DD228589A1

DD228589A1 - ARRANGEMENT FOR THE ELECTRONIC CONTROL OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Info

Publication number: DD228589A1
Application number: DD26935584A
Authority: DD
Inventors: Bernd-Uwe Hartmann; Hans-Juergen Kampmann
Original assignee: Ifa Motorenwerke
Priority date: 1984-11-12
Filing date: 1984-11-12
Publication date: 1985-10-16

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf Fahrzeugdieselmotoren und will den Kraftstoffverbrauch in der Beschleunigungsphase so verringern, dass die Fahrstrecke pro Zeiteinheit nahezu konstant bleibt. Dazu soll die Einspritzmenge bei Fahrzeugbeschleunigung in eine derartige Abhaengigkeit von der Drehzahl sowie der Gaspedalstellung gebracht werden, dass sich der Arbeitspunkt im Motorkennfeld auf Kurven mit minimalem spezifischen Kraftstoffverbrauch bewegt. Die erfindungsgemaesse Loesung dieser Aufgabe besteht in einer Anordnung, in der einer zentralen Steuereinheit insbesondere ein Gaspedalsensor mit kick-down-Charakteristik, ein Drehzahlsensor und ein Geschwindigkeitssensor zugeordnet und im Programmspeicher mehrere die beschleunigungsspezifische Einspritzmenge mit der Drehzahl kausal verknuepfende Stuetzpunkttabellen abgelegt sind. Die Auswahl der zutreffenden Stuetzpunkttabelle und damit die Einspritzmenge mit der Drehzahl kausal verknuepfende Stuetzpunkttabellen abgelegt sind. Die Auswahl der zutreffenden Stuetzpunkttabelle und damit die Einspritzmenge beeinflusst eine Schwellwertschaltereinheit, die zur zentralen Steuereinheit gehoert. Fig. 2The invention relates to vehicle diesel engines and wants to reduce the fuel consumption in the acceleration phase so that the distance per unit time remains almost constant. For this purpose, the injection quantity at vehicle acceleration should be brought into such a dependence on the speed and the accelerator pedal position that moves the operating point in the engine map on curves with minimum specific fuel consumption. The inventive solution to this problem consists in an arrangement in which a central control unit in particular an accelerator pedal sensor with kick-down characteristic, a speed sensor and a speed sensor assigned and stored in the program memory several acceleration-specific injection quantity with the speed kausal verknuepfende Stupunktpunkttabellen. The selection of the relevant support point table and thus the injection quantity with the speed causally linking support point tables are stored. The selection of the applicable support point table and thus the injection quantity influences a threshold switch unit which belongs to the central control unit. Fig. 2

Description

Title of the Invention;

Anordnung zur elektronischen Steuerung einer BrennkraftmaschineArrangement for the electronic control of an internal combustion engine

Field of application of the invention:

Die Erfindung ist zur Anwendung vor allem bei Fahrzeugdieselmotoren vorgesehen·The invention is intended for use above all in vehicle diesel engines.

Characteristic of the known technical solutions:

Es sind elektronische Motorsteuereinrichtungen bekannt, bei denen die eingespritzte Kraftstoff menge innerhalb der Kennfeldgrenzen "Vollastkennlinie, Abregelkennlinie und. Leeriaufregelkennlinie" entsprechend der realisierten Reglerfunktion in Abhängigkeit von der Motordrehzahl und der Gaspedalstellung frei gewählt werden kann (z. B. EP G 044 289).. Diese Lösungen gestatten nicht die Reali-There are electronic engine control devices are known in which the injected fuel quantity within the performance limits "full load, Abregelkennlinie and Leeriaufregelkennlinie" according to the realized controller function depending on the engine speed and accelerator pedal position can be freely selected (eg, EP G 044 289). These solutions do not allow the reality

.15 sierung verbrauchsoptimaler Beschleunigungsvorgange..15 optimizing consumption-optimized acceleration processes.

