DE3518014C2

DE3518014C2 - Verfahren zur Einstellung einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine im Leerlauf

Info

Publication number: DE3518014C2
Application number: DE3518014A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Dipl Ing Jautelat; Rolf Dipl Ing Kohler; Cornelius Dipl Ing Peter; Guenther Dipl Ing Plapp; Martin Dipl Ing Stilling
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1985-05-18
Filing date: 1985-05-18
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2005-05-19
Also published as: DE3518014A1; DE3660730D1; US5002027A; BR8606683A; JPS62502904A; WO1986007116A1; EP0222775A1; EP0222775B1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine im Leerlauf, mit einer Drosselklappe in Ansaugrohr der Brennkraftmaschine, mit einer Einrichtung zur Verstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit von einem elektrischen Steuersignal, mit einer Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer be stimmten Stellung der Drosselklappe und zur Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Stellungssignals, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Brenn kraftmaschine und zur Erzeugung eines entsprechenden Drehzahlsignals, sowie mit einem elektrischen Steuer gerät zur Erzeugung des Steuersignals wenigstens in Abhängigkeit von dem Stellungssignal und dem Drehzahl signal.

Die US-PS 43 44 399 beschreibt ein Verfahren für Steuerung der Dros selklappenposition einer Brennkraftmaschine im Leerlauf. Dabei wird eine Adaption der Einstellung der Drosselklappe im Leerlauffall der Brennkraftmaschine durchgeführt. Dieser wird dann festgestellt, wenn unter anderem die Drehzahländerung der Brennkraftmaschine klein ist. Da die Adaption der Einstellung der Drosselklappe ein kritischer Schritt ist und eine überhöhte Leerlaufdrehzahl bzw. ein starkes Eingreifen der Leerlaufdrehzahlregelung folgen könnte, wird den Schritten zur Feststellung eines stabilen Leerlaufbetriebszustandes hohe Bedeutung zugemessen. Die Konstanz der Drehzahl wird durch Vergleich der aktuell gemessenen Motordrehzahl und der vor einen vorgegebenen Anzahl von Progammdurchläufen oder vor einer vorgegebe nen Zeit gemessenen Motordrehzahl mit einem vorgebenen Grenzwert ermittelt. Unterschreitet die Drehzahlabweichung diesen Grenzwert, so wird der Betriebszustand der Brennkraftmaschine als stabil angenommen. Beginn und Ende des stabilen Betriebszustandes wird demnach durch eine identische Vorgehensweise ermittelt.

Dies gewährleistet nicht, daß der Eintritt in den stabilen Betriebs zustand sicher erkannt wird, das Ende dieses Betriebszustand aber schnell festgestellt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen anzugeben, mit deren Hilfe Beginn und Ende eines Betriebszustandes mit konstanter Drehzahl festgestellt werden.

Dies wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruch 1 erreicht.

Aus der DE-OS 25 23 283, der die US-PS 39 64 457 entspricht, ist bekannt, die Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschine durch Verstellung der Drosselklappe zu verändern. Zu diesem Zweck ist zum einen ein Drosselklappenschalter mit der Drosselklappe verbunden, der die Leerlaufstellung der Drosselklappe anzeigt, und es ist ein elektrisch ver stellbarer Nocken vorgesehen, mit dessen Hilfe diese Leerlaufstellung, und damit die Stellung der Drossel klappe verändert werden kann. Wie der genannten Schrift weiter zu entnehmen ist, geschieht die Beeinflussung des besagten Nockens in Abhängigkeit von der Leerlaufstel lung der Drosselklappe und der Drehzahl der Brennkraft maschine.

Der Nachteil der beschriebenen, bekannten Einrichtung be steht darin, daß im Leerlauffall eine andauernde Beein flussung des Nockens, und damit der Stellung der Drossel klappe stattfindet, so daß auch andauernd die Leerlauf drehzahl sich leicht verändert. Derartige Schwankungen der Leerlaufdrehzahl sind jedoch unerwünscht, da sie einen ruhigen Lauf der Brennkraftmaschine verhindern.

