DE3020494A1 - Vorrichtung und verfahren zur einstellung des ansaugluftdurchsatzes bei einem brennkraftmotor - Google Patents

Description

rtj ssan 0016/115(3) TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER

- 11 -

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Einstellung des Ansaugluftdurchsatzes bei einem Brennkraftmotor selektiv entweder mit geschlossenem oder mit offenem Regelkreis, worin bei Regelung mit geschlossener Schleife ein Steuerverhältnis auf der Grundlage einer Ist- und einer Bezugs-Motordrehzahl bestimmt wird, um die Differenz zwischen den beiden Drehzahlwerten auf null zu reduzieren, und bei der Einstellung mit offener Regelschleife das Steuerverhältnis nach einer Motor- oder Motorkühlmitteltemperatur ermittelt wird.

In den zurückliegenden Jahren hat sich die Verschmutzung der Atmosphäre durch in den Kraftfahrzeugabgasen enthaltene Schadstoffe wie Stickoxide NO , Kohlenmonoxid CO, schwefelsäurehaltige Gase und dgl. zu einem weltweiten Problem ausgeweitet. Andererseits werden Kraftfahrzeug-Treibstoffe wie Benzin und Dieselöl immer teurer.

Bekanntlich ändert sich die Drehzahl eines Brennkraftmotors in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern wie Getriebeart, Getriebestellung, Betriebszustand einer evtl. vorhandenen Klimaanlage und dgl. Besonders bei der relativ niedrigen Leerlaufdrehzahl des Motors läuft dieser mitunter nicht genügend stabil, und der erforderliche Luftstrom ändert sich mit der Motorbelastung. Verschiedene bekannte Motor-Einstellvorrichtungen regulieren die Motordrehzahl entsprechend der Motorbelastung, sind jedoch nur in der Lage, dabei einen oder zwei Parameter zu berücksichtigen. Selbst eine Kombination mehrerer bekannter Einstellvorrichtungen mit dem Ziel, mehrere Steuerparameter zusammen-

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

Ui ε s an
0G1fi/115 (3)

- 12 -

zufassen, ist kein geeignetes Mittel zur Motordrehzahlstabilisierung, weil kein geeignetes Konzept für eine solche Kombination zur Verfügung steht.

Bekannte Einstellvorrichtungen bieten entweder nur die Ruckkopplungsregelung oder den offenen Regelkreis. Wollte man verschiedene bekannte Steuersysteme kombinieren, um beide Regelungsarten wahlweise durchführen zu können, so würde dieser Kombination immer noch eine Entscheidungseinrichtung fehlen, welche Fahrzustände erkennt, die für eine Einstellung bei geschlossener Regelschleife geeignet sind. Ferner würde eine automatische Umschalteinrichtung benötigt werden, welche in Abhängigkeit von der Entscheidung entweder auf Rückkopplungsregelung oder auf Steuerung (offene

15 Regelschleife) umschaltet.

Bekannte Steuervorrichtungen der hier erwähnten Art enthalten im allgemeinen Analogsysteme mit einem erheblichen Stromverbrauch. Diese Systeme arbeiten relativ träge und sprechen auf eine Änderung des jeweiligen Steuerparameters erst verzögert an.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Einstellung des Ansaugluftdurchsatzes eines Brennkraftmotors zu schaffen, mit denen eine wesentlich verbesserte und stabilere Motoreinstellung als bisher möglich ist.

30

030049/0 9 37

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER Nissan ÜÜ1S/115(3)

" ¹³ " 302049A

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten /Aufgabe ist kurzgefaßt vnrrichtungsseitig im Patentanspruch 1 und verfahrensseitig im Patentanspruch 1'+ angegeben.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in jeweils nach geordneten Unteransprüchen enthalten .

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung nebst V/erfahren besteht darin, daß sie automatisch nach dem Motorlaufzustand erkennt und entscheidet, ob aie

1ü Rückkopplungsregelung oder die Steuerung mit offenem Regelkreis durchgeführt werden sollen. In Abhängigkeit von den genannten Laufbedingungen schaltet die Einstellvorrichtung automatisch auf die entsprechende Steuerungsart um. Der Übergang erfolgt harmonisch und onne Löcher oder Sprünge in der Steuercharakteristik. Insbesondere beim Anfahren des Fahrzeugs oder bei einer Abbremsung desselben erfolgt eine Umschaltung von der Uückkupplungsregelung zur offenen Steuerung, und dabei wird das Steuerverhältnis so korrigiert, daß entsprechend den Änderungen der Motorbelastung ein optimaler Luftdurchsatz eingestellt wird.

Die Einstell/orrichtung ist in der Lage, die Leerlnufdrehzahl des Motors einwandfrei zu regulieren, und dabei wird der Ansaugluftdurchsatz auf der Grundlage der Motor- oder Kühlmitteltemperatur eingestellt. Ferner werden dabei andere Mütorbelastungen wie die Getriebestellung, Getriebeart, der Einschaltzustand der Klimaanlage u.dgl. berücksichtigt.

030049/0937

TER MEER ■ MÖLLER · STEINMEISTER Nissan Üü 16/115 (3)

Steuerung korrigiert; wird. Auf diese Jeise ist, es möglich, dem Motor jeweils die richtige Luftmenge zuzuführen.

Die erf indungsgemäße Einstellvorrich Lung ist in der Lage, selbständig anhand der Motorbet-riebsbedingungen zu entscheiden, ob die Rückkopplungsregelung cder die Steuerung mit offenem Regelkreis durchgeführt wird. Die Umschaltung erfolgt harmonisch und ahne Sprünge in der Steuerkennlinie.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ansaugluftdurchsatzsteuerung ist im Patentanspruch ~\h angegeben, vorteilhafte Weiterbildungen enthalten die Unteransprüche 15 bis 25.

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Steuerung des Ansaugluftdurchsatzes bei einem ürennkraftmotor,

Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Hauptprograrnms mit 2Ü mehreren Unterprogrammen zur Bestimmung

eines Steuerverhältnisses für die Ansteuerung eines Ventils in einem Bypass,

Fig. 3 eine grafische Darstellung zwischen einer Bezugs-Drehzahi und einer Hühlmitteltemperatur des Motors,

Fig. k eine grafische Darstellung zur Änderung der Bezugs-Drehzahl in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsparametern des Motors,

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Programms zur Horrek-3Q tür der Bezugsdrehzahl,

030049/0937

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER IMs.cnn HfHEZ-MS Γ

Ferner ist die erfindungsgemäße EinsteLk/arrichtung ahne weiteres in der Lage, beispielsweise bei einem Absinken der Fahrzeugbatteriespannung die ansich auf der Grundlage der Kühlmitteltemperatur und/oder anderer Betriebsparameter festgelegte Bezugs-Μαtordrehzahl zu erhöhen. Nach einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist ferner eine manuelle Änderung der Bezugs-Drehzahl vorgesehen.

Nach einer anderen Weiterbildung des Erfindungsgedankens

1ü ist vorgesehen, als Steuerelement einen Mikrocomputer zu verwenden. Das dabei von einem Steuersignalgeneratar erzeuge Steuersignal enthält ein proportionales und ein integrales Element, und dieses Steuersignal tüird zur Regulierung des Luftdurchsatzes rückgekoppelt. Dagegen sind bei herkömmlichen Steuervorrichtungen die Konstanten der proportionalen und integralen Elemente Festwerte. Da die Zeitdifferenz zwischen einer Drehzahländerung und einer Änderung des Luftbedarfs mit steigender Motordrehzahl kürzer ijjird, kann es bei hohen tfotardrehzahlen zu

2Ci Ansprechverzögerungen und damit zu Pendelerscheinungen kommen. Um diese Erscheinungen zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die proportionalen und integralen Elemente des Steuersignals in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl und der Differenz zwischen der Bezugs- und der Ist-Drehzahl abzuändern.

Ein anderes wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß auf der Basis verschiedener Parameter ein Grund-Steuerverhältnis festgelegt wird, welches in Abhängigkeit von dem Mütorlauf und der Motorbelastung 3D sowie der Umschaltung zwischen Rückkopplung und offener

030049/0937

TER MEER · MÖLLER ■ STEINMEISTER Kissan Ü01S/115(3)

Fig. α und 7 schematische Darstellungen von Registern zur Aufnahme von Motor-Betriebsparametern,

Fig. 8(A) bis (E) schematische Prozeßdarstellungen zur manuellen Korrektur der Bezugsdrehzahl,

Fig. 9 eine grafische Darstellung einer Steuersignal-Temperaturcharakteristik,

Fig. 1G ein schematiscnes Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung zur offenen Steuerung,

Fig. 11 eine grafische Darstellung eines Anfangs-Korrek turuiertes beim Md torstart,

Fig. 12 ein FIuBdiagramm eines Programms zur Korrektur des Steuerverhältnisses,

Fig. 13 ein Flußdiagrnmm eines Programms zur

Korrektur der Oezugodrehzahl,

Fig. 1't ein Flußdiagramm eines Programms zur Entscheidung nach Hotorbetriebszuständen entsprechend einem ersten AusführungsbeispielderErfindung,

Fig. 15 ein FluBdiagramm eines abgewandelten Programms,

Fig. 16 ein FluBdiagramm eines Programms zur

Entscheidung nach Betriebszuständen auf selektive Durchführung der Rückkopplungs

steuerung oder der offenen Steuerung gemäß einem zweiten Ausführungsbeisciel der Erfindung,

Fig. 17 eine grafische Darstellung einer Änderung 3U einer Bemessungskonstante eines proportio

nalen Elementes eines Steuersignalgeneratgrs,

Fig. 18 eine ähnliche Darstellung einer Integrationskonstante eines integralen Elementes,

Fig. 19 ein FluGdiagranim eines Programms zur Karrektür des Steuerverhältnisses, uenn die Bezugs

drehzahl höher als die Ist-Drehzahl ist,

030049/0937

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER Nissan 01)15/116(3)

Fig. 2D ein Flußdiagramm eines Programms zur Korrektur des Steuerverhältnisses, Luenn die Ist-Drehzahl größer als die Bezugsdrehzahl ist,

Fig. 21 ein Flußdiagramm eines Programms zur Regulierung des Steuerverhältnisses bei Fahrzeugbeschleunigungen,

Fig. 22 eine grafische Darstellung des eine

Rückkopplungsrate und eine offene Rate enthaltenden Steuerverhältnisses mifc Minimal- und Maximalwert-Begrenzung,

Fig. 23 eine ähnliche grafische Darstellung mit Maximalujert-Steuerverhältnisbegrenzung,

Fig. Zk eine Abwandlung gegenüber Fig. 23, und

Fig. 25 ein Flußdiagrariim eines Programms zur Begrenzung der Änderungsrate des Steuerverhältnisses nach den in Ficj. bis Zk dargestellten gegebenen Steuercharakteristiken.

BAD

030049/0937

TER MEER - MÜLLER .fa... ..GEISTER Kissen LJü 1S/115 ( 3 )·

Einleitend sei darauf hingewiesen, daß die nachstehend beschriebene Vorrichtung zum Steuern des Ansaugluftmengenverhältnisses im allgemeinen für jede Art von Kraftfahr-

ti

zeug-Brennkraftmaschinen geeignet ist, die ein computergesteuertes Treibstoff-Einspritzsystem besitzen. Der Motor kann durch einen am Fahrzeug angebrachten Mikrocomputer gesteuert sein.

Gemäß Fig. 1 steht jeder Zylinder 12 des Brennkraftmotors 10 mit einem Lufteinlaßkanal 20 in Verbindung, zu dem ein Ansaugstutzen 22 mit einem Luftreiniger 24 für atmosphärisehe Luft, ein in Strömungsrichtung weiter hinten angeordneter Ansaugluftmengenmesser 26, eine Drosselkammer 28 mit einer an ein nicht dargestelltes Gaspedal angeschlossenen Drosselklappe 30 zur Regulierung des Einlaßluftmengenverhältnisses und ein Einlaßstutzen 32 gehören, der mehrere in Fig, 1 nicht dargestellte Verzweigungen besitzt. Obwohl in Fig. 1 nicht so dargestellt, kann der Luftmengenmesser auch noch mit einem anderen Motorsteuersystem verbunden sein, beispielsweise zur Bestimmung des Brennstoffeinspritzmengen Verhältnisses. In dem Einlaßstutzen 32 befindet sich eine Einspritzdüse 34. Das Mengenverhältnis des durch diese Düse eingespritzten Brennstoffes erfolgt über ein nicht dargestelltes elektromagnetisches Betätigungselement, welches in bezug auf die Einspritzmenge, den Einspritzzeitpunkt und dgl. durch das andere Steuersystem nach verschiedenen Motorparametern angesteuert wird. Statt im Einlaßstutzen 32 kann die Einspritzdüse 34 bekanntlich auch in der Brennkammer des Zylinders 12 angeordnet sein. *

Ein in die Drosselkammer 28 mündender Leerlaufkanal 36 besitzt in Strömungsrichtung vor und hinter-der Drosselklappe 30 je eine Endöffnung 38 und 40 und bildet somit eine überbrückung der Klappe. Eine in dem Leerlaufkanal 36

030049/0937

TER MEER · MÜLLER ..STEINMEISTER WLssan lJÜ1f7115(3)

angeordnete Leerlauf Justierschraube 42 ist in geeigneter·' Weise von Hand justierbar. Ein in dem Lufteinlaßkanal 20 angeordneter Bypasskanal 44 mündet mit einem Ende 46 zwischen den Elementen 26 und 30, und mit dem anderen Ende 48 in Strömungsrichtung hinter der Drosselklappe 30 nahe dem Einlaßstutzen 32, so daß er die Drosselklappe 30 überbrückt.

