DE3238189A1

DE3238189A1 - Leerlauf-regelsystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3238189A1
Application number: DE19823238189
Authority: DE
Inventors: Cornelius Dipl.-Ing. 7000 Stuttgart Peter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1982-10-15
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1984-04-19
Also published as: JPS59162340A; US4563989A; JPH059625B2; GB2128779B; GB2128779A; DE3238189C2; GB8327452D0

Description

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T. 10.1982 Mü/Pi

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Leerlauf-Regelsystem für eine Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Eine Leerlaufdrehzahlregelung bei einer Brennkraftmaschine dient dazu, aus Gründen eines minimalen Kraftstoffverbrauchs die Drehzahl im Leerlauffall möglichst niedrig zu halten, jedoch, sicherzustellen, daß bei irgendwelchen Lastschwankungen die Brennkraftmaschine nicht stehenbleibt. Es sind bereits eine ganze Reihe von Leerlauf-Regeleinrichtungen bekannt geworden. So beschreibt die DE-OS 27 ^9 369 eine Leerlauf-Regelung mit einem Magnetventil im Drosselklappenbypaß, dessen Querschnitt abhängig von der Drehzahlsoll-Istabweichung geregelt wird. Die Solldrehzahl orientiert sich dabei an Betriebskenngrößen wie z.B. der Temperatur der Brennkraftmaschine.

Eine Verfeinerung des aus der DE-OS 27 ^9 3β9 bekannten Systems lehrt die DE-PS 2β 32 613, nach deren Offenbarung die Stellung des Bypaß-Querschnittssteuerorgans selbst geregelt werden soll.

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Es hat sich nun gezeigt, daß selbst mit bekannten, verfeinerten Leerlaufregelungen noch keine optimalen Ergebnisse erzielbar sind. Dies deshalb, weil auch die Stellung des Bypaß-Querschnitt Steuerorgans als solche noch keine zuverlässige Information über die Wirkung des Stellwerks liefert.

Vorteile der Erfindung

Mit dem erfindungsgemäßen Leerlauf-Regelsystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs ist sichergestellt, daß für die Leerlaufregelung die tatsächlich sich im Saugrohr der Brennkraftmaschine abspielenden Vorgänge erfaßt und ausgewertet werden können.

Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit der Zeichnung aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels.

Zeichnung

Sin Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und erläutert. Es zeigen Figur 1 ein grobes Blockschaltbild eines Leerlauf-Regelsystems für eine Brennkraftmaschine und Figur 2 Einzelheiten eines Regelkreises in schematischer Darstellung.

Beschreibung eines Ausführungsbeispieles

In Figur 1 ist grob schematisch eine Brennkraftmaschine mit denjenigen Aggregaten und Steuergerätesinheiten dargestellt, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung

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wichtig sind. 10 kennzeichnet eine Brennkraftmaschine, 11 ein Ansaugrohr und 12 eine Abgasleitung. Im Ansaugrohr 11 liegen hintereinander ein Luftmengensensor 13 sowie eine Drosselklappe 1k, der ein Bypaßkanal 15 mit einem Bypaß-Querschnitt3steuerorgan 16 zugeordnet ist. Im folgenden wird es lediglich als Bypaßsteller 'bezeichnet. Die Stellung der Drosselklappe 1 k "bestimmt sich nach der Stellung eines Fahrpedals 17. 19 markiert einen Drehzahlsensor, der sein Ausgangssignal über eine Signalaufbereitungsstufe 20 an einen Vergleichspunkt 21 liefert. Ein Block 22 bezeichnet eine Drehzahl-Sollwertsteuerstufe, in der abhängig von verschiedenen Parametern wie z.B. Temperatur, Betriebsweise von Zusatzaggregaten wie z.B. der Klimaanlage und auch der Drehzahl ein Drehzahlsollwert gebildet wird.

Das Signal bezüglich der Drehzahl-Soll-Istwertabweichung gelangt zu einem Regler 2k, dessen Ausgangssignal einen Luftdurchsatz-Sollwert darstellt. Es folgt ein Vergleichspunkt 25 für das über eine Signalaufbereitungsstufe 2ό ein gespeiste Luftdurchsatz-Ist signal vom Luftmengensensor 13 und die Soll-Istabweichung gelangt über einen Luftmassend-archsatzregler 28 zum Bypaßsteller 16.

Vorteilhaft an der in Figur 1 dargestellten Anordnung ist die Tatsache, daß der Regler 2k ein Sollsignal bezüglich des Luftdurchsatzes im Ansaugrohr angibt, die Regelung über den Bypaßsteller erfolgt und als Istwert für den Luftdurchsatz nun nicht nur die Verhältnisse bezüglich des Bypaßstellers 16 berücksichtigt werden, sondern ebenfalls die Leckluft im Drosselklappenstutsen in den Rege-

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lungsvorgang mit einbezogen wird.

