DE3410323A1

DE3410323A1 - Einrichtung zur steuerung der kraftstoffzumessung in eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3410323A1
Application number: DE19843410323
Authority: DE
Inventors: Fridolin Dr.-Ing. 7146 Tamm Piwonka; Wolf 7141 Oberriexingen Wessel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-03-21
Filing date: 1984-03-21
Publication date: 1985-10-03
Anticipated expiration: 2004-03-22
Also published as: JP2506631B2; JPS60201054A; DE3410323C2; DE3410323C3

Description

Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung
in eine Brennkraftmaschine Stand der Technik Es ist bekannt, die Regelung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine mit Hilfe eines elektronischen Steuergeräts durchzuführen, das einen analogen Schaltungsaufbau aufweisen kann oder auch als Kern einen programmierbaren Mikroprozessor besitzen kann. Dieses Steuergerät ist für die Regelung aller möglichen Betriebszustände der Brennkraftmaschine zuständig, also z.B. für eine Leerlaufregelung, eine Laufruheregelung, eine Vollastregelung, usw. Häufig ist bei Nutzkraftfahrzeugen auch eine Fahrgeschwindigkeitsregelung (FGR) wünschenswert und eine Zwischendrehzahlregelung (ZDR) z.B. für den Antrieb eines Arbeitsaggregates. notwendig.
Diese beiden Regelungen sollen dann ebenfalls vom elektronischen Steuergerät durchgeführt werden. Für die FGR und die ZDR ist es notwendig, dem Steuergerät bestimmte Sollwerte vorzugeben. Diese erforderlichen Eingaben an das Steuergerät können z.B. mit Hilfe von Tastaturen und/ oder Drehpotentiometern vom Fahrer gemacht werden. Bisher existierte nun für die FGR und die ZDR jeweils eine Eingabevorrichtung, deren Ausgangssignale jeweils dem Steuergerät zugeführt waren. Dies erforderte am Steuergerät eine große Anzahl von Eingangsklemmen mit den jeweils dazugehörigen Eingangs schaltungen.
Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, daß durch Schaltungsvereinfachungen weitere Funktionsverbesserungen und eine höhere Bediensicherheit möglich wird. Zu diesem Zweck sind die Ausgangssignale der beiden Eingabevorrichtungen der FGR und der ZDR parallel bzw. in Serie geschaltet. Es ist auch möglich, ZDR und FGR mit ein und demselben Bedienteil anzusteuern, was wegen der Reduzierung des Peripherieaufwands besonders vorteilhaft ist. Die Unterscheidung von FGR und ZDR nimmt dabei das Steuergerät vor, indem es bestimmte Fehrgeschwindigkeitsbereiche erkennt.
Darüber hinaus ermöglicht die erfindungsgemäße Einrichtung einen Notfahrbetrieb in allen erforderlichen Betriebesbereichen, wenn bei einem elektrisch geregelten Einspritzsystem der Fahrpedalgeber ausgefallen ist.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Einrichtung möglich.
Zeichnung Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt den Schaltplan einer Einrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles In der Figur der Zeichnung ist ein Schaltplan zur Steuerung der Kraftstoffzumessung dargestellt. Mit der Bezugsziffer 10 ist in dieser Figur ein FGR-Bedienteil bezeichnet, die Bezugsziffer 11 trägt ein ZDR-Bedienteil, und mit der Ziffer 12 ist ein elektronisches Steuergerät bezeichnet. Die Bezugsziffer 16 ist einer unbestimmten Anzahl von Sensoren zugeordnet, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisieren. Die Bezugsziffer 17 hat die Kraftstoffzumeßeinrichtung der Brennkraftmaschine zum Inhalt.
Mit den Ziffern 13, 14 und 15 sind bestimmte Punkte im Schaltplan der Figur bezeichnet.
Das FGR-Bedienteil 10 umfaßt in der bevorzugten Ausführung vier Taster. Drei dieser Taster, nämlich W, S+ und S- sind in ihrem Normalzustand geöffnet, während der vierte Taster A normalerweise geschlossen ist. Die Eingänge dieser vier Taster sind alle an eine Versorgungsspannung UV angeschlossen. Die Ausgänge der drei Taster W, S+ und S- sind an die entsprechenden Eingänge des elektronischen Steuergeräts 12 angeschlossen. Der Ausgang des Tasters A ist zum Punkt 13 geführt. Das ZDR-Bedienteil 11 besitzt analog zum FGR-Bedienteil 10 ebenfalls vier Taster, nämlich wieder die drei Taster W, S+ und S-, die im Normalzustand geöffnet sind, und den Taster A, der normalerweise geschlossen ist. Die Eingänge dieser vier Taster sind alle mit dem Punkt 13, und damit mit dem Ausgang des Tasters A des FGR-Bedienteiles 10 verbunden. Die Ausgänge der Taster des ZDR-Bedienteils 11 sind an die entsprechenden Eingänge des elektronischen Steuergeräts 12 angeschlossen. Dabei ist der Ausgang des Tasters A des ZDR-Bedienteils 11 über den Punkt 15 und den Punkt 14 zum Eingang A des Steuergeräts 12 geführt. Weiter sind an das Steuergerät die Ausgangssignale der Sensoren 16 angeschlossen, die den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisieren. Vom Steuergerät 12 wird dann die Kraftstoffzumeßeinrichtung 17 angesteuert.
