DE10028083A1 - Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors und Drosselklappensteuerungsverfahren - Google Patents
Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors und DrosselklappensteuerungsverfahrenInfo
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Abstract
Bei einer Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors wird, wenn der Fahrer ein Gaspedal betätigt, um zu bewirken, daß ein Kraftfahrzeug in einen stationären Laufmodus übergeht, ein angestrebter Drosselklappenöffnungsbetrag nicht länger zu einem Drosselklappenöffnungsbetrag (tTA) gesteuert, der von einem betätigten Betrag des Gaspedals abhängt. Der Drosselklappenöffnungsbetrag wird stattdessen zu einem Wert (TAR/L) gesteuert, der ein stationäres erforderliches Drehmoment bereitstellt. Auf diese Weise wird das Fahrzeug unmittelbar in einen gewünschten stationären Laufmodus gebracht, ohne daß der Fahrer das Gaspedal wiederholt betätigen müßte, da die Gaspedaloperation nicht direkt von dem Drosselklappenöffnungsbetrag wiedergespiegelt wird. Somit braucht der Fahrer Gaspedaloperationen nicht häufig zu wiederholen, wenn das Fahrzeug in einen stationären Laufmodus eintritt, wodurch ein verbessertes Fahrverhalten sichergestellt wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines
Verbrennungsmotors, die dahingehend arbeitet, eine Drosselklappe derart zu steuern,
daß der Drosselklappenöffnungsbetrag einem angestrebten Drosselklappenöffnungs
betrag entspricht, der von einem von einem Gaspedal bewirkten Betrag abhängt (d. h.
den Betrag, um den ein Gaspedal niedergedrückt wurde), und sie betrifft auch ein
Drosselklappensteuerungsverfahren.
Eine bekannte Drosselklappensteuerungsvorrichtung, wie sie in der Japanischen
Offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 9-42032 offenbart ist, arbeitet dahingehend,
daß sie den Drosselklappenöffnungsbetrag, der von Betriebsbedingungen des Motors
sowie der Anforderung eines Fahrers abhängt, entsprechend steuert, indem sie die
Drosselklappe des in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen montierten Motors
elektronisch steuert. In der Drosselklappensteuerungsvorrichtung wird das
Ausgangsdrehmoment des Motors als Reaktion auf die Anforderung eines Fahrers auf
folgende Weise gesteuert.
Ein angestrebter Drosselklappenöffnungsbetrag wird auf der Grundlage eines
von einem Gaspedal bewirkten Betrags berechnet, d. h. dem Betrag, um den das
Gaspedal niedergedrückt wurde, und der Öffnungsbetrag der Drosselklappe
(Drosselklappenöffnungsbetrag) wird mit Hilfe eines Elektromotors oder dergleichen so
gesteuert, daß er im wesentlichen gleich dem angestrebten Drosselklappen
öffnungsbetrag ist.
Unter der oben beschriebenen Drosselklappenöffnungsbetragssteuerung steigt
oder sinkt der Drosselklappenöffnungsbetrag mit dem Steigen oder Sinken des von dem
Gaspedal bewirkten Betrags, wenn der Fahrer das Kraftfahrzeug beschleunigt oder
abbremst, und deshalb kann ein gutes Fahrverhalten ohne jegliches Problem erhalten
werden. Wenn der Fahrer versucht, ein stabileres Laufen des Fahrzeugs in einem
stationären Betriebsmodus nach Beendigung der Beschleunigung oder Abbremsung
einzuleiten, sind jedoch die Laufbedingungen nicht sofort stabilisiert, und das Gaspedal
muß häufig auf wiederholte Weise betätigt werden, mit dem Ergebnis eines
verschlechterten Fahrverhaltens.
Als Beispiel: Unmittelbar nachdem der durch das Gaspedal bewirkte Betrag zur
Beschleunigung oder zum Abbremsen eine große Änderung erfährt, ändert sich der
Drosselklappenöffnungsbetrag zum größten Teil in Richtung eines angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrags, der in Abhängigkeit von dem von dem Gaspedal
bewirkten Betrag eingestellt ist, und der Motor selbst befindet sich ebenfalls in der
Mitte eines Übergangs von einem Arbeitszustand zu einem anderen. Es ist deshalb
schwierig, das Gaspedal in eine derartige Gaspedalposition zu betätigen, die einem
gewünschten Ausgangsdrehmoment entspricht, so daß das Ausgangsdrehmoment auf
das gewünschte Niveau gesteuert wird. Der Fahrer muß dementsprechend das Gaspedal
nach dem Beschleunigungs- oder Abbremsvorgang häufig oder wiederholt betätigen,
und so kann ein ausreichend gutes Fahrverhalten nicht erreicht werden.
In der in der Japanischen Offengelegten Patentveröffentlichung Nr. 9-42032
offenbarten Einrichtung, wo die Schwankungen bei dem von dem Gaspedal bewirkten
Betrag (der Betrag, um den das Gaspedal von dem Fahrer niedergedrückt wird) reduziert
werden, wird die Steuerverstärkung des Drosselklappenöffnungsbetrags auf der
Grundlage der Annahme reduziert, daß das Kraftfahrzeug in einen stationären
Laufmodus gebracht worden ist, um dadurch das stationäre Laufen des Kraftfahrzeugs
zu realisieren. Jedoch werden Schwankungen bei dem von dem Gaspedal bewirkten
Betrag erst dann reduziert, wenn die Laufbedingungen des Kraftfahrzeugs ausreichend
stabilisiert sind. Mit anderen Worten wird der von dem Gaspedal bewirkte Betrag
während des Übergangs von einem Beschleunigungs-/Abbremsmodus in den stationären
Laufmodus immer noch in großem Maße variiert. Die Drosselklappenöffnungs
betragssteuerung kann deshalb erst nach der Stabilisierung des durch das Gaspedal
bewirkten Betrags eingeleitet werden und das Fahrverhalten kann nicht verbessert
werden.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in der Bereitstellung einer
Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, durch den für den
Fahrer die Notwendigkeit entfällt, das Gaspedal häufig zu betätigen, bevor das Fahrzeug
einen stationären Laufmodus erreicht, und darin, das Fahrverhalten des Fahrzeugs zu
verbessern.
Um die obigen und/oder andere Aufgaben zu erzielen, enthält eine
Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors gemäß einem ersten
Gesichtspunkt der Erfindung ein Steuersystem, das eine Drosselklappe so steuert, daß
ein Ausgangsdrehmoment des Motors einem zum Realisieren eines stationären
Betriebszustands berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht, wenn
ein Gaspedal betätigt wird, um den Motor in einen stationären Betriebsmodus zu
bringen.
Wenn die an dem Motor durchgeführte Operation den Motor in einen stationären
Betriebsmodus bringen soll, wird der Drosselklappenöffnungsbetrag so gesteuert, daß er
ein zum Realisieren eines stationären Betriebszustands berechnetes stationäres
erforderliches Drehmoment bereitstellt, anstatt in Abhängigkeit von einem von dem
Gaspedal bewirkten Betrag gesteuert zu werden (d. h. den Betrag, um den das Gaspedal
niedergedrückt wird).
Wenn der Motor so betrieben wird, daß er in einen stationären Betriebsmodus
übergeht, hängt der Drosselklappenöffnungsbetrag somit nicht direkt von Operationen
oder einer Manipulation des Gaspedals ab, sondern wird so gesteuert, daß er das
stationäre erforderliche Ausgangsdrehmoment bereitstellt. Selbst wenn das Gaspedal so
betätigt wird, daß der Motor in einen stationären Betriebsmodus gebracht wird, hängt
der Drosselklappenöffnungsbetrag nicht länger direkt von der Gaspedaloperation ab,
falls er als in den stationären Betriebsmodus gerichtet erachtet wird, und der
Drosselklappenöffnungsbetrag wird zu dem stationären erforderlichen Drehmoment
gesteuert. Dies verhindert, daß sich der Drosselklappenöffnungsbetrag gemäß dem von
dem Gaspedal bewirkten Betrag schnell ändert.
Der Betriebszustand des Motors geht dementsprechend unmittelbar in einen
gewünschten stationären Betriebsmodus über oder schaltet in diesen um, und der Fahrer
braucht das Gaspedal nicht wiederholt zu betätigen, da die Gaspedaloperation zu diesem
Zeitpunkt nicht verwendet wird, um den Drosselklappenöffnungsbetrag zu steuern. Dies
führt zu verbessertem Fahrverhalten.
Das Steuersystem gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung kann
dahingehend arbeiten, daß es die Drosselklappe steuert, so daß das
Ausgangsdrehmoment des Motors dem zum Realisieren eines stationären
Betriebszustands berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht,
solange der Motor weiterhin in einem stationären Betriebsmodus arbeitet, nachdem die
an dem Motor durchgeführte Operation so beurteilt wird, daß sie den Motor in einen
stationären Laufmodus bringt.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Drosselklappen
steuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors bereitgestellt, die eine Drosselklappe
des Motors steuert, so daß ein Drosselklappenöffnungsbetrag einem angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag entspricht, der von einem von einem Gaspedal bewirkten
Betrag abhängt. Die Drosselklappensteuerungsvorrichtung enthält ein
Antriebsmechanismuslaufzustandserfassungsmittel zum Erfassen von Laufzuständen
eines Antriebsmechanismus, der von dem Motor angetrieben wird, ein
Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment zum Berechnen eines
stationären erforderlichen Drehmoments auf der Grundlage der erfaßten Laufzustände
des Antriebsmechanismus, wobei das stationäre erforderliche Drehmoment ein
Drehmoment ist, das erforderlich ist, um den Antriebsmechanismus in einen stationären
Laufmodus zu bringen, ein Erfassungsmittel für den stationären Betrieb, um zu
bestimmen, ob eine an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der
Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus übergeht, und ein Drossel
klappensteuermittel für den stationären Laufmodus zum Steuern einer Drosselklappe, so
daß ein Ausgangsdrehmoment des Motors dem berechneten stationären erforderlichen
Drehmoment entspricht, wenn bestimmt ist, daß die an dem Motor durchgeführte
Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus
übergeht.