Ein in dem Bypass 44 befindliches Leerlauf-Regulierventil 50 enthält zwei durch eine Membran 56 getrennte Kammern und 54, von denen letztere mit der Atmosphäre verbunden ist. Dieses Ventil unterteilt den Bypass 44 in zwei oberhalb und unterhalb der öffnung 57 des Ventils 50 gelegenen Abschnitte 43 und 45. Ein an der öffnung 57 befindlicher Ventilkörper 58 ist durch einen Schaft 60 so mit der Membran 56 verbunden, daß er .-zwischen einer geöffneten Ventilstellung, wo die Abschnitte 43 und 45 des Bypasskanals 44 miteinander in Verbindung stehen, und einer geschlossenen Stellung verschiebbar ist. Eine Schraubendruckfeder 64 in der Kammer 52 spannt die Membran 56 in der Zeichnung nach unten vor, wo der Ventilkörper 58 von einem Ventilsitz 62 abgehoben und so normalerweise geöffnet ist.

Die Kammer 52 des Leerlaufregulierventils 50 ist an eine Kammer 66 eines Druckregulierventils 68 als konstante Unterdruckquelle über einen Unterdruckkanal 67 angeschlossen. Eine Membran 72 unterteilt das Ventil 68 in zwei Kammern •66 und 70, von denen die Kammer 66 nur einen Kanal 74 mit dem Einlaßstutzen 32 zwecks Anschluß an dessen Unterdruck verbunden ist. Die Kammer 70 mündet in bekannter Weise in die Atmosphäre. An der Membran 72 ist gegenüber einem an dem Ende des Kanals 74 angeordneten Ventilsitz 78'ein Ventilkörper 76 angeordnet. In den Kammern 66 und 70 befindet sich je eine Schraubendruckfeder 71 bzw. 73, und diese halten die Membran 72 durch annähernd gleiche Federkräfte in einer neutralen Position. Obwohl nicht dargestellt, kann die Kammer 66 auch an ein Steuerventil zur Abgasrück-

030049/0937

TER MEER -MÖLLER . STEINMEISTER ^^^ ÜC1G/115(3)

- 2ü -

302049A

führung angeschlossen sein, um einen Teil des durch einen ■ Abgaskanal 80 strömenden Abgases in den Einlaßstutzen 32 zurückzuführen. _#

Je nach der Druckdifferenz zwischen der Unterdruckkammer

66 und dem atmosphärischen Druck in der Kammer 70 wird die Membran 72 nach oben oder unten verschoben. Dabei wird der Ventilkörper 76 mehr oder weniger von seinem Ventilsitz 78 abgehoben, um auf diese Weise einen Referenz-Unterdruck für das Leerlaufregulierventil 50 einzustellen. Dieser Referenz-Unterdruck gelangt über den Unterdruckkanal

67 mit Mündung 69 in die Kammer 52 des Ventils 50. Die kleine öffnung 69 begrenzt Unterdruckänderungen in Richtung auf die Kammer 52 und glättet so die Ventiltätigkeit,

Die Kammer 52 von Ventil 50 steht ferner über einen Luftkanal 81 mit einer Kammer 82 eines Lufteinlaßventils 84 in Verbindung, welches durch eine Membran 88 in zwei Kammern 82 und 86 unterteilt ist. Die Kammer 82 ist über einen Kanal 90 oberhalb der Drosselklappe 30 mit dem Lufteinlaßkanal 20 verbunden. Ein in der Kammer 86 befindlicher Elektromagnet 92 wird durch Signalimpulse auf der Grundlage eines Steuersignals aus einem später beschriebenen Steuersignalgenerator in Verbindung mit einem Mikrocomputer elektrisch betätigt. Mit der Membran 88 ist ein durch den Elektromagneten 92 bewegbarer Ventilkörper 94 ange-r ordnet. Im Betrieb wird der Elektromagnet auf der Grundlage des Steuersignals mit veränderter Impulsbreite angesteuert und dadurch das Verhältnis zwischen den öffnungs- und Schließperioden des Ventilkörpers 94 so verändert, wie es zur Steuerung des zum Lufteinlaßventil 84 fliessenden Luftmengenverhältnisses erwünscht ist. Eine Schraubendruckfeder 96 in der Kammer 86 spannt die Membran mit dem Ventilkörper 94 gegen das Ende des Kanals 90 vor, um den Ventilkörper 94 gegen einen Ventilsitz 98 am Ende des Kanals 90 zu legen. Durch Unterdruck von dem Druckregulierventil 68 wird die Membran 56 mit dem Ventilkörper

030049/0937

TER MEER . MÜLLER . STEINMEISTER Nissan [:U1G/115(3)

zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch den Bypasskanal 44 bewegt. Durch Steuerung des Luftdurchsatzes durch den . Lufteinlaßkanal 84 und den Kanal 81 wird der Unterdruck .

in der Kammer 52 kontrolliert,
5

Im Leerlaufzustand des Motors 10 ist die Drosselklappe

30 weitgehend geschlossen, um die Einlaßluft abzusperren« Folglich gelangt im Leerlauf die Ansaugluft weitgehend durch den Leerlaufkanal 36 und den Einlaß 44 in den Motor.

Den Luftdurchsatz durch den Leerlaufkanal 36 bestimmt die Justierschraube 42, und den Luftdurchsatz durch den Bypasskanal 44 bestimmt weitgehend das Leerlaufregulierventil 50, welches über den Kanal 74, das Ventil 68 und den Kanal 67 an den Unterdruck im Einlaßstutzen 32 angeschlossen ist. Der Unterdruck in Kammer 52 wird reguliert durch atmosphärische Ansaugluft, welche durch den Kanal 90, das Ventil 84 und den Kanal 81 strömt, über den Ventilkörper 58 wird der Luftdurchsatz durch den Kanal 44 über den Unterdruck in Kanal 52 gesteuert. Da-die Motordrehzahl von dem Einlaßluftdurchsatz abhängt, kann sie im Leerlaufzustand des Motors 10 durch Regulieren des Luftdurchsatzes durch den Leerlaufkanal 36 und den Bypasskanal 44 gesteuert werden.

Die Steuerung des Luftdurchsatzes und damit der Motordrehzahl kann statt über den Elektromagneten 92, wie nachstehend beschrieben, auch manuell über die Leerlauf-Justierschraube 42 erfolgen, Die Justierschraube 42 dient im wesentlichen dazu, die Ausgangs-Leerlaufdrehzahl einzustellen.

Ein ferner in Fig. 1 dargestellter Mikrocomputer 100 zur automatischen Steuerung des Luftmengenverhältnisses enthält einen Zentralprozessor (CBU) 102, eine Speichereinheit 104 und als Interface eine Eingabe/Ausgabeeinheit 106. Von verschiedenen Fühlern erhält der Mikrocomputer

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan H^1G/115(3)

folgende Eingangssignale:

a) Mit jedem einzelnen Grad oder mit jedem bestimmten Wert über einem Grad des Kurbelwellenwinkels einen Kurbelwellenimpuls, und über einen Kurbelwellen—

winkelfühler 110 bei jedem vorgegebenen Kurbelwellenwinkel einen Kurbelwellen-Standardimpuls. Dabei wird die Umdrehung einer Kurbelwelle 112 abgetastet;
10

b) Von einem in ein Kühlmittel 118 innerhalb eines den Zylinder 12 umgebenden Kühlmittelkanals 116 eingetauchten Temperaturfühler 114 ein Kühlmitteltemperatursignal. Ein von dem Fühler 114 erzeugtes temperaturabhängiges Analogsignal wird durch

einen Analog/Digitalwandler 120 in ein binärkodiertes Digitalsignal umgesetzt, welches zur Verarbeitung durch den Mikrocomputer 100 geeignet ist und in die Einheit 106 eingespeist wird;

c) Ein Drosselklappenwinkelsignal, welches von einem mit einem veränderlichen Widerstand 124 ausgestatteten Winkelfühler 122 analog erzeugt und durch einen Analog/Digitalwandler 126 in ein Digitalsignal . umgewandelt wird;

d) Ein Neutralsignal (EIN/AUS-Signal) von einem Getriebeschalter 128;

e) Ein Fahrzeug-Geschwindigkeitssignal von einem Geschwindigkeitsfühler 130, der eingeschaltet ist, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als ein gegebener Wert von beispielsweise 8 km/h ist; ttn«(

f) Ein Batteriespannungssignal von einer Batterie 127 über einen Analog/Digitalwandler 129.

030049/0937

TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTiR Nissan 0016/115 (3)

I NACHGEREICHT

" ²³ " 302049A

Obgleich in der dargestellten Ausführungsform ein veränderlicher Widerstand 124 in dem Winkelfühler zur Abtastung der geschlossenen Drosselklappenstellung verwendet wird, kann anstelle des Widerstandes ein Schalter eingesetzt werden, der geschlossen wird, wenn die Drosselklappe 30 geschlossen ist.

Der Elektromagnet 92 des Lufteinlaßventils 84 wird über das Nutzimpulsverhältnis, d.h. unterschiedliche Ein- und Ausschaltzeiten des Steuer-Impulssignals angesteuert.

Bei der praktischen Durchführung des Steuerprogramms wird ein entsprechender, in einem Bereich zwischen 0 bis 200 liegender Wert in ein Register eingeschrieben. Da jedoch das Leerlaufsteuerventil 50 in den äußeren Bereichen nicht anspricht, verbleibt ein Bereich zwischen den Werten 20 bis 160, und das entspricht einem Bereich von 10 % bis 80 % der Nutzimpulsbreite oder des Steuerverhältnisses. Bei einer Nutzimpulsbreite von 200 liegt die entsprechende Impulsbreite bei 51,2 ms (etwa 20 Hz). Bei einem Nutzimpulsverhältnis von 0 % besteht am Ausgang des Lufteinlaßventils 84 ein Unterdruck 120 mm Hg, das entspricht einem minimalen Ansaugluftdurchsatz.

Gemäß dem Flußdiagramm in Fig. 2 wird bei der Durchführung eines Hauptsteuerprogramms zur Kontrolle verschiedener Unterprogramme in Abhängigkeit von einer mittels eines Fühlers 114 anstelle der Motortemperatur gemessenen Kühlmitteltemperatur eine Bezugs-Motordrehzahl NSET bestimmt. Dies geschieht in einem Block 150 auf dem Wege über eine Tabelle, die zuvor in der Speichereinheit 104 abgespeichert wurde. In dieser Tabelle gibt es einen

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTtR Nissan 0016/115 (3)

Festwert für die Bezugsdrehzahl N_SET für einen Temperaturbereich zwischen 0° und 3O°O, um einen unstabilen Motorlauf beim ersten Kaltstart bei Normaltemperaturen zu vermeiden. Bei Unterkühlung oder überhitzung wird zum schnellen Erwärmen bzw. Abkühlen des Motors eine andere Drehzahl verwendet. Die nach der Kühlmitteltemperatur in Block 150 ermittelte Grund-Bezugsdrehzahl N_qF wird entsprechend der Motorbelastung korrigiert, sie kann außerdem manuell korrigiert werden. Die so bestimmte Bezugsdrehzahl wird in der Speichereinheit 104 gespeichert.

In einem Block 200 wird das Grund-Steuerverhältnis für Steuerung mit offenem Regelkreis abhängig von der Kühlmitteltemperatur bestimmt. Ähnlich wie in Block 150 wird dieses Grund-Steuerverhältnis je nach Getriebeart, Getriebestellung und/oder Ein- oder Ausschaltzustand der Klimaanlage korrigiert. Gleichzeitig wird ein minimales Impulsdauerverhältnis des Steuersignals festgelegt, damit das Verhältnis nicht übermäßig absinkt.

In einem Block 300 erfolgt eine Korrektur des Grund-Steuerverhältnisses entsprechend einem Batteriespannungsabfall. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Bezugsdrehzahl N für 5 Minuten um 100 ü/min erhöht, wenn die Batteriespannung in einem gegebenen Zeltraum eine gegebene Spannung unterschreitet. Die korrigierte Bezugsdrehzahl wird in den Speicher 104 eingeschrieben und danach das Impulsbreitenverhältnis für den Elektromagneten 92 bestimmt.

In einem Block 350 wird anhand des Motorlaufzustandes die Möglichkeit der Rückkoppelungssteuerung geprüft. Als Grund-

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan 0016/115 (3)

lage für die zu treffende Entscheidung verarbeitet der Mikrocomputer LOO das von dem Fühler 114 gelieferte Kühlmitteltemperatursignal und andere Motorbetriebs-Parameter, beispielsweise ein der Ist-Motordrehzahl entsprechendes Kurbelwellenwinkelsignal, um eine

Differenz N zwischen der Bezugsdrehzahl N_gET und der Ist-Drehzahl N_n__M zu ermitteln.

Voraussetzung für die Entscheidung auf Rückkoppelungsbetrieb ist der Leerlaufzustand. Voraussetzung ist, daß vier Sekunden nach Einschaltung eines Leerlaufschalters sowie eine Sekunde nach Umschaltung des Getriebes auf Neutral vergangen sind oder daß die Fahrgeschwindigkeit kleiner als 8 km/h ist. Voraussetzung für die Rückkoppelungssteuerung ist auch die Größe der Differenz N zwischen Bezugs- und Ist-Drehzahl, und abhängig von der Größe dieser Differenz wird die Rückkoppelungssteuerung verändert. Wenn die Ist-Drehzahl kleiner als die Bezugsdrehzahl ist, erfolgt die Rückkoppelungssteuerung gemäß Block 400. Ist dagegen die Ist-Drehzahl höher als die Bezugsdrehzahl, dann erfolgt die Rückkoppelungssteuerung nach Block 430. Ist dagegen der Motorlaufzustand für die Rückkoppelungssteuerung ungeeignet, dann erfolgt in einem Block 500 die Korrektur der Bezugsdrehzahl N_cr>rT1 bei offener Steuerung entsprechend der positiven oder negativen Fahrzeugbeschleunigung.

