DE3720255A1

DE3720255A1 - System zur einstellung des drosselklappenwinkels

Info

Publication number: DE3720255A1
Application number: DE19873720255
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Arnold; Michael Dipl Ing Horbelt; Ruediger Dipl Ing Jautelat; Peter Dipl Ing Werner; Manfred Dipl Ing Mezger; Guenther Dipl Ing Plapp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1987-06-19
Filing date: 1987-06-19
Publication date: 1988-12-29
Also published as: KR0121325B1; WO1988010365A1; KR890701882A; DE3865967D1; JPH02503939A; EP0365528B1; EP0365528A1; US5046467A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein System zur Einstellung des Drosselklappenwinkels gemäß der Gattung des Hauptanspruchs.

Zur Einstellung des Drosselklappenwinkels von Verbren nungsmotoren werden elektronische Steuereinrichtungen verwendet, die in Abhängigkeit von der Stellung des Fußfahrgebers und von motorspezifischen Parametern, wie Drehzahl, Temperatur und dergleichen, den Drosselklap penwinkel verändern. Außerdem wird der Leerlauf- Anschlag, der den Leerlauf-Drosselklappenwinkel festlegt, mittels eines Stellmotors in Abhängigkeit von der Motortemperatur und von weiteren Parametern verändert. Auf diese Weise wird die Leerlaufdrehzahl beeinflußt bzw. geregelt. Im Störfalle kann jedoch die Drosselklappe bis zu relativ großen Winkeln geöffnet werden, wodurch sich beträchtliche Betriebsstörungen ergeben. Der Störfall kann z.B. bei Kurzschluß einer Motoransteuerleitung des Stellmotors gegen Batterie spannung oder Masse auftreten.

Um derartige Störungen feststellen zu können, könnte der Zustand der Geräteausgangsklemmen, die zur Ansteue rung des Stellmotors des Leerlauf-Anschlages dienen, mittels entsprechender schaltungstechnischer Maßnahmen überwacht werden. Eine Abweichung vom Sollzustand könn te von einem Rechner erkannt und entsprechende Gegen maßnahmen könnten eingeleitet werden. Nachteil einer derartigen Überwachungseinrichtung ist der zusätzliche Schaltungsaufwand sowie die Belegung von Eingängen der Steuerung, die dann nicht mehr anderweitig benutzt wer den könnten.

Vorteile der Erfindung

Ein System zur Einstellung des Drosselklappenwinkels mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß kein zusätzlicher Schaltungsaufwand erforderlich ist, da eine Überwachung des Leerlauf- Drosselklappenwinkels stets beim Anlegen der Drossel klappe am Leerlauf-Anschlag durch einen Vergleich des aktuellen Drosselklappenwinkels mit dem zuletzt beim Anlegen der Drosselklappe gemessenen Drosselklappenwin kel erfolgt. Hierzu können die bestehenden Einrichtun gen der elektronischen Steuereinrichtung ohne zusätzli chen Schaltungsaufwand verwendet werden.

Durch die Zwischenspeicherung früherer und aktueller Drosselklappenwinkel kann auch bei Betätigung des Stellmotors überwacht werden, ob der Stellmotor den Leerlauf-Anschlag in die richtige Richtung, nämlich in Richtung des Sollwerts bewegt. Bei Betätigung des Stellmotors in die falsche Richtung, kann sofort eine Richtungsumkehr eingeleitet werden.

Auch bei Feststellung einer Betätigung des Stellmotors trotz Istwert-Sollwert-Übereinstimmung genügt es, den gestörten Steuerausgang zu unterbrechen oder ihn mit einem nicht gestörten Ausgang phasengleich zu verbinden. Um eine schnelle Fehlererkennung zu ermöglichen, kann die Istwert-Sollwert-Abfrage zyklisch mit hoher Frequenz erfolgen.

