DE3114836A1

DE3114836A1 - Steuersystem fuer eine brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3114836A1
Application number: DE19813114836
Authority: DE
Inventors: Albrecht 7030 Böblingen Sieber
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-04-11
Filing date: 1981-04-11
Publication date: 1982-11-04
Also published as: FR2503792A1; JPH0340229B2; FR2503792B1; JPS57179352A; DE3114836C2; US4566414A

Description

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η. 6918

25.3.1981 Mü/Kn

EOBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Steuersystem für eine Brennkraftmaschine Stand der Technik

Einem hohen Fahrkomfort bei Fahrzeugen aller Art wird heute eine große Beachtung geschenkt. Darüber hinaus müssen zunehmend schärfer werdende gesetzliche Bestimmungen bei der Abgasemission einer Brennkraftmaschine berücksichtigt -werden. Dies hat dazu geführt, daß der Brennkraftmaschinensteuerung und -regelung zunehmend Elektronik-Bausteine und Rechner dienen. Dies gilt auch für die Steuerung ..dsr Drosselklappe bei einem Otto-Motor oder bei der Steuerung der Regelstange bei einem Diesel-Motor jeweils abhängig von der Fahrpedalstellung. Es ist bekannt, die Stellung des Fahrpedals mittels eines Fahrpedalgebers zu erfassen und ein entsprechendes Positionsignal z.B. der Drosselklappe aus einem Kennfeld auszulesen.

Es hat sich nun gezeigt, daß diese bekannte Anordnung nicht immer zufriedendstellende Ergebnisse zu liefern vermag, vor allem im Hinblick auf ein sanftes und ruhiges Fahrverhalten in Übergangsbetrieben, z.B. beim Beschleunigen oder Verzögern.

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Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Steuersystem mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, für alle möglichen vorkommenden Betriebsbereiche ein optimales Fahrverhalten zu sichern und gleichzeitig den Wünschen nach sauberem" Abgas Rechnung zu tragen. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

Zeichnung

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung mehr oder weniger einzeln oder zusammenfassend dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein grobes Blockschaltbild des Ansteuerteils einer die Einspritzmenge bestimmenden Regelstange bei einer Diesel-Brennkraftmaschine, Fig. 2 und 3 zwei Blockschaltbilder von FahrpedalverzÖgerungsschaltungen für Klein- und Großsignalverhalten, Fig. h ein Flußdiagramm zur Arbeitsweise des Gegenstandes vo:i Fig. 2, entsprechend zeigt Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Arbeitsweise von Fig. 3. In Fig. 6 ist grobschematisch eine Kombination der Gegenstände von Fig. 2 und Fig. 3 dargestellt, die nach dem Flußdiagramm von Figl T arbeitet. Fig: 8 zeigt im Flußdiagramm die Behandlung der Sonderbetriebsbedingungen Beschleunigung und Verzögerung und schließlich ist in Fig. 9 der gesamte Programmablauf als Flußdiagramm dargestellt.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt in einem Blockschaltbild die wesentlichsten Elemente der Ansteuerschaltung für die Regelstange einer Diesel-Einspritzpumpe. Für die Erfindung jedoch spielt der

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Brennkraftmaschinentyp keine Rolle, da sie sich auf die dem Fahrpedal nachfolgende Elektronik bezieht. Mit 10 ist das Fahrpedal mit einem dazu gehörenden Fahrpedalstellungsgeber bezeichnet. 11 markiert eine Fahrpedalverzögerungsschaltungsanordnung, im folgenden auch kurz Verzögerung oder Filter genannt. Es folgen ein Kennfeld 13 sowie eine Minimalwert-Auswahlstufe 1U, der zusätzlich das Ausgangs signal einer Vollastbegrenzungsstufe 15 zuführbar ist. Das Ausgangssignal der Minimalwert-Auswahlstufe 1k gelangt schließlich zu einem elektromagnetischen Stellwerk oder zu einem Stellmotor für die Einstellung der Regelstange der Einspritzpumpe für den Diesel-Motor.

Die aus Fig. 1 ersichtliche prinzipielle Anordnung ist bekannt. Die Erfindung betrifft die Funktion des Blocks. 11, der Fahrpedalverzögerungsschaltungsanordnung, sowie deren Realisierung.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, den Block 11 dem Kennfeld 13 voran zu stellen. Unter besonderen Bedingungen kann es jedoch vorteilhaft sein, wenn dem Fahrpedal 10 mit seinem Fahrpedalstellungsgeber unmittelbar das Kennfeld folgt.

