DE3124496C2

DE3124496C2 -

Info

Publication number: DE3124496C2
Application number: DE3124496A
Authority: DE
Inventors: Georg 8431 Berg De Haubner; Erich 8500 Nuernberg De Schemitzek
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-06-23
Filing date: 1981-06-23
Publication date: 1990-06-21
Also published as: DE3124496A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Leerlaufdrehzahlregel einrichtung für Brennkraftmaschinen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine solche Leerlaufdrehzahl regeleinrichtung aus der DE-OS 28 03 750 bekannt, bei der die drehzahlverändernd auf die Brennkraftmaschine ein wirkende Vorrichtung eine Kraftstoffzumeßvorrichtung ist. Der Sollwert für die Leerlaufdrehzahl und die Regelkom ponenten (P I D) für den Regler sind in einem Speicher des Rechners enthalten. Bei unterschiedlichen Brennkraft maschinen sind jedoch oftmals verschiedene Leerlauf drehzahlen und ein unterschiedliches Regelverhalten zur optimalen Leerlaufdrehzahlregelung erforderlich. Bei der bekannten Einrichtung muß daher wenigstens der diese Größen enthaltende Speicher ausgetaucht werden und ge gebenenfalls auch das Rechenprogramm verändert werden, sofern das Regelkonzept im Rechenprogramm enthalten ist. Diese Veränderungen sind praktisch für jeden weiteren Typ einer Brennkraftmaschine erforderlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrich tung zu schaffen, die ohne die obengenannten weitreichenden Verände rungen in ihr selbst an die verschiedenen Typen von Brennkraftma schinen angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß der Rechnereinheit Datenwörter zugeführt werden, die mittels Pin-Programmie rung durch Vorgabe von Zahlenwerten zur Anpassung der Steuereinrich tung festgelegt sind und die die Regelparameter bestimmen.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem gegenüber den Vorteil, daß zur Anpassung an verschiedene Brennkraftmaschinen weder der Festwertspeicher noch das Programm geändert werden muß, um unterschiedliche Leer laufdrehzahlen und ein unterschiedliches Regelverhalten zu erzielen. Es kann sich auch nur um eines von beidem allein handeln. Durch Pin-Programmierung können die ge wünschten Eigenschaften variabel vorgegeben werden, indem die durch die Pin-Programmierung vorgegebenen Datenworte durch das Programm abgefragt werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Leerlaufdrehzahlregelein richtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die ab gefragten Datenworte im Mikrorechner durch fest program mierte Rechenoperationen, insbesondere Verdoppelungsfunk tionen, dem durch Impulszählung gewonnenen Istwert anzu passen. Auf diese Weise können relativ kleine Datenworte, die eine geringe Zahl von Pins benötigen, zur Sollwert vorgabe angelegt werden.

Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, die Art der Steuersignale für die drehzahlverändernd auf die Brenn kraftmaschine einwirkende Vorrichtung ebenfalls über Pin-Programmierung vorzugehen. Auf diese Weise ist ein noch universellerer Einsatz möglich, indem durch die Leerlaufdrehzahlregelungseinrichtung ohne Programm- oder interne Datenänderung die verschiedensten Arten von Steuervorrichtungen wie Stellmotoren, magnetische Stellglieder und elektronische Stellglieder betätigt werden können.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild des Aus führungsbeispiels, Fig. 2 eine schematische Darstellung des Regelkreises, Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Sollwertvorgabe, Fig. 4 Speicher tabellen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Veränderung des Regelverhaltens, Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Erläu terung des Zugriffs zu den gespeicherten Werten der in Fig. 4 dargestellten Tabellen und Fig. 6 ein Fluß diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erzeugung unterschiedlicher Steuersignale für die drehzahlverän dernd auf die Brennkraftmaschine einwirkende Vorrichtung.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Mikrorechner 10 dargestellt, der in bekannter Weise eine zentrale Recheneinheit 11, Festwertspeicher (ROM) 12, Arbeitsspeicher (RAM) 13 sowie eine Eingabe/Ausgabe-Einheit 14 aufweist. Diese Baugruppen sind untereinander über ein Bussystem 15 verbunden. Der Eingabe/Ausgabe-Einheit 14 sind ein temperaturabhängiges Signal T sowie ein drehzahlab hängiges Signal n zugeführt. Weiterhin sind 11 Pin-An schlüsse vorgesehen, an die durch Pin-Programmierung die Zahlenwerte Z 1 bis Z 3 anlegbar sind. Dabei ist Z 1 ein 6-Bit-Datenwort an den Pins 1 bis 6, Z 2 ein 3-Bit-Daten wort an den Pins 7 bis 9 und Z 3 ein 2-Bit-Datenwort an den Pins 10 und 11. Die Pin-Programmierung erfolgt in der Weise, da die Datenworte durch Anlegen eines 0- bzw. eines 1-Signals an die einzelnen Pins erzeugt wird. Dies kann entweder über Schalter oder über feste Anschlüsse er folgen.

