DE2812156A1 - Einrichtung zum steuern der stellung eines ein kraftstoff-luft-gemisch beeinflussenden elements eines verbrennungsmotors - Google Patents

Einrichtung zum steuern der stellung eines ein kraftstoff-luft-gemisch beeinflussenden elements eines verbrennungsmotors

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Description

VDO 6 FRANKFURT/MAIN 90
ADOLF SCHINDLING AG GRÄFSTRASSE 103
Einrichtung zum Steuern der Stellung eines ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Elements eines Verbrennungsmotors.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Steuern der Stellung eines ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Elements eines Verbrennungsmotors, insbesondere zur Drehzahlregelung, das mit einen von dem Ausgang eines Differenzversfirkers gespeisten Stellmotor gekuppelt ist, wobei ein Ist'.rert-Einranc des Differcnzverstärkers mit einem veränderlichen ~..*i !erstand als Istwert-Geber in Verbindung steht und. ein Soll^ert-Lingang des Differenzverstärkers mit einem Sollwert-Geber verbunden ist.
Bekannte Einrichtungen dieser Gattung können bei entsprechender Beschaltung des Istwert-Eingangs und des Sollwert-Eingangs des Differenzverstärkers zur Regelung der Drehzahl oder zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit auf einen mit dem Sollwert vorgegebenen Vert oder als sog. elektrisches Gaspedal verwendet werden, bei dem die Stellung des Gaspedals in ein elektrisches Signal als Istwert umgewandelt wird. Zur Regelung der Drehzahl wird ein elektrischer Drehzahlgeber als Istwert-Geber verwendet, während zur Regelung der Fahrgeschwindigkeit ein elektrischer Geschwindigkeits-Geber als Sollwert-Geber vorgesehen ist. Diese Geber liefern zur Bildung der Regelabweichung in dem Differenzverstärker eine dem Istwert entsprechende analoge Spannung oder einen analogen Strom. Der Sollwert-Geber, der in der Regel als willkürlich verstellbarer Widerstand ausgebildet ist, speist in den Differenzverstärker eine dem Sollwert entsprechende Spannung oder einen entsprechenden Strom ein.
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Problematisch ist bei allen mit solchen Einrichtungen erfolgenden Regelvorgängen, dass bei Änderungen des Sollwerts ein mehr oder weniger ausgeprägtes Überschwingen der Stellgrösse, hier der Stellung des das Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Elements,in Abhängigkeit von der in dem gebildeten Regelkreis eingestellten Verstärkung auftreten kann. Um ein solches Überschwingen herabzusetzen, muss die Verstärkung des Regelkreises durch Vergrösserung des Proportionalbereichs verringert werden. Darunter leidet jedoch die Regelgenauigkeit. Um trotz befriedigender Regelgenauigkeit keine grossen Überschwingungen in Kauf zu nehmen, kann in den Regler eine Struktur eingefügt werden, die einen D-Anteil des Übertragungsverhaltens bildet. Abgesehen davon, dass die Einführung des D-Anteils den Herstellaufwand vergrössert, kann bei ungeeigneter Dimensionierung der D-Anteil zu einer (monotonen) Instabilität des Regelkreises führen.
Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Steuern der Stellung eines ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Elements eines Verbrennungsmotors der eingangs genannten Gattung zu schaffen, die unter der Vermeidung der Nachteile der bekannten Einrichtungen mit möglichst geringem Aufwand und unkritischer Dimensionierung ein möglichst stabiles Regelverhalten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss für eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, dass von dem Sollwert-Eingang zu dem Istwert-Eingang eine in Durchlassrichtung geschaltete Diode angeordnet ist und dass zwischen der Verbindungsstelle des Sollwert-Eingangs und der Diode und dem Sollwert-Geber ein Widerstand eingeschaltet ist.
Mit dieser Schaltungsanordnung-, die die Einspeisung des Sollwerts und des Istwerts in Form analoger Spannungen voraussetzt, wird das den Sollwert repräsentierende Spannungspotential an dem Sollwert-Eingang des Differenzverstärkers immer etwas
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oberhalb des den Istwert repräsentierenden Potentials gehalten, unabhängig von dem jeweils eingestellten Sollwert. Dies geschieht dadurch, dass das Potential des Sollwerts bei niedrigem Istwert um die Differenz der Diodenspannung zu dem Potential des Istwerts gezogen wird und entsprechend dem Anstieg des Istwerts ansteigen kann, bis das den Sollwert repräsentierende Potential an dem Sollwert-Eingang praktisch gleich dem von dem Sollwert-Geber gelieferten Potential ist.
Dadurch wird ein sehr stabiles Führungsverhalten des Regelkreises mit geringem Aufwand und unkritischer Dimensionierung der Bauelemente erzielt.
