DE3319025C2

DE3319025C2 -

Info

Publication number: DE3319025C2
Application number: DE3319025A
Authority: DE
Inventors: Gustav 7057 Winnenden De Virgilio; Hugo 7141 Oberriexingen De Weller; Martin Dipl.-Ing. Dr. 7141 Schwieberdingen De Zechnall
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1991-08-14
Also published as: DE3319025A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Begren zung der Drehzahl von Brennkraftmaschinen mit Fremd zündung nach der Gattung des Hauptanspruchs sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Aus der DE-OS 20 27 453 ist schon eine solche Vorrichtung be kannt, bei der bei Erreichen einer maximal zulässigen Grenzdrehzahl der Zündzeitpunkt zum Erreichen einer schnellen Drehzahlbegrenzung verstellt und gleichzeitig ein Eingriff in die Gemischbildung vorgenommen wird, um die einsetzende Erhitzung des Motors zu verhindern. Dabei muß zur Erzielung einer sicheren und ausreichen den Wirkung die Zündzeitpunktverstellung so groß ge wählt werden, daß sich eine Beeinträchtigung des Fahr komforts durch eine ruckartige Reduzierung des Dreh moments ergibt.

Weiterhin ist aus der DE-PS 27 08 114 eine Drehzahl begrenzungsvorrichtung bekannt, die ausschließlich auf die Zündung einwirkt, indem zur Erreichung eines höheren Fahrkomforts bei einer ersten Grenzdrehzahl einzelne Zündimpulse ausgeblendet und bei Erreichen einer zweiten Grenzdrehzahl die Zündung vollständig abgeschaltet wird. Hierbei wird zum einen eine Überhitzung des Motors in Kauf genommen und zum anderen wird sich die Aus blendung von Zündimpulsen, sofern eine ausreichende Wirkung erzielt werden soll, dennoch als deutlicher Ruck bemerkbar machen. Darüber hinaus ist ein Eingriff durch alleiniges Ausblenden der Zündung (ohne Eingriff auf die Einspritzung) bei Fahrzeugen mit Katalysatoren gefährlich, da deren thermische Zerstörung die Folge sein könnte.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung zur Durchführung haben demgegenüber den Vor teil, daß bei einer ersten Grenzdrehzahl zunächst eine sanfte und ruckarme Drehzahlbegrenzung mit dennoch aus reichender Wirkung erzielt wird, indem sich zwei Maß nahmen ergänzen, wobei sich die Maßnahme der Brennstoff gemischabmagerung weniger abrupt auswirkt. Der Eingriff in die Zündanlage durch Rücknahme des Zündwinkels (oder Ausblenden von Zündimpulsen bei Fahrzeugen ohne Katalysa tor) kann sehr schwach ausgebildet werden, da zum einen zusätzlich ein Eingriff in die Kraftstoffzumessung er folgt und zum anderen die nachgeordnete höhere Drehzahl schwelle eine sichere und thermisch nicht belastende Be grenzung gewährleistet. In den meisten Fällen wird jedoch der Fahrer schon durch die Eingriffe beim unteren Dreh zahlschwellwert und die daraus resultierende starke Drehzahlanstiegsverzögerung zum Hochschalten veranlaßt, was zum einen dann zur Drehzahlabsenkung und damit indi rekter Drehzahlbegrenzung führt, zum anderen als erwünsch ter Nebeneffekt in gewisser Weise eine Hochschaltauffor derung an den Fahrer darstellt, die der Kraftstoff ersparnis dient.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Beson ders vorteilhaft ist die kontinuierliche Veränderung von Zündung und Kraftstoffzumessung bei Erreichen eines Drehzahlschwellwerts, da hierdurch ein noch größerer Fahr komfort erreicht werden kann. Schließlich ist es auch besonders vorteilhaft, die Schwellwertumschaltung hysteresebehaftet vorzunehmen, da hierdurch ein stän diges Hin- und Herschalten um einen Drehzahlschwell wert verhindert wird.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild des Ausfüh rungsbeispiels und Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläu terung der Wirkungsweise bei einer Realisierung durch einen Mikrorechner.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Eine in vielfältiger Form z. B. als induktiver Geber bekannte Drehzahlgeberanordnung 10 ist an eine Schwell wertstufe 11, sowie an eine Zündsteuervorrichtung 12 und eine Kraftstoffzumeßsteuervorrichtung 13 angeschlossen. Den beiden Steuervorrichtungen 12, 13 sind weitere para meterabhängige Signale P zugeführt, die in bekannter Weise zur Bildung von Zünd- und Einspritzsteuersignalen notwendig sind. Die Zündsteuervorrichtung 12 steuert über eine Zündungsendstufe 14 in ebenfalls bekannter Weise nicht näher dargestellte Zündkerzen an. Ebenso steuert die Kraftstoffzumeßsteuervorrichtung über eine Schalt einrichtung 15 eine Einspritzendstufe 16 an, durch die in ebenfalls bekannter und nicht näher dargestellter Weise Einspritzventile gesteuert werden. Wird eine erste Grenz drehzahl n1 erreicht, so erzeugt die Schwellwertstufe 11 ausgangsseitig auf einer Steuerleitung 17 ein Steuersginal, das einer Zündwinkelverstellvorrichtung 19 sowie einer Kraftstoffreduktionssteuervorrichtung 20 zugeführt wird. Die beiden Vorrichtungen 19, 20 sind ausgangsseitig mit den beiden Steuervorrichtungen 12, 13 verbunden. Wird eine zweite, höhere Grenzdrehzahl n2 erkannt, so erzeugt die Schwellwertstufe 11 ausgangsseitig auf der Steuer leitung 18 ein Steuersignal, das sowohl der Zündwinkel verstellvorrichtung 19, wie auch der Schalteinrichtung 15 zugeführt ist.

