DE3521551A1 - Verfahren zur steuerung und/oder regelung von betriebskenngroessen einer brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zur steuerung und/oder regelung von betriebskenngroessen einer brennkraftmaschineInfo
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Description
»■ 20079 '5-
10.6.1985 Sr/Hm
ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1
Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung von Betriebskenngroßen einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder
Regelung von Betriebskenngrößen einer Brennkraftmaschine mit einem in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine
gebildeten Einspritzsignal für die Zumessung von Kraftstoff zur Brennkraftmaschine, mit einem ebenfalls in
Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine erzeugten Leerlauffüllungssignal für die Leerlaufluftzufuhr
zur Brennkraftmaschine, sowie mit einer Erkennung eines
Schubbetriebs der Brennkraftmaschine.
Es ist bekannt, während eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine
zum Zwecke der Benzinersparnis die Kraftstoff
zumessung zur Brennkraftmaschine zu unterbrechen. Dies wird z.B. dadurch erreicht, daß der Schubbetrieb
der Brennkraftmaschine erkannt wird, um danach ein Einspritzsignal für die Zumessung von Kraftstoff zur Brennkraftmaschine
derart zu beeinflussen, daß die Kraftstoff-
20 07$
21551
·..·...· η π π ~ί U
χ-
zumessung unterbleibt. Am Ende des Schubbetriebs wird dieser Vorgang dann wieder rückgängig gemacht, so daß danach ein
normaler Betrieb der Brennkraftmaschine wieder möglich ist.
Es hat sich jedoch gezeigt, daß derartige Gemischaufbereitungssysteme
beim Übergang von ihrem normalen Betriebszustand zum Betriebszustand der Schubabschaltung, also
beim Unterbrechen der Kraftstoffzumessung zur Brennkraftmaschine einen Ruck hervorrufen, der das Fahrverhalten
des mit der Brennkraftmaschine betriebenen Kraftfahrzeugs spürbar verschlechtert.
Vorteile der Erfindung
Demgegenüber weist der erfindungsgemäße Gegenstand mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs den -Vorteil auf, daß der Ruck beim Übergang vom normalen Betrieb
der Brennkraftmaschine zum Betriebszustand der Schubabschaltung
vermieden werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß nach dem Beginn des Schubbetriebs das Leerlauffüllsignal
derart beeinflußt wird, daß sich die Leerlaufluftzufuhr vermindert und nach dem Erreichen eines vorbestimmbaren
Wertes des Leerlauffüllsignals das Einspritzsignal derart verändert wird, daß die Kraft stoffzumessung unterbrochen
ist.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird bei unterbrochener Kraftstoffzumessung das Leerlauffüllsignal
derart eingestellt, daß die Leerlaufluftzufuhr einen vorbestimmbaren mittleren Wert einnimmt. Dadurch
wird erreicht, daß auf einen möglichen Übergang zum Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine schnell reagiert werden
kann.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ende des Schubbetriebs
das Einspritzsignal derart verändert wird, daß die Unterbrechung der Kräftstoffzumessung aufgehoben
ist, und das Leerlauffüllsignal derart beeinflußt wird, daß die Leerlaufluftzufuhr von einem vorbestimmbaren niederen
Wert auf einen vorbestimmbaren mittleren Wert ansteigt. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Übergang
vom Betriebszustand der Schubabschaltung zum normalen Betrieb der Brennkraftmaschine ebenfalls ohne einen das
Fahrverhalten störenden Ruck vor sich geht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie
aus der Zeichnung mit der zugehörigen Beschreibung. Dabei weist die Zeichnung zwei Figuren auf, von denen Figur 1
ein Blockschaltbild für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt und Figur 2 Signaldiagramme
zum Blockschaltbild der Figur 1 darstellt. Beide Figuren sind in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
In der Figur 1 wird einer Lastsignalbildung TO (LAST) ein
Signal bezüglich der Luftmenge pro Zeit QL und ein Signal bezüglich der Drehzahl der Brennkraftmaschine W zugeführt.
Eine an die Lastsignalbildung 10 angeschlossene Korrektureinrichtung 11 (KORR) bildet in Abhängigkeit von ihren
Eingangssignal, dem Lastsignal ti ein Ausgangssignal, und zwar das Einspritzsignal ti, das an eine Schalteinrichtung
12 angeschlossen ist. Das Ausgangssignal dieser Schalteinrichtung 12 ist mit tik bezeichnet und einer Endstufe
13 zugeführt, die dann eine Brennkraftmaschine ■20 beeinflußt.
