DE3103928C3 - Einrichtung zur Regelung der Motordrehzahl eines Otto-Motors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Regelung der Motordrehzahl eines Otto-Motors mit einem Sollwertgeber, von dem einem Vergleicher ein einer Motordrehzahl entsprechendes Sollsignal zuleitbar ist, mit einem Drehzahlgeber, von dem dem Vergleicher ein der jeweiligen Ist-Motordrehzahl entsprechendes Istsignal zuleitbar ist, mit einer Regelelektronik, der ein vom Vergleicher aus der Differenz von Sollsignal und Istsignal gebildetes Differenzsignal zuleitbar ist, mit einem von der Regelelektronik steuerbaren Stellantrieb, durch den bei gleicher Größe von Sollsignal und Istsignal eine Drosselklappe in einer zum Sollsignal proportionalen Stellung gehalten und bei größerem Sollsignal als dem Istsignal in Öffnungsrichtung verstellbar ist und wobei der Sollwertgeber von einem Steuerelement verstellbar ist.

Eine derartige Einrichtung ohne einen von einem Steuerelement verstellbaren Sollwertgeber ist aus der DE-OS 28 00 433 bekannt. Diese Einrichtung ist zum Begrenzen der Maximal-Drehzahl einer Brennkraftmaschine bekannt. Dabei wird die Drehzahl der Brennkraftmaschine durch einen Sensor erfaßt und in einer Vergleichsstufe mit einer bestimmten Maximal-Drehzahl verglichen. Liegt die erfaßte Drehzahl gleich oder höher als die Maximal-Drehzahl, so wird eine Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr angesteuert. Dies bewirkt eine Reduzierung der Drehzahl der Brennkraftmaschine. Die Maximal-Drehzahl ist auf verschiedene Werte umschaltbar, um z. B. während der Einfahrphase auf einem niedrigeren Wert liegen zu können als während des späteren Normalbetriebs. Ein solches Umschalten soll durch den Servicebetrieb erfolgen. Eine selbsttätige Veränderung der Maximal-Drehzahl kann nicht erfolgen, und eine Abschaltung der Kraftstoffzufuhr während eines Schubbetriebes ist nicht möglich.

Eine Einrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs ist aus der DE-OS 28 12 156 bekannt. Bei dieser Einrichtung wird bei größerem Istsignal als dem momentan eingestellten Sollsignal von der Regelelektronik der Stellantrieb derart angesteuert, daß die Drosselklappe in Schließrichtung verstellt wird.

Eine Abschaltung der Kraftstoffzufuhr während dieses Schubbetriebes ist nicht vorhanden.

Aus der DE-OS 27 38 886 ist eine Schubabschaltung bekannt, bei der die Drehzahl der Brennkraftmaschine sowie die Position des Sollwertgebers bzw. der Drosselklappe erfaßt und verglichen werden. Dabei ist der Leerlaufposition des Sollwertgebers eine bestimmte Motordrehzahl zugeordnet. Wird diese überschritten und ist dabei gleichzeitig der Sollwertgeber bzw. die Drosselklappe in Leerlaufposition, so erfolgt eine Absperrung der Kraftstoffzufuhr.

Aus der DE-OS 26 15 504 ist eine Verstelleinrichtung der Drosselklappe eine Verbrennungsmotors bekannt, bei der die Position eines Sollwertgebers mit einem Motordrehzahlsignal verglichen und bei erhöhter Motordrehzahl gegenüber dem durch den momentanen Wert des Sollwertgebers bestimmten Sollwertgebersignal die Kraftstoffzufuhr unterbrochen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff zu schaffen, durch die selbsttätig eine Regelung der Istdrehzahl des Motors auf die jeweils von einem Gaspedal eingestellte einer Solldrehzahl entsprechende Motordrehzahl bei gleichzeitiger Kraftstoffeinsparung erfolgt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in jeder beliebigen Stellung des Sollwertgebers bei größerem Istsignal als dem momentan eingestellten Sollsignal von dem Vergleicher einer Sperrvorrichtung in dem Kraftstoffzufluß zum Motor ein Schließsignal zuleitbar und durch den Stellantrieb die Drosselklappe in Öffnungsrichtung verstellbar, wobei vorzugsweise die Drosselklappe in maximale Öffnungsstellung verstellbar ist. Auf diese Weise kann bei jeder beliebigen Stellung des Gaspedals zwischen Leerlauf und Vollgas eine durch Schubbetrieb gegenüber dem momentan eingestellten Sollwert erhöhte Motordrehzahl mit einfachen Mitteln auf die gewünschte Solldrehkennzahl heruntergeregelt werden, wobei gleichzeitig eine Einsparung von Kraftstoff erzielt wird.

