DE4100380A1 - Verfahren zum betreiben einer drosselklappengeregelten brennkraftmaschine im leerlaufregelbereich - Google Patents
Verfahren zum betreiben einer drosselklappengeregelten brennkraftmaschine im leerlaufregelbereichInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
drosselklappengeregelten Brennkraftmaschine im Leerlaufregelbe
reich, wobei die Drosselklappe in Abregelrichtung vorgespannt
ist, und ein fahrpedalseitig in Vollastrichtung ansteuerbares,
in Abregelrichtung gegen einen Leerlaufanschlag in eine Stellung
LLmin vorspannbares Stellelement in Aufregelrichtung in den
Bewegungsweg eines Stellelementes für die Drosselklappe ein
greift, sowie ein mittels eines elektromotorischen Stell
antriebes im Leerlaufregelbereich ansteuerbares, in Abregelrich
tung vorgespanntes Stellelement in Aufregelrichtung in den
Bewegungsweg des Stellelementes für die Drosselklappe eingreift.
Bei Leerlaufregelanlagen, bei denen die Leerlaufluftmenge durch
elektromotorisches Verstellen des Drosselklappenwinkels gesteu
ert wird, muß beim Betätigen des Fahrpedals aus der Ausgangs
stellung LLmin zunächst ein Leerweg überwunden werden, bevor das
die Drosselklappe verstellende drosselklappenseitige Stell
element vom fahrpedalseitigen Stellelement beaufschlagt wird,
das seinerseits von einem Bowdenzug bzw. einer Seilscheibe
mitgenommen wird. Erkennt der Regler der Leerlaufregelanlage,
daß der Fahrer das Fahrpedal betätigt, beispielsweise indem ein
der Stellung LLmin zugeordneter Leerlaufkontakt schaltet, so wird
die Drosselklappe elektromotorisch in ihrer momentanen Position
gehalten, bis das drosselklappenseitige Stellelement vom
fahrpedalseitigen Stellelement mitgenommen wird. Die Länge des
Leerweges hängt somit vom momentanen Arbeitspunkt ab. Ins
besondere bei kalter Brennkraftmaschine oder zugeschalteter
Last, beispielsweise einer Klimaanlage, wird der dann relativ
lange Leerweg zwischen der LLmin-Stellung des fahrpedalseitigen
Stellelementes und dem Arbeitspunkt als unangenehm empfunden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren der
genannten Art so weiter zu bilden, daß unabhängig von der
jeweils eingenommenen Leerlaufstellung der Drosselklappe unter
stellmotorischer Einwirkung bei einer anschließenden Ansteuerung
der Drosselklappe über das Fahrpedal die Drosselklappe in
Aufregelrichtung bewegt wird.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß bei einer Ansteuerung des
fahrpedalseitigen Stellelementes während dessen Aufregelung
mittels des Fahrpedals das stellantriebseitige Stellelement aus
der eingenommenen Leerlaufstellung elektromotorisch geregelt
wird, wobei die Öfffnungskennlinie des stellantriebsseitigen
Stellelementes so ausgelegt ist, daß es in einem sich stetig
verkleinernden Abstand vor dem fahrpedalseitigen Stellelement
herläuft, wobei der Abstand zwischen dem fahrpedalseitigen
Stellelement und dem drosselklappenseitigen Stellelement
spätestens in der Position LLmax gleich Null wird.
Erfindungsgemäß verharrt bei einer Betätigung des Fahrpedals die
Drosselklappe nicht in ihrer momentanen Position, sondern wird
elektromotorisch in Aufregelrichtung betätigt, wobei die
Aufregelgeschwindigkeit des stellantriebseitigen Stellelementes
geringer ist als die des fahrpedalseitigen Stellantriebes. Die
Relativgeschwindigkeit von fahrpedalseitigem und stellantriebs
eitigem Stellelement ist so bemessen, daß das fahrpedalseitige
Stellelement innerhalb des Regelbereiches des stellantriebs
eitigen Stellelementes in Anlage mit dem drosselklappenseitigen
Stellelement gelangt und damit die Drosselklappe über das
Fahrpedal bewegt wird. Bei dieser Regelung erfolgt somit eine
stetige Verstellung des Drosselklappenwinkels, so daß der Fahrer
keinen durch einen Leerweg bedingten Regelsprung empfinden kann.