Zusammengefaßt sind also die Signale der Tasten W, S+ und S- des FGR- und des ZDR-Bedienteils in der Form einer Parallelschaltung dem Steuergerät zugeführt.
Demgegenüber ist das Signal der Tasten A des FGR- und des ZDR-Bedienteils in der Form einer Serienschaltung an den Eingang A des Steuergeräts angeschlossen.
Die Taste W hat die Aufgabe, eine vorgegebene Eingabe abzurufen. Die Art, wie diese Eingabe einmal durchgeführt und abgespeichert wurde, ist bekannt, und soll nicht Gegenstand dieser Beschreibung sein. Mit Hilfe der beiden Tasten S+ und S- kann eine gegebene Eingabe erhöht und erniedrigt werden. Die Taste A dient zum Ausschalten. Will der Fahrer also mit Hilfe der ZDR z.B. ein Arbeitsgerät antreiben, so drückt er die Taste W z.B. des ZDR-Bedienteils 11, und bewirkt damit, daß das elektronische Steuergerät 12 die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf eine vorgegebene Zwischendrehzahl regelt. Diese Zwischendrehzahl ist im Frall der ZDR beim Neueinschalten des Steuergeräts immer eine vorbestimmte Vorzugsdrehzahl. Mittels der Tasten S+ bzw. S- kann dann der Fahrer diese vorgegebene Zwischendrehzahl beliebig erhöhen bzw. erniedrigen. Benötigt der Fahrer die ZDR nicht mehr, so schaltet er sie durch Drücken einer der Tasten A aus. Dasselbe Verfahren kann vom Fahrer durchgeführt werden, wenn er eine FGR wünscht.
Wichtig ist, daß der Eingang A des Steuergeräts 12 über die beiden Tasten A des ZDR- und FGR-Bedienteils direkt mit der Versorgungsspannung Uv verbunden ist. Dadurch ist gewährleistet, daß die ZDR, wie auch die FGR durch Drücken eines der beiden Taster A abgeschaltet wird.
Die Tasten W, S+ und S- sind demgegenüber parallel geschaltet. Durch diese Kombination von Parallelschaltung und Serienschaltung wird eine sichere Bedienung der FGR und der ZDR durch den Fahrer erreicht.
Das elektronische Steuergerät 12 muß nun erkennen, ob die an seinen Eingängen anstehenden Signale der FGR-oder der ZDR zugeordnet werden sollen. Zu diesem Zweck wertet das Steuergerät 12 wenigstens die Fahrgeschwindigkeit V des Kraftfahrzeugs aus. Diese Geschwindigkeit V wird dem Steuergerät 12 von einem der Sensoren 16 geliefert. Das Steuergerät unterscheidet nun drei Bereiche.
Ist die Fahrgeschwindigkeit V kleiner oder gleich einer vorgebbaren Geschwindigkeit Vz, so werden die an den Eingängen des Steuergeräts 12 anstehenden Signale der ZDR zugeordnet. Die Regelgröße ist dann die Motordrehzahl. Ist die Fahrgeschwindigkeit V jedoch größer als eine zweite vorgebbare Geschwindigkeit VF, so ordnet das Steuergerät 12 die an ihren Eingängen anstehenden Signale der FGR zu. Die Regelgröße ist dann die Fahrgeschwindigkeit.
Bei Fahrgeschwindigkeiten V, für die VZ L V VF gilt, kann z.B. entweder eine tote Zone oder eine Hysterese realisiert werden. Im Fall der toten Zone wird im genannten Fahrgeschwindigkeitsbereich vom Steuergerät 12 keine der beiden Regelungen durchgeführt. Für die beiden vorgebbaren Geschwindigkeiten VZ und VF muß dabei gelten, daß VZL VP ist. Wird VZ=VF, so verschwindet die tote Zone und die ZDR und die FGR gehen direkt ineinander über, wobei jedoch ein ruckfreier Übergang nicht in jedem Betriebszustand der Brennkraftmaschine möglich ist.