Ein Steuerausgang 16 des Mikrorechners 10 steuert eine Vorrichtung 17, die drehzahlverändernd auf eine Brenn kraftmaschine einwirkt. Die Vorrichtung 17 ist in der Figur als Stellglied 18 dargestellt, durch das ein Bypaß 19 mit Hilfe einer Klappe 20 verschiebbar ist. Dieser Bypaß 19 überbrückt eine Drosselklappe 21 im Luftansaug rohr 22 einer Brennkraftmaschine. Das Stellglied 18 kann z. B. als Stellmagnet oder Stellmotor ausgebildet sein. Genausogut könnte natürlich ein Magnetventil im Bypaß 19 vorgesehen sein. Weitere Möglichkeiten für die Rea lisierung einer Vorrichtung 17 sind z. B. gemäß dem an gegebenen Stand der Technik die direkte Einwirkung auf die Drosselklappe 21 oder eine Einwirkung auf die Kraft stoffpumpe. Ein Magnetventil im Bypaß 19 sowie dessen Steuerung zur Leerlaufdrehzahlregelung ist in der DE-OS 27 49 369 beschrieben. Weitere Beispiele für die Vorrich tung 17 sind die Einwirkung auf die Steuerzeiten von Kraftstoffeinspritzventilen, oder eine Zündzeitpunkt steuervorrichtung zur Veränderung des Zündzeitpunkts gemäß der DE-OS 28 45 284 und der DE-OS 28 45 285.

Das in Fig. 2 dargestellte Blockschaltbild zeigt den Regelkreis der Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung, wie er in Fig. 1 realisiert ist. Der Sollwert S wird als Zahlenwert Z 1 an die Pins 1 bis 6 angelegt und in einer durch den Mikrorechner 10 realisierten Vergleichsstelle 25 mit dem Istwert I der Drehzahl verglichen. Dieser Drehzahl-Istwert n wird der Vergleichsstelle 25 über einen Analog-Digital-Wandler 26, der in der Eingabe/ Ausgabe-Einheit 14 enthalten ist, zugeführt. Die Regel abweichung ist einem Regler 27 zugeführt, dessen Regel verhalten durch das Datenwort Z 2 einstellbar ist. Dieses Datenwort Z 2 wird vom Mikrorechner 10 abgefragt und be stimmt das P- und/oder das I- und/oder das D-Verhalten (Regel-Algorithmus) des durch den Mikrorechner 10 reali sierten Reglers. Die Realisierung von Reglern mit einem bestimmten Reglerkonzept ist z. B. aus dem Buch "Mikro prozessoren und Mikrocomputer", Werner Diehl, Vogel- Verlag, Würzburg, Seite 146 ff bekannt. Die erzeugte Stell größe wird in einem ebenfalls in der Eingabe/Ausgabe- Einheit 14 enthaltenen Digital-Analog-Wandler 28 in eine kontinuierliche oder pulsförmige Stellgröße umgewandelt und der Vorrichtung 17 zugeführt, die auf die Drehzahl der Brennkraftmaschine 29 einwirkt.