Fig. 2 zeigt eine erste Version einer Fahrpe'dalverzögerungsschaltungsanordnung, die abhängig von der Fahrpedalsignaländerung arbeitet. Dabei wird je nach Fahrpedaländerung entweder der unmittelbare Wert auf einen Ausgang 18 der Anordnung durchgeschaltet, oder jedoch ein verzögerter.

Das Ausgangs signal vom Fahrpedalstellungsgeber 10 gelangt zu einer Eingangsklemme 19s von der aus Leitungen zu einem Subtraktionspunkt 20, zu einem ersten Eingang 21 eines Wechselschalters 22 und zu einem Eingang 23 eines Verzögerungsgliedes 2!+ führen. Ein Speicher 25 dient dazu, Vergleichswerte als weitere Eingangssignale für den Subtraktions·

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punkt 20 zu liefern, sowie ein weiteres Steuersignal für das Verzögerungsglied 2k bereitzustellen. Der Ausgang dieses Verzögerungsgliedes 2k steht noch mit einem zweiten Eingang 26 des Wechselschalters 22 in Verbindung, dessen Schaltstellung vom Ausgangssignal eines !Comparators 27 bestimmt wird. Eingangssignale des !Comparators 27 sind einmal das Ausgangs signal des Subtraktionspunktes 20 und schließlich ein Absolutwert aus einem Vergleichssignalgeber 28. Zur Speisung des Speichers 25 dient noch eine Leitung 29 zum Ausgang des Wechselschalters 22.

Grundgedanke der Schaltungsanordnung von Fig. 2 ist es, das Ausgangssignal vom Fahrpedal 10 bei bestimmten Betriebsbedingungen unmittelbar durchzuschalten auf das nachfolgende Kennfeld 13, jedoch bei speziellen Betriebszuständen das Verzögerungsglied 2k wirken zu lassen. Als Sonderbetriebsbedingung ist beim Gegenstand von Fig. 2 der Beschleunigungsvorgang zu werten, bei dem aufeinanderfolgend abgetastete Werte eine bestimmte Differenz unterschreiten. Dann nämlich schaltet der Komparator 27 um und läßt das Verzögerungsglied 2k wirksam werden, indem es das Ausgangssignal dieses Verzögerungsgliedes 2k auf den Ausgang 18 der Schaltungsanordnung durchschaltet.

Im einzelnen ergibt sich das folgende aus Fig. k ersichtliche

Signalverhalten. Die einzelnen Blöcke im Flußdiagramm nach

Fig. It- sind durchnumeriert, wobei die erste Ziffer auf die Figur selbst hindeutet.

Im Block 1«·. 1 wird die Differenz zwischen den Werten vom Fahrpedalstellungsgeber und dem Speicher 25 gebildet. Dies entspricht der Bildung eines Signals bezüglich der ■Fahrpedaländerung unabhängig von ihrer Richtung, d.h. Beschleunigung oder Verzögerung. Im nachfolgenden Block k.2 wird der Betrag der Fahrpedaländerung gebildet und schließlich im

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Block k.3 die Differenz zwischen dem Betrag der Fahrpedal-.änderung und einem Vergleichswert gebildet. Es folgt die Abfrage k.k, ob die Fahrpedaländerung diesen bestimmten Wert unterschreitet oder nicht. Liegt die Änderung darüber, dann kommt der Block k.J zum Tragen und der Wechselschalter 22 schaltet um und sorgt für einen Durchschalten des Fahrpedalwerts an den Ausgang 18 der Schaltungsanordnung von Fig. 2. Unterschreitet die Fahrpedaländerung jedoch den bestimmten Wert, dann verbleibt der Wechselschalter 22 in der gezeichneten Stellung und in einem der ganzen Anordnung zugrunde liegenden Rechner läuft ein Unterprogramm k.5 ab, nach dem das Verzögerungsglied 2k von Figj 2 arbeitet. Dieses Unterprogramm ist. im einzelnen in Fig. 8 dargestellt und wird weiter hinten behandelt. Bei der gezeichneten Stellung des Schalters 22 gelangt nach ^.6 das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes 2k an den Ausgang 18 und die Programmschleife erreicht im Punkt k.8 ihr Ende.

Die Gegenüberstellung der beiden Figuren 2 und. k macht deutlich, daß auch eine rechnergesteuerte Realisierung des Gegenstandes von Fig. 2 problemlos für den Fachmann auf dem entsprechenden Gebiet möglich ist. Das gleiche· gilt im um- " gekehrten Falle, wenn nämlich ein Techniker ausgehend vom Flußdiagramm nach Fig. k eine diskrete Schaltung entsprechend der Blockdarstellung von Fig, 2 herstellen soll.