079
Eine Leerlaufregelung 15 (LLR) ist von dem Drehzahlsignal K
und dem Lastsignal ti beaufschlagt und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Leerlauffüllsignal Ll, das einer Verknüpfung
16 zugeführt ist. Dieser Verknüpfung 16 sind noch zwei weitere Signale negativ zugeführt, die dann zusammen ein
Ausgangssignal bilden, das mit t*lk gekennzeichnet ist,
und das über eine Endstufe 17 die Brennkraftmaschine
beeinflußt.
Die bisher beschriebene Anordnung ist an sich bekannt und kann von einem Fachmann in vielerlei Hinsicht modifiziert
werden. Die spezielle Ausführung eines derartigen Gemischaufbereitungssystems ist jedoch für die Erfindung
auch nicht wesentlich. Wichtig sind bisher nur die Schalteinrichtung 12 und die Verknüpfung 16, über die die
nachfolgend beschriebene Erfindung in das bekannte System eingreift.
Eine Schubabschaltungs-Erkennung 30 (SAS) ist zumindest mit dem Drehzahlsignal N beaufschlagt, in dessen Abhängigkeit
sie ein Ausgangssignal S bildet, das einen Schubabschaltungs-Integrator
31 ansteuert. Dieser Integrator 31 wird dabei zum einen von einer von der Drehzahl
N der Brennkraftmaschine abhängigen Schubabschaltungs-Zeitkonstante-Einstellung 32 (SZK), sowie zum anderen
von einem Signal W beeinflußt, das später noch genauer erläutert werden wird. Das Ausgangssignal des Integrators
31 ist mit SI bezeichnet und beaufschlagt eine von einer ODER-Verknüpfung 33 angesteuerte Schalteinrichtung
3^, sowie eine Schwellwert stufe 35· Der
Schwellwert der Schwellwert stufe 35 wird dabei durch
das Ausgangssignal K einer von der Maschinendrehzahl der Brennkraftmaschine N abhängigen Schwellwert-Einstellung
36 (SW) vorgegeben.
Eine Wiedereinsetz-Erkennung UO (WES) wird wenigstens von
einem Signal bezüglich der Drehzahl N der Brennkraftmaschine
angesteuert und erzeugt in Abhängigkeit davon ein Ausgangssignal W, das an einem Wiedereinsetz-Integrator
U1 angeschlossen ist. Dieser wird von einer von der Drehzahl Η abhängigen Wiedereinsetz-Zeitkonstanten-Einstellung
U2 (WZK) beeinflußt. Das Ausgangssignal des Integrators Ii-1 ist mit WI gekennzeichnet und beaufschlagt
eine Schalteinrichtung U3 , die von einer ODER-Verknüpfung UU gesteuert wird. An einem seiner Eingänge ist die
ODER-Verknüpfung UU mit dem Ausgang der Schwellwertstufe 35 verbunden, wobei dieses Signal des weiteren
an eine UND-Verknüpfung U6 angeschlossen ist. Der zweite Eingang der UND-Verknüpfung U6 wird über einen Inverter
U5 vom Ausgangssignal W des Blocks Uo beeinflußt.
Dieses Signal ist des weiteren an den Integrator 31, sowie an die ODER-Verknpüfung 33 angeschlossen. Das
Ausgangssignal der UHD-Verknüpfung U6 steuert zum einen die Schalteinrichtung 12 und ist des weiteren mit der
eben genannten ODER-Verknüpfung 33 verbunden.
Schließlich erzeugt eine Drehzahl-Gradienten-Erkennung
!+8 (DG) in Abhängigkeit vom Drehzahlsignal N ein Ausgangssignal, das an jeweils einen Eingang der beiden ODER-Verknüpfungen
33 und UU angeschlossen ist. Die Ausgangssignale der beiden Schalteinrichtungen 31+ und U3
beeinflussen zuletzt mit einem negativen Vorzeichen versehen die Verknüpfung 1.6.
Die Funktionsweise des in der Figur 1 dargestellten Blockschaltbilds soll nachfolgend mit Hilfe der Signaldiagramme
der Figur 2 erläutert werden. Diese Figur 2 zeigt dabei den Verlauf der Signale S, W, SI, WI, t"lk,
sowie tik. Bei den Bezeichnungen T1, T2, T3 und TU handelt
es sich in der Figur 2 um bestimmte Zeitpunkte,
■i-
während die Abkürzungen TVS, TSAS und TVW bestimmte Zeitdauern kennzeichnen. Bei sämtlichen Diagrammen
der Figur 2 ist auf der horizontalen Achse die Zeit t aufgetragen.