Das in Fig. 3 dargestellte Flußdiagramm erläutert eine vorteilhafte Erfassung des die Soll-Leerlaufdrehzahl festlegenden Datenworts Z 1 . Zunächst wird das Datenwort Z 1 vom Mikrorechner 10 abgefragt, indem er es in ein Register, bzw. in den Arbeitsspeicher 13 übernimmt. Dieses Datenwort wird dann zweimal hintereinander mit dem Fak tor 2 multipliziert, was durch einfache Stellenver schiebung für den Mikrorechner eine einfache Rechen operation darstellt. Schließlich wird eine eventuell not wendige Konstante dazu addiert und das Ergebnis wiederum als nunmehr zu verarbeitende Sollgröße S in ein Regi ster, bzw. in den Arbeitsspeicher 13 eingegeben. Dies hat den Vorteil, daß das an sich kleine Datenwort von sechs Bit, das nur den Zahlenbereich bis 64 umfassen kann, in den Bereich zur Verarbeitung umgesetzt wird, der dem zugeordneten Istwert entspricht. Der Istwert wird dabei gewöhnlich durch Zählung einer Festfrequenz zwischen zwei Drehzahlimpulsen n ermittelt. Diese Fest frequenz wird dabei vorteilhaft so gewählt, daß bei größter Meßzeit der Wert 255 nicht überschritten wird (= 8 bit). Der Sollwert muß dann ebenfalls auf diese Größe gebracht werden. Durch die zweimalige Multiplikation mit dem Faktor 2 wird aus dem Bereich bis 64 der Bereich bis 256. Es können dann beispielsweise Drehzahlen zwischen 400 und 1.500 U/min eingestellt werden.

Anstelle der direkten Eingabe der Leerlaufdrehzahl gemäß Fig. 3 kann diese Eingabe prinzipiell natürlich auch in direkt über allgemeine Motorkenndaten erfolgen. So kann z.B. über zwei Pins die Zylinderzahl und über weitere Pins sonstige Motorkenndaten, wie z. B. die Leistung oder der Hubraum eingegeben werden. Mit Hilfe dieser Daten entnimmt dann der Mikrorechner die Soll-Leerlaufdrehzahl aus einer Speichertabelle.

In den Fig. 4 und 5 ist die Einstellung der Regel-Kenn größen für den Regelalgorithmus erläutert. Dazu sind im Festwertspeicher 12 Tabellen eingespeichert, wobei ein Zu griff zu den gewünschten Werten einmal über den Zahlenwert Z 2 und zum anderen über die Regelabweichung Δ n erfolgt. In Fig. 4 sind zwei Tabellen einmal für den P-Wert und einmal für den I-Wert dargestellt. Eine weitere Tabelle kann prinzipiell natürlich auch für den D-Wert vorgesehen sein. Die Auswahl einer der acht Spalten erfolgt über das Datenwort Z 2, während die gewünschte Zeile über die Regel abweichungen ausgewählt wird. Für jede Regelabweichung Δ n _x wird mit Hilfe des anliegenden Datenworts Z 2 jeweils ein Speicherplatz der P-Tabelle, der I-Tabelle und gegebenen falls einer D-Tabelle angewählt und den dort abgelegten P- bzw. I- bzw. D-Wert in den Arbeitsspeicher 13 des Mikro rechners 11 übernommen. Dort wird der gemäß den fest vor gegebenen Programm zu einem Regelalgorithmus verarbeitet. Steht eine größere Anzahl von Pins für die Festlegung des Regelverhaltens zur Verfügung, so können beispielsweise die verschiedenen Tabellen statt parallel auch indi viduell angewählt werden.