Die Wirkungsweise des in der Figur dargestellten Aus führungsbeispiels besteht im wesentlichen darin, daß bei Erreichen der ersten Grenzdrehzahl n1 die Zündwin kelverstellvorrichtung 19 sowie die Kraftstoffreduk tionssteuervorrichtung 20 über die Steuerleitung 17 angesteuert werden. Die Erkennung von Grenzdrehzahlen aus einer Folge von Drehzahlsignalen in der Schwell wertstufe 11 und die Erzeugung eines entsprechenden Steuersignals kann gemäß dem eingangs angegebenen Stand der Technik erfolgen. Als Folge dieses Steuer signals wird in der Zündwinkelverstellvorrichtung 19 ein Zündverstellwinkel -Δα1 erzeugt, der der Zünd steuervorrichtung 12 zugeführt wird und dort eine ent sprechende Zündwinkelverschiebung in Richtung "spät" bewirkt. Gleichzeitig wird in der Kraftstoffreduktions steuervorrichtung 20 eine Einspritzzeit -Δti gebildet, die der Kraftstoffzumeßsteuervorrichtung 13 zugeführt wird, und dort die Einspritzzeit für den Kraftstoff um diesen Betrag Δti reduziert. Die Folge beider Maßnahmen ist eine Reduzierung des Drehmoments der Brennkraft maschine und damit der Drehzahl, wobei die erstgenannte Maßnahme schneller und die zweite Maßnahme langsamer ihre Wirkung entfaltet. Anstelle einer Differenzein spritzzeit kann in der Kraftstoffreduktionssteuervorrich tung 20 natürlich auch ein Faktor, der kleiner 1 ist, gebildet werden. Dieser wird in der Kraftstoffzumeßsteuer vorrichtung 13 mit dem Einspritzsignal ti multipliziert, um ebenfalls eine Reduzierung der eingespritzten Kraft stoffmenge und damit eine Abmagerung des Brennstoff gemischs zu erreichen.

Wird, insbesondere in niederen Gängen, trotz dieser Maßnahmen die zweite, höhere Grenzdrehzahl n2 erreicht, so wird über ein Steuersignal auf der Steuerleitung 18 durch Unterbrechung der Kraftstoffeinspritzung über die Schalteinrichtung 15 eine sichere Drehzahlbegrenzung erreicht. Anstelle der vollständigen Abmagerung bis zum Wert Null kann natürlich auch eine etwas gering fügigere Abmagerung gewählt werden, die jedoch deutlich stärker gegenüber der Abmagerung bei der ersten Grenz drehzahl n1 sein muß.

Weiterhin kann zusätzlich über die Zündwinkelverstell vorrichtung 19 der Zündwinkel um den größeren Betrag -Δα2 in Richtung "spät" verstellt werden, um den Ruck bei wiedereinsetzender Einspritzung zu mindern. Diese zusätzliche Maßnahme kann natürlich auch entfallen.

Anstelle einer Zündzeitpunktverstellung kann die zur Drehzahlbegrenzung notwendige Drehmomentenreduktion auch durch Ausblenden einzelner Zündfunken verschlechtert wer den, wie dies in der eingangs genannten DE-PS 27 08 114 näher beschrieben ist. Weiterhin kann bei Brennkraft maschinen, die keine getaktete Kraftstoffeinspritzung aufweisen, in analoger Weise eine Reduzierung der zuge führten Kraftstoffmenge über Ventile oder Drosseln bzw. über eine Reduzierung des Einspritzdrucks erreicht werden. Bei getakteten Einspritzsystemen ist zudem auch eine Ausblendung einzelner Einspritzsignale möglich.