Beim Gegenstand von Fig. 2 wird der Wechselschalter 22 abhängig von der Fahrpedaländerung geschaltet. Beim Gegenstand von Fig. 3 ist eine Änderung dahingehend vorgesehen, daß dieser Wechselchalter abhängig vom Absolutwert der Fahrpedalstellung betätigt wird. Dazu wird das Eingangssignal von Eingang 19 unmittelbar auf einen Komparator 30 geschaltet, an dessen zweitem Eingang ein entsprechender Schwellwert anliegt. Beispielsweise kann für diesen Schwellwert ein Wert von 30 % des maximalen Fahrpedalweges gewählt werden. Er

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wird in einer Vergleichsstufe 31 "bereitgestellt. Im übrigen ergibt sich der gleiche Aufbau wie bei der Schaltungsanordnung nach Fig. 2.

Fig. 5 zeigt die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 3» demzufolge im Block 5.1 die Differenz zwischen Fahrpedal-♦ wert und Fahrpedalschwellwert gebildet wird und anschließend im Block 5.2 eine Größenabfrage vorgenommen wird. Liegt der Fahrpedalwert unterhalb dem Fahrpedalschwellwert, dann läuft wiederum ein Programm nach Block 5.3 ab und der verzögerte Fahrpedalwert wird nach 5.U im Speicher 25 abgelegt und dient der weiteren Verarbeitung. Im anderen Falle, wenn der Fahrpedalwert .größer als der Fahrpedalschwellwert ist, dann wird unmittelbar nach' 5.5 der Fahrpedalwert im Speicher 25 abgelegt.

Der Zweck dieser beiden Betriebsarten ist es, bewußte Fahrpedaländerungen, z.B. Beschleunigungswünsche und Vollastbetrieb, voll zur Geltung kommen zu lassen, jedoch bei geringer Fahrpedalbetätigung irgendwelche Zittererscheinungen zu unterdrücken.

Es hat sich nun als zweckmäßig erwiesen, wenn die beiden Schaltungsanordnungen nach Fig. 2 und 3 bzw. die Signalverarbeitungen nach Fig. h und 5 zusammengefaßt und noch um eine Drehzahlabhängigkeit erweitert werden. Ein entsprechendes grobes Blockschaltbild ist in Fig. 6 dargestellt. Dort kennzeichnet der Block 32 die Schaltungsanordnung nach Fig. 2, d.h. die Fahrpedalverzögerung abhängig von der Fahrpedalstellungsänderung, und der Block 33 die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 für eine fahrpedalstellungsabhängige Verzögerung. Integriert in beide Blöcken 32 und 33 sind die einzelnen Speicher 25 aus den Darstellungen von Fig. 2 und 3 sowie die übrigen Schaltungselemente. Darüber hinaus ergibt sich die Drehzahlabhängigkeit über einen Vergleicher 3^ für einen aktuellen Drehzahlwert von einem Drehzahlmesser 35 und einen Drehzahlschwellwert von einer ent-

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sprechenden Signalerzeugerstufe 36. Ausgangsseitig steht der Vergleicher 3^ mit einem Wechselschalter 37 in Verbindung, der einmal das Signal vom Fahrpedal 10 direkt auf einen Ausgang 38 der Anordnung durchschaltet und einmal über die beid-en Blöcke 32 und 33.

Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 6 ist in Fig. 7 ebenfalls grobschematisch dargestellt, wobei als Hauptunterscheidungskriterium die Drehzahl als Signal verarbeitet wird. 7.1 kennzeichnet die Subtraktionsstufe für Werte der tatsächlichen Drehzahl und der Drehzahlschwelle. Liegt die Drehzahl unterhalb der Schwelle, dann kommt die nach rechts verlaufende Verzweigung ausgehend vom Block 7.2. zum Tragen, wobei dann die Unterprogramme für die einzelnen Verzögerungen entsprechend 5.3 von Fig. 5 und !+.5 von Fig. h zum Tragen kommen. 7.3 charakterisiert hier das Unterprogramm für das Großsignalverhalten, d.h. die Verzögerung abhängig von der tatsächlichen Fahrpedalstellung., während T.k das Unterprogramm für das Kleinsignalverhalten abhängig von der Fahrpedalstellungsänderung angibt. Diese zwei Unterprogramme 7.3 und 7. ^- laufen entsprechend der Darstellung nach Fig. 7 hintereinander ab. Für den Fall, daß die gemessene Drehzahl oberhalb der Drehzahlschwelle liegt, wird vom Programm die linke Schleife des Flußdiagramms nach Fig. 7 durchlaufen und entsprechend 7-5 der gemessene Fahrpedalwert in den jeweiligen Speichern abgelegt. Den Schluß bildet wieder der Sammelpunkt 7.6 der beiden Flußdiagrammszweige.