Bei der Durchführung der Rückkoppelungssteuerung nach Block 400 oder 430 bestimmt der Mikrocomputer aus der Ist-Drehzahl und der Differenz N zwischen der Ist- und der Bezugsdrehzahl eine Bemessungskonstante und eine Integrationskonstante eines Proportionalelements und eines

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTiZR Nissan 0016/115 (3)

- 26 -

Integralelementes des Steuersignals für das Impulsbreitenverhältnis -für den Elektromagneten 92 von Ventil 84. Auf diese Weise erfolgt über das Lufteinlaßventil 84 eine Bemessung des Luftdurchsatzes und damit eine Regulierung der Motordrehzahl rin der Weise, daß die Differenz N verschwindet. Die Regelung erfolgt nicht-linear, das Steuerverhältnis wird bei einer großen Differenz größer und bei einer kleineren Differenz kleiner.

In Block 500 wird bei offener Steuerung das Steuerverhältnis für den Elektromagneten 92 des Ventils 84 entsprechend den positiven oder negativen Fahrzeugbeschleunigungen korrigiert. Bei derartigen Fahrzuständen ändert sich der Luftbedarf rasch. Die Wahl der offenen Steuerung in Block 500 dient der Verbesserung des Übergans-Ansprech-Verhaltens. Unmittelbar nach der Abschaltung des Drosselklappenwinkelschalters 124 und bei einer unter 8 km/h liegenden Geschwindigkeit wird das Steuersignal zur Fahrzeugbeschleunigung vermindert. Wenn dagegen der Drosselklappenschalter 124 eingeschaltet, die Geschwindigkeit über 8 km/h und die Kühlmitteltemperatur über 74 C liegt, wird das Impulsbreitenverhältnis des Steuersignals ih-Abhängi§keit von einer Fahrzeugbremsung erhöht. Entsprechend dem Impulsbreitenverhaltnxs ändert das festeuerte Ventil seine Öffnungs- und Schließzeiten, um die Motordrehzahl entsprechend zu regulieren. Damit reagiert die Steuerung wirksam und genau auf den Motorlaufzustand.

In einem Block 750 werden obere und untere Grenzen des Steuerverhältnisses bzw. Impulsbreitenverhältnisses festgelegt, damit die Regelung nicht unempfindlich wird. Die obere Grenze liegt bei einem Impulsbreitenverhältnis von

030049/0937

TER MEER -MÜLLER · STEINMEISTtR Nissan 0016/115 (3)

80 % (Steuerwert 160), und die untere Grenze bei 10 % (Steuerwert 20).

In einem Block 800 erfolgt die Registrierung des nach dem beschriebenen Programm bestimmten Steuerverhältnisses in einem Ausgaberegister eine Eingabe/Ausgabeeinheit 106, damit auf der Basis des Steuerverhältnisses ein Impulssignal festgelegt und ausgegeben wird. Damit erreicht das Programm sein ENDE und kehrt zum START zurück. Die genannten Programmschritte v/erden wiederholt durchgeführt und damit die Motordrehzahl genau eingeregelt.

Fig. 3 zeigt die Abhängigkeit der Bezugsdrehzahl N_qFT von der Kühlmitteltemperatur T (als Beispiel für eine Steuergröße) bei der erfindungsgemäßen offenen Steuerung. Anstelle der Kühlmitteltemperatur T kann als Steuerparameter auch eine andere Größe benutzt werden, beispielsweise die Motortemperatur.

Bei einem normalen Fahrzustand gemäß Fig. 3, v/o das Kühlmittel eine Temperatur zwischen 60 C und 95 C einhalten wird, erfolgt eine Einregelung der Leerlaufdrehzahl auf 600 U/min. Sobald die Kühlmitteltemperatur den gegebenen Normalbereich übersteigt, wird die Bezugs-Leerlauf·? drehzahl auf 1400 U/min erhöht, um durch intensivere Belüftung eines nicht dargestellten Kühlers den Motor wirksam zu kühlen. Liegt dagegen die Kühlmitteltemperatur unter dem Normalbereich, dann wird die Leerlaufdrehzahl auf 1600 U/min erhöht, um den Motor schnell anzuwärmen und den Kaltlauf des Motors zu stabilisieren. Ein wesentliches Merkmal der Erfindung bildet die Spezifizierung der

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTtiR NiLjan 0016/115 (3)

Bezugsdrehzahl bei einer bestimmten Niedrigkeitstemperatur des Kühlmittels. Diese bestimmte Niedrigtemperatur liegt zwischen O⁰C und 3O⁰C₇ und die zugeordnete Bezugsdrehzahl für diesen Temperaturbereich wird konstant auf 1400 U/min eingehalten. Mit Ausnahme bei sehr kaltem Wetter wird bei Kaltstart normalerweise die Kühlmitteltemperatur in diesen Bereich fallen.

Wie bereits erwähnt, bestimmt der Mikrocomputer, ob die Steuerung mit offenem Regelkreis oder mittels Rückkopplung durchgeführt wird. Bei der Rückkopplungssteuerung wird das Impulsverhältnis (das Verhältnis zwischen der Nutzimpulsbreite und dem Gesamtimpuls) des dem Elektromagneten 92 des Ventils 84 zugeführten Steuersignals abhängig von der Differenz zwischen der Ist- und der Bezugsdrehzahl bestimmt, nicht vergleichbar mit der Bezugs-Drehzahl bei offener Steuerung. Wie ferner bereits erwähnt, erfolgt die Rückkopplungssteuerung unter Abtastung der Drosselklappenposition, der Getriebestellung, der Fahrgeschwindigkeit u.dgl. In jedem Fall erfolgt die Rückkoppelungssteuerung unter Bezugnahme auf vorher in den Mikrocomputer eingegebene Fahrzustände, beispielsweise wenn die Drosselklappe geschlossen ist und der Getriebeschalthebel auf Neutral steht oder wenn bei geschlossener Drosselklappe die Fahrgeschwindigkeit unter 8 km/h liegt. Wenn die Fahrbedingungen die Rückkoppelungssteuerung nicht zulassen, geht der Mikrocomputer zur offenen Steuerung gemäß Tabelle über. Bei dieser Steuerungsart wird das Steuersignal für die Bezugsdrehzahl N_{gE i}

Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur nach Tabellendaten bestimmt, die in dem ROM der Speichereinheit

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTE.R

Nissan 0016/115(3)

- 29 -

gespeichert sind. In der nachstehenden Tabelle sind Werte für die Kühlmitteltemperatur (TW) und die entsprechende Bezugsdrehzahl N-™ angegeben, wie sie in Bytes in den ROM eingegeben sind.

Tabelle

Kühlmittel temperatur TW (0C)	Bezugs drehzahl NSET (U/min)	Kühlmittel- Temperatur TW	Bezugs drehzahl NSET
117 und mehr	1400	36,5	1225
104	1000	33	1325
94	600	29,5	1400
80	600	22	1400
59,5	600	10	1400
55,5	725	1	1400
51,5	837,5	- 4	1425
47,5	937,5	10,5	1475
43,5	1012,5	18,5	1525
40,5	1100	-30 u.weniger 1600

In dieser Tabelle steigt die Drehzahl in Schritten von 12,5 U/min, Zwischenwerte sind zu interpolieren.

Der zuvor erwähnte Korrekturwert der Steuersignalkorrektur richtet sich nach der Beziehung zwischen der Ist- und der Bezugsdrehzahl, und weitere Korrekturen erfolgen unter Berücksichtigung von Getriebedaten, der Batteriespannung, dem Betriebszustand, der Klimaanlage u.dgl. Getriebeart und Betriebszustand des Getriebes führen zu unterschiedlichen Motorbelastungen. Bei gesunkener Batteriespannung soll die Batterie durch Erhöhung der

030049/0937

TER MEER - MÜLLER · STEINMEIST^K ^KiSSan 0016/115 (3)

- 30 -

Leerlaufdrehzahl schneller geladen werden, und eine laufende Klimaanlage belastet den Motor.

In Fig. 4 sind verschiedene Kurven zur Variation der Bezugsdrehzahl N„ _T in Relation zur Kühlmitteltemperatur

aufgetragen. Die Bezeichnung "AT A/C DFP N" bedeutet:

Automatikgetriebe (AT) Klimaanlage(A/C) ist ausgeschaltet und der Getriebehebel steht auf Neutral. (N). Die zuvor genannte Kurve gehört zu der Grund-Referenzdrehzahl. Die übrigen Kurven entsprechen korrigierten Bezugsdrehzahlen N_OTVn unter Berücksichtigung der genannten Motorbelastungs-Faktoren.

Bei Verwendung eines manuellen Schaltgetriebes (MT) erhöht sich die minimale Bezugsdrehzahl um 50 auf 650 U/min als Belastungsausgleich. Bei Umschaltung eines automatischen Getriebes (AT) in den ^Fahrbereich (D), wo der Neutralschalter ausgeschaltet ist, wird eine maximale Bezugsdrehzahl N„„_m von 800/ü min anstelle der auf der Kühlmitteltemperatur beruhenden Drehzahl eingehalten, damit das Fahrzeug nicht kriecht. Bei einem manuellen Schaltgetriebe wird eine Maximai-Bezugsdrehzahl von 800.'U/min eingestellt, um übermäßig erhöhte Steuerwerte der Rückkopplungssteuerung aufgrund kurzzeitiger Drehzahlabsinkungen beim Greifen der Kupplung zu verhindern. Die Maximaldrehzahl muß begrenzt werden. In der Automatikgetriebe-Neutralstellung wird zum raschen Erwärmen des kalten Motors oder zum Abkühlen des überhitzten Motord die Bezugsdrehzahl entsprechend der Kühlmitteltemperatur verändert.

030049/0937

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER liissa:. OCl 6/1 15 (3)

Wenn die Klimaanlage arbeitet, wird die Bezugsdrehzahl vorzugsweise auf mehr als 800 U/min eingestellt. Im Fahrbereich D des Automatikgetriebes wird die normalerweise bei 700 eingestellte Bezugsdrehzahl auf max. 800 U/min eingestellt, damit das Fahrzeug nicht kriecht.

Die zuvor erläuterten Bezugsdrehzahl-Korrekturen sind in der nachstehenden Tabelle II zusammengefaßt:

Tabelle II

	Klimaanlage	Automatik-Getriebe	I	Neutral (U/min)	Schaltgetriebe
10	(A/C)	(AT)	NSET=800	(MT)
		Drive (U/min)		Drive Neutral (U/min) (U/min)
	EIN	<	=600
		=700
	AUS	=800	=800 =650
15			= 650

In der Tabelle II fallen unter den Begriff "Drive" alle Vorwärts- und Rückwärtsfahrbereiche eines automatischen Getriebes und sämtliche Gänge eines manuellen Schaltgetriebes; "Neutral" bedeutet Parkstellung sowie Neutral bei automatischen und manuellen Getrieben.

In Fig. 4 sind verschiedene Kurven in gleichlaufenden Bereichen zur besseren Unterscheidung etwas versetzt gezeichnet.

Fig. 5 zeigt ein Flußdiagramm eines Korrekturprogramms für Steuerung mit offenem Regelkreis (offene Steuerung)

030049/0 937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTEP. Nx£sar. 001 6/115 (3)

zur Korrektur der Grund-Bezugsdrehzahl N_ot;nT1 bezüglich

OXjI

Getriebeart, Getriebebereich und Klimaanlagen-Zustand. Zuerst werden in einem Block 302 die in dem ROM gespeicherten Daten zur Grund-Bezugsdrehzahl (s.Fig.3) in Abhängigkeit von dem Kühlmitteltemperatursignal des Sensors 114 aufgesucht und in Register A eingeschrieben. In einem Block 304 wird die Getriebeart geprüft und im Fall eines manuellen Getriebes die im Register A gespeicherte Bezugsdrehzahl in einem Block 306 wie folgt korrigiert: Wenn die Bezugsdrehzahl N kleiner als 600 U/min ist, wird sie auf 650 U/min erhöht. Bei einem Automatikgetriebe springt das Programm zu einem Block 308, der im Fall eines manuellen Getriebes übersprungen wird. Falls die Klimaanlage in Betrieb ist, erfolgt von Block 308 der Sprung in einen Block 310, wo wieder nach der Getriebeart gefragt wird. Im Fall eines manuellen Getriebes erfolgt die Korrektur der im Register A gespeicherten Bezugsdrehzahl, falls sie kleiner als 800 ist, auf 800 U/min in einem Block 316. Dagegen wird im Fall eines Automatikgetriebes in einem Block 312 geprüft, ob der Getriebehebel auf Neutral steht. Wenn ja, erfolgt Sprung nach Block 316. Wenn nicht, und wenn die im Register A gespeicherte Bezugsdrehzahl kleiner als 700 U/min ist, dann erfolgt die Korrektur auf 700 in einem Block 314. Nach Durchführung der Operationen in Verbindung mit den Blöcken 314, 316 und/oder 308 wird in einem Block 318 die Getriebestellung überprüft, und bei Neutral erfolgt ein Sprung zu einem Block 322, bei dem die Bezugsdrehzahl Ν_ρρπ, manuell in Schritten von

O .Ei X

je 50 U/min korrigiert werden kann. Der manuelle Korrektureingang erfolgt über einen externen Eingabean-

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTtR ^{L<li ssa}^ 001 6/1 1 5 (3)

302049A

Schluß. Das manuelle Korrekturverfahren wird weiter unten in Verbindung mit Fig. 8 eingehend erläutert. Bei der Entscheidung NEIN in Block 318 erfolgt eine Korrektur des Speicherwertes in Register A auf gleich oder weniger als 800 U/min.

