DE3327376A1 - Method and device for controlling the position of a throttle in the intake pipe of an internal combustion engine - Google Patents
Method and device for controlling the position of a throttle in the intake pipe of an internal combustion engineInfo
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Abstract
Description
188 44 \v 332737 188 44 \ v 332737
21 .T.1983 Ve/Hm21 .T.1983 Ve / Hm
ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1 und BOSCH UND PIERBURG SYSTEM OHG, 1+01*0 NEUROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1 and BOSCH UND PIERBURG SYSTEM OHG, 1 + 01 * 0 NEW
Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Stellung einer Drosselklappe im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine Method and device for controlling the position of a throttle valve in the intake manifold of an internal combustion engine
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung der Stellung einer Drosselklappe im Ansaugrohr einer Brenn kraftmaschine bei Abschaltung der Brennkraftmaschine sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Wird in üblicher Weise eine Brennkraftmaschine abgeschaltet, so ist die Drosselklappe in ihrer geschlossenen Stellung und verbleibt in dieser. Kühlt die Brennkraftmaschine nun ab, so besteht die Gefahr, daß die Drosselklappe infolge Wärmedehnungen bzw. -Kontraktionen verkantet oder verklemmt und sich beim Wiederanlassen der Brennkraftmaschine nicht oder nur schwer bewegen laßt. Eine Beschädigung der Drosselklappenführung kann auf die Dauer die Folge sein. Um dies zu verhindern, ist bereits vorgeschlagen worden, die Drosselklappe nicht ganz zu schließen. Hierbei besteht die Gefahr, unkontrollierter Verbrennungsvorgänge ("Kachdieseln") nach Abschalten der Brennkraftmaschine.The invention is based on a method for controlling the position of a throttle valve in the intake manifold of a combustion engine when the internal combustion engine is switched off and a device for carrying out the method. If an internal combustion engine is switched off in the usual way, the throttle valve is closed Position and remains in this. If the internal combustion engine now cools down, there is a risk that the throttle valve tilted or jammed as a result of thermal expansion or contractions and when restarting the internal combustion engine can not move or only with difficulty. Damage to the throttle valve guide can be the result in the long run. To prevent this, the throttle valve has already been proposed not quite close. There is a risk of uncontrolled combustion processes ("Kachdieseln") after switching off the internal combustion engine.
/: χ 188/: χ 188
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß sowohl ein Verkanten oder Verklemmen der Dros selklappe wie auch unkontrollierte Verbrennungen nach dem Abschalten vermieden werden.The inventive method with the characterizing Features of the main claim has the advantage that both tilting or jamming of the Dros valve and uncontrolled burns can be avoided after switching off.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens sowie vorteilhafte Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens angegeben.The measures listed in the subclaims are advantageous developments and improvements of the method specified in the main claim and advantageous devices for performing the method specified.
Durch das durch das Abschalt signal getriggerte Zeitglied wird nach einer vorgebbaren Zeit die Stromversorgung für die elektronische Steuereinheit zum Schließen und Öffnen der Drosselklappe sehr sicher abgeschaltet, wodurch auch bei Störungen in dieser elektronischen Steuereinheit, z.B. Software-Störungen bei einer Ausbildung als Mikrorechner, eine sehr sichere, endgültige Abschaltung erfolgt, auch wenn das Schließen und Öffnen nicht korrekt ablaufen sollte und z.B. noch andauert.By the timer triggered by the switch-off signal the power supply for the electronic control unit to close after a predefinable time and opening the throttle valve switched off very safely, thereby also in the event of malfunctions in this electronic Control unit, e.g. software malfunctions when training as a microcomputer, a very safe, Final shutdown takes place even if closing and opening do not proceed correctly and, for example, still persists.
Durch die Ausbildung des bei eingeschalteter Brennkraftmaschine auf einer konstanten Spannung gehaltenen Zeitglieds als RC-Glied, dem ein Schwellwertschalter nachgeschaltet ist, ergibt sich eine sehr einfache und billige Hardware-Lösung, wobei beispielsweise der Schwellwertschalter als Komparator ausgebildet sein kann und ein eventuell ohnehin vorhandener Komparator dazu .verwendet werden könnte. Der Bauteileaufwand wird dadurch minimal.Due to the formation of the kept at a constant voltage when the internal combustion engine is switched on Timing element as an RC element with a threshold switch is downstream, the result is a very simple and cheap hardware solution, for example the Threshold switch can be designed as a comparator and a comparator that may be present anyway could be used for this. This means that the number of components required is minimal.