In dem in Fig. 6 dargestellten Flußdiagramm ist die Erzeugung unterschiedlicher gewünschter Ausgangssignal folgen am Steuerausgang 16 in Abhängigkeit des Datenworts Z 3 erläutert. Für dieses Beispiel sind drei verschiedene Ausgangssignalfolgen für drei verschiedene, mögliche Vorrich tungen 17 dargestellt. Durch den Mikrorechner 10 wird das Datenwort Z 3 abgefragt. Ist es 00, so wird ausgangsseitig eine Steuersignalfolge für die Vorrichtung 17 durch Verände rung des Tastverhältnisses erzeugt. Ist das Datenwort 01, so erfolgt ausgangsseitig eine analoge Veränderung der Aus gangsspannung zur Steuerung der Vorrichtung 17. Ist das Da tenwort 10, so kann eine Vorrichtung 17 über einen Gegentakt ausgang gesteuert werden. Die Möglichkeiten zur Steuerung unterschiedlicher Vorrichtungen 17 durch verschiedene Arten von Signalfolgen und Signalen kann natürlich beliebig er weitert werden, so daß ein einziges serienmäßiges Steuer gerät für die Leerlaufdrehzahlregelung praktisch univer sell einsetzbar ist.

Weitere Parameter der Brennkraftmaschine können zur Beein flussung der vorgegebenen Größen herangezogen werden. So kann beispielsweise in Abhängigkeit des anliegenden tempe raturabhängigen Signals T die Leerlaufdrehzahl und/oder die Regelkomponenten dadurch verändert werden, indem zu den anliegenden oder durch Rechenoperationen veränderten Zahlenwerten weitere temperaturabhängige Zahlenwerte addiert oder subtrahiert werden. Dies kann sich z. B. für den Kalt start oder den Winterbetrieb vorteilhaft erweisen.

Claims

1. Einrichtung zur Steuerung von Betriebskenngrößen einer Brenn kraftmaschine wie Kraftstoffmenge, Zündzeitpunkt und/oder zugeführte Luftmenge, vorrangig zur Regelung der Leerlaufdrehzahl, mit einer Vorrichtung, die drehzahlverändernd auf die Brennkraftmaschine ein wirkt, mit einem Rechner (10), der diese Vorrichtung steuert, mit einem Regelkreis, der aus dieser Vorrichtung und dem Rechner (10) gebildet wird und ein vorgegebenes Regelverhalten besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorhanden sind. die dem Rechner (10) ein oder mehrere Datenwörter zuführen. wobei die Datenwörter mittels Pin-Programmierung durch parallele Vorgabe von einem oder mehreren Zahlenwerten zur Anpassung der Steuereinrichtung bestimmt werden und die Datenwörter Regelparameter wie Sollwert und/oder Reglerkomponen ten festlegen.

2. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Mikrorechner (10) feste Rechenopera tionen, insbesondere Verdoppelungsfunktionen, vorgesehen sind zur Anpassung der anliegenden Soll-Zahlenwerte (Z 1, Z 2) an intern benötigte Soll-Zahlenwerte zum Vergleich mit durch Auszählung von Taktsignalen zwischen Drehzahlsignalen (n) ermittelten Ist-Zahlenwerten.

3. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß den Regelkomponenten (P, I, D) Speichertabellen zugeordnet sind, deren Spalten durch den anliegenden Zahlenwert (Z 2) und deren Zeilen durch die Regel abweichung (Δ n) wählbar sind und daß aus den in den angewähl ten Speicherplätzen abgelegten Zahlenwerten der Regel-Algo rithmus festgelegt ist.

4. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der vorge gebene Leerlaufdrehzahl-Sollwert (Z 1) und/oder die vorge gebenen Regelkomponenten (Z 2) durch weitere, dem Mikro rechner (10) zugeführte Parameter (T) veränderbar sind.

5. Leerlaufdrehzahlregeleinrichtung nach einem der vorher gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Art der Steuersignale für die drehzahlverändernd auf die Brenn kraftmaschine einwirkende Vorrichtung (17) durch Vorgabe eines Zahlenwerts (Z 3) über eine Pin-Programmierung vorgeb bar ist.