DE3236934A1 - Vorrichtung zur erzielung einer optimalen funktionsanpassung von steuergeraeten bei deren wiedereinschaltung - Google Patents
Vorrichtung zur erzielung einer optimalen funktionsanpassung von steuergeraeten bei deren wiedereinschaltungInfo
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Description
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© 1 1 ^ Mu
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30. August 1982
Vorrichtung zur Erzielung einer optimalen Funktionsanpassung von Steuergeräten bei deren Wiedereinschaltung
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einer Vielzahl von elektronischen
oder elektrischen Steuergeräten ist es zuroptimalen
Anpassung der von ihnen erzeugten Arbextsfunktion erforderlich, die jeweilige zeitliche Vorgeschichte zu berücksichtigen.
Dies stößt auf Schwierigkeiten, da durch das Abschalten des Geräts dieses jedes Mal praktisch in
einenNullzustand . versetzt wird und auch sämtliche Geräteteile hierdurch stromlos und entsprechend funktionslos
werden. Es ist zwar möglich, auf frühere Einschaltphasen zurückgehende Informationen, beispielsweise bei digital
arbeitenden Rechnern oder Steuergeräten auf digitaler Basis allgemein zu speichern; dies bedeutet jedoch einen
erheblichen zusätzlichen Aufwand. So ist es eine übliche Maßnahme, digitalen Speichern, die es in vielfältigen
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Ausführungsforraen' gibt und die beim Abschalten ihr Gedächtnis
verlieren, dadurch ihren Speicherinhalt zu bewahren, daß man diesen separate und zusätzliche Stromversorgungshilfskomponenten
zuordnet, die während der Abschaltphasen einspringen. Hierbei kann es sich um kleine Akkus,
gegebenenfalls aber auch nur um Kondensatoren mit vergleichsweise großen Kapazitäten handeln, denn die Ströme,
die von diesen Speichern für den Erhalt ihrer Informationen bezogen werden, sind relativ gering. Nachteilig ist
aber, daß die Gefahr besteht, daß bei langer dauernden Ausschaltphasen der Speicherinhalt schließlich doch gelöscht
wird, wenn nämlich die separate Stromversorgung nicht mehr aufrechterhalten werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß auch bei Abschalten der Versorgungsspannung eine eindeutige
Aussage über die zeitliche Vorgeschichte nach Art einer Zeitinformation erhalten bleibt, wobei der zusätzliche
Aufwand, der sich schaltungsmäßig und bei der Zuordnung zum Steuergerät ergibt, gering ist.
Bei Anwendung der vorliegenden Erfindung auf die Kaltstartsteuerung
bei einer Karaftstoffeinspritzanlage ist vorteilhaft, daß aufgrund der Einbeziehung der Dauer
des oder der jeweils vorhergehenden Startversuche eine Korrektur der Kaltstarteinspritzmenge vorgenommen werden
kann, so daß verhindert wird, daß der Brennkraftmaschine bei jedem nachfolgenden Kaltstartversuch ein derart
überfettetes Gemisch zugeführt wird, daß eine Zündung
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dann schon aus diesem Grunde nicht mehr möglich ist. Es ist ja bekannt, daß während des Kaltstarts eine Kraftstoffeinspritzanlage
der Brennkraftmaschine eine zunächst sehr große Kraftstoffmenge zuführt, um die Kraftstofffehlmenge
zu kompensieren, die zur Bildung eines zündfähigen Gemisches nicht beiträgt und die dadurch verloren
geht, daß sich zunächst an den kalten Rohr- und Zylinderwänden Kraftstoff niederschlägt. Die während des Start-Versuchs
zugeführte Kraftstoffmenge nimmt dann sehr schnell ab, was auf eine elektrische Einspritzanlage angewandt
bedeutet, daß die Dauer der Einspritzimpulse t. sehr schnell
auf Werte reduziert wird, die normalen Einspritzdauern
unter Einbeziehung von angesaugter Luftmenge und Drehzahl sowie der niedrigen Brennkraftmaschinentemperatur entsprechen.