" Ziel der Erfindung: " Object of the invention:

Durch die Erfindung soll der Kraftstoffverbrauch in der Beschleunigungsphase verringert werden, ohne den Zeitfonds merklich zu erhöhen, so asß die Fahrstrecke pro Zeiteinheit nahezu konstant bleibt.By the invention, the fuel consumption in the acceleration phase should be reduced without increasing the time funds noticeably, so as the travel distance per unit time remains almost constant.

Verbunden damit ist eine Verbesserung der Abgasqualität im dynamischen Motorbetrieb· Es wird damit ein Beitrag zur EnergieökonoHiie und zum Umweltschutz angestrebt.Associated with this is an improvement in the exhaust gas quality in dynamic engine operation. It is thus intended to contribute to energy economics and environmental protection.

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Explanation of the essence of the invention:

Die zu. lösende technische Aufgabe bestellt darin, die Einspritzmenge im Beschleunigungsfall in Abhängigkeit von der Drehzahl und der Gaspedalstellung so zu dosieren, daß sich der Arbeitspunkt im Motorkennfeld auf Kurven mit minimalem spezifischen Kraftstoffverbrauch bewegt·The too. solving technical task ordered to meter the injection quantity in the acceleration case as a function of the speed and the accelerator pedal position so that the operating point in the engine map moves to curves with minimum specific fuel consumption ·

Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einer Anordnung, in der einer zentralen Steuereinheit ein Gaspedalsensor mit kick-down-Charakteristik, ein Drehzahlsensor, ein Geschwindigkeitssensor und ein Bedienschalter zum manuellen Stillsetzen der optimalen Beschleunigungsfunktion zugeordnet und im Programmspeicher der zentralen Steuereinheit mehrere die besehleunigungsspezifische Einspritzmenge mit der Drehzahl kausal verknüpfende Stützpunkttabellen abgelegt sind, wobei eine die Auswahl der zutreffenden Stützpunkttabelle besorgende und damit die Einspritzmenge beeinflussende Schwellwertschaltereinheit zur zentralen Steuereinheit gehört»The inventive solution consists in an arrangement in which a central control unit associated with a gas pedal sensor with kick-down characteristics, a speed sensor, a speed sensor and an operating switch for manually stopping the optimal acceleration function and in the program memory of the central control unit several the acceleration-specific injection quantity with the speed causally linking interpolation point tables are stored, wherein one of the selection of the appropriate interpolation table and thus affecting the injection quantity threshold switch unit belongs to the central control unit »

Der erwähnte Bedienschalter kann gemäß der Erfindung auch durch einen Schwellwertgeber ersetzt werden, der von einem Geschwindigkeitssensor gesteuert wird, die elektronische Steuerung der Einspritzanlage also z· B, bei einer Fahrzeuggeschwindigkeit von > 30 km/h startet· Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß die An-Ordnung bei elektronisch die Einspritzmenge ansteuerbaren konventionellen Systemen, wie Reihenblockpumpen und Verteilereinspritzpumpen zur Anwendung kommt·The mentioned control switch can also be replaced by a threshold sensor according to the invention, which is controlled by a speed sensor, the electronic control of the injection system thus z · B, starts at a vehicle speed of> 30 km / h · It is a further feature of the invention, in that the on-order is applied to conventional systems which can be controlled electronically by the injection quantity, such as series block pumps and distributor injection pumps.

Wichtigster Bestandteil der Steuereinheit ist ein üblicher Mikrorechner, bestehend aus CPU, ROM, RAM, parallelen Ein/Ausgaberegistern, programmierbaren Rückwärtszählern, Analog-Digital-Wandler, Analogmultiplexer, Analogkanäle zur Erfassung weiterer Motorbetriebsdaten, wie z· B· Motor- und. Lufttemperatur, Ansaug- bzw· Ladeluftdruck, Öldruck·The most important part of the control unit is a conventional microcomputer, consisting of CPU, ROM, RAM, parallel I / O registers, programmable backward counters, analog-to-digital converters, analog multiplexers, analog channels for acquiring other engine operating data, such as. Air temperature, intake or charge air pressure, oil pressure ·