Wie oben beschrieben, wenn das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb
bestimmt, daß die am Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der
Antriebsmechanismus zu dem stationären Laufmodus übergeht, steuert das Erfas
sungsmittel für den stationären Betrieb eine Drosselklappe so, daß das
Ausgangsdrehmoment des Motors dem berechneten stationären erforderlichen
Drehmoment entspricht. Falls die an dem Motor durchgeführte Operation (d. h. die
Gaspedaloperation) so erachtet wird, daß sie den Antriebsmechanismus in den
stationären Laufmodus bringen soll, kann der Drosselklappenöffnungsbetrag deshalb so
gesteuert werden, daß die erfaßten Laufzustände des Antriebsmechanismus konstant
oder stabil gemacht werden.
Falls der Fahrer eine Operation durchführt, um zum stationären Laufen
überzugehen, werden die Laufzustände dementsprechend zu diesem Zeitpunkt als die
stationären Laufzustände angesehen. Dann wird der Drosselklappenöffnungsbetrag so
gesteuert, daß die stationären Laufzustände beibehalten werden, und zwar ohne weitere
Abhängigkeit von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag. Bei dieser Anordnung wird
verhindert, daß der Drosselklappenöffnungsbetrag gemäß dem von dem Gaspedal
bewirkten Betrag schnell geändert wird. Infolgedessen geht der Antriebsmechanismus
unmittelbar zu dem gewünschten stationären Laufmodus über, ohne daß der Fahrer
das Gaspedal wiederholt betätigen müßte, wodurch ein verbessertes Fahrverhalten
sichergestellt wird.
Das Steuersystem gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung kann
dahingehend arbeiten, daß es die Drosselklappe steuert, so daß das abgegebene
Drehmoment des Motors dem zum Realisieren eines stationären Betriebszustands
berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht, solange der Motor
weiterhin in einem stationären Betriebsmodus arbeitet, nachdem die an dem Motor
durchgeführte Operation so beurteilt wird, daß sie den Motor in einen stationären
Laufmodus bringt.
Bei der Drosselklappensteuervorrichtung des Motors gemäß dem zweiten
Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann ein Berechnungsmittel für das
angeforderte Ausgangsdrehmoment ein angefordertes Ausgangsdrehmoment auf der
Grundlage einer an dem Motor durchgeführten Operation berechnen, und das
Erfassungsmittel für den stationären Betrieb bestimmt, daß die an dem Motor
durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in einen stationären
Laufmodus übergeht, und zwar unter einer ersten Bedingung, daß eine Differenz
zwischen dem angeforderten Ausgangsdrehmoment und dem berechneten stationären
erforderlichen Drehmoment kleiner oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist.
Beispielsweise kann das Berechnungsmittel für das angeforderte Ausgangs
drehmoment ein angefordertes Ausgangsdrehmoment auf der Grundlage der an dem
Motor durchgeführten Operation berechnen, und das Erfassungsmittel für den
stationären Betrieb bestimmt, daß die an dem Motor durchgeführte Operation den
Antriebsmechanismus dahin bringen soll, in einen stationären Laufmodus überzugehen,
und zwar unter einer derartigen Bedingung, daß eine Differenz zwischen dem
angeforderten Ausgangsdrehmoment und dem von dem Berechnungsmittel für das
stationäre erforderliche Drehmoment berechneten stationären erforderlichen
Drehmoment auf einen bestimmten Minimalwert oder darunter reduziert ist.
Wenn die obige Bestimmung erfolgt ist, kann erfaßt werden, daß die an dem
Motor durchgeführte Operation eine Operation ist, um den Antriebsmechanismus in den
stationären Laufzustand zu bringen.
In der Drosselklappensteuervorrichtung gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der
Erfindung kann ein Berechnungsmittel für den bewirkten Betrag eine Änderung eines
Betrags der an dem Motor durchgeführten Operation berechnen, und das
Erfassungsmittel für den stationären Betrieb bestimmt, daß die an dem Motor
durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in einen stationären
Laufmodus übergeht, und zwar unter einer zweiten Bedingung, daß die Änderung des
Betrags der an dem Motor durchgeführten Operation größer ist als ein zweiter
vorbestimmter Wert, zusätzlich zu der ersten Bedingung.
Wie oben beschrieben, muß die Bedingung, daß eine Änderung des Betrags der
an dem Motor durchgeführten Operation größer ist als ein bestimmter Wert, zusätzlich
zu der ersten Bedingung erfüllt sein, um zu bestimmen, daß die an dem Motor
durchgeführte Operation den Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus
bringen soll. Somit kann die Operation, zu einem stationären Laufzustand überzugehen,
mit höherer Genauigkeit erfaßt werden, und es kann eine genauere Steuerung
durchgeführt werden.
Weiterhin kann das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb bestimmen, daß
die an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus zu
einem stationären Laufmodus übergeht, und zwar zusätzlich zu den oben beschriebenen
Bedingungen unter einer dritten Bedingung, daß der Antriebsmechanismus sich zu
einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem aktuellen Steuerzyklus in einem beschleunigenden
oder abbremsenden Zustand befand.
Somit muß die Bedingung, daß sich der Antriebsmechanismus zu einem
Zeitpunkt unmittelbar vor dem aktuellen Steuerzyklus in einem beschleunigenden oder
abbremsenden Zustand befand, zusätzlich zu der ersten und zweiten Bedingung erfüllt
sein, um zu bestimmen, daß die an dem Motor durchgeführte Operation den
Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus bringen soll. Bei dieser
Anordnung kann die Operation, zu dem stationären Laufzustand überzugehen, mit
höherer Genauigkeit erfaßt werden, und es kann eine genauere Steuerung durchgeführt
werden.
Auch bestimmt das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb, daß sich der
Antriebsmechanismus zum Zeitpunkt unmittelbar vor dem aktuellen Steuerzyklus in
einem beschleunigenden oder abbremsenden Zustand befand, wenn eine Differenz
zwischen dem Ausgangsdrehmoment des Motors und dem berechneten stationären
erforderlichen Drehmoment zu dem Zeitpunkt unmittelbar vor dem aktuellen
Steuerzyklus größer oder gleich einem dritten vorbestimmten Wert war.
Es kann bestimmt werden, daß sich der Antriebsmechanismus zu einem
Zeitpunkt unmittelbar vor dem aktuellen Zyklus in einem beschleunigenden oder
abbremsenden Zustand befand, und zwar auf der Grundlage der Tatsache, daß zwischen
dem Ausgangsdrehmoment des Motors und dem stationären erforderlichen
Drehmoment bis zu dem Punkt unmittelbar vor dem aktuellen Steuerzyklus eine große
Differenz existiert.
In der Drosselklappensteuervorrichtung gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der
Erfindung kann ein Drosselklappensteuerungsschaltmittel bereitgestellt sein, um zu
bestimmen, daß der Motor so betrieben wird, um den Antriebsmechanismus aus dem
stationären Laufmodus freizugeben. Dieser Zustand wird bestimmt, wenn eine Differenz
zwischen dem auf der Grundlage der an dem Motor durchgeführten Operation
berechneten angeforderten Ausgangsdrehmoment und dem berechneten stationären
erforderlichen Drehmoment größer ist als der erste vorbestimmte Wert. Das
Drosselklappensteuerungsschaltmittel bewirkt dann das Umschalten zu einer
Drosselklappensteuerung, unter der der Drosselklappenöffnungsbetrag zu einem
angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag gesteuert wird, der von einem von einem
Gaspedal bewirkten Betrag abhängt.
Somit bestimmt das Drosselklappensteuerungsschaltmittel, daß der Antriebs
mechanismus den stationären Laufmodus verläßt oder aus ihm herauskommt, wenn eine
Differenz zwischen dem angeforderten Ausgangsdrehmoment und dem stationären
erforderlichen Drehmoment größer als ein bestimmter Wert wird. Bei Beendigung des
stationären Laufzustands transferiert das Drosselklappenschaltmittel zu der
Drosselklappensteuerung bzw. schaltet diese um, unter der der Drosselklappen
öffnungsbetrag zu einem angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag gesteuert wird, der
von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag abhängt oder mit ihm variiert.
Wenn der Fahrer zur Beschleunigung oder zum Abbremsen das Gaspedal
betätigt, verläßt der Antriebsmechanismus deshalb sofort den stationären Laufmodus
und kann mit schneller Reaktion beschleunigt oder abgebremst werden. Ein gutes
Fahrverhalten kann somit selbst beim Abbremsen beibehalten werden.
In der Drosselklappensteuervorrichtung des Motors gemäß dem ersten oder
zweiten Gesichtspunkt der Erfindung kann ein Drosselklappenöffnungsänderungsmittel
bereitgestellt sein, um einen angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag zum
Bereitstellen des stationären erforderlichen Drehmoments allmählich auf einen
angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag zu ändern, der von dem von dem Gaspedal
bewirkten Betrag abhängt, wenn der Antriebsmechanismus von dem stationären
Laufmodus in einen nicht stationären Laufmodus übergeht.
Wenn der Antriebsmechanismus einen stationären Laufmodus verläßt, wird der
angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag allmählich von einem Betrag, der zum
Bereitstellen eines stationären erforderlichen Drehmoments eingestellt ist, zu einem
Betrag geändert, der von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag abhängt (d. h. dem
Betrag, um den ein Gaspedal niedergedrückt wird). Dies ermöglicht es, Stöße aufgrund
von Schwankungen des Ausgangsdrehmoments beim Schalten der Steuerung zu
unterdrücken und ein weiter verbessertes Fahrverhalten beizubehalten.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung enthält ein Drossel
klappensteuerverfahren eines Verbrennungsmotors folgende Schritte: Erfassen von
Laufzuständen eines Antriebsmechanismus, der durch den Motor angetrieben wird;
Berechnen eines stationären erforderlichen Drehmoments auf der Grundlage der
Laufzustände des Antriebsmechanismus, wobei das stationäre erforderliche
Drehmoment erforderlich ist, um den Antriebsmechanismus in einen stationären
Laufmodus zu bringen; Bestimmen, ob eine an dem Motor durchgeführte
Gaspedaloperation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären
Laufmodus übergeht; und Steuern einer Drosselklappe, so daß ein Ausgangs
drehmoment des Motors dem berechneten stationären erforderlichen Drehmoment
entspricht, wenn bestimmt wird, daß die an dem Motor durchgeführte Gaspedal
operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus
übergeht.
