DE2428300C3

DE2428300C3 - Elektronischer Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2428300C3
Application number: DE2428300A
Authority: DE
Inventors: Todd L. Rochester Mich. Rachel (V.St.A.)
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1973-07-02
Filing date: 1974-06-12
Publication date: 1981-01-29
Also published as: FR2236091A1; DE2428300A1; FR2236091B1; US3889647A; JPS5069431A; DE2428300B2; GB1454330A

Description

drosselklappenmechanismus, der dem Drehzahlregler nach der Erfindung zugeordnet ist;

F i g. 3 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des Drehzahlreglers nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt ein elektronisches Brennstoffeinspritzsystem, welches in Verbindung mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das System umfaßt eine elektronische Steuereinheil 10, die von einer Zeitsteuerabtasteinrichtung 12, einem Temperaturfühler 14 und verschiedenen Parameterabtastem 16, die einem Drosselkörper 20 zugeordnet sind, Signale empfängt.

Die Zeitsteuerabtasteinrichtung 12 liefert Signale, die kennzeichnend für die Umdrehungszahl der Maschine sind. Diese Signale können von einer Quelle abgeleitet werden, die kennzeichnend für den Kurbelwinkel der Maschine ist, sie werden jedoch in bevorzugter Weise vom Zündverteiler der Maschine abgeleitet An dem Drosselkörper 20 sind Parameterabtaster 16 befestigt, die die Luftströmung in eine Maschine 27 steuern. Im Drosselkörper 20 ist ein Paar von Luftkanälen ausgebildet, die durch diesen hindurch verlaufen und mir 22 bezeichnet sind, wobei die effektive Querschnittsfläche der Kanäle 22 durch die Drosselklappen 24, im folgenden Drosselplatten genannt, gesteuert wird. Die Drosselplatten 24 sind auf einer Welle 26 angeordnet und folgen deren gesteuerten Drehung. Die Winkellage der Welle 26 und damit der Drosselplatten 24 wird durch Drosselsteuereinrichtungen gesteuert, die ein Gestänge 18 und ein Pedal 28 umfassen und die über geeignete Verbindungsmittel 30 mit diesem verbunden sind.

Die elektronische Steuereinheit 10 wird durch eine Batterie 32 gespeist, die aus der Fahrzeugbatterie bestehen kann und die auch die verschiedenen Abtaster erregt, die eine äußere Erregung erfordern. Die Ausgangsgröße der elektronischen Steuereinheit 10 steuert die Erregung einer Einspritzventileinrichtung 34, die im Ansaugrohr 36 der Maschine 27 angeordnet ist und die in geeigneter Weise ein Luft-/Brennstoffgemisch für die Aufnahme durch das Einlaßventil 38 einführen kann, welches in der Offenstellung gezeigt ist, und zwar in den Verbrennungszylinder 40 der Maschine. Zum Einspriizventil 34 wird vom Brennstofftank 42 her mit Hilfe einer Pumpe 44 und mit Hilfe geeigneter Brennstoffzufuhr- und Rückführleitungen 46 Brennstoff unter Druck zugeführt. Es ist auf dem vorliegenden Gebiet gut bekannt, daß die Steuereinheit i0 eine Einspritzventileinrichtung steuern kann, die aus einem oder aus mehreren Ven'ilen 34 besteht, die so angeordnet sind, daß sie einzeln oder in Gruppen mit veränderlicher Zahl in einer Aufeinanderfolge aber auch gleichzeitig betätigt werden können.

Das Drosselklappengestänge 18, welches demjenigen von Fig.2 entsprechen kann, umfaßt ein Gehäuseteil SO, ein Leergangglied 62, eine federnde Vorspanneinrichtung 64, Lagesteuereinrichtung 66 und eine Schließvorrichtung 70. Das Leergangglied 62 ist fest an der Drosselklappenwelle 26 angebracht, um die Drehung derselben zu steuern. Das Leergangglied 62 enthält einen Bewegungsschlitz 72, und die Lagesteuervorrichtung 66 enthält ein Stiftteil 74, welches für eine Bewegung in dem Bewegungsschlitz 72 angeordnet ist. Eine Federeinrichtung 64 kann das Stiftteil 74 zu einem extremen Ende des Schützes 72 drücken, während die Lagesteuervorrichtung 66 den Stift in Richtung zum anderen extremen Ende des Schlitzes 72 drückt Die Schließvorrichtung 70 drückt das Leergangglied und damit die Drosselplatten 24 im Gegenuhrzeigersinn relativ zur Darstellung von Fig.2, um dadurch eine Schließbewegung durchzuführen, und zwar nach Freigabe der Spannung der Lagesteuervorrichtung 66.

