EP0394216A2 - Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine - Google Patents

Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine Download PDF

Info

Publication number
EP0394216A2
EP0394216A2 EP90890118A EP90890118A EP0394216A2 EP 0394216 A2 EP0394216 A2 EP 0394216A2 EP 90890118 A EP90890118 A EP 90890118A EP 90890118 A EP90890118 A EP 90890118A EP 0394216 A2 EP0394216 A2 EP 0394216A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
binary
dual
comparator
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP90890118A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0394216A3 (en
EP0394216B1 (de
Inventor
Michael Dipl.-Ing. Dr. Heiss
Wolfgang Dittrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ROBERT BOSCH AG
Original Assignee
Robert Bosch AG
Voestalpine Metal Forming GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch AG, Voestalpine Metal Forming GmbH filed Critical Robert Bosch AG
Priority to AT90890118T priority Critical patent/ATE83045T1/de
Publication of EP0394216A2 publication Critical patent/EP0394216A2/de
Publication of EP0394216A3 publication Critical patent/EP0394216A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0394216B1 publication Critical patent/EP0394216B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/0007—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for using electrical feedback
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/3005—Details not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/406—Electrically controlling a diesel injection pump
    • F02D41/407—Electrically controlling a diesel injection pump of the in-line type

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling and regulating an internal combustion engine according to the preamble of claim 1 and to an electronic regulating and control device for internal combustion engines according to the preamble of claim 4.
  • a controller delivers a digital output signal.
  • an electromechanical drive for the actuator e.g. the injection pump or pump nozzles.
  • a pulse width modulator with a downstream low-pass filter is then advantageously used as the digital-to-analog converter. It must be taken into account here that the drive (due to its electrical (inductance) and mechanical (mass) properties) shows a more or less pronounced low-pass behavior that plays a role in the dimensioning of the low-pass filter.
  • the actuator may in any case be mechanically unsteady, namely an oscillating movement with the clock frequency of the control signal.
  • the effort required for the low-pass filter, particularly at lower clock frequencies, is to be regarded as a disadvantage.
  • pulse-width modulated signals for controlling actuators for the injection quantity is evident, for example, from DE-A-33 11 351, in which case the actuator is controlled directly by the pulse-width-modulated signals.
  • DE-A-37 30 443 by the applicant also shows the use of a pulse-width-modulated signal, but this signal is used here as a command variable for a servo circuit for the actuator.
  • control signal for controlling an electromechanical actuator is therefore to be understood in the sense that it includes direct control as well as control of a servo circuit for the actuator.
  • a pulse width modulator for converting a dual digital value into a pulse width modulated signal can, for example from the company publication "Embedded Controller Handbook", Intel, Order Number 21 09 18-005, 1987.
  • the digital value is fed to a register, at whose output the value is, for example, 8 digits (in the dual system).
  • a clock frequency is fed to a counter input, the 8-digit output of which is also compared in a comparator with the previously mentioned value.
  • the output of the comparator which checks for equality, is fed to the reset input of a flip-flop, the set input of which receives the overflow signal from the counter.
  • a pulse width modulated signal is then present at the Q output of the flip-flop. Within each cycle, this signal has a pulse, the width or length of which increases with increasing size of the value mentioned. With a register value 0 the width of the pulse disappears, with a register value 255 the width almost corresponds to the period T0.
  • the invention has set itself the goal of converting the pulse instead of the usual pulse width modulation To create output signals of the computing device in a control signal for an electromechanical actuator, which has the same effort, in particular with respect to the filtering, significantly lower relative voltage fluctuations of the analog signal.
  • This goal can be achieved with a method according to the characterizing part of claim 1 or with a device according to the characterizing part of claim 3.
