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Dokumentenidentifikation DE19858258A1 21.06.2000
Titel Einrichtung zur Steuerung des Antriebsmomentes einer Brennkraftmaschine
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Schaefer-Siebert, Dietrich, Dr., 71701 Schwieberdingen, DE
DE-Anmeldedatum 17.12.1998
DE-Aktenzeichen 19858258
Offenlegungstag 21.06.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.06.2000
IPC-Hauptklasse F02D 43/00
Zusammenfassung Vorgeschlagen wird eine Einrichtung zum Steuern des Antriebsmoments einer Brennkraftmaschine über eine Beeinflussung wenigstens einer der Größen Zündzeitpunkt, Kraftstoffmenge oder Einspritzzeitpunkt abhängig von Betriebskenngrößen, wobei die aktuelle Position des Brennkraftmaschinenblockes bestimmt und die vom Fahrer gewünschte Änderung des Antriebsmomentes im zeitlichen Verlauf derart ergänzend gesteuert wird, daß sich der Brennkraftmaschinenblock zwischen den beiden Anschlägen schnell bewegt, im Bereich der Anschläge jedoch abgebremst wird.

Beschreibung[de]
Stand der Technik

Mit Blick auf möglichst schadstofffreies Abgas bei geringem Kraftstoffverbrauch gehören inzwischen Steuerungen des Antriebsmomentes von Brennkraftmaschinen zum vielfältigen Stand der Technik. Dabei geht es einerseits darum, den Fahrerwunsch möglichst verzögerungsfrei und optimal umzusetzen, andererseits gesetzliche Bestimmungen, wie z. B. bezüglich des Abgasausstoßes, und ökonomische Vorgaben, insbesondere einen geringen Kraftstoffverbrauch, möglichst optimal miteinander zu verbinden. Was speziell die Umsetzung des Fahrerwunsches beim Beschleunigen anbelangt, so sind auch diesbezüglich bereits eine Vielfalt von technischen Lehren bekannt geworden, die darauf abzielen, bei mit Benzin betriebenen Brennkraftmaschinen im Fall der vom Fahrer gewünschten Beschleunigung Luftzufuhr, Kraftstoffzufuhr oder den Zündwinkel zu beeinflussen.

Als weiterer Stand der Technik sei konkret die DE 39 39 927 A erwähnt, die ein Verfahren zum Messen des Drehmoments eines Motors zum Gegenstand hat. Dort ist vorgesehen, Kraftmesseinrichtungen in den Lagern zwischen Motor und Fahrzeugchassis vorzusehen und ausgehend von den gemessenen Kräften im Beschleunigungsfall auf das vom Motor bzw. der Brennkraftmaschine entwickelte Drehmoment zu schließen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Steuerung des Antriebsmomentes einer Brennkraftmaschine zu schaffen, die einerseits eine gute Umsetzung des Fahrerwunsches in eine Beschleunigung ermöglicht, andererseits auch bezüglich Fahrkomfort keine Wünsche offen läßt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Steuerung des Antriebsmomentes einer Brennkraftmaschine über eine Beeinflussung wenigstens einer der Größen Zündzeitpunkt, Kraftstoffmenge oder Einspritzzeitpunkt abhängig von Betriebskenngrößen zeichnet sich dadurch aus, daß die aktuelle Position des Brennkraftmaschinenblockes bestimmt und die vom Fahrer gewünschte Änderung des Antriebsmomentes im zeitlichen Verlauf derart ergänzend gesteuert wird, daß sich der Brennkraftmaschinenblock zwischen den beiden Anschlägen schnell bewegt, im Bereich der Anschläge jedoch abgebremst wird. Damit läßt sich einerseits der Fahrerwunsch nach Beschleunigung (einschließlich einer negativen Beschleunigung = Verzögerung) realisieren, ohne daß es zu unerwünschten Ruckelerscheinungen insbesondere bei quer eingebauten Brennkraftmaschinen kommt.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles sowie in Verbindung mit den Unteransprüchen.

Zeichnung

In der einzigen Figur der Zeichnung ist grobschematisch in einer Kombination von Block- und Flußdiagramm der Grundgedanke der Erfindung mit seinem Lösungsweg wiedergegeben.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In der einzigen Figur der Zeichnung ist mit 10 der Block einer Brennkraftmaschine bezeichnet, mit 11 und 12 jeweils die Aufstandsflächen der Brennkraftmaschinenlager 13 und 14 auf dem Chassis des Fahrzeugs. In bzw. an diesen Lagern 13 und 14 sind Kraft-Sensoren 15 und 16 für die Kräfte vorgesehen, die der Brennkraftmaschinenblock auf das jeweilige Lager ausübt, oder entsprechende Wegsensoren für die der Messung des Abstandes zwischen Brennkraftmaschinenblock und Chassis. Eine nachfolgende Signalverarbeitungseinheit 18 erhält die Signale der beiden Sensoren 15 und 16. Daran schließt sich eine Einheit 20 zur Positions- bzw. Lagebestimmung für den Brennkraftmaschinenblock an. Dies erfolgt entweder über die Auswertung der gemessenen Kräfte, die im jeweiligen Lager 13, 14 wirken oder, bei Verwendung von Weg-Sensoren, unmittelbar aus den gemessenen Abständen zwischen Brennkraftmaschinenblock und Chassis.