1 β β 4 ■1 β β 4 ■
3 3 2 7 3 7 ϋ3 3 2 7 3 7 ϋ
Zeichnungdrawing
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine schaltungsmäßige Ausgestaltung des Ausführungsbeispiels und Figur 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Schließens und Öffnens der Drosselklappe nach Abschaltung, der Brennkraftmaschine.An embodiment of the invention is shown in the drawing and in the following description explained in more detail. FIG. 1 shows a circuit configuration of the exemplary embodiment and FIG. 2 shows Flowchart to explain the mode of operation of closing and opening the throttle valve after switching off, the internal combustion engine.
Beschreibung des AusführungsbeispielsDescription of the embodiment
Der positive Pol einer nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugbatterie ist mit einer Klemme 30 verbunden. Diese Klemme 30 ist über einen Zündschalter 10 mit einer Klemme 15 verbunden, an die der Eingang a eines Mikrorechners 11 sowie in nicht näher dargestellter, an sich bekannter Weise die Zündanlage einer Brennkraftmaschine angeschlossen sind. Die Klemme 15 ist über die Reihenschaltung eines Widerstands 12, einer Entkopplungsdiode 13 sowie eines Kondensators 1U an Masse angeschlossen. Parallel zur Reihenschaltung der Entkopplungsdiode 13 mit dem Kondensator lh ist eine Z-The positive pole of a motor vehicle battery (not shown in detail) is connected to a terminal 30. This terminal 30 is connected via an ignition switch 10 to a terminal 15, to which the input a of a microcomputer 11 and, in a manner not shown in more detail, the ignition system of an internal combustion engine are connected. Terminal 15 is connected to ground via the series connection of a resistor 12, a decoupling diode 13 and a capacitor 1U. Parallel to the series connection of the decoupling diode 13 with the capacitor lh is a Z-
j Diode 16 geschaltet. Dadurch wird im Moment des Abschal-j Diode 16 switched. This means that at the moment of shutdown
tens der Klemme 15 ein kurzzeitiges Entladen des Kondensators 1U über die Z-Diode 16 verhindert. Parallel zum Kondensator 1U liegt ein Entladewiderstand 17· Die Kondensatorspannung ist dem nichtinvertierenden Eingang eines als Schwellwertschalter geschalteten Komparators 18 zugeführt. Eine aus der Batteriespannung (Klemme 30) abgeleitete stabilisierte Spannungsquelle Ustab ist über einen aus zwei Widerständen 19, 20 bestehenden Spannungsteiler an Masse angeschlossen,At least the terminal 15 prevents a brief discharge of the capacitor 1U via the Zener diode 16. Parallel to the capacitor 1U there is a discharge resistor 17 · The capacitor voltage is the non-inverting one Input of a comparator 18 connected as a threshold switch. One from the battery voltage (Terminal 30) derived stabilized voltage source Ustab is via one of two resistors 19, 20 existing voltage dividers connected to ground,
; wobei der Abgriff des Spannungsteilers 19, 20 mit dem; wherein the tap of the voltage divider 19, 20 with the
invertierenden Eingang des Komparators 18 verbundeninverting input of the comparator 18 connected
1884418844
ist. Die Reihenschaltung eines Widerstands 21 und einer Z-Diode 22 ist zwischen die Klemme 30 (über eine Schaltstrecke 33) und Masse geschaltet, wobei der Verknüpfungspunkt der Bauteile 21, 22 sowohl mit dem Ausgang des !Comparators 18, wie auch mit der Basis eines Transistors 23 wie auch über die Reihenschaltung einer Diode und einem Widerstand 9 mit dem nichtinvertierenden Eingang des !Comparators 18 verbunden ist. Der Widerstand 9 zusammen mit der Diode 8 sorgen dafür, daß beim Schalten des Ausgangs des !Comparators auf Masse (O-Signal) der Kondensator 1U schlagartig entladen und somit ein Mehrfachschalten des Komparators vermieden wird. Der Kollektor des Transistors 23 ist über einen Widerstand 2h mit Ustab verbunden. Eine weitere, aus einem Widerstand und einer Diode 26 bestehende Reihenschaltung ist zwischen die Klemme 15 und Masse geschaltet, wobei der Verknüpfungspunkt der Bauteile 25, 26 sowohl an den Emitter des Transistors 23, wie auch an die Basis eines weiteren