Da ein Teil der Bauteile der Einrichtung bereits bei sogenannten elektrischen Gaspedalen vorhanden sind, ist kein großer zusätzlicher Aufwand erforderlich.

Weiterhin hat dies den Vorteil, daß der Saugvorgang des Motors ungedrosselt erfolgt, was zu einer Schubphasenverlängerung und damit zu einer weiteren Kraftstoffeinsparung führt.

Vorzugsweise sind die Signale von elektrischen Größen gebildet, so daß keine komplizierten mechanischen Stellvorrichtungen erforderlich sind. Auf diese Art können die einzelnen Elemente der Einrichtung praktisch an jeder beliebigen Stelle im Kraftfahrzeug eingebaut werden, was bei den bekannten Einbauraumproblemen in Kraftfahrzeugen von Vorteil ist.

Ist der Motor ein Einspritzmotor, so kann in jeder zu einer Einspritzdüse eines Zylinders des Motors führenden Kraftstoffleitung eine Sperrvorrichtung angeordnet sein.

Die Sperrvorrichtung kann ein Magnetventil sein, das vorzugsweise bei größerem bzw. gleichem Sollsignal als dem Istsignal stromdurchflossen ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Einrichtung.

Diese Einrichtung besitzt einen Sollwertgeber 1, der aus einem Potentiometer besteht und von einem Steuerelement (Gaspedal) 2 verstellbar ist.

Das elektrische Signal des Sollwertgebers 1 wird an einen Vergleicher 3 als Sollsignal weitergeleitet.

Weiterhin wird als Istsignal dem Vergleicher 3 ein elektrisches Signal zugeleitet, das von einem Drehzahlgeber 4 gebildet wird, der die Istdrehzahl des Motors 5 erfaßt.

Vom Vergleicher 3 wird aus der Differenz von Sollsignal und Istsignal ein Differenzsignal gebildet und einer Regelelektronik 6 zugeleitet, die einen entsprechenden Steuerbefehlt an einen Stellantrieb 7 weiterleitet, durch den eine Drosselklappe 8 verstellbar ist. Die jeweils eingenommene Stellung der Drosselklappe 8 wird der Regelelektronik 6 rückgemeldet.

Vom Vergleicher 3 ist weiterhin ein von der Differenz von Sollsignal und Istsignal abhängiges Signal Magnetventilen 9 zuleitbar, die in den zu Einspritzdüsen 10 führenden Kraftstoffleitungen 11 angeordnet sind und durch welche diese Leitungen 11 absperrbar sind. Je einem nicht dargestellten Zylinder des Motors ist eine Einspritzdüse 10 zugeordnet.

Die Funktionsweise der Einrichtung ist folgende: Vom Gaspedal 2 wird der Sollwertgeber 1 auf einen bestimmten Wert eingestellt, der proportional zu einer bestimmten Motordrehzahl bzw. zu einer bestimmten Fahrgeschwindigkeit ist. Entsprechend dieser Einstellung wird vom Sollwertgeber 1 ein elektrisches Sollsignal an den Vergleicher 3 geleitet.

Von dem Drehzahlgeber 4 wird entsprechend der momentanen Motordrehzahl bzw. der momentanen Fahrgeschwindigkeit ein elektrisches Istsignal an den Vergleicher 3 geleitet. Dieser bildet aus diesen beiden Signalen ein elektrisches Differenzsignal, das an die Regelelektronik 6 weitergeleitet wird.

Ist das Sollsignal größer als das Istsignal, wird der Stellantrieb 7 von der Regelelektronik 6 so gesteuert, daß sich die Drosselklappe 8 so weit öffnet, bis Sollsignal und Istsignal gleich groß sind.

