DE2510526A1 - PROCESS FOR REGULATING THE OPERATING BEHAVIOR OF AN COMBUSTION ENGINE IN A SPECIFIED OPERATING AREA - Google Patents
PROCESS FOR REGULATING THE OPERATING BEHAVIOR OF AN COMBUSTION ENGINE IN A SPECIFIED OPERATING AREAInfo
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Description
Telefon (0711) 7346 27Telephone (0711) 7346 27
1134/ot/wi
18.2.19751134 / ot / wi
February 18, 1975
Firmacompany
Robert Bosch GmbHRobert Bosch GMBH
7 Stuttgart 17 Stuttgart 1
Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine in einem vorgegebenen BetriebsbereichMethod for regulating the operating behavior of an internal combustion engine in a predetermined Operating area
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine in ei'nem vorgegegebenen Betriebsbereich, wobei in Abhängigkeit von Streuungen der zyklischen Schwankungen, des Brennraummitteldrucks in drehzahlsynchronen Zeitintervallen die Verhältnisanteile des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-/Luft-Gemisches und/oder die Menge von rückgeführtem Abgas verändert wird, nach Patentanmeldung P 24 17 187.7. The invention relates to a method for regulating the operating behavior of an internal combustion engine in a given operating range, with the proportions of the fuel / air mixture supplied to the internal combustion engine and / or the amount of, depending on the scatter of the cyclical fluctuations of the combustion chamber mean pressure in speed-synchronous time intervals recirculated exhaust gas is changed, according to patent application P 24 17 187.7.
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Die Erfindung ist ein Zusatz zu der in der Patentanmeldung P 24 17 187.7 (Patent ... ) beschriebenen Erfindung, die sich auf ein'Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Betriebsverhaltens einer Brennkraftmaschine in einem vorgegebenen Betriebsbereich an der Magerlaufgrenze der Brennkraftmaschine bezieht.The invention is an addition to the invention described in patent application P 24 17 187.7 (patent ...), which relates to a method and a device for regulating the operating behavior of an internal combustion engine in a predetermined operating range at the lean running limit of the internal combustion engine.
Infolge verschärfter Abgasbestimmungen und auf Grund der allgemeinen Treibstoffknappheit wird nach Lösungen gesucht, bei denen Brennkraftmaschinen in einem Betriebsbereich betrieben werden können, in dem die schädlichen Anteile des Abgases auf ein Minimum reduziert v/erden können und/oder in dem der verbrauchte Kraftstoff ein Minimum ist. Betreibt man die Brennkraftmaschine in einem Betriebsbereich mit möglichst magerem Kraftstoff-/Luft-Gemisch, also an der sogenannten Magerlaufgrenze, dann kann man mit einem relativ Schadstoffarmen Abgas und geringem Kraftstoffverbrauch rechnen; schwierig ist jedoch die Bestimmung der' gewünschten Magerlaufgrenze, da man zwar aus den in diesem Bereich schon stark schwankenden Druckverläufen in den Zylindern der Brennkraftmaschine eine Aussage gewinnen kann, die sich jedoch im praktischen Anwendungsfall nur schwer realisieren läßt. Bei der Stammanmeldung wird daher so vorgegangen, daß die Brennraummitteldruckschwankungen indirekt dadurch erfaßt werden, daß auf resultierende Drehmomentschwankungen zurückgehende Änderungen der Kurbelwellenwinkelgeschwindigkeit oder Beschleunigungsänderungen der Kurbelwelle erfaßt werden, beispielsweise indem Laufzeitänderungen zwischen zwei bestimmten Winkelstellungen der Kurbelwelle ermittelt werden. Die Schwankungen der WinkelgeschwindigkeitAs a result of stricter emissions regulations and due to the general fuel shortage, solutions are sought in which internal combustion engines are operated in an operating range in which the harmful components of the exhaust gas can be reduced to a minimum and / or in which the fuel consumed is a minimum. If the internal combustion engine is operated in an operating range the leanest possible fuel / air mixture, i.e. the so-called Lean running limit, then you can with a relative Low-emission exhaust gas and low fuel consumption calculate; However, it is difficult to determine the 'desired lean running limit, because although the in this area already strongly fluctuating pressure curves in the cylinders of the internal combustion engine can gain a statement that but can be realized only with difficulty in practical application. In the case of the parent application, the procedure is that the mean pressure fluctuations in the combustion chamber are detected indirectly in that on resulting torque fluctuations declining changes in the crankshaft angular velocity or changes in acceleration of the crankshaft detected , for example by changing runtime between two specific angular positions of the crankshaft can be determined. The fluctuations in angular velocity
