DE3039436A1 - Regeleinrichtung fuer ein kraftstoffzumesssystem einer brennkraftmaschine - Google Patents
Regeleinrichtung fuer ein kraftstoffzumesssystem einer brennkraftmaschineInfo
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Description
R 8616
U. 10. 1980 Mü/Kn
ROBERT BOSCH. GMBH, 7000 STUTTGART 1
Regeleinrichtung für ein Kraftstoffzumeßsystem
einer Brennkraftmaschine
Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einer Regeleinrichtung für ein
Kraftstoffzumeßsystem einer Brennkraftmaschine nach dem
Oberbegriff des Hauptanspruchs. Bekannt ist, für die sogenannte Ά. -Regelung einen PI-Regler zu verwenden, und diesen
abhängig vom 'V -Sondenausgangssignal zu betreiben. Es hat
sich nun gezeigt, daß dieser bekannte Regler nicht in allen Betriebszuständen exakt genug arbeitet und damit nicht immer
zu einem sauberen Abgas der Brennkraftmaschine bei akzeptablem
Fahrverhalten verhilft. Dies vor allem in Üb.erp;angsbereicheri
wie z.B. Beschleunigung oder bei Schubbetrieb in den Randbereichen .
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung mit den Merkmalen des
Hauptanspruchs hat gegenüber der bekannten Einrichtung den Vorteil, daß sich mit ihr die einzelnen Abgaskomponenten in
allen Betriebspunkten den gewünschten Werten weitgehend anpassen lassen. Erreicht wird dies durch die passende Wahl
der Proportional- und Integralanteile "bezüglich der
drehzahl-" und laVtäbh~ängi~g~<5Trr~Tcrt zeiten des Systems, die
durch die Gaslaufzeiten und_ di_e Totzeit der Λ-Sonde
gegeben sind.-
Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, die einzelnen Integral- und Proportialwerte unterschiedlich zu wählen
und darüber hina\is die einzelnen Drehzahl- und/oder Lastbort».i.che
un to racln pd.lieh fein über den ganzen Bereich abzu-R
kufen.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein grobes Blockschaltbild der Regeleinrichtung für ein Kraftstoffzumeßsystem einer Brennkraftmaschine,
Fig. 2 ein Impulsdiagramm zur Erklärung der Wirkungsweise des Gegenstandes von Fig. 1, Fig. 3 eine
schematische Darstellung eines einzelnen Last-Drehzahl-Ki1Hn
frl d c:; ΓΓιγ (Im.:; Bit'· i t ί·,ΐ'·Ί.] fii dci" P- oder T-Werte den
Kegler», und l''if-ί. Ί ein grober. Blockncha'l tbild zur Arbeiteweise
der Speicher mit den Kennfeldern.
Beschreibung des Ausführungsbeispieles
Fig. 1 zeigt in grobem Blockschaltbild eine Regeleinrichtung für ein Kraftstoffzumeßsystem bei einer Brennkraftmaschine
mit Fremdzündung. Die Brennkraftmaschine selbst ist mit 10
bezeichnet. Sie besitzt ein Luftansaugrohr 11 sowie eine
Abgasleitung 12. Ein Zeitglied 13 bestimmt aus Drehzahl und Last, ein Grundeinnprit^-Zeitsignal der Dauer t , das in einer
nachfolgenden Multiplizier stufe 1^ multiplikativ korrigiert,
darüber hinaus zusätzlich je nach Betriebsbereich verändert und schließlich einem nicht näher dargestellten Kraftstoffzumeßventil
im Bereich des Luftansaugrohrs 11 zugeleitet wird.
Der Korrekturfaktor F_ entstammt einem PI-Regler 16, dem
κ _
Regelparameter-Kennfelder 1/« zugeordnet sind. Eingangsgrößen
des PI-Reglers 16 sind Signale bezüglich Last, Drehzahl und Abgaszusammensetzung. Ein Vergleicher 17
liefert dieses Signal bezüglich der Gaszusammensetzung
und in ihm wird ein Ά -Istwert ausgehend von einer Ti. -Sonde 18 mit einem 7l-Sollwert verglichen.