Ein elektrisches Schließsignal wird dabei vom Vergleicher 3 nicht an die Magnetventile 9 gegeben, so daß diese die Kraftstoffleitungen 11 geöffnet halten.

Beim Zurücknehmen der Einstellung des Sollwertgebers 1 oder bei einer Bergabfahrt kommt das Fahrzeug in den Schubbetrieb, was bedeutet, daß das Sollsignal kleiner wird als das Istsignal.

Auf ein derartiges Differenzsignal des Vergleichers 3 steuert die Regelelektronik 6 den Stellantrieb 7 derart, daß die Drosselklappe 8 in ihre maximale Öffnungsstellung verstellt wird. Gleichzeitig wird vom Vergleicher ein Schließsignal an die Magnetventile 9 geleitet, die daraufhin die Kraftstoffleitungen 11 absperren.

Dieser Zustand hält an, bis die Motordrehzahl und damit das Istsignal auf einen dem Sollsignal entsprechenden Wert gesunken ist.

Sobald dies der Fall ist, also die Differenz zwischen Sollsignal und Istsignal Null ist, wird von der Regelelektronik 6 der Stellantrieb 7 so angesteuert, daß die Drosselklappe 8 sich in eine zum Sollsignal proportionale Öffnungsstellung einstellt.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ist es besonders vorteilhaft, wenn unterhalb einer bestimmten Motordrehzahl, die z. B. 800 U/min sein kann, der Sperrvorrichtung im Kraftstoffzufluß kein Schließsignal zuleitbar ist. Die Feststellung dieses Drehzahlbereichs kann dabei im Vergleicher erfolgen. Auf diese Weise wird verhindert, daß z. B. bei einer Stadtfahrt im niedrigen Drehzahlbereich der Motor ausgeht und somit das Fahrzeug manövrierunfähig wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, eine Anzeige, z. B. eine Lampe, vorzusehen, die dann anspricht, wenn die Drehzahlveränderung pro Zeiteinheit unterhalb bzw. oberhalb eines bestimmten Wertes liegt.

Damit erhält der Fahrer ein Zeichen, daß er beim Gasgeben entweder in einem zu hohen Gang sich befindet und in einen niedrigeren Gang schalten sollte, oder sich in einem zu niedrigen Gang befindet und in einen höheren Gang schalten sollte. In beiden Fällen wird so eine optimalere Ausnutzung des Kraftstoffs erreicht, was objektiv zu einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs führt.

Claims (6)

1. Einrichtung zur Regelung der Motordrehzahl eines Otto-Motors mit einem Sollwertgeber, von dem einem Vergleicher ein einer Motordrehzahl entsprechendes Sollsignal zuleitbar ist, mit einem Drehzahlgeber, von dem dem Vergleicher ein der jeweiligen Ist-Motordrehzahl entsprechendes Istsignal zuleitbar ist, mit einer Regelelektronik, der ein vom Vergleicher aus der Differenz von Sollsignal und Istsignal gebildetes Differenzsignal zuleitbar ist, mit einem von der Regelelektronik steuerbaren Stellantrieb, durch den bei gleicher Größe von Sollsignal und Istsignal eine Drosselklappe in einer zum Sollsignal proportionalen Stellung gehalten und bei größerem Sollsignal als dem Istsignal in Öffnungsrichtung verstellbar ist und wobei der Sollwertgeber von einem Steuerelement verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder beliebigen Stellung des Sollwertgebers (1) bei größerem Istsignal als dem momentan eingestellten Sollsignal von dem Vergleicher (3) einer Sperrvorrichtung in dem Kraftstoffzufluß zum Motor (5) ein Schließsignal zuleitbar und durch den Stellantrieb (7) die Drosselklappe (8) in Öffnungsrichtung verstellbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe (8) in maximale Öffnungsstellung verstellbar ist.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale von elektrischen Größen gebildet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder zu einer Einspritzdüse (10) eines Zylinders des Motors (5) führenden Kraftstoffleitung (11) eine Sperrvorrichtung angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung ein Magnetventil (9) ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetventil (9) bei größerem bzw. gleichem Sollsignal als dem Istsignal stromdurchflossen ist.