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der Kurbelwelle lassen sich als Istwert durch eine geeignete, in der Staitimanineldung beschriebene Schaltung erfassen und mit einem Sollwert vergleichen,· der in Abhängigkeit zur Drehzahl und beispielsweise zum Saugrohrdruck veränderbar ist und eine in dem jeweiligen Betriebsbereich noch zulässige Laufunruhe vorgibt. Durch einen Istwert-Sollwert-Vergleich ergibt sich ein Ausgangssignal, das bevorzugt einem integrierenden Stellglied zugeführt wird, an dessen Ausgang dann ein Signal .auftritt, welches zur Regelung der Verhältnisanteile des der Brennkraftmaschine zugeführten Kraftstoff-ZLuft-Gemisches und/oder der Menge des der Brennkraftmaschine rückgeführten Abgases herangezogen werden kann.of the crankshaft can be recorded as an actual value by a suitable circuit described in the status notification and compare with a target value, which depends on is variable for the speed and for example the intake manifold pressure and one in the respective operating range still specifies permissible uneven running. By comparing the actual value and the setpoint value the result is an output signal that is preferably fed to an integrating actuator, then a signal at the output Regulation of the proportions of the fuel / air mixture supplied to the internal combustion engine and / or the quantity of the exhaust gas recirculated to the internal combustion engine can be used.
Eine weitere, bei einer Brennkraftmaschine den jeweiligen Betriebsbedingungen anzupassende und zu verändernde Variable stellt der Zündwinkel oC dar. Es ist bekannt, den Zündwinkel einer Brennkraftmaschine durch Unterdruckverstellung vom Saugrohr aus zu beeinflussen, so daß man eine gewünschte Vorzündung erzielen kann; weiterhin ist eine Zündwinkelverstellung durch Fliehkraftregelung in Abhängigkeit zur Drehzahl der Brennkraftmaschine bekannt.Another variable to be adapted and changed in an internal combustion engine is the ignition angle oC. It is known to influence the ignition angle of an internal combustion engine by adjusting the vacuum from the intake manifold, so that a desired pre-ignition can be achieved; Furthermore, an ignition angle adjustment by means of centrifugal force control as a function of the speed of the internal combustion engine is known.
Ein-Weiterhin ist eine stellung des Zündzeitpunktes, aus der DT-AS 1 125 230 bekannt, bei welcher eine Maschinenvariable, beispielsweise neben dem Zündzeitpunkt auch das Kraftstoff-/Luftverhältnis die Kompressionshöhe oder dergleichen durch eine oszillierende Verstellvorrichtung ständig, jedoch mit Bezug auf die Drehgeschwindigkeit der Brennkraftmaschine relativ langsam hin- und herverstellt wird und sich daraus ergebende positive und negative Drehzahl-On-Furthermore is a position of the ignition point from which DT-AS 1 125 230 known in which an engine variable, for example the fuel / air ratio in addition to the ignition time the compression height or the like constantly by an oscillating adjustment device, however, with reference to the rotational speed of the internal combustion engine is moved back and forth relatively slowly and the resulting positive and negative speed
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änderungen der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine jeweils zur Verstellung des Schwingungsmittelpunktes der beeinflußten Maschinenvariablen benutzt werden. Changes to the crankshaft of the internal combustion engine are used to adjust the center of vibration of the affected machine variables .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Zündwinkel einer Brennkraftmaschine in der Weise zu regeln, daß sich eine einwandfreie Anpassung des Zündwinkels an unterschiedliche Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine ergibt.The invention is based on the object of regulating the ignition angle of an internal combustion engine in such a way that a perfect adaptation of the ignition angle to different operating conditions of the internal combustion engine results.