Zeichnung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Blockschaltbild eines Systems zur Einstel lung des Leerlauf-Anschlags,

Fig. 2 ein Drehzahl-Drosselklappenwinkel-Diagramm und

Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktions weise des Systems zur Einstellung des Drosselklappenwinkels.

Das in Fig. 1 dargestellte Blockschaltbild enthält ei nen Stellmotor 1 zur Einstellung eines Leerlauf- Anschlages 2. Der Leerlauf-Anschlag 2 läßt sich in Pfeilrichtung a variieren. Am Leerlauf-Anschlag 2 liegt eine Drosselklappe 3 mit dem Drosselklappenwinkel α an.

Eine Motorsteuerung MS erhält an mehreren Steuereingän gen Informationen über die Motortemperatur T, die Dreh zahl n, den Drosselklappenwinkel α und über eine Sig nalleitung K die Information ob die Drosselklappe 3 an einem Kontakt 4 des Anschlages 2 anliegt.

Die Motorsteuerung MS hat Zugriff zu einem Speicher 5, in welchem Sollwerte und Istwerte von Drosselklappen winkeln abgelegt sind. Über eine Motorsteuerung 6 und eine Endstufe 7 betätigt die Motorsteuerung MS den Stellmotor 1, um den Anschlag 2 in die jeweils erfor derliche Stellung zu bringen.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm sind zeitab hängig der Drosselklappenwinkel α und die Drehzahl n dargestellt. Die Stellung des Leerlauf-Anschlages ist durch senkrechte Pfeile S 1 bis S 5 angegeben. Die durch gezogenen Linien für Drehzahl n und Drosselklappenwin kel α zeigen die α-n-Abhängigkeit ausgehend vom Leer lauf zum Zeitpunkt t 1 bis zum maximalen Drosselklap penwinkel α bei t 2. Die unterbrochenen α-n-Linien ge ben dagegen den Fall an, wenn der Drosselklappenwinkel α zu einem Zeitpunkt t 3 durch vollständige Rücknahme des Fußfahrgebers verringert wird.

Beim Öffnen des Drosselklappenwinkels ausgehend vom Zeitpunkt t 1 verändert sich die Stellung des Leerlauf- Anschlages durch eine entsprechende Nachführung von der Stellung S 1 in die Stellung S 2, um beim plötzlichen Zu rücknehmen des Fußfahrgebers kurzzeitig eine höhere Leerlaufdrehzahl einzustellen. Sobald die Drosselklappe in Zeitpunkt t 4 am in der Stellung S 2 befindlichen Leerlauf-Anschlag anliegt, wird dieser in Richtung der Stellung S 1 verändert, da diese Stellung S 1 den früher im Speicher 5 zwischengespeicherten Drosselklappenwin kel α 1 repräsentiert. Das Zurückfahren des Leerlauf- Anschlages 2 in die Stellung S 5, die der Stellung S 1 entspricht, kann innerhalb eines Bruchteils einer Se kunde erfolgen.

Beim Anlegen der Drosselklappe 3 an den in der Stel lung S 2 befindlichen Leerlauf-Anschlag 2 wird der Kon takt 4 betätigt und dadurch eine Messung des Drossel klappenwinkels α 2 veranlaßt. Dieser Winkel α 2 wird mit dem zuletzt gemessenen und zwischengespeicherten Drosselklappenwinkel α 1 verglichen und da eine Diffe renz zwischen beiden Werten besteht bewegt der Stellmo tor 1 den Leerlauf-Anschlag 2 in Richtung des zwischen gespeicherten Drosselklappenwinkels α 1. In der Stel lung S 5 hat der Leerlauf-Anschlag 2 den Drosselklappen winkel α 1 erreicht, so daß im Zeitpunkt t 5 der Ver stellvorgang des Leerlauf-Anschlages 2 abgeschlossen ist.

