DE3337908A1

DE3337908A1 - Einrichtung zum schnellen verstellen eines elektromagnetischen verbrauchers, insbesondere in verbindung mit brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3337908A1
Application number: DE19833337908
Authority: DE
Inventors: Thomas Dipl.-Ing. Küttner; Max Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Straubel; Wolf Ing.(grad.) 7141 Oberriexingen Wessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1983-10-19
Filing date: 1983-10-19
Publication date: 1985-05-09
Also published as: US4630582A; JPS60151701A

Description

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T.9..1983 Sr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Einrichtung zum schnellen Verstellen eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere in Verbindung mit Brennkraftmaschinen

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zum schnellen Verstellen eines elektromagnetischen Verbrauchers nach der Gattung des Hauptanspruchs. In der DE-OS 31 30 38Ο ist eine Leerlaufregelung beschrieben, bei der eine Drehzahlsollwertanhebung mit verzögertem Abfall der Istwertanhebung nachgeführt wird. In der DE-Patentanmeldung P 33 -36-028·. 6 ist eine Lauf ruheregelung offenbart, bei der jedem Zylinder eine Regelung zugeordnet wird. Diese beiden Regelungen sollen nun gemeinsam die Kraftstoffzumessung in die einzelnen Zylinder beeinflussen. Der einfachste Weg, dies zu realisieren, wäre eine Verknüpfung der Ausgangssignale dieser beiden Regelungen, gegebenenfalls zusammen mit einer entsprechenden Signalformung, wie es in der zweiten Schrift beschrieben ist. Bei einer derartigen Verknüpfung würden beide Regelungen gleichberechtigt auf die Kraft stoffzumessung einwirken. Die genannte Laufruheregelung kann jedoch nur dann

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Schwingungen des Fahrzeugs dämpfen, wenn ihr Ausgangssignal möglichst schnell der Kraftstoffzumeßeinrichtung zugeführt und damit möglichst schnell Einfluß auf die einzuspritzende Kraftstoffmenge bekommt. Dies ist jedoch nur möglich, wenn die beiden Regelungen nicht gleichberechtigt behandelt werden, sondern wenn die Laufruheregelung bevorrechtigt ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung zum schnellen Verstellen eines elektromagnetischen Verbrauchers mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil bei einer Verknüpfung zweier Regelungen eine der beiden Regelungen bevorzugt zu behandeln. Die Ausgangssignale der beiden Regelungen werden dazu zum einen miteinander verknüpft, gegebenenfalls mit einer nachfolgenden Signalformung, und zum anderen wird das Ausgangssignal der übergeordneten Regelung von einer Auswerteeinrichtung.geprüft und gegebenenfalls davon abhängig das Ausgangssignal der Verknüpfung beeinflußt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.

Zeichnung

Die Figur 1 der Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild zum schnellen Verstellen eines elektromagnetischen Verbrauchers. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Blockschaltbild der Figur 2 dargestellt, wobei das

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Zeitdiagramm der Figur 3 zu diesem Blockschaltbild der Figur 2 gehört. Beide Blockschaltbilder vie auch das Zeitdiagramm werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 1 zeigt das Blockschaltbild einer Einrichtung zum schnellen Verstellen eines elektromagnetischen Verbrauchers. Dabei sind mit den Bezugsziffern 10 und 11 zwei Regelungen bezeichnet, wobei die Regelung 10 der Regelung 11 übergeordnet ist. Mit der Bezugsziffer 12 ist eine Verknüpfungseinrichtung bezeichnet, die gegebenenfalls auch noch eine Signalformung beinhaltet. Das Bezugszeichen 13 gehört zu einer Auswerteeinrichtung, die Ziffer 1U zu einer Schalteinrichtung und das Bezugszeichen 15 zu einer Kraftstoffzumeßeinrichtung einer Brennkraftmaschine.