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von dem eingangs genannten Verfahren der Stammanmeldung und besteht erfindungsgemäß darin, daß auch der Zündwinkel zusätzlich zur Änderung des Kraftstoff-/Luft-Gemisches und/oder der Abgasrückführmenge oder bei einer Konstanthaltung dieser Variablen ausschließlich verändert wird. Die Erfindung besteht also darin, daß anstelle des Kraftstoff-/Luft-Verhältnisses bzw. der Luftzahl A im Bereich <y 1 -oder der Abgasrückführrate AR bei fest vorgegebenen Werten für /I und AR der ZündwinkelQ^ mithilfe des Laufruhensignals der Stammanmeldung geregelt v/erden. Dabei kann die Luftzahl entv/eder."To solve this problem, the invention is based on the method of the parent application mentioned at the beginning and, according to the invention, consists in that the ignition angle is also exclusively changed in addition to changing the fuel / air mixture and / or the exhaust gas recirculation quantity or when these variables are kept constant. Thus, the invention consists in that f instead of Fuel - / air ratio and the air ratio A in the range <y 1 -or the exhaust gas recirculation rate AR at predetermined values for / I and AR of ZündwinkelQ ^ using the running signal of the parent application regulated v /earth. The air ratio can either be different. "
1. wie üblich gesteuert oder1. Controlled as usual or
2. mithilfe einer λ= 1-Regelung konstant gehalten-werden, wobei die Luftzahl λ durch eine Abgassonde, insbesondere eine Sauerstoffsonde, bestimmt und in dieser Weise eingeregelt wird; die Luftzahl λ läßt sich schließlich auch noch durch 2. kept constant with the aid of a λ = 1 control, the air ratio λ being determined by an exhaust gas probe, in particular an oxygen probe, and regulated in this way; the air ratio λ can finally also be passed through
3. eine Extremwertregelung bestimmen, wobei beispielsweise die Luftzahl so eingestellt wird, daß sich maximales Drehmoment ergibt. Diese Einstellung kann durch sehr schnelle, nämlich drehzahlsynchrone Variation-der Luftzahl /\ um einen vorgegebenen Schwingungsmittelpunkt erzielt werden.3. Determine an extreme value control, for example the air ratio is set so that the maximum torque results. This setting can be made by very rapid, namely speed-synchronized, variation of the air ratio by a specified value Center of vibration can be achieved.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnung, die die Laufruhe einer Brennkraftmaschine als Funktion des Zündwinkels bei verschiedenen Drehzahlen und Saugrohrdrücken darstellt, genauer erläutert.The invention is based on the accompanying drawing, which shows the smoothness of an internal combustion engine as a function of Represents ignition angle at different speeds and intake manifold pressures, explained in more detail.
Die Stammanmeldung stellt als Funktion der Laufruhe oder, genauer gesagt, der Laufunruhe einer Brennkraftmaschine ein durch Integrierung gewonnenes Stellsignal zur Verfügung, welches geeignet ist, auf Maschinenvariable der Brennkraftmaschine in der Weise einzuwirken, daß die Laufruhe entweder auf einen maximalen Wert oder doch auf einen solchen Wert geregelt wird, der durch einen Sollwert vorgegeben werden kann. Das bedeutet mit anderen Worten, daß ein, normalerweise von der Drehzahl abhängiger Sollwert für eine in diesen jeweiligen Betriebsbereichen noch zulässige Laufunruhe vorgegeben wird und im vorliegenden Fall der Zündwinkel der Brennkraftmaschine so geändert wird, daß sich dieser Laufunruhe-Sollwert erreichen läßt.The parent registration provides as a function of the smoothness or, more precisely, the uneven running of an internal combustion engine a control signal obtained by integration is available, which is suitable for the machine variable Internal combustion engine to act in such a way that the smoothness either to a maximum value or at least one such a value is controlled that can be specified by a setpoint. In other words, it means that a nominal value, normally dependent on the speed, for a value that is still permissible in these respective operating ranges Uneven running is specified and in the present case the The ignition angle of the internal combustion engine is changed so that this uneven running target value can be achieved.