Würde sich bedingt durch eine Störung der Stellmotor 1 in die falsche Richtung bewegen, so könnte die Motor steuerung MS aufgrund der zwischengespeicherten Dros selklappenwinkel erkennen, daß eine Störung vorliegt, da sich der Leerlauf-Anschlag 2 vom richtigen Drossel klappenwinkel α entfernt. Die Motorsteuerung MS könnte daraufhin die Betätigung des Stellmotors 1 unterbrechen oder eine Richtungsumkehr einleiten.

Der Sollwert für den Leerlauf-Anschlag ist im darge stellten Ausführungsbeispiel der Drosselklappenwinkel α 1. Dieser Sollwert wird nur bei anliegender Drossel klappe 3 am Anschlag 2 bei geänderten Betriebsbedingun gen durch die Motorsteuerung MS verändert. Wird ein neuer Sollwert angegeben, so kann die Motorsteuerung MS auch in diesem Fall überwachen, ob der Stellmotor 1 den Leerlauf-Anschlag 2 in die richtige Richtung bewegt, da beim Anlegen der Drosselklappe 3 die Stellung des Leerlauf-Anschlages 2 über den Drosselklappenwinkel α geprüft werden kann.

Anhand des in Fig. 3 dargestellten Flußdiagramms wird die Funktion des erfindungsgemäßen Systems erläutert. Das in Fig. 3 dargestellte Flußdiagramm umfaßt 16 Pro grammschritte P 1 bis P 16. Die Bearbeitung der Programm schritte erfolgt durch die Motorsteuerung MS (Fig. 1) in einem festen Raster.

Im Programmschritt P 1 wird zunächst festgestellt, ob Leerlaufbetrieb vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird die für die Überwachung der Stellmotoransteuerung erforderlichen RAM-Zellen ZAEHLER und α DIFF, die im Speicher 5 abgelegt sind, definiert gesetzt. Dies er folgt in den Programmschritten P 2, P 3.

In der RAM-Zelle ZAEHLER werden die Stellmotoransteuer impulse gezählt, die sich in diesem Programm aufgrund erkannten Fehlverhaltens des Stellmotors ergeben haben.

α DIFF enthält die Differenz zwischen dem zuletzt gemes senen und zwischengespeicherten Drosselklappenwinkel α 1 und dem Drosselklappenwinkel α 2.

Im Leerlaufbetrieb wird gemäß Programmschritt P 4 ein Wert A im Speicher 5 zwischengespeichert, wobei der Wert A der Differenz zwischen α 1 und dem aktuellen Drosselklappenwert α 2 entspricht. Im Programmschritt P 5 wird überprüft, ob der Inhalt von der RAM-Zelle ZA EHLER größer oder gleich dem Wert MAX 1 ist. Der Wert MAX 1 entspricht der maximalen Anzahl von Stellmotoran steuerversuchen mit der Vorgabe, die Differenz zwischen α 1 und α 2 zu verkleinern. Ist dieser Wert MAX 1 noch nicht überschritten, erfolgt im Programmschritt P 6 die Abfrage, ob der Betrag von A größer oder gleich einer Drosselklappenschwelle α SCHW ist. a SCHW repräsentiert einen Unempfindlichkeitsbereich, in dem keine Stellmo toransteuerung erfolgt. Befindet sind die neu berechne te und in A abgefragte Drosselklappendifferenz inner halb dieser Schwelle, so wird im Programmschritt P 16 der Wert A für das nächste Bearbeitungsraster nach α DIFF übertragen. Bei Überschreiten des unempfindlich keitsbereichs wird im Programmschritt P 7 überprüft, ob sich der Betrag der aktuellen Differenz gegenüber dem Betrag der Differenz aus dem vorherigen Bearbeitungsraster, abgespeichert in α DIFF vergrößert hat. Sollte dies nicht der Fall sein, wird zum Pro grammschritt P 16 gesprungen. Im anderen Fall wird im Programmschritt P 8 der aktuelle Drosselklappenwert a 1 (i) mit dem Drosselklappenwert α 1 (i-1) aus dem letzten Bearbeitungsraster verglichen.