  • the invention offers the advantage that a significant reduction in the ripple of the output signal is obtained with the same circuit complexity as in the prior art. With the same demands on the residual ripple, the outlay for a downstream low-pass filter can be kept considerably lower than according to the prior art.
  • downstream low-pass filter here also includes a consumer with a low-pass character, which has already been explained above.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a device according to the invention in a block diagram
  • FIG. 2 shows another exemplary embodiment of a device according to the invention
  • FIGS. 3a and b show the form of the output signal as a function of the default signal in a device in time diagrams within one cycle according to the state of Tecknik (Fig. 3a) or in a device according to the invention (Fig. 3b).
  • Fig. 1 shows schematically a diesel engine 1 with an injection pump 2, the control rod 3 determining the amount of fuel supplied is adjustable by means of an electromechanical drive 4.
  • a computing device 5 calculates from operating variable signals of the engine 1 and also the Vehicle output signal b, which is the basis for the adjustment of the control rod 3.
  • Essential operating variables as input variables of the computing device 5 are the accelerator pedal position, which generates a corresponding signal f via a transmitter 7 and the speed of the engine 1, a speed signal n being supplied by a speed transmitter 8 to the computing device 5.
  • Fig. 1 further sensors 9 are indicated schematically, the additional operating quantity signals, e.g. in terms of engine temperature, air pressure, fuel temperature etc.
  • the output signal b of the computing device 5 and any other output signals b ', b ⁇ is in digital, dual-coded form and is fed to a register 10, from where it has 8 digits as word B to the inputs B0 to B7 of an 8-bit comparator 11 arrives.
  • a comparator can be implemented, for example, with logic modules MM54C85, 4-bit magnitude comparator from National Semiconducter.
  • the company publication "Logic Databook, Volume 1, National Semiconductor Corporation", 1984 shows the logical structure of such modules and describes their interconnection to word lengths that are greater than 4 bits.
  • a dual counter 12 which is supplied with a counting cycle f 1 of the period T 1.
  • This counting clock expediently comes from a clock generator, which is required by the computing device 5 and is not shown in detail.
  • An 8-digit output of the counter 12 is connected to the second input of the comparator 11, but here the counter output is connected to the comparator input in such a way that the output MSB (most significant bit) of the counter 12 corresponds to the Input A0 of the comparator 11 with the lowest position value (LSB) corresponds, ie the order of the positions is reversed when wiring, or, in other words, the counter signal a is fed to the comparator 11 in inverted form.
  • a drive signal of the period T0 occurs, which consists of individual pulses within each period, their total length is proportional to the value of the output signal b of the computing device 5 within each period T0.
  • This is illustrated for a 4-bit comparator in FIG. 3b, with the previously customary pulse width modulation being compared in FIG. 3a.
  • the default value B is numbered 0 to 15 on the left.
  • the word length is shown with 8 bits, in Fig. 3 with 4 bits. In practice, however, word lengths of 8 to 16 bits or more will be used.
  • the output of the comparator 11 can be followed by a D flip-flop 13 which is clock-edge-controlled by the counter clock f 1 and frees the drive signal from switching spikes which arise in the comparator 11.
  • An inverter is upstream of the clock input of the flip-flop 13. The elimination of switching spikes is particularly advisable at higher clock frequencies, when run times in the comparator lead to spikes of a clearly noticeable length, which could cause the predefined signal to be falsified.
  • the control signal s is fed to the electromechanical drive 4 via a simple low-pass filter 14 and an output stage 15.
  • Fig. 2 shows an implementation example of a 4-bit comparator using conventional gate modules and Fig. 3b, as already mentioned, the associated control signal for the sixteen possible default values. From Fig. 3b the person skilled in the art already sees the significant improvement in the ripple of a voltage obtained after filtering. Of course, this improvement is also shown mathematically and experimentally and is given below with the aid of a comparison for the worst case of the pulse duty factor (eg number 8 in FIG. 3a).
  • these voltage fluctuations are equal to filter time constant for 4 bits below 12% 10 bits under 0.2% 16 bits under 40.10 ⁇ 6
