DE3518014A1

DE3518014A1 - Verfahren zur regelung der leerlaufdrehzahl einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3518014A1
Application number: DE19853518014
Authority: DE
Inventors: Rüdiger Dipl.-Ing. 7146 Tamm Jautelat; Rolf Dipl.-Ing. 7141 Schwieberdingen Kohler; Cornelius Dipl.-Ing. 7583 Ottersweier Peter; Günther Dipl.-Ing. 7024 Filderstadt Plapp; Martin Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Stilling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-05-18
Filing date: 1985-05-18
Publication date: 1986-11-20
Anticipated expiration: 2005-05-19
Also published as: DE3518014C2; DE3660730D1; US5002027A; BR8606683A; JPS62502904A; WO1986007116A1; EP0222775A1; EP0222775B1

Description

T.5·1985 Sr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Verfahren zur Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine, mit einer Drosselklappe im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, mit einer Einrichtung zur Verstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von einem elektrischen Steuersignal, mit einer Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer bestimmten Stellung der Drosselklappe und zur Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Stellungssignals, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine und zur Erzeugung eines entsprechenden Drehzahlsignals, sowie mit einem elektrischen Steuergerät zur Erzeugung des Steuersignals wenigstens in Abhängigkeit von dem Stellungssignal und dem Drehzahlsignal .

Aus der DE-OS 25 23 283, der die US-PS 3 96U !+57 entspricht, ist bekannt, die Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine durch Verstellung der Drosselklappe zu verändern. Zu diesem Zweck ist zum einen ein Drosselklappenschalter mit der Drosselklappe verbunden, der die Leerlaufstellung der Drosselklappe anzeigt, und es ist ein elektrisch verstellbarer Nocken vorgesehen, mit dessen Hilfe diese Leerlaufstellung, und damit die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann. Wie der genannten Schrift weiter zu entnehmen ist, geschieht die Beeinflussung des besagten Nockens in Abhängigkeit von der Leerlaufstellung der Drosselklappe und der Drehzahl der Brennkraftmas chine.

Der Nachteil der beschriebenen, bekannten Einrichtung besteht darin, daß im Leerlauffall eine andauernde Beeinflussung des Nockens, und damit der Stellung der Drosselklappe stattfindet, so daß auch andauernd die Leerlaufdrehzahl sich leicht verändert. Derartige Schwankungen der Leerlaufdrehzahl sind jedoch unerwünscht, da sie einen ruhigen Lauf der Brennkraftmaschine verhindern.

Vorteile der Erfindung

Im Vergleich zum bekannten Stand der Technik weist die Erfindung den Vorteil auf, daß Schwankungen der Leerlaufdrehzahl optimal unterdrückt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Stellung der Drosselklappe nur dann verändert werden kann, wenn die Drosselklappe die bestimmte Stellung eingenommen hat und die Drehzahl der Brennkraftmaschine über eine vorgebbare Zeitdauer nahezu konstant geblieben war.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der bestimmten Stellung der Drosselklappe um den Anschlag der Drosselklappe in der Leerlaufstellung. In diesem Fall kann in einer

O ί)

^u ^{ν υ ι u} 35180U

weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Verstellung der Drosselklappe dadurch geschehen, daß dieser Anschlag verstellt wird. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Einrichtung zur Verstellung der Drosselklappe und die Einrichtung zur Erfassung der bestimmten Stellung der Drosselklappe mit Hilfe eines einfachen, kombinierten Bauelements realisiert werden kann.

In einer weiteren, besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Veränderung der Stellung der Drosselklappe des weiteren abhängig gemacht von wenigstens einer der folgenden Bedingungen, nämlich daß die Schubabschaltung nicht eingeschaltet ist, daß der Motor nicht kalt ist, daß der Motor nicht zu heiß ist, und daß eine bestimmte, vorgebbare Zeitdauer seit der letzten Veränderung der Drosselklappe vergangen ist. Dadurch wird erreicht, daß der Betriebszustand des Leerlaufs sicher erkannt wird und auch besondere Betriebsbedingungen des Motors berücksichtigt werden können.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung und insbesondere den Unteransprüchen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert. Dabei zeigt Figur 1 ein vereinfachtes Blockschaltbild der Erfindung, sowie Figur 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, das mit Hilfe der Einrichtung nach Figur 1 realisiert werden kann.

