DE102004057612B4

DE102004057612B4 - Elektronisches Kontrollsystem für einen Drosselkörper und Verfahren

Info

Publication number: DE102004057612B4
Application number: DE102004057612A
Authority: DE
Inventors: Uma Poleswararao Nidigattu
Original assignee: Continental Automotive Systems US Inc; Continental Automotive Systems Inc
Current assignee: Continental Automotive Systems Inc
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2010-04-08
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: US20050120999A1; US7111610B2; DE102004057612A1

Abstract

Verfahren zur Einstellung einer Drosselklappe (102) in einem Fahrzeug, umfassend:
a) Erkennen, ob sich die Drosselklappe (102) in ihrer Halterung zu mindestens einer selektierbaren Position bewegen kann;
b) Anzeigen einer Blockade in der Halterung, falls die Drosselklappe (102) sich nicht in die mindestens eine selektierbare Position bewegen lässt, und
c) Ansteuerung zum Bewegen der Drosselklappe (102) zu einer ersten Einstellungsposition (110) und zu einer zweiten Einstellungsposition (112), falls die Drosselklappe (102) sich nicht zu der selektierbaren Position bewegen kann, um die Blockade zu lösen, wobei der Schritt des Ansteuerns zum Bewegen wiederholbar ausführbar ist, und wobei das Verfahren ferner umfasst:
d) Erfassen einer ersten tatsächlich erreichten Klappenposition (TPS1) in einem ersten Zeitraum,
e) Erfassen einer zweiten tatsächlich erreichten Klappenposition (TPS2) in einem zweiten Zeitraum, und
f) Ausführen einer normalen Tätigkeit der Drosselklappe (102), falls ein Unterschied für zwei im zeitlichen Abstand gewonnene erste...

Description

Technischer Anwendungsbereich
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Kontrollsystem für einen Drosselkörper und spezieller auf ein System und ein Verfahren der Kontrolle einer elektronischen Kontrollplatte für den Drosselkörper.
Hintergrund der Erfindung
Ein elektronischer Drosselkörper drosselt mit einer Drosselklappe in einer Fahrzeugsteuerung das Verhältnis des Kraftstoffluftgemisches innerhalb eines Brennraums eines Verbrennungsmotors. Eine geeignete Anordnung der Drosselklappe ist für einen wirkungsvollen Betrieb des Motors bedeutsam. Die Drosselklappe selbst kann sich zwischen einer unteren mechanischen Stoppposition (LMS), in der sich die Drosselklappe in einer Winkelposition von null Grad (das heißt, eine vollständig geschlossene Stellung der Drosselklappe) befindet, und einer maximalen Bewegungsposition (das heißt, weit geöffnete Stellung der Drosselklappe) bewegen. Die Menge des Lufteintritts in die Brennkammer ist abhängig von der Winkelposition der Kontrollklappe, und die geeignete Drosselklappenposition für ein gegebenes Verhältnis des Kraftstoffluftgemisches wird durch die Position eines Gaspedals in dem Fahrzeug vorgegeben, welches das Volumen an Luft und Kraftstoff kontrolliert, das in den Brennraum gelangt.
Es gibt verschiedene Zustände, in denen die Klappe nicht die gewünschte Position erreicht. Zum Beispiel ist es bei niedrigen Temperaturen möglich, dass sich Eis auf der Drosselklappe oder auf dem Gehäuse bildet, in dem die Drosselklappe tätig ist. Dieser vereiste Zustand blockiert die Bewegung der Drosselklappe in die gewünschte Position.
Unterschiedliche Temperaturen, Reibungen und/oder veränderliche Spannungen der Batterie können ebenso einen berechneten unteren mechanischen Stopp (LMS) Stellungswert (zum Beispiel die Stellung, bei der sich die Drosselplatte zum Beispiel bei null Grad befindet und die Drosselplatte vollständig geschlossen ist) dazu veranlassen, sich zu verändern. Weil im Großen und Ganzen der Luftstrom in dem Drosselgehäuse auf dem unteren mechanischen Stoppwert basierend errechnet wird, verursacht jede Ungenauigkeit in der Bestimmung des unteren mechanischen Stoppwertes Ungenauigkeiten in der Berechnung des gesamten Massenluftstroms. Wie auch immer, gegenwärtig bekannte Systeme ohne EEPROM's (Elektrisch auslöschbare programmierbare Lesespeicher) können den unteren mechanischen Stoppwert von vorherigen Fahrzeugbenutzungen nicht speichern und führen stattdessen zu jeder Zeit zu einer Neuberechnung des Anpassungswertes, während sich das Fahrzeug im Betrieb befindet. Obwohl das System bemüht ist, die Drosselklappe zu der unteren mechanischen Stoppwertposition zu bewegen, bevor die Neuberechnung des Anpassungswertes erfolgt, können die Reibungen im Drosselgehäuse, die Schwankungen der Batteriespannung oder andere Faktoren bewirken, dass die Position der Drosselklappe von der tatsächlichen unteren mechanischen Stoppwertposition verschieden ist. Außerdem kann sich die untere mechanische Stoppwertposition selbst verändern aufgrund dieser Zustände oder aufgrund der Alterung des Systems.