Die einzelnen in Fig. 1 gezeichneten Komponenten sind für sich bekannt. Die meisten von ihnen sind handelsübliche
Bauteile. Der erwähnte PI-ReRÜer 16" läßt sich.rechnergesteuert
per Programm realisieren. Seine Darstellung mit Einzelbausteinen könnte in der Art erfolgen, daß einem
Zähler bestimmte Werte übertragen werden zur Bildung des P-Anteils, während für die Reali si erung des' "!"-Anteils diener
Zähler mit einer bestimmten Zählfrequenz beaufschlagt wird.
Erklärt wird die Wirkungsweise des Gegenstandes von Fig. 1 zweckmäßigerweise anhand der in Fig. 2 dargestellten Kurvenzüge.
Dort zeigt der Kurvenzug a das Ausgangssignal der
Λ -Sonde 18. In Fig. 2b ist das KomparatorausgangssignaQ
dargestellt. Es steuert beim PI-Regler 16 den jeweiligen Umschaltpunkt (siehe Fig. l'c). Erkennba-r i si. aus dem dritten
Kurvenzug von Fig. 2 ein jeweiliger Sprung im Reglerausgangssignal entsprechend dem P-Anteil, dem sich entsprechend dem
Vorzeichen des Sprunges eine Treppenfunktion anschließt. Tm
Ergebnis ergibt sich auf diese Weise ein PI-Verhalten.
Entsprechend der Darstellung von Fig. 2c besitzen die beiden P-Anteile unterschiedliche Werte, und darüber hinaus der
I-Anteil unterschiedliche Steigungen, die z.B. mittels einer
variablen Zählfrequenz je nach Zählrichtung realisierbar sind,
Um eine hohe Regelfrequenz zu erreichen, sollte der por.il. i ve
und negative P-Anteil so gewählt sein, daß er mindesten:;; die
Hälfte der momentanen Regelschwingung beträgt. In manchen
COPY
I1Ti. 1 1 i!H, i.. ft. nun Abgangrüriden, wird, man jedoch eine niedrige
Frequenz im Kauf nehmen, um eine -gewünschte feinstufige Unsymmetrie darstellen zu können. Durch passende Wahl der
Proportional- und Integralanteile kann die Regelung auf die drehzahl- und lastabhängigen Totzeiten des Systems, die
durch die Gaslaufzeiten und die Totzeit der λ-Sonde gegeoen
sind, abgestimmt werden.
Durch unsymetrische P- und I-Anteile, d. h. unterschiedliche
Werte beim Übergang von magerem zu fettem oder fettem zu magerem Gfini.'ich, läß-t sich der Mittelwert von "Λ. definiert
no verschieben, daß die einzelnen Abgaskomponenten in allen
Betriebspunkten den gewünschten Werten weitgehend angepaßt
werden. Die [ntegratorsteilheit des Reglers wird automatisch an die Drehzahl angepaßt, in dem je Umdrehung der Kurbelwelle
der I-Regler um eine bestimmte Anzahl von t.-Inkrementen nachgestellt
wird.
Im Hinblick auf eine genaue Anpassung der Regelung an den Motorbetrieb lassen sich die Regelparameter in Form von Kennfeldern
frei wählen.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines derartigen Kennfelds, in dem sowohl die einzelnen-P- als auch die I-Anteile in Form von
Stt'igungsvprten abspeicherbar sind. Bei diesem betreffenden
Beispiel sind vier Drehzahlspalten A bis D und insgesamt acht Lastspalten 0 bis 7 vorgesehen. Der Lastbereich ist i.a. deshalb
feinstufiger gewählt, weil die Lastabhängigheit stärker bei. der Kraftstoff zumessung zu berücksichtigen ist. So kann
z.B. die Zeile 0 die einzelnen Werte für den Leerlauffall enthalten, und die restlichen Zeilen 1 bis 7 sind feinstufigen
Teillastgebieten zugeordnet. Für Vollast ist hier deshalb keine Zeile vorgesehen, weil in diesem Betriebsbereich ohnehin die Tl -Regelung vorzugsweise ausgeschaltet
ist, und die Kraftstoffzumessung mit Steuerung arbeitet.
