DE3428619A1

DE3428619A1 - Verfahren zur steuerung und/oder regelung einer brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE3428619A1
Application number: DE19843428619
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Auth; Ulrich 7145 Markgröningen Flaig; Klaus Dipl.-Ing. 7151 Affalterbach Krieger; Hermann Dr.-Ing. 7000 Stuttgart Kull; Martin 7031 Aidlingen Lenfers; H.-Joachim Dipl.-Ing.(FH) 7145 Markgröningen Peter; Hannes Dipl.-Min. Dr. 7016 Gerlingen Pflug; Albrecht 7140 Ludwigsburg Sieber; Max Dr. 7000 Stuttgart Straubel; Gerhard Dipl.-Ing. Stumpp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-08-03
Filing date: 1984-08-03
Publication date: 1986-02-13
Also published as: DE3428619C2; JPS6143273A; FR2568630A1; FR2568630B1

Description

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19.7.198U Sr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO STUTTGART 1

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine nach der Gattung des Oberbegriffes des Hauptanspruchs.

Aus der DE-OS 28 29 700 ist ein Verfahren zum Vorwärmen von Glühkerzen bekannt, das eine sehr kurze Vorwärmzeit ermöglicht. In jedem Brennraum der Brennkraftmaschine befindet sich dabei eine Glühkerze, die alle gemeinsam nach einem bestimmten, zeitlichen Ablauf mit Energie versorgt werden. Für die Begrenzung der Energiezufuhr zu den Glühkerzen ist dabei bei dem bekannten Verfahren ein Vorwiderstand vorgesehen.

Der Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß im Falle der Begrenzung der Energiezufuhr zu den Glühkerzen am Vorwiderstand Energie unnötigerweise in Wärme umgesetzt wird, also insgesamt ein Energieverlust vorhanden ist. Wird das Verfahren im Zusammenhang mit Kraftfahrzeugen angewandt, so kann dies ein unerwünschtes vorzeitiges Entladen der Kraftfahrzeugbatterie zur Folge haben.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat gegenüber dem genannten Stand der Technik den Vorteil, daß zur Begrenzung der Energiezufuhr zu den Glühkerzen kein Vorwiderstand notwendig ist, daß also keine Energieverluste auftreten. Dies wird dadurch erreicht, daß die Glühkerzen in Gruppen aufgeteilt, und dann den einzelnen Gruppen abwechselnd Energie zugeführt wird.

Besonders vorteilhaft ist es, den zeitlichen Wechsel zwischen den einzelnen Gruppen z.B. abhängig zu machen von einer gewünschten, den Glühkerzen zuzuführenden Energie, oder von der Temperatur wenigstens einer Glühkerze, oder von einer möglichst geringen Schwankung der gesamten Energiezufuhr zu den Glühkerzen.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, sowie aus der Zeichnung.

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Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung angegeben und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Figur 1 zeigt eine beispielhafte Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Figur 2 Zeitdiagramme für verschiedene den Glühkerzen zugeführte gesamte Heizenergien H.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Bei den Ausführungsbeispielen handelt es sich um Einrichtungen, mit deren Hilfe die Entflammung und Verbrennung von Kraftstoff in den Brennräumen der Brennkraftmaschine beeinflußt wird. Die beschriebenen Einrichtungen sind dabei vornehmlich im Zusammenhang mit Dieselbrennkraftmaschinen einsetzbar. Es ist jedoch auch möglich, die Gegenstände ganz allgemein zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine zu benutzen. Bei den in den nachfolgenden Ausführungsbeispiel dargestellten Einrichtungen -werden zur Beeinflussung der Verbrennung des Kraftstoffs in den Brennräumen angebrachte Glühkerzen benutzt. Auch hier ist es möglich, daß statt der Glühkerzen sich ganz allgemein heiße Stellen in den Brennräumen der Brennkraftmaschine befinden.

Figur 1 zeigt eine beispielhafte Realisierung 'des erfindungsgemäßen Verfahrens. Mit den Bezugsziffern 30, 31, 33 und 3^ sind in dieser Figur 1 vier Glühkerzen bezeichnet. Die Glühkerzen 30 und 31 sind dabei zu einer mit 32 bezeichneten ersten Glühkerzengruppe, die Glühkerzen 33 und 3^ zu einer durch die Bezugsziffer 35 gekennzeichneten , zweiten Glühkerzengruppe zusammengefaßt. Zwei Schalter tragen die Bezugs-