BAD ORIGINAL

£ U ü 5

•7-

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel kann im Zusammenhang mit Brennkraftmaschinen angewandt werden, insbesondere im Zusammenhang mit Otto-Brennkraftmaschinen. Das Ausführungsbeispiel ist in der Form eines Ablaufdiagramms beschrieben, es ist jedoch auch möglich, die gesamte Ausführung mit Hilfe einer entsprechenden z.B. analogen elektrischen Schaltung zu realisieren.

In der Figur 1 erzeugt ein elektronisches Steuergerät in Abhängigkeit von mehreren Eingangssignalen ein Ausgangssignal, das einen verstellbaren Drosselklappenanschlag 13 einer im Ansaugrohr 11 einer Brennkraftmaschine angeordneten Drosselklappe 12 ansteuert. Mit Hilfe eines mit dieser Drosselklappe 12 gekoppelten Drosselklappenpotentiometers 1U, sowie mittels des Drosselklappenanschlags 13 werden dabei Signale erzeugt, die dem elektronischen Steuergerät 10 als Eingangssignale zugeführt sind, und die als Rückmeldesignale für die Stellung der Drosselklappe 12 im Ansaugrohr 11 der Brennkraftmaschine dienen. Mit Hilfe des in der Figur 1 dargestellten Aufbaus ist es möglich, über den "verstellbaren Drosselklappenansehlag 13 die Anschlagstellung der Drosselklappe 12 zu -verändern, wobei diese Veränderung durch das von dem elektronischen Steuergerät 10 erzeugte Ausgangssignal hervorgerufen wird, das seinerseits wiederum wenigstens abhängig ist von dem Ausgangssignal des Drosselklappenpotentiometers 1U oder dem Ausgangssignal des Drosselklappenanschlags 13.

Die Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dessen Hilfe die Veränderung des Drosselklappenanschlags hervorgerufen wird, und das mit Hilfe der Einrichtung nach Figur 1 realisiert werden kann.

χ 20013

Mit den Bezugsziffern 3^ und 35 ist in der Figur 2 der Start und das Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens gekennzeichnet. Dies bedeutet, daß das in der Figur 2 dargestellte Ablaufdiagramm z.B. in einem fest vorgegebenen Zeitraster oder in Abhängigkeit von bestimmten Gegebenheiten bzw. Anlassen gestartet wird.

In dem dem Startblock 3^ nachfolgenden Entscheidungsblock 20 wird zuerst überprüft, ob seit der letzten Beeinflussung der Drosselklappe durch das erfindungsgemäße Verfahren eine bestimmte, vorgebbare Zeit schon vergangen ist. Ist dies nicht der Fall, wird direkt über den Endeblock 35 das Verfahren abgeschlossen. Ist die Zeit jedoch vergangen, so wird im nachfolgenden Entscheidungsblock geprüft, ob die Drosselklappe geschlossen ist. Diese Überprüfung wird z.B. mittels des Drosselklappenanschlags bewerkstelligt, der z.B. nur dann ein Ausgangssignal an das elektronische Steuergerät 10 liefert, wenn die Drosselklappe geschlossen ist. Im negativen Fall wird, wie schon beim Entscheidungsblock 20, das erfindungsgemäße Verfahren beendet, während im positiven Fall, also bei geschlossener Drosselklappe, das Verfahren mit dem Entscheidungsblock 22 fortgesetzt wird. Dort wird überprüft, ob die Schubabschaltung ausgeschaltet ist. Ist dies nicht der Fall, so wird wieder das Verfahren beendet, ist hingegen die Schubabschaltung ausgeschaltet, so wird in den nachfolgenden Entscheidungsblöcken 23 und 2\ überprüft, ob bestimmte Temperaturbedingungen erfüllt sind. Im Block 23 wird dabei geprüft, ob die Motortemperatur größer als z.B. 80 C ist, wohingegen im Block 2.\ geprüft wird, ob die Ansauglufttemperatur kleiner ist als z.B. 60 C. Ergibt eine der beiden Prüfungen ein negatives Ergebnis, so wird, wie schon erwähnt, das Verfahren beendet, bei positivem Ergebnis hingegen wird das Verfahren jeweils fortgesetzt, und zwar nach dem Block 2k