Die vorausgegangenen und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der
Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild, das schematisch den Aufbau eines Benzinmotors und
seines Steuersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ein Blockschaltbild, das den Aufbau des Steuersystems der ersten
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 3A, Fig. 3B und Fig. 3C Flußdiagramme einer Berechnungssteuerroutine für
den angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag gemäß der ersten Ausführungsform der
Erfindung;
Fig. 4A bis 4D Zeitdiagramme, die ein Beispiel einer Steuerung gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen; und
Fig. 5A bis Fig. 5D Zeitdiagramme, die ein anderes Beispiel einer Steuerung
gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines Benzinmotors (der einfach
als "Motor" bezeichnet wird) 4 und seines Steuersystems, auf das die Erfindung
angewendet wird, schematisch zeigt. Der Motor 4 ist in einem Kraftfahrzeug zum
Antreiben/Fahren des Kraftfahrzeugs als Antriebsmechanismus angebracht.
Der Motor 4 enthält einen Zylinderblock 6, in dem ein erster Zylinder 8, ein
zweiter Zylinder 10, ein dritter Zylinder 12 und ein vierter Zylinder 14, die jeweils eine
Brennkammer aufweisen, ausgebildet sind. Ein Einlaßkanal 20 ist über einen
Einlaßkrümmer 16 und einen Ausdehnungsbehälter 18 mit jedem der Zylinder 8, 10, 12
und 14 verbunden. Ein Luftfilter 22 ist stromaufwärts von dem Einlaßkanal 20
vorgesehen, und Umgebungsluft wird durch den Luftfilter 22 in den Einlaßkanal 20
eingeleitet.
Kraftfahrzeug-Einspritzventile 24, 26, 28 und 30, die den jeweiligen Zylindern
8, 10, 12 und 14 entsprechen, sind in dem Einlaßkrümmer 16 vorgesehen. Die
Kraftstoff-Einspritzventile 24, 26, 28 und 30 sind elektromagnetische Ventile, die zum
Öffnen oder Schließen mit daran angelegtem Strom angesteuert werden und dazu
dienen, Kraftstoff unter Druck von einem nicht gezeigten Kraftstofftank mit Hilfe einer
nicht gezeigten Kraftstoffpumpe auszuspritzen oder auszustoßen. Der aus den
Einspritzventilen 24, 26, 28 und 30 ausgestoßene Kraftstoff wird in dem Einlaßkrümmer
16 mit Ansaugluft vermischt, um ein Luft-Kraftstoff-Gemisch bereitzustellen. Das Luft-
Kraftstoff-Gemisch wird in die Brennkammer jedes der Zylinder 8, 10, 12 und 14 durch
einen entsprechenden nicht gezeigten Ansaugkanal eingeleitet, der geöffnet ist, wenn
ein für jeden Zylinder 8, 10, 12 und 14 bereitgestelltes nicht gezeigtes Einlaßventil
geöffnet ist. Unter der Luftverhältnisrückmeldungssteuerung wird die Länge der
Kraftstoffeinspritzzeit (Dauer der Kraftstoffeinspritzung) der Kraftstoff-Einspritzventile
24, 26, 28 und 30 auf der Grundlage eines Luftverhältnisrückmeldungskorrekturfaktors
FAF, der durch eine nicht gezeigte Luftverhältnisrückmeldungssteuerroutine erhalten
wird, einen erlernten Luftverhältniswert KG und so weiter gesteuert.
Eine Drosselklappe 32 zum Einstellen der Einlaßluftdurchflußrate GA ist in dem
stromaufwärts von dem Ausdehnungsbehälter 18 anzuordnenden Einlaßkanal 20
vorgesehen. Die Drosselklappe 32 wird durch einen in dem Einlaßkanal 20
vorgesehenen Drosselklappenmotor 34 angetrieben (geöffnet und geschlossen), so daß
sein Öffnungsbetrag oder Drosselklappenöffnungsbetrag TA wie gewünscht gesteuert
wird. Ein Drosselklappensensor 36, der in der Nähe der Drosselklappe 32 angeordnet
ist, dient zum Erfassen des Drosselklappenöffnungsbetrags TA und erzeugt ein den
Drosselklappenöffnungsbetrag TA anzeigendes Signal.
Außerdem ist ein Gaspedal 38 in einem Fahrerraum des Kraftfahrzeugs
vorgesehen, und ein Gaspedalsensor 40 ist zum Erfassen des Betrags, um den ein
Gaspedal 38 niedergedrückt wird, oder eines von einem Gaspedal bewirkten Betrags
PDLA bereitgestellt. Eine elektronische Steuereinheit (im weiteren als "ESE"
bezeichnet) 50, wie später beschrieben wird, steuert den Drosselklappenmotor 34 auf
der Grundlage des von einem Gaspedal bewirkten Betrags PDLA und anderer
Eingangssignale, um den Drosselklappenöffnungsbetrag TA in Abhängigkeit von den
Fahrzuständen des Fahrzeugs einzustellen. Wie später beschrieben wird, kann der
Drosselklappenöffnungsbetrag TA so gesteuert werden, daß er ein Ausgangs
drehmoment bereitstellt, das gegebenenfalls erforderlich ist, um einen stationären
Laufzustand (entsprechend stationärem Fahren) zu ermöglichen, ohne jedoch direkt dem
von dem Gaspedal bewirkten Betrag PDLA zu entsprechen oder von ihm abzuhängen.
Eine veränderliche Ventilsteuerungseinrichtung (im weiteren zu "VVS"
abgekürzt) 52 gestattet, eine nicht gezeigte Einlaß-Nockenwelle mit Einlaßnocken, die
den Hubbetrag von Einlaßventilen bestimmen, relativ zu der nicht gezeigten
Kurbelwelle zu drehen. Die VVS 52 ist ausgelegt, die Ventilsteuerung der Einlaßventile
in Abhängigkeit von den Arbeitszuständen des Motors 4 zu ändern, um die Einstellung
der Ventilüberschneidung mit Auslaßventilen zu gestatten. Die Ventilsteuerung wird auf
der Grundlage der von einem Nockenwinkelsensor 54 erfaßten Phase der Drehung der
Einlaßnockenwelle erhalten.
Ein Auslaßkanal 62 ist über einen Auslaßkrümmer 60 mit jedem der Zylinder 8,
10, 12 und 14 verbunden. Der Auslaßkanal 62 ist mit einem Katalysator 64 und einem
Schalldämpfer 66 versehen. Durch den Auslaßkanal 62 fließendes Abgas tritt durch den
Katalysator 64 und den Schalldämpfer 66 und wird dann aus dem Fahrzeug abgelassen.
Ein Luftströmungsmeßgerät 68 ist zwischen dem Luftfilter 22 und der
Drosselklappe 32 in dem Einlaßkanal 20 vorgesehen. Das Luftströmungsmeßgerät 68
erfaßt die Durchflußrate GA der Einlaßluft, die in die Brennkammer jedes Zylinders 8,
10, 12 und 14 eingeleitet wird, und erzeugt ein die Ansaugluftdurchflußrate GA
darstellendes Signal.
Ein Zylinderkopf 6a des Motors 4 ist entsprechend den jeweiligen Zylindern 8,
10, 12 und 14 mit Zündkerzen 70, 72, 74, 76 versehen. Die Zündkerzen 70, 72, 74 und
76 werden jeweils von Zündspulen 70a, 72a, 74a und 76a begleitet, um auf diese Weise
ein Direktzündungssystem bereitzustellen, das keinen Verteiler verwendet. Jede der
Zündspulen 70a, 72a, 74a und 76a legt eine Hochspannung, die beim Ausschalten eines
von einer Zündungsansteuerschaltung innerhalb der ESE 50 erzeugten primärseitigen
Stroms erzeugt wird, in einer geeigneten Zündverstellung direkt an eine entsprechende
der Zündkerzen 70, 72, 74 und 76 an.
Ein Sauerstoffsensor 80 ist stromaufwärts von dem Katalysator 64 im
Auslaßkanal 62 angeordnet. Der Sauerstoffsensor 80 erzeugt ein Signal Vox, das das in
Anteilen des Abgases erscheinende Luftverhältnis der Luft-Kraftstoff-Mischung angibt.
Auf der Grundlage des Signals Vox wird eine Luft-Kraftstoff-Rück
meldungssteuerungsoperation durchgeführt, so daß das Luftverhältnis so gesteuert wird,
daß es das stöchiometrische Luftverhältnis ist, und zwar dadurch, daß die
einzuspritzende Kraftstoffmenge unter Verwendung des Luftverhältnis-
Rückmeldungskorrekturfaktors FAF, des gelernten Luftverhältniswerts KG und anderer
Werte erhöht oder reduziert wird.
Ein Drehzahlsensor 90 erzeugt ein der Drehzahl NE des Motors 4
entsprechendes Impulssignal auf der Grundlage der Rotationsgeschwindigkeit der
Kurbelwelle des Motors 4, und ein Zylinderidentifikationssensor 62 erzeugt ein
Impulssignal als Referenzsignal für jeden spezifizierten Kurbelwinkel während der
Drehung der Kurbelwelle, um jeden der Zylinder 8, 10, 12 und 14 zu identifizieren. Die
ESE 50 berechnet die Drehzahl NE und den Kurbelwinkel und führt auch eine
Zylinderidentifikation durch, und zwar auf der Grundlage der Ausgangssignale von dem
Drehzahlsensor 90 und dem Zylinderidentifikationssensor 92
Ein im Zylinderblock 6 vorgesehener Wassertemperatursensor 94 zum Erfassen
der Temperatur des Motorkühlmittels erzeugt ein die Kühlmitteltemperatur THW
anzeigendes Signal. Ein Gangpositionssensor 96 ist in einem Getriebe vorgesehen, das
nicht dargestellt ist, und erzeugt ein Signal, das die Gangposition SHFTP angibt. Dieses
Getriebe ist ein Automatikgetriebe, und die Gangposition wird durch die ESE 50
gesteuert.
Ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 97 ist an der Abtriebswelle des Getriebes
vorgesehen und erzeugt ein die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD angebendes Signal.
Unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild von Fig. 2 wird nun der Aufbau
einer Drosselklappensteuervorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung und
ein Steuersystem, das andere Funktionen durchführt, beschrieben.
