DE4100380A1 - METHOD FOR OPERATING A THROTTLE VALVE-CONTROLLED INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN THE IDLE CONTROL AREA - Google Patents
METHOD FOR OPERATING A THROTTLE VALVE-CONTROLLED INTERNAL COMBUSTION ENGINE IN THE IDLE CONTROL AREAInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer drosselklappengeregelten Brennkraftmaschine im Leerlaufregelbe reich, wobei die Drosselklappe in Abregelrichtung vorgespannt ist, und ein fahrpedalseitig in Vollastrichtung ansteuerbares, in Abregelrichtung gegen einen Leerlaufanschlag in eine Stellung LLmin vorspannbares Stellelement in Aufregelrichtung in den Bewegungsweg eines Stellelementes für die Drosselklappe ein greift, sowie ein mittels eines elektromotorischen Stell antriebes im Leerlaufregelbereich ansteuerbares, in Abregelrich tung vorgespanntes Stellelement in Aufregelrichtung in den Bewegungsweg des Stellelementes für die Drosselklappe eingreift.The invention relates to a method for operating a throttle valve-controlled internal combustion engine in idle control rich, the throttle valve is biased in the regulating direction, and a accelerator side controllable in full load direction, in the regulating direction against an idling stop in a position LL min prestressable control element in the control direction in the path of movement of an actuator for Throttle valve engages, as well as a controllable by means of an electromotive actuator in the idle control range, in the Abregelrich device biased control element in the opening direction in the path of movement of the control element for the throttle valve.
Bei Leerlaufregelanlagen, bei denen die Leerlaufluftmenge durch elektromotorisches Verstellen des Drosselklappenwinkels gesteu ert wird, muß beim Betätigen des Fahrpedals aus der Ausgangs stellung LLmin zunächst ein Leerweg überwunden werden, bevor das die Drosselklappe verstellende drosselklappenseitige Stell element vom fahrpedalseitigen Stellelement beaufschlagt wird, das seinerseits von einem Bowdenzug bzw. einer Seilscheibe mitgenommen wird. Erkennt der Regler der Leerlaufregelanlage, daß der Fahrer das Fahrpedal betätigt, beispielsweise indem ein der Stellung LLmin zugeordneter Leerlaufkontakt schaltet, so wird die Drosselklappe elektromotorisch in ihrer momentanen Position gehalten, bis das drosselklappenseitige Stellelement vom fahrpedalseitigen Stellelement mitgenommen wird. Die Länge des Leerweges hängt somit vom momentanen Arbeitspunkt ab. Ins besondere bei kalter Brennkraftmaschine oder zugeschalteter Last, beispielsweise einer Klimaanlage, wird der dann relativ lange Leerweg zwischen der LLmin-Stellung des fahrpedalseitigen Stellelementes und dem Arbeitspunkt als unangenehm empfunden.In idle control systems, in which the idle air volume is controlled by electromotive adjustment of the throttle valve angle, an idle path must first be overcome when the accelerator pedal is actuated from the starting position LL min before the throttle valve-side adjusting element is acted upon by the accelerator pedal-side control element, which in turn is actuated by a Bowden cable or a pulley is taken. If the controller of the idle control system detects that the driver is actuating the accelerator pedal, for example by switching an idle contact assigned to the position LL min , the throttle valve is held in its current position by an electric motor until the throttle valve-side control element is carried along by the accelerator pedal-side control element. The length of the free travel therefore depends on the current working point. Particularly when the internal combustion engine is cold or a load is switched on, for example an air conditioning system, the then relatively long free travel between the LL min position of the actuating element on the accelerator pedal and the working point is perceived as unpleasant.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der genannten Art so weiter zu bilden, daß unabhängig von der jeweils eingenommenen Leerlaufstellung der Drosselklappe unter stellmotorischer Einwirkung bei einer anschließenden Ansteuerung der Drosselklappe über das Fahrpedal die Drosselklappe in Aufregelrichtung bewegt wird.It is an object of the present invention, a method of mentioned kind so that regardless of the each idle position of the throttle valve under actuator action during subsequent control the throttle valve via the accelerator pedal Control direction is moved.