Vorteile der Erfindung

Im Vergleich zum bekannten Stand der Technik weist die Erfindung den Vorteil auf, daß Schwankungen der Leerlauf drehzahl optimal unterdrückt werden. Dies wird dadurch erreicht, daß die Stellung der Drosselklappe nur dann verändert werden kann, wenn die Drosselklappe die be stimmte Stellung eingenommen hat und die Drehzahl der Brennkraftmaschine über eine vorgebbare Zeitdauer nahe zu konstant geblieben war.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei der bestimmten Stellung der Drosselklappe um den Anschlag der Drosselklappe in der Leerlaufstellung. In diesem Fall kann in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Verstellung der Drosselklappe dadurch geschehen, daß dieser Anschlag verstellt wird. Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Einrichtung zur Verstellung der Drossel klappe und die Einrichtung zur Erfassung der bestimmten Stellung der Drosselklappe mit Hilfe eines einfachen, kombinierten Bauelements realisiert werden kann.

In einer weiteren, besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Veränderung der Stellung der Dros selklappe des weiteren abhängig gemacht von wenigstens einer der folgenden Bedingungen, nämlich daß die Schub abschaltung nicht eingeschaltet ist, daß der Motor nicht kalt ist, daß der Motor nicht zu heiß ist, und daß eine bestimmte, vorgebbare Zeitdauer seit der letzten Verän derung der Drosselklappe vergangen ist. Dadurch wird erreicht, daß der Betriebszustand des Leerlaufs sicher erkannt wird und auch besondere Betriebsbedingungen des Motors berücksichtigt werden können.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung und insbesondere den Unteransprüchen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung erläu tert. Dabei zeigt Fig. 1 ein vereinfachtes Blockschalt bild der Erfindung, sowie Fig. 2 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, das mit Hilfe der Einrichtung nach Fig. 1 realisiert werden kann.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Das nachfolgend beschriebene Ausführungsbeispiel kann im Zusammenhang mit Brennkraftmaschinen angewandt werden, insbesondere im Zusammenhang mit Otto-Brennkraftmaschinen. Das Ausführungsbeispiel ist in der Form eines Ablaufdia gramms beschrieben, es ist jedoch auch möglich, die gesamte Ausführung mit Hilfe einer entsprechenden z. B. analogen elektrischen Schaltung zu realisieren.

In der Fig. 1 erzeugt ein elektronisches Steuergerät 10 in Abhängigkeit von mehreren Eingangssignalen ein Aus gangssignal, das einen verstellbaren Drosselklappenan schlag 13 einer im Ansaugrohr 11 einer Brennkraftmaschine angeordneten Drosselklappe 12 ansteuert. Mit Hilfe eines mit dieser Drosselklappe 12 gekoppelten Drosselklappen potentiometers 14, sowie mittels des Drosselklappenan schlags 13 werden dabei Signale erzeugt, die dem elek tronischen Steuergerät 10 als Eingangssignale zugeführt sind, und die als Rückmeldesignale für die Stellung der Drosselklappe 12 im Ansaugrohr 11 der Brennkraftmaschine dienen. Mit Hilfe des in der Fig. 1 dargestellten Aufbaus ist es möglich, über den verstellbaren Drosselklappen anschlag 13 die Anschlagstellung der Drosselklappe 12 zu verändern, wobei diese Veränderung durch das von dem elektronischen Steuergerät 10 erzeugte Ausgangssignal hervorgerufen wird, das seinerseits wiederum wenigstens abhängig ist von dem Ausgangssignal des Drosselklappen potentiometers 14 oder dem Ausgangssignal des Drossel klappenanschlags 13.

Die Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dessen Hilfe die Veränderung des Drossel klappenanschlags hervorgerufen wird, und das mit Hilfe der Einrichtung nach Fig. 1 realisiert werden kann.

Mit den Bezugsziffern 34 und 35 ist in der Fig. 2 der Start und das Ende des erfindungsgemäßen Verfahrens gekennzeichnet. Dies bedeutet, daß das in der Fig. 2 dargestellte Ablaufdiagramm z. B. in einem fest vorge gebenen Zeitraster oder in Abhängigkeit von bestimmten Gegebenheiten bzw. Anlässen gestartet wird.