Besonders vorteilhaft ist die Ausstattung der Schwell wertstufe 11 mit einer Hysterese, z. B. nach Art eines Schmitt-Triggers. Dabei liegt der Einschaltschwellwert n1 für die Einleitung der die Drehzahl vermindernden Maßnahmen über der Ausschaltdrehzahl n1′ (entsprechend n2 und n2′). Dadurch wird ein ständiges Hin- und Her schalten bei einer Drehzahlschwelle vermieden. Dies erhöht weiterhin den Fahrkomfort.

Es ist weiterhin anstelle der Rücknahme des Zündwinkels um einen festen Differenzbetrag Δα möglich, bei Erreichen der jeweiligen Drehzahlschwelle auf eine konstante Spät verstellung umzuschalten. Dies kann z. B. deshalb sinnvoll sein, weil bei Teillast üblicherweise sehr frühe Zünd winkel vorhanden sind, während bei Vollastbetrieb späte Zündwinkel üblich sind. Bei Rücknahme des Zündwinkels um einen festen Differenzbetrag Δα würde bei Erreichen der Drehzahlschwelle je nach Lastzustand stark abwei chende Momentenreduzierungen erreicht werden. Dies kann durch eine Spätverstellung auf einen konstanten Wert vermieden werden.

Um eine noch sanftere Drehzahlbegrenzung zu erreichen, kann schließlich die Spätverstellung der Zündung sowie die Reduzierung der Kraftstoffzumessung kontinuierlich bis zu dem angestrebten Wert über eine Rampenfunktion oder in Abhängigkeit der Drehzahl während eines Dreh zahlintervalls erfolgen.

Schließlich können noch weitere, für sich bekannte Maß nahmen zur Drehzahlbegrenzung bzw. -verringerung unter stützend in das beschriebene System eingreifen. So kann beispielsweise für Turbomotoren eine Absenkung des Lade drucks vorgesehen werden. Weiterhin besteht noch die Möglichkeit den Kompressionsdruck zu beeinflussen, z. B. durch Veränderung der Ventilsteuerzeiten, insbesondere über eine elektronische Nockenwellensteuerung. Weiterhin können dem Kraftstoff das Brennstoffgemisch verschlech ternde Zusätze beigefügt werden. Diese Maßnahmen zur Drehzahlbegrenzung können in praktisch beliebiger Weise untereinander kombiniert und auf die verschiedenen an gegebenen Arten eingeleitet werden.

Es versteht sich, daß die Komponenten zur Zündsteuerung sowie die Komponenten für die Krafstoffzumessung jeweils durch einen eigenen Mikrorechner oder durch einen gemein samen Mikrorechner realisiert sein können. Dieser Mikro rechner kann dann auch die Funktionen der Schwellwert stufe 11 mit übernehmen. Fig. 2 erläutert den Funktions ablauf im Mikrorechner.

Claims

1. Verfahren zur Begrenzung der Drehzahl von Brennkraftmaschinen mit Fremdzündung, wobei bei Erreichen eines ersten festlegbaren Dreh zahlwertes (n1) das Brennstoffgemisch abgemagert und die Zündfolge verschlechtert wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem zweiten Drehzahlwert (n2), der größer als der erste Drehzahlwert (n1) ist, eine Umschaltung auf eine wesentlich stärkere Abmagerung des Brennstoffgemisches erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem höheren Drehzahlwert (n2) die Kraftstoff zufuhr abgeschaltet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß bei dem höheren Drehzahlwert (n2) zu sätzlich auf eine noch schlechtere Zündfolge umge schaltet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verschlechterung der Zündfolge der Zündwinkel in Richtung "spät" verstellt und/oder Zündsignale ausgeblendet werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche für Turbomotoren, dadurch gekennzeichnet, daß zusätz lich der Ladedruck abgesenkt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch Veränderung der Ventilsteuerzeiten zusätzlich das Kompressionsverhalten der Brennkraftmaschine verschlechtert wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung durch kon tinuierliche Veränderung wenigstens eines die Drehzahl beeinflussenden Parameters bewirkt wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, daß eine Schwellwertstufe (11) für die beiden Drehzahlwerte (n1, n2) und eine dadurch über eine Kraftstoffreduktions- (20), eine Zündwinkel verstell- (19) und/oder eine Zündunterdrückungs steuervorrichtung steuerbare Kraftstoffzumeß- und Zündsteuervorrichtung (13, 12) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwertstufe (11) eine Hysterese aufweist.