Die ESE 50 enthält eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 50a, einen
Festwertspeicher (ROM) 50b, einen Direktzugriffspeicher (RAM) 50c, einen Reserve-
RAM 50d und andere Bauteile. Die ESE 50 enthält eine Logikeinheit oder Schaltung, in
der die oben angegebenen Bauteile 50a-50d über einen bidirektionalen Bus 50g mit
einer Eingangsschaltung 50e, einer Ausgangsschaltung 50f und anderen Bauteilen
verbunden sind. Im ROM 50b werden verschiedene Steuerprogramme, beispielsweise
eine Berechnungssteuerroutine für den angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag, wie
später beschrieben, und verschiedene Arten von Daten, wie beispielsweise Karten,
gespeichert. Der RAM 50c speichert vorübergehend Operationsergebnisse der CPU 50a,
die in verschiedenen Steueroperationen erhalten wurden, und andere Daten.
Die Eingangsschaltung 50e dient als eine Eingangsschnittstelle und enthält einen
Puffer, eine Wellenformschaltung, einen A-D-Umsetzer und andere Bauteile. An die
Eingangsschaltung 50e sind jeweils der Drosselklappensensor 36, der Gaspedalsensor
40, der Nockenwinkelsensor 54, das Luftströmungsmeßgerät 68, der Sauerstoffsensor
80, der Drehzahlsensor 90, der Zylinderidentifikationssensor 92, der
Wassertemperatursensor 94, der Gangpositionssensor 96, der Fahrzeuggeschwindig
keitssensor 97, Leitungen, die Zündungsbestätigungssignale IGf der jeweiligen
Zündspulen 70a, 72a, 74a und 76a übertragen, usw. angeschlossen. Die Ausgangs
signale der jeweiligen Sensoren werden in digitale Signale umgesetzt, die dann über den
bidirektionalen Bus 50g übertragen und in die CPU 50a gelesen werden.
Die Ausgangsschaltung 50f enthält verschiedene Ansteuerschaltungen, und die
Kraftstoff-Einspritzventile 24, 26, 28 und 30, der Drosselklappenmotor 34, die VVS 52,
die Zündspulen 70a, 72a, 74a und 76a und andere Bauteile sind an die
Ausgangsschaltung 50f angeschlossen. Die ESE 50 führt auf der Grundlage der
Ausgangssignale von den jeweiligen Sensoren 36, 40, 54, 68, 80, 90, 92, 94, 96 und 97
Rechenoperationen durch und steuert die Kraftstoff-Einspritzventile 24, 26, 28 und 30,
den Drosselklappenmotor 34, die VVS 52, die Zündspulen 70a, 72a, 74a und 76a usw.
So berechnet die ESE 50 beispielsweise eine Last des Motors 4 auf der
Grundlage der von dem Luftströmungsmeßgerät 69 erfaßten Ansaugluftdurchflußrate
GA und steuert auch die Menge und den Zeitpunkt der durch die Kraftstoff-Einspritz
ventile 24, 26, 28 und 30 durchgeführten Kraftstoffeinspritzung, die Ventilsteuerung der
VVS 52 und den Zündzeitpunkt der Zündspulen 70a, 72a, 74a und 76a, und zwar in
Abhängigkeit von der Motorlast und der Motordrehzahl NE. Die ESE 50 korrigiert dann
auf der Grundlage des von dem Sauerstoffsensor 80 erfaßten Luftverhältnis die durch
die Kraftstoff-Einspritzventile 24, 26, 28 und 30 einzuspritzende Kraftstoffmenge,
indem sie sie erhöht oder reduziert, um das Luftverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs
genau zu steuern.
Als nächstes unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 3A-3C
werden eine Berechnungssteuerroutine für den angestrebten Drosselklappen
öffnungsbetrag und ihre damit verbundenen Routinen, die durch die ESE 50 in der
ersten Ausführungsform auszuführen sind, beschrieben. Es wird angemerkt, daß
Schrittnummern in einem Flußdiagramm, die jeder Routine entsprechen, mit "S ~"
bezeichnet sind. Die vorliegende Routine wird in regelmäßigen Zeitabständen oder auf
einem Zyklus eines bestimmten Kurbelwinkels wiederholt ausgeführt.
Bei Start der Berechnungssteuerroutine mit dem angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag werden der von dem Gaspedal bewirkte Betrag (der
Betrag, um den das Gaspedal niedergedrückt wird) PDLAi, die Motordrehzahl NE, die
Gangposition SHIFTP und die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD, die jeweils von dem
Gaspedalsensor 40, dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 90, dem Gangpositionssensor
96 und dem Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 97 erfaßt wurden, eingelesen. Es wird
dann Schritt S100 ausgeführt, um aus einer in dem ROM 50b gespeicherten Karte f1
einen vorläufigen Drosselklappenöffnungsbetrag tTA auf der Grundlage dieser Werte
PDLAi, NE, SHIFTP, SPD und anderer, zu berechnen, wie durch den folgenden
Ausdruck (1) angegeben.
tTA ← f1 (PDLAi, NE, SHITP, SPD,. . .) (1)
Der vorläufige Drosselklappenöffnungsbetrag tTA wird als ein
Drosselklappenöffnungsbetrag definiert, der von dem von dem Gaspedal bewirkten
Betrag PDLAi abhängt. Hier stellt der an PDLA angehängte Buchstabe "i" einen in
dem aktuellen Steuerzyklus erfaßten Wert dar. Auch stellt im nächsten Ausdruck (2) "i-
1" einen in dem vorausgegangenen Steuerzyklus erfaßten Wert dar. Andere Parameter,
wie beispielsweise eine Kühlmitteltemperatur THW, können zu den oben angegebenen
Parametern der Karte f1 hinzugefügt werden.
Als nächstes wird im Schritt S110 eine Änderung DLPDLA in dem von dem
Gaspedal bewirkten Betrag PDLA durch Subtrahieren des in dem vorausgegangenen
Steuerzyklus erfaßten, von dem Gaspedal bewirkten Betrags PDLA(i-1) von dem in
dem aktuellen Steuerzyklus erfaßten, von dem Gaspedal bewirkten Betrag PDLA gemäß
dem folgenden Ausdruck (2) erhalten.
DLPDLA ← PDLAi - PDLA(i-1) (2)
Im nächsten Schritt S120 wird ein angefordertes Ausgangsdrehmoment
TQPDLA, das von dem Fahrer angefordert wird, aus einer in dem ROM 50b
gespeicherten Karte f2 auf der Grundlage des vorläufigen Drosselklappen
öffnungsbetrags tTA, der Motordrehzahl NE, der Gangposition SHFTP, der
Kühlmitteltemperatur THW und anderer erhalten, wie durch den folgenden Ausdruck
(3) angegeben.
TQPDLA ← f2 (tTA, NE, SHFTP, THW,. . .) (3)
Im nächsten Schritt S130 wird aus einer in dem ROM 50b gespeicherten Karte
f3 ein aktuelles tatsächliches Augangsdrehmoment TQWHi auf der Grundlage der von
dem Luftströmungsmesser 68 erfaßten Ansaugluftdurchflußrate GA, der Motordrehzahl
NE, der Gangposition SHFTP, der Kühlmitteltemperatur THW und anderer erhalten,
wie durch den folgenden Ausdruck (4) angegeben.
TQWHi ← f3 (NE, GA, SHFTP, THW,. . .) (4)
Im nächsten Schritt S140 wird aus einer in dem ROM 50b erhaltenen Karte f4
eine aktuelle Straßensteigung SLOPi auf der Grundlage des tatsächlichen
Ausgangsdrehmoments TQWHi, der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und einer
Änderung SPD der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD erhalten, wie durch den folgenden
Ausdruck (5) angegeben.
SLOPi ← f4 (TQWHi, ΔSPD, SPD) (5)
Im nächsten Schritt S150 wird ein zum Aufrechterhalten der aktuellen
Fahrzeuggeschwindigkeit SPD erforderliches Ausgangsdrehmoment als ein stationäres
erforderliches Drehmoment TQR/Li aus einer in dem ROM 50b gespeicherten Karte f5
auf der Grundlage der aktuellen Straßensteigung SLOPi und der
Fahrzeuggeschwindigkeit SPD erhalten, wie durch den folgenden Ausdruck (6)
angegeben.
TQR/Li ← f5 (SLOPi, SPD) (6)
Im nächsten Schritt S160 wird eine zum Bereitstellen des im Schritt S150
erhaltenen stationären erforderlichen Drehmoments TQR/Li benötigter
Drosselklappenöffnungsbetrag als ein stationärer erforderlicher Drosselklappen
öffnungsbetrag TAR/Li erhalten. Insbesondere wird der aktuelle stationäre erforderliche
Drosselklappenöffnungsbetrag TAR/Li aus einer in dem ROM 50b gespeicherten Karte
f6 auf der Grundlage des stationären erforderlichen Drehmoments TQR/Li, der
Motordrehzahl NE, der Gangposition SHFTP, der Ventilsteuerung VT und anderer
erhalten, wie durch den folgenden Ausdruck (7) angegeben.
TAR/Li ← f6 (TQR/Li, NE, SHFTP, VT, . . .) (7)
Als nächstes unter Bezugnahme auf Fig. 3B wird Schritt S170 ausgeführt, um
zu bestimmen, ob ein in dem RAM 50c gesetztes stationäres Anforderungsflag "EIN"
ist. Dieses Stationärzustands-Anforderungsflag befindet sich in dem "EIN"-Zustand,
wenn der Fahrer einen stationären Laufzustand des Fahrzeugs anfordert oder wünscht.
Falls Schritt S170 bestimmt, daß der stationäre Laufzustand von dem Fahrer
nicht gewünscht wird, nämlich falls das Stationärzustands-Anforderungsflag "AUS" (im
Schritt S170 "NEIN") ist, wird Schritt S180 ausgeführt, um zu bestimmen, ob das in
dem vorausgegangenen Steuerzyklus erhaltene tatsächliche Ausgangsdrehmoment
TQWH(i-1) eine Bedingung erfüllt, die durch den Ausdruck (8) wie folgt dargestellt
wird:
TQR/L(i-1) + K1 ≧ TQWH(i-1) TQR/L(i-1) - K1 (8)
wobei K1 ein positiver Korrekturwert ist und "TQR/L(i-1)" das in dem
vorausgegangenen Steuerzyklus erhaltene stationäre erforderliche Drehmoment ist. Mit
dem oben angegebenen Ausdruck (8) wird bestimmt, ob das tatsächliche
Ausgangsdrehmoment TQWH(i-1) im wesentlichen dem stationären erforderlichen
Drehmoment TQR/L(i-1) entspricht, um auf diese Weise zu bestimmen, ob der
Fahrzustand des Motors im vorausgegangenen Steuerzyklus kein beschleunigender
Zustand oder abbremsender Zustand war.