Der Einsatz vorliegender Erfindung verhindert sicher, daß jeder nachfolgende Startversuch wieder mit der
vollen Kaltstart-Einspritzmenge beginnt; hierdurch werden nicht nur eine Verschwendung von Kraftstoff und eine entsprechende
Umweltbelastung, sondern auch Probleme bezüglich der Inbetriebsetzung der Brennkraftmaschine überhaupt
vermieden.
Da bei Einsatz vorliegender Erfindung die eingespritzte Kraftstoffmenge bei neuerlichem Kaltstart dort beginnt,
wo der Abfall der Einspritzmenge beim vorhergehenden Startversuch aufgehört hat, ist eine Überfettung des Gemisches
ausgeschlossen, auch bei sehr vielen Startversuchen und unsachgemäßer Behandlung.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der
im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist die Realisierung vorliegender Erfindungin
Form eines analogen Speichers, der als Kondensator ausgebildet eine der Dauer des jeweils vorhergehenden
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Startversuchs entsprechende Ladung aufweist, so daß die Ladungsmenge und damit die am Kondensator anliegende Spannung
unmittelbar die zu speictenxte und abzufragende Information
bildet. Durch Zuordnung eines solchen analogen Speichers zu einem digital arbeitenden Steuergerät für
die Kraftstoffeinspritzung läßt sich eine Einbeziehung der gespeicherten Information ohne großen Aufwand beim
nächsten Startversuch dadurch realisieren, daß die Ladung über den Kondensator von einem Analog-Digitalwandler
abgefragt und anschließend der Kondensator entladen wird.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung
erläutert. Es zeigen Fig. 1 in Form eines Diagramms Spannungsverläufe über der Zeit, die sich bei Anwendung vorliegender
Erfindung auf den Betrieb einer Brennkraftmaschine (Kaltstartsteuerung) ergeben und die Fig. 2a und
2b ein Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung jeweils in Blockbilddarstellung und in detaillierterer Schaltungsausführung.
Im folgenden wird die Anwendung und Realisation vorliegender Erfindung auf den Betrieb einer Kraftstoffein-Spritzanlage
bezogen, und zwar auf deren Kaltstartsteuerung; es versteht sich aber, daß die Erfindung nicht
auf dieses Anwendungsbeispiel beschränkt ist und geeignet
ist, überall dort eingesetzt zu werden, wo bei elektri-
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sehen oder elektronischen Steuergeräten eine Berücksichtigung
der zeitlichen Vorgeschichte zur optimalen Funktions*-
anpassung sinnvoll oder erforderlich ist.
Bei a) in Fig. 1 ist die am digital arbeitenden, elektronischen
Steuergerät einer Kraftstoffeinspritzanlage anliegende Versorgungsspannung gezeigt; b) in Fig. 1 zeigt
den Verlauf beispielsweise der am Anlasser zur Bewirkung eines Startvorgangs anliegenden Spannung, so daß entsprechend
c) in Fig. 1 Kaltstarteinspritzimpulse erzeugt werden, deren Dauer schon über den Verlauf des Startvorgangs
stark abnimmt. Bei einem Wiederholstart ergibt sich allerdings bei einer Funktion ohne Speicher der in c) mit
I bezeichnete, gestrichelt dargestellte Verlauf der Dauer von Kaltstarteinspritzimpulsen über der Zeit, der eine
Wiederholung des ersten Kaltstart-Einspritzvorgangs darstellt. Um die mit II bezeichnete Sollfunktion zu erzielen,
ist entsprechend Fig. 2a bei 1 ein Analogspeicher vorgesehen, dem ein Analog-Digitalwandler 2 nachgeschaltet
ist. Der Analog-Digitalwandler 2 steht in Verbindung und kommuniziert mit einer Rechnerschaltung bzw. direkt mit
dem digitalen Steuergerät 3, wobei dieser Block auch periphere Schaltungselemente umfassen kann. Auf den Rechner 3 braucht nicht genauer eingegangen zu werden, da dies