In besonders zv'eckmässiger Tieise ist die erfindungsgemässe Einrichtung derart ausgestaltet, dass zwischen der Verbindungsstelle des Sollwert-Eingangs mit der Diode und einer Masseleitung ein Kondensator angeordnet ist, der zusammen mit dem Widerstand zwischen dieser Verbindungsstelle und dein Sollvert-Geber eine viiderstands-Kondensator-Kombination bildet.
Der Kondensator bewirkt, dass bereits bei einer bestimmten Änderungsgeschvrindigkeit des Istwertes der-Regler eingreift, wodurch die dynamische Stabilität weiter verbessert wird.
Ferner ist die erfindungsgemässe Einrichtung zweckmässig so ausgestaltet, dass die Diode und de." Istwert-Geber über einen gemeinsamen Vorwiderstand mit dem Istwert-Eingang verbunden sind und dass zwischen dem Istwert-Eingang und dem Ausgang des Differenzverstärkers ein Gegenkopplungswiderstand angeordnet ist.
Entsprechend dem Verhältnis des Gegenkopplungswiderstandes zu dem Vorwiderstand wird, unabhängig von der erfindungsgeinäss vorgesehenen Diode und dem Widerstand in der Zuleitung zu
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dem Sollwert-Eingang der Proportionalbereich des Reglers eingestellt.
Die Erfindung sei im folgenden anhand einer Zeichnung, in der ein .Ausführungsbeispiel dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt: -
Fig. 1 ein vereinfachtes Schaltbild der Einrichtung zum Steuern der Stellung einer Drosselklappe zur Drehzahlregelung und
Fig. 2 das mit dieser Einrichtung erzielte Führungsverhalten.
In Fig, 1 ist mit 1 ein den elektronischen Teil der Einrichtung aufnehmendes Gehäuse bezeichnet, das: durch eine unterbrochene Linie angedeutet ist. Die Einrichtung enthält als wesentlichen Bestandteil einen Differenzverstärker 2 mit einem Sollwert-Singarig 3 und einen Is-tvcrt-Eingang 4 sowie mit einem Ausgang 5.
Der Ausgang 5 ist an einen Stellmotor 6 angeschlossen, der über eine elektromagnetische Kupplung 7 ein Stellorgan 8 einer Drosselklappe 9 verstellt.
In dem Falle, in dem die Stellung der Drosselklappe im Zusammenhang mit einem sog. elektronischen Gaspedal geregelt werden soll, kann mit dem Stellorgan 3 ein Schleifer eines in der Zeichnung nicht dargestellten veränderlichen Widerstands gekuppelt sein, der elektrisch mit eine:- Klemme 10, die zum Anschluss eines Istwert-Gebers vorgesehen ist, verbunden ist.
Ein an eine Klemme 11 angeschlossener willkürlich verstellbarer Widerstand 12 dient als Sollwert-Geber.
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Bei der Verwendung der Einrichtung zur Drehzahlsteuerung ist an die Klemme 10 ein nicht dargestellter Drehzahlgeber angeschlossen, der eine der Drehzahl proportionale Spannung abgibt.
Der Sollwert-Geber 12 steht über einen Widerstand 13 mit dem Sollwert -Eingang 3 in Verbindung. An die gemeinsame Verbindungsstelle 14 des Widerstands 13 mit dem Sollwert-Eingang 3 ist ein Kondensator 15 angeschlossen, dessen anderes Ende mit einer Masseleitung 16 verbunden ist und der gemeinsam mit dem Widerstand 13 eine Widerstands-Kondensator-Kombination bildet.
Die Klemme zum Anschluss des Istwert-Gebers 10 ist zu dem Istwert-Eingang 4 über einen Vorviderstand 17 geführt. Ein Gegenkopplungswiderstand 15 verbindet den Ausgang 5 des Differenzverstärkers mit dem Istwert-Einrang· 4.
Die Verbindungsstelle 14 des Widerstands 13 mit dem Sollwert-Singang 3 steht über eine Diode 19 mit der Verbindungsleitung zwischen der Klemme 10 zum Anschluss des Istwert-Gebers und dem Vorwiderstand 17 in Verbindung. Die Diode 19 ist dabei in Durchlassrichtung geschaltet, wobei vorausgesetzt wird, dass wachsenden Sollwerten auch steigende Spannungen zugeordnet sind und umgekehrt.
Die Diode 19, welche das Potential an der Verbindungsstelle nur etwas über dem Potential an der Leitung zwischen der Klemme 10 und dem Vorwiderstand 17 hält und die Kombination des Widerstands 13 mit dem Kondensator 15, die schon bei einer bestimmten Anstiegsgeschwindigkeit des Istwerts, der in die Klemme 10 eingespeist wird, ein Eingreifen des Reglers veranlasst, ergibt eine wesentliche Verbesserung der dynamischen Stabilität. Diese Verbesserung ist in Fig. 2 dargestellt:
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In Fig. 2 ist die zeitliche Abhängigkeit einer Drehzahl eines Verbrennungsmotors, der mit einer Einrichtung nach Fig. 1 geregelt wird, im Vergleich zu der zeitlichen Änderung einer vergleichbaren Einrichtung, jedoch ohne die Widerstands-Kondensator-Kombination 13, 15 und ohne Diode 19 dargestellt, wenn ein Rechtecksprung des Sollwerts an der Klemme 11 auftritt. Insbesondere ist aus Fig. 2 zu erkennen, dass eine kräftige erste Überschwingung der Kurve 1 auftritt, welche das Übergangsverhalten einer üblichen Einrichtung zum Steuern der Drosselklappenstellung zeigt, während die erste Überschwingung der Kurve 2 der erfindungsgemässen Einrichtung wesentlich niedriger ist. Die Kurve 2 zeigt insgesamt einen wesentlich besseren dynamischen Verlauf des Istwerts als die Kurve 1.
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Claims (3)