Transistors 27 angeschlossen ist. Der Emitter des Transistors ors 27 liegt an Masse, während der Kollektor über die Magnetwicklung 28 eines Relais 29 mit der Klemme 30 verbunden ist. Die Basis des Transistors 27 ist sowohl über einen Widerstand 31 mit Masse, wie auch über eine Z-Diode 32 mit dem Kollektor dieses Transistors 27 verbunden. Die Schaltstrecke 33 des Relais 29 verbindet die Klemme 30 mit einem Eingang b des Mikrorechners 11 (Plus-Versorgung des Steuergeräts). Ausgansseitig steuert der Mikrorechner 11 eine elektrische Stellvorrichtung 3^, durch die eine Drosselklappe 35 im Saugrohr 36 der Brennkraftmaschine in eine vorgesehene Stellung bewegbar ist. Die elektrische Stellvorrichtung 3^ kann ein Stellmotor, ein Stellmagnet oder eine über elektrische Ventile gesteuerte pneumatische oder hydraulische Vorrichtung sein.is. The series connection of a resistor 21 and a Zener diode 22 is connected between the terminal 30 (via a switching path 33) and ground, the point of connection of the components 21, 22 both with the output of the comparator 18 and with the base of a transistor 23 is also connected to the non-inverting input of the comparator 18 via the series connection of a diode and a resistor 9. The resistor 9 together with the diode 8 ensure that when the output of the comparator is switched to ground (0 signal), the capacitor 1U is suddenly discharged, thus avoiding multiple switching of the comparator. The collector of transistor 23 is connected to Ustab via a resistor 2h. Another series circuit consisting of a resistor and a diode 26 is connected between terminal 15 and ground, the junction point of components 25, 26 being connected both to the emitter of transistor 23 and to the base of a further transistor 27. The emitter of the transistor ors 27 is connected to ground, while the collector is connected to the terminal 30 via the magnet winding 28 of a relay 29. The base of the transistor 27 is connected to ground both via a resistor 31 and to the collector of this transistor 27 via a Zener diode 32. The switching path 33 of the relay 29 connects the terminal 30 to an input b of the microcomputer 11 (plus supply of the control unit). On the output side, the microcomputer 11 controls an electrical adjusting device 3 ^, by means of which a throttle valve 35 in the intake manifold 36 of the internal combustion engine can be moved into a provided position. The electrical actuating device 3 ^ can be a servomotor, an actuating magnet or a pneumatic or hydraulic device controlled via electrical valves.
88th
3 3 2 7 J / j3 3 2 7 y / y
Die Wirkungsweise des in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels soll im Folgenden anhand des in Figur 2 dargestellten Flußdiagramms erläutert verden. Zur Steuerung der Brennkraftmaschine wird die Drosselklappe 35 für die elektrische Stellvorrichtung 3^ während des Fährbetriebs jeweils in eine Stellung bewegt, die abhängig von der Stellung eines mit dem Mikrorechner 11 verbundenen Fahrpedals und gegebenenfalls vorgegebenen Funktionen im Mikrorechner 11 ist. Eine solche Anordnung ist beispielsweise bei elektronisch gesteuerten Vergasern bekannt. Alternativ hierzu kann natürlich das Fahrpedal 37 auch direkt mechanisch auf die Drosselklappe 35 als Begrenzungswinkel einwirken, während der Stellmotor 3^ die Kachführung in diese Grenzstellung bewirkt.The mode of operation of the exemplary embodiment shown in FIG is to be explained below with reference to the flow chart shown in FIG. To the Control of the internal combustion engine is the throttle valve 35 for the electrical actuator 3 ^ during the Ferry operation each moved into a position that depends from the position of an accelerator pedal connected to the microcomputer 11 and possibly given Functions in the microcomputer 11 is. Such an arrangement is known, for example, from electronically controlled carburettors. Alternatively, of course, you can use the accelerator pedal 37 also act mechanically directly on the throttle valve 35 as a limiting angle, while the servomotor 3 ^ causes the caching in this limit position.