Die Verknüpfungseinrichtung 12 wird mit den Ausgangssignalen der beiden Regelungen 10 und 11 beaufschlagt. Des weiteren ist das Ausgangssignal der Regelung 10 auch noch zur Auswerteeinrichtung 13 geführt. Das Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung 12 ist mit der Schalteinrichtung 1U verbunden, die des weiteren noch vom Ausgangssignal der Auswerteeinrichtung 13 angesteuert wird. Das Ausgangssignal dieser Schalteinrichtung 1 U- wird der Kraf t stoff zumeßeinrichtung 15 zugeführt

Das Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung 12 wird nun normalerweise von der Schalteinrichtung 1U direkt auf die Kraft stoffzumeßeinrichtung 15 aufgeschaltet. Im Normalfall ist also das Eingangssignal der Kraftstoff zumeßeinrichtung 15 gleichwertig abhängig von .

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den Regelungen 10 und 11. Die Auswerteeinrichtung 13 prüft andauernd das Ausgangssignal der Regelung und beeinflußt abhängig vom Ergebnis dieser Prüfungen die Schalteinrichtung 1U. Dadurch ist es möglich, daß abhängig vom Ausgangssignal der übergeordneten Regelung 10 die Schalteinrichtung 1 U das Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung 12 verändert. Vor allem ist es dadurch z.B. möglich, daß dem Ausgangssignal der übergeordneten Regelung 10 über die Auswerteeinrichtung und die Schalteinrichtung 1U ein stärkerer Einfluß auf die Kraftstoffzumeßeinrichtung 15 eingeräumt wird.

In der Figur 2 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung zum schnellen Verstellen des elektromagnetischen Verbrauchers der Figur 1 dargestellt. Die Figur 2 enthält dabei eine Laufruheregelung 20, eine Leerlaufregelung 21, die Verknüpfungseinrichtung 12, die Auswerteeinrichtung 13, die aus einem Differenzierglied 22 und einem Spannungspulsdauerwandler 23 besteht, aus der Schalteinrichtung 1k, die den speziellen Schalter 2k beinhaltet, und der Kraft stoffzumessung der Brennkraftmaschine 15.

Die Verknüpfungseinrichtung 12 wird mit dem Ausgangssignal der Laufruheregelung 20 und dem Ausgangssignal der Leerlaufregelung 21 beaufschlagt. Des weiteren ist das Ausgangssignal der Laufruheregelung 20 an das Differenzierglied 22 der Auswerteeinrichtung 13 angeschlossen. Das Ausgangssignal dieses Differenzierglieds 22 ist zum einen mit dem Spannungspulsdauerwandler 23 verbunden, zum anderen wird mit diesem Ausgangssignal der spezielle Schalter 2k der Schalteinrichtung 1U beaufschlagt. Dieser spezielle Schalter 2k wird des weiteren auch noch vom Ausgangssignal des

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Spannungspulsdauerwandlers 23 angesteuert. Eingangssignale dieses speziellen Schalters 2k sind zum einen das Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung 12, zum anderen sind dies noch die Versorgungsspannung der gesamten Einrichtung und Masse. Das Ausgangssignal dieses speziellen Schalters 2k der Schalteinrichtung 1U wird der Kraft stoffzumeßeinrichtung 15 der Brennkraftmaschine zugeführt.

Die Funktionsweise des Ausführungsheispieles nach Figur soll nun mit Hilfe des Zeitdiagramms der Figur 3 näher erläutert werden. Das Diagramm der Figur 3a zeigt das Ausgangssignal der Leerlaufregelung 21, wie es in der genannten zugehörigen Schrift beschrieben ist. Im Diagramm der Figur 3b ist das Ausgangssignal der Laufruheregelung 20 dargestellt, wie dies ebenfalls in der zugehörigen Schrift offenbart ist. Diese beiden Signale werden von der Verknüpfungseinrichtung 12 so miteinander verbunden, daß ein Ausgangssignal entsteht, wie es im Diagramm der Figur 3c gezeigt ist. In dieser Figur 3c ist zu erkennen, daß die Rechteckimpulse der Figur 3a abhängig vom Signal der Figur 3b verkürzt oder verlängert werden. Das Differenzialglied 2'1 bildet abhängig VoM ÄUöganggsignal der Laufruheregelung 20, also abhängig vom Signal der Figur 3b, ein Ausgangssignal, das im Diagramm der Figur 3d dargestellt ist. Bei diesem Signal der Figur 3d ist wichtig, daß die Sprungrichtung des Signals der Figur 3b positive oder negative Werte des Signals der Figur 3d zur Folge hat, und daß die Sprunghöhen des Signals der Figur 3d den Sprunghöhen des Signals der Figur 3b entsprechen. Dieses Ausgangssignal des Differenzierglieds 22 wird dem speziellen Schalter 2k zugeführt und bestimmt dessen Schaltrichtung. Bei posi-

