DE3337786C2 - - Google Patents
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
- F02D41/12—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration
- F02D41/123—Introducing corrections for particular operating conditions for deceleration the fuel injection being cut-off
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Steuerung der Kraftstoffzumessung im Bereich des Schubbetriebs
nach der
Gattung des Patentanspruchs 1.
Es ist bekannt, beim Betrieb
von Brennkraftmaschinen dann die Kraftstoffzufuhr zu unterbrechen,
wenn bei höheren und hohen Drehzahlen die Drosselklappe
geschlossen ist, die Brennkraftmaschine sich also
im sog. Schubbetrieb befindet. Schubbetrieb liegt aber
auch dann vor, wenn eine Brennkraftmaschine eine höhere
Drehzahl aufweist als dies der Stellung der Drosselklappe
beim Otto-Motor oder der eingespritzten Kraftstoffmenge
bei einem Dieselmotor entspricht. Befindet sich die Brennkraftmaschine
im Schubbetrieb, dann ist eine Arbeitsleistung
nicht erwünscht. Daher wird die über Vergaser, Einspritzsysteme od. ä. Mittel der Brennkraftmaschine zugeführte
Kraftstoffmenge reduziert oder ganz auf Null gestellt.
Man kann so eine zum Teil erhebliche Kraftstoffeinsparung
erzielen, andererseits ist der Schubbetrieb insofern nicht
unproblematisch, als mit der Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr
eine gewisse Auskühlung der Brennkraftmaschine und
anschließend bei Ende des Schubbetriebs für eine gewisse
Zeit auch eine Abgasverschlechterung sowie unter Umständen
Einbußen an Fahrkomfort bei Übergang vom Schubbetrieb in
Normalbetrieb in Kauf genommen werden müsssen. Problematisch
ist ferner, daß sichergestellt werden muß, daß die Brennkraftmaschine
in ihrem Drehzahlverhalten stets sicher abgefangen
werden muß, also nicht ausgehen darf, und zwar
auch dann nicht, wenn sich der Zustand der Schubabschneidung
beispielsweise bei kalter Brennkraftmaschine ergibt.
So kann es beispielsweise dann zu einer kritischen Belastung
bei der Einstellung der Schubabschneidung kommen, wenn mit
kalter Maschine bergab gefahren wird, bei geschlossener
Drosselklappe also die Kraftstoffzufuhr unterbrochen ist
und dann plötzlich die Kupplung getreten wird, wodurch die
Brennkraftmaschine von der Drehbewegung der Räder über das
Getriebe nicht mehr mitgenommen wird. Es besteht dann die
Gefahr, daß die Drehzahl derart schnell abfällt, bevor Gegenmaßnahmen
getroffen werden, daß die Maschine ausgeht.
Es ist daher bei einem System zum Schubabschneiden
(DE-OS 31 34 991) bekannt, die jeweilige Ist-Drehzahl mit
einem vorgegebenen, zeitabhängigen Verlauf einer Wiedereinsetzdrehzahl
zu vergleichen und die Kraftstoffzufuhr zur
Brennkraftmaschine lediglich dann zu unterbrechen, wenn die
Istdrehzahl sich oberhalb des Verlaufs der Wiedereinsetzdrehzahl
befindet. Hierdurch wird eine genauere Erfassung
des jeweiligen Betriebszustands möglich. Das Schubabschneiden
wird zurückgenommen, wenn Drehzahlabfälle auftreten,
die den gewünschten Sollkurvenverlauf der Wiedereinsetzdrehzahl
unterschreiten und Einsetzdrucke können vermieden
werden, so daß der Fahrkomfort verbessert wird.
Die bekannte Vorrichtung berücksichtigt jedoch nicht den dynamischen
Betriebszustand der Brennkraftmaschine. Im Bereich der zeitabhängigen
Wiedereinsetzdrehzahl kann es bei der bekannten Vorrichtung daher
zu einer Verminderung des Fahrkomforts durch Drehzahlsägen im
Schubbetrieb infolge ständigen Über- bzw. Unterschreitens der zeitlichen
Wiedereinsetzdrehzahlschwelle kommen. Probleme dieser Art
treten insbesondere im "Go and Stop"-Betrieb auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung
der Kraftstoffzufuhr zu einer Brennkraftmaschine derart zu verbessern,
daß auch im Bereich des dynamischen Betriebszustandes der
Brennkraftmaschine der Fahrkomfort erhöht und Drehzahlsägen vermieden
werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für eine drehzahlabhängige
Zeitdauer betätigbare Mittel zur Verriegelung der Schubabschaltfunktion
vorhanden sind, wobei diese Mittel bei Unterschreiten der zeitlichen
Widereinsetzdrehzahl eingeschaltet werden und die Schubabschaltefunktion
bei Wiederansteigen der Motordrehzahl bzw. bei
weiterem Abregeln der Widereinsetzdrezahl verriegeln.