Damit ein eindeutiger und ruckfreier Übergang von der ZDR zur FGR und umgekehrt gewährleistet werden kann, wird im Fall der Hysterese die zu verwendende Umschaltschwelle in Abhängigkeit vom momentanen Zustand des Systems festgelegt, also ob derzeit die ZDR oder die FGR aktiv ist.
Wird vom Steuergerät 12 momentan die ZDR durchgeführt, so wird auf die FGR umgeschaltet, wenn die Fahrgeschwindigkeit V>VZ wird. Ist die FGR aktiv, so wird vom Steuergerät 12 genau dann auf die ZDR umgeschaltet, wenn V # VF wird. Eine Ausnahme hierzu bildet die erstmalige Betätigung eines Bedienteiles.ist in diesem Fall V VZ, so führt das Steuergerät 12 eine ZDR durch, während bei V>VZ die FGR aktiviert wird.
Im Fall der Hysterese müssen die bei Ablöseregelungen erforderlichen Verfahren angewandt werden. Dies ist z.B. die Notwendigkeit, während des Betriebs eines der beiden Regler den jeweils anderen Regler mitzuführen und im Umschaltzeitpunkt den übernehmenden Regler mit Werten des abgebenden Reglers zu beaufschlagen. Ebenfalls muß im Fall der Hysterese zwischen den beiden vorgebbaren Fahrgeschwindigkeiten VZ Z und VF die Beziehung VZ < VF gelten.
Stehen an den Eingängen des elektronischen Steuergeräts 12 also Signale an, so ordnet das Steuergerät diese Signale in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit V der FGR oder der ZDR zu und führt dann die entsprechende Regelung durch.
Als besonders vorteilhafte Weiterbildung der bisher beschriebenen Einrichtung ist es möglich, die ZDR und die FGR nicht nur an die Bedingungen bezüglich der Fahrgeschwindigkeit zu knüpfen, sondern auch noch andere den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisierende Größen zu prüfen. Dies könnten z.B. die Stellung des Fahrpedals, die Stellung des Getriebes, usw. sein, wobei diese Größen mit Hilfe der Geber 16 dem Steuergerät 12 zugeführt werden.
Weiter ist es mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung möglich, durch entsprechende Eingaben des Fahrers an die ZDR auch in einem Kriechgang eine geregelte Fahrgeschwindigkeit für das Kraftfahrzeug mit Hilfe der ZDR zu realisierensohne das Fahrpedal zu betätigen.
Im beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Tastensätze für die Eingaben des Fahrers vorgesehen, und zwar jeweils einer für die FGR und für die ZDR. Normalerweise befindet sich das FGR-Bedienteil innerhalb des Fahrerhauses des Nutzfahrzeugs, da die FGR auch nur während der Fahrt benutzt werden kann. Besonders vorteilhaft ist es nun, den zweiten Tastensatz für die Bedienung der ZDR am anzutreibenden Arbeitsaggregat anzubringen. Die Tatsache, daß bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel durch die Parallel- bzw. Serienschaltung der Bedienteile die Zuordnung der Eingaben des Fahrers zur FGR oder zur ZDR nicht mit Hilfe des bedienten Tastensatzes durchgeführt wird, ermöglicht es, daß die Bedienung der ZDR dann vom Fahrerhaus wie auch direkt am Arbeitsaggregat vorgenommen werden kann, Wird im entsprechenden Anwendungsfall kein externes Bedienteil für die ZDR benötigt, so kann das ZDR-Bedienteil entfallen und die Punkte 13 und 14 werden miteinander verbunden. Dadurch, daß die Unterscheidung zwischen ZDR und FGR vom Steuergerät wenigstens mittels des Betriebsparameters Fahrgeschwindigkeit V getroffen wird, kann dann sowohl die FGR als auch die ZDR von dem einzigen verbleibenden Bedienteil 10 aus vorgenommen werden.
Dies ist besonders im Hinblick auf eine Verringerung des Peripherieaufwands und die daraus resultierende größere Störsicherheit besonders vorteilhaft.
Wird hingegen im entsprechenden Anwendungsfall außer der FGR und der ZDR noch eine oder mehrere Regelungen benötigt, die Eingaben vom Fahrer erfordern, so ist es in besonders vorteilhafter Weise möglich, auch diese Regelungen mit Hilfe des beschriebenen Ausführungsbeispiels zu realisieren. Zu diesem Zweck können dann z.B. die Fahrgeschwindigkeitsbereiche noch weiter unterteilt werden, und/oder es können weitere Bedingungen für die entsprechenden Regelungen aufgestellt und vom Steuergerät überprüft werden. Werden für die weiteren Regelungen nicht nur zwei, sondern mehrere Tastensätze erforderlich, so ist es möglich, das beschriebene Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise zu erweitern.
