DE19961290A1

DE19961290A1 - Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE19961290A1
Application number: DE19961290A
Authority: DE
Inventors: Peter Kaltenbrunn; Werner Hess
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-12-18
Filing date: 1999-12-18
Publication date: 2001-06-21
Also published as: US6591811B2; JP2001182589A; US20010010215A1

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, mit Mitteln zum Erfassen von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine wie Drehzahl, Last und Kühlmitteltemperatur, mit Mitteln zur Bereitstellung eines Signals bezüglich eines gewünschten Antriebsmoments der Brennkraftmaschine (Motormoment) abhängig von den erfaßten Betriebsgrößen, und mit Mitteln zur Umsetzung des Motormoments in Steuersignale für wenigstens eine der Größen Luftzufuhr oder Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine, wobei, abhängig von der Kühlmitteltemperatur tmot und einer vorgebbaren maximal zulässigen Grenz-Kühlmitteltemperatur tmotmax, ein Momentensteuerwert ermittelt wird, der letztlich das zulässige Motormoment bestimmt.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Hauptanspruchs.

Aus der DE 42 39 711 (R 25702) ist zur Steuerung eines Fahrzeuges eine Vorrichtung bekannt, bei der zwischen verschiedenen Teilsystemen eine Schnittstelle definiert wird, über die Informationen auf der Basis von Drehmomenten übertragen wird. Speziell geht es um die in einem Motor- oder Brennkraftmaschinen-Steuergerät gebildeten Steuergrößen. Sie beziehen sich auf Drehmomentenwerte und die verschiedenen Teilsysteme des Steuergerätes kommunizieren auf der Basis dieser Drehmomentenwerte miteinander.

Ein derartiges System soll erfindungsgemäß um eine Teilkomponente erweitert werden, die die Kühlmitteltemperatur im Sinne einer Schutzfunktion berücksichtigt.

Die Beobachtung der Kühlmitteltemperatur bei einer Brennkraftmaschine ist seit langem Stand der Technik. Dabei geht es einerseits um die Forderung, die Brennkraftmaschine möglichst rasch auf ihre Betriebstemperatur zu bringen, insbesondere mit Blick auf die Abgasnachbehandlung. Ferner gilt es, die Brennkraftmaschine vor thermischer Überlastung zu schützen. Beispielhaft sei hier die DE 44 26 494 (R 27234) erwähnt, die eine Einrichtung zur Überwachung des Kühlmittelsystems bei einer Brennkraftmaschine betrifft. Dort geht es darum, Brennkraftmaschinen- und Kühlmitteltemperatur zu überwachen und in Fehlerfall Warnsysteme und Fehlerspeichersysteme zu aktivieren.

Vorteile der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine ist es möglich, bei einem Brennkraftmaschinen-Steuersystem, das mittels einer sogenannten Drehmomentenstruktur arbeitet, eine Schutzfunktion wirksam und optimal zu realisieren, die von der Kühlmitteltemperatur ausgeht. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben und erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur ein Übersichtsdiagramm zur Berücksichtigung der Brennkraftmaschinentemperatur im Rahmen einer Schutzfunktion für das Steuersystem auf Drehmomentenbasis.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die nachfolgend beschriebene Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine baut auf der Offenbarung der DE 42 39 711 auf, die vor diesem Hintergrund als Bestandteil der vorliegenden Offenbarung angesehen werden soll.

Bei der vorliegenden Erfindung geht es darum, eine thermische Überbeanspruchung und hohe Bauteiltemperatur bei Brennkraftmaschinen zu vermeiden. Dies soll dadurch geschehen, daß der Wärmeeintrag einer Zylinderfüllung durch Reduzierung, insbesondere der Luftmenge, verringert wird, bevor die maximal zulässige Kühlmitteltemperatur überschritten ist. Dabei sind neben einer Reduzierung der Luftmenge auch andere Maßnahmen, wie zum Beispiel Reduzierung der Kraftstoffmenge, Änderung des Zündzeitpunkts, Änderung des Einspritzzeitpunktes bei Diesel- oder Benzindirekteinspritzungs-Brennkraftmaschinen, zweckmäßig.