Die nachfolgende Abfrageeinheit 21 erfaßt, ob sich der Brennkraftmaschinenblock in der Nähe eines durch die Lager 13 und 14 bestimmten mechanischen Anschlages befindet oder nicht. Ist dies der Fall, dann erfolgt in der Einheit 22 eine kurzfristige und kurzzeitige Reduzierung des Antriebsmoments der Brennkraftmaschine, damit sich der Brennkraftmaschinenblock eher sanft an den Anschlag anlegt, in jedem Fall dort nicht hart aufschlägt.

Wird hingegen in der Abfrageeinheit 21 ermittelt, daß sich der Brennkraftmaschinenblock nicht in Anschlagsnähe befindet, dann erfolgt kein Eingriff in die einzelnen Steuergrößen der Brennkraftmaschine, und ein neuer Durchlauf durch das Programm beginnend bei der Positionsbestimmung 20 schließt sich an.

Mit welchem Eingriff die kurzzeitige Reduzierung des Antriebsmoments der Brennkraftmaschine erfolgt, ist eine Frage des konkreten Einzelfalles. Die einzelnen Möglichkeiten hierzu sind dem Fachmann bekannt. Als besonders zweckmäßig hat sich herausgestellt, im Falle von Benzin-Brennkraftmaschinen die kurzzeitige Momentenbeeinflussung über eine Zündverstellung vorzunehmen, im Falle von Benzin-Direkteinspritzmotoren ferner über die eingespritzte Kraftstoffmenge bzw. des Spritzbeginns für diese Kraftstoffmenge.

Bei Diesel-Brennkraftmaschinen lassen sich gute Ergebnisse mit einer entsprechenden Rücknahme der Kraftstoffmenge bzw. des Einspritzbeginnes erzielen.

Gestrichelt eingezeichnet ist in der Figur ein gesonderter Weg zur Positionsbestimmung ausgehend von einem Drehzahlsignal, das von einem nicht näher dargestellten Drehzahlsensor 25 erfaßt wird. In einer nachfolgenden Signalverarbeitungseinheit 26 wird die Änderung des Drehzahlsignales erfaßt und davon ausgehend auf eine mehr oder weniger starke Auslenkung des Brennkraftmaschinenblockes aus seiner Normallage geschlossen. Damit ist eine Simulation der Lage des Brennkraftmaschinenblockes möglich mit dem Ziel, daß dann, wenn aufgrund des Signalverhaltens darauf geschlossen werden kann, daß die Brennkraftmaschine in den Bereich ihrer Anschläge zu liegen kommt, die weiter oben behandelten Maßnahmen eingeleitet werden können.

Als Alternative zum gezeichneten Beispiel kann auch anstelle der beiden Sensoren 15 und 16 nur ein einzelner Sensor verwendet werden.

Ferner können die Sensoren je nach ihrer Art sowohl innerhalb als auch außerhalb der Lager 13, 14 angeordnet sein.

Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten:

Bei den aus akustischen Gründen zunehmend weicher werdenden Lagern für Brennkraftmaschinen wird es immer schwieriger, einen weichen Lastwechsel (Beschleunigung, Verzögerung) zu applizieren. Für einen weichen Lastwechsel ist es notwendig, daß der Brennkraftmaschinenblock ausreichend langsam an die Anschläge der Brennkraftmaschinenlagerung heranbewegt wird. Hingehend ist die Geschwindigkeit des Brennkraftmaschinenblockes zwischen den Anschlägen unbedeutender.

Davon ausgehend ist es Gegenstand der Erfindung, daß ein Sensor (berührend oder berührungslos) die aktuelle Position des Brennkraftmaschinenblocks an ein elektrisches Steuergerät meldet und dieses dann die vom Fahrer gewünschte Änderung des Brennkraftmaschinenmoments im zeitlichen Verlauf so steuert, daß sich der Brennkraftmaschinenblock zwischen den beiden Anschlägen schnell bewegt und anschließend langsam an den Anschlag angelegt wird. Als Alternative zur Messung der aktuellen Position des Brennkraftmaschinenblocks kann auch vorgesehen sein, daß die Lage des Brennkraftmaschinenblocks ausgehend insbesondere vom Drehzahlsignal simuliert wird.


Anspruch[de]
  1. 1. Einrichtung zur Steuerung des Antriebsmomentes einer Brennkraftmaschine über eine Beeinflussung wenigstens einer der Größen Zündzeitpunkt, Kraftstoffmenge oder Einspritzzeitpunkt abhängig von Betriebskenngrößen, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Position des Brennkraftmaschinenblockes bestimmt und die vom Fahrer gewünschte Änderung des Antriebsmomentes im zeitlichen Verlauf derart ergänzend gesteuert wird, daß sich der Brennkraftmaschinenblock zwischen den beiden Anschlägen schnell bewegt, im Bereich der Anschläge jedoch abgebremst wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Position des Brennkraftmaschinenblockes meßtechnisch ermittelt oder ausgehend vom Verlauf eines Drehzahlsignals simuliert wird.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung des Antriebsmomentes im Bereich der Anschläge durch wenigstens eine der Maßnahmen Rücknahme von Zündzeitpunkt oder Zündwinkel, Rücknahme von Einspritzzeitpunkt oder Einspritzmenge erfolgt.






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