In den Figuren 6(A) und (B) sowie 7 (A) und (B) sind Angaben zur Speicherung von Werten in einem Register dargestellt. Bei einem Brennkraftmotor mit Rückkopplungssteuerung kann der Steuerwert durch manuelle Änderung der Motordrehzahl manueller korrigiert werden. Für eine erfindungsgemäße manuelle Korrektur gibt es einen äußeren Eingabeanschluß ISCV. Die Justierung der Bezugsdrehzahl Ng™ erfolgt hier durch Verstellung eines veränderbaren Widerstands, der an den Eingabeanschluß angeschlossen ist und die Eingangsspannung zwischen OV und 5V verändert. Ein in Fig. 6 (A) dargestelltes Register enthält die Ist-Motordrehzahl N_._....

Die Registerkapazität beträgt zwei 8-Bit-Bytes, und die Motordrehzahl ist als Binärzahl in mehrfachen von 12,5 U/min gespeichert. Das in Fig. 6 (B) dargestellte Register enthält die Bezugsdrehzahl N _E„, es umfaßt acht Bits, ein Byte zur Speicherung der Motordrehzahl mit einem Maximalwert von 3187,5 U/min. In einem Register IVAR (Fig.7 A) ist die Anschlußspannung' von ISCV nach der Digitalumwandlung gespeichert. Dieses Register hat acht Bits/ein Byte zur Speicherung der Klemmenspannung in Einheiten von 20 mV bis max. etwa 5 V. Fig. 7(B) zeigt die Abhängigkeit zwischen der äußeren Eingangsspannung und der Erhöhung der Motordrehzahl. Hiernach erhöht sich die Bezugsdrehzahl in Schritten von 50 U/min. Diese Spannungsabhängigkeit

030.049/0937

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTEF! Nissan OO I f/11 5 (3)

302049A

von der Drehzahl könnte sich durch A/D-Umwandlungsfehler/ Widerstandstoleranzen u.dgl. ändern. Zur Vermeidung solcher Probleme wird erfindungsgemäß die digital umgesetzte äußere Eingangsspannung gemäß Fig. 8 (A) mit 1100000 erhöht (Fig. 88). Das Ergebnis lautet A80000000, s.Fig. 8 C. Nach dem Verschieben um vier Bits nach rechts ergibt sich gemäß Fig. 8 (D) der Wert OOOOABOO. Da A und B Binärzahlen sind , ergibt der Wert von Fig. 8 (D) entweder D 100, 1000 oder 1100. Dies entspricht jeweils Drehzahlwerten von 50, 100 und 150 ü/min. Dieser Wert wird dann zu N„_ET addiert.

Die nachstehende Tabelle III enthält ein Beispiel, wie durch eine äußere Eingangsspannung von 2,8 V bzw. 3,2 V die auf 600 U/min eingestellte Bezugsdrehzahl KL·.™ ,,_ra

w£j x um

100 ü/min erhöht wird:

Tabelle III

Beispiel I Beispiel II (2,8 V) (3,2 V)

IVAR (1) 100001100 10100000

Konstante (2) 110000000 11000000

(1) und (2) (3) 10000000 10000000

Schiebe um 4 Bits

nach rechts (4) OOOOlOOO - 00001000

N_SET (5) 00110000 00110000

(4) und (5) (6) 00111000 00111000

(700 U/min) (700 U/min)

Ungleichmäßige Einstellungen haben folglich keinen Einfluß auf das logische Produkt von (1) und (2). Somit kann die Erhöhung der Motordrehzahl in Schritten von 50 ü/min

030049/0937

TER MEER - MÜLLER . STEINMEISTEk ** ^SSan 0016/115 (3)

- 35 -

genau durchgeführt werden. In Verbindung mit Fig. 8(B) sei erwähnt, daß es einen zulässigen Änderungsbereich der gemessenen Spannung gibt, ohne daß Fehler in der Korrekturoperation auftreten.

Bei der erfindungsgemäßen Luftdurchsatz-Steuervorrichtung erfolgt die Bestimmung der Bezugs-Motordrehzahl nach der durch den Kühlmittelfühler 114 gemessenen Kühlmitteltemperatur. Bei der Steuerung mit offenem Regelkreis wird der Elektromagnet 92 durch ein auf der Kühlmitteltemperatur beruhendes Nutzimpulsverhältnis angesteuert. Andererseits wird bei der Rückkopplungssteuerung das Nutzimpulsverhältnis entsprechend der Ist-Motordrehzahl unter Berücksichtigung des Kurbelwellenwinkelfühlers und der Differenz zwischen der Ist- und der Bezugs-Motordrehzahl bestimmt.

030049/0937

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

Nissan IdG GGT6/11 5(3)/SQ

ErPindungsgemäB wird bei der Steuerung mit offenem Regelkreis das Steuerverhältnis unter Berücksichtigung der offenen und der rückgekoppelten Regelung ermittelt.

Bei der Steuerung mit offenem Regelkreis gibt es drei verschiedene Methoden zur Abwandlung des Steuerverhältnisses:

Erste Methode: Änderung des gesamten Steuerujertes

entsprechend der Kühlmitteltemperatur;

Zweite Methode: Es uird nur der von der offenen Steuerung abhängige liJert geändert, jedoch nicht der

von der Rückkopplungssteuerung abhängige üJert, und
Dritte Methode: Es wird der bei der zweiten Methode

von der Rückkopplungssteuerung abhängige Wert ebenfalls geändert, und bei der

Steuerung mit offenem Regelkreis wird der RückkopplungssteueruJErt entsprechend der Kühlmitteltemperatur geändert.

Bei der ersten Methode werden Tabellendaten bestimmt und 2G entsprechend einer in der Zeichnung dargestellten Steuercharakteristik aus der Speichereinheit 1Qi* ausgelesen. In der Praxis sind diese Tabellendaten in einem Festspeicher (RGM) innerhalb der Speichereinheit gespeichert. Das Signal des Kühlmittelfühlers 11^ uiird über einen Analog/Digitaluandler 120 in den Mikrocomputer 100 eingegeben, und die Ermittlung des SteuerverhMltnisse9 erfolgt gemäß Tabelle.

030049/0937

TEH ME_ER - MÜLU.R . ST_E1NME1STER ^ OD 1 6/1 1 5 ( 3 ) / SD

Fig.10 enthält ein Blockschaltbild einer Anordnung zur Durchführung der zweiten Methode. V/on dem Kühlmittelfühler 114 gelangt das Temperatursignal S.. in eine Schaltung 3AD zur Bestimmung dEr Bezugs-Motordrehzahl ^SET ^entsP^{recnEnt:l dBI>} Kühlmitteltemperatur. Ein der Bezugs-Motordrehzahl Ngcy entsprechendes Ausgangssignal S^p der Schaltung 34D geht in eine Schaltung 342 zur Ermittlung des Rückkopplungs-Steuerverhältnisses. Die Schaltung 342 enthält ferner von dem Kurbelwellenwinkelfühler 110 ein der Ist-Motordrehzahl N_RPM entsprechendes Impulssignal S.-,. Aus diesen Werten ermittelt die Schaltung 342 eine Differenz Δ N zwischen der Bezugs-Drehzahl Nqpj und der Ist-Drehzahl ^N _RPM· Ein dieser Differenz {\$A entsprechendes Rückkopplungssteuersignal S₁₅ gibt die Schaltung 342 an eine Additionsstufe 34i* _ab. Das Kühlmitteltemperatur-Signal S . geht gleichzeitig in eine Schaltung 346 zur Ermittlung eines Steuerverhältnisses für offenen Regelkreis. Diese Schaltung 346 _Br» hält ferner ein Korrektursignal S14 in bezug auf positive und negative Beschleunigungsvorgänge. Die Schaltung errechnet aus ihren Eingangsdaten das Steuerverhältnis für offenen Regelkreis und gibt ein entsprechendes Ausgangssignal S.g an die Additionsstufe 344 ab, welche die beiden Signale S₅ und S₅ addiert. Eine Schaltung 34B begrenzt die Steuerverhältnis-Summe der Signale S.^ und Sp. auf einen oberen und unteren Grenzwert.

In die Schaltung 342 zur Ermittlung des Rückkopplungs-Steuerverhältnisses gelangt ein Befehlssignal S _Q von einem Diskriminator 342, welcher verschiedene Eingänge über Matorbetriebszustände verarbeitet und entscheidet, ob die Rückkopplungssteuerung durchgeführt uiird. Ent-

030049/0937

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER UG DO 1 S/1 1 5 ( 3 )/SD

scheidet der Diskriminator 3^2 ^auf Durchführung der Steuerung mit offenem Regelkreis, dann fixiert das Befehlssignal S^n das von der Schaltung 3k2 erzeugte Signal. Folglich bleibt uiährend der Einspeisung des Signals S-_Q das von der Schaltung 3it2 ermittelte Steuerverhältnis konstant. Wird dagegen die Steuerung mit offenem Regelkreis durchgeführt, dann bleibt die Schaltung 3146 in Funktion zur Bestimmung des Steuerverhältnisses, um das Signal S,.,- entsprechend der

1G Kühlmitteltemperatur zu erzeugen. Somit kann, auch wenn während der offenen Steuerung das Rückkopplungs-Steuerverhältnis auf ein gegebenes Verhältnis fixiert ist, die Umschaltung von der offenen zur Rückkopplungs-Steuerung stufenlos erfalgen, und es kommt zu keiner Verzögerung im Ansprechverhalten, was sonst möglicherweise zur Erzeugung besonders großer oder kleiner Steuerluerte führen würde.

Vorzugsweise befindet sich die zuvor beschriebene Schaltung in dem Mikrocomputer, welcher den Funktionsablauf steuert. 2Q Obwohl dies nicht näher beschrieben wird, ist bei der dritten Methode das Rückkopplungs-Steuerverhältnis von der Kühlmitteltemperatur abhängig. Hierbei ändert sich das Rückkopplungs-Steuerverhältnis unabhängig von der Differenz zwischen der Ist- und der Bezugs-Motordrehzahl.

Die zuvor beschriebene Vorrichtung, bei der alternativ die Durchführung der offenen und der rückgekoppelten Steuerung möglich ist, kann die Leerlauf-Motordrehzahl genau und mit Erfolg geregelt werden. Selbst wenn beispielsweise das Fahrzeug mit kaltem Motor und ohne Aufwärmvorgang abfährt, beherrscht die Vorrichtung den Steuervorgang.

030049/0937

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER ^G QD 1 6/1 1 5 ( 3)/SG

- 3'J -

Gemäß Fig. g kann das Leerlaufsteuerventil 5D den Motorzuständen folgen und verhindert wirksam einen zu hohen oder zu niedrigen Leerlauf. Gemäß Fig. 9 ist das Steuerverhältnis im Hochtemperaturbereich relativ groß, damit durch eine große Leerlaufdrehzahl der Kühlmittelumlauf sowie der Kühlluftdurchsatz erhöht und so die Motortemperatur schnell reduziert ujird.

Unmittelbar nach dem Anlassen hat der Motor einen anderen Zustand als nach längerer Leerlaufzeit, auch wenn die gleiche Kühlmitteltemperatur herrscht. Dies hängt ab von dem Schmierölzustand, der inneren Reibung und dgl. Mit längerer Leerlaufzeit werden die internen Motorwiderstände geringer. Außerdem ändert sich beim Anlassen die Motortemperatur in verschiedenen Bereichen nicht immer im gleichen Maße wie die Kühlmitteltemperatur. Die Zylinder erwärmen sich im Brennkammerbereich schneller als an anderen Stellen.

Damit der Motor nach dem Start wegen erhöhter innerer LJiderstände nicht stehenbleibt, erfolgt erfindungsgemäß nach dem Anlassen des Motors eine Erhöhung der Bezugs-Drehzahl um eine gegebene Größe innerhalb eines gegebenen Zeitraumes. Für die Praxis sind eine vorgegebene Bezugs-Motordrehzahl und eine Erhaltungszeit entsprechend der Kühlmitteltemperatur in einem ROM der Speichereinheit 10U von Fig. 1 als Tabellendaten gespeichert. Nach dem Anlassen des Motors, was durch die Stellung EIN des StartschalterB erkennbar ist, erfolgt die Bestimmung des Korrekturverhältnisses der Bezugs-Drehzahl nach Tabellendaten. _/

030049/0937

TER MEER - MÜLLER . STEINMEISTER LJG DG 1 £./ 11 5( 3 ) /SD

Das Verhältnis zur Erhöhung der Bezugsdrehzahl und des GultigkEitszeitraumes für diese Erhöhung kann für den erforderlichen Motorbetrieb beim Anlassen nach einer Formel errechnet werden. Jedoch wird diese Formel sehr kompliziert sein und den Motorzuständen nicht so genau folgen können, um den Erfordernissen ganz zu entsprechen.

Es ist ferner möglich, den ersten Korrekturwert zur Erhöhung der Bezugs-Motordrehzahl nur nach der in Fig. k grafisch dargestellten Steuercharakteristik zu bestimmen. 1G Nach dieser Methode erfolgt die Ermittlung des ersten Korrekturverhältnisses nach der Kühlmitteltemperatur beim Motorstart. Anschließend erfolgt dann eine Verminderung des Korrekturverhältnisses nach einer gegebenen Größe und in einem gegebenen Zeitraum.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die Bezugsdrehzahl innerhalb eines Zeitraumes relativ zu einer zuerst bestimmten Karrekturrate zu korrigieren. Auf diese Weise kann die ROM-Speicherkapazität für Korrekturzwecke beim MDtorstart reduziert werden.