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zeichen 36 und 37· Zuletzt ist noch ein mit dem Zeichen gekennzeichnetes Steuergerät vorhanden. Die gesamte Einrichtung wird von der Batteriespannung U^ mit Energie versorgt. Aus diesem Grund ist jeder der beiden Schalter 36 und 3T mit einem Anschlußpunkt an die Batteriespannung LL· angeschlossen, während der jeweils noch freie Anschlußpunkt zu jeweils einer Glühkerzengruppe geführt ist. Dabei ist der Schalter 36 mit der Glühkerzengruppe 32, also den beiden parallel geschalteten Glühkerzen 30 und 31 verbunden, während der Schalter 37 an die Glühkerzengruppe 35, also an die beiden parallel geschalteten Glühkerzen 33 und 3^ angeschlossen ist. Sämtliche Glühkerzen liegen mit einem Anschlußpunkt auf Masse. Das Steuergerät 38 ist zum einen von einem Signal T beaufschlagt, das die Temperatur wenigstens einer der Glühkerzen darstellt, sowie zum anderen von weiteren den Betriebszustand der Brennkraftmaschine charakterisierenden Kenngrößen, so z.B. der Batteriespannung XJ-. Diese Betriebskenngrößen können dabei direkt durch Messungen oder indirekt durch beliebige Nachbildungen gewonnen werden. Abhängig von den Betriebskenngrößen bildet das Steuergerät 38 zwei Ausgangssignale, nämlich das Signal A und das Signal B. Mit dem Signal A bestimmt das Steuergerät 38 den Schaltzustand des Schalters 36, während mit dem Signal B der Schalter 37 vom Steuergerät 38 angesteuert wird.

Wurde beim bekannten Stand der Technik die Begrenzung der Energiezufuhr zu den Glühkerzen mit Hilfe eines Vorwiderstands realisiert, so wird diese Begrenzung bei der beispielhaften Realisierung des erfindunsgemäßen Verfahrens der Figur 1 dadurch erreicht, daß die vier Glühkerzen 30, 31, 33 und 3^ in zwei Glühkerzengruppen 32 und

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35 aufgeteilt sind, und mit Hilfe der "beiden Schalter und 37 durch das Steuergerät 38 abwechselnd mit Energie versorgt werden. Dies bedeutet, daß die gewünschte, den Glühkerzen zuzuführende Energie dadurch z·. B. den beiden Glühkerzen 30 und 31 zugeleitet wird, daß die beiden genannten Glühkerzen immer gerade solange mit der Batteriespannung U_x. verbunden sind, daß im zeitlichen Mittel die Glühkerzen die gewünschte Energie aufnehmen. Die Einschaltzeiten der beiden Schalter 36 und 37 werden dabei vom Steuergerät 38 bestimmt, und zwar wenigstens abhängig von der gewünschten, den Glühkerzen zuzuführende Energie. Durch die Berücksichtigung weiterer Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine, wie z.B. der Batteriespannung U₁,, können z.B. Spannungseinbrüche der Batte-riespannung U₁, vom Steuergerät 38 frühzeitig ausgeglichen

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werden.

Figur 2 zeigt Zeitdiagramme für verschiedene, den Glühkerzen zugeführte gesamte Heizenergien H. Mit A ist in dieser Figur 2 das schon genannte, den Schalter 36 ansteuernde Signal A, mit B das den Schalter 37 schaltende Signal B gemeint. Ist das Signal A oder das Signal B gleich Null, so bedeutet es, daß der Schalter geöffnet ist, ist 'es hingegen gleich eins, so ist der Schalter geschlossen. Mit H ist in der Figur 2 die allen Glühkerzen tatsächlich zugeführte Heizenergie bezeichnet. Die von der Batteriespannung U_x. zur Verfügung gestellte gesamte Energie, mit der die Glühkerzen bei gleichzeitig geschlossenem Schalter 36 und 37 beheizt werden würden, ist in der Figur 2 mit H bezeichnet. Eine

max

bestimmte sich wiederholgende Zeitdauer trägt in der Figur 2 die Buchstaben TP.

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Soll nun den Glühkerzen z.B. 75 % der maximal zuführbaren Heizenergie zugeführt werden, also 75 % .- H ,so bedeutet

max

dies, daß die beiden Schalter 36 und 37 z.B. mit den in der Figur 2 gezeigten Signalen A und B angesteuert werden können. Die den Glühkerzen tatsächlich zugeführte Heizenergie H hat dann den in der Figur 2 gezeigten Verlauf. Mit Hilfe der den Zeitdiagrammen der Figur 2 entsprechenden Ansteuerung ist es also möglich, die Schalter 36 und 37.SO anzusteuern, daß bestimmte, vorgebbare Energiemengen den Glühkerzen zugeleitet werden. Selbstverständlich sind auch sämtliche Zwischenwerte der in der Figur 2 gezeigten Energiemengen realisierbar.

