DE2751125A1

DE2751125A1 - Steuereinrichtung fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE2751125A1
Application number: DE19772751125
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Dr Theuerkauf; Martin Dipl Ing Dr Zechnall
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-11-16
Filing date: 1977-11-16
Publication date: 1979-05-17
Also published as: JPH0218297Y2; GB1603921A; JPS5474920A; DE2751125C2; JPS6267931U

Description

Stand der Technik

Bei üblichen Brennkraftmaschinen ist die Stellung der Drosselklappe unmittelbar abhängig von der Sollwert-Vorgabe für die Drosselklappenstellung, da das Fahrpedal eine direkte Verbindung zur Drosselklappe aufweist. Besonders bei schnellen Änderungen der Drosselklappenstellung haben sich Unzulänglichkeiten bei der Gemischbildung bei Otto-Motoren gezeigt, die auf physikalischen Gesetzmäßigkeiten, z.B. der Trägheit der Luft- bzw. Kraftstoffströmung beruhen. Infolge dieser Unzulänglichkeiten wurde zeitweise kein optimal zündfähiges Gemisch bereitgestellt. Es ergaben sich teilweise Zündaussetzer, wodurch die Güte der Abgaszusammensetzung mangelhaft wurde und man zur Vermeidung dieser sowohl abgasmäßig schlechten wie auch das Fahrverhalten störenden Unzulänglichkeiten gezwungen ist, eine Beschleunigungsanreicherung vorzusehen. Dadurch ergeben sich jedoch starke verbrauchsmäßige Nachteile sowie nur geringfügig bessere Abgaswerte.

Selbst elektronische Einspritzsysteme vermögen diese Unzulänglichkeiten nicht zu beseitigen, da bei ihnen die Meßwerterfassung zwangsläufig mit einer Verzögerungszeit behaftet ist und außerdem eine gewisse Reaktionszeit zwischen der Änderung der Drosselklappenstellung und der Gemischbereitstellung vergeht.

Vorteile der Erfindung

Wesentlichster Vorteil der Steuereinrichtung, die bei Anschaltung geeigneter Meßglieder auch als Regeleinrichtung ausgeführt sein kann, nach dem Hauptanspruch ist ein ausgeglichener zeitlicher Momentenverlauf, was nicht zuletzt zur Schonung des Triebstranges beiträgt. Darüber hinaus ergibt sich auch beim Übergangsbetrieb eine geringere Schadstoffemission. Je

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nach Kraftstoffzumeßsystem der Brennkraftmaschine kann auch eine vorhandene Beschleunigungspumpe entfallen und gegebenenfalls eine Kraftstoffersparnis auftreten.

Besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die zulässige Geschwindigkeit der Änderung des Drosselklappenöffnungswinkels abhängig von Betriebskenngrößen, insbesondere der Drehzahl, gewählt wird, da die mögliche maximale Änderungsgeschwindigkeit bei Beibehaltung erwähnter Vorteile stark drehzahlabhängig ist.

Des weiteren ist eine Überbrückungsmöglichkeit für die Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit des Drosselklappenöffnungswinkels vorgesehen. Dies ist z.B. möglich in der Form einer Kick-down-Vorrichtung, wie sie von Getriebesteuerungen her bekannt ist. Eine solche Überbrückungsmöglichkeit gibt dem Fahrer des mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ausgestatteten Fahrzeugs die Möglichkeit, nicht zuletzt in Gefahrensitationen, wenn eine schnelle Beschleunigung erforderlich ist, das Fahrzeug mit der höchstmöglichen Beschleunigung zu fahren, ohne Rücksicht auf die möglicherweise hohe Schadstoffemission und Verbrauch zu diesem Zeitpunkt .

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben und näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine erste Realisierungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung mit mechanischen Mitteln und Figur 2 das Prinzip einer elektrischen oder hydraulischen Lösung.

