DE19618691A1

DE19618691A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19618691A1
Application number: DE1996118691
Authority: DE
Inventors: Werner Hess; Hong Dr Zhang
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1996-05-09
Filing date: 1996-05-09
Publication date: 1997-11-13
Also published as: WO1997043533A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.

Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-A 43 04 779 bekannt. Dort wird bei der Bildung eines Sollwerts für ein von der Brennkraftmaschine abzugebendes Drehmoment das sogenannte Verlust- oder Schleppmoment der Brennkraftmaschine berücksichtigt. Dieses beschreibt das von der Brennkraftmaschine zur Kompensation der Reibung und ähnlicher, momentenverbrauchender Effekte zu erzeugende Moment. Das Schleppmoment wird dabei auf der Basis von Motortemperatur und Motordrehzahl nach vorbestimmten Kennlinien bestimmt, die in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Leerlauf der Brennkraftmaschine adaptiert werden. Durch die Drehzahl- und Temperaturabhängigkeit des Schleppmoments werden zwar die wesentlichsten Einflüsse berücksichtigt, wobei die Genauigkeit der Schleppmomentenbestimmung durch die vorgesehene Adaption weiter verbessert wird. Darüber hinausgehende Schritte zur Ermittlung des Schleppmoments werden nicht vorgeschlagen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen zur Erhöhung der Genauigkeit des ermittelten Schleppmoments einer Brennkraftmaschine anzugeben.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Patentansprüche erreicht.

Aus der DE-A 32 38 190 (US-Patent 4 582 031) ist bekannt, den Ansaugdruck einer Brennkraftmaschine auf der Basis der zugeführten Luftmenge bzw. -masse und der Motordrehzahl zu berechnen. Dort wird auch der sogenannte Abgasgegendruck, das heißt der im Abgassystem der Brennkraftmaschine herrschende Druck, berücksichtigt.

Vorteile der Erfindung

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Genauigkeit der Bestimmung des Schleppmoments und damit der Steuerung des Drehmoments bzw. der Leistung einer Brennkraftmaschine erhöht.

Besonders vorteilhaft ist, daß der die Genauigkeit der Schleppmomentenbestimmung beeinflussende Abgasgegendruck geeignet berücksichtigt wird. In vorteilhafter Weise wird bei der Ermittlung des Schleppmoments der Brennkraftmaschine der Zusammenhang zwischen Ansaugdruck und Abgasgegendruck berücksichtigt, insbesondere die Abweichung zwischen den beiden Größen, die einen erheblichen Einfluß auf den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine und damit auf das zur Kompensation der inneren Verluste der Brennkraftmaschine aufzubringende Moment haben.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels bzw. aus den abhängigen Patentansprüchen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 ein Übersichtsschaltbild einer Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine, während die erfindungsgemäße Bestimmung des Schleppmoments der Brennkraftmaschine anhand Fig. 2 dargestellt ist.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine elektronische Steuereinheit 10 dargestellt, welche über eine Eingangsschaltung 12, wenigstens einen Mikrocomputer 14 sowie eine Ausgangsschaltung 16 verfügt. Eingangsschaltung, Ausgangsschaltung und Mikrocomputer sind über ein Kommunikationssystem 18 zum gegenseitigen Daten- und Informationsaustausch miteinander verknüpft. Der Eingangsschaltung 12 der Steuereinheit 10 sind die gegebenenfalls in einem Bussystem (zum Beispiel CAN) zusammengefaßten Eingangsleitungen 20, 22, 24, 26 und 28 zugeführt, die von einer Meßeinrichtung zur Erfassung des Betätigungsgrads eines Bedienelements (Fahrpedal), von einer Meßeinrichtung 32 zur Erfassung der Motortemperatur, von einer Meßeinrichtung 34 zur Erfassung der Motordrehzahl, von einer Meßeinrichtung 36 zur Erfassung des Saugrohrdrucks oder eines vergleichbaren Signals sowie von einer Meßeinrichtung 38 zur Erfassung des Abgasgegendrucks der Brennkraftmaschine zugeführt sind. Über die Ausgangsschaltung 16 beeinflußt die Steuereinheit 10 die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine (symbolisiert über die Ausgangsleitung 40), die Kraftstoffzumessung (symbolisiert durch die Ausgangsleitung 42) und den Zündwinkel (symbolisiert durch die Ausgangsleitung 44).

Neben der Messung des Saugrohrdrucks und/oder des Abgasgegendrucks können diese Größen auch im Rahmen von Modellen, z. B. im Rahmen von Kennfeldern oder Berechnungen auf der Basis von Motordrehzahl und Motorlast, bestimmt werden.

Ferner werden im Zusammenhang mit anderen von der Steuereinheit 10 durchgeführten Funktionen weitere Betriebsgrößen von Brennkraftmaschine und/oder Fahrzeug der Steuereinheit 10 zugeführt, auf deren Darstellung aus Übersichtlichkeitsgründen verzichtet wurde.

Wie aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt, wird der Steuereinheit 10 über die Eingangsleitung 20 der Betätigungsgrad eines Bedienelements des Fahrers übermittelt, aus dem ein Sollwert für das Drehmoment der Brennkraftmaschine abgeleitet wird. Bei der Ermittlung dieses Fahrerwunschmoments zumindest im Leerlauf und im leerlaufnahen Bereich der Brennkraftmaschine wird das Schleppmoment berücksichtigt. Dieses Moment stellt das von der Brennkraftmaschine zu erzeugende Moment dar, welches die inneren Verluste der Brennkraftmaschine, gegebenenfalls auch den Momentenbedarf von zusätzlichen Verbrauchern, kompensiert, ohne daß Moment abgegeben wird. Im einfachsten Beispiel wird zumindest im Leerlauf, wenn das abzugebende Drehmoment Null oder sehr gering ist, aus dem abzugebenden Drehmoment durch Addition des Schleppmoments das von der Brennkraftmaschine zu erzeugende Drehmoment abgeleitet. Aus diesem Sollwert für das zu erzeugende Drehmoment (indiziertes Moment, Verbrennungsmoment, Hochdruckmoment) werden dann Stellgrößen für die Luftzufuhr, die Kraftstoffzumessung und/oder des Zündwinkels ermittelt.