Die zentrale Steuereinheit realisiert unter Auswertung der gemessenen Motorbetriebsdaten und unter Zuhilfenahme von abgespeicherten Stützpunkttabellen die 'Vollastkennlinie, Abregelkennlinie, Leerlaufregelkennlinie und Startmengenkennlinie in bekannter Weise,The central control unit realizes the 'full load characteristic, Abregelkennlinie, idle control characteristic and starting quantity characteristic in a known manner, evaluating the measured engine operating data and with the aid of stored interpolation tables,

Die Ausgangsinformation gelangt Über eine Leistungselektronik zu. einem Stellglied. Dabei kann die Ausgangsinformation sowohl zur Ansteuerung der Regelstange einer herkömmlichen Dieseleinspritzpumpe als auch zur Ansteuerung ζ. B. von Magnetventilen einer Gleichdruckeinspritzanlage oder von Pumpe-Düse-Elementen dienen,The output information arrives via power electronics. an actuator. The output information can be used both for controlling the control rod of a conventional diesel injection pump and for driving ζ. B. of solenoid valves of a constant pressure injection system or pump-nozzle elements,

"Unter Auswertung der Bedienschalterinformation ist sowohl ein Betrieb als herkömmlicher Zweistufenregler als auch ein Betrieb mit verbrauchsoptimaler Beschleunigung möglich."Evaluation of the control switch information permits both operation as a conventional two-stage controller and operation with consumption-optimized acceleration.

Dazu, leitet der Mikrorechner aus den zeitlich aufeinanderfolgenden Drehzahl- und Gaspedalstellungsmeßwerten Informationen über die Drehzahländerung and die Änderung der Gaspedalstellung ab.For this purpose, the microcomputer derives information about the speed change and the change of the accelerator pedal position from the chronologically successive speed and accelerator position measurement values.

Bei tJT3erschre±i7tmg-ve-rg^ge^eiier-__Sijhwellwerte durch den Drehaahlgradienten und durch die Änderungsgeschwindigkeit der Gaspedalstellung wird, die verbrauchsoptimale Beschleunigung wirksam.In the case of the three-speed values due to the number of revolutions and the rate of change of the accelerator pedal position, the consumption-optimized acceleration becomes effective.

Dazu greift der Rechner auf im ROM abgespeicherte Stützptmkttabellen zurück· Diese Tabellen beinhalten für die oberen Getriebegänge jeweils die optimalen Beschleunigungskennlinien in Abhängigkeit vom Ausgangs-Drehmoment zwischen der Drehzahl des maximalen Drehmomentes bis zur Drehzahl des Motors, die dem jeweiligen Gesehwindigkeitsmaximalwert nach der nationalen Gesetzgebung entspricht. Zwischen den Stützpunkten wird linear interpoliert. Im Beschleunigungsfall wird die .Einspritzmenge bei Überschreitung der relevanten Beschleunigungskennlinie auf diese begrenzt.For this purpose, the calculator accesses the support table stored in the ROM · These tables contain the optimum acceleration characteristics for the upper gears depending on the output torque between the maximum torque speed and the engine speed corresponding to the respective maximum speed value according to national legislation. Between the interpolation points is linearly interpolated. In the event of acceleration, the injection quantity is limited to this when the relevant acceleration characteristic is exceeded.

Bei konstanter oder sinkender Motordrehzahl oder nach kurzzeitiger Zurücknahme des Gaspedals bewegt sich der Arbeitspunkt entsprechend den Kennlinien eines Zweistufenreglers.At a constant or decreasing engine speed or after brief withdrawal of the accelerator pedal, the operating point moves according to the characteristics of a two-stage controller.