Dies bewirkt die unkorrekte Berechnung des Anpassungswertes und bewirkt eine ineffiziente Arbeit des Motors.
Außerdem kann die Winkelposition der Drosselklappe nicht korrekt sein, verursacht durch Fehlverdrahtungen in dem elektronisch drosselnden Kontrollgehäuse, was sich während der Fahrzeugmontage oder während dem Austausch einer Komponente ereignen kann. Fehlverdrahtungen können eine Bewegung in eine gegensätzliche Richtung der gewünschten Richtung bewirken. Wird es der Drosselklappe weiter gestattet, die Bewegung in die nicht gewünschte Richtung fortzusetzen, so ist das Ergebnis ein ungeeignetes Kraftstoffluftgemisch und verursacht widrige Wirkungen in dem Motor und kann möglicherweise die einwandfreie Fahrzeugtätigkeit beeinträchtigen.
Daher besteht der Wunsch nach einem elektronischen Kontrollsystem für einen Drosselkörper und einem Verfahren, welche eine genaue Kontrolle über die Drosselklappenstellungen sicherstellen, und zwar auch unter ungünstigen oder wechselnden Umgebungsbedingungen. Außerdem besteht dort ebenso der Wunsch nach einem elektronischen Kontrollsystem für eine Drosselklappe, das sich verschiedenen Variationen in dem unteren mechanischen Stoppwert anpasst, um eine genaue Position der Drosselklappe zu bewerkstelligen.
DE 102 42 997 A1 offenbart ein Erfassungssystem für das Erreichen eines Endanschlags einer Drosselservoeinheit, welches darauf abstellt, dass die Schliess- und Öffnungssteuerwerte einen Schwellenwert für eine vorgegebene Zeitspanne überschreiten. Auf diese Weise wird es dort ermöglicht, die volle Steuerungskontrolle zu haben und Überhitzungszustände zu vermeiden. Zugleich werden Ausfälle der Mechanik verringert und es können Anstrengungen erheblicher und kostenträchtiger Art vermieden werden, die Robustheit des Mechanismus erhöhen zu müssen.
DE 37 43 309 A1 beschreibt ein Verfahren zum Erkennen eines verklemmten oder festgefrorenen Stellelements einer Brennkraftmaschine und zum Losrütteln des Stellelements im Falle einer Verklemmung.
Ausgehend von dem vorliegenden Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Strategie zu ermöglichen, welche wesentlich selektiver wirkt und einen Betrieb der Verbrennungskraftmaschine bereits bei noch nicht vollständig beseitigter Störung der Beweglichkeit des Stellelements zulässt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren eines elektronischen Kontrollsystems für eine Drosselklappe gerichtet, um die genaue Kontrolle über die Position der Drosselklappe zu erhalten. Das System umfasst eine Eisbrecherfunktion, die erkennt, ob sich in dem Arbeitsweg der Drosselklappe eine Eisblockade befindet. Ist dies der Fall, wird die Drosselklappe zum Brechen und Entfernen des Eises betätigt.
Das System umfasst ebenso eine Funktion, die eine mechanische Stoppposition bestätigt, wie eine untere mechanische Stoppposition, und die zu jeder Zeit arbeitet, wenn das Fahrzeug in Betrieb genommen worden ist, um sicherzustellen, dass die Anpassungswerte der Drosselklappe genau berechnet worden sind. Die Drosselklappe wird zuerst über einen geschlossenen Regelkreis und dann über einen geöffneten Regelkreis zu dem mechanischen Stopppunkt bewegt und dann bei dem mechanischen Stopppunkt für einen vorbestimmten Zeitraum gehalten, um die Position der Drosselklappe zu bestätigen.
