine Einstellungdes Luftvolumens (des Ansaugluftvolumens) für den Verbrennungsmotor durchzuführen.
    [0118] Anschließend erfolgteine Beschreibung bezüglichdes Regelungsverfahrens gemäß der dritten Ausführungsform.Gemäß Darstellungin 4 wird eine Drosselklappenöffnung alsein Abgabedrehmoment-Korrelationswert, welcher zu einem momentanenAnsaugluftvolumen des Verbrennungsmotors entsprechenden Ist-Abgabedrehmoment äquivalent ist,zuerst in einem ersten Schritt S100 in einer ähnlichen Weise wie in der erstenSchätzeinrichtung 100 ermittelt.
    [0119] Ineinem zweiten Schritt S200 wird eine Drosselklappenöffnung alsein Abgabedrehmoment-Korrelations-Korrekturbetrag, welcher zu einer Differenzzwischen einer Soll-Motordrehzahl und einer Ist-Motordrehzahl desVerbrennungsmotors äquivalentist, anschließendgeschätzt.
    [0120] Diesezu dem Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalente Drosselklappenöffnung istdie Summe der zu dem Proportionalkorrekturbetrag ΔPf, der Rückstellkraft ΔPr und demDifferentialkorrekturbetrag ΔD äquivalentenDrosselklappenöffnungen.In diesem Verfahren wird der Proportionalkorrekturbetrag ΔPf in einer ähnlichenWeise wie bei der ersten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 210 geschätzt, dieRückstellkraft ΔPr in einer ähnlichenWeise wie bei der zweiten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 220 geschätzt, undder Differentialkorrekturbetrag ΔDin einer ähnlichenWeise wie bei der dritten Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 230 geschätzt.
    [0121] DieseProportionalkorrekturbetrag ΔPf,die Rückstellkraft ΔPr und derDifferentialkorrekturbetrag ΔDwerden jeweils unabhängiggeschätzt,und es liegt keine Einschränkungbezüglichder Reihenfolge vor, in welcher diese geschätzt werden.
    [0122] Bezüglich desvorstehend beschriebenen ersten Schrittes S100 und des zweiten Schrittes S200liegt keine Einschränkungweder in der Reihenfolge, in welcher die Drosselklappenöffnung,der Proportionalkorrekturbetrag ΔPf,die Rückstellkraft ΔPr und derDifferentialkorrekturbetrag ΔDgeschätzt werden,vor. Es ist nur erforderlich, den ersten Schritt S100 und den zweitenSchritt S200 wenigstens vor der Initialisierung des nachstehendbeschriebenen dritten Schrittes S300 abzuschließen.
    [0123] Indem dritten Schritt S300 wird eine Soll-Drosselklappenöffnung alsein zu einem Soll-Abgabedrehmoment äquivalenter Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswertdann auf der Basis der zu dem vorstehend in dem ersten Schritt S100geschätzten Ist-Abgabedrehmoment äquivalentenDrosselklappenöffnungund der zu dem vorstehend in dem zweiten Schritt S200 geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalentenDrosselklappenöffnungin einer ähnlichenWeise wie in den vorstehend beschriebenen Soll-Drosselklappenöffnungs-Schätzeinrichtung 300 geschätzt.
    [0124] Ineinem vierten Schritt S400 wird das Ansaugluftvolumen-Einstellsystem desVerbrennungsmotors anschließendauf der Basis der Soll-Drosselklappenöffnung geregelt, welche vorstehendin dem dritten Schritt S300 so geschätzt wurde, daß ein dem Soll-Drosselklappenöffnung entsprechendesAnsaugluftvolumen erreicht werden kann.
    [0125] Aufgrundsolcher Merkmale, wie den vorstehend Beschriebenen, macht es dasRegelungsverfahren gemäß der drittenAusführungsformmöglich, genaudas Luftvolumen auf ein Luftvolumen zu regeln, das für die Stabilisierungdes Betriebs des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebsgeeignet ist.