Falls der oben angegebene Ausdruck (8) nicht erfüllt ist (im Schritt S180 wird
"NEIN" erhalten), falls nämlich der Motor im vorausgegangenen Steuerzyklus
beschleunigte oder abbremste, wird Schritt S190 durchgeführt, um zu bestimmen, ob
der Absolutwert |DLPDLA| der Änderung DLPDLA in dem im Schritt S110 erhaltenen,
von dem Gaspedal bewirkten Betrag PDLA größer oder gleich einem Kriteriumswert
K2 (<0) oder nicht ist. Es wird nämlich bestimmt, ob der Fahrer die Position des
Gaspedals 38 größtenteils geändert hat.
Falls |DLPDLA| größer oder gleich K2 ist (im Schritt S190 "JA"), wird Schritt
S200 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Beziehung zwischen dem stationären
erforderlichen Drehmoment TQR/Li und dem angeforderten Ausgangsdrehmoment
TQPDLA folgenden Ausdruck (9) erfüllt.
|TQR/Li - TQPDLA| ≦ K3 (9)
Hier ist der Kriteriumswert K3 (<0) ein derart kleiner Wert, daß angegeben wird,
ob das stationäre erforderliche Drehmoment TQR/Li und das angeforderte
Ausgangsdrehmoment TQPDLA ausreichend nahe beieinander liegen. Falls der obige
Ausdruck (9) erfüllt ist, kann bestimmt werden, daß das stationäre erforderliche
Drehmoment TQR/Li und das angeforderte Ausgangsdrehmoment TQPDLA
ausreichend nahe beieinander liegen.
Falls der oben angegebene Ausdruck (9) erfüllt ist (in Schritt S200 wird "JA"
erhalten), wird Schritt S210 ausgeführt, um das Stationärzustands-Anforderungsflag auf
"EIN" zu setzen. Somit werden in den oben beschriebenen Schritten S180, S190 und
S200 Beurteilungen durchgeführt, um zu bestimmen, ob von dem Fahrer ein stationärer
Laufzustand gewünscht wird.
Falls von dem Fahrer ein stationärer Laufzustand gewünscht oder angefordert
wird, wird Schritt S220 durchgeführt, um den in Schritt S160 erhaltenen aktuellen
stationären angeforderten Drosselklappenöffnungsbetrag TAR/Li als einen angestreben
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi des aktuellen Steuerzyklus zu setzen. Auf diese
Weise wird der aktuelle Zyklus der Berechnungssteuerroutine für den angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag beendet, und eine Hauptroutine, einschließlich einer
Kraftstoffeinspritzoperation und anderer, wird durchgeführt.
Da das Stationärzustands-Anforderungsflag in dem nächsten Steuerzyklus auf
"EIN" gesetzt ist (in Schritt S170 wird "JA" erhalten), geht der Steuerfluß zu Schritt
S200 weiter, um zu bestimmen, ob der oben angegebene Ausdruck (9) erfüllt ist.
Solange das angeforderte Ausgangsdrehmoment TQPDLA ausreichend nahe an
dem stationären angeforderten Drehmoment liegt (im Schritt S200 wird "JA" erhalten),
wird das Stationärzustands-Anforderungsflag im Schritt S210 in dem "EIN"-Zustand
gehalten. Im Schritt S220 wird deshalb der im Schritt S160 in den aktuellen
Fahrzuständen erhaltene stationäre erforderliche Drosselklappenöffnungsbetrag TAR/Li
als angestrebter Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi verwendet.
In dem Fall, daß der oben angegebene Ausdruck (8) erfüllt ist ("JA" im Schritt
S180), ohne daß in dem vorausgegangenen Steuerzyklus eine Beschleunigung oder
Abbremsung auftritt, wenn das Stationärzustands-Anforderungsflag auf "AUS" gesetzt
ist ("NEIN" im Schritt S170), geht der Steuerfluß zu Schritt S230 von Fig. 3C weiter.
Falls der von dem Gaspedal bewirkte Betrag keine große Änderung erfährt und
|DLPDLA| kleiner ist als K2 ("NEIN" im Schritt S190), geht der Steuerfluß auch zu
Schritt S230 von Fig. 3C weiter.
Im Schritt S230 wird bestimmt, ob das Stationärzustands-Anforderungsflag auf
"AUS" gesetzt ist. Da das Stationärzustands-Anforderungsflag in diesem Fall auf
"AUS" gesetzt ist ("JA" im Schritt S230), was bedeutet, daß der Fahrer keinen
stationären Laufzustand des Fahrzeugs wünscht oder verlangt, wird Schritt S240
ausgeführt, um den in Schritt S100 erhaltenen vorläufigen
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA als einen angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi des aktuellen Steuerzyklus zu setzen. Nach der
Ausführung von Schritt S240 wird die Berechnungssteuerroutine für den angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag einmal beendet, und die Hauptroutine, einschließlich der
Kraftstoffeinspritzoperation und anderer, wird ausgeführt.
Wenn das angeforderte Ausgangsdrehmoment TQPDLA von dem erforderlichen
Drehmoment TQR/Li abweicht, während das Stationärzustands-Anforderungsflag auf
"EIN" gesetzt ist ("NEIN" im Schritt S200), falls nämlich eine von dem Fahrer
durchgeführte beschleunigende oder abbremsende Aktion anzeigt, daß der stationäre
Laufzustand nicht länger gewünscht wird, geht der Steuerfluß zu Schritt S230 von Fig.
3C weiter.
Da Schritt S230 bestimmt, daß das Stationärzustands-Anforderungsflag in
diesem Fall auf "EIN" gesetzt ist (in Schritt S230 wird "NEIN" erhalten), wird dann
Schritt S250 ausgeführt, um die Zeitkonstante NSM für die Berechnung des gewichteten
Mittels (Berechnung eines gewichteten Mittelwerts) zu erhalten. Die Zeitkonstante
NSM wird aus einer in dem ROM 50b gespeicherten Karte f7 auf der Grundlage der
Änderung DLPDLA des von dem Gaspedal bewirkten Betrags PDLA erhalten, wie
durch den folgenden Ausdruck (10) angegeben.
NSM ← f7 (DLPDLA) (10)
Unter Verwendung der auf obige Weise erhaltenen Zeitkonstante NSM wird im
Schritt S260 ein angestrebter Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi des aktuellen
Steuerzyklus auf der Grundlage des angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrags
ttTA(i-1) in dem vorausgegangenen Steuerzyklus und dem in Schritt S100 erhaltenen
vorläufigen Drosselklappenöffnungsbetrag tTA durch Berechnung des gewichteten
Mittels erhalten, wie durch den folgenden Ausdruck (11) angegeben.
ttTAi ← ttTA(i-1) + (tTA - ttTA(i-1))/NSM (11)
Dann wird Schritt S270 ausgeführt, um zu bestimmen, ob die Beziehung
zwischen dem vorläufigen Drosselklappenöffnungsbetrag tTA und dem angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi folgenden Ausdruck (12) erfüllt.
|ttTAi - tTA| ≦ K4 (12)
Hier ist der Kriteriumswert K4 (<0) ein derart kleiner Wert, daß er angibt, daß
der vorläufige Drosselklappenöffnungsbetrag tTA und der angestrebte Drossel
klappenöffnungsbetrag ttTAi ausreichend nahe beieinander liegen, d. h. eine Differenz
zwischen tTA und ttTAi ist ausreichend klein. Falls der oben angegebene Ausdruck (12)
erfüllt ist, wird bestimmt, daß der vorläufige Drosselklappenöffnungsbetrag tTA und der
angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi ausreichend nahe beieinander liegen.
Falls der vorläufige Drosselklappenöffnungsbetrag tTA und der angestrebte
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi nicht ausreichend nahe beieinander liegen, d. h.
eine Differenz zwischen tTA und ttTAi nicht ausreichend reduziert ist ("NEIN" in
Schritt S270), ist der aktuelle Zyklus der Routine beendet, und die Hauptroutine,
einschließlich der Kraftstoffeinspritzoperation und anderer, wird ausgeführt.
Wenn das Stationärzustands-Anforderungsflag auf "EIN" ("JA" in Schritt S170)
gesetzt ist und der Fahrer das Gaspedal 38 zur Beschleunigung oder Abbremsung des
Fahrzeugs betätigt ("NEIN" in Schritt S200), nähert sich der angestrebte
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi durch wiederholte Berechnung des oben
angegebenen Ausdrucks (11) allmählich dem vorläufigen Drosselklappenöffnungsbetrag
tTA an.
Falls der oben angegebene Ausdruck (12) erfüllt ist ("JA" in Schritt S270), wird
das Stationärzustands-Anforderungsflag im Schritt S280 auf "AUS" gesetzt, und der
aktuelle Zyklus der Routine wird beendet, worauf die Hauptroutine folgt, einschließlich
der Kraftstoffeinspritzoperation und anderer.
Die ESE 50 steuert den Drosselklappenmotor 34 aufgrund des wie oben
beschrieben bestimmten angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrags ttTAi an, so daß
der von dem Drosselklappensensor 36 erfaßte Drosselklappenöffnungsbetrag TA dem
angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi entspricht.
Ein Beispiel einer Steuerung gemäß der Berechnungssteuerroutine für den
angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag, wie sie oben beschrieben ist, ist in den
Zeitdiagrammen der Fig. 4A ~ 4D und Fig. 5A ~ 5D dargestellt.