Das System umfasst ferner eine Erkennungsfunktion der Fehlverdrahtung, die Fehlverdrahtungen durch den Vergleich der tatsächlichen Richtung, in die sich die Drosselklappe bewegt, mit einem gewünschten Einstellungspunkt erkennt. Erkennt das System, dass sich die Drosselklappe von dem gewünschten Einstellungspunkt weg bewegt (das heißt in gegensätzlicher Richtung zu der gewünschten Richtung) für einen bestimmten Zeitraum, so zeigt das System die Existenz einer falsch verdrahteten Verbindung innerhalb des Systems an.
Durch das Einbinden einer oder mehrerer Funktionen, die die Arbeit der Drosselklappe genau überwachen und kontrollieren, wenn das Fahrzeug anfänglich in Betrieb genommen wird, stellt die Erfindung sicher, dass die Position der Drosselklappe das korrekt gewünschte Verhältnis des Kraftstoffluftgemisches zur Verfügung stellt und auf diese Weise die Motoreffizienz verbessert.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine repräsentative Darstellung eines elektronischen Kontrollsystems für eine Drosselklappe.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Zerstörung des Eises gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
3 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Anpassung der Position der Drosselklappe gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Erkennung einer Fehlverdrahtung der Drosselklappensteuerung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
5 ist eine repräsentative Darstellung, welche veranschaulicht, wie eine Fehlverdrahtung erkannt wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
1 ist eine repräsentative Darstellung eines elektronischen Kontrollsystems 100 für einen Drosselklappenkörper gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das System 100 umfasst eine Drosselklappe 102, die sich innerhalb einer Drosselungsöffnung 104 bewegt. Die Bewegung der Drosselklappe 102 wird kontrolliert durch einen elektronischen Kontroller 106, der eine Antriebseinheit 108 steuert. Ein unterer mechanischer Stopp (LMS) 110 und ein oberer mechanischer Stopp (UMS) 112 bilden die Grenzpositionen der Drosselklappe 102. In einem Beispiel steht der untere mechanische Stopp (LMS) 110 im Einklang mit der völlig geschlossenen Drosselung, bei der die Winkelposition der Drosselklappe 102 zum Beispiel null Grad beträgt. Der obere mechanische Stopp (UMS) 112 steht im Einklang mit der völlig geöffneten Drosselung, bei der die Winkelposition der Drosselklappe 102 sich an ihrem Maximum befindet. Der Luftmassenstrom durch die Drosselungsöffnung 104 ist basierend auf den Anpassungswerten der LMS 110 Position, und die Drosselklappe 102 kann sich in beide Richtungen bewegen in positiven wie negativen Winkelrichtungen relativ zu der LMS 110 Position.
Wie im Stand der Technik bekannt, ist die Drosselklappe 102 in einer Ausgangs- oder einer Parkstellung, falls kein Strom zur Drosselklappe zugeführt wird (zum Beispiel, wenn der Fahrzeug schlüssel abgezogen wird) und hat eine minimale Stellung bei der LMS 110, wenn der Fahrzeugschlüssel eingesteckt wird. Es sei angemerkt, dass die tatsächliche LMS 110 Position zu jeder Zeit innerhalb von mechanischen oder elektrischen Toleranzen variieren kann, wenn das Fahrzeug in Betrieb genommen worden ist. Mindestens ein Spannungsmesser 113 ist in dem System 100 angeordnet, um die Stellung der Drosselklappe 102 zu erkennen. In dem gezeigten Beispiel hat die Drosselklappe 102 einen positiven Spannungssensor und einen negativen Spannungssensor, die im Einklang stehen mit unterschiedlichen Bewegungsreichweiten der Drosselklappe 102 (zum Beispiel hat der positive Sensor TPS 1 einen Spannungsbereich von 0,25 V bis 4,75 V korrespondierend zu einem Winkelbereich von null Grad bis 82,5 Grad, und der negative Sensor TPS 2 hat einen Spannungsbereich von 4,75 V bis 0,25 V korrespondierend zu einem Winkelbereich von 82,5 Grad bis null Grad. Ein Betriebspunktsübermittler 114 ist einfach ein Gaspedal, dessen Stellung von einem Kontroller 106 genutzt wird, um die geeignete Stellung der Drosselklappe 102 zu bestimmen, und zwar im Einklang mit den Anforderungen des Fahrer, was durch den Betriebspunktübermittler 114 angezeigt wird.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zur Sicherstellung der genauen Drosselklappenpositionierung zeigt, indem die Erkennung der Anwesenheit von irgendwelches Eises, welches den Arbeitsweg der Drosselklappe 102 blockiert, vorgenommen wird. Das Verfahren kann als ein Algorithmus in irgendeiner bekannten Art und Weise ausgeführt sein. Im Allgemeinen zerstört und entfernt das Verfahren jedes Eis, das die Drosselklappe 102 daran hindert, eine völlig geschlossene Stellung einzunehmen, durch die Ausführung eines Eisbrechkontrollprozesses für die Drosselklappe, falls dort Eis erkannt wurde, und durch die Bestimmung, dass die Drosselklappe 102 frei von Eis ist, und durch die Neukalibrierung der geschlossenen Stellung der Drosselklappe. In einem Beispiel wird dieses Verfahren zur Zerstörung des Eises jederzeit ausgeführt, wenn das Fahrzeug in Betrieb genommen worden ist und sich dort keine anderen erkennbaren Fehler in dem System 100 befinden.