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß bei einer Ansteuerung des fahrpedalseitigen Stellelementes während dessen Aufregelung mittels des Fahrpedals das stellantriebseitige Stellelement aus der eingenommenen Leerlaufstellung elektromotorisch geregelt wird, wobei die Öfffnungskennlinie des stellantriebsseitigen Stellelementes so ausgelegt ist, daß es in einem sich stetig verkleinernden Abstand vor dem fahrpedalseitigen Stellelement herläuft, wobei der Abstand zwischen dem fahrpedalseitigen Stellelement und dem drosselklappenseitigen Stellelement spätestens in der Position LLmax gleich Null wird.The object is achieved in that when the accelerator pedal-side control element is actuated during its regulation by means of the accelerator pedal, the actuator-side control element is regulated by an electric motor from the idling position assumed, the opening characteristic of the actuator-side control element being designed such that it is at a continuously decreasing distance in front of the Accelerator pedal-side control element runs, the distance between the accelerator pedal-side control element and the throttle valve-side control element becoming zero at the latest in position LL max .
Erfindungsgemäß verharrt bei einer Betätigung des Fahrpedals die Drosselklappe nicht in ihrer momentanen Position, sondern wird elektromotorisch in Aufregelrichtung betätigt, wobei die Aufregelgeschwindigkeit des stellantriebseitigen Stellelementes geringer ist als die des fahrpedalseitigen Stellantriebes. Die Relativgeschwindigkeit von fahrpedalseitigem und stellantriebs eitigem Stellelement ist so bemessen, daß das fahrpedalseitige Stellelement innerhalb des Regelbereiches des stellantriebs eitigen Stellelementes in Anlage mit dem drosselklappenseitigen Stellelement gelangt und damit die Drosselklappe über das Fahrpedal bewegt wird. Bei dieser Regelung erfolgt somit eine stetige Verstellung des Drosselklappenwinkels, so daß der Fahrer keinen durch einen Leerweg bedingten Regelsprung empfinden kann.According to the invention, the accelerates when the accelerator pedal is actuated Throttle valve not in its current position, but will actuated by an electric motor in the opening direction, the Raising speed of the actuator on the actuator side is less than that of the accelerator pedal-side actuator. The Relative speed of accelerator pedal and actuator eit control is dimensioned so that the accelerator pedal Actuator within the control range of the actuator side actuator in contact with the throttle valve side Control element arrives and thus the throttle valve over the Accelerator pedal is moved. With this regulation there is therefore a constant adjustment of the throttle valve angle so that the driver cannot feel a control jump caused by an empty travel.
Bevorzugt erreichen das stellantriebseitige und das fahrpedal seitige Stellglied im wesentlichen gleichzeitig die Position LLmax. Es wird somit der gesamte Regelbereich des elektromotori schen Stellantriebes dazu genutzt, die Annäherung des fahr pedalseitigen Stellgliedes an das stellantriebseitige Stellglied herbeizuführen.Preferably, the actuator-side and the accelerator-side actuator reach position LL max substantially simultaneously. The entire control range of the electric motor's actuator is thus used to bring the actuator pedal-side actuator closer to the actuator-side actuator.
Vorteilhaft weist das stellantriebseitige Stellelement eine progressive Bewegung gegenüber der des fahrpedalseitigen Stellelementes auf. Hierdurch ist eine deutlich verbesserte Regelung im Bereich kleiner Drosselklappenwinkel gewährleistet.The actuating element on the actuator side advantageously has a progressive movement compared to that of the accelerator pedal Control element on. This is a significantly improved Regulation in the area of small throttle valve angles guaranteed.