Zu diesem Zweck muß dann die Verbindung der Punkte 14 und 15 in der Figur 1 aufgetrennt werden, die Eingänge des nächsten neu hinzugekommenen Tastensatzes mit dem Punkt 15 verbunden werden, und die Ausgänge dieses Tastensatzes an die Eingänge des Steuergeräts angeschlossen werden. Weitere Tastensätze können dann in entsprechender Weise der beschriebenen Einrichtung hinzugefügt werden.
Zusammengefaßt ist es möglich, mit Hilfe der beschriebenen Einrichtung Eingaben, die an bestimmte Funktionen gerichtet sind, nicht durch die Auswahl des Bedienteils der Funktion zuzuordnen, sondern durch bestimmte, vorgebbare Betriebszustände des Fahrzeugs. Es ist also möglich, an einem oder an mehreren Bedienteilen Eingaben für eine oder mehrere Funktionen zu machen, wobei die Zuordnung von Eingabe und Funktion von dem die Funktionen ausführenden Steuergerät anhand des Betriebszustands des Fahrzeugs gemacht wird.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf den Bereich der Kraftfahrzeugtechnik. Das Prinzip, das diesem Ausführungsbeispiel zugrundeliegt und das eben dargestellt wurde, ist jedoch auch in anderen Bereichen der Technik anwendbar.
Auch im Bereich der Kraftfahrzeugtechnik beschränkt sich die Erfindung nicht allein auf die Kraftstoffzumessung, sondern kann allgemein zur Steuerung oder Regelung einer Brennkraftmaschine benutzt werden.

Claims

Ansprüche S Einrichtung zur Steuerung oder Regelung einer Brennkraftmaschine mit wenigstens einem Bedienteil zur Erzeugung von Bediensignalen, mit wenigstens je einem Sensor für Motordrehzahl und Fahrgeschwindigkeit zur Erzeugung von den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisierenden Signalen, mit einem elektronischen Steuergerät zur Beeinflussung von Steuer- oder Regelgrößen der Brennkraftmaschine, wobei durch das elektronische Steuergerät wenigstens zwei voneinander verschiedene Vorgehensweisen zur Beeinflussung der Steuer-oder Regelgrößen der Brennkraftmaschine möglich sind, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Steuergerät abhängig von wenigstens einem den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisierenden Signal eine Vorgehensweise ausführt und dieser Vorgehensweise die Bediensignale zuordnet.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den möglichen Vorgehensweisen um eine Fahrgeschwindigkeitsregelung und eine Zwischendrehzahlregelung handelt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den Bediensignalen um Eingaben des Fahrers handelt, mit denen dieser einen Vorgabewert abrufen, erhöhen und erniedrigen und wieder abschalten kann.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgabewert im elektronischen Steuergerät abgespeichert ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Fahrgeschwindigkeit, die kleiner oder gleich ist einer ersten bestimmten, vorgebbaren Fahrgeschwindigkeit, die Bediensignale der Zwischendrehzahlregelung zugeordnet werden.
6. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Fahrgeschwindigkeit, die größer ist einer zweiten bestimmten, vorgebbaren Fahrgeschwindigkeit, die Bediensignale der Fahrgeschwindigkeitsregelung zugeordnet werden.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bestimmte, vorgebbare Fahrgeschwindigkeit kleiner oder gleich der zweiten bestimmten, vorgebbaren Fahrgeschwindigkeit ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer erstmaligen Bedienung eines Bedienteils die Bediensignale der Zwischendrehzahlregelung zugeordnet werden, wenn die Fahrgeschwindigkeit kleiner oder gleich der ersten bestimmten, vorgebbaren Fahrgeschwindigkeit ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Bediensignale zur Zwischendrehzahlregelung und zur Fahrgeschwindigkeitsregelung in der Form einer Hysterese stattfindet, wobei die erste und die zweite bestimmte, vorgebbare Fahrgeschwindigkeit die Umschaltpunkte der Hysterese darstellen.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bestimmte, vorgebbare Fahrgeschwindigkeit kleiner ist als die zweite bestimmte, vorgebbare Fahrgeschwindigkeit.
11. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste bestimmte, vorgebbare Fahrgeschwindigkeit größer ist als die zweite bestimmte, vorgebbare Fahrgeschwindigkeit.
12. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehr als einem Bedienteil die Bedienelemente zum Abrufen, Erhöhen und Erniedrigen des Vorgabewerts sämtlicher Bedienteile parallel geschaltet sind, während die Bedienelemente zum Ausschalten sämtlicher Bedienteile in Serie geschaltet sind.
13. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auswahl einer der möglichen Vorgehensweisen zur Beeinflussung der Steuer- oder Regelgrößen der Brennkraftmaschine vom Steuergerät weitere und/oder andere Gebersignale ausgewertet werden.
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Fahrpedalstellung, die Getriebestellung, usw. auswertet.