DE10237937A1 - Dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Drosselklappenpositionierung - Google Patents

Dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Drosselklappenpositionierung

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung der Drosselklappen-Position einer Brennkraftmaschine, welches auf einem PID-Steuerungsalgorithmus beruht. Als Regelgröße werden die angeforderte Soll-Position sowie die erfasste Ist-Position der zu steuernden Drosselklappe verwendet. Erfindungsgemäß werden anstelle des auf der Differenz zwischen Soll- und Ist-Position basierenden Differentialterms des konventionellen PID-Steuerungsalgorithmus die angeforderte Soll-Position und die erfasste Ist-Position der Drosselklappe getrennt verarbeitet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Steuerungssysteme für Brennkraftmaschinen im Allgemeinen und eine dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Drosselklappen-Positionierung im Besonderen.
  • Viele vorbekannte Drosselklappensteuerungen in Kraftfahrzeugen haben eine direkte mechanische Verbindung zwischen einem Gaspedal und dem Drosselkörper, so dass die Drosselklappe über das Gaskabel durch Zug geöffnet wird, wenn der Fahrer auf das Pedal drückt. Die direkte mechanische Verbindung umfasst weiterhin eine Rückholvorrichtung, die die mechanische Verbindung in eine reduzierte Betriebsstellung, auch Ruhestellung genannt, bringt. Solche mechanischen Vorrichtungen sind zwar sehr einfach aufgebaut, jedoch nicht in der Lage, den Kraftstoffverbrauch zu optimieren, die Abgaswerte zu minimieren oder die Fahrbarkeit bei sich ändernden Fahrbedingungen zu verbessern, und tragen zu einem erheblichen Mehr an Gewicht und an Bauteilen des Kraftfahrzeugs bei.
  • Ein alternativer Ansatz zur Verbesserung der Drosselklappensteuerung und zur effizienten Zufuhr des Kraftstoff-Luft-Gemischs in die Zylinder des Motors bilden elektronische Drosselklappensteuerungen. Eine elektronische Drosselklappensteuerung umfasst eine Drosselklappen-Steuereinheit, mittels der die Drosselklappe über ein Stellglied positioniert wird, wobei dieses Stellglied durch einen Mikroprozessor gesteuert wird, der Signale von externen Sensoren auswertet. Der Mikroprozessor wird oftmals in die elektronische Steuerung der Antriebseinheit integriert, wobei diese elektronische Steuerung die Kraftstoff-Luft-Zufuhr und die Zündung den sich ändernden Bedingungen im Fahrbetrieb anpassen kann. Weiterhin kann eine Schutzschaltung in die elektronische Steuerung integriert werden, die eine Fehlfunktion der Steuereinheit z. B. aufgrund von fehlerhaften Signalgebern am Gaspedal verhindert. Auf diese Weise können unerwünschte Betriebszustände im Falle einer Störung in der elektronischen Steuerung vermieden wird.
  • Zum Erzielen einer bestimmten Drosselklappenposition muss die Drosselklappen-Steuereinheit, die die Drosselklappe positioniert, eine Masse mit einem Trägheitsmoment beschleunigen und bremsen. Herkömmlicherweise wird zur Generierung eines Drosselklappen-Steuersignals eine konventionelle Proportional-, Integral- und Differential-Regelung (PID) verwendet. Dabei wird der Differentialterm aufgrund eines einzigen Verstärkungsfaktors aus der Positionsabweichung der Drosselklappe bestimmt. Die Positionsabweichung der Drosselklappe ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Sollwert der Drosselklappenposition und dem erfassten Istwert der Drosselklappenposition. Der Differentialterm hat eine doppelte Wirkung. Einerseits erhöht er das Steuersignal bei einer Änderung des Sollwerts für die Drosselklappenposition, wirkt also beschleunigend. Andererseits wirkt er einer bei einer Annäherung an den voreingestellten Sollwert einer schnellen Drosselklappenbewegung entgegen, wirkt also dämpfend. Es hat sich nun im praktischen Betrieb herausgestellt, dass der Differentialterm die Regelungseigenschaften der Drosselklappensteuerung aufgrund des Trägheitsmoments der Drosselklappe ungünstig beeinflusst.