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tiven Werten des Signals der Figur 3d kann dies z.B. bewirken, daß der spezielle Schalter 2k der Schalteinrichtung 1U auf Masse geschaltet wird, wohingegen bei negativen Werten des Signals der Figur 3d dieser spezielle Schalter 2k an die Versorgungsspannung gelegt wird. Der Spannungspulsdauerwandler 23 bildet aus dem Signal der Figur 3d das Signal der Figur 3e. Die Sprunghöhe des Signals der Figur 3d wird in diesem Spannungspulsdauerwandler also in eine entsprechende Pulsdauer umgewandelt. Mit diesem Signal der Figur 3e wird ebenfalls der spezielle Schalter 2k angesteuert. Das Signal der Figur 3e bestimmt dabei die Schaltdauer dieses Schalters 2k. Dies bedeutet also, daß der spezielle Schalter 2k in die durch das Signal der Figur 3d definierte Schaltrichtung schaltet, und diesen Schaltzustand solange beibehält, wie dies durch das Signal der Figur 3e bestimmt wird. Das Diagramm der Figur 3f zeigt nun das Ausgangssignal der Schalteinrichtung 1k, also das Signal, mit dem die Kraftstoffzumeßeinrichtung 15 der Brennkraftmaschine angesteuert wird. Dieses Signal der Figur 3f entspricht prinzipiell dem Signal der Figur 3c mit der Änderung, daß immer nach Sprungstellen des Ausgangssignals der Laufruheregelung 20, also des Signals der Figur 3b, das Signal der Figur 3f vom Signal der Figur 3c abweicht. Der Wert, wie auch die Dauer dieser Abweichung, hängt dabei von der Sprungrichtung und der Sprunghöhe des Signals der Figur 3b ab.

Für die Verknüpfung der Signale der Figur 3q und der Figur 3b lassen sich drei Fälle unterscheiden. Ist die Frequenz des Signals der Figur 3a groß gegenüber der Frequenz des Signals der Figur 3b, so geschieht im beschriebenen· Ausführungsbeispiel die Verknüpfung dieser

beiden Signale dadurch, daß das Signal der Figur 3c abhängig von den Signalen der Figur 3d und der Figur 3e ein- bzw. ausge-schaltet wird, wie es im Zeitdiagramm der Figur 3g dargestellt ist. Ist dagegen die Frequenz des Signals der Figur 3a nur etwa im Bereich der 1- bis 10-fachen Frequenz des Signals der Figur 3b, so wird die Verknüpfung dieser beiden Signale dadurch bewerkstelligt, daß die Impulsdauer der einzelnen Impulse des Signals der Figur 3e abhängig vom Signal der Figur 3d zu den Impulsdauern der Impulse des Signals der Figur 3c addiert bzw. subtrahiert wird. Dieser Fall der Verknüpfung ist im Zeitdiagramm der Figur 3f dargestellt. Es ist nun auch möglich, daß die Frequenz des Signals der Figur 3a beliebig und variabel ist. In diesem Fall wird die Verknüpfung so durchgeführt, wie es eben beschrieben wurde und wie es das Zeitdiagramm der Figur 3f darstellt. Dazu ist es jedoch notwendig, daß die im Ausführungsbeispiel beschriebene Einrichtung die Impulsflanken der Impulse des Signals der Figur 3d erkennen kann.