  • Actuators that are to be controlled based on the output signal b of the computing device 5 are, in particular, the control rod of an injection pump, as shown in FIG. 1. But it can also be actuators for adjusting the injection timing, the amount of air, an exhaust gas recirculation valve, a throttle valve and the like. What is indicated by signals b ', b ⁇ in Fig. 1.
  • a particular advantage associated with the invention can be seen in the rapid and error-free response to a change in the default value, which is not only given by the more favorable filter dimensioning. If you change inside half the period T0 the default value B to a particularly smaller value, so in the case of the structure according to the invention, in almost all cases, a reaction in the desired direction is shown even before the end of the same period. In the case of the prior art, in the worst case, when the default value changes during the period, either so-called outliers (one-time output of 100%) occur, or the desired change does not occur until the next period T0. Such misconduct can have fatal consequences for driving the motor vehicle.
  • the total duration of the control signal s is essentially proportional to the value of the dual or binary output signal b, this should not mean that a direct component (offset) is excluded.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine (1), bei welchem in Abhängigkeit von Betriebsgrößensignalen, wie z.B. der Drehzahl (n), der Gaspedalstellung, der Motortemperatur etc. in einer Recheneinrichtung ein digitales, binäres Ausgangssignal (b) errechnet, dieses errechnete Binärsignal in ein Ansteuersignal (s) umgewandelt wird, das aus Impulsen konstanter Höhe besteht, wobei die Gesamtdauer des Ansteuersignals innerhalb einer Taktperiode dem Wert des Binärsignals proportional ist und dieses Ansteuersignal zur Steuerung eines elektromechanischen Stellgliedes herangezogen wird. Hiebei wird das Ansteuersignal innerhalb jeder Taktperiode je nach dem Wert des Binärsignals (b) in Einzelimpulse aufgeteilt, deren Gesamtdauer dem Wert des Binärsignales (b) proportional ist und die Einzelimpulse im wesentlichen gleichmäßig innerhalb jeder Taktperiode verteilt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmachine nach dem Oberbegriff des An­spruches 1 sowie auf eine elektronische Regel- und Steuer­einrichtung für Brennkraftmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruches 4.
  • Bei der elektronischen Regelung eines Dieselmotors liefert ein Regler ein digitales Ausgangssignal. In Abhängigkeit von diesem Signal soll ein elektromechanischer Antrieb für das Stellglied z.B. der Einspritzpumpe oder von Pumpedüsen ver­stellt werden. Als Digital-Analog-Wandler wird dann mit Vor­teil ein Pulsbreitenmodulator mit nachgeschaltetem Tiefpaß­filter verwendet. Hiebei ist zu berücksichtigen, daß der An­trieb auf Grund seiner elektrischen (Induktivität) und mecha­nischen (Masse) Eigenschaften ein mehr oder weniger ausgepräg­tes Tiefpaßverhalten zeigt, daß bei der Dimensionierung des Tiefpaßfilters eine Rolle spielt. Bei ungenügender Filterung des Ansteuersignales kann es jedenfalls zu einer mechanischen Unruhe des Stellgliedes kommen, nämlich zu einer oszillieren­den Bewegung mit der Taktfrequenz des Ansteuersignals. Der insbesondere bei niedrigeren Taktfrequenzen für das Tiefpaß­filter erforderliche Aufwand ist als Nachteil anzusehen.
  • Die Anwendung pulsbreitenmodulierter Signale zur Ansteuerung von Stellgliedern für die Einspritzmenge geht beispielsweise aus der DE-A-33 11 351 hervor, wobei in diesem Fall das Stellglied direkt von dem pulsbreitenmodulierten Signalen angesteuert wird. Aus der DE-A-37 30 443 der Anmelderin geht gleichfalls die Verwendung eines pulsbreitenmodulierten Sig­nales hervor, doch wird dieses Signal hier als Führungsgröße eines Servokreises für das Stellglied herangezogen. Der Begriff "Ansteuersignal zur Steuerung eines elektromechani­schen Stellgliedes" ist somit in dem Sinne zu verstehen, daß er eine direkte Ansteuerung ebenso umfaßt, wie eine Ansteuerung eines Servokreises für das Stellglied.
  • Ein Pulsbreitenmodulator zur Umwandlung eines dualen Digi­talwertes in ein pulsbreitenmoduliertes Signal, der unter Verwendung eines Mikrocomputers realisiert ist, kann z.B. der Firmenschrift "Embedded Controller Handbook", Intel, Or­der Number 21 09 18-005, 1987 entnommen werden. Hierbei wird der Digitalwert einem Register zugeführt, an dessen Ausgang der Wert z.B. 8-stellig (im Dualsystem) vorliegt. Eine Takt­frequenz wird einem Zählereingang zugeführt, dessen hier gleichfalls 8-stelliger Ausgang in einem Komparator mit dem zuvor erwähnten Wert verglichen wird. Der Ausgang des Kompa­rators, der auf Gleichheit überprüft, wird dem Reset-Eingang eines Flip-Flop zugeführt, dessen Set-Eingang des Overflow-­Signal des Zählers erhält. Am Q-Ausgang des Flip-Flop liegt dann ein pulsbreitenmoduliertes Signal vor. Dieses Signal weist innerhalb jedes Taktes einen Impuls auf, dessen Breite bzw. Länge mit zunehmender Größe des genannten Wertes zunimmt. Bei einem Registerwert 0 verschwindet die Breite des Impulses, bei einem Registerwert 255 entspricht die Breite fast der Periodendauer T₀.