  • Die mit diesen herkömmlichen Regelungen mit Proportional-, Integral- und Differentialterm verbundenen Nachteile zeigen, dass ein Bedarf für eine verbesserte dynamische Optimalwertregelung zur Positionierung der Drosselklappe. Diese neue dynamische Optimalwertregelung sollte die genannten Nachteile der herkömmlichen PID-Regelungen zur Drosselklappensteuerung vermeiden und insgesamt eine verbesserte Steuerungsleistung ermöglichen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gegenüber einer herkömmlichen PID-Regelung verbesserte dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Positionierung der Drosselklappe zu schaffen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Dieses Verfahren zur Steuerung der Drosselklappen-Position einer Brennkraftmaschine beruht grundsätzlich auf einem PID-Steuerungsalgorithmus, wobei als Regelgrößen die angeforderte Soll-Position sowie die erfasste Ist- Position der zu steuernden Drosselklappe verwendet werden. Jedoch werden anstelle des auf der Differenz zwischen Soll- und Ist-Position basierenden Differentialterms des konventionellen PID-Steuerungsalgorithmus die angeforderte Sollposition und die erfasste Ist-Position der Drosselklappe getrennt verarbeitet.
  • In einer ersten Ausgestaltung des Verfahrens wird dabei aus der erfassten Ist-Position der Drosselklappe ein Dämpfungsterm gebildet, der nicht von der Soll-Position der Drosselklappe abhängt. Insbesondere kann dieser Dämpfungsterm von der Änderung der erfassten Ist-Position der Drosselklappe in einem vorgegebenen Zeitintervall abhängen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird aus der Soll-Position der Drosselklappe ein dynamischer Optimalwertregelungsterm gebildet wird, der nicht von der erfassten Ist-Position der Drosselklappe abhängt. Insbesondere kann der dynamische Optimalwertregelungsterm abhängen von der Änderung der Soll-Position der Drosselklappe in einem vorgegebenen Zeitintervall. Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Vorzeichen des dynamischen Optimalwertregelungsterms unabhängig vom Vorzeichen der Änderung der Soll-Position der Drosselklappe in einem vorgegebenen Zeitintervall ist.
  • Die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Regelungsverfahrens können noch verbessert werden, wenn nach einer ersten stufenförmigen Änderung des Soll-Position der Drosselklappe der dynamische Optimalwertregelungsterm zur Generierung eines Drosselklappen-Stellsignals freigegeben wird. Vorzugsweise wird dann nach einer voreingestellten Zeit nach der ersten stufenförmigen Änderung des Soll-Position der Drosselklappe der dynamische Optimalwertregelungsterm zur Generierung eines Drosselklappen- Stellsignals gesperrt. Diese Sperrung kann wieder aufgehoben werden, wenn eine zweite stufenförmige Änderung der Soll-Position der Drosselklappe registriert wird. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn als stufenförmige erste oder zweite Änderung der Soll-Position der Drosselklappe eine Änderung um mehr als 0,75° angesehen wird. Die Sperrung kann ebenfalls wieder aufgehoben werden, wenn sich innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnitts die Soll-Position der Drosselklappe nicht ändert, der vorbestimmte Zeitabschnitt vorzugsweise etwa sechzehn Millisekunden beträgt. Schließlich kann der dynamische Optimalwertregelungsterm zur Generierung eines Drosselklappen-Stellsignals erneut freigegeben werden, wenn sich die Richtung der angeforderten Drosselkappenstellbewegung ändert.