Vor dem Zeitpunkt T1 findet noch keine Schubabschaltung statt. Dies hat zur Folge, daß die beiden Signale S und
W und dadurch auch die beiden Signale SI und WI jeweils Hull sind. Da das Ausgangssignal der Drehzahl-Gradienten
Erkennung U8 im Hormalfall immer Null ist, und da des
weiteren die Schwelle K der Schwellwert stufe 35 größer als Null ist, sind sämtliche Schalter 12, 3^ und i+3 geschlossen.
Über die beiden zuletzt genannten Schalter 3^ und Ij-3 wird jedoch kein Signal an die Verknüpfung 16
weitergeleitet. Insgesamt wird also vor dem Zeitpunkt T1 die Brennkraftmaschine einzig durch das Einspritzsignal
ti und das Leerlauffüllsignal Tl beeinflußt, da über die Schalteinrichtung 12 und die Verknüpfung 16
keine Veränderungen dieser Signale hervorgerufen werden.
Im Zeitpunkt T1 wird der Schubbetrieb der Brennkraftmaschine von der Schubabschaltungs-Erkennung 30 erkannt,
so daß das Signal S von 0 auf 1 springt und das Signal SI langsam vom Wert Null ausgehend zu steigen beginnt.
Über den geschlossenen Schalter 3^ wird das Signal SI
an die Verknüpfung 16 weitergeleitet, so daß dadurch das Leerlauf füllsignal %\ hin zum Signal t'lk verändert
wird. Erreicht das Signal SI den Wert K der Schwellwertstufe 35, so bewirkt dies am Ausgang der Stufe 35 ein
1-Signal, das seinerseits wiederum sämtliche Schalter 12, 3^ und U 3 öffnet. Dies geschieht im Zeitpunkt T2,
bei dem es sich daher um den eigentlichen Anfang der Schubabschaltung handelt. Es ist also jetzt nach dem
Zeitpunkt T2 das Einspritzsignal ti unterbrochen, so
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- Sf -
daß das Signal tik Eins ist, was bedeutet, daß kein Kraftstoff
eingespritzt wird, und das Signal CIk nimmt den Wert des Leerlauffüllsignals tTl wieder an, da insbesondere der
Schalter 3U geöffnet ist. Bei der Zeitdauer TVS zwischen
den Zeitpunkten T-1 und T2 handelt es sich um eine Schubabschalt-Verzögerung,
während dann dem Zeitpunkt T2 die eigent liche Schubabschalt-Dauer TSAS folgt. Diese zuletzt genannte
Zeitdauer'wird im Zeitpunkt T3 beendet.
Im Zeitpunkt T3 wird das Signal S wieder zu Null, d.h.
es liegt keine Schubabschaltung mehr vor, während das Signal W zu 1 wird, was die Bedeutung eines Wiedereinsetzens
nach Schubabschaltung hat. Aufgrund des jetzt vorliegenden, von 0 ungleichen Signals W wird das Signal
WI auf einen vorbestimmbaren Ausgangswert gesetzt, von dem aus es langsam auf den Wert Null wieder absinkt,
und gleichzeitig wird der Schubabschaltungs-Integrator 31 wieder auf den Wert Null zurückgesetzt. Dadurch fällt
das Signal SI wieder unter den Wert K der Schwellwertstufe 35, was zur Folge hat, daß die beiden Schalteinrichtungen
12 und U3 wieder in ihren Ausgangszustand, und zwar den geschlossenen Schaltzustand übergehen.
Nur die Schalteinrichtung 3U bleibt geöffnet, da sie
über die ODER-Verknüpfung 33 mit dem 1-Signal des Signals
W angesteuert ist. Es wird also das Einspritzsignal ti über die Schalteinrichtung 12 weitergeleitet, so daß
das Signal tik dem Signal ti entspricht. Weiter wird das Signal WI über die Schalteinrichtung U-3 der Verknüpfung
16 zugeführt, so daß das Leerlauffüllsignal ti
durch das Signal WI hin zum Signal tTlk verändert wird.