Beschreibung der Erfindung

Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung den Gegenstand

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des Anspruches 1 mit einer Drosselklappe im Luftansaugrohr, einer mit der Drosselklappe gekoppelten Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit des Drosselklappenöffnungswinkels sowie einer Sollwert-Vorgabeeinrichtung für die Drosselklappenstellung in Form eines Fahrpedals. Mit 10 ist ein Fahrpedal bezeichnet, mit 11 ein Übertragungsbügel für die Stellung des Fahrpedals 10. Mit diesem Übertragungsbügel ist eine Feder 12 sowie ein Mitnehmer 13 für den Kickdown-Betrieb verbunden, wobei sowohl Feder 12 als auch Mitnehmer 13 mit einem Steuerhebel I¹I fixiert sind. Dieser Steuerhebel 14 ist starr mit der Drosselklappe 15 im Luftansaugrohr 16 gekoppelt und an einem hydraulischen oder pneumatischen Dämpfer 17 angelenkt. Stromaufwärts der Drosselklappe 15 ist im Luftansaugrohr 16 noch schematisch ein Kraftstoffzumeßsystem 18 angedeutet.

Möchte die Bedienungsperson des Fahrzeuges über das Fahrpedal 10 die Geschwindigkeit des Kraftfahrzeuges ändern, dann erfolgt über die kraftschlüssigen Glieder Fahrpedal 10, Übertragungsbügel 11, Feder 12 und Steuerhebel 14 eine Beeinflussung der Drosselklappenstellung. Bei geringer Änderungsgeschwindigkeit der Fahrpedalstellung wirkt der Dämpfer 17 noch nicht und die Feder 12 überträgt nahezu linear den sich in der Fahrpedalstellung äußernden Fahrerwunsch auf die Drosselklappe. Die Eigenschaften von Dämpfer 17 und Feder 12 kommen hingegen bei hohen Änderungsgeschwindigkeiten der Fahrpedalstellung zum Tragen und dann wird die Drosselklappenstellung der Fahrpedalstellung abhängig von den physikalischen Eigenschaften von Dämpfer 17 und Feder 12 nachgeführt. Abrupte Bewegungsvorgänge am Fahrpedal 10 werden ausgeglichen, wodurch die Drosselklappe mehr oder weniger schnell je nach Einstellung von Feder 12 und Dämpfer 17 nachgeführt wird. Dadurch ergibt sich auch keine sprunghafte Änderung im Luftstrom des Luftansaugrohres und insbesondere Brennkraftmaschinen mit Vergaser weisen keinen Momentensprung auf der Abtriebsseite der Brennkraftmaschine auf.

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Der Mitnehmer 13 sorgt bei Kick-down-Betrieb dafür, daß die Trägheit der Feder 12 und des Dämpfers 17 überspielt wird und eine unmittelbare Kopplung von Pahrpedal 10 und Drosselklappe 15 auftritt. Dadurch wird eine größtmögliche Beschleunigung, wenn auch bei nicht optimalem Abgas, erzielt.

Figur 2 zeigt das Prinzip einer elektrischen oder hydraulischen Lösung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung. Zwischen Fahrpedal 10 und Drosselklappe 15 befindet sich dort eine Reihenschaltung von Lageregler 20, Änderungsgeschwindigkeit-Begrenzungseinrichtung 21, Geschwindigkeitsregler 22, Verstärker 23, Stellmotor 2k sowie ein Lagegeber 25 für die Drosselklappenstellung. Sowohl dem Lageregler 20 als auch dem Geschwindigkeitsregler 22 werden jeweils Regelgrößen zurückgeführt.

Die Änderungsgeschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung 21 weist einen Eingang 27 für Betriebskenngrößen auf, der in Figur 2 mit einem Drehzahlgeber 28 gekoppelt ist. Diese Eingriffsmöglichkeit dient dazu, die zulässige Änderungsgeschwindigkeit der Drosselklappenstellung abhängig von Betriebskenngrößen, hier von der Drehzahl, zu machen, was ein auf das jeweilige Betriebsverhalten der Brennkraftmaschine abgestuftes Änderungssignal für die Drosselklappe ermöglicht. In einfachster Weise geschieht die Einflußnahme auf die Änderungsgeschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung dadurch, daß die Verstellung der Drosselklappe in Einzelschritten synchron mit der Drehzahl erfolgt.