Der Wärmeinhalt einer Zylinderfüllung bestimmt im wesentlichen das Drehmoment einer Brennkraftmaschine. Dabei gilt als ein unmittelbares Maß für den Wärmeinhalt die Luftmenge einer Zylinderfüllung. Die Luftmenge ist wiederum von der Gaspedalstellung abhängig. Mit einer drehmomentbasierten Funktionsstruktur, die den Fahrer- Luftwunsch in der Ansteuerung der Drosselklappe berücksichtigt, kann bei Überschreiten eines Kühlmitteltemperaturgrenzwertes der Ansteuerwert der Drosselklappe reduziert werden.

Beim konkreten Ausführungsbeispiel, das in der Figur dargestellt ist, bezeichnet 10 einen Sensor für die Brennkraftmaschinen- oder Motortemperatur, die als Kühlmitteltemperatur (tmot) erfaßt wird. Mit 11 ist ein Sensor zur Bestimmung der Kühlmitteltemperatur am Kühlerausgang tka bezeichnet, wobei dieser Wert ein Maß für die Kühlleistung des Kühlers darstellt. Der Sensor 11 steht mit einem Signalverarbeitungsblock 12 in Verbindung, an dessen Ausgang ein Signal bezüglich einer maximal zulässigen Grenz-Kühlmitteltemperatur bereitgestellt wird. Eine Differenzbildungsstelle 13 ermittelt die Differenztemperatur dtmuems zwischen der momentanen Kühlmitteltemperatur tmot und der vorgebbaren maximal zulässigen Grenz- Kühlmitteltemperatur tmotmax. Das Differenzsignal wird einem nachfolgenden Regler 14 zugeleitet, der an seinem Ausgang ein Reduziermoment bereitstellt. Weitere Eingangsgrößen des P-Verhalten aufweisenden Reglers 14 sind ein Signal Bntkw für einen Wärmetauscherschutz sowie B-got für die Getriebeöltemperatur. Es folgt eine Differenzbildung 15, die als weitere Eingangsgröße ein Signal bezüglich eines maximalen optimierten Momentes aus Block 16 erhält. Der mit der Differenzbildung 15 ermittelte Wert stellt das zulässige Motormoment für den Motorschutz mims-w dar und bildet eine Eingangsgröße für die nachfolgende Minimalwertauswahlstufe 17, der als wenigstens eine weitere Eingangsgröße die momentane Momentenanforderung aus einem Signalverarbeitungsblock 18 zugeführt wird.

Grundgedanke der aus der Figur ersichtlichen Einrichtung ist es, zu Beginn die Differenztemperatur dtmuems zwischen der momentanen Kühlmitteltemperatur tmot und einer vorgebbaren maximalen zulässigen Grenz-Kühlmitteltemperatur tmotmax zu bilden. Dabei deutet die gestrichelte Linie zwischen dem Sensor 11 für die Kühlmitteltemperatur am Kühlerausgang tka und Block 12 für die Bereitstellung der maximal zulässigen Grenz-Kühlmitteltemperatur darauf hin, daß dieser Wert entweder eine feste Größe sein kann oder jedoch von der Kühlleistung des Systems abhängig gemacht werden kann, wobei sich die Kühlleistung im Signal der Kühlmitteltemperatur am Kühlerausgang tka widerspiegelt. Die ermittelte Differenztemperatur dtmuems gibt ein Maß für die Annäherung bzw. Überschreitung der Kühlmitteltemperatur tmot an die maximale zulässige Grenz-Kühlmitteltemperatur tmotmax an und ist Basis für den nachfolgenden Regler 14 zur Bereitstellung eines Reduziermomentes bei der Brennkraftmaschinen- Steuerung. Beim Vorliegen von externen Anforderungen wie niedrige Kühlmitteltemperatur für den Wärmetauscherschutz B ntkw oder bei Getriebeölübertemperatur B-got kann auf andere Applikationsdaten für den P-Regler 14 umgeschaltet werden.