  • Bei dieser bekannten Lösung beträgt die relative Amplitude der Spannungschwankungen unabhängig von der Anzahl der Bits bei einer Filterzeitkonstanten τ = T₀ und bei einem Tastver­hältnis für die Impulse innerhalb jedes Taktes von 1:1 fast 25 %. Mit kleiner oder größer werdendem Tastverhältnis nimmt die relative Amplitude der Spannungsschwankungen ab, sie be­trägt aber bei einem Tastverhältnis von 1:5 oder 5:1 immer noch etwa 10%. Um die relativen Spannungsschwankungen herab­zusetzen muß man daher größere Filterzeitkonstanten wählen, wodurch sich eine entsprechende Verschlechterung der Dynamik ergibt, die sich äußerst ungünstig auf das Fahrverhalten des Fahrzeuges auswirkt.
  • Es sei hier angemerkt, daß die Begriffe "Dualcode" und "Binärcode" in Einklang mit der deutschsprachigen Literatur (z.B. U. Tietze, Ch. Schenk: "Halbleiterschaltungstechnik", Springer-Verlag, Berlin 1983) verwendet werden.
  • Die Erfindung hat es sich zum Ziel gesetzt, an Stelle der bisher üblichen Pulsbreitenmodulation eine Umwandlung des Ausgangssignales der Recheneinrichtung in ein Ansteuersignal für ein elektromechanisches Stellglied zu schaffen, die bei gleichem Aufwand, insbesondere auch hinsichtlich der Filterung, wesentlich geringere relative Spannungsschwankungen des Ana­logsignales aufweist. Dieses Ziel läßt sich mit einem Ver­fahren gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1 bzw. mit einer Vorrichtung gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 3 erreichen.
  • Die Erfindung bietet den Vorteil, daß bei gleichem Schal­tungsaufwand wie nach dem Stand der Technik, eine signifi­kante Herabsetzung der Welligkeit des Ausgangssignals erhal­ten wird. Bei gleichen Ansprüchen an die Restwelligkeit kann der Aufwand für ein nachgeschaltetes Tiefpaßfilter erheblich geringer gehalten werden, als nach dem Stand der Technik. Der Begriff "nachgeschaltetes Tiefpaßfilter" umfaßt hier auch einen Verbraucher mit Tiefpaßcharakter, was weiter oben bereits erläutert wurde.
  • Weitere Merkmale der Erfindung sind in den abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Die Erfindung samt anderer Vorteile ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungsformen näher erläutert, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. In dieser zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung in einem Blockschaltbild, Fig. 2 ein anderes Ausführungsbei­spiel einer Vorrichtung nach der Erfindung und Fig. 3a und b in Zeitdiagrammen innerhalb eines Taktes die Form des Aus­gangssignales in Abhängigkeit des Vorgabesignales bei einer Vorrichtung nach dem Stand der Tecknik (Fig. 3a) bzw. bei einer Vorrichtung nach der Erfindung (Fig. 3b).
  • Fig. 1 zeigt schematisch einen Dieselmotor 1 mit einer Ein­spritzpumpe 2, deren die zugeführte Kraftstoffmenge bestim­mende Regelstange 3 mit Hilfe eines elektromechanischen An­triebes 4 verstellbar ist. Eine Recheneinrichtung 5 berech­net aus Betriebsgrößensignalen des Motors 1 bzw. auch des Fahrzeuges ein Ausgangssignal b, das die Grundlage für die Verstellung der Regelstange 3 darstellt.
  • Wesentliche Betriebsgrößen als Eingangsgrößen der Rechenein­richtung 5 sind die Fahrpedalstellung, die über einen Geber 7 ein entsprechendes Signal f erzeugt und die Drehzahl des Motors 1, wobei ein Drehzahlsignal n von einem Drehzahlgeber 8 an die Recheneinrichtung 5 geliefert wird. In Fig. 1 sind noch weitere Geber 9 schematisch angedeutet, die zusätzliche Betriebsgrößensignale, z.B. hinsichtlich Motortemperatur, Luftdruck, Kraftstofftemperatur etc. liefern können.
  • Das Ausgangssignal b der Recheneinrichtung 5 sowie allfällige weitere Ausgangssignale b′, b˝ liegt in digitaler, dual co­dierter Form vor und wird einem Register 10 zugeführt, von wo es 8-stellig als Wort B zu den Eingängen B₀ bis B₇ eines 8-Bit Komparators 11 gelangt. Ein solcher Komparator kann beispielsweise mit Logikbausteinen MM54C85, 4-Bit Magnitude Comparator von National Semiconducter realisiert werden. Die Firmenschrift "Logic Databook, Volume 1, National Semiconductor Corporation", 1984 zeigt den logischen Aufbau derartiger Bausteine und beschreibt ihr Zusammenschalten zu Wortlängen, die größer als 4 bit sind.
  • Zurückkommend auf Fig. 1 ist zu sagen, daß das Ausgangssignal b bzw. das Wort B stellenwertrichtig dem Komparator 11 zuge­führt ist, d.h. der Ausgang mit dem niedrigsten Stellenwert (LSB= least significant bit) des Registers ist mit dem Eingang B₀ des Komparators 11 verbunden.