In dem dem Startblock 34 nachfolgenden Entscheidungs block 20 wird zuerst überprüft, ob seit der letzten Beein flussung der Drosselklappe durch das erfindungsgemäße Verfahren eine bestimmte, vorgebbare Zeit schon vergangen ist. Ist dies nicht der Fall, wird direkt über den Ende block 35 das Verfahren abgeschlossen. Ist die Zeit jedoch vergangen, so wird im nachfolgenden Entscheidungsblock 21 geprüft, ob die Drosselklappe geschlossen ist. Diese Über prüfung wird z. B. mittels des Drosselklappenanschlags 13 bewerkstelligt, der z. B. nur dann ein Ausgangssignal an das elektronische Steuergerät 10 liefert, wenn die Dros selklappe geschlossen ist. Im negativen Fall wird, wie schon beim Entscheidungsblock 20, das erfindungsgemäße Verfahren beendet, während im positiven Fall, also bei geschlossener Drosselklappe, das Verfahren mit dem Entscheidungsblock 22 fortgesetzt wird. Dort wird über prüft, ob die Schubabschaltung ausgeschaltet ist. Ist dies nicht der Fall, so wird wieder das Verfahren beendet, ist hingegen die Schubabschaltung ausgeschaltet, so wird in den nachfolgenden Entscheidungsblöcken 23 und 24 über prüft, ob bestimmte Temperaturbedingungen erfüllt sind. Im Block 23 wird dabei geprüft, ob die Motortemperatur größer als z. B. 80°C ist, wohingegen im Block 24 ge prüft wird, ob die Ansauglufttemperatur kleiner ist als z. B. 60°C. Ergibt eine der beiden Prüfungen ein nega tives Ergebnis, so wird, wie schon erwähnt, das Verfahren beendet, bei positivem Ergebnis hingegen wird das Ver fahren jeweils fortgesetzt, und zwar nach dem Block 24 mit dem Entscheidungsblock 25. Dort wird die Differenz zwischen dem aktuellen und dem zuletzt gemessenen Dreh zahlwert errechnet und geprüft, ob diese Differenz einen bestimmten, vorgebbaren Wert unterschreitet. Ist dies der Fall, so wird das Verfahren mit dem Block 26 fortgesetzt, ist es nicht der Fall, mit dem Block 27. Im Block 26, also wenn die Differenz zwischen dem aktu ellen und dem zuletzt gemessenen Drehzahlwert kleiner ist als der vorgegebene Wert, wird in einem speziell dafür reservierten Schieberegister eine digitale Null eingeschrieben, während im Fall des Blocks 27 an die selbe Stelle des Schieberegisters eine 1 eingeschrieben wird. Fortgesetzt wird das Ablaufdiagramm nach den Blöcken 26 oder 27 in jedem Fall mit dem Block 28, mit dessen Hilfe die in das Schieberegister eingeschriebenen digi talen Werte um eine Stelle verschoben werden. Nach dem Block 28 wird das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Entscheidungsblock 29 fortgesetzt, indem überprüft wird, ob sich in dem Schieberegister ausschließlich digi tale Nullwerte befinden, also keine Einsen eingeschrieben sind. Ist dies der Fall, so wird als nächstes im Ent scheidungsblock 30 überprüft, ob die Differenz zwischen dem aktuellen gefilterten Drehzahlwert (Kurzzeitmittel wert) und einer vorgebbaren Leerlaufsolldrehzahl ungleich Null ist. Sind die beiden genannten Drehzahlwerte gleich, so wird, wie auch in dem Fall, daß im Schieberegister eine 1 enthalten ist, das erfindungsgemäße Verfahren beendet. Existiert jedoch eine Differenz zwischen dem aktuellen Drehzahlwert und der vorgegebenen Leerlaufsolldrehzahl, so wird im nachfolgenden Entscheidungsblock 31 nachgeprüft, ob diese Differenz kleiner ist als Null. Ist sie kleiner als Null, so wird im Block 32 die Drosselklappe im Ansaug rohr der Brennkraftmaschine so beeinflußt, daß die Dreh zahl der Brennkraftmaschine sich vergrößert. Ist die Dif ferenz hingegen größer als Null, also der aktuelle Drehzahl wert größer als die Leerlaufsolldrehzahl, so wird die Stellung der Drosselklappe so beeinflußt, daß sich die Drehzahl der Brennkraftmaschine verkleinert, es wird also der verstellbare Drosselklappenanschlag 13 so be einflußt, daß sich die Drosselklappe 12 weiter schließt. Bei derartigen Verstellungen der Drosselklappe 12 über den Drosselklappenanschlag 13 dient das vom Drossel klappenpotentiometer 14 erzeugte Signal als Rückmeldung für die Stellung bzw. Verstellung der Drosselklappe 12. Nach Abarbeitung des Blocks 32 oder des Blocks 33 wird, wie schon mehrfach erwähnt, das erfindungsgemäße Ver fahren beendet.