Das Ausgangssignal der beschriebenen Einrichtung zum schnellen Verstellen eines elektromagnetischen Verbrauchers wird nun z.B. dazu benutzt, ein Magnetventil zur Beeinflussung einer Brennkraftmaschine anzusteuern. Dies können z.B. Stellglieder sein, die mittelbar oder unmittelbar mit der Kraft stoffzumessung, der Abgasrückführung, dem Einspritzzeitpunkt, der Spritzdauer, dem Kraftstoff-Luft-Verhältnis, dem Zündzeitpunkt usw. zusammenhängen.

Die Realisierung der gesamten Einrichtung ist einerseits mittels eines Schaltungsaufbaus mit diskreten Bauelemen-

ten möglich, andererseits kann jedoch auch ein entsprechend programmierter Rechner benutzt werden. Besonders vorteilhaft ist es, die Leerlaufregelung, die Laufruheregelung und auch die "beschriebene Einrichtung mit Hilfe eines Rechners zu verwirklichen.

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ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO STUTTGART 1

Ansprüche

1J Einrichtung zum schnellen Verstellen eines elektromagnetischen Verbrauchers, insbesondere in Verbindung mit Brennkraftmaschinen, mit ein^-er Verknüpfung zweier Steuersignale zur Beeinflussung des elektromagnetischen Verbrauchers zu einem Signal zur Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Steuersignale von zwei Regelungen (10, 11) gebildet werden, wobei eine der beiden Regelungen (10) der anderen Regelung (11) übergeordnet ist,und daß eine vom Steuersignal der übergeordneten Regelung (10) abhängige Auswertung (13) mit Hilfe einer Auswahl (1h) das von der Verknüpfung (12) gebildete Signal zur Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers (15) beeinflussen kann.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung bestimmt, ob und gegebenenfalls wie und wie lange das Signal zur Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers beeinflußt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe der Auswahl das Signal zur Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers entweder unbeeinflußt bleibt oder auf zwei vorgebbare Werte gelegt wird.

k. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung aus einer Differenziation und einer Spannungspulsdauerwandlung besteht.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden vorgebbaren Werte so gewählt sind, daß sie ein möglichst schnelles Verstellen des elektromagnetischen Verbrauchers in Richtung auf jeweils eine seiner beiden Endlagen hervorrufen.

6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den beiden vorgebbaren Werten um die Versorgungsspannung und Masse handelt.

T. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung des Signals zur Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers abhängig ist von der Taktfrequenz des Steuer- ■ signals der übergeordneten Regelung.

8. Einrichtung nach Anspruch T₅ dadurch gekennzeichnet, daß das Signal zur Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers abhängig vom Steuersignal der übergeordneten Regelung ein- oder ausgeschaltet wird, wenn die Taktfrequenz des Steuersignals der übergeordneten Regelung einen bestimmten, vorgegebenen Wert unterschreitet.

9. Einrichtung nach Anspruch T₅ dadurch gekennzeichnet, daß zum Signal zur Ansteuerung des elektromagnetischen Verbrauchers vom· Steuersignal der übergeordneten Regelung abhängige Impulsdauern hinzuaddiert oder -subtrahiert werden, wenn die Taktfrequenz des Steuersignals der übergeordneten Regelung einen bestimmten vorgegebenen Wert überschreitet.

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10. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 8 oder 9 j dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte, vorgegebene Wert z.B. ein Zehntel der Taktfrequenz des Steuersignals der untergeordneten Regelung beträgt.

11. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die übergeordnete der beiden Regelungen eine Laufruheregelung einer Brennkraftmaschine ist.

12. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der untergeordneten der beiden Regelungen um eine Leerlaufregelung einer Brennkraftmaschine handelt.

13. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als elektromagnetischer Verbraucher z.B. ein Gleichstromsteller, vorzugsweise ein Magnetventil für die Kraftstoffzumessung , verwendet wird.