  • Gemäß der Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird eine dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Positionierung der Drosselklappe geschaffen. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Steuerung der Position einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine mittels eines Positionsreglers, wobei die Drosselklappe mittels eines Elektromotors verstellt wird, der vom Positionsregler angesteuert wird, die folgenden Verfahrensschritte:
    • - das Erfassen einer Sollposition des Positionsreglers,
    • - das Erfassen einer Ist-Position des Positionsreglers,
    • - das Bilden eines Dämpfungsanteils aufgrund der erfassten Ist-Position,
    • - das Bilden eines dynamischen Optimalwertregelungsterms aufgrund der Sollposition,
    • - und das Bilden eines Steuersignals für den Elektromotor, das jeweils getrennt auf dem Dämpfungsanteil und auf dem dynamischen Optimalwertregelungsterms beruht.
  • Auf diese Weise erzielt die vorliegende Erfindung eine verbesserte dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Positionierung der Drosselklappe. Die Erfindung ist dadurch vorteilhaft, dass die Regelungsleistung gegenüber einer nur auf der Positionsabweichung der Drosselklappe basierenden Regelung erhöht ist.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nun folgenden Ausführungsbeispielen, die anhand der Zeichnung und den Ansprüchen erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer elektronischen Drosselklappensteuerung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
  • Fig. 2 ein Blockdiagramm einer dynamischen elektronischen Optimalwertregelung zur Positionierung der Drosselklappe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In den Figuren sind Teile, die mit Teilen in den anderen Figuren übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Die Zeichnungen der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf eine dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Positionierung der Drosselklappe, die insbesondere für den Kraftfahrzeugbereich geeignet ist. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auch überall dort Anwendung finden, wo eine dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Positionierung einer Drosselklappe benötigt wird.
  • Fig. 1 zeigt ein Antriebssystem 10 für ein Kraftfahrzeug mit elektronischer Drosselklappensteuerung 12, welche eine elektronische Steuereinheit 14 aufweist. Die elektronische Steuereinheit 14 umfasst ein Antriebssteuerungsmodul (PCM) 16 mit einem Hauptprozessor und eine elektronische Drosselklappenkontrolle (ETM) 18 mit einem unabhängigen Prozessor. Das PCM und die ETM sind mit Sensoren 19 der Verbrennungskraftmaschine 17 und über Steuerleitungen 22 mit Signalgebern 20 des Gaspedals 21 verbunden.
  • Vorzugsweise umfasst die elektronische Drosselklappenkontrolle 18 einen Prozessor, der im Gehäuse des Antriebssteuerungsmoduls 16 untergebracht ist, obwohl im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch ein separates Gehäuse und andere Ausführungen verwendet werden können.
  • Die elektronische Drosselklappenkontrolle 18 und das Antriebssteuermodul 16 verfügen über unabhängige Prozessoren, werden aber über gemeinsame Sensoren 19 des Verbrennungskraftmaschine 17 bzw. Signalgeber 20 des Gaspedals 21 angesteuert und steuern gemeinsam das Stellglied 30 und damit die Drosselklappe 34 an.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Mehrzahl redundanter Signalgeber 20 für die Position des Gaspedals 21, die über eine Mehrzahl von Steuerleitungen 22 mit einer Mehrzahl von Sensoreingängen verbunden sind. Die Signalgeber 20 stehen stellvertretend für viele verschiedene Meßsysteme, die die Leistungsanforderung des Fahrers erfassen.
  • In Fig. 1 ist ein erster Drosselklappenpositionssensor 24a und ein redundanter zweiter Drosselklappenpositionssensor 24b gezeigt, die mit über Signalleitungen 26a und 26b mit der elektronischen Steuereinheit 14 verbunden sind. Dabei ist die erfasste Position der Drosselklappe 34 ("Ist-Position") ein Maß für die zur Verfügung stehende Nutzleistung.