Noch spezieller umfasst das erste Verfahren einen Schritt der Eiserkennung 130. In einer Ausführungsform bestimmt der Schritt der Eiserkennung 130, ob Eis den Arbeitweges der Drosselklappe 102 blockiert, durch die Abklärung, ob die Drosselklappe 102 in der Lage ist, sich zu der LMS 110 Position zu bewegen. Ist Eis in dem Arbeitsweg der Drosselklappe 102, wird es die Drosselklappe 102 bei der Erlangung der LMS 110 Position blockieren. Somit wird erkannt, dass dort keine Berührung zwischen der LMS 110 und der Drosselklappe 102 auftritt. An dieser Stelle setzt der elektronische Kontroller 106 einen Eiserkennungswert auf „RICHTIG”, um anzuzeigen, dass sich dort Eis in der Drosselklappenöffnung 104 (Feld 130) befindet. Der elektronische Kontroller 106 kann ebenso eine Verzögerung einrichten (zum Beispiel 200 ms), nachdem erkannt worden ist, dass die Drosselklappe 102 nicht die LMS 110 Stellung erreichen wird, bevor ein Prozess zur Zerstörung des Eises durchgeführt wird, um sicherzustellen, dass die Drosselklappe 102 wahrhaftig in ihrer Bewegung blockiert ist.
Ist dort keine Behinderung durch Eis, so dass die Drosselklappe 102 die LMS 110 Position erreichen kann, nimmt die Drosselklappe 102 Kontakt mit der LMS 110 Position auf. In diesem Fall ist keine Zerstörung des Eises erforderlich und der elektronische Kontroller 106 wird es daher der Drosselklappe 102 gestatten, die Arbeit ganz gewöhnlich aufzunehmen (Feld 132) Wie auch immer, wird die Zerstörung des Eises erforderlich, bewegt der elektronische Kontroller 106 zuerst die Drosselklappe in die extremsten Stellungen TPS 1 und TPS 2, die die Drosselklappe 102 erreichen kann. Durch die Eisblockade geht die erste und die zweite tatsächliche Stellung TPS 1 und TPS 2 kurzfristig aus der gewünschten Position heraus (zum Beispiel LMS 110 und LMS 112). Zur Entfernung des Eises instruiert der elektrische Kontroller 106 die Drosselklappe 102, sich hin zu einer ersten und dann hin zu einer zweiten Einstellungsposition zu bewegen und lässt dabei gleichzeitig die Drosselklappe 102 vibrieren.
Im Besonderen bestimmt der elektronische Kontroller 106 erst die erste und dann die zweite tatsächliche Position TPS 1 und TPS 2 der Drosselklappe 102 (Feld 134), und startet dann einen Timer (Feld 136). Die Drosselklappenstellung, die entsprechend der Position der Antriebseinheit 108 ist, kann durch die Überwachung des Positionssignals erkannt werden, welches zum Beispiel durch die Signale der doppelten Spannungssensoren, die im geschlossenen Regelverfahren Fixpunkte nutzen, repräsentiert. Der elektronische Kontroller 106 bewegt dann die Drosselklappe hin zu der ersten Einstellungsposition, welche bei X Grad festgelegt ist (zum Beispiel 20 Grad) und verweilt dort für eine ausgewählte Zeitverzögerung T_n (Feld 138). Obgleich die Drosselklappe 102 nicht in der Lage sein kann die erste Einstellungsposition zu erreichen, wird bei dieser Stufe der Eisblockade dann eine Kraft auf das Eis ausgeübt, die dann das Eis lockert und/oder zerbricht.