Die verbrauchsoptimale Beschleunigung ist ebenfalls unwirksam, wenn das Gaspedal über einen Druckpunkt hinaus bewegt wird (kick-down) oder wenn über den Bedienschalter eine Abschaltung erfolgt.Consumption-optimized acceleration is also ineffective if the accelerator pedal is moved beyond a pressure point (kick-down) or if the operating switch is switched off.

exemplary:

Anhand, einer Zeichnung wird, die Erfindung näher erläutert« Es zeigenBased on a drawing, the invention is explained in more detail «show it

Pig. 1 ein Blockschaltbild der Steueranordnung undPig. 1 is a block diagram of the control arrangement and

Fig. 2 eine Darstellung des Motorkennfeldes, dessen Begrenzungslinien, den KennliFig. 2 is a representation of the engine map, the boundary lines, the Kennli

nien eines Zweistufenreglers und der optimalen Beschleunigungskennlinie*of a two-stage controller and the optimum acceleration characteristic *

Gemäß Pig, 1 beinhaltet die Steueranordnung einen Gaspedalsensor 1 mit kick-down-Funktion, einen Drehzahlsensor 2 zur Erfassung der Motordrehzahl, einen Geschwindigkeitssensor 3 zur Erfassung der Pahrzeuggesehwindigkeit und einen Bedienschalter 4 zum wahlweisen Abschalten der optimalen Beschleunigungsfunktion. Die Punktion des Bedienschalters 4 kann auch automatisiert sein, z. B. durch die Verknüpfung eines Schwellwertgebers mit einem Geschwindigkeitssensor.According to Pig, FIG. 1, the control arrangement includes a kick-down accelerator pedal sensor 1, a motor speed detecting rotational speed sensor 2, a vehicle speed detecting speed sensor 3, and an operation switch 4 for selectively shutting off the optimum acceleration function. The puncture of the control switch 4 can also be automated, for. B. by linking a threshold with a speed sensor.

Die Informationen der gen. Sensoren werden einer zentralen Steuereinheit 5 zugeführt. Diese umfaßt einen Mikrorechner, bestehend aas CPU, ROM, EAM, parallelen Sin/Ausgaberegisters, programmierbaren Rüekwärtszählera, Analog-Digitalwandler, Analogmultiplexer, Analogkanälen zur Erfassung weiterer Motorbetriebsdaten, wie z. B. Motor- und Lufttemperatur, Ansaug- bzw. Ladeluftdruck, Öldruck.The information of the gen. Sensors are fed to a central control unit 5. This includes a microcomputer consisting of the CPU, ROM, EAM, parallel sin / output registers, programmable backward counter, analog-to-digital converters, analog multiplexers, analog channels for acquiring further engine operating data, such as a. B. engine and air temperature, intake or charge air pressure, oil pressure.

Die zentrale Steuereinheit berechnet aus den Eingangsgrößen unter Zuhilfenahme von abgespeicherten Stützpunkttabellen die Vollastkennlinie 9, Abregelkennlinie 10 und Leerlaufregelkennlinie 11 (Pig, 2).The central control unit calculates from the input variables with the aid of stored interpolation point tables the full load characteristic curve 9, the regulation characteristic curve 10 and the idle regulation characteristic curve 11 (Pig, 2).

Die Ausgangsinformation der zentralen Steuereinheit 5 wird einer Leistungselektronik 6 zur Ansteuerung eines geeigneten Stellgliedes 7 zugeführt.The output information of the central control unit 5 is supplied to a power electronics 6 for controlling a suitable actuator 7.

Die zentrale Steuereinheit 5 realisiert prinzipiell die Punktionen eines Zweistufenreglers entsprechend der Pig. 2.The central control unit 5 implements in principle the punctures of a two-stage controller corresponding to the pig. Second

Der Bedienschalter 4 erlaubt ein Umschalten zwischen der herkömmlichen Zweistufenreglercharakteristik bzw. Verstellreglereharakteristik und dem Betrieb mit verbrauchsoptimaler Beschleunigung.The operating switch 4 allows a switching between the conventional two-stage controller characteristic or Verstellreglereharakteristik and the operation with consumption-optimized acceleration.