Ferner besteht die Möglichkeit, den auf die üben angegebene Weise bestimmten Korrekturwert auch noch für andere Korrekturzujecke auszunutzen, beispielsweise bei der Bemessung der Treibstoffzufuhr beim Motorstart.

Somit läßt sich bei und nach einem Haltstart die Motordrehzahl stets genau regeln, und die Motordrehzahl wird nach dem Start auch bei unterschiedlichen Motorbelastungen stets stabil gehalten. Mit einem so geregelten Motor kann besser gefahren werden, und seine Abgase enthalten weniger Schadstoffe.

030049/0937

TER MEER - MÜULER - STEINMEISTER IiIG DG 1 S/1 1 5 ( 3)/SD

Das wie vorstehend erläutert festgelegte SteuerverhältniB beim Matarstart uird ferner unter Berücksichtigung der Getriebeart (Schaltgetriebe oder Automatik), der Getriebeposition (Prive oder Neutral), des Betriebszustands der Klimaanlage und dgl. festgelegt, uiie aus der nachstehenden Tabelle ersichtlich ist.

Tabelle

10	Schaltgetriebe	Klima anlage	Getriebe- position	Korrektur- Wert	Min.Nutzimp.
		AUS		D	25
	Automatik- Getriebe	EIN		5	3D
15.		AUS Il	NEUTRAL DRIUE	D 1,5	25 25
		EIN	NEUTRAL	9	32,5
	Il	DRIUE	10,5	3k

Durch Bestimmung des minimalen Nutzimpulsverhältnisses werden unrunder Motorlauf und eine unstabile Motordrehzahl 2D mit Erfolg verhindert.

Das in F_vig.i2 dargestellte Flußdiagramm bezieht sich auf ein Programm zur Errechnung der zuvor erläuterten Korrekturen beim Motorstart. Dieses Programm wird für jeweils einen Zyklus der Motorumdrehung ausgeführt. Ferner sei darauf hingeujiesen, daß dieses Programm in Serie mit einem Programm zur Bestimmung der Grund-Bezugsdrehzahl ausgeführt uiird. Der Grund-Steuerausgang in bezug a'uf die Bezugsdrehzahl Ngr-τ uird nach Tabelle entsprechend der

030049/0937

TER MEER - MÜLLER . STEINMEISTER LJG GD 1 G / 1 1 5 ( 3 )/SO

Kühlmitteltemperatur in einem Block 360 bestimmt. Das Grund-Steuerverhältnis uiird in ein Α-Register eingeschrieben. üJird in einem EntscheidungsblDck 3^2 durch entsprechende Anfrage festgestellt, daß der Startschalter eingeschaltet ist, dann mird eine Rückkopplungsanueisung gesetzt, um die Rückkopplungssteuerung unmittelbar nach dem Anlassen in einem Black 36V durchzuführen. In Black Z&k erfolgt die Übertragung des im Α-Register gespeicherten Grundsteuerverhältnisses in ein Ausgaberegister. Bei Startschalter AUS wird in einem Entscheidungsblock 366 die Getriebeart geprüft. Bei einem Schaltgetriebe mird in einem Entscheidungsblack 368 die Klimaanlage geprüft. Falls sie eingeschaltet ist, erfolgt eine-Erhöhung des in dem Α-Register gespeicherten Grundsteuerverhältnisses um 10 bzui. 5 % des dem Magneten 92 zugeführten IMutzimpulsverhältnisses. Dieser erhöhte LJert uird mittels eines Blockes 37ü uieder in dem Α-Register gespeichert. Gleichzeitig uird der Wert 60 als Minimal-Ausgangsverhältnis (entsprechend 30% des Steuersignal-Nutzimpulsverhältnisses) ' in einem B-Register mit Block 370 gespeichert. Falls die Klimaanlage abgeschaltet uird, wird der ülert 50 als Minimal-Verhältnis (entsprechend 25% des Steuersignal-Nutzimpulsverhältnisses) in einem B-Register mit Block gespeichert. In diesem Fall wird der im Α-Register gespeicherte Steuerausgang nicht korrigiert. Nach Verarbeitung des Steuerausgangs und nach Bestimmung des minimalen Steuerverhältnisses gemäß Black 370 und 372 uird der Steuerausgang mit Block 37** in das Ausgaberegister übertragen. Mit Block 1Πk erfolgt ebenfalls die Übertragung

3D des im B-Register gespeicherten minimalen Steuerverhältnisses in ein entsprechendes Register.

030049/0937

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER UG DO 1 6/11 5 ( 3 )/SO

Bei Entscheidung zugunsten eines Automatik-Getriebes in Entscheidungsblock 366 uiird die Getriebeposition in Einem Entscheidungsblock 376 überprüft. Falls die Stellung NEUTRAL ist, wird in einem Entscheidungsblock 31S der Zustand der Klimaanlage überprüft. Ist sie eingeschaltet, Lüird der im Α-Register gespeicherte Steuerausgang um 18 erhöht, das entspricht 3% des Steuersignal-Nutzimpulsverhältnisses. Außer diesem Vorgang erfolgt in einem Entscheidungsblock 390 eine Veränderung des im B-Register gespeicherten Minimalverhältnisses auf 65, entsprechend 32,5% des Impulsverhältnisses. LJird die Klimaanlage abgeschaltet, dann uiird der im B-Register gesetzte Minimalujert auf einen Uert 50 gebracht, das entspricht 25% des Nutzimpulsverhältnisses. Dafür ist ein Block 3ß2 vorgesehen. In diesem Fall erfolgt keine Korrektur des Steuerausgangs.

Erfolgt im Block 376 die Antwort NEIN, dann wird in einem Entscheidungsblock 304 der Betriebszustand der Klimaanlage überprüft, liienn sie läuft, wird in einem Entscheidungsblock 386 festgestellt, ob die Fahrgeschwindigkeit gleich oder größer als k km/h ist. Bei der Antwort NEIN wird der Steuerausgang um 21 erhöht, entsprechend 10,5% des Nutzimpulsverhältnisses. Dies geschieht mit Block 3ß8· Mit diesem Block wird auch der Minimaliuert in dem B-Register auf 68 gesetzt, entsprechend 3k% des Impulsverhältnisses. Erfolgt in dem Entscheidungsblock 38^ die Antwort NEIN oder in dem Black 386 die Antwort JA, dann wird der Steuerausgang um 3 erhöht, entsprechend 1,5% des Impulsuerhältniases, und zwar in einem Block 390. Gleich-

3G zeitig wird der Minimalwert im B-Register auf 50 gesetzt, entsprechend 25% des Impulsverhältnisses.

030049/0937

TEB MEER - MÜLLER - STEINMEISTER UE GG 1 S/ 11 5 ( 3 ) /SG

Nach Verarbeitung der Blöcke 380, 3ß2, 388 oder 390 Ljird der Steuerausgang in das Ausgaberegister, und der Minimaluert in sein entsprechendes Register übertragen, s. Block 3yk.

Der Entscheidungsblack 386 hat die Aufgabe, die Erhöhung der !Mutzimpulsbreite des Steuersignals zu begrenzen, denn bei einer höheren Fahrzeuggeschuiindigkeit rotiert auch der Motor entsprechend schneller als sonst, wenn er möglicherujeise stehenbleiben kann oder die Klimaanlage antreibt. Jedoch ist der Block 3Θ6 nicht immer zur Bestimmung des Inipulsverhältnisses für die Regelung der Leerlaufdrehzahl beim Start notwendig. Wenn Block 386 fehlt, gibt es lediglich eine leichte Disharmonie durch den Motorlastuiechsel beim Ein- und Ausschalten der Klimaanlage.

Das zuvor erläuterte erfindungsgemäße Programm erlaubt eine genaue und erfolgreiche Steuerung im offenen Regelkreis entsprechend den Motorbelastungen. Dadurch uerden nachfolgende andere Steueraperationen sehr erleichtert. 2D Außerdem besteht auch bei der Bestimmung des minimalen Impulsverhältnisses nach Motorbelastung auch bei schnell absinkender Drehzahl keine Gefahr, daß der Motor stehenbleibt.

Erfindungsgemäß wird sich der Steuerausgang im Fall eines normalen Schaltgetriebes nicht mit der Getriebeposition

ändern. Dagegen erfolgt im Falle eines Automatikgetriebes mit Sicherheit eine Änderung des Steuerausgangs, uenn eine Umschaltung von DRIUE auf NEUTRAL oder umgekehrt erfolgt, sich dann die Motürbelastung entsprechend ändert.

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEtNMEISTE^ Nissan 001 6/1 1 5 (3)

" ⁴⁵ " 3020A9A

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erhöht die Steuervorrichtung die Motor-Leerlaufdrehzahl, wenn die Batteriespannung über einen gegebenen Zeitraum unter 12V verbleibt. Ein Flußdiagramm zur Durchführung eines entsprechenden Programms ist in Fig. 13 dargestellt.

Das Programm geht zur Erhöhung der Leerlaufdrehzahl über, sobald die Batteriespannung während einer sechsfachen Durchführung dieses Programms unter 12 V bleibt. Die Bezugs-Drehzahl N_gET wird dabei in Stufen von 100 U/min erhöht, jedoch werden dabei nicht 800 U/min überschritten. Zum besseren Verständnis beginnen wir mit dem Block 418, welcher prüft, ob die Batteriespannung größer als 12 V ist. Wenn ja, wird in einem Block 420 entschieden: "Keine Erhöhung". Liegt die Batteriespannung unter 12 V, veranlaßt ein Block 422 die Erhöhung eines Zählers. Sobald der Zählwert 16 erreicht ist, wird in einem Block 424 ein Befehl zur Erhöhung der Bezugsdrehzahl N„„_m ge-

bCiX

geben, und anschließend wird der Zählwert auf null rückgesetzt. Nach Ausgabe des Erhöhungsbefehls wird in einem Block 402 geprüft, ob die Erhöhung bereits erfolgt ist. Wenn nicht, beginnt gleichzeitig mit der Erhöhung der Motor-Leerlaufdrehzahl ein Zeitglied zu laufen, und das Programm springt zu.einem Block 408. Wenn die Motor¹-drehzahl erhöht wird und der Block 402 die Antwort JA gibt, wird mit einem Block 404 der von dem Zeitglied gemessene Zeitraum geprüft und gefragt, ob die erhöhte Leerlaufdrehzahl schon einen gegebenen Zeitraum von z.B. 5 Minuten anhält. Falls nicht, springt das Programm zu dem Block 408, wo geprüft wird, ob die in einem Register A gespeicherte Bezugsdrehzahl 800 U/min überschreitet.

030049/0937

TER MEER -MÜLLER · STEINMEISTdR NX-SSan 0016/115 (3)

- 46 -

Wenn ja, braucht die Bezugsdrehzahl nicht erhöht zu werden, und es erfolgt in Block 408 die Antwort JA, das Programm geht zum ENDE über. Fällt in Block 408 die Antwort negativ aus, dann veranlaßt ein Block die Erhöhung der in dem Register A gespeicherten Bezugsdrehzahl um 100 U/min, und mit einem Block 414 wird geprüft, ob sie 800 U/min überschreitet. Falls ja, veranlaßt ein Block 416 ihre Korrektur auf 800 U/min. Ist sie dagegen kleiner als 800 U/min, springt das Programm zum Ende. Wenn in beiden Blöcken 404 und 414 die Entscheidung JA lautet, wird die erhöhte Drehzahl länger als 5 Minuten aufrechterhalten, mit Block 406 die Erhöhung der Motordrehzahl beendet, und zu der ursprünglich eingegebenen Bezugsdrehzahl zurückgekehrt. Falls die Motordrehzahl N₁ in dem Block 410 bereits erhöht ist, springt das Programm zu Block 418, um die Batteriespannung zu prüfen.

Da das zuvor erläuterte Programm nur abläuft, falls die Batteriespannung über einen gegebenen längeren Zeitraum absinkt, erfolgt bei einem kurzzeitigen Batteriespannungseinbruch, wie er im Fahrzeugbetrieb häufig vorkommt, keine Drehzahlerhöhung. Weil ferner das Programm die Leerlaufdrehzahl auf max. 800 U/min begrenzt, wird ein Kriechvorgang des Fahrzeugs wirksam verhindert.

Der Motor kann verschiedenen Belastungen unterworfen sein, sei es durch das Getriebe, die Klimaanlage oder dergleichen. Folglich sollte die Bezugsdrehzahl entsprechend der Last korrigiert und gemäß der korrigierten Bezugsdrehzahl das dem Elektromagneten 92 zugeführte Impulsverhältnis des Impulssignals festgelegt werden.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung führt selektiv zwei unterschiedliche Steueroperationen durch, nämlich entweder die Rückkopplungssteuerung oder die Steuerung mit offenem Regelkreis. Die Rückkopplungssteuerung sollte bei stabilen

030049/0937

TER MEER . MÜLLER . STEiNiViEISTER fti&san 001 6/11

- if V -

Motorlaufzuständen durchgeführt werden, weil dabei das Steuersignal entsprechend der Ist-Drehzahl und dem Unterschied zwischen der Bezugs- und der Ist-Drehzahl festgelegt wird. Wird die Rückkopplungssteuerung bei nicht stabilen Motorlaufzuständen angewendet, wo sich die Ist-Drehzahl häufig ändert, dann erfolgen unerwünschte Steuersignaländerungen, die möglicherweise zum Motorstillstand führen und schädliche Abgasanteile erhöhen könnten. Zur Bestimmung stabiler Motorbetriebszustände, die für die Rückkopplungssteuerung geeignet sind, werden verschiedene MotorSteuerparameter geprüft.