Die Verstellung des Zündwinkels kann dabei beispielsweise mithilfe eines Stellmotors vorgenommen werden, dem das Stellsignal, welches in diesem Fall nicht integriert sein muß, zugeführt wird und der dem Zündverteiler so zugeordnet sein kann, daß sich eine mechanische Verstellung des Zündwinkels etwa im Bereich von 0-50 oder 60° vor oberem Totpunkt der Brennkraftmaschine erzielen läßt. Andererseits kann das in der Stammanmeldung ermittelte Laufunruhe-Signal auch elektronische Zündanlagen in entsprechender Weise beaufschlagen und den Zündwinkel verstellen.The ignition angle can be adjusted, for example, with the aid of a servomotor to which the Control signal, which does not have to be integrated in this case, is supplied and assigned to the ignition distributor it can be that a mechanical adjustment of the ignition angle is approximately in the range of 0-50 or 60 ° before the upper Can achieve dead center of the internal combustion engine. On the other hand, the uneven running signal determined in the parent application also act on electronic ignition systems in a corresponding manner and adjust the ignition angle.
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In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung im Grunde in der Lage ist, jedes ein zur Laufunruhe proportionales Signal erzeugendes Systems zu verbessern, bei welchem mithilfe dieses Signals auf Maschinenvariable im Sinne einer Annäherung der Laufunruhe an einen vorgegebenen Wert eingegriffen wird, wie dies beispielsweise auch bei der Patentanmeldung P 24 34 743.1 der Fall ist.In this context, it should be pointed out that the invention is basically capable of improving any system that generates a signal proportional to the uneven running, in which, with the aid of this signal, machine variables are intervened in the sense of approximating the uneven running to a predetermined value, such as this for example, in the patent application P 24 34 743.1 he d case.
Die beigefügte Zeichnung stellt ein Diagramm dar, in welchem Werte für die Laufruhe, nämlich hier die Drehzahländerung pro Umdrehung ( Λ T ) über dem Zündwinkel o£ aufgetragen sind. Mit T ist die Umlaufzeit für eine Kurbelwellenumdrehung und mit ΔT die Streuung von T bei aufeinanderfolgenden Umläufen bezeichnet. Das Diagramm der Figur 1 weist mehrere Kurvenverläufe für verschiedene Saugrohrdruck-Drehzahlkombinationen auf. Dem Diagramm läßt sich entnehmen, daß die Drehzahländerung pro Umdrehung als Maß für die Laufruhe einer Brennkraftmaschine mit abnehmendem Winkel der Vorzündung größer wird. Dabei zeigt sich bei vergleichsweise großen Zündwinkeln ein Minimalwert für die Laufunruhe (optimale Laufruhe). Auf diesen,Wert braucht jedoch nicht notwendigerweise eingeregelt zu werden, denn es kann aus anderen Gründen zweckmäßig sein, einen vorgegebenen Laufruhewert als Sollwert anzustreben.The attached drawing shows a diagram in which values for the smoothness, namely here the speed change per revolution ( Λ T ) are plotted against the ignition angle o £. T denotes the cycle time for one crankshaft revolution and ΔT denotes the spread of T for successive revolutions. The diagram in FIG. 1 has several curves for different intake manifold pressure / speed combinations. It can be seen from the diagram that the change in rotational speed per revolution, as a measure of the smoothness of the running of an internal combustion engine, increases as the angle of the pre-ignition decreases. At comparatively large ignition angles, a minimum value for the uneven running (optimal running smoothness) is shown. However, it does not necessarily have to be adjusted to this value, because for other reasons it can be useful to aim for a predetermined smooth running value as the setpoint.
Durch eine Zündverstellung in Richtung spät lassen sich beispielsweise die Emissionen der Schadstoffe HC und NO vermindern. Die Erfindung ist daher insbesondere zur Erzielung geringer HC- und NO -Emissionen geeignet, da sie die Realisierung später Zündungen bei befriedigender Lauf-By adjusting the ignition in the late direction, for example, emissions of the pollutants HC and NO Reduce. The invention is therefore particularly suitable for achieving low HC and NO emissions, since it the realization of late ignitions with satisfactory running
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ruhe erlauben. Die mechanische Laufruhe, die sich in dem in der S tainmanme ldung ermittelten Laufruhensignal ausdrückt, ist eine Aussage über die Güte der Umsetzung im Brennraum; man erzielt auf diese Weise eine Anpassung des Zündwinkels an unterschiedliche thermische Zustände des Motors, an dem Motor zugeführte Kraftstoffe und dergleichen. allow calm. The mechanical running smoothness, which is expressed in the quiet running signal determined in the maintenance message, is a statement about the quality of the implementation in the combustion chamber; an adjustment is achieved in this way the ignition angle to different thermal conditions of the engine, fuels supplied to the engine and the like.
609840/0026609840/0026
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