Wird die Brennkraftmaschine nun abgeschaltet, was durch Öffnen des Zündschalters 10 und damit durch Abschaltung der Zündsignale erfolgen kann, so liegt keine Spannung mehr am Eingang a des Mikrorechners 11 an. Da der Mikrorechner in einer Schleife 38 zyklisch die Spannung Ua am Eingang a abfragt, erkennt er den Abschaltvorgang der Brennkraftmaschine. In einem ersten Verfahrensschritt 39 wird über die elektrische Stellvorrichtung 3k die Drosselklappe 35 in ihre geschlossene Stellung bewegt, sofern sie nicht bereits geschlossen ist. In dieser Stellung wird sie für eine vorbestimmte Zeit, z,B. 3 see gehalten (Verfahrensschritt HO). Danach wird sie in einem weiteren Verfahrensschritt U1 wieder in eine geöffnete, vorbestimmte Stellung bewegt. Dies hat den Zweck, zunächst durch Schließen der Drosselklappe 35 unkontrollierte Verbrennungen nach Abschalten der Zündung zu vermeiden. Durch das anschließende Wiederöffnen der Drosselklappe 35 wird verhindert, daßIf the internal combustion engine is now switched off, which can be done by opening the ignition switch 10 and thus by switching off the ignition signals, then there is no longer any voltage at the input a of the microcomputer 11. Since the microcomputer polls the voltage Ua at input a cyclically in a loop 38, it recognizes the shutdown process of the internal combustion engine. In a first method step 39, the throttle valve 35 is moved into its closed position via the electrical adjusting device 3k, provided it is not already closed. In this position it is for a predetermined time, e.g. 3 see held (process step HO). Then it is moved again into an open, predetermined position in a further method step U1. The purpose of this is to initially avoid uncontrolled burns by closing the throttle valve 35 after the ignition has been switched off. The subsequent reopening of the throttle valve 35 prevents
too// ο ο 4too // ο ο 4
bei der Abkühlung der Brennkraftmaschine durch Ausdehnungs- bzw. Kontraktionsvorgänge ein Klemmen oder Verkanten der Drosselklappe eintritt.when the internal combustion engine cools down due to expansion or contraction processes, jamming or Tilting of the throttle valve occurs.
Um das Schließen und Wiederöffnen der Drosselklappe 35 nach Öffnen des Zündschalters 10 zu gewährleisten, ist es notwendig, die Spannungsversorgung für den Mikrorechner 11 noch für eine ausreichende Zeit zur Verfugung zu stellen. Darüber hinaus wird nach Ablauf dieser Zeit gewährleistet, daß durch Abschalten der Spannungsversorgung des.Mikrorechners 11 auf jedem Fall die Drosselklappe 35 zum Stillstand kommt, auch wenn durch fehlerhafte Funktionen im Mikrorechner 11 die Bewegung der Drosselklappe 35 fortdauern würde. Zu diesem Zweck dient, das zeitgesteuerte Öffnen des Schaltkontakts 33 des Relais 29.To ensure that the throttle valve 35 is closed and reopened after the ignition switch 10 has been opened, it is necessary to have the power supply for the microcomputer 11 still for a sufficient time To make available. In addition, after this time has elapsed, it is guaranteed that by switching off the Power supply of the microcomputer 11 on each If the throttle valve 35 comes to a standstill, even if due to faulty functions in the microcomputer 11 the movement of the throttle valve 35 would continue. For this purpose, the timed opening of the Switching contact 33 of relay 29.