Weitere wesentliche externe Anforderungen können z. B. aus dem System "Thermomanagement" oder aus Notlaufmaßnahmen wie "Lüfter defekt" kommen.

In der nachfolgenden Momentenkoordination auf Füllungsebene im konkreten Ausführungsbeispiel eines Eingriffs in die Drosselklappenstellung wird über eine Minimalauswahl 17 zwischen dem angeforderten Momentenwunsch 18 und dem berechneten Motorschutzmoment mims-w das Fahrerwunsch-Moment für die Zylinderfüllung reduziert.

Alternativ kann die Zylinderfüllung auch direkt über die Drosselklappenstellung oder über Zylinderabschaltung/ Zylinderausblendung reduziert werden.

Ergänzend kann vorgesehen werden, daß der Fahrzeugbetrieb bei aktiver Momentenreduzierung als Motorschutz dem Fahrer über eine geeignete Anzeige bekanntgemacht werden.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist das vorstehend beschriebene System nicht auf ein System mit Eingriff in die Drosselklappenstellung beschränkt, sondern kann überall dort angewandt werden, wo über die Steuerung der Brennkraftmaschinenwerte eine Drehmomentreduzierung möglich ist. Es sei erwähnt, daß sich die erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur auf Benzin-Brennkraftmaschinen mit Saugrohreinspritzung, sondern auch auf Brennkraftmaschinen mit Benzindirekteinspritzung sowie auf Diesel- Brennkraftmaschinen bezieht. Dabei belegt der Stand der Technik zur Drehmomentsteuerung, für die stellvertretend die eingangs erwähnte DE 42 39 711 genannt wurde, daß dem Fachmann geläufig ist, ein bestimmtes Drehmoment bei den unterschiedlichen Brennkraftmaschinentypen einzustellen.

Claims

1. Vorgeschlagen wird eine Einrichtung zur Steuerung einer Brennkraftmaschine, mit Mitteln zum Erfassen von Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine wie Drehzahl, Last und Kühlmitteltemperatur, mit Mitteln zur Bereitstellung eines Signals bezüglich eines gewünschten Antriebsmoments der Brennkraftmaschine (Motormoment) abhängig von den erfaßten Betriebsgrößen, und mit Mitteln zur Umsetzung des Motormoments in Steuersignale für wenigstens eine der Größen Luftzufuhr oder Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß abhängig von der Kühlmitteltemperatur tmot und einer vorgebbaren maximal zulässigen Grenz- Kühlmitteltemperatur tmotmax, ein Momentensteuerwert ermittelt wird, der letztlich das zulässige Motormoment bestimmt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgebbare maximal zulässige Grenz- Kühlmitteltemperatur tmotmax von der zur Verfügung stehenden Kühlleistung abhängig ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verfügung stehende Kühlleistung abhängig von der Kühlmitteltemperatur am Kühlerausgang bestimmt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentensteuerwert anhängig von der Differenz von der Kühlmitteltemperatur tmot und einer vorgebbaren maximal zulässigen Grenz-Kühlmitteltemperatur tmotmax gewählt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentensteuerwert über einen Regler 14, insbesondere einen P-Regler, abhängig von der Kühlmitteltemperatur tmot und einer vorgebbaren maximal zulässigen Grenz-Kühlmitteltemperatur tmotmax bestimmt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der P-Grad des P-Reglers abhängig von Kühlmitteltemperatur und/oder Getriebeöltemperatur wählbar ist.

7. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Momentensteuerwert auf eine Mininmalauswahl (17) in Verbindung mit dem angeforderte Fahrerwunsch-Moment wirkt.