Die erfindungsgemäße Lösung zur Bestimmung des Schleppmoments ist anhand von Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 stellt dabei die Realisierung im bevorzugten Ausführungsbeispiel als Programm eines Rechners in Form eines Blockschaltbildes dar. Dem Rechner werden dabei die anhand von Fig. 1 beschriebenen Betriebsgrößen zugeführt. Ferner sind drei Kennfelder 100, 102 und 104 vorgesehen, wobei im ersten Kennfeld 100 die drehzahlabhängige Komponente des Schleppmoments ermittelt und über die Leitung 106 zu einer Additionsstelle 108 geführt wird. Entsprechend wird durch die Kennlinie 102 die temperaturabhängige Komponente des Schleppmoments ermittelt und über die Leitung 110 zur Additionsstelle 108 geführt. Durch die Kennlinie 104 wird der vom Abgasgegendruck abhängige Komponente des Schleppmoments ermittelt und über eine Leitung 112 zur Additionsstelle 108 geführt. Der Kennlinie 104 wird dabei über eine Leitung 114 von einem Quotientenbilder 116 oder einem Differenzierer der Quotient aus Saugrohrdruck und Abgasgegendruck bzw. die Differenz aus Abgasgegendruck und Saugrohrdruck zugeführt. Dabei ist das Schleppmoment um so kleiner, je geringer die Differenz zwischen Saugrohrdruck und Abgasgegendruck ist. In der Additionsstelle 108 werden die unterschiedlichen Anteile des Schleppmoments addiert und über eine Leitung 118 zu einer weiteren Verknüpfungsstelle 120 geführt. Dort wird der über die Leitung 20 zugeführte Betätigungsgrad des Bedienelements mit dem Schleppmoment zum Sollmoment verknüpft. Vorzugsweise wird aus dem Schleppmoment, dem Momentenbedarf von Zusatzverbrauchern, dem Eingriff eines Leerlaufregler und weiteren Größen ein minimal einstellbares Moment ermittelt, welches dem Betätigungsgrad Null (losgelassenes Fahrpedal) zugeordnet wird. Aus diesem minimalen Moment und dem aktuellen Betätigungsgrad (oder einem Sollwert der z. B. von einem Fahrgeschwindigkeitsregler zugeführt wird) wird dann ein Sollmoment der Brennkraftmaschine ermittelt, welches über die Leitung 122 zur Drehmomentenrealisierung 124 geführt wird. Diese setzt das Soll-Moment in Steuersignale für die Luftzufuhr, die Kraftstoffzumessung und/oder den Zündwinkel um.

Die beschriebenen Kennlinien 100, 102 und 104 werden für jeden Motortyp experimentell bestimmt.

Ferner findet auch in diesem Zusammenhang die aus dem Stand der Technik bekannte Adaption des Schleppmomentes statt.

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, bei dem das Drehmoment der Brennkraftmaschine abhängig von einem Vorgabewert eingestellt wird, wobei das Drehmoment berücksichtigt wird, welches die Brennkraftmaschine zur Kompensation der inneren Verluste aufzubringen hat (Schleppmoment), dadurch gekennzeichnet, daß dieses Moment abhängig vom Abgasgegendruck bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleppmoment abhängig von Motordrehzahl und Motortemperatur bzw. Motorlast ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bestimmung des Schleppmoments der Druck im Ansaugsystem der Brennkraftmaschine berücksichtigt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleppmoment abhängig von der Abweichung zwischen Abgasgegendruck und Saugrohrdruck bestimmt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleppmoment abhängig von der Differenz zwischen Abgasgegendruck und Saugrohrdruck oder abhängig von dem Quotienten aus Saugrohrdruck und Abgasgegendruck bestimmt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleppmoment zur Berechnung eines minimalen Verbrennungsmoments der Brennkraftmaschine dient, welches bei der Berechnung des Sollwerts für das Brennkraftmaschine zu erzeugende Drehmoment aus dem Betätigungsgrad eines Bedienelements dem Betätigungsgrad Null zugeordnet ist.

7. Vorrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, mit einer elektronischen Steuereinheit, die wenigstens einen Mikrocomputer umfaßt, der wenigstens Signale bezüglich der Motordrehzahl, der Motortemperatur sowie des Betätigungsgrades eines Bedienelements durch den Fahrer empfängt, der aus den zugeführten Größen einen Sollwert für das von der Brennkraftmaschine zu erzeugende Drehmoment ermittelt und dieses durch Steuerung der Luftzufuhr, der Kraftstoffzumessung und/oder des Zündwinkels einstellt, wobei im Rahmen der Bestimmung des Sollwerts das Drehmoment bestimmt wird, welches die Brennkraftmaschine zur Kompensation ihrer inneren Verluste zu erzeugen hat (Schleppmoment), dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikrocomputer ferner ein Signal für den Abgasgegendruck der Brennkraftmaschine vorliegt und dieser das Schleppmoment abhängig vom Abgasgegendruck bestimmt wird.