Bevorzugt erreichen das stellantriebseitige und das fahrpedal
seitige Stellglied im wesentlichen gleichzeitig die Position
LLmax. Es wird somit der gesamte Regelbereich des elektromotori
schen Stellantriebes dazu genutzt, die Annäherung des fahr
pedalseitigen Stellgliedes an das stellantriebseitige Stellglied
herbeizuführen.
Vorteilhaft weist das stellantriebseitige Stellelement eine
progressive Bewegung gegenüber der des fahrpedalseitigen
Stellelementes auf. Hierdurch ist eine deutlich verbesserte
Regelung im Bereich kleiner Drosselklappenwinkel gewährleistet.
Zweckmäßig liefert ein die Position des fahrpedalseitigen
Stellelementes erfassendes Potentiometer eine Sollwertvorgabe
für ein Elektronikbauteil, das einen Sollwert für einen Lagereg
ler des elektromotorischen Stellantriebes generiert. Sobald das
Fahrpedal betätigt wird, kann somit eine Öffnung der Drossel
klappe mit einer vom Arbeitspunkt abhängigen Kennlinie erfolgen.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in der Beschreibung der
Figuren dargestellt, wobei bemerkt wird, daß alle Einzelmerkmale
und alle Kombinationen von Einzelmerkmalen erfindungswesentlich
sind.
In der Darstellung der Figuren ist das erfindungsgemäße Ver
fahren an einem Beispiel erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild zur Verdeutlichung der Anordnung
der die Brennkraftmaschine im erfindungsgemäßen Sinne
regelnden Bauteile und
Fig. 2 eine Diagrammdarstellung zur Verdeutlichung der
erfindungsgemäßen Leerlaufregelung.
In Fig. 1 bezeichnet die Ziffer 1 eine Lastverstelleinrichtung,
die extern über ein Fahrpedal 2 und eine Elektronik 3 ansteuer
bar ist. Die Lastverstelleinrichtung 1 beinhaltet eine Drossel
klappe 4, die über ein drosselklappenseitiges Stellelement 5
verstellbar ist. Eine Zugfeder 6 greift an dem drosselklappen
seitigen Stellelement 5 und an einem stationären Bauteil der
Lastverstelleinrichtung 1 an und spannt das drosselklappenseiti
ge Stellelement 5 in Leerlaufrichtung vor. Die Drosselklappe 4
ist zwischen einer minimalen Leerlaufstellung LLmin und einer
Vollaststellung VL regelbar.
Das Fahrpedal 2 wirkt über eine Bowdenzug 7 mit einem fahr
pedalseitigen Stellelement 8 zusammen, das mittels des Fahr
pedals 2 zwischen einem Anschlag LLmin und einem Anschlag VL
beweglich ist. Eine Zugfeder 9 greift am fahrpedalseitigen
Stellelement 8 und einem stationären Bauteil der Lastverstell
einrichtung 1 an und spannt das fahrpedalseitige Stellelement 8
in Leerlaufrichtung gegen den Anschlag LLmin vor. Die Position des
fahrpedalseitigen Stellelementes 8 wird durch ein Istwert
erfassungselement 10 erfaßt, das beispielsweise als Potentiome
ter ausgebildet und auf dem als Seilscheibe ausgebildeten
fahrpedalseitigen Stellelement 8 angeordnet ist.
Wie der Darstellung der Fig. 1 zu entnehmen ist, greift das
fahrpedalseitige Stellelement 8 in Aufregelrichtung in den
Bewegungsweg des drosselklappenseitigen Stellelementes 5 ein.
Unabhängig hiervon greift ein stellantriebsseitige Stellelement
11 in Aufregelrichtung in den Bewegungsweg des drosselklappen
seitigen Stellelementes 5 ein. Das stellantriebseitige Stell
element 11 ist mittels eines elektromotorischen Stellantriebes
12 zwischen einem LLmin-Anschlag und einem LLmax-Anschlag bewegbar.
Die Position des stellantriebseitigen Stellelementes 11 wird
über ein weiteres Istwerterfassungselement 13 erfaßt, das
beispielsweise wieder als Potentiometer ausgebildet sein kann.
Eine Zugfeder 14 greift am stellantriebseitigen Stellelement 11
und einem stationären Bauteil der Lastverstelleinrichtung 1 an
und spannt das stellantriebseitige Stellelement 11 in Abregel
richtung gegen den Anschlag LLmin vor.
