DE19621767C2 - Verfahren zum Ermitteln eines Lastsignals einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Verfahren zum Ermitteln eines Lastsignals einer BrennkraftmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines
Lastsignals einer Brennkraftmaschine gemäß Oberbegriff von
Patentanspruch 1.
Ein derartiges Lastsignal enthält eine Information über die
Last an einer Brennkraftmaschine und gleichzeitig über einen
Fahrerwunsch bezüglich des Beschleunigungsverhaltens eines
Kraftfahrzeugs. Mit der Last wird das indizierte Drehmoment
der Brennkraftmaschine abzüglich eines Verlustdrehmoments je
weils bezogen auf die Drehzahl der Kurbelwelle bezeichnet.
Das Verlustdrehmoment muß von der Brennkraftmaschine aufge
bracht werden für den Antrieb von Aggregaten und um Rei
bungsverluste in der Brennkraftmaschine zu kompensieren. Die
Aggregate sind zum zum Beispiel ein Generator oder ein Kom
pressor einer Klimaanlage.
Eine aus der betrieblichen Praxis bekannte Vorrichtung zum
Einstellen der Last weist in einem Ansaugkanal eine Drossel
klappe auf, die mechanisch mit einem Fahrpedal gekoppelt ist.
Bei einem Betätigen des Fahrpedals, wird die Drosselklappe in
einem vorgegeben Verhältnis zur Änderung der Lage des Fahrpe
dals verschwenkt. Die Lage der Drosselklappe wird im folgen
den als ihr Öffnungswinkel bezeichnet.
Desweiteren ist ein Bypass zu der Drosselklappe vorgesehen,
in dem ein Steller angeordnet ist, der insbesondere zum Re
geln der Luftzufuhr im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschi
ne, das heißt wenn die Drosselklappe den Ansaugkanal weitge
hend verschließt, verwendet wird. Die Luftzufuhr durch den
Bypass wird so geregelt, daß die Reibungsverluste in der
Brennkraftmaschine kompensiert werden und ein ausreichendes
Drehmoment zum Antreiben der Aggegate zur Verfügung gestellt
wird.
Bei einer derartigen Vorrichtung entspricht demnach der Öff
nungswinkel der Drosselklappe der Last und dem Fahrerwunsch.
So wird der Öffnungswinkel als Lastsignal verwendet.
Eine weitere bekannte Vorrichtung (DE 41 00 381 A1) zum Ein
stellen der Last weist in einem Ansaugkanal eine Drosselklap
pe auf, die mit einer Welle verbunden ist und mechanisch mit
einem Fahrpedal gekoppelt ist. Zwischen dem Fahrpedal und der
Welle ist ein erster Freilauf vorgesehen. Ein Antrieb ist me
chanisch mit der Drosselklappe gekoppelt. Zwischen dem An
trieb und der Welle ist ein zweiter Freilauf vorgesehen. Der
zweite Freilauf weist einen verstellbaren Anschlag auf, der
mit dem Antrieb verbunden ist. Durch die Lage des Anschlags
ist ein Leerlauf-Öffnungswinkel der Drosselklappe vorgegeben.
Die Drosselklappe ist demnach mindestens um den Betrag des
Leerlauf-Öffnungswinkels aus der Lage verschwenkt, in der sie
den Ansaugkanal verschließt. Dadurch ist sichergestellt, daß
die Luftzufuhr und die zugeordnete Kraftstoffzufuhr zu den
Zylindern ausreicht, um die Reibungsverluste in der Brenn
kraftmaschine zu kompensieren und ein ausreichendes Drehmo
ment zum Antreiben der Aggregate zur Verfügung zu stellen.
Bei dieser Vorrichtung ist ein Leerweg des Fahrpedals vorhan
den. Die Drosselklappe wird erst dann durch ein Betätigen des
Fahrpedals verschwenkt, wenn das Fahrpedal derart durchgetre
ten wird, daß ein zugeordneter Ist-Öffnungswinkel der Dros
selklappe größer ist als der Leerlauf-Öffnungswinkel.