  • Es ist weiters ein Dualzähler 12 vorgesehen, dem ein Zähl­takt f₁ der Periodendauer T₁ zugeführt wird. Dieser Zähltakt stammt zweckmäßigerweise aus einem von der Recheneinrichtung 5 benötigten, nicht näher gezeigten Taktgeber. Ein 8-stelliger Ausgang des Zählers 12 ist mit dem zweiten Ein­gang des Komparators 11 verbunden, doch ist hier der Zähler­ausgang mit dem Komparatoreingang so zusammengeschaltet, daß der Ausgang MSB (most significant bit) des Zählers 12 dem Eingang A₀ des Komparators 11 mit niedrigstem Stellenwert (LSB) entspricht, d.h. die Reihenfolge der Stellen wird beim Be­schalten umgekehrt, oder, mit anderen Worten, das Zählersig­nal a wird dem Komparator 11 in gestülpter Form zugeführt.
  • Am Ausgang des Komparators 11, der überprüft, ob das Wort A an den Eingängen A₀ bis A₇ kleiner ist, als das Wort B an den Eingängen B₀ bis B₇ tritt ein Ansteuersignal der Periode T₀ auf, das innerhalb jeder Periode aus Einzelimpulsen be­steht, deren Gesamtlänge innerhalb jeder Periode T₀ dem Wert des Ausgangssignales b der Recheneinrichtung 5 proportional ist. Für einen 4-Bit-Komparator ist dies in Fig. 3b veran­schaulicht, wobei in Fig. 3a die bisher übliche Pulsbreiten­modulation gegenübergestellt ist. Der Vorgabewert B ist links mit den Zahlen 0 bis 15 bezeichnet.
  • Periodendauer T₀ mit Zählertakt T₁ stehen über die Wortlänge n des Komparators über T₀ = T₁.2n miteinander in Beziehung. In Fig. 1 ist die Wortlänge mit 8 bit dargestellt, in Fig. 3 mit 4 bit. In der Praxis wird man allerdings Wortlängen von 8 bis 16 bit oder darüber verwenden.
  • Dem Ausgang des Komparators 11 kann ein D-Flip-Flop 13 nach­geschaltet sein, das von dem Zählertakt f₁ taktflankenge­steuert ist und das Ansteuersignal von Schaltspikes befreit, die in dem Komparator 11 entstehen. Ein Inverter ist hiebei dem Takteingang des Flip-Flops 13 vorgeschaltet. Die Beseitigung von Schaltspikes ist vor allem bei höheren Takt­frequenzen geboten, wenn Laufzeiten im Komparator zu Spikes von deutlich merkbarer Länge führen, die eine Verfälschung des Vorgabesignales hervorrufen könnten.
  • Das Ansteuersignal s wird über ein einfaches Tiefpaßfilter 14 und eine Endstufe 15 dem elektromechanischen Antrieb 4 zugeführt.
  • Fig. 2 zeigt ein Realisierungsbeispiel eines 4-bit Komparators unter Verwendung üblicher Gatterbausteine und Fig. 3b, wie be­reits erwähnt, das zugehörige Ansteuersignal für die sechzehn möglichen Vorgabewerte. Aus Fig. 3b geht für den Fachmann be­reits aus dem Augenschein die signifikante Verbesserung der Welligkeit einer nach Filterung erhaltenen Spannung hervor. Selbstverständlich zeigt sich diese Verbesserung auch rechne­risch und experimentell und wird nachstehend an Hand eines Vergleiches für den jeweils ungünstigsten Fall des Tastver­hältnisses (z.B. Zahl 8 in Fig. 3a) angegeben.
  • Bei einem Pulsbreitemodulator nach dem Stand der Technik be­tragen dann die relativen Spannungsschwankungen bei einer Fil­terzeitkonstanten τ = T₀ etwa 25 %, und zwar unabhängig von der Anzahl der verwendeten Bits.
  • Bei der Erfindung liegen diese Spannungsschwankungen bei glei ­cher Filterzeitkonstante für
    4 Bit unter 12 %
    10 Bit unter 0,2 %
    16 Bit unter 40.10⁻⁶
  • Daraus ist ersichtlich, daß sich der Aufwand für die Filte­rung bei Anwendung der Erfindung drastisch reduziert. In Hin­blick auf die bereits erwähnte, elektromechanischen Stellglie­dern inhärente Tiefpaßeigenschaft kann in vielen Fällen ein Tiefpaßfilter gänzlich entfallen.
  • Stellglieder, die ausgehend von dem Ausgangssignal b der Recheneinrichtung 5 angesteuert werden sollen sind insbesondere die Regelstange einer Einspritzpumpe, wie in Fig. 1 gezeigt. Es kann sich aber ebenso um Stellglieder zum Verstellen des Einspritzzeitpunktes, der Luftmenge, eines Abgasrückführventils, einer Drosselklappe und dgl. mehr handeln, was durch Signale b′, b˝ in Fig. 1 angedeutet ist.
  • Ein mit der Erfindung verbundener besonderer Vorteil ist in der raschen und fehlerfreien Reaktion auf eine Änderung des Vorgabewertes zu sehen, die nicht nur durch die günstigere Filterdimensionierung gegeben ist. Ändert man nämlich inner­ halb der Periodendauer T₀ den Vorgabewert B auf einen insbe­sondere kleineren Wert, so zeigt sich bei erfindungsgemäßem Aufbau in fast allen Fällen noch vor Beendigung derselben Pe­riode eine Reaktion in die gewünschte Richtung. Bei Ausführun­gen nach dem Stand der Technik treten im ungünstigsten Fall bei Änderungen des Vorgabewertes während des Ablaufes der Pe­riode entweder sogenannte Ausreißer (einmalige Ausgabe von 100 %) auf, oder es tritt erst beim Durchlaufen der nächsten Periode T₀ die gewünschte Änderung ein. Ein solches Fehlver­halten kann für den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges fatale Folgen haben.
  • Wenn in der vorliegenden Anmeldung davon die Rede ist, daß die Gesamtdauer des Ansteuersignales s dem Wert des dualen bzw. binären Ausgangssignals b im wesentlichen proportional ist, so soll dies nicht bedeuten, daß ein Gleichanteil (offset) ausge­schlossen ist.