Im Betrieb wird, wenn sich die Drosselplatte 24 in irgendeiner Winkellage befindet, die die Betriebssiumtion der Maschine wiedergibt, durch das Aufbringen eines Druckes auf das Gaspedal 28 (Fig. 1) über die Einrichtung 30 eine nach rechts gerichtete (relativ zur Fig.2) Bewegung der Steuervorrichtung 66 bewirkt. Die Anfangsbewegung der Lagesteuervorrichtung 66

ι' bewirkt jedoch, daß der Stift 74 in dem Schlitz 72 nach rechts bewegt wird, und zwar gegen die Vorspannung der Federvorrichtung 64 und vor jeglicher Bewegung der Drosselplatten 24. Dies kann d: durch erreicht werden, daß man sicherstellt, daß der anfängliche Bewegungsschritt der Federvorrichtung 64 weniger Kraft erfordert als die Bewegung des Leerganggliedes 62 entgegen der Vorspannung der Schließvorrichiung 70 und jeglicher Reibung, die im Bereich der Welle 26 auftritt.

Fig.3 zeigt eine Ausführungsform nach der Erfindung, und zwar in Verbindung mit dem Gerät bzw. System, welches unter Hinweis auf die F i g. 1 und 2 beschrieben wurde. Die Zeitsteuer-Abgriffsvorrichtung 12 erzeugt Wechselstromsignale mit einer Frequenz die

3u der Umdrehungszahl der Maschine 27 entspricht Die Signale werden einem herkömmlichen Frequenz-Gleichspannungswandler 80 zugeführt, der ein entsprechendes Gleichspannungssignal erzeugt
Eine Gleichspannungssignalquelle 82, die aus einer Batterie bestehen kann, erzeigt ein Gleichspannungssignal, welches einer vorbestimmten gewünschten Geschwindigkeit bzw. Einstellpunkt der Geschwindigkeit entspricht Die Signale aus der Gleichspannungssignalquelle 82 und aus dem Frequenz-Gleichspannungswandler 80 werden in einem Vergleichsverstärker 84 verglichen, was zu einem Fehlersignal V_e führ·, welches der Differenz zwischen den verglichenen Signalen entspricht.

Das Signal V_e aus der Vergleichsstufe 84 wird dem Funktionsgenerator 86 zugeleitet, der ein Signal V₀ erzeugt, das auf das Signal V_e entsprechend der graphischen Darstellung (a) in F i g. 3 bezogen ist. Das Signal Vo wird in einem Verstärker 88 verstärkt und gelangt von dort zu einem proportional wirkenden Magnetventil 90. Das Magnetventil 90 betätigt einen Strömungsmittel-Modulator 92, der nach dem Prinzip einer flexiblen Membran arbeiten kann, um den unter Druck befindlichen Brennstoff bzw. Brenastoffströmung durch die Versorgungs- und Rückführleitungen 46Λ zu einer Drossel-Betätigungsvorrichtung 45 zu regeln, die aus einer herkömmlichen Servovorrichtung bestehen kann. DetHurch die geregelte Brennstoffströmung erzeugte Brennstoffdruck wird durch die Betätigungsvorrichtung 45 als Betätigungskiaft verwendet,

M) um die Drosselplattcn 24(Fig. 1 und 2)zu schließen,bis die Umdrehungszahl der Maschine den vorbestimmten Einstellpunkt erreicht, wodurch die Geschwindigkeitssteuerung des Fahrer i des Fahrzeugs, die durch das Fußpedal 28 vorgesehen wird, aufgehoben bzw. entfernt

^hi wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Elektronischer Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Einrichtung zur Erzeugung eines der augenblicklichen Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden ersten Signals, mit einer zweiten Einrichtung zur Bereitstellung eines einer gewünschten Solldrehzahl entsprechenden zweiten Signals, mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des ersten und des zweiten Signals und zur Abgabe eines von der Differenz des ersten und zweiten Signals abhängenden Fehlersignals, mit einer mit der Drosselklappe der Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Verstelleinrichtung, die durch Verstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von dem Fehlersignal und dadurch bedingter Änderung der der Brennkraftmaschine zugeführten Ansaugluftmcage und damit des Brennstoff-Luft-Verhältnisses die gewünschte Solldrehzahl einhält, wobei die Verstelleinrichtung ein auf das Fehlersignal ansprechendes Magnetventil zum Verändern der Menge und damit des Drucks eines durch das Ventil strömenden, unter Druck stehenden Mediums aufweist sowie eine mit der Drosselklappe verbundene und mit dem strömenden Medium beaufschlagte Betätigungseinrichtung, welche in Abhängigkeit von dem durch das Ventil eingestellten Druck des strömenden Mediums die Drosselklappe verdreht, dadurch gekennzeichnet, daß das strömende Medium Brennsoff ist, Jer von einer eine Brennstoffpumpe (44) mh einer elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzvo- -ichtung verbindenden Versorgungsleitung (46) abgezweigt wird, und daß zwischen der Vergleichseinrichtung (84) und der Verstelleinrichtung (90, 92, 45) ein Funktionsgenerator (86) angeordnet ist, der das Fehlersignal (Ve) emfängt und an seinem Ausgang ein das Magnetventil (90) beaufschlagendes Signal (Vo) erzeugt, welches im negativen Bereich des Fehlersignals konstant ist und im positiven 'Bereich proportional zum Fehlersignal ist.