Eine Ausgestaltung der Erfindung geht dahin, das Ausgangssignal insbesondere des Lagereglers 20 zu einer Korrektur der Einspritzzeit bei einer Brennkraftmaschine mit einem Einspritzsystem zu verwenden, weil die angesaugte Luftmenge mit diesem Ausgangssignal in einer festgelegten und für den jeweiligen Brennkraftmaschinentyp spezifischen Zusammenhang besteht.

Die Komponenten des in Figur 2 gezeigten Blockschaltbildes sind dem Fachmann bekannt. Eine Besonderheit liegt lediglich in der

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Änderungsgeschwindigkeit-Begrenzungseinrichtung 21, die jedoch aus rückgekoppeltem Komparator-Verstärker mit einem Integrator realisierbar ist. Die Verbindung zwischen Geschwindigkeitsregler 22 und Drosselklappe 15 kann mechanischer, elektromechanischer oder hydraulischer Natur sein.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Zeitverhalten zwischen der Verstellung des Fahrpedals und der Drosselklappe an die dynamischen Verhältnisse der Gemischbildung und des Gemischtransportes anzupassen, soweit nicht ungenügendes Fahrverhalten eine Begrenzung darstellt. Bei geeigneter Wahl des Übertragungsverhaltens werden instationäre Betriebszustände der Brennkraftmaschine auf quasi-stationäre zurückgeführt, wobei dann die für stationäre Verhältnisse gewonnene Anpassung näherungsweise gültig ist. Das hat zur Folge, daß beim Übergangsbetrieb keine Entflammungsaussetzer und auch keine Überfettung eintreten kann, weil bei diesem instationären Betrieb keine Verschiebung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auftritt.

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Claims

25-10.1977 Mü/Kö

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 Stuttgart 1

Ansprüche

\1·/Steuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einem Kraftstoffzumeßsystem, einer Drosselklappe im Luftansaugrohr sowie einer Sollwert-Vorgabeeinrichtung für die Drosselklappenstellung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sollwert-Vorgabeeinrichtung (10) und der Drosselklappe (15) wenigstens eine Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit des Drosselklappenöffnungswinkels (21) angeordnet ist.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungsgeschwindigkeit des Drosselklappenöffnungswinkels abhängig von Betriebskenngrößen, insbesondere der Drehzahl, einstellbar ist.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für wählbare Einstellungen der Sollwert-Vorgabeeinrichtung (10) für die Drosselklappenstellung die Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit des Drosselklappenwinkels mit wählbarer Größe steuerbar ist.

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ORIGINAL INSPECTED

h. Steuereinrichtung nach Anspruch 3₅ dadurch gekennzeichnet, daß bei hoher Sollwert-Vorgabe die Begrenzungseinrichtung (mit einem Mitnehmer 13) überbrückbar ist.

5. Steuereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bi: Η, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit des Drosselklappenöffnungswinkels mechanisch mittels Feder (12) und/oder Dämpfer (17) realisierbar ist.

6. Steuereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis *J, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit hydraulisch mittels Zusatzspeicher realisierbar ist.

7. Steuereinrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis H, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwert-Vorgabeeinrichtung (10) ein elektrisches Signal erzeugt, welches einem Lageregler (20) für den Drosselklappenöffnungswinkel zuführbar ist und dem Lageregler (20) eine zusätzlich vorzugsweise von Betriebskenngrößen abhängige Änderungsgeschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung (21) nachgeschaltet ist.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß als die Änderungsgeschwindigkeits-Begrenzungseinrichtung (21) beeinflussende Betriebskenngröße die Drehzahl vorgesehen ist.

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9· Steuereinrichtung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Steuer- bzw. Regelsignal ausgehend von einem der Punkte zwischen der Sollwert-Vorgabeeinrichtung (10) und der Drosselklappe (15) dem Steuersystem einer Kraftstoffzumeßeinrichtung zuführbar ist.

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