Bei der Zeitdauer TVW nach dem Zeitpunkt T3 handelt es sich um eine Aufregelungszeit des Leerlauffüllsignals
während des Wiedereinsetzens, die im Zeitpunkt TU beendet
ist. In diesem Zeitpunkt TU ist das Signal WI wieder zu
Null geworden, so daß jetzt das Leerlaufsignal ti wieder
dem Signal ^fIk entspricht. Nach dem Zeitpunkt Th ist also
die gesamte Schubabschaltung mit nachfolgendem Wiedereinsetzen
beendet.
Die Schubabschaltungs-Zeitkonstanten-Einstellung 32 und die Wiedereinsetzen-Zeitkonstanten-Einstellung k2
haben die Aufgabe, die Anstiegszeitkonstanten und gegebenenfalls auch die Anfangswerte der Signale SI
und WI der nachfolgenden Integratoren 31 und k"i zu
bestimmen. Selbstverständlich ist es möglich, daß auch noch weitere Parameter auf die beiden genannten Integratoren
31 und U1 einwirken. Analoges liegt im Zusammenhang mit der Schwellwert-Einstellung 36 vor. Diese hat
die Aufgabe, den Schwellwert K der Schwellwertstufe einzustellen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist
der Wert des Signals K abhängig von der Drehzahl HT der Brennkraftmaschine. Auch in diesem Zusammenhang ist
es möglich, daß noch weitere Parameter auf die Schwellwertstufe 35 und die Schwellwert-Einstellung 36 einwirken
.
Die Schubabschaltungserkennung 30 und die Wiedereinsetz-Erkennung kO haben die Aufgabe, den Schubbetrieb der
Brennkraftmaschine zu erkennen und anzuzeigen. Die Erkennung kann dabei mit Hilfe der Drehzahl N der Brennkraftmaschine
und gegebenenfalls weiterer Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine durchgeführt werden. So
ist es z.B. möglich, daß Schubbetrieb genau dann vorliegt, wenn sich die Drosselklappe der Brennkraftmaschine
in ihrer Leerlaufstellung befindet, gleichzeitig die
Drehzahl der Brennkraftmaschinen jedoch mindestens um einen bestimmten Wert oberhalb der Leerlaufdrehzahl
liegt.
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Bei den Signalen ti bzw. tik und ti bzw. elk kann es
sich um analoge, wie auch digitale Signale handeln. Dies ist in der Figur 2 dadurch angedeutet, daß das Signal tik
in der Form einzelner Einspritzimpulse dargestellt ist, während es sich bei dem Signal t"lk um ein analoges Signal
handelt. Letztlich ist dies jedoch für die Erfindung als solche unwesentlich, da mit Hilfe der Endstufen 13
und 17 die Umsetzung der Einspritz- und Leerlaufsignale
in entsprechende Ansteuersignale der elektromechanischen Stellglieder beliebig durchgeführt werden kann.
Die Drehzahl-Gradienten-Erkennung U8 hat die Aufgabe,
bestimmte vorgebbare Drehzahlveränderungen zu erkennen, um dann über die ODER-Verknüpfungen 33 und kh die Schalteinrichtung]!
3^ und U3 zu öffnen, also das Signal tik
schlagartig auf den Wert des Signals t"l zurückzusetzen.
Bei derartigen bestimmten Drehzahlabfällen kann es sich z.B. um einen negativen, Drehzahlgradienten handeln, der
nur dann auftritt, wenn die Brennkraftmaschine und das nachfolgende Getriebe des Kraftfahrzeugs voneinander
entkuppelt worden sind. In diesem Fall ist es dann durch das Öffnen der Schalteinrichtungen 3^ und U3'und das
damit verbundene Rücksetzen auf das Leerlauffüllsignals
'Cl möglich, daß die Leerlaufregelung 15 optimal die
Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine einregeln kann.
Insgesamt wird also beim beschriebenen Ausführungsbeispiel
der Erfindung am eigentlichen Gemischaufbereitungssystem nichts verändert, sondern es wird zur Erhöhung des Fahrkomforts
insbesondere additiv in die Leerlaufregelung der Gemischaufbereitung eingegriffen. Dadurch wird die
Leerlaufregelung stationär beibehalten und nur im Moment der Schubabschaltung und des Wiedereinsetzens wird das
Leerlaufsignal gezielt zu kleineren Werten hin verstellt.
Dadurch wird im Moment des geringsten Drehmoments die
■ob 20 07
-A-
Kraft stoffzumessung unterbrochen, was den geringsten
Ruck bedeutet. Besonders vorteilhaft ist es, diesen Vorgang noch dadurch zu unterstützen, daß der Zündzeitpunkt
nach spät verstellt wird.