mit dem Entscheidungsblock 25· Dort wird die Differenz zwischen dem aktuellen und dem zuletzt gemessenen Drehzahlwert errechnet und geprüft, ob diese Differenz einen bestimmten, vorgebbaren Wert unterschreitet. Ist dies der Fall, so wird das Verfahren mit dem Block 26 fortgesetzt, ist es nicht der Fall, mit dem Block 27· Im Block 26, also wenn die Differenz zwischen dem aktuellen und dem zuletzt gemessenen Drehzahlwert kleiner ist als der vorgegebene Wert, wird in einem speziell dafür reservierten Schieberegister eine digitale Null eingeschrieben, während im Fall des Blocks 27 an dieselbe Stelle des Schieberegisters eine 1 eingeschrieben wird. Fortgesetzt wird das Ablaufdiagramm nach den Blöcken 26 oder 27 in jedem Fall mit dem Block 28, mit dessen Hilfe die in das Schieberegister eingeschriebenen digitalen Werte um eine Stelle verschoben werden. Nach dem Block 28 wird das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Entscheidungsblock 29 fortgesetzt, indem überprüft wird, ob sich in dem Schieberegister ausschließlich digitale Nullwerte befinden, also keine Einsen eingeschrieben sind. Ist dies der Fall, so wird als nächstes im Entscheidungsblock 30 überprüft, ob die Differenz zwischen dem aktuellen gefilterten Drehzahlwert (Kurzzeitmittelwert) und einer vorgebbaren Leerlaufsolldrehzahl ungleich Null ist. Sind die beiden genannten Drehzahlwerte gleich, so wird, wie auch in dem Fall, daß im Schieberegister eine 1 enthalten ist, das erfindungsgemäße Verfahren beendet. Existiert jedoch eine Differenz zwischen dem aktuellen Drehzahlwert und der vorgegebenen Leerlaufsolldrehzahl, so wird im nachfolgenden Entscheidungsblock 31 nachgeprüft, ob diese Differenz kleiner ist als Null. Ist sie kleiner als Null, so wird im Block 32 die Drosselklappe im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine so beeinflußt, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine sich vergrößert. Ist die Differenz hingegen größer als Null, also der aktuelle Drehzahlwert größer als die Leerlaufsolldrehzahl, so wird die

.: ■; -:;;■: ο Π Q 1 %

./_ ^v -J ΐν 35180U • /ΙΟ-

Stellung der Drosselklappe so beeinflußt, daß sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine verkleinert, es wird also der verstellbare Drosselklappenanschlag 13 so beeinflußt, daß sich die Drosselklappe 12 weiter schließt. Bei derartigen Verstellungen der Drosselklappe 12 über den Drosselklappenanschlag 13 dient das vom Drosselklappenpotentiometer 1 U erzeugte Signal als Rückmeldung für die Stellung bzw. Verstellung der Drosselklappe 12. Nach Abarbeitung des Blocks 32 oder des Blocks 33 wird, wie schon mehrfach erwähnt, das erfindungsgemäße Verfahren beendet.

Sämtliche beim Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführte Überprüfungen sind abhängig von irgendwelchen Eingangssignalen, die dem elektronischen Steuergerät, das das Verfahren durchführt, zur Verfügung stehen. Bei derartigen Eingangssignalen handelt es sich z.B. um ein Signal bezüglich der Tätigkeit der Schubabschaltung, um ein Motortemperatursignal, um ein Ansauglufttemperatursignal, ein Signal bezüglich der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine, usw. Die Leerlaufsolldrehzahl, sowie die für das Verfahren notwendigen Vergleichswerte können auf irgendeine Art und Weise innerhalb des Steuergeräts zur Verfügung gestellt werden, und können des weiteren ihrerseits von irgendwelchen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine abhängig sein. Schließlich wird im Falle der Blöcke 32 und 33 vom Steuergerät ein Ausgangssignal erzeugt, das die Drosselklappe beeinflußt, und zwar z.B. in der Weise, daß sich die Drosselklappe bei jedem Durchlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens maximal um eine vorgebbare Veränderungseinheit verstellen kann.

Mit Hilfe der Entscheidungsblöcke 20 bis 2h wird der Betriebszustand des Leerlaufs sicher erkannt. Zu diesem Zweck wird geprüft, ob die Drosselklappe geschlossen ist

(21) und ob gleichzeitig die Schubabschaltung abgeschaltet ist (22). Nur unter diesen Voraussetzungen befindet sich die Brennkraftmaschine im Leerlauf. Damit auch spezielle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden können, wird ebenfalls geprüft, ob die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine beendet ist (23) und ob gleichzeitig keine Heißstartbedingungen vorliegen (2U). Der Block 20 hat die Aufgabe, die Häufigkeit des Durchlaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens gezielt zu beeinflussen, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren an die jeweiligen Aufgabenstellungen und Einsatzbedingungen angepaßt werden kann.