Die insoweit beschriebene Einrichtung zur Verstellung der Last
einer Brennkraftmaschine wird im Leerlaufregelbereich über den
elektromotorischen Stellantrieb 12 angesteuert und im Teillast-
sowie Vollastbetrieb über das Fahrpedal 2. Im Leerlaufbetrieb
- bei nicht betätigtem Fahrpedal 2 - nimmt das fahrpedalseitige
Stellelement 8 die gezeigte Anschlagsposition LLmin ein, während
die Drosselklappe 4 sich in Abhängigkeit von der Ansteuerung
über den elektromotorischen Stellantrieb 12, der seinerseits von
der Elektronik 3 angesteuert wird, in einem Arbeitspunkt
befindet, der im Beispiel nach der Fig. 1 etwa in der Mitte
zwischen den Betriebsstellungen LLmin und LLmax liegt. Dieser
Arbeitspunkt kann selbstverständlich variieren, er hängt z. B. ab
von der Betriebstemperatur der Brennkraftmaschine und den
Verbrauchern (beispielsweise Heckscheibenheizung, Klimaanlage),
die von der Brennkraftmaschine versorgt werden müssen und damit
einen bestimmten, veränderlichen Luftbedarf der Brennkraftma
schine bedingen.
Die Ansteuerung der Drosselklappe 4 über den elektromotorischen
Stellantrieb 12 führt dazu, daß bei einer Stellung des stell
antriebseitigen Stellelementes 12, die nicht mit der Stellung
LLmin zusammenfällt, ein Leerweg zwischen dem drosselklappenseiti
gen Stellelement 5 und dem fahrpedalseitigen Stellelement 8
verbleibt. Fig. 2 verdeutlicht die Ausgangssituation für die in
Fig. 1 gezeigte Betriebsstellung. In dem dort gezeigten
Diagramm ist der Drosselklappen (DK)-Winkel über dem Pedalweg
aufgetragen. Der Arbeitspunkt A der Drosselklappe befindet sich
etwa auf der Hälfte zwischen den Betriebsstellungen LLmin und
LLmax. Soll ausgehend von diesem Arbeitspunkt A die Drosselklappe
4 nur über das Fahrpedal 2 angesteuert werden, müßte normaler
weise der Leerweg zwischen dem drosselklappenseitigen Stell
element 5 und dem fahrpedalseitigen Stellelement 8, der in Fig.
2 mit der Strecke B1 bezeichnet ist, zunächst überbrückt werden,
ehe nach Anlage des fahrpedalseitigen Stellelementes 8 am
drosselklappenseitigen Stellelement 5 die Drosselklappe 4 in
linearer Bewegung zum Fahrpedal 2 entlang der Geraden B2 ver
schwenkt werden kann. Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, daß
das drosselklappenseitige Stellelement 5 und damit die Drossel
klappe 4 nicht bis zur Anlage des fahrpedalseitigen Stell
elementes 8 verharrt, sondern daß das drosselklappenseitige
Stellelement 5 bei einer Aufregelungsbewegung des fahrpedalsei
tigen Stellelementes 8 entsprechend der Kurve C über den
elektromotorischen Stellantrieb 12 und damit das stellantriebs
eitige Stellelement 11 aufgeregelt wird. Fig. 2 verdeutlicht,
daß die Kurve C ausgehend vom Arbeitspunkt A progressiv verläuft
und die Gerade B2 etwa im Betriebspunkt LLmax schneidet. Das der
Bewegung des stellantriebseitigen Stellelementes 11 nacheilende
fahrpedalseitige Stellelement 8 hat das stellantriebseitige
Stellelement 11 somit am Ende von dessen Regelbereich eingeholt
und kann von da ab, das heißt im Teillast- und Vollastbereich,
die Regelung der Drosselklappe 4 durch das Fahrpedal 2 über
nehmen.
Fig. 2 verdeutlicht ferner einen möglichen Regelungsverlauf der
Drosselklappe bei einem Arbeitspunkt A′ der Drosselklappe 4, der
näher der Betriebsstellung LLmin ist. Hier wäre vom fahrpedalsei
tigen Stellelement 8 nur ein geringerer Leerweg B′1 zu über
brücken, ehe es zur Beaufschlagung des drosselklappenseitigen
Stellelementes 5 im Bereich der Geraden B′2 käme. Erfindungs
gemäß wird bei diesem Arbeitspunkt A′ die Drosselklappe 4 über
den elektromotorischen Stellantrieb 12 entlang der steileren
Kurve C′ geregelt, die die Gerade B′2 schon vor dem Betriebs
punkt LLmax schneidet. Die Alternative soll verdeutlichen, daß das
fahrpedalseitige Stellelement 8 bereits vor Erreichen des
Regelbereichsendes des elektromotorischen Stellantriebes 12 die
Regelung der Drosselklappe 4 übernehmen kann.