Ein mit dem Antrieb wirkverbundenes Potentiometer erfaßt ei
nen Leerlauf-Öffnungswinkel der Drosselklappe, der durch den
den Anschlag vorgegeben ist. Ein mit der Drosselklappe wirk
verbundenes weiteres Potentiometer erfaßt einen Spannungshub,
der das Verlassen der durch den Anschlag vorgegebenen Leer
lauf-Position der Drosselklappe indiziert und aus dem ein
Öffnungswinkel der Drosselklappe bezogen auf die durch den
Anschlag vorgegebene Leerlauf-Position der Drosselklappe ab
geleitet wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren an
zugeben mit dem ein Lastsignal für die bekannte Vorrichtung
ermittelt wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa
tentanspruchs 1 gelöst. Die Lösung hat den Vorteil, daß das
Lastsignal den Anteil des Öffnungswinkels einer Drosselklappe
repräsentiert, der einer Last entspricht, die an einer Kupp
lung oder an einer Wandlerüberbrückungskupplung anliegt. Ein
weiterer Vorteil der Lösung ist, daß das Lastsignal den Fah
rerwunsch repräsentiert, da es auch in Abhängigkeit von einer
zweiten Differenz des maximalen Öffnungswinkels und des Leer
lauf-Öffnungswinkels ermittelt wird. Dabei wird das Lastsig
nal aus dem Verhältnis von einer ersten Differenz des Ist-
Öffnungswinkels und des Leerlauf-Öffnungswinkels zu der zwei
ten Differenz ermittelt. Dies hat den Vorteil, daß das Last
signal auf den durch ein Fahrpedal beeinflußbaren Bereich des
Ist-Öffnungswinkels normiert ist.
Weitere Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden unter
Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Brennkraftmaschine zum
Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Brennkraftmaschi
ne längs der durch Pfeile markierten Linie I-I' in
Fig. 1,
Fig. 3 ein Flußdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 4 ein Lastsignal LS aufgetragen über einen Ist-
Öffnungswinkel αI einer Drosselklappe und
Fig. 5 ein zweites Flußdiagramm eines weiteren Ausführungs
beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion tragen figuren
übergreifend diesselben Bezugszeichen.
Eine Brennkraftmaschine (Fig. 1 und 2) weist einen Saugstut
zen 1 auf, in dem eine Drosselklappe 2 schwenkbar auf einer
Welle 3 angeordnet ist. Ein Fahrpedal 5 ist über einen Bow
denzug 6 mit einem Stellelement 7 verbunden. Das Stellelement
7 ist über einen ersten Freilauf 9 mit der Welle 3 gekoppelt
und demnach auch mit der Drosselklappe 2 gekoppelt. Der erste
Freilauf 9 weist einen Mitnehmer 9a und einen ersten Hebel 9b
auf, wobei der Mitnehmer 9a mit dem Stellelement 7 verbunden
ist und der erste Hebel 9b mit der Welle 3 verbunden ist.
Liegt der erste Hebel 9b an dem Mitnehmer 9a an, so folgt ei
ne Bewegung der Drosselklappe 2 einer Bewegung des Fahrpedals
5.
Ein Antrieb 10 weist eine Antriebswelle 10a auf, die über ei
nen zweiten Freilauf 11 mit der Welle 3 und demnach mit der
Drosselklappe 2 gekoppelt ist. Der zweite Freilauf 11 weist
einen Anschlag 11a auf, der mit der Antriebswelle 10a verbun
den ist, und einen zweiten Hebel 11a, der mit der Welle 3
verbunden ist. Durch die Lage des Anschlages 11a ist bei ei
nem Anliegen des zweiten Hebels 11b des zweiten Freilaufs 11
ein Leerlauföffnungswinkel αLL der Drosselklappe 3 vorgege
ben. Der Leerlauf-Öffnungswinkel αLL ist derjenige Winkel,
aus dem die Drosselklappe 2 bei einem Anliegen des zweiten
Hebels 11b an dem Anschlag 11 aus derjenigen Lage verschwenkt
ist, in der sie den Saugstutzen 1 verschließt.