Tritt also der Betriebszustand des Schubbetriebs der Brennkraftmaschine auf, so wird zuerst durch die Verringerung
der Leerlaufluftzufuhr der Motor auf ein möglichst geringes Drehmoment gebracht, um dann die Kraftstoff
zumessung zu unterbrechen. Da jedoch das eigentliche Leerlauffüllsignal nicht verändert wird, ist in jedem
Moment des Schubabschaltens gewährleistet, daß die Brennkraftmaschine bei einem möglichen Übergang in den Leerlaufbetrieb
nicht abstirbt. Analoges geschieht beim Wiedereinsetzen, bei dem die Leerlaufluftzufuhr von einem geringen
Wert langsam auf ihren normalen Wert erhöht wird, ohne dabei wiederum die eigentliche Leerlaufregelung
zu beeinflussen. Dadurch ist auch bei diesem Übergang in jedem Moment eine optimale Leerlaufregelung gegebenenfalls
möglich bei einer gleichzeitigen Vermeidung des normalerweise durch den Übergang entstehenden Rucks.
Eine weitere Verbesserung des Fahrkomforts kann darin bestehen, daß bei schnellen negativen Laständerungen der
Brennkraftmaschine mit einem nachfolgenden Übergang in den Leerlaufbetriebszustand der Schubabschaltungsintegrator
31 zunächst auf einen vorbestimmbaren negativen Wert gesetzt wird, von dem aus dann der bisher von Null
ausgehende Anstieg des Signals SI ausgeht. Durch diese Maßnahme kann der durch das Schließen der Drosselklappe
entstehende Ruck weiter abgebaut werden, da im ersten Moment nach dem Schließen der Drosselklappe mehr Luft
der Brennkraftmaschine zugeführt wird, als dies der geschlossenen Drosselklappe entspricht.
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:: 20 079521551
Für einen Fachmann ist es -weiterhin möglich, das beschriebene
Ausführungsbeispiel der Erfindung in der einen oder anderen Richtung zu erweitern oder zu -verändern. Derartige Ergänzungen liegen jedoch sämtlich im Rahmen der
Erfindung.
ORIGINAL iWSPEGTt»
Claims (1)
- 20079* ·* ft ft ft * B*10.6.1985 Sr/HmROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1AnsprücheM ./ Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung von Betriebskenngrößen einer Brennkraftmaschine, mit einem in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine gebildeten Einspritzsignal für die Zumessung von Kraftstoff zur Brennkraftmaschine, mit einem ebenfalls in Abhängigkeit von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine erzeugten Leerlauffüllsignal für die Leerlaufluft zufuhr -zur Brennkraftmaschine, sowie mit einer Erkennung eines Schubbetriebs der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Beginn des Schubbetriebs das Leerlauffüllsignal derart beeinflußt wird, daß sich die Leerlaufluftzufuhr vermindert, und nach dem Erreichen eines vorbestimmbaren Wertes des Leerlauffüllsignals das Einspritzsignal derart verändert wird, daß die Kraftstoffzumessung unterbrochen ist.2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterbrochener Kraft stoffzumessung das Leerlauffüllsignal derart eingestellt wird, daß die Leerlaufluftzufuhr einen vorbestimmbaren mittleren Wert einnimmt.3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß nach dem Ende des Schubbetriebs das Einspritzsignal derart verändert wird, daß die Unterbrechung· L U U/3321551der Kraftstoffzumessung aufgehoben ist, und das Leerlauffüllsignal derart beeinflußt wird, daß die Leerlaufluftzufuhr von einem vorbestimmbaren niederen Wert auf einen vorbestimmbaren mittleren Wert ansteigt.k. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem einen vorbestimmbaren Wert übersteigenden Drehzahlabfall das Leerlauffüllsignal derart beeinflußt wird, daß die Leerlaufluftzufuhr einen vorbestimmbaren mittleren Wert einnimmt.5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß der Schubbetrieb der Brennkraftmaschine wenigstens in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine erkannt wird.6. Verfahren nach einem, der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Leerlauffüllsignals wenigstens in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist.7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Unterbrechung der Kraftstoff zumessung zur Brennkraftmaschine hervorrufende vorbestimmbare Wert des Leerlauffüllsignals von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängig ist.8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Beginn des Schubbetriebs das Leerlaufsignal derart beeinflußt wird, daß sich die Leerlaufluftzufuhr zuerst erhöht und erst danach vermindert.INSPECTED
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