Während des Betriebs der Brennkraftmaschine ist der Zündschalter 10 geschlossen und der Kondensator 1U über den Widerstand 12 und die Entkopplungsdiode 13 ständig im wesentlichen auf der Z-Spannung der Z-Diode 16 gehalten Diese Z-Spannung ist höher als die durch den Spannungsteiler 19, 20 vorgegebene Spannung am invertierenden Eingang des Komparators 18, so daß am Ausgang dieses Komparators 18 ein 1-Signal vorliegt, das den Transistor 23 im stromleitenden Zustand hält. Dadurch wird auch de'r Transistor 27 im stromleitenden Zustand gehalten, wodurch die Schaltstrecke 33 des Relais 29 geschlossen gehalten wird. Am Eingang b des Mikrorechners 11 liegt daher die Versorgungsspannung von der Klemme 30 an. Auch ohne den Transistor 23 würde der Transistor 27 im stromleitenden Zustand sein, da seine Basis zusätzlich über den Widerstand 25 mit der Klemme 15 verbunden ist. Die Dioden 22, 26 dienen dabei als Schutz-During operation of the internal combustion engine, the ignition switch 10 is closed and the capacitor 1U is over the resistor 12 and the decoupling diode 13 are kept essentially at the Zener voltage of the Zener diode 16 This Z-voltage is higher than the voltage given by the voltage divider 19, 20 at the inverting input of the comparator 18, so that a 1-signal is present at the output of this comparator 18, which the transistor 23 in conductive state. As a result, the transistor 27 is also kept in the current-conducting state, as a result of which the switching path 33 of the relay 29 is kept closed. At the input b of the microcomputer 11 is located hence the supply voltage from terminal 30. Even without the transistor 23, the transistor 27 would be in the current-conducting state, since its base is also connected to terminal 15 via resistor 25 is. The diodes 22, 26 serve as protection
4444
33 27 ο733 27 ο7
-S--S-
dioden, während die Diode 32 als Klammerdiode zum Schutz des Transistors 25 "beim Abschalten dient. Wird nun die Brennkraftmaschine durch Öffnen des Schalters 10 abgeschaltet, so beginnt der Mikrorechner 11 den in Figur 2 dargestellten und bereits beschriebenen Verfahrensablauf durchzuführen. Gleichzeitig beginnt sich der Kondensator 1k über den Widerstand 17 zu entladen. Der Transistor 27 wird nunmehr ausschließlich über den Transistor 23 im stromleitenden Zustand gehalten. Dies dauert solange, bis die Kondensatorspannung des Kondensators "12+ unter die am invertierenden Eingang des Komparators 18 anliegende Spannung abgesunken ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Transistor 23 durch das O-Signal am Ausgang des Komparators 18 gesperrt, wodurch wiederum über den Transistor 27 das Relais 29 stromlos geschaltet wird. Die Schaltstrecke 33 wird geöffnet, und der Mikrorechner 11 stromlos, wodurch eine eventuell noch andauernde Bewegung der Drosselklappe 30 beendet wird. Die Haltezeit des durch die Bauteile 1k, 17 bis 20 gebildeten Zeitglieds ist dabei so eingestellt, daß bei regulärer Funktion der Bewegungsablauf der Drosselklappe 35 innerhalb dieser Haltezeit abgeschlossen ist. Die Haltezeit kann dafür z.B. 7 see betragen.diodes, while the diode 32 serves as a clamp diode to protect the transistor 25 ″ when it is switched off. If the internal combustion engine is now switched off by opening the switch 10, the microcomputer 11 begins to carry out the process sequence shown in FIG. 2 and already described. At the same time, the capacitor begins 1 k via the resistor 17. The transistor 27 is now kept in the current-conducting state exclusively via the transistor 23. This lasts until the capacitor voltage of the capacitor 12+ has dropped below the voltage applied to the inverting input of the comparator 18. At this point in time, the transistor 23 is blocked by the 0 signal at the output of the comparator 18, which in turn means that the relay 29 is de-energized via the transistor 27. The switching path 33 is opened and the microcomputer 11 is de-energized, as a result of which any ongoing movement of the throttle valve 30 is ended. The holding time of the timing element formed by the components 1 k , 17 to 20 is set in such a way that, with regular operation, the sequence of movements of the throttle valve 35 is completed within this holding time. The holding time for this can be, for example, 7 seconds.
Es versteht sich, daß im Mikrorechner 11 noch andere Funktionen der Brennkraftmaschine und des Kraftfahrzeugs, wie z.B. die Zündsteuerung, die Einspritzsteuerung, die Getriebesteuerung usw. mit enthalten sein können.It goes without saying that in the microcomputer 11 there are other functions of the internal combustion engine and of the motor vehicle, such as the ignition control, the injection control, the transmission control, etc. could be.
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