Die aus Fig. 7 vorgesehene Drehzahlabfrage erfolgt vor dem Hintergrund, daß oberhalb einer bestimmten Drehzahl keine Verzögerung im Verlauf der Fahrpedalsänderung auftreten soll, da bei hohen Drehzahlen dem eigentlichen Fahrerwunsch Priorität eingeräumt wird.

Fig. 8 zeigt ein Unterprogramm zur Änderungsbegrenzung als Flußdiagramm. Danach wird im Block 8.1 die Differenz zwischen

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gemessenem Fahrpedal und gespeichertem Fahrpedalwert gebildet. Ist diese Differenz kleiner 0, dann liegt Verzögerungsbetrieb vor und der rechte Zweig des Flußdiagramms von Fig. 8 wird wirksam mit dem Laden einer Konstanten 1 für die Verzögerung entsprechend dem Block 8.3 und der anschließenden Subtraktion dieser Konstanten 1 vom Wert im Fahrpedalspeicher entsprechend dem Block 8.U. Im anderen Falle, d.h. bei Beschleunigung, wird die Konstante 2 geladen und es findet eine Addition dieser Konstanten 2 mit dem Fahrpedalspeicherwert im Block 8.6 statt. Im Anschluß an die Subtraktion nach Block 8.1^ und die Addition nach Block 8.6 ist dieses Unterprogramm beendet und es erfolgt ein Rücksprung ins Hauptprogramm (8.7).

Bezüglich der Wahl der Konstanten 1 und 2 für Verzögerung und Beschleunigung muß auf die speziellen Verhältnisse bei der jeweiligen Brennkraftmaschine bzw. des damit ausgestatteten Fahrzeugs Rücksicht genommen werden. Diese Konstantenwerte 1 und 2 können dabei gleich oder jedoch unterschiedlich sein. Eingebettet ist das Unterprogramm nach Fig. 8 in den Blöcken k.5 von Fig. k und 5-3 von Fig. 5.

Fig. 9 zeigt schließlich als Flußdiagramm die Gesamtheit der vorgesehenen Maßnahmen zur Verzögerung bzw. Filterung der Ausgangssignaländerung bei bestimmten Fahrpedalpositionen und Fahrpedalpositionsänderungen, Für die Darstellung wurde dabei die gleiche Numerierung wie bei den Flußdiagrammen nach Fig. h, 5_S 7 und 8 gewählt. Man erkennt den zeitlich nacheinander folgenden Ablauf der einzelnen Abfragen nach Drehzahl, absolute Fahrpedalstellungsposition und Fahrpedaländerung. Dabei sind schon entsprechend der Einzelbeschreibung "Umgehungszweige" für spezielle Betriebszustände wie hohe Drehzahl, stark niedergetretenes Fahrpedal,

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große Fahrpedalstellungsänderung vorgesehen.

Die in Fig. 9 gestrichelt gezeichneten Linien symbolisieren die Möglichkeit, einzelne Signalverarbeitungen unbeachtet zu lassen. Welche Kombination der Signalverarbeitungen letzlich gewählt wird, ist eine Frage des jeweils gewünschten Aufwandes sowie der Erfordernis bezüglich eines bestimmten geforderten Fahrverhalten. Die aufgeführte Gesamtheit der Möglichkeiten stellt jedoch ein optimales Fahrverhalten unter Beachtung der derzeit wesentlichsten Gesichtspunkte dar.

Claims

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ε. as ie

25.3.1981 Mü/Kn .

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

/1.) Steuersystem für eine Brennkraftmaschine mit einem Fahrpedalstellungsgeber, einem nachfolgenden Kennfeld für Steuerwerte und einem auf diese Werte ansprechenden Steuerorgan, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Fahrpedalstellungsgeber (lO) und Steuerorgan (16) ein Verzögerungsglied (2^) vorgesehen ist.

2. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied (2*0 dem Kennfeld nachgeschaltet ist.

3. Steuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied {2h) dem Kennfeld vorangestellt ist.

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k. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied drehzahlabhängig steuerbar ist.

5· Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied (2k) fahrpedalstellungsabhängig ist.

6. Steuersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied abhängig von der Fahrpedalstellungsänderung steuerbar ist.

7. Steuersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei der Abhängigkeiten von Drehzahl, Fahrpedalstellung und Fahrpedalstellungsänderung vorgesehen sind.

8. Steuersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied (2U) als Anstiegs- und/oder Abfallsbegrenzung dient.

9. Steuersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Anstiegsbegrenzung und Abfallbegrenzung getrennt steuerbar sind.

10. Steuersystem nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis

9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verzögerungsglied rechnergesteuert ist.