Zweckmäßig liefert ein die Position des fahrpedalseitigen Stellelementes erfassendes Potentiometer eine Sollwertvorgabe für ein Elektronikbauteil, das einen Sollwert für einen Lagereg ler des elektromotorischen Stellantriebes generiert. Sobald das Fahrpedal betätigt wird, kann somit eine Öffnung der Drossel klappe mit einer vom Arbeitspunkt abhängigen Kennlinie erfolgen.One expediently supplies the position of the accelerator pedal side Actuator sensing potentiometer a setpoint for an electronic component that has a setpoint for a position control generated the electromotive actuator. As soon as that Accelerator pedal is pressed, can thus open the throttle with a characteristic curve dependent on the operating point.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich sind.Further features of the invention are in the description of the Figures are shown, it being noted that all individual features and all combinations of individual features essential to the invention are.
In der Darstellung der Figuren ist das erfindungsgemäße Ver fahren an einem Beispiel erläutert. Es zeigt:In the representation of the figures, the Ver drive explained using an example. It shows:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung der Anordnung der die Brennkraftmaschine im erfindungsgemäßen Sinne regelnden Bauteile und Fig. 1 is a block diagram to illustrate the arrangement of the components regulating the internal combustion engine in the sense of the invention and
Fig. 2 eine Diagrammdarstellung zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Leerlaufregelung. Fig. 2 is a diagram showing the idle control according to the invention.
In Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 1 eine Lastverstelleinrichtung, die extern über ein Fahrpedal 2 und eine Elektronik 3 ansteuer bar ist. Die Lastverstelleinrichtung 1 beinhaltet eine Drossel klappe 4, die über ein drosselklappenseitiges Stellelement 5 verstellbar ist. Eine Zugfeder 6 greift an dem drosselklappen seitigen Stellelement 5 und an einem stationären Bauteil der Lastverstelleinrichtung 1 an und spannt das drosselklappenseiti ge Stellelement 5 in Leerlaufrichtung vor. Die Drosselklappe 4 ist zwischen einer minimalen Leerlaufstellung LLmin und einer Vollaststellung VL regelbar.In Fig. 1, the numeral 1 designates a load adjustment device which can be controlled externally via an accelerator pedal 2 and electronics 3 . The load adjustment device 1 includes a throttle valve 4 , which is adjustable via an adjusting element 5 on the throttle valve side. A tension spring 6 engages on the throttle valve-side actuating element 5 and on a stationary component of the load adjustment device 1 and biases the throttle valve-side actuating element 5 in the idling direction. The throttle valve 4 can be regulated between a minimum idle position LL min and a full load position VL.
Das Fahrpedal 2 wirkt über eine Bowdenzug 7 mit einem fahr pedalseitigen Stellelement 8 zusammen, das mittels des Fahr pedals 2 zwischen einem Anschlag LLmin und einem Anschlag VL beweglich ist. Eine Zugfeder 9 greift am fahrpedalseitigen Stellelement 8 und einem stationären Bauteil der Lastverstell einrichtung 1 an und spannt das fahrpedalseitige Stellelement 8 in Leerlaufrichtung gegen den Anschlag LLmin vor. Die Position des fahrpedalseitigen Stellelementes 8 wird durch ein Istwert erfassungselement 10 erfaßt, das beispielsweise als Potentiome ter ausgebildet und auf dem als Seilscheibe ausgebildeten fahrpedalseitigen Stellelement 8 angeordnet ist.The accelerator pedal 2 acts via a Bowden cable 7 together with an accelerator-pedal-side adjusting element 8 which is movable by means of the accelerator pedal 2 between a stop LL min and a stop VL. A tension spring 9 engages the accelerator pedal-side control element 8 and a stationary component of the load adjustment device 1 and biases the accelerator pedal-side control element 8 in the idling direction against the stop LL min . The position of the accelerator pedal-side control element 8 is detected by an actual value detection element 10 , which is formed, for example, as a potentiometer and is arranged on the accelerator pedal-side control element 8 designed as a rope pulley.