Um eine Regelung der Brennkraftmaschine aus unterschiedlichen
Arbeitspunkten A, A′ usw. der Drosselklappe 4 zu gewährleisten,
ist vorgesehen, daß das die Position des fahrpedalseitigen
Stellelementes 8 erfassende Potentiometer 10 eine Sollwert
vorgabe für ein Elektronikbauteil, das grundsätzlich in die
Elektronik 3 integriert ist, liefert. Dieses Elektronikbauteil
generiert seinerseits einen Sollwert für einen Lageregler des
elektromotorischen Stellantriebes 12, mit der Folge der unter
schiedlichen Annäherungskurven C, C′ des elektromotorischen
Stellelementes 11 an die Bewegung des fahrpedalseitigen Stell
elementes 8.
Bezugszeichenliste
1 Lastverstelleinrichtung
2 Fahrpedal
3 Elektronik
4 Drosselklappe
5 drosselklappenseitiges Stellelement
6 Zugfeder
7 Bowdenzug
8 fahrpedalseitiges Stellelement
9 Zugfeder
10 Istwerterfassungselement
11 stellantriebseitiges Stellelement
12 elektromotorischer Stellantrieb
13 Istwerterfassungselement
14 Zugfeder
2 Fahrpedal
3 Elektronik
4 Drosselklappe
5 drosselklappenseitiges Stellelement
6 Zugfeder
7 Bowdenzug
8 fahrpedalseitiges Stellelement
9 Zugfeder
10 Istwerterfassungselement
11 stellantriebseitiges Stellelement
12 elektromotorischer Stellantrieb
13 Istwerterfassungselement
14 Zugfeder
Claims (4)
1. Verfahren zum Betreiben einer drosselklappengeregelten
Brennkraftmaschine im Leerlaufregelbereich, wobei die
Drosselklappe in Abregelrichtung vorgespannt ist, und ein
fahrpedalseitig in Vollastrichtung ansteuerbares, in
Abregelrichtung gegen einen Leerlaufanschlag in eine
Stellung LLmin vorspannbares Stellelement in Aufregelrichtung
in den Bewegungsweg eines Stellelementes für die Drossel
klappe eingreift, sowie ein mittels eines elektromotorischen
Stellantriebes im Leerlaufregelbereich ansteuerbares, in
Abregelrichtung vorgespanntes Stellelement in Aufregelrich
tung in den Bewegungsweg des Stellelementes für die Drossel
klappe eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Ansteuerung des fahrpedalseitigen Stellelementes (8) während
dessen Aufregelung mittels des Fahrpedales (2) das stell
antriebseitige Stellelement (11) aus der eingenommenen
Leerlaufstellung elektromotorisch geregelt wird, wobei die
Öffnungskennlinie (C) des stellantriebseitigen Stellelemen
tes (11) so ausgelegt ist, daß es in einem sich stetig
verkleinernden Abstand vor dem fahrpedalseitigen Stell
element (8) herläuft, wobei der Abstand zwischen dem
fahrpedalseitigen Stellelement (8) und dem drosselklappen
seitigen Stellelement (5) spätestens in der Position LLmax
gleich Null wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
stellantriebseitige (11) und das fahrpedalseitige Stell
element (8) im wesentlichen gleichzeitig die Position LLmax
erreichen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine
progressive Bewegung des stellantriebseitigen Stellelementes
(11) gegenüber der Bewegung des fahrpedalseitigen Stell
elementes (8).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß ein die Position des fahrpedalseitigen
Stellelementes (8) erfassendes Istwerterfassungselement (10)
eine Sollwertvorgabe für ein Elektronikbauteil (3) liefert,
das einen Sollwert für einen Lageregler des elektromotori
schen Stellantriebes (12) generiert.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19914100380 DE4100380A1 (de) | 1991-01-09 | 1991-01-09 | Verfahren zum betreiben einer drosselklappengeregelten brennkraftmaschine im leerlaufregelbereich |
EP19910112926 EP0494337A3 (en) | 1991-01-09 | 1991-08-01 | Method for controlling a throttle valve operated internal combustion engine in the idling range |
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Publications (1)
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ID=6422699
Family Applications (1)
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Country Status (2)
Country | Link |
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EP (1) | EP0494337A3 (de) |
DE (1) | DE4100380A1 (de) |
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