Es sei angenommen, daß der Fahrer das Gaspedal 38 zu einem Zeitpunkt t0
niederdrückt, um das Kraftfahrzeug, das sich in einem stationären Laufzustand befunden
hat, zu beschleunigen. Da der von dem Gaspedal bewirkte Betrag PDLA zu diesem
Zeitpunkt schnell ansteigt, steigt auch der im Schritt S100 erhaltene vorläufige
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA schnell an, wie in Fig. 4B gezeigt. Gleichzeitig
ändert sich der in dem Prozeß der Schritte S130 ~ S160 erhaltene stationäre
erforderliche Drosselklappenöffnungsbetrag TAR/L allmählich, d. h. er nimmt in diesem
Fall zu, wie in Fig. 4B gezeigt, und zwar aufgrund des Anstiegs der
Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und der Motordrehzahl NE, einem Anstieg der
Ansaugluftdurchflußrate GA, Änderungen der Gangposition SHFTP und
Ventilsteuerung VS und anderer Faktoren.
Mit dem schnellen Anstieg des vorläufigen Drosselklappenöffnungsbetrags tTA
ist die Beziehung des oben angegebenen Ausdrucks (9) in Schritt S200 nicht länger
erfüllt (in Schritt S200 wird "NEIN" erhalten). Da das Stationärzustands-
Anforderungsflag zum Zeitpunkt t0 immer noch auf "EIN" gesetzt ist ("NEIN" in
Schritt S230), werden die Schritte S250 ~ S270 ausgeführt. Falls der vorläufige
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA zu diesem Zeitpunkt bereits nahe an dem
angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi liegt (im Schritt S270 wird "JA"
erhalten), wird das Stationärzustands-Anforderungsflag im Schritt S280 auf "AUS"
gesetzt.
In den nächsten und darauffolgenden Steuerzyklen wird deshalb im Schritt S230
eine zustimmende Entscheidung "JA" erhalten, und der vorläufige
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA wird im Schritt S240 auf den angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi gesetzt. Somit steigt der angestrebte
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi gemäß dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag
PDLA schnell an, wie in Fig. 4C gezeigt.
Zu und nach einem Zeitpunkt t1 steigt die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD
weiterhin an, während der Fahrer das Gaspedal 38 niedergedrückt hält.
Zu einem Zeitpunkt t2, an dem die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD beinahe ein
Sollniveau erreicht, gestattet der Fahrer, daß das Gaspedal 38 in einem großen Grad
zurückkehrt, um einen weiteren Anstieg der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD zu
verhindern. Zu diesem Zeitpunkt t2 existiert zwischen dem stationären erforderlichen
Drehmoment TQR/L und dem tatsächlichen Ausgangsdrehmoment TQWH in dem
vorausgegangenen Steuerzyklus aufgrund eines schnellen Anstiegs des tatsächlichen
Ausgangsdrehmoments TQWH ("NEIN" im Schritt S180) eine große Differenz. Zum
Zeitpunkt t2 wird die Änderung DLPDLA des von dem Gaspedal bewirkten Betrags
PDLA groß, wie in Fig. 4B gezeigt. ("JA" im Schritt S190). Als Ergebnis einer weiteren
Rückkehr des Gaspedals 38 oder des Reduzierens des von dem Gaspedal bewirkten
Betrags PDLA zum Stabilisieren der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD nähert sich das auf
der Grundlage des vorläufigen Drosselklappenöffnungsbetrags tTA berechnete
angeforderte Ausgangsdrehmoment TQPDLA dem stationären erforderlichen
Drehmoment TQR/L ("JA" im Schritt S200). Als Ergebnis wird Schritt S210
ausgeführt, so daß das Stationärzustands-Anforderungsflag auf "EIN" gesetzt wird.
Wie in Fig. 4C gezeigt, ist der angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA
deshalb bis zum Erreichen des Zeitpunkts t2 auf den vorläufigen
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA (Schritt S240) gesetzt, und der Drosselklappen
öffnungsbetrag wird in Abhängigkeit von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag
PDLA gesteuert. Ab dem Zeitpunkt t2 jedoch ist der stationäre erforderliche
Drosselklappenöffnungsbetrag TAR/L auf den angestrebten Drosselklappenöffnungs
betrag ttTA gesetzt (Schritt S220).
Zum Zeitpunkt t10 läßt der Fahrer das Gaspedal 38 zurückkehren oder gibt es
frei, um die Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs zu reduzieren, wie in Fig.
5A ~ 5D gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt wird der von dem Gaspedal bewirkte Betrag
PDLA schnell reduziert, und deshalb fällt auch der im Schritt S100 erhaltene vorläufige
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA schnell, wie in Fig. 5B gezeigt. Gleichzeitig wird der
in dem Prozeß der Schritte S130-S160 erhaltene stationäre erforderliche
Drosselklappenöffnungsbetrag TAR/L allmählich reduziert, wie in Fig. 5B gezeigt,
und zwar aufgrund von Reduktionen der Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und der
Motordrehzahl NE, einer Reduktion der Ansaugluftdurchflußrate GA, Änderungen der
Gangposition SHFTP und der Ventilsteuerung VS und anderen Faktoren.
Mit der schnellen Reduzierung des vorläufigen Drosselklappenöffnungsbetrags
tTA ist die Beziehung des oben angegebenen Ausdrucks (9) nicht länger erfüllt (im
Schritt S200 wird "NEIN" erhalten). Das Stationärzustands-Anforderungsflag ist zu
diesem Zeitpunkt t10 auf "EIN" gesetzt ("NEIN" im Schritt S230), und deshalb werden
die Schritte S250 bis S270 ausgeführt. Da der vorläufige Drosselklappenöffnungsbetrag
tTA und der angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi sich zu diesem Zeitpunkt
stark voneinander unterscheiden ("NEIN" in Schritt S270), wird Schritt S280 nicht
ausgeführt. Das Stationärzustands-Anforderungsflag ist nämlich nicht unmittelbar auf
"AUS" gesetzt.
Bei der obigen Anordnung wird der angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag
ttTAi durch wiederholtes Ausführen von Schritt S260 zum Aktualisieren von ttTAi
gemäß dem oben angegebenen Ausdruck (11) allmählich reduziert, bis der angestrebte
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi sich dem vorläufigen Drosselklappen
öffnungsbetrag tTA ausreichend annähert. In der Zwischenzeit ist der oben angegebene
Ausdruck (12) eine zeitlang nicht erfüllt ("NEIN" in Schritt S270).
Somit wird das Stationärzustands-Anforderungsflag im "EIN"-Zustand gehalten.
Wenn sich der angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi dem vorläufigen
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA ausreichend annähert (Zeitpunkt t11), und der oben
angegebene Ausdruck (12) erfüllt ist ("JA" im Schritt S270), wird das
Stationärzustands-Anforderungsflag im Schritt S280 auf "AUS" gesetzt.
In den nächsten und darauf folgenden Steuerzyklen wird deshalb im Schritt S230
eine bestätigende Entscheidung "JA" erhalten, und der vorläufige
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA wird im Schritt S240 auf den angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi gesetzt. Der Drosselklappenöffnungsbetrag ttTAi
entspricht folglich, nachdem der Zeitpunkt t11 erreicht ist, dem von dem Gaspedal
bewirkten Betrag PDLA.
Bei und nach dem Zeitpunkt t11 fällt die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD weiter
ab, während der Fahrer das Gaspedal zurückgeholt hält.
Zum Zeitpunkt t12, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD fast ein
gewünschtes Niveau erreicht, drückt der Fahrer das Gaspedal 38 zu einem größeren
Grad nieder als während des stationären Laufzustands, um eine weitere Reduktion der
Fahrzeuggeschwindigkeit SPD zu verhindern. Zu diesem Zeitpunkt t12 existiert
zwischen dem stationären erforderlichen Drehmoment TQR/L und dem tatsächlichen
Ausgangsdrehmoment TQWH in dem vorausgegangenen Steuerzyklus aufgrund einer
schnellen Reduktion des tatsächlichen Drehmoments TQWH eine große Differenz
("NEIN" in Schritt S180). Zum Zeitpunkt t12 wird die Änderunge DLPDLA des von
dem Gaspedal bewirkten Betrags PDLA groß, wie in Fig. 5B gezeigt. ("JA" in Schritt
S190). Infolge eines weiteren Anstiegs des von dem Gaspedal bewirkten Betrags PDLA,
um die Fahrzeuggeschwindigkeit SPD zu stabilisieren, nähert sich das auf der
Grundlage des vorläufigen Drosselklappenöffnungsbetrags tTA berechnete
Ausgangsdrehmoment TQPDLA dem stationären erforderlichen Drehmoment TQR/L
("JA" im Schritt S200). Infolgedessen wird Schritt S210 ausgeführt, so daß das
Stationärzustands-Anforderungsflag auf "EIN" gesetzt wird.
Wie in Fig. 5C gezeigt, wird der angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag
ttTA deshalb bis zum Erreichen des Zeitpunkts t12 auf den vorläufigen
Drosselklappenöffnungsbetrag tTA gesetzt (Schritt S240), und der Drosselklappen
öffnungsbetrag wird in Abhängigkeit von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag
PDLA gesteuert, wie in Fig. 5C gezeigt. Ab dem Zeitpunkt t12 jedoch wird der
stationäre erforderliche Drosselklappenöffnungsbetrag TAR/L auf den angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA gesetzt (Schritt S220).
In der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, entsprechen die
Fahrzeuggeschwindigkeit SPD und die Straßensteigung SLOP, auf der das
Kraftfahrzeug fährt, den Laufzuständen des Antriebsmechanismus, und der
Kraftfahrzeuggeschwindigkeitssensor 97 und Schritt S140 wirken wie ein Detektor zum
Erfassen der Laufzustände des Antriebsmechanismus.
Außerdem wirkt Schritt S150 wie ein Rechner für das stationäre erforderliche
Drehmoment, und die Schritte S180, S190 und S200 wirken dahingehend, daß sie eine
Operation erfassen, die zu dem stationären Laufzustand des Antriebsmechanismus führt,
während die Schritte S160 und S220 dahingehend wirken, die Drosselklappenöffnung in
einem stationären Laufmodus zu steuern.
Außerdem wirkt Schritt S200 dahingehend, in einem nicht stationären
Laufmodus zu einer Drosselklappensteuerung umzuschalten, und Schritte S230 bis
S280 wirken dahingehend, einen angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag zu
aktualisieren.
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie sie oben
beschrieben ist, stellt vorteilhafte Effekte bereit, wie sie unten beschrieben werden.