  • Aus den Signalen der Sensoren 19, der Signalgeber 20 und der Drosselklappenpositionssensoren 24a und 24b generiert die elektronische Steuerung 14 Steuersignale zur Steuerung der Position der Drosselklappe 34, so dass die von der Verbrennungskraftmaschine erzeugte Nutzleistung der vom Fahrer des Fahrzeugs gewünschten Leistung entspricht.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 werden diese Steuersignale von einer Drosselklappen-Steuereinheit 28 ausgewertet. Die Drosselklappen- Steuereinheit 28 erzeugt aus den Steuersignalen ein Stellsignal für die Antriebsschnittstelle eines Stellglieds 30, welches die Drosselklappe 34 verstellt. Dabei kann das Stellglied 30 redundante Antriebsmotoren aufweisen, welche über ein Getriebe die Drosselklappe 34 ansteuern und den Winkel der Drosselklappe 34 im Drosselkörper 36 verstellen.
  • Weiterhin können die vom Stellsignal angesteuerten Teile wie die Antriebsmotoren auch ein Feedback-Signal liefern. So ist im gezeigten Ausführungsbeispiel am Stellglied 30 ein Motorpositionssensor 38 vorgesehen, der über eine Feedbackleitung 37 mit der Drosselklappensteuerung 28 verbunden ist. Weiterhin sind die Drosselklappenpositionssensoren 24a und 24b zur Übermittlung von Feedback-Signalen über Feedback-Leitungen 27a und 27b an die Drosselklappensteuerung 28 angeschlossen. Anhand der Feedback- Signale kann ermittelt werden, ob ein weiteres Stellsignal erforderlich ist, um die von der elektronischen Steuereinheit 14 empfangenen Steuersignale in die angeforderte Drosselklappenposition umzusetzen, oder auch ob eine Speicherung von Fehlermeldungen für Wartung oder Reparatur erforderlich ist.
  • Um eine bestimmte Drosselklappenposition einzustellen, muss die Drosselklappen-Steuereinheit 28, die über das Stellglied 30 die Position der Drosselklappe 34 im Drosselkörper 36 steuert, eine Masse durch Aufbringen eines Drehmoments beschleunigen und abbremsen. Wenn die Regelung gegen ein an sich bekanntes Trägheitsmoment der Drosselklappe arbeiten muss, so kann dieses vorteilhaft durch einen zusätzlichen Optimalwertregelungsterm ausgeglichen werden, der bei konventionellen PID-Regelungen den sonst erforderlichen Integralterm verringert. Hierdurch kann die Präzision der Positionierung verbessert werden. Aus dem Stand der Technik ist bekannt, einen "statischen Optimalwertregelungsterm" zu verwenden, der auf der tatsächlichen Position beruht und auch Positionsfeedback genannt wird. Hingegen verwendet das erfindungsgemäße Verfahren einen "dynamischen Optimalwertregelungsterm", der auf der angeforderten Sollposition beruht.
  • Fig. 2 zeigt ein Blockdiagramm einer dynamischen elektronischen Optimalwertregelung zur Positionierung einer Drosselklappe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie es von der Drosselklappen- Steuereinheit 28 zur Umsetzung der von der elektronischen Steuereinheit 14 empfangenen Steuersignale angewendet werden kann.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dadurch dar, dass hier die von den Drosselklappenpositionssensoren 24a und 24b erfasste Ist-Position der Drosselklappe 34 und die von der elektronischen Steuereinheit 14 angeforderte Soll-Position der Drosselklappe separat gehandhabt werden. Durch die so gewonnen Regelungsterme wird der sonst übliche Differentialterm D konventioneller PID-Regelungen ersetzt, der auf einer Differenz zwischen den beiden Positionen beruht und somit nur die Positionsabweichung berücksichtigt.
  • Aus der zeitlichen Änderung der Ist-Position der Drosselklappe wird eine Drosselklappenstellrate bestimmt, indem die Differenz zwischen der aktuell erfassten Ist-Position der Drosselklappe 34 und der Ist-Position der Drosselklappe 34 zu einem vorbestimmten vorangegangenen Zeitpunkt bestimmt wird und diese Differenz auf das dazwischenliegende Zeitintervall bezogen wird.
  • Eine Drosselklappensollstellrate wird bestimmt, indem die angeforderte Sollposition der Drosselklappe 34 ebenfalls auf das o. g. Zeitintervall bezogen wird.