Die Drosselklappe wird dann hin zu der zweiten Einstellungsposition bewegt, welche bei Y Grad festgelegt ist (zum Beispiel 2 Grad) und verweilt dort für eine zweite ausgewählte Zeitverzögerung T_n (Feld 138). Während jede Drosselklappe 102 sich zu ihren Einstellungspunkten bewegt, werden die erste und die zweite tatsächliche Position der Drosselklappe 102 gespeichert (Feld 144). Weil die Drosselklappe 102 bei der Bewegung zwischen der ersten und der zweiten Einstellungsposition vibriert, werden die erste und die zweite tatsächliche Position der Drosselklappe 102 während der aufeinander folgenden Zeiträume verändert, falls sich die Lage des Eises mit dem beginnenden Zerbrechen des Eises verändert. Diese Veränderung tendiert dazu anfänglich klein zu sein, bis die Drosselklappe 102 das Eis entfernt hat. Unmittelbar danach wird die Veränderung der tatsächlich erreichten Positionen zwischen zwei aufeinander folgenden Zeitzyklen wesentlich größer sein, weil sich die Drosselklappe 102 frei bewegen kann.
Um die Zerstörung des Eises zu erkennen, vergleicht das Verfahren zwischen zwei Zeiträumen die erste tatsächliche Position der Drosselklappe 102, so wie TPS 1_n und TPS 1_n-1, und zwischen zwei Zeiträumen die zweite tatsächliche Position der Drosselklappe 102 TPS 2_n und TPS 2_n-1 (Feld 146). Die Zeiträume müssen nicht aufeinander folgend sein. Die zwei tatsächlichen Positionen können gemessen werden, nachdem die Drosselklappe 102 zu den zwei Einstellungspositionen zu verschiedenen Zeiten hin vibriert ist. Die Zeitverzögerung selbst kann irgendeine gewünschte Zeit sein, so wie 50 ms. Ist ein Unterschied zwischen zwei ersten tatsächlichen Positionen oder zwei zweiten tatsächlichen Positionen kleiner als eine ausgewählte Schwelle von ΔA, wird angezeigt, dass die Drosselklappe 102 blockiert wird, und dass die Drosselklappe 102 nicht genug Kraft aufbringen kann, um das Eis zu zerstören. Die Schwelle ΔA selbst spiegelt den Bewegungsbereich der Drosselklappe während der normalen Tätigkeit wieder. Der Prozess der Zerstörung des Eises wiederholt sich dann und von neuem wird die tatsächliche Drosselklappenstellung überwacht (Feld 134).
Ist der Unterschied größer als ein ausgewählter Schwellenwert von ΔA, wird angezeigt, dass das Eis entweder ein grosses Stück verschoben wurde oder dass es zerstört worden ist, um es der Drosselklappe 102 zu gestatten sich normal zu bewegen. In diesem Fall hält das Verfahren dann die Drosselklappe 102 in mindestens einer tatsächlichen Position TPS 1 und TPS 2 fest, und speichert die tatsächliche Position, wie die LMS 110 Position und/oder die UMS 112 Position (Feld 148) und fährt dann weiter zur normalen Tätigkeit des Drosselungssystem 100 (Feld 132). In einer Ausführungsform wird die Drosselklappe zu ihrer untersten möglichen Stellung herunter gefahren TPS 1 und der elektronische Kontroller 106 hält sie dort nicht länger fest, bis die Aufforderung der Eiszerstörungstätigkeit nicht mehr besteht. An diesem Punkt wird die gehaltene Position als die LMS 110 Position betrachtet. Im Wesentlichen wählt das Verfahren daher einen Punkt aus, bei dem die Drosselklappe 102 als frei genug betrachtet wird, wenn sie sich in einem passenden Anwendungsbereich bewegt, wo die Drosselklappe 102 als geschlossen betrachtet werden kann, selbst wenn dort kein wirklicher Kontakt mit der LMS 110 Position besteht. Dies ergibt ein praktisches Zeitlimit für das Verfahren der Eiszerstörung (zum Beispiel 7 Sekunden).
Durch die Bereitstellung eines Regelkreis mit positiver und negativer Drosselklappeneinstellungspunkten und durch die Bewegung der Drosselklappe 102 zwischen diesen Einstellungspunkten kann die Erfindung Eis, das sich in dem System 100 gebildet hat, aufbrechen. Anzumerken ist, dass der tatsächliche Zeitwert, der dazu gebraucht wird, das Eis zu zerstören, zum Beispiel von der Dicke des Eises oder von der Batteriespannung abhängen kann.