Nachstehend wird erläutert, nach welchen Kriterien die Wahl der Rückkopplungssteuerung oder der Steuerung mit offenem Regelkreis erfolgt. Die Entscheidung führt der Mikrocomputer 100 durch. Grundsätzlich erfolgt die Rückkopplungssteuerung, wenn die Drosselklappe vollständig geschlossen und dabei der Drosselklappen-Winkelfühler 122 von Fig» 1 eingeschaltet ist (nachstehend als FAKTOR I bezeichnet). Außerdem wird bei Rückkopplungssteuerung mittels mehrerer Faktoren überprüft, ob der Motor stabil läuft. Nachdem die Entscheidung für eine Rückkopplungssteuerung getroffen ist, werden die Signale der Fühler 122,128 und 130 überprüft. Außerdem wird die Position eines Kupplungsschalters sowie die Anwesenheit eines Brennstoffabschaltsignals überprüft.

In der Stellung NEUTRAL des Getriebeschalthebels ist der Motor unbelastet und der Getriebeschalter 128 eingeschaltet. Dies wird nachstehend als FAKTOR II bezeichnet.

Bei einer unterhalb beispielsweise 8 km/h liegenden Fahrgeschwindigkeit schaltet der Geschwindigkeitsfühler 130 ein, und dies wird nachstehend als FAKTOR III bezeichnet. In diesem Fahrzustand ist der Motor schwach belastet, und die Rückkopplungssteuerung kann durchgeführt werden*

030049/0937

•ER iv.uER . MuULtR · fc> ι ._. viEISTER

Nissan -0016/115

- ij 8 -

30_;20A94

1st ali FAKTOR V der Kupplungspositionsschalter eingeschaltet, kann die Rückkopplungssteuerung durchgeführt werden.

Ist der Brennstoffühler im Brennstoffversorgungssystem ausgeschaltet, was meist bei einer Negativbeschleunigung des Fahrzeugs vorkommt, dann kann die Rückkopplungssteuerung nicht durchgeführt werden. Zur Durchführung der Rückkopplungssteuerung ist es daher erforderlich, daß die Treibstoff Versorgung nicht abgeschaltet ist, was nachstehend als FAKTOR VI bezeichnet ist.

Auch nach Herstellung verschiedener Voraussetzungen für die Rückkopplungssteuerung ist zur Stabilisierung des Motorlauf zustande eine Verzögerungszeit erforderlich. Auch bei der Umschaltung von der Steuerung mit offenem Regelkreis zur Rückkopplungssteuerung braucht der Motor Zeit zur Stabilisierung. Beispielsweise bei einer Fahrzeugabbremsung über die Motorbremsung verursacht die Drehzahlverminderung eine längere Instabilität. Auch nach dem Beschleunigen kehrt ein stabiler Zustand erst nach einem Zeitraum ein. Gerade hier 1st bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung vor dem übergang zur Rückkopplungssteuerung eine Ubergangs-Verzögerungszeit vorgesehen, beispielsweise von' 4 Sekunden Länge, Nach Ablauf dieser Verzögerungszeit (nachstehend als FAKTOR IV) bezeichnet, wird mit Rückkopplung gesteuert.

Zur Erkennung der für die Durchführung der Rückkopplungssteuerung geeigneten Fahrzeugzustände müssen folgende Kombinationen durchgeprüft werden:

(a) FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und, FAKTOR IV

(b) FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR V) und FAKTOR IV

(c) FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR VI

030049/0937

TER MEER . MÜLLER · STEiNMEISTER ' ^{N Lsrf}'*n 0016/115

In der, vorstehenden Tabelle bedeutet der Begriff "oder", daß entweder einer oder beide betroffenen Zustände betroffen sind.

Bei Kombination (a) befindet sich die Drosselklappe in Schließstellung und der Getriebeschalthebel in Neutralposition bzw. die Geschwindigkeit ist kleiner als 8 km/h, und nach Ablauf der Ubergangs-Verzögerungszeit erfolgt die Rückkopplungssteuerung. Bei Kombination (b) ist der FAKTOR III von (a) durch FAKTOR V ersetzt; da die FAKTOREN III und V ähnlich sind, sofern sich hier der Motor nicht im Motorbremszustand befindet, sind die Kombinationen (a) und (b) ähnlich. Für den Fachmann ist es leicht, ähnliche Kombinationen von'Fahrzuständen zu finden.

Da bei der Kombination (c) der FAKTOR VI angibt, daß die Brennstoffzufuhr nicht abgeschaltet ist und das Fahrzeug sich nicht im gebremsten Zustand befindet, kann der Betriebszustand unter Berücksichtigung anderer Faktoren als stabil betrachtet werden.

Die Voraussetzung für Steuerung mit offenem Regelkreis liegt dann vor, wenn ein oder mehrere Faktoren vorliegen, welche die Rückkopplungssteuerung verbieten. In der Praxis jeddch wird sich zuerst der FAKTOR I in einen nicht zur . Rückkopplungssteuerung geeigneten Zustand ändern, und dann werden die anderen Faktoren nachfolgen. Deshalb genügt es, die Umschaltung von der Rückkopplungssteuerung zur Steuerung mit offenem Regelkreis einfach danach zu bestimmen, wenn der FAKTOR I nicht mehr erfüllt ist.

Die Figuren -]k und 15 enthalten Flußdiagramme für Programme zur Erkennung des Motorzustands. In dem Programm von Fig. 3 wird die vorhergehende Kombination (a), und in dem Programm von Fig. 4 die Kombination (c) überprüft.

Das Programm von Fig.1^ kann beispielsweise bei jeder Mo-

030049/0937

TER MEER - MÜLLER . O . ^INMElSTER JZiSStat' 001 6/1 1

-5G-

302Ö49A

torumdrehung durchgeführt werden. Nach Festlegung einer 'Bezugsdrehzahl aufgrund verschiedener Parameter wie Kühlmitteltemperatur/ Kurbelwellenwinkel oder Neutralposition wird der Motorzustand in bezug auf die FAKTOREN I bis VI überprüft. Nach Durchführung des Programms wird in einem Entscheidungsblock 502 festgestellt, ob die Drosselklappe vollständig geschlossen und das entsprechende Positions- ' schaltersignal vorliegt. Bei Antwort JA wird im Entscheidungsblock 5G4 überprüft, ob der Getriebeschalthebel auf NEUTRAL steht. Bei Antwort JA wird in Entscheidungsblock 5 08 überprüft, ob eine gegebene Ubergangs-Verzögerungszeit abgelaufen ist. Bei Antwort NEIN in Bleck 504 wird in Entscheidungsblock 506 überprüft, ob die Fahrgeschwindigkeit kleiner als 8 km/h ist. Bei Antwort JA in Block 504 wird Block 506 übersprungen und gleich die Verzögerungszeit' überprüft. Bei Antwort JA in Block 506 erfolgt die Rückkopplungssteuerung.

Erfolgt in Block 502 die Antwort NEIN, dann wird die Rückkopplungssteuerung verhindert und sämtliche Steueranweisungen und Zeitgeber in Block 510 rückgesetzt. Bei Antwort NEIN in den Blöcken 508 oder 5 06 nach Durchlauf von Block ⁵10 erfolgt die Steuerung mit offenem Regelkreis. Bei Stellung des Getriebeschalthebels auf NEUTRAL steht das Fahrzeug selbstverständlich, und wenn dann für B.lock 5 08 die Antwort JA kommt, braucht die Fahrgeschwindigkeit nicht überprüft zu werden.

Bei dem Programm gemäß Fig.1^ erfolgt die Rückkopplungssteuerung unter den Bedingungen}

FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und , FAKTOR IV«

Bei dem Programm von Fig.15 ist der Block 508 von Fig,1^ durch einen Block 512 ersetzt, welcher sich auf die Abschaltung der Treibstoffzufuhr bezieht« Im übrigen ent-

030049/093?

TEK (vrtitR · MÖLLER · STEINMEISTER

Nissan 0016/115

- 51 -

spricht das Programm dem Beispiel von Fig.Ik und braucht nicht noch einmal erläutert zu werden.

Wenn in Fig.15 die Kombination (c) erfüllt ist, erfolgt die 5 Rückkopplungssteuerung.

10 15 20

Selbstverständlich gibt es noch verschiedene andere Wege zur Erkennung des Motorbetriebszustands. Die in Fig.Ι*» und 15 dargestellten Programme sind lediglich einige von vielen Möglichkeiten. Nachstehend werden abgewandelte Methoden zur Erkennung des Betriebszustands erläutert:

Außer den FAKTOREN I bis VI werden zur Erkennung des Motorbetriebszustandes folgende Faktoren überprüft:

FAKTOR VII

die Ist-Motordrehzahl N₁,.,,. ist kleiner

KJrM

als die Bezugs-Drehzahl N_017n,, d.h.

D£iX

ΔΝ<0;

= N

_RpM

FAKTOR VIII: die Ist-Motordrehzahl Nj^ ist größer als die Bezugs-Drehzahl N_gET, d.h. . ΔΝ>0;

25

EAKTOR IX :

die Differenz ZLN zwischen der Ist-Motordrehzahl und der Bezugs-Drehzahl ist kleiner als ein gegebener Negativwert, beispielsweise -25 U/min.;

30 35

FAKTOR X

FAKTOR XI

die Differenz ΔΝ zwischen der Ist-Drehzahl und der Bezugs-Drehzahl ist größer als ein gegebener Wert, beispielsweise 25 U/min.; und *

die Ist-Ansaugluftmenge Q ist kleiner als ein gegebener Minimalwert Q_min»

030049/0937

ER MEER · MÖLLER · fa . -,lNMEISTER

0016/115

Ferner ist der FAKTOR IV in zwei unterschiedliche Faktoren unterteilt, beispielsweise:

FAKTOR IV-1 : nach Herstellung der Rückkopplungsbedingung ist eine erste vorgegebene

Zeit von beispielsweise einer Sekunde verstrichen; und

FAKTOR IV-2 : nach Herstellung des Rückkopplungszustands ist ein zweiter gegebener Zeit

raum von beispielsweise vier Sekunden, der langer als der erste gegebene Zeitraum ist, verstrichen«

Die FAKTOREN IV-1 und IV-2 werden selektiv in bezug auf anderen Faktoren des Motorbetriebs untersucht. Die FAKTOREN VII und VIII beinhalten entgegengesetzte Zustände, welche Steuerungsmaßnahmen zur Erhöhung oder Verminderung der Ist-Motordrehzahl N_nr._M erfordern, um sie an die Be-

KJr rl

zugs-Drehzahl N _ anzugleichen. Nach diesen Faktoren erfolgen unterschiedliche Entscheidungsoperationen und Änderungen von Motorzuständen. Zur Erläuterung seien folgende zwei Fälle verglichen:

(A) FAKTOR I und FAKTOR VII

(B)(FAKTOR I und FAKTOR IV-2) und C(FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR IV-1 und FAKTOR VIIlJ.

En Falle (A) ist die Motordrehzahl zu erhöhen und im Falle (B) zu erniedrigen. Die Rückkopplungssteuerung erfolgt nach Ablauf einer durch die FAKTOREN IV-2 und IV-1 gegebenen Verzögerungszeit nach Herstellung Oer Bedingungen der FAKTOREN I und II oder III sowie des FAKTORS VIII, Die FAKTOREN IV-1 und IV-2 enthalten unterschiedliche Verzögerungszeiten für die Verminderung der Maschinendrehzahl. Bei zu erhöhender Haschinendrehzahl, d.h. bei einer negativen Differenz ΔΝ, erfolgt die Rückkopplung.ssteuerung sehr kurzfristig nach vollständigem Schließen der Drosselklappe. Anderer-

030049/0937

ER MEER · MÖLLER · STEINrv.tilSTER

C01 6/1 1 5

- 53' -

seits erfolgt die Rückkopplungssteuerung, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

1: Die Drosselklappe ist vollständig geschlossen; 2: Nach geschlossener Drosselklappe läuft eine Verzögerungszeit von 4 Sekunden ab;

3: Nach Ablauf der Verzögerungszeit befindet sich der Getriebeschalthebel in Neutralstellung oder die Fahrgeschwindigkeit ist kleiner als 8 km/h; 4: Nach Erfüllung der dritten Bedingungen verstreicht · eine Verzögerungszeit von einer Sekunde; und

5: Nunmehr ist die Ist-Motordrehzahl N höher als die Bezugs-Drehzahl

Falls die Ist-Drehzahl N_RpM kleiner als die Bezugs-Drehzahl ist, muß die Motordrehzahl schnell erhöht werden, damit der Motor nicht stehenbleibt. Da schnelle Motorbeschleunigung ungefährlich ist, kann die Rückkopplungssteuerung unmittelbar, nach Erfüllung der Kombination (A) durchgeführt werden. Wenn jedoch die Ist-Drehzahl höher * als die Bezugs-Drehzahl ist und vermindert werden muß, kann eine schnelle Verminderung zum Stehenbleiben der Maschine führen. Aus Sicherheitsgründen ist daher eine Verzögerungszeit erforderlich.