Die GB-A 20 62 291 beschreibt ein Verfahren zur Schubabschaltung,
wobei Kraftstoffabschaltung dann stattfindet, wenn die Drosselklappe
ihre Leerlaufposition erreicht hat und die Drehzahl oberhalb eines
vorgegebenen, temperaturabhängigen Schwellwertes liegt. Unterschreitet
die Istdrehzahl der Brennkraftmaschine die oben beschriebene
Drehzahlschwelle, so wird die Kraftstoffzufuhr wieder eingeschaltet.
Bei einem erneuten Überschreiten der Drehzahlschwelle werden
Mittel aktiviert, die ausgehend vom Zeitpunkt der Entscheidung
zur Kraftstoffabschaltung eine Zeitdauer fest vorgeben und die die
Kraftstoffabschaltung für diese fest vorgegebene Zeitdauer verriegelt.
Die vorgegebene Zeitdauer liegt dabei im Bereich von 0,1
bis 0,5 Sekunden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil,
daß umfassend auf praktisch alle möglichen Betriebszustände
einer Brennkraftmaschine mit SAS-Funktion reagiert werden
kann. Insbesondere ergibt sich eine Funktionsverbeserung
im Grenzbereich des dynamischen Wiedereinsetzens, und zwar
dadurch, daß bei Unterschreiten der zeitlichen Wiedereinsetzdrehzahl
(Dynamikbereich) eingesetzt und gleichzeitig
verriegelt wird, so daß auch bei einem erneuten Ansteigen
der Motordrehzahl oder bei einem weiteren Abregeln, also
Absenken des Funktionsverlaufs der Wiedereinsetzdrehzahl
über der Zeit nicht erneut abgeschnitten, also auf Schubabschaltung
gegangen wird. Hierdurch lassen sich unangenehme
Einsetz- und Abschaltdrehmomentsprünge verhindern, was
im sog. "Go and Stop"-Betrieb, etwa beim ständigen Wiederanfahren
und Abbremsen vor Ampeln unangenehm sein kann.
Ferner ist vorteilhaft, daß sich durch die Erfindung die
Möglichkeit ergibt, durch externe Schalter oder Steuereinrichtungen,
die von anderen Fahrzeugkomponenten herrühren,
die SAS-Funktion zu unterdrücken und Fahrsicherheit und/oder
Fahrkomfort zu erhöhen. Beim Abschneiden bzw. Wiedereinsetzen
der Kraftstoffzufuhr, wie dies im Bereich der Wiedereinsetzdrehzahl
und entsprechenden Schwankungen der Istdrehzahl
und aktivem SAS-Betrieb gar nicht vermieden werden
kann, ensteht ein mehr oder weniger starker Ruck, der
auf die Antriebsräder übertragen wird und beispielsweise
bei Glätte und entsprechend minimalen Haftbedingungen schon
zu kritischen Fahrsituationen führen kann. In diesem Fall
ist es durch die Erfindung möglich, die SAS-Funktion vollständig
zu verhindern. In diesem Zusammenhang läßt sich
die Erfindung auch für den Überdrehschutz bei einer Ladedruckbegrenzung
einsetzen.
Weitere Vorteile der Erfindung sowie zweckmäßige Ausgestaltungen
ergeben sich in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung
von Ausführungsbeispielen sowie aus den Merkmalen
der Unteransprüche.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben und
erläutert. Die Zeichnung zeigt ein hardware-mäßiges, also
aus diskreten Schaltungselementen bestehendes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Ausführungsbeispiele betreffen entsprechende Steuereinrichtungen
bei einer Otto-Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung.
Es versteht sich, daß ein solches System
mit den entsprechenden Änderungen auch für jede beliebige
Kraftstoffzumeßeinrichtung eingesetzt werden kann, wobei
das Ausgangssignal der in der Zeichnung insgesamt mit 10
bezeichneten Schubabschaltstufe einer Verknüpfungsstufe 11
zugeführt ist, deren anderem Eingang von einer insgesamt
mit 12 bezeichneten, mindestens ein Zeitglied enthaltenden
Kraftstoffeinspritzanlage in ihrer Dauer in Abhängigkeit
zur durchgesetzten Luftmenge und zur Drehzahl der Brennkraftmaschine
bestimmte Kraftstoffeinspritzimpulse zugeführt
sind. Es ist ein Drehzahlsensor 13 vorgesehen, eine
Schaltung 14 zur Erfassung des Leerlauffalls der Brennkraftmaschine,
ein Temperaturgeber 15 sowie ein Luftmassen-/Luftmengensensor
16a; diese Elemente sind bei einer Kraftstoffeinspritzanlage
für sich gesehen bekannt und angegeben,
damit die Schubabschaltstufe 10 in das Gesamtsystem eingeordnet
werden kann. Daher ist die Verknüpfungsstufe 11
so ausgebildet, daß sie bei Vorliegen eines Schubschaltsignals
der Schubabschaltstufe 10 die Weiterleitung des
vom Kraftstoffzumeßsystem oder der Einspritzanlage 12 erzeugten
Kraftstoffeinspritzimpulse, etwa zu einer Endstufe
für die Ansteuerung von Kraftstoffeinspritzventilen, unterbindet.