Mit dem Hinweis auf 3 verbessert die Erfindung die Tätigkeit des Systems 100, durch die Sicherstellung, dass die LMS 110 Position richtig ist, bevor ein Anpassungswert der LMS 110 berechnet wird. Zur Einfachheit arbeitet das Verfahren einzigallein mit Rücksicht auf den LMS Wert, aber es soll auch verstanden sein, dass der UMS Wert, oder beide, der LMS Wert und der UMS Wert, durch die Nutzung der Erfindung abgestimmt werden. Weiter oben ist angemerkt worden, dass gegenwärtig bekannte Systeme keinen Mechanismus der Kontrolle besitzen, ob die Drosselklappe 102 sich tatsächlich an der LMS 110 Position befindet, bevor ein LMS Anpassungswert berechnet wird. Das System 100 musste ebenso lernen, den LMS 110 Wert zu jeder Zeit neu zu berechnen, sobald das Fahrzeug in Betrieb genommen worden ist, weil der LMS Wert der vorherigen Tätigkeit in dem System 100 nicht gespeichert worden ist. Was zur Folge hat, dass es für den Anpassungswert möglich ist, auf der Basis eines falschen LMS Wertes berechnet zu werden, falls die Drosselklappe sich nicht tatsächlich an der LMS 110 zu dem Zeitpunkt befindet, wenn die Anpassungswerte berechnet werden.
Um dieses Problem zu vermeiden, sieht eine Ausführungsform der Erfindung ein angepasstes Programm 200 vor, dass jederzeit durchgeführt wird, sobald das Fahrzeug in Betrieb genommen worden ist, um sicherzustellen, dass der LMS Wert jederzeit richtig ist, wenn das Fahrzeug dann in Betrieb ist. Wie in 3 gezeigt, positioniert das Verfahren im Allgemeinen die Drosselklappe 102 bei null Grad (das heißt die LMS 110 Position) innerhalb eines bestimmten Zeitraums, nachdem das Fahrzeug in Betrieb genommen worden ist. In einer Ausführungsform sollte die LMS 110 Position innerhalb von 50 ms nach dem Start des Fahrzeugs erreicht werden, so dass der Motor erst nach einer angemessenen Zeit gestartet wird, nach dem der Schlüssel in die Startposition gedreht worden ist.
In einer Ausführungsform kontrolliert der Kontroller 106 als Erstes, um zu sehen, ob der Fahrzeugschlüssel die Zündung eingeschaltet hat (Feld 202). Falls nicht, wird der Kontroller 103 nichts weiter unternehmen (Feld 204). Wie auch immer, ist das Fahrzeug erst einmal in Betrieb genommen worden, kontrolliert der Kontroller 106 als Erstes die Position der Drosselklappe 102, startet einen Timer und legt einen Einstellungswert TPS_SP von A Grad fest, der entsprechend der Drosselklappenposition an der LMS 110 Position ist (Feld 203). Der Kontroller startet die Bewegung der Drosselklappe 102 im Regelkreis zur Bestimmung der LMS 110 Position von der Grundstellung (das heißt, aus der Position der Drosselklappe 102, wenn keine Spannung oder Federkraft auf der Drosselklappe 102 aufgebracht worden ist) hin zu der LMS 110 Position. Der Kontroller 106 fährt mit der Bewegung der Drosselklappe 102 im Regelkreis fort, bis die Position der Drosselklappe TPS 1 einen Einstellungsposition von A Grad erreicht (Feld 204). Mit anderen Worten wird die Drosselklappe 102 im Regelkreis hin zu der Einstellungsposition bewegt. In einer Ausführungsform wird die Rückkopplung der Drosselklappenposition zu dem Kontroller in einer Art und Weise erreicht, ähnlich wie bei der Erkennung der Position eines Gleichstrom, zum Beispiel durch einen doppelten Spannungsmesser.
Hat einmal die Drosselklappe 102 die Einstellungsposition von A Grad erreicht, schaltet der Kontroller 106 im offenen Regelkreis mit negativen Pulsweitenmodulation (Feld 206) und fährt mit der Bewegung der Drosselklappe 102 fort, um zu bestätigen, dass die Drosselklappe 102 die LMS 110 Position erreicht hat. Es ist anzumerken, dass die Kombination der beiden Kontrollen, geschlossener Regelkreis und offener Regelkreis, sicherstellt, dass die Drosselklappe 102 die LMS 110 Position erreicht ohne dadurch beschädigt zu werden; sei es dadurch, dass die Drossel klappe 102 über die LMS 110 Position hinausgeht und eine Bohrung oder andere Bauteile des Systems 100 zerschlägt, was eintreten könnte, falls nur der offene Regelkreis genutzt wird.