    [0126] Dadie Regelungsvorrichtung und das Verfahren gemäß der dritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben aufgebautsind, könnensie ähnlichevorteilhafte Effekte, wie die vorstehend beschriebene erste Ausführungsformhervorbringen
    [0127] Dievorliegende Erfindung wurde vorstehend auf der Basis ihrer Ausführungsformenbeschrieben. Es sei jedoch angemerkt, daß die vorliegende Erfindungin keiner Weise auf diese Aus führungsformen beschränkt ist,sondern mit verschiedenen Modifikationen innerhalb eines nicht vondem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abweichenden Schutzumfangsin der Praxis ausgeführtwerden kann.
    [0128] Beispielsweisekann die zweite Korrekturbetrag-Schätzeinrichtung 220 inder zweiten Schätzeinrichtung 200 derdritten Ausführungsformso aufgebaut sein, dass ähnlichzu der zweiten Ausführungsformkein sofortiges Auftreten einer zu schätzenden Rückstellkraft ΔPr angenommenwird, wenn sich die Motordrehzahl verändert, und diese als eine eine Ist-Reaktionsverzögerung beinhaltendeRückstellkraft ΔPr geschätzt wird.
    权利要求:
    Claims (22)
    [1] Vorrichtung zum Regeln eines Luftvolumens während einesLeerlaufbetriebs eines Verbrennungsmotors, mit: einer erstenSchätzeinrichtung(10; 100) zum Schätzen eines einem momentanenAnsaugluftvolumen des Verbrennungsmotors während des Leerlaufbetriebsdes Verbrennungsmotors entsprechenden Ist-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes; einerzweiten Schätzeinrichtung(20; 200) zum Schätzen eines einer Differenzzwischen einer Ist-Motordrehzahl und einer Soll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotorsentsprechenden Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrags; einerdritten Schätzeinrichtung(30; 300) zum Schätzen eines Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswertesauf einer Basis des von der ersten Schätzeinrichtung (10; 100)geschätztenIst-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes und des von der zweiten Schätzeinrichtung(20; 200) geschätzten Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrages; und einerRegelungseinrichtung (60) zum Regeln eines Ansaugluftvolumen-Einstellsystems(50) des Verbrennungsmotors, um ein Ansaugluftvolumen zuerreichen, welches zu dem von der dritten Schätzeinrichtung (S30; S300) geschätzten Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentist.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die Vorrichtungferner eine Parameterumwandlungseinrichtung (40) aufweist,um den Soll-Abgabedrehmoment-Kor relationswert, welcher von der dritten Schätzeinrichtung(30) geschätztworden ist, in einen dem Ansaugvolumen entsprechenden Wert umzuwandeln,der zu dem Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentist; und die Regelungseinrichtung (60) das Ansaugluftvolumen-Einstellsystem (50)des Verbrennungsmotors regelt, um einen Wert zu erreichen, welcherdurch die Parameterumwandlungseinrichtung (40) erzieltworden wird und welcher dem zu dem Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentenAnsaugluftvolumen entspricht.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei: dervon der ersten Schätzeinrichtung(10) zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrelationswert ein dem momentanen Ansaugluftvolumendes Verbrennungsmotors währenddes Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors entsprechendes Ist-Abgabedrehmomentist; der von der zweiten Schätzeinrichtung (20)zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag ein der Differenzzwischen der Ist-Motordrehzahl und der Soll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotorsentsprechender Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag ist; die dritteSchätzeinrichtungeine Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung(30) zum Schätzeneines Soll-Abgabedrehmomentesauf einer Basis des von der ersten Schätzeinrichtung (10)geschätzten Ist-Abgabedrehmomentesund des von der zweiten Ausgabeeinrichtung (20) geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetragsaufweist; und die Regelungseinrichtung (60) das Ansaugluftvolumen-Einstellsystem (50)des Verbrennungsmotors regelt, um ein zu dem von der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung(30) geschätztenSoll-Abgabedrehmoment äquivalentesAnsaugvolumen zu erreichen.