nicht Gegenstand vorliegender Erfindung ist; alle drei Komponenten 1, 2 und 3 werden jedoch über einen üblichen
Schalter r bei Kraftfahrzeugen den Zündschalter 4 an Versorgungsspannung
entsprechend Batteriespannung U ... gelegt. Bei Schließen des Zündschalters ergibt sich gleichzeitig
ein im Grunde in beliebiger Weise ableitbares Startdauersignal, welches in Fig. 2a mit A bezeichnet ist; dieses
wird dem Analogspeicher 1 zugeführt und bewirkt, daß der Analogspeicher als Funktion der Dauer des Startvor-
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gangs und damit der Dauer des jeweils zugeführten Startimpulses A eine Zeitinformation speichert, die als Höhe
einer Spannung abgebildet werden kann. Ist der Startvorgang beendet und dabei die Brennkraftmaschine nicht angesprungen,
dann wird auch der Schalter 4 wieder geöffnet; die Ausbildung des Analogspeichers 1 ist jedoch so getroffen,
beispielsweise durch/in geeigneter Weise geschaltete Torschaltung, daß die analog gespeicherte Spannung,
zur Dauer des Startvorgangs proportional erhalten bleibt, so daß bei einem nächsten Startvorgang der dem
Analogspeicher 1 nachgeschaltete Analog-Digitalwandler,
gegebenenfalls sofort beim Schließen des Schalters 4 zunächst den gespeicherten Spannungswert abfragt und an
seinem Ausgang über die Verbindungsleitung 2ä einen digitalen
Wert in den Rechner setzt, der als Anfangswert bei der Bemessung der Dauer der zu erzeugenden Kraftstoffeinspritzimpulse
beim Kaltstart berücksichtigt wird. Sobald der Rechner den die Dauer des vorherigen Startvorgangs
angebenden Anfangswert erhalten hat, wird über eine Rückleitung 5 der Analogspeicher gelöscht und hierdurch auf
die nächste Messung vorbereitet.
Die detaillierte Schaltungsdarstellung der Fig. 2b läßt den einfachen Aufbau erkennen; der Analogspeicher ist
als Kondensator C1 ausgebildet und über eine seine Ladung ermöglichende Diode D1 und einen Reihenwiderstand R1
sowie den Schalter 4 an die Batter ie spannung U-.,. angeschlossen;
am Verbindungspunkt der Diode D1 mit dem Widerstand R1 liegt die Abfrageleitung des Analog-Digitalwandlers
2. Der Startimpuls A wird am Eingang E'über eine
weitere, für negative Spannungen leitende Diode D2 zugeführt. Parallel zum Kondensator Cl ist noch eine Löscheinrichtung
geschaltet, bestehend aus einem Transistor T,
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der vom Rechner über die Verbindungsleitung 5 angesteuert
wird.
Es ergibt sich dann folgende Funktion. Zunächst ist über
die Diode D2 der Verbindungspunkt des Widerstands R1 mit der Diode D1 - bei fehlendem Startimpuls A - so weit in
Richtung auf eine negative Spannung vorgespannt, daß die Diode D1 sperrt, unabhängig, ob der Schalter 4 zur Versorgungsspannung U-,-.. geschlossen ist oder nicht. Wird
der Schalter 4 geschlossen und erscheint als dessen Folge auch ein Startimpuls A, dann wird die Diode D 2 stromlos,
da die an ihrer Kathode anliegende positive Spannung die Diode in den Sperrzustand bringt. Die Ladung des Kondensators
C1 über den Schalter 4, den Lade- und Begrenzungswiderstand R1 und die in Flußrichtung gepolte Diode D1
erfolgt dann solange, wie der Startimpuls A andauert,
was bedeutet, daß die Ladung des Kondensators C1 und entsprechend die an diesem sich aufbauende Spannung eine
Funktion der Startdauer ist. Wird der Startvorgang abgebrochen, dann endet der Startimpuls A und der Ladevorgang
wird unterbrochen; dies geschieht auch durch das öffnen des Schalters 4.