Auf der Welle 3 ist ein erster Winkelgeber 13 angeordnet, der
einen Ist-Öffnungswinkel αI der Drosselklappe 2 erfaßt. Der
Ist-Öffnungswinkel αI ist derjenige Winkel, aus dem die Dros
selklappe 2 aus derjenigen Lage verschwenkt ist, in der sie
den Saugstutzen 1 verschließt. Auf der Antriebswelle 20a ist
ein zweiter Winkelgeber 14 angeordnet, der den Leerlauföff
nungswinkel αLL der Drosselklappe 2 erfaßt. Der Leerlauföff
nungswinkel αLL kann ebenso aus einem Ansteuersignal für den
Antrieb 10 ermittelt werden.
Der Saugstutzen 1 ist mit einem Zylinder 16 verbunden, in dem
ein Kolben angeordnet ist. Der Kolben 17 ist über eine Pleu
elstange 18 mit einer Kurbelwelle 19 gekoppelt. Die Kurbel
welle 19 ist über eine Wirkverbindung an ein Automatikgetrie
be 21 geführt. Die Wirkverbindung ist beispielsweise als
Wandlerüberbrückungskupplung ausgebildet (nicht dargestellt).
Das Automatikgetriebe 21 weist abtriebsseitig eine Abtriebs
welle 22 auf.
Ein Kurbelwellensensor 23 erfaßt die Drehzahl der Kurbelwel
le. Die Drehzahl der Kurbelwelle 19 steht in einem durch das
Automatikgetriebe 21 vorgegebenen Verhältnis zu der Drehzahl
der Abtriebswelle 22.
Desweiteren weist die Brennkraftmaschine eine Steuereinrich
tung 24 auf, die elektrisch leitend verbunden ist mit dem er
sten Winkelgeber 13, dem zweiten Winkelgeber 14 und dem Kur
belwellensensor 23. Sie ist ferner versehen mit einem nicht
dargestellten Speicher, in dem ein maximaler Öffnungswinkel
αM gespeichert ist. Der maximale Öffnungswinkel αM ist der
Winkel, um den die Drosselklappe bei voll durchgetretenem
Fahrpedal aus derjenigen Lage verschwenkt ist, in der sie den
Saugstutzen 1 verschließt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln eines Lastsi
gnals wird nachfolgend näher erläutert.
Die Steuereinrichtung 24 ermittelt mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren ein Lastsignal. Die Steuereinrichtung 24 ist elek
trisch leitend mit einer elektronischen Getriebesteuerung 25
verbunden. Die elektronische Getriebesteuerung 25 ermittelt
in Abhängigkeit von dem Lastsignal LS einen Schaltpunkt des
Automatikgetriebes 21. Sie ist über eine Steuerleitung mit
dem Automatikgetriebe 21 elektrisch leitend verbunden, in dem
abhängig von einem Steuersignal der Getriebesteuerung 25 ein
entsprechender Gang des Getriebes eingelegt ist. Das Lastsi
gnal LS kann auch einer anderen Steuervorrichtung, wie zum
Beispiel einer Antriebsschlupfregelung, zugeführt werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermitteln des Lastsi
gnals LS werden folgende Schritte ausgeführt (Fig. 3):
In dem Schritt S1 wird das Verfahren gestartet. In dem Schritt S2 wird der aktuelle Ist-Öffnungswinkel αI der Dros selklappe 2 erfaßt. In dem Schritt S3 wird der aktuelle Leer lauf-Öffnungswinkel αLL der Drosselklappe 2 erfaßt. In dem Schritt S4 wird der maximale Öffnungswinkel αM aus dem Spei cher der Steuereinrichtung 24 eingelesen.
In dem Schritt S1 wird das Verfahren gestartet. In dem Schritt S2 wird der aktuelle Ist-Öffnungswinkel αI der Dros selklappe 2 erfaßt. In dem Schritt S3 wird der aktuelle Leer lauf-Öffnungswinkel αLL der Drosselklappe 2 erfaßt. In dem Schritt S4 wird der maximale Öffnungswinkel αM aus dem Spei cher der Steuereinrichtung 24 eingelesen.
Im Schritt S5 wird eine erste Differenz D1 (D1 = αI - αLL) des
Ist-Öffnungswinkel αI und des Leerlauf-Öffnungswinkels αLL ge
bildet. Sie repräsentiert den Winkel, um den die Drosselklap
pe 2 aus ihrer Lage im Leerlaufbetrieb der Brennkraftmaschine
verschwenkt ist.