Claims (5)

1. Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine, bei welchem in Abhängigkeit von Betriebsgrößensignalen, wie z.B. der Drehzahl, der Gaspedalstellung, der Motortemperatur etc. in einer Recheneinrichtung ein digitales, binäres Aus­gangssignal errechnet und dieses errechnete Binärsignal in ein Ansteuersignal umgewandelt wird, das aus Impulsen kon­stanter Höhe besteht, wobei die Gesamtdauer des Ansteuersig­nals innerhalb einer Taktperiode dem Wert des Binärsignals proportional ist und dieses Ansteuersignal zur Steuerung ei­nes elektromechanischen Stellgliedes herangezogen wird, da­durch gekennzeichnet, daß das Ansteuersignal innerhalb jeder Taktperiode je nach dem Wert des Binärsignals (b) in Einzel­impulse aufgeteilt wird, wobei die Summe aus den Einzelim­pulsdauern innerhalb der Taktperiode dem Wert des Binärsig­nales (b) proportional ist und die Einzelimpulse im wesent­lichen gleichmäßig innerhalb jeder Taktperiode verteilt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das errechnete Binärsignal (b) als n-stelliges Vorgabedual­signal dargestellt wird, die Taktimpulse zur Erzeugung der Einzelimpulsdauern dual gezählt werden, um als n-stelliges Zählerdualsignal (a) vorzuliegen, welches mit dem Vorgabe­dualsignal mit einem Vergleicher verglichen wird, wobei zum Vergleich das Zählerdualsignal (a) seinen Binärstellen ent­sprechend in umgekehrter Reihenfolge an den Vergleicher an­gelegt wird und vergleichen wird, ob der Zahlenwert entspre­chend der umgekehrten Reihenfolge der Binärstellen des Zählerdualsignals kleiner ist, als der Zahlenwert des Vorgabedualsignales.
3. Elektronische Regel- und Steuereinrichtung für Brenn­kraftmaschinen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 2, mit einer Rechenschaltung (5), der das Drehzahlsignal (n) eines Drehzahlsensors (8) sowie weitere, mit Hilfe von Meßwertgebern ermittelte Betriebsgrößensignale, zugeführt werden, wobei die Rechenschaltung (5) zur Abgabe eines aus den Betriebsgrößen errechneten n-stelligen Vorga­bedualsignals (b) eingerichtet ist, mit einem n-stelligen Dualzähler, dem zur Bildung eines n-stelligen Zählerdualsig­nales (a) ein Taktsignal (f1) zugeführt ist und mit einem n-Bit Komparator (11) der zum Vergleich des Zählerdualsigna­les (a) mit dem n-stelligen Vorgabedualsignal (b) eingerich­tet ist und dessen Ausgangssignal (s) zur Ansteuerung eines elektromechanischen Stellgliedes (4) herangezogen ist, da­durch gekennzeichnet, daß das Zählerdualsignal (a) und das Vorgabedualsignal (b) dem Komparator (11) so zugeführt sind, daß das Zählerdualsignal (a) in bezug auf den Komparatorein­gang (b) entsprechend seinen Binärstellen in umgekehrter Reihenfolge verwendet wird.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (11) zur Abgabe eines Ausgangssignales einge­richtet ist, falls der jeweilige Wert des Vorgabedualsigna­les (b) größer ist, als der entsprechende Wert des Zähler­dualsignales (a), das entsprechend seinen Binärstellen in umgekehrter Reihenfolge verwendet wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­net, daß dem Komparator (11) ein taktflankengesteuertes D-Flip-Flop (13) nachgeschaltet ist.
EP90890118A 1989-04-17 1990-04-17 Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine Expired - Lifetime EP0394216B1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT90890118T ATE83045T1 (de) 1989-04-17 1990-04-17 Verfahren zum steuern und regeln einer brennkraftmaschine.