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei: die Vorrichtungferner eine Parameterumwandlungseinrichtung (40) aufweist,um das Soll-Abgabedrehmoment, welches von der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung(30) geschätztworden ist, in eine zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalente Drosselklappenöffnung umzuwandeln;und die Regelungseinrichtung (60) das Ansaugluftvolumen-Einstellsystem (50)des Verbrennungsmotors regelt, um ein der Drosselklappenöffnung entsprechendesAnsaugluftvolumen zu erreichen, welches durch die Parameterumwandlungseinrichtung(40) erzielt worden ist und welches zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalentist.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei: dasvon der ersten Schätzeinrichtung(10) zu schätzendeIst-Abgabedrehmoment als Eines, das mit einer Verzögerung ersterOrdnung variiert, welche einen Gesamtvolumen von Einlaßrohrenin dem Verbrennungsmotor und einem Zylindervolumen in dem Verbrennungsmotorentspricht, bezogen auf ein auf der Basis einer derzeitigen Drosselklappenöffnung geschätztes Ansaugluftvolumengeschätztwird.
    [6] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei: dervon der zweiten Schätzeinrichtung(20) zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetragauf der Basis einer Differenz zwischen einem der Soll-Motordrehzahlentsprechenden Abgabedrehmoment und einem der Ist-Motordrehzahlentsprechenden Abgabedrehmoment aufweist.
    [7] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei: vonder zweiten Schätzeinrichtung(20) zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag aufweist,in welchem eine einer Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahlund der Ist-Motordrehzahl entsprechende Rückstellkraft berücksichtigtwird.
    [8] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei: vonder zweiten Schätzeinrichtung(20) zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag aufweist,in welchem eine einer Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahlund der Ist-Motordrehzahl entsprechende Rückstellkraft berücksichtigtwird, und in der Rückstellkraft,eine einer Veränderungin der Motordrehzahl entsprechende Ansprechverzögerung berücksichtigt worden ist.
    [9] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei: dervon der zweiten Schätzeinrichtung(20) zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag einen Abgabedrehmoment-Korrekturbetragaufweist, der einer Geschwindigkeitsableitung entspricht, welche aufeiner internen Trägheitdes Verbrennungsmotors beruht.
    [10] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei: dasvon der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung (30)zu schätzendeSoll-Abgabedrehmoment geschätztwird, indem ein Produkt des Abgabedrehmoment-Korrekturbetrags, welchervon der zweiten Schätzeinrichtung(20) geschätztworden ist, mit einem Verstärkungsfaktorauf den von der ersten Schätzeinrichtung(10) geschätztenIst-Abgabedrehmoment addiert wird.
    [11] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, wobei: dasvon der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung (30)zu schätzendeSoll-Abgabedrehmoment geschätztwird, indem ein Produkt des Abgabedrehmoment-Korrekturbetrags, welchervon der zweiten Schätzeinrichtung(20) geschätztworden ist, mit einem Verstärkungsfaktorauf das von der ersten Schätzeinrichtung(10) geschätzteIst-Abgabedrehmoment addiert wird; und der in der Soll-Abgabedrehmoment-Schätzeinrichtung(30) verwendete Verstärkungsfaktorgemäß einemVerhältniseines Druckes abstromseitig von einer Drosselklappe zu einem Druckanstromseitig von der Drosselklappe geschätzt wird.