Im Schritt S6 wird eine zweite Differenz D2 (D2 = αM - αLL) des
maximalen Öffnungswinkel αM und des Leerlauf-Öffnungswinkels
αLL ermittelt. Die zweite Differenz D2 entspricht dem Winkel
bereich, in dem die Drosselklappe abhängig von der Position
des Fahrpedals eingestellt werden kann.
In dem Schritt S7 wird dem Lastsignal der Quotient der ersten
Differenz D1 und der zweiten Differenz D2 multipliziert mit
einem Wichtungsfaktor FAK zugewiesen. Ist dem Wichtungsfaktor
FAK ein Maximalwert des Lastsignals LSmax zugeordnet, so weist
das Lastsignal einen Wertebereich zwischen 0 und dem Maximal
wert des Lastsignals LSmax (zum Beispiel LSMAX = 1) auf.
Es ist auch vorteilhaft, wenn das Lastsignal LS einen Werte
bereich zwisch einem Minimalwert des Lastsignals LSMIN und dem
Maximalwert des Lastsignals LSMAX aufweist. Demnach wird in
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Schritt 7 das
Lastsignal nach folgender Formel ermittelt:
Das Lastsignal LS wird beispielsweise als pulsbreitenodulier
tes Signal an die Getriebesteuerung 25 übermittelt. Im
Schritt S8 wird das Verfahren beendet.
In Fig. 4 ist das Lastsignal LS in Abhängigkeit von dem Ist-
Öffnungswinkel αI der Drosselklappe 2 für einen ersten Leer
lauföffnungswinkel αLL1 (durchgezogene Linie) und einen zwei
ten Leerlauf-Öffnungswinkel αLL2 (gestrichelte Linie) darge
stellt. Dem Lastsignal LS ist für alle Werte des Ist-
Öffnungswinkels αI, die kleiner sind als der Leerlauf-
Öffnungswinkel αLL, der Minimalwert des Lastsignals LSmin (zum
Beispiel LSmin θ) zugeordnet, da der IST-Öffnungswinkel αI der
Drosselklappe 2 bei einem Anliegen des zweiten Hebels 11b an
dem Anschlag 11a auf den jeweiligen Leerlauföffnungswinkel
αLL (in Fig. 4 αLL1 oder aLL2) begrenzt ist. Demnach hat das
Lastsignal LS im Leerlauf der Brennkraftmaschine immer den
Minimalwert des Lastsignals LSmin, unabhängig davon, welchen
Wert der Leerlauf-Öffnungswinkel αLL aufweist. Dies ist ein
Vorteil, da in der elektronischen Getriebesteuerung 25 der
Leerlauf sicher erkannt werden muß.
Für Werte des Ist-Öffnungswinkels αI zwischen dem Leerlauf-
Öffnungswinkel αLL und dem maximalen Öffnungswinkel αM steigt
der Wert des Lastsignals LS linear auf den Maximalwert des
Lastsignals LSmax bei dem maximalen Öffnungswinkel αM an. So
mit kann in der elektronischen Getriebesteuerung 25 auch der
Vollastbetrieb der Brennkraftmaschine unabhängig von dem
Leerlauf-Öffnungswinkel αLL erkannt werden, da das Lastsignal
LS bei dem maximalen Öffnungswinkel αM der Drosselklappe 2
immer den Maximalwert des Lastsignals LSmax annimmt. Das Last
signal LS repräsentiert demnach den Fahrerwunsch, der bezogen
ist auf den ihm zur Verfügung stehenden Verstellbereich der
Drosselklappe 2. Abhängig von dem Wert des Lastsignals LS und
von einem Drehzahlsignal des Kurbelwellensensors 23 wird dann
aus einem Kennfeld ein Gang für das Automatikgetriebe ausge
lesen.
In Fig. 5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des in Fig.
3 beschriebenen Verfahrens dargestellt. In einem Schritt S4a
wird überprüft, ob ein Ist-Öffnungswinkel αI der Drosselklap
pe größer ist als ein maximaler Öffnungswinkel αM. Ist dies
der Fall, so wird in den Schritt S4b verzweigt, indem dem ma
ximalen Öffnungswinkel αM der Ist-Öffnungswinkel αI zugewie
sen wird. Dieser Wert wird in dem Speicher der Steuereinrich
tung 24 gespeichert. Dadurch kann der maximale Öffnungswinkel
αM beim Betrieb der Brennkraftmaschine angepaßt werden. So
können Änderungen durch die Alterung der Bauteile berücksich
tigt werden.