Hat einmal die Drosselklappe 102 die LMS 110 Position erreicht, wird die Drosselklappe 102 in der LMS 110 Position gehalten, und zwar durch die Fortführung der negativen Pulsweitenmodulation im offenen Regelkreis für einen ausgewählten Zeitraum, der durch einen Timer überwacht wird (Feld 208). Diese festhaltenden Schritte bestätigen, dass die tatsächliche Position der Drosselklappe mit der LMS 110 Position übereinstimmt und somit ein stabiler Betriebszustand erreicht ist. In einer Ausführungsform ist der Betriebszyklus der pulsweitenmodulierten Signale an dieser Stufe anders als der Betriebszyklus, der genutzt wird, um die Drosselklappe 102 zu bewegen. Ist einmal die LMS 110 Position bestätigt, wird die Position der Drosselklappe 102 an der LMS 110 Position gespeichert und ist dann geeignet, für die Berechnung der Anpassungswerte genutzt zu werden (Feld 210).
Ein anderer Weg, die elektronische Steuerung der Drosselklappe zu verbessern, besteht in der Einbeziehung eines Mechanismus der Fehlverdrahtungserkennung. Wie oben angemerkt, können falsche Verdrahtungen in dem System 100 zu widrigen Wirkungen führen, und zwar durch die Bewegung der Drosselklappe 102 zu einer falschen Position, was ein falsches Verhältnis des Kraftstoffluftgemisches des Motors ergeben würde. Noch spezieller können Fehlverdrahtungen dazu führen, dass die Drosselklappe sich in gegensätzlicher Richtung zu der erwünschten Richtung bewegt. Diese Fehlverdrahtungen selbst können sich ereignen während der Neuinstallation des Systems 100, oder wenn Teile des Systems gewartet oder ersetzt werden.
4 ist ein Flussdiagramm, welches einen Erkennungsprozess der Fehlverdrahtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung veranschaulicht. Wenn das Fahrzeug anfänglich gestartet wird (Feld 400), fordert der Kontroller 106 die Drosselklappe 102 dazu auf, sich zu der LMS 110 Position hin zu bewegen, wie bereits oben beschrieben, so dass der Kontroller 106 bestimmen kann, an welchem Punkt die Drosselklappe sich an der LMS 110 Position befindet und berechnet einen geeigneten Anpassungswert (Feld 402).
Um dies auszuführen, fordert der Kontroller 106 einen Einstellungswert der Drosselklappe 102 an, der die Zielposition der Drosselklappe 102 ist (Feld 404). So wie sich die Drosselklappe 102 in Erwiderung der Aufforderung des Kontrollers 106 bewegt, so berechnet der Kontroller 106 ebenfalls den durchschnittlichen Bewegungswert der Drosselklappenposition (Feld 406). Der durchschnittliche Bewegungswert der Drosselklappe 102 ist einfach die Summe der Winkelpositionen der Drosselklappe 102 bei ausgewählten Zeitintervallen (zum Beispiel alle 2 Millisekunden), innerhalb der Zeit, in der das Fahrzeug in Betrieb genommen worden ist, und der Zeit, in der die Stellung der Drosselklappe kalibriert wird. Dieser durchschnittliche Bewegungswert reflektiert die Richtung, in der sich die Drosselklappe 102 tatsächlich bewegt, und zwar durch die Summierung und zeitliche Mittelung der tatsächlichen Positionen der Drosselklappe 102.
Wie in 5 gezeigt, führen Fehlverdrahtungen in dem System 100 dazu, dass sich die Drosselklappe 102 in eine Richtung bewegt, die gegensätzlich zu der geforderten Richtung ist. Nach einem ausgewählten Zeitraum (zum Beispiel 50 Millisekunden) berechnet der Kontroller 106 die Differenz zwischen dem Einstellungswert und der tatsächlichen Position der Drosselklappe 102 (Feld 408). Ist die Differenz zwischen dem Einstel lungswert und der tatsächlichen Position der Drosselklappe größer als eine ausgewählte Schwelle, und zeigt der errechnete durchschnittliche Bewegungswert an, dass sich die tatsächliche Position der Drosselklappe 102 von der Einstellungsposition weg bewegt, so wird der Kontroller 106 anzeigen, dass eine Fehlverdrahtung im System 100 vorhanden ist (Feld 410). Anzumerken ist, dass die tatsächliche Kurve des Bewegungspfades in 5 durch den Kontroller 106 interpoliert worden sein kann, und dann mit einer Referenztabelle verglichen wird, die Werte für eine vorbestimmte Interpolationskurve enthält, um zwischen dem tatsächlichen Bewegungspfad und dem definierten Bewegungspfad zu vergleichen.