Die Schubabschaltstufe 10 ermittelt im wesentlichen aus
den Betriebszuständen "Drosselklappe geschlossen" und
Drehzahl n, ob Schubbetrieb vorliegt, wobei das Drehzahlsignal
vom Drehzahlsensor 13 über eine Diode 16 in Reihe
mit einem Widerstand 17 auf eine Drehzahl-Signalwandlerstufe
18 in Form eines RC-Gliedes aus Kondensator 19 mit
einstellbaren Reihenwiderständen 20 und 21 gegen positive
Versorgungsspannung +UB gelangt. Über zwei weitere Reihenwiderstände
22 und 23 vom Verbindungspunkt 24 gelangt die
zur Drehzahl umgekehrt proportinale Ausgangsspannung auf
den negativen (invertierenden) Eingang eines ersten Operationsverstärkers
25, dessen anderem Eingang über verschiedene
Spannungsteilerschaltungen in Verbindung mit
einem Energiespeicher (Kondensator 26) das Leerlaufsignal
zugeführt ist. Auf weitere Schaltungseinzelheiten braucht
im wesentlichen nicht eingegangen zu werden. die Ansteuerung
des Operationsverstärkers 25 und der verschiedenen,
Vorspannungen erzeugenden Spannungsteiler sind für jeden
Fall so ausgelegt, daß im Schubabschneidefall am Ausgang
25a des Operationsverstärkers 25 ein high-Signal auftritt,
welches über Reihenwiderstände 27 und 28 auf einen externen
Ausgangsanschluß (Meßausgang) SAS-Information, dargestellt
als Block 29, geführt ist. Das gleiche, den Schubabschneidefall
bestimmende high-Signal gelangt über die
Diode 30 und einen Widerstand 31 auf einen Spannungsteiler
aus den Widerständen 32, 33 und 34 und zum invertierenden
(negativen) Eingang eines nachgeschalteten Operationsverstärkers
35, der dann mit niederem (low) Ausgangssignal
die Verknüpfungsstufe 11 im Sinne einer Unterdrückung
der Kraftstoffeinspritzimpulse von seinem Ausgang
ansteuert.
Es sind Mittel zur Mitkopplung am Operationsverstärker 25
vorgesehen, bestehend aus der Reihenschaltung einer Diode
36 und eines Widerstandes 37 zum positiven Eingang des
Operationsverstärkers, so daß sich im Bereich der Wiedereinsetzdrehzahl
eine Hysteresewirkung bilden kann; hierdurch
ist aber eine dynamische Verriegelung im Grenzbereich
des Wiedereinsetzens nicht realisierbar, so daß die Erfindung
vorschlägt, unmittelbar auf dem anderen Eingang (invertierenden
Eingang) des Operationsverstärkers 25 über
eine in positiver Richtung durchlässige Diode 38 in Reihe
mit einem Widerstand 39 das eine niedrige Ist-Drehzahl angebende
positive Potential vom Kondensator 19 der Drehzahlsignalwandlerstufe
18 aufzuleiten, wodurch sich bei Unterschreiten
der zeitlichen Wiedereinsetzdrehzahl und dem
hierdurch bewirkten Einsetzen der Kraftstoffzufuhr eine
Verriegelung in diesen Zustand ergibt, die verhindert, daß
beim Ansteigen der Motordrehzahl bzw. bei weiterem Abregeln
der Widereinsetzdrehzahl, die über der Zeit einen vorgegebenen
Kurvenverlauf aufweist, erneut abgeschnitten wird.