25

In Kombination (A) kann FAKTOR VII durch FAKTOR XI, d.h, durch FAKTOR I .und (FAKTOR VII oder FAKTOR XI) ... ersetzt werden (C). Ferner kann die Kombination (B) durch jede der folgenden Kombinationen ersetzt werden:

(D) {[ FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR V)] und

FAKTOR IV-1J und FAKTOR VIII ,

(E) [FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und

FAKTOR VIIlJ und FAKTOR IV-1; und

(F) FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR VIII und FAKTOR VI,

030 0 49/0937

FER,..USR. MULLEH. SIl. BISTER WlSJan 0016/115

In Kombination (C) erfolgt die Rückkopplungssteuerung bei vollständig geschlossener Drosselklappe und bei unterhalb der Bezugs-Drehzahl liegender Ist-Motordrehzahl N oder bei unterhalb des Minimalwertes Q . liegendem Einlaßluftdurchsatz Q. In Kombination (D) erfolgt die Rückkopplungssteuerung, nachdem folgende Bedingungen erfüllt sind:

1: Die Drosselklappe ist ganz geschlossen und der Getriebehebel in Neutralstellung oder der Kupplungsschalter eingeschaltet;

2: Nach Erfüllung der ersten Bedingung ist eine Sekunde

verstrichen; und

3: Danach ist die Ist-Drehzahl N_RpM größer als die Bezugs-Drehzahl ,
15

In Kombination (E) erfolgt die Rückkopplungssteuerung nach Erfüllung folgender Bedingungen:

1: Die Drosselklappe ist ganz geschlossen, die Ist-Drehzahl höher als die Bezugs-Drehzahl, und der

Getriebehebel ist in Neutralstellung oder die Fahrgeschwindigkeit ist kleiner als 8 km/h; und

2: Danach ist eine Sekunde Verzögerungszeit verstrichen,.

Bei der Kombination (F) erfolgt die Rückkopplungssteuerung nach Erfüllung folgender Bedingungen:

Die Drosselklappe ist ganz geschlossen; der Getriebehebel ist in Neutralstellung oder die Fahrgeschwindigkeit kleiner als 8 km/h;

die Ist-Motordrehzahl ist höher als die Bezugs-Drehzahl; und _t die Brennstoffzufuhr ist nicht abgeschaltet.

Auch wenn sich im Leerlaufzustand die Motordrehzahl in geringen Grenzen gegenüber der Bezugs-Drehzahl verändert, kann der Motorlauf als korrekt betrachtet werden. Die Rückkopp-

030049/0937

ER Mfct-rv ■ MÜLLER · STEINMEISTER ^¹""""" ^Ul °⁰¹ V^{1 1}

lungsstjeuerung braucht dann nicht einzugreifen. Daher ist es unter Berücksichtigung eines gewissen Hysteresis-E£fek~ tes empfehlenswert, eine bestimmte Drehzahl-Toleranz zuzulassen, bei der keine Korrekturen durchgeführt werden. Beispielsweise kann beiderseits der Referenz-Motordrehzahl N_g ein Toleranzband von - 25 U/min, zugelassen werden. Die FAKTOREN IX und X dienen zur Erkennung, ob sich der Motor in diesem Toleranzbereich befindet. Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte sind beispielsweise folgende zwölf Kombinationen denkbar:

(A) FAKTOR I und FAKTOR VII; (A') FAKTOR I und FAKTOR IX;

(B) FAKTOR I und FAKTOR IV-2 und T(FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR IV-iJ und FAKTOR VIII;

(B¹) FAKTOR I und FAKTOR IV-2 und [(FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR IV-i] und FAKTOR X;

(C) FAKTOR I und (FAKTOR VII oder FAKTOR XI); (C) FAKTOR I und (FAKTOR IX oder FAKTOR XI);

(D) {[FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR V)J und

FAKTOR IV-1j und FAKTOR VIII;

(D¹) [{FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR V)] und FAKTOR IV-13 und FAKTOR X;

(E) [FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR VIIIj und FAKTOR IV-1;

(E¹) (FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR xj und FAKTOR IV-1;

(F) FAKTOR I und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR VIII und FAKTOR VI; und (F¹) FAKTOR I und (FAKTOR II und FAKTOR III) und FAKTOR X und FAKTOR VI.

Bei den Kombinationen (A), (A¹), (C) und (C) ist die Motordrehzahl zu erhöhen, und in den übrigen Kombinationen zu vermindern. Da bei den zuvor erwähnten Kombinationen FAKTOREN II,III und V sich zumindest in der Aussage gleich sind, daß sich der Motor nicht im Bremszustand befindet,

030049/0937

fviuER · MCIwU=N . ο ι _ GEISTER Ni&Jaa OG16/11

kann jeder dieser Faktoren zur Festlegung des Rückkopplungszustands herangezogen werden. =

Für den übergang zur Steuerung mit offenem Regelkreis genügt selbstverständlich die Erkennung, daß einer oder mehrere Faktoren für die Rückkopplungssteuerung nicht geeignet sind. In der Praxis verliert jedoch der erste FAKTOR I zuerst seine Eignung für die Rückkopplungssteuerung, und dann folgen die anderen. Daher genügt es in der Praxis, einfach zu entscheiden, ob FAKTOR I nicht erfüllt ist, um zur Steuerung mit offenem Regelkreis überzugehen. Falls notwendig, kann z.B. anhand von FAKTOR III zusätzlich überprüft werden, ob das Fahrzeug ohne Betätigung des Gaspedals durch Trägheit fährt.

Bei Steuerung mit offenem Regelkreis muß die Referenz-Drehzahl einen relativ hohen Minimalwert haben, damit der Motor nicht stehenbleibt. Somit kann bei übergang zum offenen Regelkreis die Einstellung der Motordrehzahl sprunghaft ansteigen. Um diese zu verhindern, wird beim Übergang von der Rückkopplungssteuerung zur Steuerung mit offenem Regelkreis der Steuerwert nur langsam pro Zeiteinheit erhöht, beispielsweise um 0,5% pro 128 Motorumdrehungen.

Fig.16 enthält ein anderes Flußdiagramm zu einem erfindungsgemäßen Programm für die zuvor erläuterte Festlegung der Bedingungen für die Rückkopplungssteuerung. Zunächst wird in Entscheidungsblock 52D über das Fühlersignal die Stellung der Drosselklappe überprüft. Ist die Drosselklappe nicht ganz geschlossen und deshalb der Fühlerschalter abgeschaltet, geht das Programm zu Block 522 über, wo alle Steueranweisungen und Zeitgeber für die Rückkopplungssteuerung gelöscht werden» Danach wird in Block ^5ZLi . überprüft, ob die Ist-Motordrehzahl N_Rp_M vermindert werden muß. Bei Antwort JA, erfolgt in einem Entscheidungsblock 526 die überprüfung der Summe von Kontrollwerten für die Rückkopplungssteuerung und für die Steuerung mit offenem Regel-

030049/0937

TER MEER · MÖLLER . STbiNMEISTER lslJäii&n 001 6/

kreis, ob sie geringer als ein Minimalwert ist. Bei Antwort JA wird in Block 528· der Steuerwert für die Motordrehzahl· um 0,5% pro 128 Umdrehungen erhöht. Die Blöcke 526 und verhindern eine zu starke Erhöhung des Steuerwertes bei Übergang von der Rückkopplungssteuerung zur Steuerung mit offenem Regelkreis. Nach Durchlaufen von Block 529 oder bei Antwort NEIN in einem der Blöcke 52^ und 528 erfolgt die Steuerung mit offenem Regelkreis.

Wenn dagegen die Drosselklappe ganz geschlossen und der Fühlerschalter eingeschaltet ist, gibt der Block 52ü die Antwort JA, und in Block 53Q wird die Stellung des Getriebeschalthebels überprüft. Steht er nicht in der Neutralstellung, wird in Verbindung mit der Antwort NEIN die Fahrgeschwindigkeit in Block 532 überprüft, und wenn sie größer als 8 km/h ist, erfolgt die Antwort NEIN, um die Verminderung der tatsächiichen Motordrehzahl N_RpM in Block ⁵³² anzugeben. Danach wird in einem Entscheidungsblock 53t+. festgestellt, ob eine von einem Zeitgeber gemessene Ubergangs-Verzögerungszeit gleich oder größer als 3 Sekunden ist.

Wenn sie 3 Sekunden übersteigt, wird der Zeitgeber in einem Block 536 auf 3 Sekunden eingestellt. Danach wird im nächsten Block 538. überprüft, ob die Zeit gleich oder grosser als 4 Sekunden ist. Bei Antwort JA in Block ⁵³⁸ wird in einem Block 5^0 eine Markierung zur Verminderung der Motordrehzahl rückgesetzt. Anschließend wird in einem Entscheidungsblöck 5tf2 die Differenz Δ.Ν zwischen der Ist-Motordrehzahl N_RpM und der Bezugs-Drehzahl· N__E_ überprüft.

Wenn in einem der Biöcke 530 _un<3, 532 ^₆, Antwort JA erscheint, dann erfoigt ein Sprung zu Entscheidungsblock ■ Erscheint dort die Antwort NEIN, erfolgt ein Sprung .zu Blockst . Dort wird die Differenz ΔΝ überprüft, ob sie gleich oder größer als 25 U/min, bzw. kleiner als -25 U/min, ist. Ist die Differenz AN größer ais 25 U/min., wird in einem Entscheidungsblock 5^6 geprüft, ob eine Verminderung der Motordrehzahl erforderlich ist. Bei Antwort JA

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINiväEISTER

Nissan 0016/115

- 50 -

302049A

erfolgt die Ausführung dieser Anweisung im offenen Regelkreis. Ist die Antwort in Block 5^6 jedoch NEIN, dann wird die Ist-Motordrehzahl durch Rückkopplungssteuerung der Bezugs-Drehzahl angepaßt. Ist die Differenz ΔΝ kleiner als -25 U/min., dann erfolgt mit Rückkopplungssteuerung eine Erhöhung der Motordrehzahl an den Referenzwert. Wenn jedoch die Differenz AN^in dem Bereich zwischen -25 und 25 U/min, liegt, insbesondere im tieferen Bereich, dann erfolgt die Steuerung im offenen Regelkreis. 10

In dem Programm von Fig.16 wird jeder der vorgenannten Faktoren auf folgende Weise überprüft:

FAKTOR I wird überprüft in Block 302; FAKTOR II wird überprüft in Block 312; FAKTOR III wird überprüft in Block 314; FAKTOR IV-1 wird überprüft in Block 318; FAKTOR IV-2 wird überprüft in Block 322; und FAKTOR IX und FAKTOR X werden überprüft in Block 326. 20

Folglich erfolgt bei nicht erfülltem FAKTOR I die Steuerung mit offenem Regelkreis, oder wenn beide FAKTOREN II und III nicht erfüllt sind. Das gleiche gilt, wenn entweder FAKTOR IX und/oder FAKTOR X nicht erfüllt sind. Dagegen erfolgt die Rückkopplungssteuerung, wenn folgende Kombinationen erfüllt sind:

FAKTOR I und FAKTOR IX

FAKTOR I und FAKTOR IV-2 und (FAKTOR II oder FAKTOR III) und FAKTOR IV-1 und FAKTOR X

Erfindungsgemäß kann durch Verändern der Kombination zur Durchführung der Rückkopplungssteuerung für eine Erhöhung und Verminderung der Motordrehzahl die Steueroperation stabil zwischen Rückkopplungssteuerung und zwischen Steuerung mit offenem Regelkreis umgeschaltet werden. Da-

030049/0937

T57TT3T3T

TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEIST^R Nisr.an ΟΌ16/115

- 59 -

bei wird ein Stehenbleiben des Motors bei Wechsel der Steuerbedingungen wirksam verhindert.

Die Durchführung der Rückkopplungssteuerung erfolgt in Abhängigkeit von der Differenz ΔΝ zwischen der durch das Kurbelwellenfühlersignal gegebenen Ist-Drehzahl N_RpM und der Bezugsdrehzahl Ν_ΟΤ1ΓΠ. Entsprechend dieser

ο ti l

Differenz Δ N = N_R - N₀ gibt der Mikrocomputer sein Steuersignal ab, welches ein Ausgangssignal des Steuersignalgenerators ist, der ein proportionales Element und ein integrales Element umfaßt. Ferner bestimmt der Mikrocomputer die Nutzimpulsbreite des Impulssignals für die Steuerung des Elektromagneten 92, um auf diesem Wege dem Motor im Leerlauf jeweils die richtige Ansaugluftmenge vorzugeben.

Bei der Rückkopplungssteuerung des Motors wird die Proportional- bzw. Bemessungskonstante des Steuersignalgenerators oder des Steuerverhältnisses grundsätzlich zur Veränderung der Änderungsrate des Steuersignals, d.h. der Ansprechcharakteristik des Rückkopplungssteuersystems benutzt. Durch die Bemessungskonstante wird folglich die Anpassungsrate der Ist-Drehzahl an die Bezugs-Drehzahl bestimmt. Ist die Bemessungskonstante zu groß, dann ändert sich das Steuersignal zu stark, und die Nutzimpulsbreite des Signals für den Elektromagneten 92 ändert sich zu häufig. Dies kann zu unerwünschten Pendelerscheinungen im Rückkopplungssteuersystem führen. Da der Zeitraum zwischen einer Änderung des Ansaugluftdurchsatzes und einer tatsächlich eingetretenen Drehzahländerung in höheren Drehzahlbereichen kürzer wird,

030049/0937

TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMe₁STC^ Nissan 0016/115(3)

tritt dieses Pendeln häufiger in höheren Drehzahlbereichen auf. In den unteren Drehzahlbereichen dauern die Regelvorgänge dagegen länger, und dadurch kann der Motor stehenbleiben. Erfindungsgemäß wird daher die Ansprech- oder Regelcharakteristik des Rückkopplungssteuersystems dadurch verbessert, daß die Proportional- oder Bemessungskonstante im höheren Drehzahlbereich vermindert und in einem unteren Drehzahlbereich erhöht wird.