Es sollte verstanden sein, dass unterschiedliche Möglichkeiten der Ausführungsformen der hier beschriebenen Erfindung, in praktischer Anwendung der Erfindung ausgeführt werden können. Es ist beabsichtigt, dass die folgenden Patentansprüche den Bereich der Erfindung bestimmen, und dass diese Verfahren und diese Vorrichtungen im Bereich dieser Patentansprüche liegen, und dass deren Äquivalente dadurch geschützt sind.

Claims

Verfahren zur Einstellung einer Drosselklappe (102) in einem Fahrzeug, umfassend: a) Erkennen, ob sich die Drosselklappe (102) in ihrer Halterung zu mindestens einer selektierbaren Position bewegen kann; b) Anzeigen einer Blockade in der Halterung, falls die Drosselklappe (102) sich nicht in die mindestens eine selektierbare Position bewegen lässt, und c) Ansteuerung zum Bewegen der Drosselklappe (102) zu einer ersten Einstellungsposition (110) und zu einer zweiten Einstellungsposition (112), falls die Drosselklappe (102) sich nicht zu der selektierbaren Position bewegen kann, um die Blockade zu lösen, wobei der Schritt des Ansteuerns zum Bewegen wiederholbar ausführbar ist, und wobei das Verfahren ferner umfasst: d) Erfassen einer ersten tatsächlich erreichten Klappenposition (TPS1) in einem ersten Zeitraum, e) Erfassen einer zweiten tatsächlich erreichten Klappenposition (TPS2) in einem zweiten Zeitraum, und f) Ausführen einer normalen Tätigkeit der Drosselklappe (102), falls ein Unterschied für zwei im zeitlichen Abstand gewonnene erste tatsächlich erreichte Klappenpositionen (TPS1_n, TSP2_n-1) und ein Vergleich für zwei im zeitlichen Abstand gewonnene zweite tatsächlich erreichte Klappenpositionen (TPS2_n, TSP2_n-1) eine ausgewählte Schwelle (ΔA) überschreitet und/oder falls die Differenz der beiden tatsächlich erreichten Klappenpositionen (TSP1, TSP2) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Bewegen der Drosselklappe (102) zu der mindestens einen selektierbaren Position; Festhalten der Drosselklappe (102) an der mindestens einen selektierbaren Position; und Speichern der mindestens einen ausgewählten Position als mindestens ein mechanischer Stopppunkt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend: Bewegen der Drosselklappe (102) zu der mindestens einen selektierbaren Position mittels geschlossenem Regelkreis; Festhalten der Drosselklappe (102) an der mindestens einen selektierbaren Position mittels offenem Regelkreis; und Speichern der mindestens einen selektierbaren Position als mindestens ein mechanischer Stopppunkt.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Festhaltens für einen ausgewählten Zeitraum ausgeführt wird, und wobei der Schritt des Speicherns für einen ausgewählten Zeitraum ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Schritt des Festhaltens mit offenem Regelkreis mittels einer Pulsweitenmodulation ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Pulsweitenmodulation mittels mindestens zwei unterschiedlichen Betriebszyklen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der Schritt des Speicherns die erste selektriebare Position als einen unteren mechanischen Stopppunkt und eine zweite selektierbare Position als oberen mechanischen Stopppunkt speichert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: Erkennen einer anfänglichen Position der Drosselklappe (102); Bewegen der Drosselklappe (102) in Erwiderung auf eine Anforderung zu deren Bewegung; Überwachen der Richtung der Bewegung der Drosselklappe (102) mit Bezug auf einen Einstellungspunkt; und Anzeigen einer Fehlverdrahtung, falls die Drosselklappe (102) sich von dem Einstellungspunkt weg bewegt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Überwachens umfasst: Berechnen eines durchschnittlichen Bewegungswertes durch die Aufsummierung einer Vielzahl von Positionen der Drosselklappe (102); Vergleichen des durchschnittlichen Bewegungswertes mit dem Einstellungspunkt.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Überwachens umfasst: Erzeugen einer tatsächlichen Kurve des Bewegungspfades entsprechend der Bewegung der Drosselklappe (102); Vergleichen der tatsächlichen Kurve des Bewegungspfades mit einer vorher definierten Interpolationskurve entsprechend eines von Einstellungspunkten abhängigen Bewegungspfades.
Verfahren nach Anspruch 8, ferner umfassend die Berechnung eines Unterschiedes zwischen dem Einstellungspunkt und einer tatsächlichen Position der Drosselklappe (102), wobei der Anzeigeschritt ausgeführt wird, wenn der Unterschied eine vorher bestimmte Schwelle überschreitet.
System umfassend Mittel welche adaptiert sind sämtliche Verfahrensschritte eines beliebigen der vorhergehenden Ansprüche durchzuführen.