    [12] Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei: dervon der ersten Schätzeinrichtung(100) zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrekturwert eine zu einem dem momentanen Ansaugluftvolumendes Verbrennungsmotors entsprechenden Ist-Abgabedrehmoment äquivalenteDrosselklappenöffnungist; der von der zweiten Schätzeinrichtung (200)zu schätzendeAbgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag ein zu einem derDifferenz zwischen der Ist-Motordrehzahl und der Soll-Motordrehzahldes Verbrennungsmotors entsprechenden Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalenter Drosselklappenöffnungs-Korrekturbetragist; die dritte Schätzeinrichtungeine Soll-Drosselklappenöffnungs-Schätzeinrichtung(300) aufweist, um eine Soll-Drosselklappenöffnung aufeiner Basis einer zu dem von der ersten Schätzeinrichtung (100) geschätzten Ist-Abgabedrehmoment äquivalenten Drosselklappenöffnung unddem zu dem von der zweiten Schätzeinrichtung(200) geschätztenAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalenten Drosselklappenöffnungs-Korrekturbetragzu schätzen; und dieRegelungseinrichtung (60) das Ansaugvolumen-Einstellsystem (50)des Verbrennungsmotors regelt, um die von der Soll-Drosselklappenöffnungs-Schätzeinrichtung(300) geschätzteSoll-Drosselklappenöffnungzu erreichen.
    [13] Verfahren zum Regeln eines Luftvolumens während einesLeerlaufbetriebs eines Verbrennungsmotors, mit: einem erstenSchritt (S10; S100) zum Schätzeneines einem momentanen Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotorswährenddes Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors entsprechenden Ist-Abgabedrehmoment-Korrelationswertes; einemzweiten Schritt (S20; S200) zum Schätzen eines einer Differenzzwischen einer Ist-Motordrehzahl und einer Soll-Motordrehzahl desVerbrennungsmotors entsprechenden Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrags; einemdritten Schritt (S30; S300) zum Schätzen eines Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswertesauf einer Basis des im ersten Schritt (S10; S100) geschätzten Ist-Abgabedrehmoment-Korrelationswertesund des in dem zweiten Schritt (S20; S200) geschätzten Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrages;und einem vierten Schritt (S50; S400) zum Regeln eines Ansaugluftvolumen-Einstellsystemsdes Verbrennungsmotors, um ein Ansaugluftvolumen zu erreichen, welchesdem im dem dritten Schritt (S30; S300) geschätzten Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentist.
    [14] Verfahren nach Anspruch 13, wobei: das Verfahrenferner einen Umwandlungsschritt (S40) aufweist, um den Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert,welcher in dem dritten Schritt (S30) geschätzt worden ist, in einen demAnsaugvolumen entsprechenden Wert umzuwandeln, der zu dem Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentist; und der vierte Schritt (S50) das Ansaugluftvolumen-Einstellsystem desVerbrennungsmotors regelt, um einen Wert zu erreichen, welcher durchden Umwandlungsschritt (S40) erzielt worden ist und welcher dem zudem Soll-Abgabedrehmoment-Korrelationswert äquivalentenAnsaugluftvolumen entspricht.
    [15] Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, wobei: derim dem ersten Schritt (S10) zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrelationswertein Ist-Abgabedrehmoment ist, das dem momentanen Ansaugluftvolumendes Verbrennungsmotors währenddes Leerlaufbetriebs des Verbrennungsmotors entspricht; derin dem zweiten Schritt (S20) zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag einAbgabedrehmoment-Korrekturbetrag ist, welcher der Differenz zwischender Ist-Motordrehzahl und der Soll-Motordrehzahl des Verbrennungsmotorsentspricht; der dritte Schritt (S30) ein Soll-Abgabedrehmoment aufeiner Basis des in dem ersten Schritt (S10) geschätzten Ist-Abgabedrehmomentesund des in dem zweiten Schritt (S20) geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetragsist; und der vierte Schritt (S50) das Ansaugluftvolumen-Einstellsystemdes Verbrennungsmotors regelt, um ein zu dem im dritten Schritt(S30) geschätztenSoll-Abgabedrehmoment äquivalentesAnsaugvolumen zu erreichen.