Die Erfindung betrifft einen elektronischen Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine, mit einer ersten Einrichtung zur Erzeugung eines der augenblicklichen Drehzahl der Brennkraftmaschine entsprechenden ersten Signals, mit einer zweiten Einrichtung zur Bereitstellung eines einer gewünschten Solldrehzahl entsprechenden zweiten Signals, mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des ersten und des zweiten Signals und zur Abgabe eines von der Differenz des ersten und zweiten Signals abhängenden Fehlersignals, mit einer mit der Drosselklappe der Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Verstelleinrichtung, die durch Verstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von dem Fehlersignal und dadurch bedingter Änderung der der Brennkraftmaschine zugeführten Ansaugluftmenge und damit des Brennstoff-Luft-Verhältnisses die gewünschte Solldreh/.ahl einhält, wobei die Verstelleinrichtung ein auf das Fehlersignal ansprechendes Magnetvenlil /um Verändern der Menge und damit des Drucks eines durch das Ventil strömenden, unter Druck stehenden Mediums aufweist sowie eine mit der Drosselklappe verbundene und mit dem strömenden Medium beaufschlagte Betätigungseinrichtung, welche in Abhängigkeit von dem durch das Ventil eingestellten Druck des strömenden Mediums die Drosselklappe verdreht

Ein derartiger elektronischer Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine ist aus der US-PS 36 48 798 bekannt. Bei diesem bekannten elektronischen Drehzahlregler ist hinter der Vergleichseinrichtung ein Verstärker angeschaltet, dessen Ausgang eine zweite

ίο Vergleichsstufe speist, an die wiederum ein weiterer Verstärker angeschlossen ist, dessen Ausgang mit den Magnetventilen verbunden ist. Eine genaue Anpassung d^:eses bekannten elektronischen Drehzahlreglers an eine Arbeitskennlinie der Betätigungseinrichtung für die Drosselklappeneinrichtung ist nicht möglich.

Aus der DE-OS 20 14 633 ist es bekannt, abhängig von der Drehzahl einer Brennkraftmaschine sowohl die Brennstoffmenge als auch die Luftmenge über die Drosselklappe zu regeln.

Eine weitere bekannte Drehzahlregeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine entsprechend der DE-OS 19 11828 basiert auf dem Vergleich von Impulsen, wobei eine erste Impulsfolge die Solldrehzahl wiedergibt, während eine zweite Impulsfoge die Istdrehzahl wiedergibt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, den elektronischen Drehzahlregler für eine Brennkraftmaschine der eingangs definierten Art hinsichtlich einer besseren Anpassung an die Arbeits-

w kennlinie der Betätigungseinrichtung für die Drosselklappeneinrichtung zu verbessern, derart, daß das Erreichen einer gewünschten Drehzahl der Brennkraftmaschine mit größerer Genauigkeit erfolgen kann.
Ausgehend von dem elektronischen Drehzahlregler der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das strömende Medium Brennstoff ist, der von eine»' eine Brennstoffpumpe mit einer elektronisch gesteuerten Brennstoffeinspritzvorrichtung verbindenden Versorgungsleitung abgezweigt wird, und daß zwischen der Vergleichseinrichtung und der Verstelleinrichtung ein Funktionsgenerator angeordnet ist, der das Fehlersignal empfängt und an seinem Ausgang ein das Magnetventil beaufschlagendes Signal erzeugt, welches im negativen Bereich des Fehlersignals konstant ist und im positiven Bereich proportional zum Fehlersignal ist.

Durch die Einfügung eines Funktionsgenerators zwischen der Vergleichseinrichtung und der Verstelleinrichtung ergibt sich die Möglichkeit den Steuerabschnitt, der das Fehlersignal empfängt hinsichtlich seiner Kennlinie besser an sie Arbeitskennlinie der Verstelleinrichtung für die Drosselklappe anzupassen, so daß die gewünschte Solldrehzal der Maschine gleichmäßiger und mit hoher Genauigkeit eingeriegelt werden kann.

Weitere Vorteile der Erfindung und diese ausgestaltende Einzelheiten ergeben sich aus der nun folgenden detaillierten Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. Es sei jedoch

ho hervorgehoben, daß die Zeichnung den Gegenstand der Erfindung nur veranschaulichen sollen und daß die Erfindung hierdurch keine Einschränkung erfährt. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines elcktroni-

M sehen Brennstoffeinspritzsystems für eine Brennkraftmaschine, bei welchem der Drehzahlregler nach der Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Maschinen-