Sobald dann ein weiterer Startvorgang einsetzt, wird bei geschlossenem Schalter 4 durch den neuen Startimpuls A
die Ladung des Kondensators C1 wieder freigegeben; zunächst
und praktisch im ersten Augenblick des erneuten Startvorgangs wird jedoch die am Kondensator C1 liegende
Spannung U_ abgefragt und mit der gewonnenen Information eine Bewertung der folgenden Startphase vorgenommen. Nach
dem Abfragevorgang wird der Kondensator vom Rechner gesteuert entladen und auf die nächste Messung vorbereitet.
Die Abfrage der Kondensatorspannung U_ am Ver-
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IO 1
bindungspunkt des Widerstandes R1 und der Diode D1 ist
deshalb zulässig, weil im Moment des Beginns des neuen Ladevorgangs bei jedem neuen Startvorgang die Diode D1
ja leitend ist und daher die an ihrer Anode gebilde .Spannung praktisch der Kondensatorspannung entspricht.
Je nach Wunsch und Auslegung der Kraftstoffeinspritzanlage kann die Löschung des Speicherinhalts am Kondensator
C1 nach jedem Startvorgang vorgenommen werden, so daß immer nur der jeweils unmittelbar vorhergehende
Startvorgang in seiner Dauer bei der Bewertung der nachfolgenden Startphase Berücksichtigung findet oder die
RechnerSchaltung löscht den Kondensatorinhalt erst dann,
wenn die Brennkraftmaschine durchläuft, was bedeutet, daß bei mehreren Startversuchen die vom Kondensator gespeicherte
Spannung 'der Dauer aller vorhergehenden Startversuche entspricht und daher die Abfallfunktion der
zugeführten Kraftstoffmenge über der Startdauer insgesamt keine Unterbrechung erfährt. Diese Lösung kann für
extreme Bedingungen bevorzugt sein.
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Claims (4)
- ι ι kW 1 i : Mu1645/ot/wi
30.8.1982Firma Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1Patentansprüche) Vorrichtung zur Erzielung einer optimalen Funktionsanpassung von elektrischen und elektronischen Steuergeräten bei deren Wiedereinschaltung (Berücksichtigung der zeitlichen Vorgeschichte), insbesondere zur Verbesserung des Kaltstartverhaltens von Brennkraftmaschinen mit elektrischer, zum Beispiel auf digitaler Grundlage arbeitenden Kraftstoffeinspritzanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß ein analoger Speicher (1) mit Entkopplungsnetzwerk (D1, D2) für die spannungslose Phase und mit Abfragemitteln (2) vorgesehen ist, die zu Beginn jedes Wiedereinschalten zunächst zur Einbeziehung in den Funktionsablauf eine der Dauer der vorherigen Einschaltphase entsprechende Zeitinformation erfassen. - 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analogspeicher (1.) ein Kondensator (C1) ist und die von ihm bei Einschaltung an die Versorgungsspannung (U . ) über einen Reihenwiderstand (R1) und eineTrenndiode (D1) gespeicherte Ladung der Dauer jeweils eines oder mehrerer vorhergehender Kaltstartversuche entspricht, vorzugsweise proportional ist, wobei ein zugeführter Startimpuls (A) die Kondensatorladung jeweils fürdie Dauer des Startvorgangs freigibt. .
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verbindungspunkt des WiderstandesBAD ORIGINAL * * *1645/ot/wi30.8.1982 - 2 -(R1) und der Trenndiode (D1) ein die Abfrage der Kondensatorspannung (Up) bewirkender Analog-Digitalwandler (2) angeschlossen ist, der die digitale Kraftstoffeinspritzanlage mit einem digitalen Anfangswert entsprechend der Dauer des oder der vorhergehenden Startvorgänge, setzt.
- 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entladeeinrichtung (Transistor T) parallel zum Speicherkondensator (C1) geschaltet und vom Steuergerät nach Abfrage durch den Analog-Digitalwandler 2u dessen Löschung angesteuert wird.BAD
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