Sämtliche beim Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführte Überprüfungen sind abhängig von irgend welchen Eingangssignalen, die dem elektronischen Steuer gerät, das das Verfahren durchführt, zur Verfügung stehen. Bei derartigen Eingangssignalen handelt es sich z. B. um ein Signal bezüglich der Tätigkeit der Schubabschaltung, um ein Motortemperatursignal, um ein Ansauglufttempe ratursignal, ein Signal bezüglich der aktuellen Drehzahl der Brennkraftmaschine, usw. Die Leerlaufsolldrehzahl, sowie die für das Verfahren notwendigen Vergleichswerte können auf irgendeine Art und Weise innerhalb des Steuergeräts zur Verfügung gestellt werden, und können des weiteren ihrerseits von irgendwelchen Betriebskenn größen der Brennkraftmaschine abhängig sein. Schließlich wird im Falle der Blöcke 32 und 33 vom Steuergerät ein Ausgangssignal erzeugt, das die Drosselklappe beeinflußt, und zwar z. B. in der Weise, daß sich die Drosselklappe bei jedem Durchlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens maximal um eine vorgebbare Veränderungseinheit ver stellen kann.

Mit Hilfe der Entscheidungsblöcke 20 bis 24 wird der Be triebszustand des Leerlaufs sicher erkannt. Zu diesem Zweck wird geprüft, ob die Drosselklappe geschlossen ist (21) und ob gleichzeitig die Schubabschaltung abge schaltet ist (22). Nur unter diesen Voraussetzungen befindet sich die Brennkraftmaschine im Leerlauf. Damit auch spezielle Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine berücksichtigt werden können, wird ebenfalls geprüft, ob die Warmlaufphase der Brennkraftmaschine beendet ist (23) und ob gleichzeitig keine Heißstartbedingungen vorliegen (24). Der Block 20 hat die Aufgabe, die Häufigkeit des Durchlaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens gezielt zu beeinflussen, wodurch das erfindungsgemäße Verfahren an die jeweiligen Aufgabenstellungen und Einsatzbedingungen angepaßt werden kann.

Mit Hilfe der Blöcke 25 bis 29 wird erreicht, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht andauernd die Drossel klappe beeinflußt, sondern nur dann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine über eine vorgebbare Zeitdauer nahezu konstant geblieben ist. Zu diesem Zweck wird im Block 25 die Differenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehzahlwerten gemessen und mit einen vorgegebenen Wert verglichen, so daß dann in Block 29 festgestellt werden kann, ob die Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant geblieben war oder nicht. Überschreitet nämlich die Dif ferenz zweier aufeinanderfolgender Drehzahlwerte einen bestimmten vorgegebenen Wert, so wird in das Schiebe register eine 1 eingeschrieben, was zur Folge hat, daß wenigstens für eine bestimmte Zeit diese 1 in dem Schieberegister erhalten bleibt. Solange sich jedoch eine 1 in dem Schieberegister befindet, wird die Dros selklappe nicht verändert. Insgesamt findet also nur dann eine Veränderung statt, wenn eine einmal in das Schieberegister eingeschriebene 1 durch das Verschieben in Block 28 wieder aus dem Schieberegister herausge schoben werden, und damit das gesamte Schieberegister mit Nullen besetzt ist.