  • Das verrauschte Signal der erfassten Drosselklappenstellrate wird durch einen Frequenzfilter geglättet und mit einem Verstärkungsfaktor multipliziert, um einen Dämpfungsterm zu erhalten. Auf diese Weise wird eine durch eine Rückkopplung des Systems mit seinem eigenen Rauschen verursachte Erhöhung des Positionsrauschens vermieden, wodurch sich insgesamt eine hervorragende Dämpfungscharakteristik der Regelung ergibt.
  • Hingegen wird aus der Drosselklappensollstellrate ein dynamischer Optimalwertregelungsterm gebildet, wobei dieser dynamische Optimalwertregelungsterm nicht mit dem vorgenannten statischen Optimalwertregelungsterm verwechselt werden darf, der nur eine Funktion der erfassten Istposition der Drosselklappe 34 ist.
  • Der dynamische Optimalwertregelungsterm wird bestimmt, indem die Drosselklappensollstellrate multipliziert wird mit einem Verstärkungsfaktor. Das Ergebnis wird einerseits einer Vorzeichenwechselfunktion unterworfen und mit einem ersten Verstärkungsfaktor multipliziert, andererseits wird es direkt mit einem zweiten Verstärkungsfaktor multipliziert. Schließlich werden beide Signalanteile z. B. durch Summation zum dynamischen Optimalwertregelungsterm kombiniert.
  • Der sich ergebende dynamische Optimalwertregelungsterm ist in der Lage, das antreibende Drehmoment des zu positionierenden werdenden Elements zu verstärken, um eine scharfe Feinbewegungskontrolle zu erzielen. Ist die geforderte Bewegung klein, so sind die Verstärkungen kleiner als wenn die geforderte Bewegung größer ist. Zum Beispiel kann eine Änderung des Drosselklappensollsignals - das ein direktes Maß für die angeforderte Sollposition der Drosselklappe 34 ist - um eine Einheit einen dynamischen Optimalwertregelungsterm von 2,5 Volt ergeben, während eine Änderung des Drosselklappensollsignals um zwei Einheiten einen 3,0 Volt dynamischen Optimalwertregelungsterm zur Folge haben kann. Dies wäre nicht möglich, wenn die angeforderte Soll-Position der Drosselklappe und die erfasste Ist-Position der Drosselklappe so miteinander verrechnet würden wie dies beim Stand der Technik der Fall ist.
  • Wie bereits beschrieben, funktioniert die vorliegende Erfindung gut bei einer Steuerung in Stellschritten, die in vernünftigen zeitlichen Abständen aufeinanderfolgen. In der vorliegenden Erfindung wird der Sollwert für die Drosselklappenposition etwa alle fünfzig Millisekunden aktualisiert, aber der Regelkreis läuft alle zwei Millisekunden.
  • In einer alternativen Ausführungsform, in der die Ist-Position der Drosselklappe ungefähr mit derselben Rate aktualisiert wird wie der Wert für die Soll-Position, wird der dynamische Optimalwertregelungsterm nach einem ersten vorgefundenen Steuerschritt, d. h. einer schrittweisen Veränderung der angeforderten Soll-Position der Drosselklappe 34, durch die Regelung kurzzeitig freigegeben und danach unterdrückt.
  • Wenn nachfolgend ein zweiter Stellschritt registriert wird oder wenn sechzehn Millisekunden lang keine Änderung des Steuersignals erfolgt oder wenn der angeforderte Stellschritt seine Richtung ändert, wird der dynamische Optimalwertregelungsterm erneut freigegeben.
  • In allen Fällen werden vorzugsweise erst Stellschritte ab einer Schrittweite von mindestens 0,75 Grad berücksichtigt.