Der weiteren Verdeutlichung des prinzipiellen Aufbaus des ΡΓ-Reglers dient KiR. h. Dort gelangt das Ausgangssignal vom
BAD ORIGINAL
Komparator 17 zu einer Abfragestelle 20 und je nach Kompnratorausgangnsigtial
wird nun r-in ρ or. i i. i ve r oder rniRati vorsprung-
und OteigungswerL für den PI-ReRÜ ff ausgf.'leycn.
Die jeweils ausgelesenen Daten werden dann im eigentlichen PI-Regler 16 weiter verarbeitet.
Über die einzelnen gespeicherten Werte - die aus ermittelt werden und für einen speziellen Brennkraftmaschinentyp
gelten - lassen sich die Regelparameter so wählen, daß sich für alle Komponenten des Abgases ein möglichst niedriger
Wert ergibt. Genauso gut kann man jedoch die Regelung in einzelnen Punkten bewußt "verstimmen", um das Gesamtergebnis
eines Tests bei einer gewünschten Komponente (z.B. NO, NOx) zu verringern. In Drehzahl-Lastpunkten, in denen eine hohe
NO-, NOx-Emission vorliegt (etwa bei Beschleunigungen) kann
man z.B. eine leichte Verschiebung nach'TO vornehmen, oder
bei solchen mit hoher HC-Emission eine Verschiebung nach mager.
Für jeden Kennfeldpunkt läßt sich somit die Richtung der
Verschiebung (fett oder mager) und ihre Größe individuell festlegen.
Dadurch, daß man die Integratorsteigung in Veränderung pro Zündung oder pro Umdrehung (beispielsweise i-Inkremente pro
Umdrehung oder ein Inkrement pro Kurbelwellen-Umdrehungen) festlegt, wird automatisch eine Anpassung an die jeweilige
Drehzahl erhalten.
Als Vorteile der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung sind somit
zu nennen:
- Die Kennfeldstützstellen sind nach Anzahl und Abstufung in
Last- und Drehzahlrichtung je nach Anforderung, z.B. bezüglich
Testzyklus und Fahrzeugtyp, frei wählbar.
- Die Richtung einer gewollten Ti -Verschiebung und
- die Größe der Verschiebung sind für jeden Kennfeldpunkt
unabhängig festzulegen.
BAD ORIGINAL
- Die Größe des Reg'elhulDes ist über die Größe der P-Anteile
bzw. über die Integratorsteilheiten für jeden Kennfeldpunkt
einzeln wählbar.
Daraus ergibt sich sowohl eine geringere Schadstoffemission
als auch ein besseres Fahrverhalten.
ORIGINAL INSPECTED
Claims (1)
- R. υ ·:■ i *-■Ik.10.1980 Mü/KnROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1Ansprüche1 .,) Regeleinrichtung für ein Kraft stoff zumeßsystem einer Brennkraftmaschine mit einer Sonäe im Abgasrohr und einer Zumeßsignalerzeuger stufe, die einen PI-Regler umfaßt und abhängig von Betriebskenngrößen und Sondensignal Zumeßsignale bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Steuergrößen des PI-Reglers (16) abgespeichert und betriebskenngrößenabhängig abrufbar sind.2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen P-Anteile und Steigungswerte .für die T-Anteile für positive und/oder negative Signalvorltiufe abgespeichert sind.3· Regeleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte für die P- und I-Anteile unsymmetrisch und/oder symmetrisch sind.COPYϋ ί.· ιΊ. -Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Werte drehzahl- und lastabhängig abrufbar is .i ml.5. Regeleinrichtung nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß Drehzahl- und Lastwerte im Teillastgebiet relativ feinstufig abrufbar sind.
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