(1) Wenn im Schritt S180 eine negative Entscheidung "NEIN" erhalten wird,
wird im Schritt S190 eine bestätigende Entscheidung "JA" und im Schritt S200 eine
bestätigende Entscheidung "JA" erhalten und von einer am Motor 4 durchgeführten
Operation kann bestimmt werden, daß sie eine Anforderung oder Nachfrage nach einem
stationären Laufzustand des Kraftfahrzeugs ist. Falls die Anforderung nach einem
stationären Laufzustand erkannt wird, wird der angestrebte
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA im Schritt S220 so gesetzt, daß er das berechnete
stationäre erforderliche Drehmoment TQR/L bereitstellt, so daß das Kraftfahrzeug in
einen stationären Laufmodus gebracht wird, anstatt den angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA in Abhängigkeit von dem von dem Gaspedal
bewirkten Betrag PDLA zu setzen (Schritt S240).
Wenn der Motor 4 so betrieben wird, daß das Kraftfahrzeug in den stationären
Laufzustand übergeht, hängt der angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA nicht
direkt von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag PDLA ab, sondern der
Drosselklappenöffnungsbetrag wird so gesteuert, daß er das stationäre angeforderte
Drehmoment TQR/L bereitstellt. Wenn die Steuerung (ESE) eine Gaspedaloperation
durch den Fahrer als eine Absicht oder Nachfrage bestimmt, das Fahrzeug in einen
stationären Laufzustand übergehen zu lassen, wird der angestrebte Drosselklappen
öffnungsbetrag ttTA dementsprechend unabhängig von dem von dem Gaspedal
bewirkten Betrag PDLA gesetzt, und der Drosselklappenöffnungsbetrag wird so
gesteuert, daß er das stationäre erforderliche Drehmoment TQR/L bereitstellt. Somit
ändert sich der Drosselklappenöffnungsbetrag nicht länger schnell in Abhängigkeit von
dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag PDLA.
Bei der obigen Anordnung verändert sich der Fahrmodus des Kraftfahrzeugs
unmittelbar zu einem gewünschten stationären Fahrmodus, und eine etwaige
Gaspedaloperation wird nicht durch den Drosselklappenöffnungsbetrag widergespiegelt,
wodurch die Notwendigkeit für den Fahrer entfällt, das Gaspedal wiederholt zu
betätigen. Bei einem herkömmlichen Steuerverfahren muß der Fahrer über einen relativ
langen Zeitraum hinweg das Gaspedal betätigen oder die Gaspedalposition verändern,
so daß die Fahrzeuggeschwindigkeit bei einem gewünschten Niveau konvergiert, wie
durch die gestrichelten Linien in Fig. 4A bis 4C dargestellt. In der dargestellten
Ausführungsform andererseits kann der angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA
unmittelbar auf einen Wert gesetzt werden, der einem für einen stationären Laufzustand
erforderlichen Ausgangsdrehmoment entspricht (stationäres erforderliches
Drehmoment TQR/L), und die Fahrzeuggeschwindigkeit kann unmittelbar stabilisiert
werden, so daß das Kraftfahrzeug in einen stationären Laufmodus eintritt. Zudem
werden die Betätigungen des Gaspedals 38 durch den Fahrer nur indirekt durch den
angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA widergespiegelt. Dadurch entfällt für
den Fahrer die Notwendigkeit, das Gaspedal wiederholt zu betätigen, wodurch ein
verbessertes Fahrverhalten sichergestellt wird.
(2) Insbesondere wird das Vorliegen einer Anforderung oder Nachfrage nach
einem stationären Laufzustand aufgrund der Tatsachen beurteilt, daß zwischen dem
tatsächlichen Ausgangsdrehmoment TQWH und dem stationären erforderlichen
Drehmoment TQR/L an einem Punkt unmittelbar vor dem aktuellen Zyklus eine große
Differenz existierte ("NEIN" im Schritt S180), so daß die Änderung DLPDLA des
durch das Gaspedal bewirkten Betrags PDLA größer ist als ein bestimmter Wert ("JA"
im Schritt S190) und daß eine Differenz zwischen dem angeforderten
Ausgangsdrehmoment TQPDLA und dem stationären erforderlichen Drehmoment
TQR/L ausreichend reduziert ist ("JA" im Schritt S200).
Indem die Beurteilung auf die obige Weise durchgeführt wird, kann eine
Betätigung, um in den stationären Laufzustand überzugehen, mit höherer Genauigkeit
erfaßt werden, was eine genauere Steuerung gestattet.
(3) Wenn eine Differenz zwischen dem angeforderten Ausgangsdrehmoment
TQPDLA und dem stationären erforderlichen Drehmoment TQR/L größer als ein
bestimmter Wert wird ("NEIN" im Schritt S200), bestimmt die Steuerung (ESE), daß
der stationäre Laufzustand beendet ist. Falls der stationäre Laufzustand auf diese Weise
beendet ist, wird das Fahrzeug in einen nicht stationären Laufmodus gebracht, indem
der angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA in Abhängigkeit von dem von dem
Gaspedal bewirkten Betrag PDLA gesetzt wird (S240).
Der Fahrer kann auf obige Weise das Gaspedal betätigen, um das Kraftfahrzeug
einen stationären Laufmodus verlassen zu lassen, um auf diese Weise das Kraftfahrzeug
mit hohem Ansprechverhalten zu beschleunigen oder abzubremsen. Dies ermöglicht es,
während dem Beschleunigen oder Abbremsen des Kraftfahrzeugs ein gutes
Fahrverhalten beizubehalten.
(4) Wenn das Kraftfahrzeug einen stationären Laufmodus verläßt, wird der
angestrebte Drosselklappenöffnungsbetrag ttTA allmählich von dem Betrag, auf den der
stationäre erforderliche Drosselklappenöffnungsbetrag TAR/L gesetzt worden ist, um
das stationäre erforderliche Drehmoment TQR/L bereitzustellen, zu dem Betrag
geändert, der von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag PDLA abhängt oder mit
ihm variiert (S230-S280). Dies ermöglicht es, Stöße aufgrund von Schwankungen beim
Ausgangsdrehmoment beim Schalten der Steuerung zu unterdrücken, wodurch ein
weiter verbessertes Fahrverhalten sichergestellt wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Vorliegen einer Anforderung
oder Nachfrage nach einem stationären Laufzustand durch einen Fahrer aufgrund der
Tatsache beurteilt, daß sich das Kraftfahrzeug in dem vorausgegangenen Steuerzyklus
in einem beschleunigenden oder abbremsenden Zustand befunden hat ("NEIN" im
Schritt S180), daß die Änderung DLPDLA des durch das Gaspedal bewirkten Betrags
PDLA größer ist als der Kriteriumswert K2 ("JA" im Schritt S190) und daß das
angeforderte Ausgangsdrehmoment TQPDLA ausreichend nahe bei dem stationären
erforderlichen Drehmoment TQR/Li liegt ("JA" im Schritt S200). Die obige Beurteilung
kann selbst dann durchgeführt werden, wenn alle diese drei Bedingungen nicht erfüllt
sind, beispielsweise durch Auslassen der Feststellung von Schritt S180 und indem nur
die Feststellung von Schritt S190 und Schritt S200 durchgeführt werden. Außerdem kann
das Vorliegen einer Anforderung nach einem stationären Laufzustand beurteilt werden,
indem nur Schritt S180 und Schritt S200 durchgeführt werden oder indem nur Schritt
S200 durchgeführt wird.
In der dargestellten Ausführungsform ist die Steuerung (ESE 50) als ein
programmierter Allzweckrechner implementiert. Der Fachmann versteht, daß die
Steuerung unter Verwendung einer einzelnen speziellen integrierten Schaltung (z. B.
ASIC) mit einem Haupt- oder Zentralprozessorabschnitt für die Gesamtsteuerung auf
Systemebene und getrennte Abschnitte zum Durchführen verschiedener
unterschiedlicher spezifischer Berechnungen, Funktionen und anderer Prozesse unter
der Steuerung des Zentralprozessorabschnitts aufweisen kann. Die Steuerung kann auch
aus mehreren separaten spezifischen oder programmierbaren integrierten oder anderen
elektronischen Schaltungen oder Bauelementen bestehen (z. B. festverdrahtete
elektronische oder Logikschaltungen, wie beispielsweise Schaltungen mit diskreten
Elementen oder programmierbare Logikbauelemente, wie beispielsweise PLDs, PLAs,
PALs oder dergleichen). Die Steuerung kann unter Verwendung eines geeigneten
programmierten Allzweckrechners implementiert werden, z. B. eines Mikroprozessors,
einer Mikrosteuerung oder einem anderen Prozessorbauelement (CPU oder MPU),
entweder alleine oder in Verbindung mit einem oder mehreren peripheren (z. B.
integrierten Schaltungs-) Daten- und Signalverarbeitungsbauelementen. Im allgemeinen
kann als Steuerung jedes Bauelement oder jede Baugruppe aus Bauelementen verwendet
werden, an der ein endlicher Automat wirken kann, der in der Lage ist, die in Fig.
3A-3C gezeigten Flußdiagramme zu implementieren. Für ein Maximum an Daten-
/Signalverarbeitungskapazität und Geschwindigkeit kann eine Architektur mit verteilter
Verarbeitung verwendet werden.
Die Erfindung ist zwar unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungs
formen beschrieben worden, doch versteht sich, daß die vorliegende Erfindung nicht auf
die offenbarten Ausführungsformen oder Konstruktionen beschränkt ist. Im Gegenteil
soll die vorliegende Erfindung verschiedene Modifikationen und gleichwertige
Anordnungen abdecken. Wenngleich die verschiedenen Elemente der offenbarten
Erfindung in verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, die
beispielhaft sind, so liegen außerdem andere Kombinationen und Konfigurationen,
einschließlich mehr oder weniger Ausführungsformen oder nur eine einzelne
Ausführungsform, ebenfalls innerhalb des Geistes und Schutzbereichs der vorliegenden
Erfindung.