  • Die vorliegende Erfindung erzielt eine verbesserte und zuverlässige dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Positionierung der Drosselklappe dadurch, dass die Signale für den Sollwert der Drosselklappenposition und für die erfasste Drosselklappenposition getrennt verarbeitet werden. Dabei umfasst des erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Positionsreglers z. B. zur Positionierung der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine die folgenden Schritte:
    • a) das Erfassen einer Soll-Position des Positionsreglers,
    • b) das Erfassen einer Ist-Position des Positionsreglers,
    • c) das Bilden eines dynamischen Optimalwertregelungsterms aufgrund der Soll-Position, und
    • d) das Bilden eines Steuerbefehls, der auf dem dynamischen Optimalwertregelungsterm beruht.
  • Dabei ergeben sich besondere Vorteile, wenn der dynamische Optimalwertregelungsterm nach einer ersten vorgefundenen stufenförmigen Änderung des Drosselklappen-Steuersignals freigegeben wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der dynamische Optimalwertregelungsterm nach der auf die erste stufenförmige Änderung hin erfolgten Freigabe nachfolgend wieder gesperrt wird.
  • Eine erneute Freigabe des dynamischen Optimalwertregelungsterms findet vorteilhaft statt, nachdem eine große weitere stufenförmige Änderung des Drosselklappen-Stellsignals vorgefunden wurde. Weiterhin findet vorteilhaft eine erneute Freigabe des dynamischen Optimalwertregelungsterms statt, wenn sich innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnitts das Drosselklappen-Stellsignal nicht ändert, wobei der vorbestimmte Zeitabschnitt vorteilhaft etwa sechzehn Millisekunden beträgt. Schließlich findet auch dann vorteilhaft eine erneute Freigabe des dynamischen Optimalwertregelungsterms statt, wenn das Drosselklappen-Stellsignal das Vorzeichen wechselt.
  • Aus dem oben Gesagten geht hervor, dass die Technik um eine neue dynamische elektronische Optimalwertregelung zur Positionierung einer Drosselklappe erweitert wurde. Es versteht sich, dass die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform nur zur illustrierenden Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens dient. Zahlreiche weitere Ausführungsformen können sich auf selbstverständliche Weise für den Fachmann ergeben, ohne dass dabei der Rahmen der Erfindung, wie er in den nachfolgenden Ansprüchen definiert wird, verlassen würde. Bezugszeichen 10 Antriebssystem
    12 elektronische Drosselklappensteuerung
    14 elektronische Steuereinheit
    16 Antriebssteuermodul (PCM)
    17 Verbrennungskraftmaschine
    18 elektronische Drosselklappenkontrolle (ETM)
    19 Sensor
    20 Signalgeber
    21 Gaspedal
    22 Sensoreingang
    24a erster Drosselklappenpositionssensor
    24b zweiter Drosselklappenpositionssensor
    26a erste Signalleitung
    26b zweite Signalleitung
    27a erste Feedback-Leitung
    27b zweite Feedback-Leitung
    28 Drosselklappen-Steuereinheit (TCU)
    30 Stellglied
    34 Drosselklappe
    36 Drosselkörper
    37 Feedbackleitung
    38 Motorpositionssensor

Claims (13)

1. Verfahren zur Steuerung der Drosselklappen-Position einer Brennkraftmaschine auf einem PID-Steuerungsalgorithmus beruhend, wobei als Regelgrößen die angeforderte Soll-Position sowie die erfasste Ist-Position der zu steuernden Drosselklappe verwendet werden, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des auf der Differenz zwischen Soll- und Ist-Position basierenden Differentialterms des konventionellen PID-Steuerungsalgorithmus die angeforderte Soll-Position und die erfasste Ist-Position der Drosselklappe getrennt verarbeitet werden.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der erfassten Ist-Position der Drosselklappe ein Dämpfungsterm gebildet wird, der nicht von der Soll-Position der Drosselklappe abhängt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsterm abhängt von der Änderung der erfassten Ist-Position der Drosselklappe in einem vorgegebenen Zeitintervall.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Soll-Position der Drosselklappe ein dynamischer Optimalwertregelungsterm gebildet wird, der nicht von der erfassten Ist-Position der Drosselklappe abhängt.
5. Verfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Optimalwertregelungsterm abhängt von der Änderung der Soll- Position der Drosselklappe in einem vorgegebenen Zeitintervall.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorzeichen des dynamischen Optimalwertregelungsterms unabhängig vom Vorzeichen der Änderung der Soll-Position der Drosselklappe in einem vorgegebenen Zeitintervall ist.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer ersten stufenförmigen Änderung des Soll-Position der Drosselklappe der dynamische Optimalwertregelungsterm zur Generierung eines Drosselklappen-Stellsignals freigegeben wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer voreingestellten Zeit nach der ersten stufenförmigen Änderung des Soll- Position der Drosselklappe der dynamische Optimalwertregelungsterm zur Generierung eines Drosselklappen-Stellsignals gesperrt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach einer zweiten stufenförmigen Änderung des Soll-Position der Drosselklappe der dynamische Optimalwertregelungsterm zur Generierung eines Drosselklappen-Stellsignals erneut freigegeben wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass als stufenförmige Änderung der Soll-Position der Drosselklappe eine Änderung um mehr als 0,75° angesehen wird.
11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Optimalwertregelungsterm zur Generierung eines Drosselklappen- Stellsignals erneut freigegeben wird, wenn sich innerhalb eines vorbestimmten Zeitabschnitts die Soll-Position der Drosselklappe nicht ändert.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Zeitabschnitt etwa sechzehn Millisekunden beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der dynamische Optimalwertregelungsterm zur Generierung eines Drosselklappen- Stellsignals erneut freigegeben wird, wenn sich die Richtung der angeforderten Drosselkappenstellbewegung ändert.
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GB (1) GB2379998B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112004001120B4 (de) * 2003-06-23 2009-08-06 General Motors Corp., Detroit Verlauf einer elektronischen Drosseleinrichtung auf der Grundlage einer Änderungsrate der Pedalstellung

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7487758B1 (en) 2006-09-12 2009-02-10 Dedenbear Products, Inc. Control apparatus for a throttle stop of an internal combustion engine
US8010275B2 (en) * 2007-10-01 2011-08-30 GM Global Technology Operations LLC Secured throttle position in a coordinated torque control system
US20090222179A1 (en) * 2008-03-03 2009-09-03 Quan Zheng Dynamic learning of solenoid p-i curves for closed loop pressure controls
US8170761B2 (en) * 2008-03-03 2012-05-01 Delphi Technologies, Inc. Method for real-time learning of actuator transfer characteristics

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4258424A (en) * 1972-12-29 1981-03-24 Westinghouse Electric Corp. System and method for operating a steam turbine and an electric power generating plant
US4213304A (en) * 1978-11-24 1980-07-22 Leeds & Northrup Company Boiler control system
JPS5951150A (ja) * 1982-09-16 1984-03-24 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関のアイドル回転速度制御方法
US4696167A (en) * 1984-10-19 1987-09-29 Nippondenso Co., Ltd. Air conditioner for automobiles
DE19540832C1 (de) * 1995-10-30 1997-07-03 Siemens Ag Verfahren zur Lasteinstellung einer Brennkraftmaschine, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
WO1999053182A1 (fr) * 1998-04-14 1999-10-21 Hitachi, Ltd. Procede et dispositif de commande de la soupape d'etranglement d'un moteur
JPH11327606A (ja) * 1998-05-14 1999-11-26 Yamaha Motor Co Ltd 総合制御方式
JP2000073830A (ja) * 1998-08-28 2000-03-07 Aisin Seiki Co Ltd スロットル制御装置
US6263856B1 (en) * 2000-01-20 2001-07-24 Ford Global Technologies, Inc. Powertrain output monitor
US6397816B1 (en) * 2000-10-23 2002-06-04 Visteon Global Technologies, Inc. Throttle position control method and system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112004001120B4 (de) * 2003-06-23 2009-08-06 General Motors Corp., Detroit Verlauf einer elektronischen Drosseleinrichtung auf der Grundlage einer Änderungsrate der Pedalstellung

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