Claims (3)
1. Verfahren zum Ermitteln eines Lastsignals (LS) einer Brenn
kraftmaschine, wobei
ein erster Winkelgeber angeordnet ist, der einen Ist- Öffnungswinkel (αI) einer Drosselklappe (2) erfaßt,
ein zweiter Winkelgeber angeordnet ist, der einen Leerlauf- Öffnungswinkel (αLL) der Drosselklappe (2) erfaßt, der durch die von einem Stellantrieb eingestellte Lage eines Anschlags vorgegeben ist,
ein maximaler Öffnungswinkel (αM) der Drosselklappe (2) ermit telt wird und
eine erste Differenz (D1) des Ist-Öffnungswinkels (αI) und des Leerlauf-Öffnungswinkels (αLL) und
eine zweite Differenz (D2) des maximalen Öffnungswinkels (αM) und des Leerlauf-Öffnungswinkels (αLL)
gebildet wird und
bei dem das Lastsignal (LS) nach folgender Formel ermittelt wird:
ein erster Winkelgeber angeordnet ist, der einen Ist- Öffnungswinkel (αI) einer Drosselklappe (2) erfaßt,
ein zweiter Winkelgeber angeordnet ist, der einen Leerlauf- Öffnungswinkel (αLL) der Drosselklappe (2) erfaßt, der durch die von einem Stellantrieb eingestellte Lage eines Anschlags vorgegeben ist,
ein maximaler Öffnungswinkel (αM) der Drosselklappe (2) ermit telt wird und
eine erste Differenz (D1) des Ist-Öffnungswinkels (αI) und des Leerlauf-Öffnungswinkels (αLL) und
eine zweite Differenz (D2) des maximalen Öffnungswinkels (αM) und des Leerlauf-Öffnungswinkels (αLL)
gebildet wird und
bei dem das Lastsignal (LS) nach folgender Formel ermittelt wird:
2. Verfahren zum Ermitteln eines Lastsignals (LS) nach An
spruch 1, bei dem das Lastsignal (LS) nach folgender Formel
ermittelt wird:
wobei FAK ein Wichtungsfaktor ist.
wobei FAK ein Wichtungsfaktor ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Lastsignal
(LS) zur Ermittlung eines Schaltpunktes für ein Automatikge
triebe (21) in einer elektronischen Getriebesteuerung (25)
verwendet wird.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996121767 DE19621767C2 (de) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | Verfahren zum Ermitteln eines Lastsignals einer Brennkraftmaschine |
FR9706259A FR2749349B1 (fr) | 1996-05-30 | 1997-05-22 | Procede de determination d'un signal de charge d'un moteur a combustion interne |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996121767 DE19621767C2 (de) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | Verfahren zum Ermitteln eines Lastsignals einer Brennkraftmaschine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19621767A1 DE19621767A1 (de) | 1997-12-04 |
DE19621767C2 true DE19621767C2 (de) | 2002-06-27 |
Family
ID=7795715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE1996121767 Expired - Fee Related DE19621767C2 (de) | 1996-05-30 | 1996-05-30 | Verfahren zum Ermitteln eines Lastsignals einer Brennkraftmaschine |
Country Status (2)
Country | Link |
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DE (1) | DE19621767C2 (de) |
FR (1) | FR2749349B1 (de) |
Cited By (1)
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DE3722528A1 (de) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Vdo Schindling | Reglereinheit |
DE4100380A1 (de) * | 1991-01-09 | 1992-07-16 | Vdo Schindling | Verfahren zum betreiben einer drosselklappengeregelten brennkraftmaschine im leerlaufregelbereich |
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- 1996-05-30 DE DE1996121767 patent/DE19621767C2/de not_active Expired - Fee Related
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1997
- 1997-05-22 FR FR9706259A patent/FR2749349B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Bosch, Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 19.Aufl.,1984, S. 472, 473 * |
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Publication number | Publication date |
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DE19621767A1 (de) | 1997-12-04 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |