DE19623642A1 - Vorrichtung zum Steuern der Drehzahl eines Motors - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrich­ tung zum Steuern der Motordrehzahl. Im besonderen betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung für einen be­ ständigen Wechsel der Motordrehzahl, wenn sich der Motor im Leerlauf befindet.

Es besteht eine ansteigende Nachfrage nach einer Ver­ besserung des Benzinverbrauchs für Kraftfahrzeuge. Eine der untersuchten Maßnahmen, um den Benzinverbrauch zu verbes­ sern, ist es, die Leerlaufdrehzahl zu vermindern, wenn sich das Kraftfahrzeug in Ruhe befindet.

Bei einem Kraftfahrzeug mit einem Automatikgetriebe, wirkt auf den Motor eine Last, wenn der Getriebeschalthebel von der Leerlaufposition in die Fahrposition geschaltet wird. Wie mit der gestrichelten Linie in Fig. 10 gezeigt, verursacht diese Last oft einen abrupten Abfall der Motor­ drehzahl. Mit anderen Worten, der Schaltvorgang des Schalt­ hebels führt zu einer unbeständigen Motordrehzahl, wenn sich der Motor im Leerlauf befindet.

Die ungeprüfte Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 60-19932, im Namen der gegenwärtigen Anmelderin, offenbart eine Vorrichtung, die die oben erwähnten Mängel behebt. In dieser Vorrichtung wird das Luft/Kraftstoff-Gemisch erhöht, um die aufgrund des Schaltens des Schalthebels verminderte Motordrehzahl zu kompensieren. Wie in Fig. 10 gezeigt, ist ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil (ISCV) in einem Bypass­ durchgang angeordnet, um den Luftstrom zu steuern, der durch diesen hindurchgeleitet wird. In dem Durchgang wird eine Öffnung des ISCV um einen vorbestimmten Grad erhöht, wenn der Schalthebel betätigt wird. Dies erhöht die Luft­ menge, die mit dem Kraftstoff vermischt wird. Nachfolgend wird der Luftstrom durch den Bypass durch eine allmähliche Verengung der Öffnung des ISCV auf eine bestimmte Größe vermindert, wenn der Motor lastfrei ist.

In der Vorrichtung erhöht sich sich das Tempo der Ver­ engung des ISCV, wenn sich die anfängliche Motordrehzahl erhöht. Das Hauptziel der Vorrichtung ist darauf gerichtet, wie ein Unterschreiten der Motorleerlaufdrehzahl verhindert wird und wie die Motordrehzahl durch eine temporale Anwen­ dung des oben beschriebenen Steuerns sanft auf eine vorbe­ stimmte Größe vermindert wird. Das Tempo der Verengung des ISCV wird ohne Rücksicht auf Unterschiede einzelner Motoren geregelt und wird gemäß der anfänglichen Motordrehzahl ge­ regelt. Der Motor nimmt ein verschleppendes Drehmoment von einem Getriebebauteil auf, das mechanisch damit verbunden ist. Jedoch hängt die Größe dieses Drehmoments von dem me­ chanischen Zustand jedes Getriebebauteils ab. Dementspre­ chend variiert die Motorlast, die von dem Drehmoment beein­ flußt wird, von Motor zu Motor. Dieser Steuervorgang, der die Unterschiede der Last, die auf einzelne Motoren wirkt, nicht beachtet, verursacht oft einen ausgeprägten Abfall der Motordrehzahl, was zu einem Stillstand und einem Unter­ schreiten der Leerlaufdrehzahl führt.

Wenn weiterhin die Last des Automatikgetriebes groß ist (zum Beispiel, wenn die Öltemperatur niedrig und/oder ihre Viskosität hoch ist), bleibt die anfängliche Motordrehzahl relativ niedrig. In diesem Fall verengt sich die Öffnung des ISCV zu schnell, wenn der Motor von der Last befreit wird. Dies verursacht einen abrupten Abfall der Luftmenge, die durch den Bypassdurchgang strömt. Der resultierende plötzliche Abfall der Motordrehzahl verursacht ein Stehen­ bleiben und ein Unterschreiten der Leerlaufdrehzahl.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum sanften Steuern der Motorleerlaufdrehzahl ohne Rücksicht auf den Lastwechsel, der auf den Motor wirkt, zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen ge­ löst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Um die oben genannte Aufgabe zu lösen, wird eine ver­ besserte Vorrichtung offenbart. Die Vorrichtung steuert ei­ ne Motorleerlaufdrehzahl in Verbindung mit einer Luftstrom­ menge, die einem Motor durch einen Luftversorgungsdurchgang zugeführt wird, wobei die Luftstrommenge durch die Regulie­ rung eines Ventilelements, das in dem Luftversorgungsdurch­ gang angeordnet ist, in Übereinstimmung mit dem Motorzu­ stand gesteuert wird, wobei das Ventilelement von einer elektronischen Steuereinheit mit einem Steuersignal gesteu­ ert wird, um die Menge des Luftstroms auf der Grundlage ei­ ner Zunahme der Last auf eine vorbestimmten Menge zu erhö­ hen, und die erhöhte Menge des Luftstroms auf eine vorbe­ stimmte Höhe zu vermindern. Die elektronische Steuereinheit dämpft die erhöhte Menge des Luftstroms durch das Ventil­ element, was zu einer Änderung der Motordrehzahl führt.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm, um das Konzept der vorliegenden Erfindung zu erklären;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, die eine Vorrich­ tung zum Steuern der Drehzahl einer Motors gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung zeigt;

Fig. 3 ein Blockdiagramm, das den elektrischen Aufbau ei­ ner elektronischen bzw. elektrischen Steuereinheit gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das eine ISCV- bzw. Leerlauf­ drehzahlsteuerventil-Steuerroutine bzw. -programms zeigt, die bzw. das von einer elektronischen Steu­ ereinheit ausgeführt wird, gemäß der ersten Aus­ führungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 5 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Dreh­ zahländerungsverhältnis und dem Faktor des Dämp­ fungsverhältnisses zeigt;

Fig. 6 ein Zeitablaufsdiagramm, um die Arbeitsweise und die Effekte der ersten und zweiten Ausführungsform zu erklären;

Fig. 7 ein Flußdiagramm, das eine ISCV-Steuerroutine zeigt, die von einer elektronischen Steuereinheit ausgeführt wird, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 8 ein Flußdiagramm, das eine ISCV-Steuerroutine zeigt, die von einer elektronischen Steuereinheit ausgeführt wird, gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Ein­ laßdruckänderungsverhältnis und dem Dämpfungsver­ hältnis zeigt; und

Fig. 10 ein Zeitablaufdiagramm, um den Betrieb eines kon­ ventionellen Motors, wie zum Beispiel das Dreh­ zahlverhalten des Motors, zu erklären.

Die erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Steuern der Motordrehzahl gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun in Bezug auf die Fig. 2 bis 6 beschrieben.

Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung zum Steuern der Drehzahl eines Motors 1, der in einem Kraftfahrzeug eingebaut bzw. angeordnet ist. Die Außenluft wird in einen Einlaßkanal 2 gezogen, der mit dem Motor 1 in Verbindung steht, nachdem die Luft durch einen Luftfilter 3 geführt worden ist. Eine Einspritzeinrichtung bzw. ein Einspritzelement 4, das in jedem Zylinder vorgesehen ist, spritzt Kraftstoff in die Nähe einer Einlaßöffnung 2a. Der eingespritzte Kraftstoff wird mit der Außenluft vermischt. Der Motor 1 weist eine Mehrzahl von Verbrennungskammern 1a auf. Das Luft/Kraftstoff-Gemisch wird über ein Einlaßventil 5, das an jedem Zylinder vorgesehen ist, in jede Verbrennungskam­ mer 1a gebracht. Dann wird das Luft/Kraftstoffgemisch ver­ brannt, um die Antriebskraft des Motors 1 zu erzeugen. Die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemisches verursacht ein Abgas. Das Abgas wird von einem Auslaßventil 6 jeder Ver­ brennungskammer 1a zu einem entsprechenden Auspuffkrümmer ausgegeben. Dann wird das Abgas zu einem Auspuffrohr 7 ge­ bracht, das in den Auspuffkrümmer übergeht, um nach außen abgeführt zu werden.

Ein Drosselventil bzw. eine Drosselklappe 8 ist in dem Einlaßkanal 2 vorgesehen. Die Drosselklappe 8 öffnet und schließt sich in Verbindung mit der Bewegung eines Gaspe­ dals (nicht gezeigt), welches damit verbunden ist. Die Luftmenge, die in den Einlaßkanal 2 eingebracht wird, wird durch das Öffnen und Schließen der Drosselklappe 8 gesteu­ ert. Die Drehzahl des Motors 1 erhöht sich, wenn die Dros­ selklappe 8 weiter geöffnet wird. Wenn sich der Motor 1 im Leerlauf befindet, ist die Drosselklappe 8 geschlossen. Ein Kompensations- bzw. Druckausgleichsbehälter 9 glättet den pulsierenden Strom des Luftstroms, der an der Drosselklappe 8 vorbeigeführt wird.

Der Einlaßkanal 2 weist einen Lufteinlaßdurchgang bzw. Bypass 10 auf. Der Bypass 10 sieht einen Umweg um die Dros­ selklappe 8 vor, wie in Fig. 2 gezeigt. Der Luftstrom im Bypass 10 wird von einem in diesem vorgesehenen Leerlauf­ drehzahlsteuerventil 11 (im weiteren Verlauf als ISCV be­ zeichnet) gesteuert. Das ISCV 11 weist ein Solenoid bzw. Magnetventil 11a auf. Das Solenoid 11a wird in Verbindung mit einem Betriebsfaktor aktiviert, der über eine Öffnungs­ periode des ISCV 11 entscheidet, wenn das Drosselventil 8 geschlossen ist, d. h., wenn sich der Motor 1 im Leerlauf befindet. Der Luftstrom (die Menge der angesaugten Luft) durch den Bypass 10 hängt von der Öffnungsperiode des ISCV ab. Die Motordrehzahl NE wird durch eine Regulierung bzw. Einstellung der Menge der angesaugten Luft gesteuert.

Die Temperatur des Luftstroms (THA) durch den Einlaßka­ nal 2 wird durch einen Einlaßtemperatursensor 21 erfaßt, der in der Nähe des Luftfilters 3 vorgesehen ist. Die Öff­ nungsstellung θ der Drosselklappe 8 wird von einem Drossel­ sensor 22 gemessen. Ein vollständiges Schließen der Dros­ selklappe 8 aktiviert einen Leerlaufschalter 23. Demgemäß erfaßt der Leerlaufschalter 23, daß der Motor anfängt, im Leerlauf zu laufen. Ein Einlaß- bzw. Ansaugdrucksensor 24, der mit dem Kompensationsbehälter 9 in Verbindung steht, mißt den Einlaßdruck PiM.

Ein Sauerstoffsensor 25, der im Auslaßkanal 7 vorgese­ hen ist, mißt den Sauerstoffgehalt OX im Abgas. Ein Kühl­ wassertemperatursensor 26 mißt die Temperatur des Kühlwas­ sers THW (Kühlwassertemperatur) im Motor 1.

Jeder Zylinder des Motors 1 weist eine Zündkerze 12 auf. Jede Zündkerze 12 erhält Zündsignale, die von einem Verteiler 13 verteilt werden. Der Verteiler 13 verteilt in Übereinstimmung mit der Drehzahl des Motors 1 eine Hoch­ spannung von einer Zündeinrichtung bzw. Zündspule 14 zu je­ der Zündkerze 12. Der Zündzeitpunkt der Zündkerze 12 wird von dem Ausgabezeitpunkt bzw. der Ausgabezeit der Hochspan­ nung von der Zündspule 14 bestimmt.

Der Verteiler 13 weist darin einen Rotor (nicht ge­ zeigt) auf. Der Verteiler 13 weist weiterhin einen Motor­ drehzahlsensor (Drehzahlsensor) 27 und einen Kurbelwellen­ stellungs- bzw. -positionssensor 28 auf. Der Motordrehzahl­ sensor 27 erfaßt die Motordrehzahl NE durch Zählen der An­ zahl der Umdrehungen des Rotors. Der Kurbelwellenstellungs­ sensor 28 erfaßt Änderungen des Winkels der Kurbelwelle im Motor 1.

Ein Automatikgetriebe 15 ist mit dem Motor 1 verbunden. Das Automatikgetriebe 15 weist einen Fahrzeuggeschwindig­ keitssensor 29 auf. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 29 erfaßt die Geschwindigkeit des Fahrzeugs SPD zu jedem Zeit­ punkt und sendet Signale mit dem Betrag der Geschwindigkeit aus. Das Automatikgetriebe 15 weist einen Leerlaufstart­ schalter 30 auf. Der Leerlaufstartschalter 30 erfaßt, ob die augenblickliche Stellung ShP des Schalthebels S die Leerlaufstellung bzw. -position (einschließlich der Park­ stellung) ist. Mit anderen Worten, der Leerlaufstartschal­ ter 30 ist in der Lage, nachzuweisen, ob sich die Position ShP des Schalthebels S in der Leerlaufstellung oder in der Fahrstellung befindet. Das Automatikgetriebe 15 trägt zu­ sammen mit der Klimaanlage (nicht gezeigt), den Scheinwer­ fern und so weiter zur externen Last bei.

Der Fahrzustand des Motors 1 wird von den Sensoren 21, 22, 24 bis 29, dem Leerlaufschalter 23, dem Leerlaufstart­ schalter 30 und so weiter erfaßt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, enthält eine elektronische Steu­ ereinheit bzw. ECU 41 eine zentrale Verarbeitungseinheit bzw. CPU 42, eine Nur-Lese-Speicher- bzw. ROM-Speicherein­ heit 43 mit vorgeschriebenen Steuerprogrammen und vorherge­ hend darin aufgezeichneten Daten, eine Direktzugriffsspei­ cher- bzw. RAM-Speichereinheit 44 zur temporären bzw. vor­ übergehenden Speicherung der Berechnungsergebnisse der CPU 42 und eine Backup- bzw. Sicherungs-RAM-Speichereinheit 45, die vorhergehend aufgezeichnete Daten speichert. Die elek­ tronische Steuereinheit 41 ist eine logische Verknüpfungs­ schaltung bzw. Schaltung mit logischen Verknüpfungen, in der die Teile 42 bis 45, ein externer Eingabekreis bzw. ei­ ne externe Eingabeschaltung 46 und ein externer Ausgabe­ kreis 47 über einen Bus 48 miteinander verbunden sind.

Mit dem externen Eingabekreis 46 sind der Einlaßtempe­ ratursensor 21, der Drosselsensor 22, der Leerlaufschalter 23, der Einlaßdrucksensor 24, der Sauerstoffsensor 25, der Kühlwassertemperatursensor 26, der Drehzahlsensor 27, der Kurbelwellenstellungssensor 28, der Fahrzeuggeschwindig­ keitssensor 29 und der Leerlaufstartschalter 30 verbunden. Die zentrale Verarbeitungseinheit 42 erhält von den Senso­ ren 21, 22, 24 bis 29, dem Leerlaufschalter 23 und dem Leerlaufstartschalter 30 über den externen Eingabekreis 46 Signale. Auf der Grundlage der Signale steuert die zentrale Verarbeitungseinheit 42 das Einspritzelement 4, das So­ lenoid 11a und die Zündspule 14, die jeweils mit dem exter­ nen Ausgabekreis 47 verbunden sind. Aufgenommene Werte und Merker werden in der Backup-RAM-Speichereinheit 45 gespei­ chert.

Unter den verschiedenen Prozessen bzw. Verfahren, die von der elektronischen Steuereinheit 41 ausgeführt werden, wird nun das Steuern des Öffnens des ISCV 11 beschrieben. Die elektronische Steuereinheit 41 überwacht auf der Grund­ lage der Signale der Sensoren 21 bis 30 den augenblick­ lichen Zustand des Motors 1 und erneuert, wenn es nötig ist, die Zielperiode des Öffnens des ISCV 11. Die Zielpe­ riode zeigt die Ziel- bzw. Sollgeschwindigkeit des Motors 1 an.

Die elektronische Steuereinheit 41 arbeitet auf der Grundlage von einem der drei folgenden Steuermodi: N-Stel­ lungs- bzw. Leerlaufpositionsmodus, D-Stellungs- bzw. Fahr­ positionsmodus und Schaltstellungsmodus. Genauer gesagt schaltet die elektronische Steuereinheit 41 periodisch vom Hauptprogramm zu einem Unterprogramm, wenn sich der Motor 1 im Leerlauf befindet. Die zentrale Steuereinheit 41 über­ wacht im Unterprogramm die Stellung ShP des Schalthebels S auf der Grundlage der Signale des Leerlaufstartschalters 30. Wenn sich die Schalthebelposition ShP in der Leerlauf­ stellung befindet, arbeitet die elektronische Steuereinheit 41 im N-Stellungsmodus und berechnet einen Betriebsfaktor für die N-Stellung NDUTY. Dann steuert die elektronische Steuereinheit 41 das Öffnen des ISCV 11 auf der Grundlage des Betriebsfaktors NDUTY. Wenn sowohl ein vorhergehendes als auch ein augenblickliches Einlesen von Daten anzeigt, daß sich die Schalthebelposition ShP in der Fahrstellung befindet, arbeitet die elektronische Steuereinheit 41 im D-Stel­ lungsmodus und berechnet einen Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY. Die elektronische Steuereinheit steuert dann die Öffnungsperiode des ISCV 11 auf der Grundlage des Betriebsfaktors DDUTY. Wenn die Schalthebelposition ShP von der Leerlaufposition zu der Fahrposition geändert wird, ar­ beitet die elektronische Steuereinheit 41 im Schaltmodus und zieht einen Dämpfungswert von dem Betriebsfaktor ab. Die elektronische Steuereinheit steuert dann die Öffnungs­ periode des ISCV 11 auf der Grundlage des neu erhaltenen Betriebsfaktors. Die elektronische Steuereinheit 41 führt ein Steuern eines geschlossenen Regelkreises (in Fig. 1 mit einer dicken Linie gezeigt) im N-Stellungsmodus und D-Stel­ lungsmodus, sowie ein Steuern eines offenen Regelkreises (mit einer normalen Linie gezeigt) im Schaltmodus aus.

Die Sicherungs-RAM-Speichereinheit 45 weist einen Mer­ ker FOPEN für ein Steuern eines offenen Regelkreises für den Leerlauf auf. Die elektronische Steuereinheit 41 setzt den Wert des Merkers FOPEN auf "1", wenn sie anfängt, im Schaltmodus zu arbeiten. Die elektronische Schalteinheit 41 setzt den Wert des Merkers FOPEN auf "0", wenn sie anfängt, im N-Stellungsmodus oder im D-Stellungsmodus zu arbeiten.

Ein Flußdiagramm, wie in Fig. 4 gezeigt, stellt ein Un­ terprogramm der Steuerung dar, das von der elektronischen Steuereinheit 41 ausgeführt wird.

Die elektronische Steuereinheit 41 erhält in einem Schritt 101 Signale von den Sensoren 21 bis 30 (zum Bei­ spiel die Temperatur des Luftstroms THA, die Öffnungsposi­ tion der Drosselklappe θ, den Druck der angesaugten Luft PiM, den Sauerstoffgehalt OX, die Kühlwassertemperatur THW, die Motordrehzahl NE, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs SPD, die Schalthebelstellung ShP und das Klimaanlagen-akti­ viert-Signal) und den Merkern (zum Beispiel einem Merker FOPEN für das Steuern des offenen Regelkreises für den Leerlauf, der später beschrieben wird). Die elektronische Steuereinheit 41 bewertet in einem späteren Schritt 102, ob die augenblickliche Schalthebelposition ShP in der Fahr­ stellung ist oder nicht. Wenn die Stellung ShP nicht die Fahrstellung ist, d. h., wenn sich der Hebel in der Leer­ laufposition befindet, führt die elektronische Steuerein­ heit 41 eine Rückkopplung aus, um das ISCV 11 zu steuern, d. h., die Drehzahl des Motors 1 befindet sich in dem oben beschriebenen N-Stellungsmodus.

Wenn sich der Hebel in der Fahrstellung befindet, be­ wertet die elektronische Steuereinheit 41 in einem Schritt 104, ob der Merker FOPEN für ein Steuern eines offenen Re­ gelkreises "1" ist oder nicht. Wenn der Merker FOPEN "1" ist, d. h., wenn sich die elektronische Steuereinheit 41 im Schaltmodus befindet, geht die elektronische Steuereinheit 41 zu einem Schritt 108. Wenn der Merker FOPEN "0" ist, geht die elektronische Schalteinheit 41 zu einem Schritt 105.

Die elektronische Steuereinheit 41 bewertet in dem Schritt 105, ob die Schalthebelposition ShP im vorherigen Vorgang in der Leerlaufposition gewesen ist oder nicht. Wenn die Schalthebelposition ShP im vorherigen Vorgang in der Leerlaufstellung gewesen ist, entscheidet die elektro­ nische Steuereinheit 41, daß die Schaltposition in der ge­ genwärtigen Routine von der Leerlaufstellung zu der Fahr­ stellung geändert worden ist und geht zum Schritt 106.

Die elektronische Steuereinheit 41 addiert im Schritt 106 einen vorbestimmten Wert ξ zu dem Betriebsfaktor der N-Stel­ lung NDUTY (entsprechend der Zielöffnungsperiode des ISCV 11), um den Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY zu erhalten. Die elektronische Steuereinheit 41 steuert dann das Öffnen des ISCV 11 auf der Grundlage des D-Stellungsbe­ triebsfaktors DDUTY. Die elektronische Steuereinheit 41 setzt in einem späteren Schritt 107 den Wert des Merkers FOPEN auf "1", um den Schaltmodus anzuzeigen.

Die elektronische Steuereinheit 41 geht entweder von dem Schritt 104 oder von dem Schritt 107 zu einem Schritt 108, um das Motordrehzahländerungsverhältnis ΔNE zu berech­ nen, das auf dem Unterschied zwischen der Motordrehzahl NE, die im gegenwärtigen Zustand gelesen wird, und der Motor­ drehzahl NE, die in dem vorherigen Zustand gelesen worden ist, basiert.

Die elektronische Steuereinheit 41 bestimmt in einem Schritt 109 einen Dämpfungsverhältnisfaktor α, der auf dem Motordrehzahländerungsverhältnis ΔNE basiert, das im gegen­ wärtigen Zustand berechnet wird. Die elektronische Steuer­ einheit 41 bezieht sich auf eine Abbildung, die in Fig. 5 gezeigt wird, um den Dämpfungsverhältnisfaktor α zu bestim­ men. Das Änderungsverhältnis ΔNE wird in einer negativen Zahl angegeben. Je größer der Absolutwert des Änderungsver­ hältnisses ΔNE ist (je größer die Abnahme der Drehzahl NE des Motors 1 ist), um so geringer wird der Dämpfungsver­ hältnisfaktor α. Auf der anderen Seite wird, je geringer der Absolutwert des Änderungsverhältnisses ΔNE ist (je ge­ ringer die Abnahme der Drehzahl NE des Motors 1 ist), um so größer der Dämpfungsverhältnisfaktor α.

Die elektronische Steuereinheit 41 erhält in einem Schritt 110 einen neuen Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY durch die Subtraktion des Dämpfungsverhältnisfaktors α, der im Schritt 109 bestimmt wird, von dem Betriebsfaktor DDUTY, den man aus dem vorhergehenden Zustand erhält. Die elektronische Steuereinheit 41 steuert dann die Öffnungspe­ riode des ISCV 11 auf der Grundlage des neu erhaltenen Be­ triebsfaktors DDUTY.

Die elektronische Steuereinheit 41 bewertet in einem Schritt 111, ob sich der gegenwärtige Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY so vermindert oder nicht vermindert hat, daß er gleich dem Betriebsfaktor für die N-Stellung NDUTY ist, unmittelbar bevor der Schalthebel S in die Fahr­ stellung geschaltet oder nicht geschaltet worden ist. Wenn das Ergebnis der Bewertung in dem Schritt 111 "Nein" ist, geht die elektronische Steuereinheit 41 zurück zu Schritt 110, um das oben beschriebene Unterprogramm zu wiederholen. Auf der anderen Seite fährt, wenn das Ergebnis der Bewer­ tung "Ja" ist, die elektronische Steuereinheit 41 mit einem Schritt 112 fort, um den Merker FOPEN auf "0" zu setzen und das Unterprogramm temporär bzw. vorübergehend zu stoppen.

Wenn die Position ShP des Schalthebels S im vorherigen Vorgang nicht in der neutralen Position gewesen ist, bewer­ tet die elektronische Steuereinheit 41 im Schritt 105, daß der Schaltmodus schon abgeschlossen gewesen ist und daß der Schalthebel S ununterbrochen in der Fahrposition gehalten wird. Dann geht die elektronische Steuereinheit 41 weiter zu Schritt 113, um eine Rückkopplung auszuführen, um die Drehzahl des Motors 1 im D-Stellungsmodus zu steuern.

Wenn die Position ShP des Schalthebels S von der Leer­ laufposition in die Fahrposition geändert wird, erhält die elektronische Steuereinheit 41 im oben beschriebenen Pro­ gramm einen neuen Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY durch die Addition des vorbestimmten Wertes ξ zu dem Be­ triebsfaktor für die N-Stellung NDUTY. Die elektronische Steuereinheit 41 steuert dann die Öffnungsperiode des ISCV 11 auf der Grundlage des neu erhaltenen Betriebsfaktors DDUTY. Demgemäß wird die Öffnungsperiode des ISCV 11, wie in Fig. 6 gezeigt, um den vorbestimmten Wert erhöht, und ein abrupter Abfall der Drehzahl NE des Motors 1 wird ver­ hindert, der von einem Wechsel der Schalthebelposition ShP in die Fahrposition verursacht wird.

Später wird der Dämpfungsverhältnisfaktor α auf der Grundlage des Änderungsverhältnisses ΔNE der Drehzahl des Motors 1 eingestellt. Der Betriebsfaktor der D-Stellung DDUTY wird allmählich um den Betrag des Dämpfungsverhält­ nisfaktors α vermindert. Demgemäß vermindert sich allmäh­ lich die Öffnungsperiode des ISCV 11. Je größer die Abnahme der Motordrehzahl NE ist, desto geringer wird der Dämp­ fungsverhältnisfaktor α eingestellt. Im Gegensatz dazu wird, je geringer die Abnahme der Motordrehzahl NE ist, de­ sto größer der Dämpfungsverhältnisfaktor α eingestellt. Mit anderen Worten, man erhält einen neuen Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY durch Subtraktion des Dämpfungsver­ hältnisfaktors α von dem Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY. Das Öffnen des ISCV 11 wird auf der Grundlage des neu erhaltenen Betriebsfaktors für die D-Stellung DDUTY ge­ steuert.

Der Wert der Abnahme der Motordrehzahl NE kann mit der erwarteten Abnahme der Drehzahl NE übereinstimmen, die durch die auf den Motor 1 ausgeübte Last verursacht worden ist. Mit anderen Worten, wenn eine mögliche Abnahme der Mo­ tordrehzahl NE hoch ist, wird das Änderungsverhältnis ΔNE der Drehzahl natürlicherweise hoch. Wie vorstehend be­ schrieben, wird der Dämpfungsverhältnisfaktor α in Verbin­ dung mit der Abnahme der Motordrehzahl NE eingestellt. Da­ her wird das Luftverhältnis in Bezug auf die Last, die auf jeden Motor 1 wirkt, auch dann reguliert, wenn die Last, die auf verschiedene Motoren 1 wirkt, variiert. Mit anderen Worten, die Luftmenge wird in Bezug auf den Betrag der Ab­ nahme der Motordrehzahl NE reguliert. Außerdem wird die Luftmenge auch dann in Bezug auf die Größe der Last regu­ liert, wenn die Last, die auf den Motor 1 wirkt, hoch ist (zum Beispiel, wenn die Öltemperatur in dem Automatikge­ triebe 15 niedrig ist und ihre Viskosität hoch ist).

Daher wird ein abrupter Abfall der Motordrehzahl durch die Last sicher verhindert, wenn die Schalthebelposition ShP geändert wird und eine Last auf den Leerlauf des Motors 1 wirkt. Mit anderen Worten, eine sanfte Abnahme der Motor­ drehzahl NE wird realisiert, die dem Wechsel der Schaltpo­ sition ShP entspricht.

Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. Der mechanische Aufbau der Vorrich­ tung gemäß der zweiten Ausführungsform ist der gleiche wie der der ersten Ausführungsform. Deshalb wird nur das Steu­ erprogramm beschrieben, welches das unterschiedliche Merk­ mal dieser Ausführungsform ist.

Die elektronische Steuereinheit 41 führt, wie in dem Flußdiagramm in Fig. 7 gezeigt, die Schritte 201 bis 207 aus. Die Prozesse, die in den Schritten 201 bis 207 ausge­ führt werden, sind dieselben wie die Prozesse, die in der ersten Ausführungsform in den Schritten 101 bis 107 ausge­ führt werden.

Als nächstes berechnet die elektronische Steuereinheit 41 in einem Schritt 208 ein Motordrehzahländerungsverhält­ nis ΔNE, das auf dem Unterschied zwischen der Motordrehzahl NE, die in dem vorhergehenden Vorgang gelesen worden ist, und der Motordrehzahl NE basiert, die in dem gegenwärtigen Vorgang gelesen wird.

Die elektronische Steuereinheit 41 bewertet in einem Schritt 209, ob das Motordrehzahländerungsverhältnis ΔNE, das in der gegenwärtigen Routine berechnet wird, größer oder nicht größer als null oder gleich null ist. Wenn das Änderungsverhältnis ΔNE unter "0" ist, d. h., daß sich die Motordrehzahl NE vermindert hat, geht die elektronische Steuereinheit 41 weiter zu einem Schritt 210 und berechnet, wie in dem Schritt 109 der ersten Ausführungsform, den Dämpfungsverhältnisfaktor α, der auf dem Drehzahländerungs­ verhältnis ΔNE basiert, der im gegenwärtigen Vorgang bezüg­ lich der Abbildung in Fig. 5 festgelegt wird. Dann geht die elektronische Steuereinheit 41 weiter zu einem Schritt 211.

Auf der anderen Seite benötigt, wenn das Änderungsver­ hältnis ΔNE, das in dem Schritt 209 berechnet wird, größer als null oder gleich null ist, d. h., wenn sich die Motor­ drehzahl NE nicht vermindert hat, der Dämpfungsverhältnis­ faktor α keine Erneuerung. Daher überspringt die elektro­ nische Steuereinheit 41 den Schritt 210 und fährt mit einem Schritt 211 fort. In dem Schritt 211 erhält die elektro­ nische Steuereinheit 41 einen neuen Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY, entweder durch die Subtraktion des neuen Dämpfungsverhältnisfaktors α, der in dem Schritt 212 be­ rechnet worden ist, oder durch eine Subtraktion des Dämp­ fungsverhältnisfaktors α, der nicht erneuert worden ist, von dem Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY im vorher­ gehenden Vorgang. Das ISCV 11 wird auf der Grundlage des neu erhaltenen Betriebsfaktors für die D-Stellung DDUTY ge­ steuert.

In einem Schritt 212 bewertet die elektronische Steuer­ einheit 41, ob sich der gegenwärtige Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY so vermindert oder nicht vermindert hat, daß er dem vorhergehenden Betriebsfaktor der N-Stellung NDUTY gleich ist. Wenn das Ergebnis der Bewertung "Nein" ist, geht die elektronische Steuereinheit 41 zum Schritt 208 zurück, berechnet das Änderungsverhältnis ΔNE neu und wiederholt die Prozesse der Schritte 209 bis 212 noch ein­ mal. Wenn der Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY gleich dem Betriebsfaktor für die N-Stellung NDUTY im Schritt 212 ist, fährt die elektronische Steuereinheit 41 mit einem Schritt 213 fort und führt denselben Prozeß wie in der ersten Ausführungsform aus.

Wenn sich die Schalthebelposition ShP nicht in der Fahrstellung befindet, führt die elektronische Steuerein­ heit 41 im Schritt 202 das Steuern für die N-Stellung wie in der ersten Ausführungsform aus. Wenn sich die Schalthe­ belposition ShP nicht in der Leerlaufposition befindet, führt die elektronische Steuereinheit 41 im Schritt 205 das Steuern für die D-Stellung wie in der ersten Ausführungs­ form aus.

Wie vorstehend beschrieben, ist die zweite Ausführungs­ form zu der ersten Ausführungsform durch ihre Berechnung des Drehzahländerungsverhältnisses ΔNE unterschiedlich, die jedesmal ausgeführt wird, wenn die Schalthebelposition ShP von der N-Stellung in die D-Stellung geändert wird. Mit an­ deren Worten, wenn das Drehzahländerungsverhältnis ΔNE ne­ gativ ist, d. h., wenn sich die Motordrehzahl NE vermindert, daß der Dämpfungsverhältnisfaktor α auf der Grundlage des Drehzahländerungsverhältnisses ΔNE zu dem Zeitpunkt be­ stimmt und erneuert wird, wie sie durch die abwechselnd langen und kurzen Strichlinien in Fig. 6 gezeigt sind. Dann wird der Betriebsfaktor für die D-Stellung DDUTY in Bezug auf den erneuerten Dämpfungsverhältnisfaktor α berechnet. Dies ermöglicht ein genaues und sanftes Motordrehzahlsteu­ ern in Bezug auf die Änderung der Motordrehzahl NE.

Wenn das Motordrehzahländerungsverhältnis ΔNE größer oder gleich null ist, d. h., wenn die Motordrehzahl NE tem­ porär ansteigt, wird der Dämpfungsverhältnisfaktor α in dieser Ausführungsform von der elektronischen Steuereinheit 41 weder bestimmt noch erneuert. Dies verhindert, daß der Dämpfungsverhältnisfaktor α durch eine Zunahme der Motor­ drehzahl NE niedrig eingestellt wird. Dementsprechend ver­ mindert sich die Motordrehzahl NE rapide auf einen vorbe­ stimmten Wert. Dies ermöglicht ein sanftes und schnelles Steuern für die Abnahme der Motordrehzahl NE auf den vorbe­ stimmten Wert, wenn die Last auf den Motor wirkt.

Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben. In dieser Ausführungsform wird der Dämpfungsverhältnisfaktor α auf der Grundlage der Änderung des Einlaßdrucks bestimmt, während der Dämpfungsverhältnis­ faktor α auf der Grundlage der Änderung der Drehzahl des Motors 1 in der ersten und zweiten Ausführungsform bestimmt wird.

Wie in Fig. 8 gezeigt, führt die elektronische Steuer­ einheit 41 in den Schritten 301 bis 307 und 310 bis 313 Prozesse aus, die die gleichen sind wie die Prozesse, die in den Schritten 101 bis 107 und 110 bis 113 in der ersten Ausführungsform ausgeführt werden.

Das unterschiedliche Merkmal der dritten Ausführungs­ form wird nun beschrieben. Die elektronische Steuereinheit 41 berechnet in einem Schritt 308 das Einlaßdruckänderungs­ verhältnis ΔPIM auf der Grundlage des Unterschieds zwischen dem Einlaßdruck PIM, der in der gegenwärtigen Routine gele­ sen wird, und dem Einlaßdruck PIM, der in der hervorgehen­ den Routine gelesen worden ist. In einem Schritt 309 be­ rechnet die elektronische Steuereinheit 41 den Dämpfungs­ verhältnisfaktor α auf der Grundlage des Einlaßdruckände­ rungsverhältnisses ΔPIM. Die elektronische Steuereinheit 41 bezieht sich auf eine Abbildung, die in Fig. 9 gezeigt ist, um den Dämpfungsverhältnisfaktor α festzulegen. Je größer der Absolutwert des Einlaßdruckänderungsverhältnisses ΔPIM in der Abbildung ist (je größer die Abnahme des Einlaß­ druckes ist), umso kleiner wird der Dämpfungsverhältnisfak­ tor α. Auf der anderen Seite wird, je kleiner der Absolut­ wert des Einlaßdruckänderungsverhältnisses ΔPIM ist (je kleiner die Abnahme des Einlaßdruckes ist), umso größer der Dämpfungsverhältnisfaktor α.

In einem Schritt 310 erhält die elektronische Steuer­ einrichtung 41 einen neuen Betriebsfaktor für die D-Stel­ lung DDUTY durch die Subtraktion des Dämpfungsfaktors α, der in dem Schritt 309 berechnet wird, von dem Betriebsfak­ tor DDUTY, der in der vorhergehenden Routine berechnet wor­ den ist. Die elektronische Steuereinheit 41 steuert dann die Öffnungsperiode des ISCV11 auf der Grundlage des neu erhaltenen Betriebsfaktors DDUTY.

Genauso wie mit dem Motordrehzahländerungsverhältnis ΔNE wird das Einlaßdruckänderungsverhältnis ΔPIM der er­ warteten Abnahme der Motordrehzahl NE entsprechen, die durch die zusätzliche Last auf den Motor 1 verursacht wird. Mit anderen Worten, wenn die Abnahme der Motordrehzahl NE groß ist, wird das Einlaßdruckänderungsverhältnis ΔPIM na­ türlicherweise groß. Daher erhält man in dieser Ausfüh­ rungsform denselben Effekt wie in der ersten Ausführungs­ form.

Weiterhin kann das Einlaßdruckänderungsverhältnis ΔPIM als Parameter für das Steuern des Luft/Kraftstoff-Verhält­ nisses, das Zündzeitpunktsteuern und andere Steuerarten dienen. In diesem Fall kann das Einlaßdruckänderungsver­ hältnis ΔPIM als allgemeiner Parameter für das Motordreh­ zahlsteuern dieser Ausführungsform und anderen Steuerarten dienen. Dementsprechend verwirklicht das Motordrehzahlsteu­ ern zusammen mit anderen Steuerarten eine minutiöse und sanfte Motorsteuertätigkeit.

Obwohl hierin nur drei Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, sollte es für den Fachmann klar und deutlich sein, daß die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen ausgeführt werden kann, ohne von dem Erfindungsgedanken oder dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Im besonderen kann die Erfindung in den fol­ genden Formen ausgeführt werden:

• 1. In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist die Änderung der Schalthebelposition ShP der Grund für die Last, die auf den Motor wirkt. Das Konzept der oben be­ schriebenen Ausführungsform ist jedoch auf Fälle anwendbar, in denen Bauteile, wie zum Beispiel die Klimaanlage oder die Scheinwerfer, eingeschaltet werden und so als Last auf den Motor wirken.
• 2. Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind so gestaltet, daß sie in einem Benzinverbrennungsmotor arbeiten. Die vorliegende Er­ findung ist jedoch ebenso auf einen Dieselmotor anwendbar.
• 3. Anstatt des ISCV, das in den vorstehend beschrie­ benen Ausführungsformen verwendet wird, kann ein Drossel­ ventil mit einem Schrittmotor verwendet werden, um die Luftstrommenge zum Motor zu steuern. In diesem Fall wird das Drosselventil verwendet, um den Luftstrom zu steuern, sowohl, wenn der Motor läuft, als auch, wenn er sich im Leerlauf befindet, wie in dem US-Patent 4,638,778 beschrie­ ben, welches am 27. Januar 1987 an Kamei erteilt worden ist. Die elektronische Steuereinheit bringt den Schrittmo­ tor in Gang, um die Abmessung der Öffnung des Drosselven­ tils zu steuern. Dies ermöglicht ein Umgehen des Bypasses, in dem das ISCV angeordnet ist, und führt zu einem verein­ fachten Herstellungsverfahren und somit zu einer Reduktion der Herstellungskosten.
• 4. Die Leerlaufdrehzahl kann durch die Zu- und Ab­ nahme des Betrags der Kraftstoffeinspritzung gesteuert wer­ den.

Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungs­ formen beispielhaft und nicht einschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf die darin gegebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb des Umfang der folgenden Ansprüche modifiziert werden.

In der vorhergehenden Beschreibung wird eine Vorrich­ tung zum Steuern einer Leerlaufdrehzahl eines Motors offen­ bart. Ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil, das in einem Leer­ laufdurchgang angeordnet ist, steht mit dem Einlaßdurchgang stromabwärts und stromaufwärts eines Drosselventils in Ver­ bindung, um eine Menge eines Luftstroms zu steuern, der dem Motor im Leerlauf zugeführt wird. Ein Leerlaufstartschalter gibt auf der Grundlage eines Schaltvorgangs eines Schalthe­ bels von seiner Leerlaufposition zu seiner Fahrposition ein Anweisungssignal zu einer elektronischen Steuereinheit aus. Auf der Grundlage des Anweisungssignals berechnet die elek­ tronische Steuereinheit einen Betriebsfaktor, um die Luft­ strommenge durch das Leerlaufdrehzahlsteuerventil auf eine vorbestimmte Menge zu erhöhen. Die erhöhte Luftstrommenge wird nachfolgend auf der Grundlage eines Änderungsverhält­ nisses der Motordrehzahl mit einem Dämpfungsfaktor α auf eine vorbestimmte Höhe gedämpft.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Steuern einer Motorleerlaufdrehzahl, die mit einer Menge eines Luftstroms, die einem Motor (1) durch einen Luftversorgungsdurchgang (2, 10) zugeführt wird, in Verbindung steht, wobei die Luftstrommenge durch eine Regulierung eines Ventilelements (8, 11), das in dem Luftversorgungsdurchgang (2, 10) angeordnet ist, in Übereinstimmung mit dem Zustand des Motors (1) gesteuert wird, wobei das Ventilelement (8, 11) von ei­ ner elektronischen Steuereinheit (41) mit einem Steuer­ signal gesteuert wird, um die Luftstrommenge auf der Grundlage einer Zunahme der Last auf den Motor (1) auf eine vorbestimmte Menge zu erhöhen und die erhöhte Luftstrommenge auf eine vorbestimmte Höhe zu vermin­ dern, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinrichtung (42) die erhöhte Menge des Luftstroms durch das Ventilelement (8, 11), auf der Grundlage der Änderung (ΔNE) der Motordrehzahl (NE), dämpft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch min­ destens einen ersten Sensor (27) zur Erfassung der Mo­ tordrehzahl (NE) oder einen zweiten Sensor (24) zur Er­ fassung des Druckes (PiM) in dem Lufteinlaßdurchgang (2), der sich proportional zu der Motordrehzahl (NE) ändert und diese im wesentlichen anzeigt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuereinheit (42) einen Faktor (α) zur Dämpfung der Menge des Luft­ stroms auf der Grundlage einer Abbildung berechnet, wo­ bei sich der Dämpfungsfaktor (α) umgekehrt proportional zu einem sich verringernden Wert der Motordrehzahl (NE) erhöht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Luftstroms durch das Ventilelement (8, 11) entweder durch eine Re­ gulierung einer Öffnungsperiode oder einer Öffnungsab­ messung des Ventilelements (8, 11) gesteuert wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuer­ einheit (42) auf der Grundlage der gegenwärtigen Last, die größer als die vorhergehende Last ist, periodisch die Zunahme der Last bestimmt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Steuer­ einheit (42) auf der Grundlage des Zustands des Motors (1) eine Zielluftstrommenge berechnet, die durch das Ventilelement (8, 11) geht, und das Ventilelement (8, 11) auf der Grundlage der ungeänderten Last, die auf den Motor (1) wirkt, mit dem Steuersignal betätigt, um die Luftstrommenge durch das Ventilelement (8, 11) zu der Zielluftstrommenge konvergieren zu lassen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftversorgungsdurch­ gang einen Leerlaufdurchgang aufweist, der einen Luft­ einlaßdurchgang (2) überbrückt, und das Ventilelement ein Leerlaufdrehzahlsteuerventil (11) aufweist, das in dem Lufteinlaßdurchgang (2) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein Solenoid (11a) zur Betätigung des Leerlaufdrehzahlsteu­ erventils (11), wobei das Steuersignal einen Betriebs­ faktor aufweist, mit dem die elektronische Steuerein­ heit (42) das Solenoid (11a) selektiv aktiviert und de­ aktiviert, um die Öffnungsperiode des Leerlaufdrehzahl­ steuerventils (11) zu regulieren.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Schalthebel (S), der zwischen einer Position (ShP) zur Belastung des Motors (1) und einer Position (ShP) zur Entlastung des Motors (1) schaltbar ist, einen Schalter (30) zur Beurteilung der Position (ShP) des Schalthe­ bels (S) und zum Vorsehen einer Anzeige seiner Beurtei­ lung mit der elektronischen Steuereinheit (42), wobei die elektronische Steuereinheit (42) den Betriebsfaktor auf der Grundlage der Anzeige von dem Schalter (30) korrigiert und das Leerlaufdrehzahl­ steuerventil (11) mit dem korrigierten Betriebsfaktor steuert, um die Menge des Luftstroms durch das Leer­ laufdrehzahlsteuerventil (11) zu erhöhen, wobei der korrigierte Betriebsfaktor auf eine vorbestimmte mini­ male Höhe verringert wird, die einem Leerlaufzustand des Motors (1) entspricht, der lastfrei ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftversorgungsdurchgang einen Lufteinlaßdurch­ gang (2) aufweist und das Ventilelement ein Drosselven­ til (8) beinhaltet, das in dem Lufteinlaßdurchgang (2) angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen Schrittmotor zum Steuern des Drosselventils (8) und ei­ ne elektronische Steuereinheit (42) zur Betätigung des Schrittmotors, um die Abmessung der Öffnung des Dros­ selventils (8) zu regulieren.