Schließlich wird vor einer Beeinflussung der Drossel klappe auch noch geprüft, ob die vorgegebene Leerlauf drehzahl der Brennkraftmaschine überhaupt vom aktuellen Drehzahlwert abweicht. Ist dies nämlich nicht der Fall, so ist auch keine Veränderung der Stellung der Drossel klappe notwendig und wird daher auch nicht durchgeführt. Stimmen jedoch Drehzahlsollwert und Drehzahlistwert nicht überein, so wird mit Hilfe der Blöcke 32 und 33 die Dros selklappe so verstellt, daß die Differenz zwischen den beiden genannten Drehzahlwerten sich verkleinert.

Prinzipiell ist es möglich, durch die Verwendung ent sprechender schnell verstellbarer Drosselklappenan schläge 13 mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens eine vollwertige Leerlaufdrehzahlregelung aufzubauen. Es ist jedoch auch möglich, das erfindungsgemäße Ver fahren nur als Adaptionsverfahren zu benutzen, also für den Ausgleich langsamer Änderungen, die mit Hilfe einer z. B. überlagerten Leerlaufdrehzahlregelung nicht ausgeregelt werden können. Bei derartigen langsamen Veränderungen kann es sich z. B. um Alterungserscheinun gen der Brennkraftmaschine handeln, um Umweltpara meter, Höhenfehler usw.

Claims

1. Verfahren zur Einstellung einer Drosselklappe im Leerlauf,

- mit einer Drosselklappe im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine,
- mit einer Einrichtung zur Verstellung der Drosselklappe in Ab hängigkeit von einem elektrischen Steuersignal,
- mit einer Einrichtung zur Erfassung wenigstens einer bestimmten Stellung der Drosselklappe und zur Erzeugung eines entsprechenden elektrischen Stellungssignals,
- mit einer Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftma schine und zur Erzeugung eines entsprechenden Drehzahlsignals,
- mit Mitteln zur Erkennung des stabilen Leerlaufzustandes der Brennkraftmaschine wenigstens in Abhängigkeit des Drehzahlsignals

dadurch gekennzeichnet, daß

- die Einstellung der Drosselklappe veränderbar ist,
- wenn die Drosselklappe eine spezielle Stellung erreicht hat,
- und wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine nahezu konstant ist,
- wobei die Drehzahl als konstant angenommen wird, wenn sie über eine vorgebbare, mehrere Programmdurchläufe umfassende Zeitdauer im wesentlichen konstant geblieben ist,
- während die Drehzahl als nicht konstant angenommen wird, sobald zwischen in aufeinander folgenden Programmdurchläufe erfaßten Dreh zahlwerte eine Abweichung großer als ein vorgegebener Wert festge stellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der bestimmten Stellung der Drossel klappe um den Anschlag der Drosselklappe in ihre Leer laufstellung handelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Verstellung der Drosselklappe mittels einer Verstellung des Anschlags der Drosselklappe be werkstelligt wird.

4. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Brennkraft maschine dann als nahezu konstant angesehen wird, wenn die Differenz zweier aufeinanderfolgender Drehzahl werte einen bestimmten, vorgebbaren Wert nicht über schreitet.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drossel klappe verändert werden kann, wenn die Schubabschaltung nicht eingeschaltet ist.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn der Motor nicht mehr kalt ist.

7. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn der Motor nicht zu heiß ist.

8. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine von einem vorgebbaren Leerlauf solldrehzahlwert abweicht.

9. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellung der Drosselklappe verändert werden kann, wenn seit der letzten Veränderung der Stellung der Drosselklappe eine bestimmte, vorgebbare Zeitdauer vorübergegangen ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselklappe weiter geöffnet wird, wenn die Drehzahl der Brennkraft maschine kleiner ist als der vorgegebene Drehzahlsoll wert und daß die Drosselklappe geschlossen wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine größer ist als der vorgegebene Drehzahlsollwert.