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3912604A DE3912604C1 (de) 1989-04-17 1989-04-17
DE3912604 1989-04-17

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0394216A2 true EP0394216A2 (de) 1990-10-24
EP0394216A3 EP0394216A3 (en) 1990-12-05
EP0394216B1 EP0394216B1 (de) 1992-12-02

Family

ID=6378864

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP90890118A Expired - Lifetime EP0394216B1 (de) 1989-04-17 1990-04-17 Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0394216B1 (de)
AT (1) ATE83045T1 (de)
DE (2) DE3912604C1 (de)
ES (1) ES2036411T3 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2703796A1 (fr) * 1993-04-02 1994-10-14 Bosch Gmbh Robert Procédé et dispositif de positionnement d'une installation de réglage.
WO2002029222A1 (de) * 2000-09-30 2002-04-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und computerprogramm zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine
US10383631B2 (en) 2016-08-04 2019-08-20 Covidien Lp Variable speed control of powered surgical device

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4109233A1 (de) * 1991-03-21 1992-09-24 Rexroth Mannesmann Gmbh Digitale ansteuerelektronik mit pulsweitenmoduliertem (pwm)-ausgangssignal zum ansteuern elektrischer stellglieder eines hydraulischen systems

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58174773A (ja) * 1982-04-05 1983-10-13 Komatsu Ltd 電磁弁の駆動方法
JPS58215122A (ja) * 1982-06-08 1983-12-14 Hitachi Ltd 同期型整数倍速装置
JPS59120776A (ja) * 1982-12-27 1984-07-12 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジン用燃料供給量制御装置
JPS6196124A (ja) * 1984-10-18 1986-05-14 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関の吸気制御装置
JPS61146419A (ja) * 1984-12-19 1986-07-04 Fanuc Ltd 放電加工機
DE3623651A1 (de) * 1986-07-12 1988-01-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und schaltungsanordnung zur ermittlung eines stellglied-sollwertes

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2735596C2 (de) * 1977-08-06 1986-09-18 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Einrichtung zur elektronischen Einspritzmengenregelung bei Brennkraftmaschinen mit Selbstzündung
DE3311351A1 (de) * 1983-03-29 1984-10-04 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Regeleinrichtung fuer die kraftstoffzumessung bei einer dieselbrennkraftmaschine
DE3628536A1 (de) * 1986-08-22 1988-03-03 Vdo Schindling Anordnung zur betaetigung eines stellgliedes
DE3730443A1 (de) * 1987-09-10 1989-03-23 Voest Alpine Automotive Verfahren zum steuern und regeln einer brennkraftmaschine und elektronische kraftstoff- einspritzeinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58174773A (ja) * 1982-04-05 1983-10-13 Komatsu Ltd 電磁弁の駆動方法
JPS58215122A (ja) * 1982-06-08 1983-12-14 Hitachi Ltd 同期型整数倍速装置
JPS59120776A (ja) * 1982-12-27 1984-07-12 Honda Motor Co Ltd 内燃エンジン用燃料供給量制御装置
JPS6196124A (ja) * 1984-10-18 1986-05-14 Yamaha Motor Co Ltd 内燃機関の吸気制御装置
JPS61146419A (ja) * 1984-12-19 1986-07-04 Fanuc Ltd 放電加工機
DE3623651A1 (de) * 1986-07-12 1988-01-14 Bosch Gmbh Robert Verfahren und schaltungsanordnung zur ermittlung eines stellglied-sollwertes

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 273 (M-518) 17 September 1986, & JP-A-61 096124 (YAMAHA MOTOR CO) 14 Mai 1986, *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 10, no. 346 (M-537) 21 November 1986, & JP-A-61 146419 (FANUC LTD.) 04 Juli 1986, *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 12 (M-269) 19 Januar 1984, & JP-A-58 174773 (KOMATSU SEISAKUSHO KK.) 13 Oktober 1983, *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 244 (M-337) 09 November 1984, & JP-A-59 120776 (HONDA GIKEN KOGYO K.K.) 12 Juli 1984, *
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 8, no. 66 (E-234) 28 März 1984, & JP-A-58 215122 (HITACHI SEISAKUSHO KK.) 14 Dezember 1983, *
U.TIETZE, CH.SCHENK: "Halbleiterschaltungstechnik" 1983, Springer-Verlag, Berlin *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2703796A1 (fr) * 1993-04-02 1994-10-14 Bosch Gmbh Robert Procédé et dispositif de positionnement d'une installation de réglage.
WO2002029222A1 (de) * 2000-09-30 2002-04-11 Robert Bosch Gmbh Verfahren und computerprogramm zum betreiben einer brennkraftmaschine sowie brennkraftmaschine
US10383631B2 (en) 2016-08-04 2019-08-20 Covidien Lp Variable speed control of powered surgical device
US11382622B2 (en) 2016-08-04 2022-07-12 Covidien Lp Variable speed control of powered surgical device