Wie der Darstellung der Fig. 1 zu entnehmen ist, greift das fahrpedalseitige Stellelement 8 in Aufregelrichtung in den Bewegungsweg des drosselklappenseitigen Stellelementes 5 ein. Unabhängig hiervon greift ein stellantriebsseitige Stellelement 11 in Aufregelrichtung in den Bewegungsweg des drosselklappen seitigen Stellelementes 5 ein. Das stellantriebseitige Stell element 11 ist mittels eines elektromotorischen Stellantriebes 12 zwischen einem LLmin-Anschlag und einem LLmax-Anschlag bewegbar.As can be seen from the illustration in FIG. 1, the accelerator pedal-side actuating element 8 engages in the opening direction in the movement path of the throttle valve-side actuating element 5 . Independently of this, an actuating element 11 on the actuator side engages in the opening direction in the movement path of the throttle valve-side actuating element 5 . The actuator-side actuator 11 is movable by means of an electromotive actuator 12 between an LL min stop and an LL max stop.
Die Position des stellantriebseitigen Stellelementes 11 wird über ein weiteres Istwerterfassungselement 13 erfaßt, das beispielsweise wieder als Potentiometer ausgebildet sein kann.The position of the actuator element 11 on the actuator side is detected via a further actual value detection element 13 , which can again be designed as a potentiometer, for example.
Eine Zugfeder 14 greift am stellantriebseitigen Stellelement 11 und einem stationären Bauteil der Lastverstelleinrichtung 1 an und spannt das stellantriebseitige Stellelement 11 in Abregel richtung gegen den Anschlag LLmin vor.A tension spring 14 engages the actuator-side actuator 11 and a stationary component of the load adjustment device 1 and biases the actuator-side actuator 11 in the downward direction against the stop LL min .
Die insoweit beschriebene Einrichtung zur Verstellung der Last einer Brennkraftmaschine wird im Leerlaufregelbereich über den elektromotorischen Stellantrieb 12 angesteuert und im Teillast- sowie Vollastbetrieb über das Fahrpedal 2. Im Leerlaufbetrieb - bei nicht betätigtem Fahrpedal 2 - nimmt das fahrpedalseitige Stellelement 8 die gezeigte Anschlagsposition LLmin ein, während die Drosselklappe 4 sich in Abhängigkeit von der Ansteuerung über den elektromotorischen Stellantrieb 12, der seinerseits von der Elektronik 3 angesteuert wird, in einem Arbeitspunkt befindet, der im Beispiel nach der Fig. 1 etwa in der Mitte zwischen den Betriebsstellungen LLmin und LLmax liegt. Dieser Arbeitspunkt kann selbstverständlich variieren, er hängt z. B. ab von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine und den Verbrauchern (beispielsweise Heckscheibenheizung, Klimaanlage), die von der Brennkraftmaschine versorgt werden müssen und damit einen bestimmten, veränderlichen Luftbedarf der Brennkraftma schine bedingen.The device described so far for adjusting the load of an internal combustion engine is controlled in the idle control range by the electromotive actuator 12 and in the part-load and full-load operation by the accelerator pedal 2 . In idle mode - with the accelerator pedal 2 not actuated - the accelerator pedal-side actuating element 8 assumes the stop position LL min shown, while the throttle valve 4 is at a working point depending on the actuation via the electromotive actuator 12 , which in turn is actuated by the electronics 3 , which in the example according to FIG. 1 lies approximately in the middle between the operating positions LL min and LL max . Of course, this operating point can vary, it depends, for. B. from the operating temperature of the internal combustion engine and the consumers (for example, rear window heating, air conditioning), which have to be supplied by the internal combustion engine and thus require a certain, variable air requirement of the internal combustion engine.