Claims (9)
1. Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, die eine
Drosselklappe des Motors steuert, so daß ein Drosselklappenöffnungsbetrag einem
angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag entspricht, der von einem von einem
Gaspedal bewirkten Betrag abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung
folgendes umfaßt:
ein Steuersystem (50), das die Drosselklappe (32) so steuert, daß ein Ausgangs drehmoment des Motors (4) einem zum Realisieren eines stationären Betriebszustands berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht, wenn ein an den Motor angekoppeltes Gaspedal so betätigt wird, um den Motor (4) in einen stationären Betriebszustand zu bringen.
ein Steuersystem (50), das die Drosselklappe (32) so steuert, daß ein Ausgangs drehmoment des Motors (4) einem zum Realisieren eines stationären Betriebszustands berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht, wenn ein an den Motor angekoppeltes Gaspedal so betätigt wird, um den Motor (4) in einen stationären Betriebszustand zu bringen.
2. Drosselklappensteuerungsvorrichtung eines Verbrennungsmotors, die eine
Drosselklappe steuert, so daß ein Drosselklappenöffnungsbetrag einem angestrebten
Drosselklappenöffnungsbetrag entspricht, der von einem von einem Gaspedal bewirkten
Betrag des Gaspedals abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung folgendes
umfaßt;
ein Antriebsmechanismuslaufzustandserfassungsmittel (97, S140) zum Erfassen von Laufzuständen eines Antriebsmechanismus, der von dem Motor angetrieben wird;
ein Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment (S150) zum Berechnen eines stationären erforderlichen Drehmoments auf der Grundlage der durch das Antriebsmechanismuslaufzustandserfassungsmittel (97, S140) erfaßten Lauf zustände des Antriebsmechanismus, wobei das stationäre erforderliche Drehmoment erforderlich ist, um den Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus zu bringen;
ein Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S180, S190, S200) zum Bestimmen, ob eine an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebs mechanismus in den stationären Laufmodus übergeht; und
ein Drosselklappensteuermittel für den stationären Laufmodus (S160, S200) zum Steuern der Drosselklappe, so daß ein Ausgangsdrehmoment des Motors dem durch das Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment (S150) berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht, wenn das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S180, S190, S200) bestimmt, daß die an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus über geht.
ein Antriebsmechanismuslaufzustandserfassungsmittel (97, S140) zum Erfassen von Laufzuständen eines Antriebsmechanismus, der von dem Motor angetrieben wird;
ein Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment (S150) zum Berechnen eines stationären erforderlichen Drehmoments auf der Grundlage der durch das Antriebsmechanismuslaufzustandserfassungsmittel (97, S140) erfaßten Lauf zustände des Antriebsmechanismus, wobei das stationäre erforderliche Drehmoment erforderlich ist, um den Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus zu bringen;
ein Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S180, S190, S200) zum Bestimmen, ob eine an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebs mechanismus in den stationären Laufmodus übergeht; und
ein Drosselklappensteuermittel für den stationären Laufmodus (S160, S200) zum Steuern der Drosselklappe, so daß ein Ausgangsdrehmoment des Motors dem durch das Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment (S150) berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht, wenn das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S180, S190, S200) bestimmt, daß die an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus über geht.
3. Drosselklappensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich
net, daß:
ein Berechnungsmittel für das angeforderte Ausgangsdrehmoment (120) bereit gestellt ist, um ein angefordertes Ausgangsdrehmoment auf der Grundlage einer an dem Motor durchgeführten Operation zu berechnen; und daß
das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S200) bestimmt, daß die an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus übergeht, und zwar unter einer ersten Bedingung, daß eine Differenz zwischen dem durch das Berechnungsmittel für das angeforderte Ausgangs drehmoment (S120) berechneten angeforderten Ausgangsdrehmoment und dem durch das Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment (S150) berechnete stationäre erforderliche Drehmoment kleiner oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist.
ein Berechnungsmittel für das angeforderte Ausgangsdrehmoment (120) bereit gestellt ist, um ein angefordertes Ausgangsdrehmoment auf der Grundlage einer an dem Motor durchgeführten Operation zu berechnen; und daß
das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S200) bestimmt, daß die an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus übergeht, und zwar unter einer ersten Bedingung, daß eine Differenz zwischen dem durch das Berechnungsmittel für das angeforderte Ausgangs drehmoment (S120) berechneten angeforderten Ausgangsdrehmoment und dem durch das Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment (S150) berechnete stationäre erforderliche Drehmoment kleiner oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist.
4. Drosselklappensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß:
ein Berechnungsmittel für den bewirkten Betrag (S110) zum Berechnen einer Änderung des Betrags der an dem Motor durchgeführten Operation vorgesehen ist; und daß
das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S190) bestimmt, daß die an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus übergeht, und zwar unter einer zweiten Bedingung zusätzlich zu der ersten Bedingung, daß die durch das Berechnungsmittel für den bewirkten Betrag (S110) berechnete Änderung des Betrags der Operation größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert.
ein Berechnungsmittel für den bewirkten Betrag (S110) zum Berechnen einer Änderung des Betrags der an dem Motor durchgeführten Operation vorgesehen ist; und daß
das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S190) bestimmt, daß die an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus übergeht, und zwar unter einer zweiten Bedingung zusätzlich zu der ersten Bedingung, daß die durch das Berechnungsmittel für den bewirkten Betrag (S110) berechnete Änderung des Betrags der Operation größer ist als ein zweiter vorbestimmter Wert.
5. Drosselklappensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S180) bestimmt, daß die
an dem Motor durchgeführte Operation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in einen
stationären Laufmodus übergeht, und zwar unter einer dritten Bedingung, daß der
Antriebsmechanismus sich zu einem Zeitpunkt unmittelbar vor dem aktuellen Steuer
zyklus in einem beschleunigenden oder abbremsenden Zustand befunden hat.
6. Drosselklappensteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß das Erfassungsmittel für den stationären Betrieb (S180) bestimmt, daß sich der
Antriebsmechanismus zum Zeitpunkt unmittelbar vor dem aktuellen Steuerzyklus in
einem beschleunigenden oder abbremsenden Zustand befunden hat, wenn eine Differenz
zwischen dem Ausgangsdrehmoment des Motors und dem von dem Berechnungsmittel
für das stationäre erforderliche Drehmoment (S120) berechneten stationären erforder
lichen Drehmoment zum Zeitpunkt unmittelbar vor dem aktuellen Steuerzyklus größer
oder gleich einem dritten vorbestimmten Wert war.
7. Drosselklappensteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch
gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes umfaßt:
ein Drosselklappensteuerungsschaltmittel (S200), um zu bestimmen, daß der Motor so betrieben wird, um den Antriebsmechanismus den stationären Laufmodus verlassen zu lassen, wenn eine Differenz zwischen dem auf der Grundlage der an dem Motor durchgeführten Operation berechneten angeforderten Ausgangsdrehmoment und dem durch das Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment berech neten stationären erforderlichen Drehmoment größer als der erste vorbestimmte Wert ist, und zum Umschalten auf Drosselklappensteuerung, unter der der Drosselklappen öffnungsbetrag auf einen angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag gesteuert wird, der von einem von einem Gaspedal bewirkten Betrag abhängt.
ein Drosselklappensteuerungsschaltmittel (S200), um zu bestimmen, daß der Motor so betrieben wird, um den Antriebsmechanismus den stationären Laufmodus verlassen zu lassen, wenn eine Differenz zwischen dem auf der Grundlage der an dem Motor durchgeführten Operation berechneten angeforderten Ausgangsdrehmoment und dem durch das Berechnungsmittel für das stationäre erforderliche Drehmoment berech neten stationären erforderlichen Drehmoment größer als der erste vorbestimmte Wert ist, und zum Umschalten auf Drosselklappensteuerung, unter der der Drosselklappen öffnungsbetrag auf einen angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag gesteuert wird, der von einem von einem Gaspedal bewirkten Betrag abhängt.
8. Drosselklappensteuerungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch
gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgendes umfaßt:
ein Drosselklappenöffnungsbetragsänderungsmittel (S230-S280) zum allmähli chen Ändern eines angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrags, der gesteuert wird, um das stationäre erforderliche Drehmoment bereitzustellen, zu einem angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag, der von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag abhängt, wenn sich der Antriebsmechanismus von dem stationären Laufmodus zu einem nicht stationären Laufmodus verändert.
ein Drosselklappenöffnungsbetragsänderungsmittel (S230-S280) zum allmähli chen Ändern eines angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrags, der gesteuert wird, um das stationäre erforderliche Drehmoment bereitzustellen, zu einem angestrebten Drosselklappenöffnungsbetrag, der von dem von dem Gaspedal bewirkten Betrag abhängt, wenn sich der Antriebsmechanismus von dem stationären Laufmodus zu einem nicht stationären Laufmodus verändert.
9. Drosselklappensteuerverfahren eines Verbrennungsmotors, das folgende Schritte
umfaßt:
Erfassen von Laufzuständen eines Antriebsmechanismus, der durch den Motor angetrieben wird (S140);
Berechnen eines stationären erforderlichen Drehmoments auf der Grundlage der Laufzustände des Antriebsmechanismus (S150), wobei das stationäre erforderliche Drehmoment erforderlich ist, um den Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus zu bringen;
Bestimmen, ob eine an dem Motor durchgeführte Gaspedaloperation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus übergeht (S180, S190); und
Steuern einer Drosselklappe, so daß ein Ausgangsdrehmoment des Motors dem berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht, wenn bestimmt wird, daß die an dem Motor durchgeführte Gaspedaloperation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus übergeht (S160, S220).
Erfassen von Laufzuständen eines Antriebsmechanismus, der durch den Motor angetrieben wird (S140);
Berechnen eines stationären erforderlichen Drehmoments auf der Grundlage der Laufzustände des Antriebsmechanismus (S150), wobei das stationäre erforderliche Drehmoment erforderlich ist, um den Antriebsmechanismus in einen stationären Laufmodus zu bringen;
Bestimmen, ob eine an dem Motor durchgeführte Gaspedaloperation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus übergeht (S180, S190); und
Steuern einer Drosselklappe, so daß ein Ausgangsdrehmoment des Motors dem berechneten stationären erforderlichen Drehmoment entspricht, wenn bestimmt wird, daß die an dem Motor durchgeführte Gaspedaloperation bewirkt, daß der Antriebsmechanismus in den stationären Laufmodus übergeht (S160, S220).
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