Mit Hilfe der Blöcke 25 bis 29 wird erreicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht andauernd die Drosselklappe beeinflußt, sondern nur dann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine über eine vorgebbare Zeitdauer nahezu konstant geblieben ist. Zu diesem Zweck wird im Block 25 die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehzahlwerten gemessen und mit einem vorgegebenen Wert verglichen, so daß dann im Block 29 festgestellt werden kann, ob die Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant geblieben war oder nicht. Überschreitet nämlich die Differenz zweier aufeinanderfolgender Drehzahlwerte einen bestimmten vorgegebenen Wert, so wird in das Schieberegister eine 1 eingeschrieben, was zur Folge hat, daß wenigstens für eine bestimmte Zeit diese 1 in dem Schieberegister erhalten bleibt. Solange sich jedoch eine 1 in dem Schieberegister befindet, wird die Drosselklappe nicht verändert. Insgesamt findet also nur dann eine Veränderung statt, wenn eine einmal in das Schieberegister eingeschriebene 1 durch das Verschieben in Block 28 wieder aus dem Schieberegister herausgeschoben werden, und damit das gesamte Schieberegister mit Nullen besetzt ist.

- /la-

Schließlich wird vor einer Beeinflussung der Drosselklappe auch noch geprüft, ob die vorgegebene Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine überhaupt vom aktuellen Drehzahlwert abweicht. Ist dies nämlich nicht der Fall, so ist auch keine Veränderung der Stellung der Drosselklappe notwendig und wird daher auch nicht durchgeführt. Stimmen jedoch Drehzahlsollwert und Drehzahlistwert nicht überein, so wird mit Hilfe der Blöcke 32 und 33 die Drosselklappe so verstellt, daß die Differenz zwischen den beiden genannten Drehzahlwerten sich verkleinert.

Prinzipiell ist es möglich, durch die Verwendung entsprechender schnell verstellbarer Drosselklappenanschläge 13 mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine vollwertige Leerlaufdrehzahlregelung aufzubauen. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Verfahren nur als Adaptionsverfahren zu benutzen, also für den Ausgleich langsamer Änderungen, die mit Hilfe einer z.B. überlagerten Leerlaufdrehzahlregelung nicht ausgeregelt werden können. Bei derartigen langsamen Veränderungen kann es sich z.B. um Alterungserscheinungen der Brennkraftmaschine handeln, um Umweltparameter, Höhenfehler usw.

BAD ORiGiNAL

Claims

R. L U U 10

7.5.1985 Sr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

f1.)Verfahren zur Regelung der Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine, mit einer Drosselklappe im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, mit einer Einrichtung zur Verstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von einem elektrischen Steuersignal, mit einer Einrichtung zur Erfasssung wenigstens einer bestimmten Stellung der Drosselklappe und zur Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Stellungssignals, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine und zur Erzeugung eines entsprechenden Drehzahlsignals, sowie mit einem elektrischen Steuergerät zur Erzeugung des Steuersignals wenigstens in Abhängigkeit von dem Stellungssignal und dem Drehzahlsignal, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn die Drosselklappe die bestimmte Stellung eingenommen hat, und wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine über eine vorgebbare Zeitdauer nahezu konstant geblieben war.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der bestimmten Stellung der Drosselklappe um den Anschlag der Drosselklappe in ihre Leerlaufstellung handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Drosselklappe mittels einer Verstellung des Anschlags der Drosselklappe bewerkstelligt wird.

— 2 — *~t

! η 4 7

w Ü 1 O 35180H

U. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine dann als nahezu konstant angesehen wird, wenn die Differenz zweier aufeinanderfolgender Drehzahlwerte einen bestimmten, vorgebbaren Wert nicht überschreitet .

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn die Schubabschaltung nicht eingeschaltet ist.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn der Motor nicht mehr kalt ist.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn der Motor nicht zu heiß ist.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis T₅ dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine von einem vorgebbaren Leerlaufsolldrehzahlwert abweicht.

9· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn seit der letzten Veränderung der Stellung der Drosselklappe eine bestimmte, vorgebbare Zeitdauer vorübergegangen ist.

10. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 j dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe weiter geöffnet wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine kleiner ist als der vorgegebene Drehzahlsollwert und daß die Drosselklappe geschlossen wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine größer ist als der vorgegebene Drehzahlsollwert.