Durch diese Vorgehensweise wird ausgeschlossen, daß aufgrund des neuen Drosselklappenwertes α 1 sich die Drosselklappendifferenz so verändert, daß fälschlicher weise eine Störung erkannt wird.

Bei Ungleichheit von α 1 (i) und α 1 (i-1) erfolgt die Pro grammfortführung bei Programmschritt P 16. Bei Gleich heit wird der Stellmotor 1 im Programmschritt P 9 so angesteuert, daß die Differenz zwischen α 1 und α 2 klei ner wird. Im Programmschritt P 10 wird der Inhalt von ZAEHLER inkrementiert. Anschließend wird im Programm schritt P 16 die neu berechnete Drosselklappendifferenz von A nach a DIFF übertragen. Wird im Programmschritt P 5 festgestellt, daß der Inhalt von ZAEHLER größer oder gleich MAX 1 ist, so wird bei P 11 der Inhalt von ZAEHLER mit MAX 2 verglichen. Die Differenz von MAX 2 und MAX 1 entspricht der maximalen Anzahl von Stellmotoransteue rimpulsen für den Ansteuermodus "Stoppen des Motors mit High-Potential".

Bei Gleichheit von ZAEHLER-Inhalt und MAX 2 wird im Pro grammschritt P 15 versucht, den Motor mit Low-Potential zu stoppen. Bevor das Programm zu diesem Ansteuermodus kommen konnte, wurde bereits MAX 1 - mal versucht, den Motor so anzusteuern, daß die Differnez kleiner wird und (MAX 2 - MAX 1) - mal versucht, den Motor mit High-Potential zu stoppen.

Bei Ungleichheit von ZAEHLER und MAX 2 wird im Programm schritt P 12 zusätzlich geprüft, ob sich der Drossel klappenwinkel α 2 (i) gegenüber dem Drosselklappenwinkel a 2 (i-1) aus dem vorherigen Bearbeitungsraster geändert hat. Ist dieses nicht der Fall, kann davon ausgegangen werden, daß der Stellmotor steht und weiterhin bei An steuerung mit High-Potential stehen bleibt. Im anderen Fall wird der Inhalt von ZAEHLER zusätzlich inkrementiert.

Claims

1. System zur Einstellung des Drosselklappenwinkels von Verbrennungsmotoren mittels einer elektronischen Steuereinrichtung, die den Drosselklappenwinkel in Ab hängigkeit von der Stellung des Fußfahrgebers und von motorspezifischen Parametern, wie Drehzahl, Temperatur oder dergleichen, steuert und den Leerlauf-Anschlag für den Leerlauf-Drosselklappenwinkel mittels eines Stellmotors einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anlegen der Drosselklappe (3) an den Leerlauf-Anschlag (2) eine Messung des Istwertes des Drosselklappenwin kels (α 2) erfolgt; daß dieser Istwert mit den zuletzt gemessenen und zwischengespeicherten Drosselklappenwin kel (α 1) verglichen wird; und daß bei Feststellung ei ner Differenz zwischen beiden Werten der Stellmotor (1) den Leerlauf-Anschlag (2) in Richtung des zwischenge speicherten Drosselklappenwinkels (α 1) bewegt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei am Leerlauf-Anschlag (2) anliegender Drosselklappe (3) eine Betätigung des Stellmotors (1) sofort unter brochen und/oder eine Richtungsumkehr eingeleitet wird, sofern sich der Leerlauf-Anschlag (2) von einer den Sollwert repräsentierenden Stellung (S 1) entfernt.

3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Feststellung einer Betätigung des Stellmotors (1) trotz Istwert-Sollwert-Übereinstimmung der die Verstel lung auslösende gestörte Steuerausgang unterbrochen oder mit einem nicht gestörten Ausgang phasengleich verbunden wird.

4. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Istwert-Sollwert- Vergleich zyklisch mit hoher Frequenz erfolgt.