Also Published As

Publication number Publication date
EP0394216A3 (en) 1990-12-05
EP0394216B1 (de) 1992-12-02
DE59000525D1 (de) 1993-01-14
ATE83045T1 (de) 1992-12-15
DE3912604C1 (de) 1990-11-08
ES2036411T3 (es) 1993-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2715408C2 (de) Verfahren zum Betrieb und Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine zum Konstanthalten wählbarer Drehzahlen
EP1896712B1 (de) Steuer- und regelverfahren für eine brennkraftmaschine mit einem common-railsystem
DE19622637B4 (de) Verfahren und Regelungssystem für eine Motordrehzahl mit veränderlicher Regelabweichung
DE3312526A1 (de) Positioniereinrichtung mit hydraulischem stellglied
EP1050965A2 (de) Elektrische Schaltung zum Steuern einer Last
DE10243613A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern einer motorbetriebenen Drosselklappe
DE3725521C2 (de)
WO1998024008A1 (de) Regelkreis aus digitalem regler und regelstrecke zur regelung des eingangsstroms eines elektrischen aktors unter verwendung der pulsweitenmodulation
DE3400951A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur drehzahlregelung bei einer brennkraftmaschine
EP0394216B1 (de) Verfahren zum Steuern und Regeln einer Brennkraftmaschine
DE4310859C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Positionierung einer Drosselklappe eines Kraftfahrzeuges
EP0283562B1 (de) System zur Regelung der Leeraufdrehzahl eines Verbrennungsmotors
DE102008005154B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung einer Motorsteuereinheit
DE2826295A1 (de) Blockiergeschuetzte bremsanlage
DE3730443A1 (de) Verfahren zum steuern und regeln einer brennkraftmaschine und elektronische kraftstoff- einspritzeinrichtung zur durchfuehrung des verfahrens
EP0885767B1 (de) Verfahren zur Beeinflussung des Drehmoments einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom benötigten Getriebeingangsmoment
DE3124496C2 (de)
DE4020654C2 (de) Regelverfahren in Verbindung mit einer Brennkraftmaschine und/oder einem Kraftfahrzeug und Regelvorrichtung zur Durchführung des Regelverfahrens
DE3526620A1 (de) Regelvorrichtung in einem kraftfahrzeug
DE19926351C2 (de) Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung von Motoren und/oder zur Geschwindigkeitsbegrenzung von motorbetriebenen Kraftfahrzeugen
EP0707718B1 (de) Regeleinrichtung
DE10148973A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der Einspritzmenge vorzugsweise für direkteinspritzende Dieselmotoren
DE3921329A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur feststellung einer fehlfunktion einer einen stromregelkreis aufweisenden endstufe in einer leerlaufdrehzahlregelungsanordnung einer brennkraftmaschine
EP1045122A2 (de) Vorrichtung zur Drehzahlbegrenzung von Motoren und/oder Geschwindigkeitsbegrenzung von motorbetriebenen Kraftfahrzeugen
DE4203191C2 (de) Einrichtung zur Positionierung einer Verstelleinrichtung in einem Fahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LI NL SE

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LI NL SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19910416

17Q First examination report despatched

Effective date: 19920110

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: AUTOMOTIVE DIESEL GESELLSCHAFT M.B.H.

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: ROBERT BOSCH AKTIENGESELLSCHAFT

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH DE ES FR GB IT LI NL SE

REF Corresponds to:

Ref document number: 83045

Country of ref document: AT

Date of ref document: 19921215

Kind code of ref document: T

ITF It: translation for a ep patent filed
GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 19921215

REF Corresponds to:

Ref document number: 59000525

Country of ref document: DE

Date of ref document: 19930114

ET Fr: translation filed
REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2036411

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
EAL Se: european patent in force in sweden

Ref document number: 90890118.4

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 19970314

Year of fee payment: 8

Ref country code: FR

Payment date: 19970314

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 19970320

Year of fee payment: 8

Ref country code: BE

Payment date: 19970320

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 19970324

Year of fee payment: 8

Ref country code: AT

Payment date: 19970324

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Payment date: 19970326

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Payment date: 19970331

Year of fee payment: 8

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 19970418

Year of fee payment: 8

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980417

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980417

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980418

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 19980418

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980430

Ref country code: FR

Free format text: THE PATENT HAS BEEN ANNULLED BY A DECISION OF A NATIONAL AUTHORITY

Effective date: 19980430

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980430

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19980430

BERE Be: lapsed

Owner name: ROBERT BOSCH A.G.

Effective date: 19980430

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19981101

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 19980417

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

NLV4 Nl: lapsed or anulled due to non-payment of the annual fee

Effective date: 19981101

EUG Se: european patent has lapsed

Ref document number: 90890118.4

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 19990202

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20000201

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20050417