Im Betrieb mit verbrauchsoptimaler Beschleunigung erfolgt in der zentralen Steuereinheit 5 durch eine Überwachungsschaltung oder programmtechnisch aus aufeinanderfolgenden Drehzahl- und Gaspedalstellungsmeßwerten die Erfassung des Drehzahlgradienten und der Änderungsgeschwindigkeit der Gaspedalstellung. Bei Überschreitung vorgegebener Schwellwerte, d. h, im Beschleunigungsfall greift der Rechner auf abgespeicherte Stützpunkttabellen zurück und berechnet für die oberen Getriebegänge jeweils die optimalen Beschleunigungskennlinie 8. Das Verhältnis der Ausgangsimpulsfolgen des Drehzahlsensors 2 und des Geschwindigkeitssensors 3 dient dabei als Information des eingelegten Getriebegangs. Prinzipiell kann die Getriebeganginformation auch über geeignete, im Getriebe installierte Schalter o. ä. der zentralen Steuereinheit 5 zugeführt werden. Im Beschleunigungsfall wird die Einspritzmenge bei Überschreitung der relevanten optimalen Beschleunigungskennlinie 8 auf diese begrenzt.In operation with consumption-optimized acceleration takes place in the central control unit 5 by a monitoring circuit or programmatically from successive speed and Gaspedalstellungsmeßwerten the detection of the speed gradient and the rate of change of the accelerator pedal position. If predetermined threshold values are exceeded, d. h, in the case of acceleration, the computer accesses stored base tables and calculated for the upper gears each have the optimal acceleration characteristic 8. The ratio of the output pulse trains of the speed sensor 2 and the speed sensor 3 serves as information of the engaged gear. In principle, the transmission gear information can also be supplied to the central control unit 5 via suitable switches installed in the transmission or the like. In the case of acceleration, the injection quantity is limited to exceeding the relevant optimum acceleration characteristic 8.

In der Fig. 2 ist dieser Pall ausgehend vom Arbeitspunkt A dargestellt. Das Zurückschalten in die normale Zweistufenregler-Betriebsweise erfolgt bei konstanter oder sinkender Drehzahl (Arbeitspunktbewegung von C nach D beim Befahren einer Steigung) oder nach kurzzeitiger Zurücknahme des Gaspedals»In Fig. 2, this Pall is shown starting from the operating point A. Switching back to the normal two-step controller operating mode is carried out at constant or decreasing speed (operating point movement from C to D when driving on a gradient) or after brief withdrawal of the accelerator pedal »

Die verbrauchsoptimale Beschleunigung wird unwirksam, wenn die kick-down-Funktion des Gaspedalssensors 1 benutzt wird, d. h. wenn das Gaspedal über eine durch einen Druckpunkt markierte Stellung hinaus bewegt wird. Die Realisierung der kick-down-Funktion kann durch einen zusätzlich im Gaspedalsensor 1 enthaltenen Schalter oder durch das Erkennen eines vorgegebenen Wertebereichs der Ausgangsinformation des Gaspedalsensors 1 durch die zentrale Steuereinheit 5 erfolgen·The consumption-optimal acceleration becomes ineffective when the kick-down function of the accelerator pedal sensor 1 is used, i. H. when the accelerator pedal is moved beyond a position marked by a pressure point. The kick-down function can be implemented by a switch additionally contained in the accelerator pedal sensor 1 or by the recognition of a predefined value range of the output information of the accelerator pedal sensor 1 by the central control unit 5.

Claims

Inventory test:

1. An arrangement for the electronic control of an internal combustion engine whose injection system is controlled based on stored Kennfeld.grenzen, characterized in that a central control unit (5) an accelerator pedal sensor (1) with kiek-down characteristic, a speed sensor (2), a Speed sensor (3) and a manually operable to operating switch (4) are assigned and in the program memory of the central control unit (5) a plurality of the acceleration-specific injection quantity and speed causally linking Stützpontktabellen are, for their respective selection of the injection quantity influencing Schwellwertschalterereinheit part of the central control unit (5).

2. Arrangement according to item 1, characterized in that instead of the control switch (4) a system on or ausschaltender, controlled by a speed sensor threshold is provided.

3. Arrangement according to item 1 and 2, characterized in that it comes in electronically controlled the injection quantity series block pumps and "distributor injection pumps used.

"For this 1 page drawings"