Die Ansteuerung der Drosselklappe 4 über den elektromotorischen Stellantrieb 12 führt dazu, daß bei einer Stellung des stell antriebseitigen Stellelementes 12, die nicht mit der Stellung LLmin zusammenfällt, ein Leerweg zwischen dem drosselklappenseiti gen Stellelement 5 und dem fahrpedalseitigen Stellelement 8 verbleibt. Fig. 2 verdeutlicht die Ausgangssituation für die in Fig. 1 gezeigte Betriebsstellung. In dem dort gezeigten Diagramm ist der Drosselklappen (DK)-Winkel über dem Pedalweg aufgetragen. Der Arbeitspunkt A der Drosselklappe befindet sich etwa auf der Hälfte zwischen den Betriebsstellungen LLmin und LLmax. Soll ausgehend von diesem Arbeitspunkt A die Drosselklappe 4 nur über das Fahrpedal 2 angesteuert werden, müßte normaler weise der Leerweg zwischen dem drosselklappenseitigen Stell element 5 und dem fahrpedalseitigen Stellelement 8, der in Fig. 2 mit der Strecke B1 bezeichnet ist, zunächst überbrückt werden, ehe nach Anlage des fahrpedalseitigen Stellelementes 8 am drosselklappenseitigen Stellelement 5 die Drosselklappe 4 in linearer Bewegung zum Fahrpedal 2 entlang der Geraden B2 ver schwenkt werden kann. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß das drosselklappenseitige Stellelement 5 und damit die Drossel klappe 4 nicht bis zur Anlage des fahrpedalseitigen Stell elementes 8 verharrt, sondern daß das drosselklappenseitige Stellelement 5 bei einer Aufregelungsbewegung des fahrpedalsei tigen Stellelementes 8 entsprechend der Kurve C über den elektromotorischen Stellantrieb 12 und damit das stellantriebs eitige Stellelement 11 aufgeregelt wird. Fig. 2 verdeutlicht, daß die Kurve C ausgehend vom Arbeitspunkt A progressiv verläuft und die Gerade B2 etwa im Betriebspunkt LLmax schneidet. Das der Bewegung des stellantriebseitigen Stellelementes 11 nacheilende fahrpedalseitige Stellelement 8 hat das stellantriebseitige Stellelement 11 somit am Ende von dessen Regelbereich eingeholt und kann von da ab, das heißt im Teillast- und Vollastbereich, die Regelung der Drosselklappe 4 durch das Fahrpedal 2 über nehmen.The control of the throttle valve 4 via the electromotive actuator 12 leads to the fact that at a position of the actuating drive-side control element 12 , which does not coincide with the position LL min , an idle path between the throttle valve-side control element 5 and the accelerator pedal-side control element 8 remains. FIG. 2 illustrates the initial situation for the operating position shown in FIG. 1. In the diagram shown there, the throttle valve (DK) angle is plotted over the pedal travel. The operating point A of the throttle valve is approximately halfway between the operating positions LL min and LL max . If, starting from this working point A, the throttle valve 4 is only controlled via the accelerator pedal 2 , the free travel between the throttle valve-side actuating element 5 and the accelerator pedal-side actuating element 8 , which is designated by the route B 1 in FIG. 2, would initially have to be bridged , before the accelerator pedal-side control element 8 on the throttle valve-side control element 5, the throttle valve 4 can be pivoted ver in linear movement to the accelerator pedal 2 along the straight line B 2 . According to the invention it is now provided that the throttle valve-side actuating element 5 and thus the throttle valve 4 does not remain until the system of the accelerator pedal-side actuating element 8 , but that the throttle valve-side actuating element 5 during an upward movement of the accelerator-side actuating element 8 according to curve C via the electromotive actuator 12 and so that the actuator-side actuating element 11 is adjusted. Fig. 2 illustrates that the curve C proceeds progressively from the working point A and the line B 2 intersects approximately at the operating point LL max . The movement of the actuator-side control element 11 trailing the accelerator-pedal-side adjusting element 8 has thus been obtained, the actuator-side control element 11 at the end of its control range and can from there, that is to say in the part-load and full-load range, responsible for the control of the throttle valve 4 by the accelerator pedal 2 via.