    [16] Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei: dasVerfahren ferner einen Umwandlungsschritt (S40) zum Umwandeln desSoll-Abgabedrehmoments, welches in dem dritten Schritt (S30) geschätzt wordenist, in eine zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalente Drosselklappenöffnung aufweist;und der vierte Schritt (S50) das Ansaugluftvolumen-Einstellsystemdes Verbrennungsmotors regelt, um ein der Drosselklappenöffnung entsprechendesAnsaugluftvolumen zu erreichen, welches in dem Umwandlungsschritt(S40) erzielt worden ist und welches zu dem Soll-Abgabedrehmoment äquivalentist.
    [17] Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei: dasvon dem ersten Schritt (S10) zu schätzende Ist-Abgabedrehmoment als Eines, das miteiner Verzögerungerster Ordnung variiert, welche einen Gesamtvolumen von Einlaßrohrenin dem Verbrennungsmotor und einem Zylindervolumen in dem Verbrennungsmotorentspricht, bezogen auf ein auf der Basis einer derzeitigen Drosselklappenöffnung geschätztes Luftvolumengeschätztwird.
    [18] Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei: derin dem zweiten Schritt (S20) zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetrageinen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag auf der Basis einer Differenzzwischen einem der Soll-Motordrehzahl entsprechenden Abgabedrehmoment undeinem der Ist-Motordrehzahl entsprechenden Abgabedrehmoment aufweist.
    [19] Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, wobei: derin dem zweiten Schritt (S20) zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetrageinen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag aufweist, in welchem eineeiner Differenz zwischen der Soll-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahlentsprechende Rückstellkraftberücksichtigtwird.
    [20] Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, wobei: derin dem zweiten Schritt (S20) zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetrageinen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag enthält, in welchem eine einer Differenzzwischen der Soll-Motordrehzahl und der Ist-Motordrehzahl entsprechendeRückstellkraftberücksichtigtwird, und in der Rückstellkraft, eineeiner Veränderungin der Motordrehzahl entsprechende Ansprechverzögerung berücksichtigt worden ist.
    [21] Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, wobei: derin dem zweiten Schritt (S20) zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrekturbetrageinen Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag aufweist, der einer Geschwindigkeitsableitungentspricht, welche auf einer internen Trägheit des Verbrennungsmotorsberuht.
    [22] Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 21, wobei: derin den ersten Schritt (S100) zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrelationswerteine zu einem dem momentanen Ansaugluftvolumen des Verbrennungsmotorsentsprechenden Ist-Abgabedrehmoment äquivalente Drosselklappenöffnung ist; derin dem zweiten Schritt (S200) zu schätzende Abgabedrehmoment-Korrelationswert-Korrekturbetrag einzu einem der Differenz zwischen der Ist-Motordrehzahl und der Soll-Motordrehzahldes Verbrennungsmotors entsprechenden Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalenterDrosselklappenöffnungs-Korrekturbetragist; der dritte Schritt (S300) eine Soll-Drosselklappenöffnung auf einer Basis einerzu dem in dem ersten Schritt (S100) geschätzten Ist-Abgabedrehmoment äquivalentenDrosselklappenöffnungund dem zu dem in dem zweiten Schritt geschätzten Abgabedrehmoment-Korrekturbetrag äquivalentenDrosselklappenöffnungs-Korrekturbetrag schätzt; und dervierte Schritt (S400) das Ansaugvolumen-Einstellsystem des Verbrennungsmotorsregelt, um die in dem dritten Schritt (S300) geschätzte Soll-Drosselklappenöffnung zuerreichen.
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    公开号 | 公开日
    JP2005016425A|2005-01-20|
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    DE102004030611B4|2016-03-24|
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    2005-03-03| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2015-04-08| R009| Remittal by federal patent court to dpma for new decision or registration|
    2015-11-09| R016| Response to examination communication|
    2015-12-07| R018| Grant decision by examination section/examining division|
    2016-12-28| R020| Patent grant now final|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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