Bei der Schubabschaltestufe 10 übernimmt der erste Operationsverstärker
25 die Auswertung der jeweils zugeführten
Istwertsignale, während am zweiten Operationsverstärker 35
im wesentlichen das zum Spannungsteiler der Widerstände 32,
33 und 34 gehörende Zeitglied 40 mit Kondensator 41 und
den beiden Ableitwiderständen 42 und 44 den Verlauf der
Wiedereinsatzdrehzahl vorgibt, die mit dem dem anderen
(nicht invertierenden) Eingang des Operationsverstärkers
35 zugeführten aufbereiteten Istdrehzahlverlauf verglichen
wird. Dabei bestimmt sich der jeweilige Verlauf der Wiedereinsetzdrehzahl
maßgebend durch eine weitere Vergleichsschaltung,
dargestellt durch den Block 47, der über die Diode 48
auf das Zeitglied 40 arbeitet und Informationen von verschiedenen
Schaltungspunkten der Schaltung 10 ergänzend verarbeitet.
Es ist nun möglich, dem Ausgangsblock 29 der SAS-Information
eine Anzeigeeinrichtung nachzuschalten, die optisch oder
akustisch dann eine Anzeige vermittelt, wenn der Schubabschneidefall
vorliegt. Andererseits kann man an diesem
Ausgang dem Block 29 aber auch über einen Block 45 Eingangsinformationen
zuführen, wie sie durch die Pfeile 46
angedeutet sind, wodurch es möglich ist, durch geeignete
Dimensionierung an diesem jetzt als Eingang benutzten Ausgang
der SAS-Informationen Maßnahmen einzuleiten und durchzuführen,
die die Schubschaltefunktion insgesamt unterdrücken.
In diesem Zusammenhang kommen in Frage die Anordnung willkürlicher
vom Fahrer betätigbarer Schalter, wodurch der
Fahrer selbst auf bestimmte Fahrsituationen reagieren und
das Schubabschalten unterbinden kann. Es ist aber auch
möglich, durch von anderen Fahrzeugkomponenten, beispielsweise
Klimaanlage, Temperaturinformation
stammende Signale am Block 29 die Schubabschaltefunktion
zu unterdrücken. Hierdurch ergeben sich Eingriffsmöglichkeiten
zur Verbesserung des Fahrverhaltens, zur Erhöhung
der Fahrsicherheit, zur Einführung eines Überdrehschutzes,
Einführung einer Ladedruckbegrenzung bei Turboladern
u. dgl.
Claims (5)
1. Vorrichtung zur Steuerung der Kraftstoffzumessung im Bereich des
Schubbetriebs einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit der Augenblicksdrehzahl
und einem Wiedereinsetzdrehzahlschwellenverlauf, mit
einem Drosselklappenstellungssensor, einem Drehzahlvergleich und
einer Auswerteschaltung zum Bestimmen eines Kraftstoffabschneide-
oder Zumeßsignals, wobei die Wiedereinsetzdrehzahlschwelle
unterhalb einer bestimmten Drehzahl von einem hohen Ausgangswert
nach einer vorgegebenen Zeitfunktion bis auf eine minimale Drehzahlschwelle
zurückgenommen wird, wobei bei Drehzahlen oberhalb
dieser Wiedereinsetzdrehzahlschwelle die Kraftstoffzufuhr unterbrochen,
unterhalb aufgenommen wird und bei Unterschreiten der minimalen
Drehzahlschwelle die Unterbrechung der Kraftstoffzufuhr bis
Erreichen einer vorgegebenen, höheren Drehzahlschwelle verhindert
wird, dadurch gekennzeichnet, daß für eine drehzahlabhängige Zeitdauer
betätigbare Mittel zur Verriegelung der Schubabschaltefunktion
vorhanden sind, wobei diese Mittel bei Unterschreiten der zeitlichen
Wiedereinsetzdrehzahl eingeschaltet werden und die Schubabschaltefunktion
bei Wiederansteigen der Motordrehzahl bzw. bei weiterem Abregeln
der Wiedereinsetzdrehzahl verriegeln.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Istwertvergleichsstufe (Operationsverstärker 25)
zur Verbeserung des Fahrverhaltens nach dem Wiedereinsetzen
das Ausgangssignal der Drehzahl-Signalwandlerstufe
(18) unmittelbar zugeführt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß dem invertierenden Eingang (Minuseingang)des Operationsverstärkers
(25) das Istdrehzahlsignal der Drehzahl-
Signalwandlerstufe (18) über eine für positive
Spannungen durchlässige Diode (38) und einen Reihenwiderstand
(39) zugeführt ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß am Anzeigeausgang für die Schubabschalte-
Funktion ein diesem Ausgang die Erzeugung des Schubabschaltesignals
in der nächsten Stufe verhindernde
Eingangssignale erzeugender Schaltungsblock (45) zugeordnet
ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des
Fahrers ein dem Eingangsblock (45) zugeordneter Schalter
zur Unterdrückung der Schubabschalte-Funktion angeordnet ist.
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