Fig. 2 verdeutlicht ferner einen möglichen Regelungsverlauf der Drosselklappe bei einem Arbeitspunkt A′ der Drosselklappe 4, der näher der Betriebsstellung LLmin ist. Hier wäre vom fahrpedalsei tigen Stellelement 8 nur ein geringerer Leerweg B′1 zu über brücken, ehe es zur Beaufschlagung des drosselklappenseitigen Stellelementes 5 im Bereich der Geraden B′2 käme. Erfindungs gemäß wird bei diesem Arbeitspunkt A′ die Drosselklappe 4 über den elektromotorischen Stellantrieb 12 entlang der steileren Kurve C′ geregelt, die die Gerade B′2 schon vor dem Betriebs punkt LLmax schneidet. Die Alternative soll verdeutlichen, daß das fahrpedalseitige Stellelement 8 bereits vor Erreichen des Regelbereichsendes des elektromotorischen Stellantriebes 12 die Regelung der Drosselklappe 4 übernehmen kann. Fig. 2 also illustrates a possible control curve of the throttle valve at an operating point A 'of the throttle valve 4 , which is closer to the operating position LL min . Here would be from the fahrpedalsei term control element 8 only a smaller free travel B ' 1 to bridge before it came to act on the throttle valve-side control element 5 in the region of the straight line B' 2 . According to the invention, at this operating point A ', the throttle valve 4 is regulated via the electromotive actuator 12 along the steeper curve C', which cuts the straight line B ' 2 before the operating point LL max . The alternative is intended to clarify that the accelerator pedal-side control element 8 can take over the control of the throttle valve 4 even before the end of the control range of the electromotive actuator 12 .
Um eine Regelung der Brennkraftmaschine aus unterschiedlichen Arbeitspunkten A, A′ usw. der Drosselklappe 4 zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß das die Position des fahrpedalseitigen Stellelementes 8 erfassende Potentiometer 10 eine Sollwert vorgabe für ein Elektronikbauteil, das grundsätzlich in die Elektronik 3 integriert ist, liefert. Dieses Elektronikbauteil generiert seinerseits einen Sollwert für einen Lageregler des elektromotorischen Stellantriebes 12, mit der Folge der unter schiedlichen Annäherungskurven C, C′ des elektromotorischen Stellelementes 11 an die Bewegung des fahrpedalseitigen Stell elementes 8.In order to ensure control of the internal combustion engine from different operating points A, A 'etc. of the throttle valve 4 , it is provided that the potentiometer 10 which detects the position of the accelerator pedal-side control element 8 specifies a setpoint value for an electronic component which is fundamentally integrated into the electronics 3 , delivers. This electronic component in turn generates a setpoint for a position controller of the electromotive actuator 12 , with the result of the under different approach curves C, C 'of the electromotive actuator 11 to the movement of the accelerator-side actuator 8th
BezugszeichenlisteReference symbol list
1 Lastverstelleinrichtung
2 Fahrpedal
3 Elektronik
4 Drosselklappe
5 drosselklappenseitiges Stellelement
6 Zugfeder
7 Bowdenzug
8 fahrpedalseitiges Stellelement
9 Zugfeder
10 Istwerterfassungselement
11 stellantriebseitiges Stellelement
12 elektromotorischer Stellantrieb
13 Istwerterfassungselement
14 Zugfeder 1 load adjustment device
2 accelerator pedal
3 electronics
4 throttle valve
5 throttle valve side actuator
6 tension spring
7 Bowden cable
8 accelerator-side actuator
9 tension spring
10 actual value acquisition element
11 actuator-side actuator
12 electromotive actuator
13 Actual value acquisition element
14 tension spring
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Publication number | Publication date |
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EP0494337A3 (en) | 1993-08-04 |
EP0494337A2 (en) | 1992-07-15 |
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Legal Events
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