Diese Verhältnisse im einzelnen sind in Figur 2 dargestellt. Dabei sind weniger die einzelnen Komponeten gezeigt, als vielmehr regelungstechnisch wichtige Elemente.

Figur 2 zeigt den Regler 2k mit nachgeschaltetem Vergleichspunkt für den Luftdurchsatz-Soll-Istvert. Ihm schließt sich ein Regler 28 an, der P- und/oder D- und/oder !-Verhalten aufweist. Ausgangssignal eines speziellen Reglers ist ein getaktetes Signal mit einem Tastverhältnis f. Signaltechnisch läßt sich der Bypaßsteller in zwei Blöcke aufteilen. Block 16a steht für die Beziehung zwischen Eingangssignal und Offungsquerschnitt des Bypaßstellers, d.h. die Stellerkennlinie, die eine Funktion von verschiedenen Einflußgrößen wie der Betriebsspannung, der Temperatur usw. ist.

Der nächste Block i6b gibt die Verhältnisse zwischen Bypaßquer schnitt und der durchströmenden Luftmenge an. Einflußgrößen sind hier z.B. die barometrische Höhe, die Last, die Temperatur usw. Zu dieser Luftströmung durch den Bypaßkanal addiert sich in einem nachfolgenden Summationspunkt der Leckluftanteil r*0li der Crosselklappe zum Gesamtiuftdurchsatζ durch das Ansaugrohr zur Brennkraftmaschine 10. Der gemessene Gesamt-Luftmassendurchsatzwert "i ist wird mittels des Luftdurchsatzsensors 13 erfaßt und als Signal ■iu:m Vergleichspunkt 2? zugeführt.

Gerade die vielen Einflußgrößen auf die Stellerkennlinie des Blocks i6a sowie auf die Verhältnisse im Block 16b machen deutlich, daß bei der vorliegenden Erfindung das

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statische und dynamische '/erhalten des Leerlauf-Regelkreises unabhängig von der Stellerkennlinie, der Höhe, der Drosselklappenleckluft usw. wirkt, weil eben keine Steuerung, sondern eine Regelung des gesamten Luftdurchsatzes ία Ansaugrohr stattfindet.

Für die Erfassung des Luftdurchsatzes im Ansaugrohr haben sich Klappenluftmengensensoren und Hitzdrahtluftmassenmesser als besonders geeignet erwiesen. Je nach Anpassung der Einzelelemente kann jedoch vorteilhafterweise auch ein Drucksignal im Ansaugrohr 11 vor der Brennkraftmaschine 10 verwendet werden. Angedeutet ist dies in Figur 1 mit einem Drucksensor 30, der sein Ausgangssignal alternativ zum. Luftdurchsat zsensor 13 in die Signalaufbereitungsstufe 26 einspeisen kann.

Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn anstelle des Bypasses 15 von Figur 1 die Drosselklappe lU mi's einem Drosselklappenstellwerk ausgestattet ist, deren ''"r.elage im Sinne vorliegenden Erfindung geregelt wird.

s~i Kenntnis der vorliegenden Erfindung ist deren Reali- »_irung für den Fachmann machbar, und zwar losgelöst von der Signalverarbeitung, d.h. ob analog oder digital bzw. mittels Rechner.

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Leerseite

Claims

• 1 G 1 2 .10*1^32 Mü/Pi ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1 Ansprüche

1.) Leerlauf-Regelsystem für eine Brennkraftmaschine mit Drehzahl-Soll-Ist-Vergleich, einem Vorgänge im Luftansaugrohr erfassenden Sensor und einem Steuerorgan für den Luftdurchsatz im Luftansaugrohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorgänge im Luftansaugrohr selbst geregelt werden.

2. Leerlauf-Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet j daß der Luftdurchsatz im Luftansaugrohr erfaßt und geregelt wird.

3. Leerlauf-Regelsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftmenge bzw. Luftmasse erfaßt und ge-" regelt wird.

k. Leerlauf-Regelsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck im Luftansaugrohr erfaßt und geregelt wird.

5. Leerlauf-Regelsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß Sollwerte des Luftdurchsatzes im Luftansaugrohr abhängig von Drehzahl-Soll-Ist-Werten gebildet werden.

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6. Leerlauf-Regelsystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß Sollwerte des Luftdurchsatzes abhängig von sogenannten Störgrößen, wie das Signal von einer Klimaanlage oder das Signal bezüglich

der Stellung Drive bei einem automatischen Getriebe, bestimmt werden.

7. Leerlauf-Regelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bilden des Sollwertes des Luftdurchsatzes mittelbar oder unmittelbar ein Saugrohrdruckwert verarbeitet wird.

8. Leerlauf-Regelsystem nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Regler (2k, 28) P-, PI-, PD- oder PID-Charakteristik aufweisen.

9. Leerlauf-Regelsystem für eine Brennkraftmaschine nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch die in der Zeichnung dargestellten und in der Beschreibung näher erläuterten Elemente.