  1. VDO 6 FRANKFURT/MAIN 90
    ADOLF SCHINDLING AG GRÄFSTRASSE 103
    Patentansprüche
    LJ/. Einrichtung zum Steuern der Stellung eines , ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Elements eines Verbrennungsmotors, insbesondere zur Drehzahlregelung, das mit einem von dem Ausgang eines Differenzverstärkers gespeisten Stellmotor gekuppelt ist, wobei ein Istwert-Eingang des Differenzverstärkers mit einem Istwert-Geber in Verbindung steht und ein Sollwert-Eingang des Differenzverstärkers mit einem Sollwert-Geber verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Sollwert-Eingang (3) zu dem Istwert-Eingang (4) eine in Durchlassrichtung geschaltete Diode (19) angeordnet ist und dass zwischen der Verbindungsstelle (14) des Sollwert-Eingangs mit der Diode (19) und dem Sollwert-Geber (12) ein "widerstand (13) eingeschaltet ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Verbindungsstelle (14) des Sollwert-Eingangs (3) mit der Diode (19) und einer Masseleitung (16) ein Kondensator (15) angeordnet ist, der zusammen mit dem Ividerstand (13) zwischen dieser Verbindungsstelle (14) und dem Sollwert-Geber (12) eine Viiderstands-Kondensator-Kombination bildet.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Diode (19) und der Istwert-Geber (an Klemme 10) über einen gemeinsamen Vorwiderstand (17) mit dem Istwert-Eingang (4) verbunden sind und dass zwischen dem Istwert-Eingang (4) und dem Ausgang (5) des Differenzverstärkers (2) ein Gegenkopplungswiderstand (18) angeordnet ist.
    909839/0304
DE2812156A 1978-03-20 1978-03-20 Einrichtung zum Steuern der Stellung eines ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Elements eines Verbrennungsmotors Expired DE2812156C2 (de)

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