Die beispielhafte Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Figur 1 und die zugehörigen Zeitdiagramme der Figur 2 beziehen sich auf eine Brennkraftmaschine mit vier Zylindern also auch mit vier Glühkerzen. Diese vier Glühkerzen sind-in zwei Gruppen eingeteilt. Diese Einteilung bewirkt in den Zeitdiagrammen der Signale A und B der Figur 2, daß diese beiden Signale gerade um die Hälfte einer Periodendauer TP versetzt sind. Verallgemeinert bedeutet dies, daß bei einer Einteilung einer beliebigen Anzahl von Glühkerzen in ζ Gruppen die Ansteuersignale der einzelnen, zu «jeder Gruppe gehörenden Schalter gerade um 1/z einer vorgebbaren Periodendauer voneinander versetzt sind. Selbstverständlich ist es auch im Zusammenhang mit dem beschriebenen Versatz der einzelnen Ansteuersignale möglich, diesen Versatz mittels anderer Zusammenhänge zu definieren, oder die einzelnen Glühkerzengruppen gänzlich unabhängig vonein-

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ander anzusteuern. Dabei kann auch die normalerweise gleichbleibende Abfolge der Ansteuerung der einzelnen Glühkerzengruppen verändert werden oder sogar ganz unterbleiben. .

Wichtig ist bei dem -erf indungsgemäßen Verfahren nur, daß sämtliche Glühkerzen in Gruppen aufgeteilt und abwechselnd mit Energie versorgt werden.

Besonders vorteilhaft ist es nun, die Ansteuerung der Schalter'36 und 37 der Figur 1, also die den Glühkerzen zuzuführende Energiemenge, nicht nur auf bestimmte, vorgebbare Werte zu steuern, und dabei gegebenenfalls die Batteriespannung U,, zu berücksichtigen, sondern mit Hilfe des Signals T bezüglich der Temperatur wenigstens einer der Glühkerzen die Temperatur der Glühkerzen auf bestimmte, vorgebbare Werte zu regeln. Mittels der beispielhaften Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Figur 1 ist es also auch möglich, über das Signal T die Energiezufuhr zu den Glühkerzen gerade so zu regeln, daß die Glühkerzen eine bestimmte Betriebstemperatur beibehalten.

Wie aus der Figur 2 zu entnehmen ist, schwanken z.B. bei 75 % und 25 % der maximal zuführbaren Heizenergie die tatsächlich den Glühkerzen zugeführte Heizenergien H um einen bestimmten Wert. Besonders vorteilhaft ist es nun, mit Hilfe von weiteren Maßnahmen diesen Schwanku-ngswert möglichst klein zu halten. Dies kann beim erfindungsgemäßen Verfahren durch die Einteilung der Glühkerzen in Gruppen erreicht werden. Wird z.B. das erfindungsgemäße Verfahren im Zusammenhang mit einem Kraftfahrzeug eingesetzt, so ist es erforderlich, daß der genannte Schwankungs-wert eine bestimmte Schwelle unterschreitet. Diese Schwelle kann durch

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Versuche ermittelt werden, und ist gerade so groß, daß die Schwankungen der Energiezufuhr zu den Glühkerzen die Helligkeit der Scheinwerfer gerade nicht beeinflußt. Mit Hilfe einer entsprechend feinen Aufteilung der Glühkerzen in Gruppen ist es nun möglich, die Schwankungen der Energiezufuhr zu den Glühkerzen unterhalb der genannten Schwelle zu halten. Selbstverständlich ist es des weiteren auch möglich, durch entsprechende Ansteuerungen der Schalter und 37 vom Steuergerät 38 die Schwankungen der Energiezufuhr zu den Glühkerzen zu verkleinern. Dabei ist es besonders vorteilhaft, immer nur maximal eine Gruppe von Glühkerzen ein- oder auszuschalten.

Insgesamt ist es also mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, durch die Aufteilung der Glühkerzen in Gruppen und die abwechselnde Energieversorgung der Gruppen die Temperatur der Glühkerzen auf bestimmte, vorgebbare Werte zu regeln, und gleichzeitig die Schwankungen der Energiezufuhr zu den Glühkerzen unterhalb einer vorgegebenen Schwelle zu halten.

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Claims

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19.7-198U Sr/Hm

ROBERT BOSCH GMBH, 7000 STUTTGART 1

Ansprüche

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung einer Brennkraftmaschine mittels jeweils einer heißen Stelle in jedem Brennraum der Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche heiße Stellen in wenigstens zwei Gruppen aufgeteilt sind, und daß die wenigstens zwei Gruppen heißer Stellen abwechselnd mit Energie versorgt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Wechsel zwischen den wenigstens zwei Gruppen wenigstens abhängig ist von der gewünschten, den heißen Stellen zuzuführenden Energie.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Wechsel zwischen den wenigstens zwei Gruppen wenigstens abhängig ist von der Temperatur wenigstens einer heißen Stelle.

k. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitliche Wechsel zwischen den wenigstens zwei Gruppen wenigstens abhängig ist von einer zu unterschreitenden Schwankungsbreite der Energiezufuhr zu sämtlichen heißen Stellen.

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5· Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß immer nur maximal eine Gruppe heißer Stellen ein- oder ausgeschaltet wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur bei laufender Brennkraftmaschine das Verfahrens angewandt wird.