In Fig. 17 ist grafisch die Einstellung der Bemessungskonstante in Abhängigkeit von der Differenz Δ N bei Motorleerlauf aufgetragen. Zur Vermeidung von Pendelerscheinungen wird die Bemessungskonstante auf null festgelegt, sobald die Ist-Drehzahl N__nM größer als die Bezugs-Drehzahl

ist. Sobald die Ist-Drehzahl kleiner als die Bezugsdrehzahl wird, entspricht die Bemessungskonstante dem Quadrat der Differenz & N zwischen Ist- und Bezugsdrehzahl. Dadurch wird ein Stehenbleiben des Motors verhindert.

Ferner ist eine Änderung der Integrationskonstante des Steuersignalgenerators erwünscht, um die Steuersignal-Änderungsrate abhängig von der Differenz Δ N und der Ist-Drehzahl zu ändern. Die entsprechende Charakteristik ist in Fig. 18 dargestellt. Hierin sind mit TC und TC Zeitkonstanten des integralen Elementes des Steuer-Signalgenerators bezeichnet. Der Ausgang des Integrationselementes des Steuersignalgenerators erhöht oder vermindert sich beispielsweise mit einer Änderungsrate von 0,5 % pro TC¹- oder TC-Einheit. TC=1 bedeutet eine Reduzierung des Ausgangs um 0,5 % für eine Motoramdrehung,

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTC" NiC3ar. 0016/115 (3)

302049A

- 61 -

und TC¹ = 15 bedeutet eine Erhöhung des Ausganges um 0,5 % pro 15 Motorumdrehungen. Zur Vermeidung von Pendelerscheinungen des Motors wird die TC-Zahl in Abhängigkeit von einer Erhöhung der Ist-Drehzahl und einer Reduzierung der Differenz Δ N zwischen Ist- und Bezugsdrehzahl angeheben. Die TC'-Zahl wird in Abhängigkeit von der Zunahme der Ist-Drehzahl und der Verminderung des Absolutwertes der Differenz A N erhöht.

Ein in Fig. 18 links von einer strichpunktierten Linie L gelegener Bereich wird im Betrieb nie erreicht werden, wenn die Leerlaufdrehzahl auf 600 U/min festgelegt ist. Wenn ferner die Motordrehzahl unter 1200 U/min liegt, wird der TC=3-Bereich zur Vermeidung eines Motorstill-Standes auf höherecWerte vonÄN verlegt, v/eil die Drehzahl in diesem Bereich stark vermindert wird. Obwohl gemäß,Zeichnung eine nicht-lineare Änderung der Bemessungskonstante und der Integrationskonstante erfolgt, können diese Konstanten auch eine ungefähr lineare Änderungscharakteristik haben.

Fig. 19 und 20 enthalten je ein Flußdiagramm eines Programms zur Bestimmung der Integrationskonstante nach der Differenz/^N und der Ist-Motordrehzahl N_RPM· Fig. gilt, wenn die Ist-Drehzahl kleiner, und Fig. 20 gilt, wenn die Ist-Drehzahl größer als die Bezugs-Drehzahl N-.,- ist. Zu diesem Zweck prüft der Mikrocomputer zunächst, ob die Ist-Drehzahl größer oder kleiner als die Bezugs-Drehzahl ist und wählt danach das entsprechende Programm aus.

030049/0937

TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTER Nissan OC16/115 (3)

- 62 -

Bei der Motorsteuerung mittels Mikrocomputer wird ein Steuersignalwert ISC_DN für den Motor im Leerlauf nach folgender Gleichung ermittelt :

Formel I: ISC_DN = ISC_TW + ISC_AT + ISC_TR + ISC_AS + ISC_CL

Hierin sind:

ISC„_W ein von der Motortemperatur abhängiger Grund-Steuerwert,

ISC_Ärp ein Korrekturwert für Automatikgetriebe, ISC__ und ISC,.- Korrekturwerte für positive oder negative Motorbeschleunigung, und ISC_C ein Korrekturwert für RückkopplungsSteuerung.

Bei der Bestimmung des Korrekturwertes ISC-,_T für die Rückkopplungssteaerung in dem Fall, daß die Ist-Drehzahl kleiner als die Bezugs-Drehzahl ist, wird in einem Block 602 geprüft, ob der Wert eines Zählers PN₁ kleiner oder gleich null ist. Diese Bedingung gilt, wenn die Ist-Drehzahl größer als die Bezugs-Drehzahl ist. Wenn der Wert PNL des Zählers gleich oder kleiner als null ist, wird dieser Wert in einem Block 604 rückgesetzt.

Nach Löschen dieses Wertes im Zähler PN. mit Block oder wenn der Wert PN₁ größer als null ist, wird ein Ausgang des Proportionalelementes des Steuersignalgenerators in einem Block 606 durchgerechnet. Im Zuge der Rechnung und der Multiplikation der Differenz/ÜN mit der Proportionalkonstante z.B. aus Fig. 17 wird in einem Block 606 ein Steuerwert LB ermittelt und in Block 603 zu der Steuerwertsumme I_DU =(ISC„,_W ^{+ ISC}AT + ISC_n,., + ISC_Ä_ ) addiert. Danach erfolgt eine überlaufkontrolle in Bezug auf die Summe (LB + I_QUT). Ein

030049/0937

TER MEER ■ MÖLLER · STEINMEISTER Nissan 0016/115 (3)

Block 610 veranlaßt die Speicherung der Differenz /\ N in Register A, die Speicherung der Ist-Drehzahl N _M in einem Eingaberegister, und von PNRPM + 1 in einem Register B. Wird in einem Block 612 festgestellt, daß die Ist-Drehsahl größer ist als 1000 U/min, geht das Programm zu einem Block 622 über, wo der Zählwert PN. um 1 erhöht wird, anderenfalls erfolgt der Übergang zu einem Block 614, wo geprüft wird, ob die in Register A gespeicherte Dif ferenz Δ N kleiner als 150 ist. Ist die Differenz größer

. als 150, erfolgt ein Sprung zu einem Block 620, wo der Zählwert PN₁ um 3 erhöht wird. Ist die Differenz kleiner, wird in einem Block 616 geprüft, ob die in Register B gespeicherte Ist-Drehzahl kleiner als 450 U/min ist. Trifft dies zu, springt das Programm zu einem Block 626, wo der Zählerwert PN₁ auf null gelöscht wird. Liegt die Drehzahl darüber, dann erfolgt in einem Block 618 die Erhöhung des Zählers PN₁ um 5. Mit einem Block 624 wird geprüft, ob in einem der Blöcke 618, 620 oder 622 der Wert des Zählers PN₁ 15 oder mehr beträgt. Wenn ja, springt das Programm zu Block 626, wenn nein, schaltet das Programm zum Ende vor. Wenn die Ist-Drehzahl kleiner als 450 U/min ist oder der Zählwert PN₁ 15 oder mehr beträgt, dann wird nach dem Löschen des Zählwertes PN₁ auf null in Block 626 der dem Ausgang des integralen Elementes entsprechende Wert Δ I des KorrekturZählers um 1 erhöht, um den Ausgang des integralen Elementes um 0,5 % pro Einheit anzuheben. Anschließend erfolgt in einem Block die Oberlaufkontrolle.

Wenn die Ist-Drehzahl kleiner als 450 U/min und der Absolutwert der Differenz ft N zwischen der Ist- und der

030049/0937

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER Nissan 0016/115 (3)

- 64 -

Bezugsdrehzahl größer als 150 ist, und wenn die Motor-Drehzahl in dem Bereich T'=l von Fig.18 liegt, dann erfolgt eine Erhöhung des Korrekturzählers Δ I um 1 pro Motorumdrehung. Wenn die Ist-Drehzahl gleich oder größer als 450 U/min, aber kleiner als 1000 U/min und der Absolutwert der Differenz j\ N größer als 150 ist, bei einer im Bereich T'=3 von Fig.18 liegenden Motordrehzahl, dann wird der Korrekturwert Λ I um 1 pro drei Motorumdrehungeh erhöht. Bei einer Ist-Drehzahl von weniger als.". 1000 U/min und einem unter 150 liegenden Absolutwert für β Ν gilt der Bereich T'=5 von Fig.18, d.h. der Korrekturzähler Δ I wird pro fünf Motorumdrehungen um 1 erhöht. Ist schließlich die Ist-Drehzahl größer als 1000 U/min, was dem Bereich T'=15 in Fig.18 entspricht, dann gibt es eine Korrekturzählererhöhung um 1 pro 15 Umdrehungen. Ein Erhöhungsschritt um 1 des Korrekturzählers A I des Korrekturwertes LSC entspricht einem Anstieg des Ausganges des integralen Elementes um 0,5 %, wie schon vorher angegeben.

Wenn die Ist-Drehzahl größer als die Bezugs-Drehzahl ist, wird das Programm gemäß Fig. 20 für jede Motorumdrehung durchgeführt. Ein Block 630 dient der Prüfung, ob der Zählerwert PN. größer als null ist. Wenn ja, erfolgt mit einem Block 632 das Rücksetzen auf null. Nach dem Rücksetzen oder wenn der Wert des Zählers PN₁ kleiner oder gleich null ist, wird in dem Register A die Differenz £± N zwischen der Ist- und der Bezugs-Drehzahl registriert und der Registrierwert PNRPM + 1 in ein Register B eingeschrieben, s. Block 634. In einem Block636 wird geprüft, ob die im Register B gespeicherte Ist-Drehzahl größer als 2400 U/min ist, und falls ja, erfolgt in einem

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan OG16/115

- 65 -

Block 638 eine Verminderung des Zählerwertes PN₁ um 1 und in einem Block 640 die Prüfung, ob der Zählerwert PN-. gleich oder kleiner als -15 ist. Bei einer unterhalb 2400 U/min liegenden Ist-Drehzahl erfolgt in einem Block 642 eine Prüfung, ob die in Register A gespeicherte Differenz&N kleiner als 150 ist. Wenn ja, veranlaßt ein Block 444 eine Verminderung des Zählerwertes PN- um 3, und wenn die Prüfung in einem Block ergibt, daß dieser Zählerwert PN₁ kleiner als -15 ist.

Falls der Differenzwert 150 überschreitet, wird in einem Block 646 geprüft, obAN kleiner als 300 ist. Wenn ja, veranlaßt ein Block 648 die Verminderung des Zählerwertes PN₁ um 5, und in Block 640 wird wieder gefragt, ob er kleiner als -15 ist. Liegt der Differenzwert über 300, dann wird in einem Block 650 geprüft, ob die Ist-Drehzahl 1200 U/min überschreitet. Wenn nicht, wird der Zählerwert PN₁ in einem Block 648 um 5 vermindert. Wenn ja, wird der Zählerwert PN₁ mit Block 652 auf null zurückgesetzt. Ergibt die Prüfung in Block 640, daß der Zählerwert PN₁ gleich oder kleiner als -15 ist, erfojgt in Block 652 die Rücksetzung auf null; andernfalls springt das Programm zum ENDE. Danach wird der Wert des Korrekturzählers d I um 1 vermindert. Je Korrekturwert I von 1 wird der Ausgang des integralen Elementes des Rückkopplungssteuerwertes um 0,5 % reduziert.

Das Programm von Fig. 20 unterscheidet sich grundsätzlich von dem in Fig. 19 dadurch, daß hier die in Block 606 von Fig. 19 erfolgte Berechnung des Wertes LB, welches dem Ausgang des proportionalen Elementes entspricht, nicht durchgeführt wird. Der Grund: Bei einer über der Bezugs-Drehzahl

030049/0937

TER MEER - MÜLLER ■ STEINMEISTER Nissan OOlü/115 (3)

- 66 -

liegenden Ist-Drehzahl sollte eine Steuerung des Motors mit dem Wert LB vermieden werden, um Pendelerscheinungen zu vermeiden, dia zum Stehenbleiben führen könnten.

Anschließend erfolgt eine Gegenüberstellung des Programms von Fig.20 mit der Regelcharakteristik von Fig,18. Wenn die Ist-Drehzahl über 2400 U/min liegt, dann gilt in Fig. 18 ein Bereich von TC=15, wo der Korrekturwert I pro 15 Motorumdrehungen um 1 vermindert wird. Liegt die Ist-Drehzahl bei oder unter 2400, jedoch über 1200 U/min, und beträgt die Differenz Δ N mehr als 300, dann gilt in Fig. 18 der Bereich PC=1, d.h. der Korrekturwert Ci I wird um 1 prorMotorumdrehung vermindert. Wenn die Ist-Drehzahl gleich oder kleiner als 2400 U/min und die Differenz Δ N gleich oder kleiner als 150'ist, gilt in Fig.18 ein Bereich TC=5, wo sich der Korrekturwert Δ I pro 5 Motorumdrehungen um 1 vermindert. Für den Fall, daß die Ist-Drehzahl zwischen 1200 und 2400 U/min und der Δ N-Wert zwischen 150 und 300 liegt, und für den Fall, daß die Ist-Drehzahl gleich oder kleiner als 1200 U/min und der Δ. N-Wert gleich oder kleiner als 300 ist, gilt ein Bereich TC=3 von Fig.18, der Korrekturwert Δ I wird um 2 pro 3 Motorumdrehungen verändert.

Werden zwei Bits (=ein Byte) des Korrekturzähl'erwertes Δ I und die Stelle größter Signifikanz jedes Zählwertes für die Angabe des Plus- oder Minus-Vorzeichens des Wertes verwendet, dann wird der Wert des KorrekturZählers in einem Bereich zwischen +127 und -128 liegen. Dies entspricht bei dem zuvor angegebenen Verhältnis einem Ausgangssteuerwert in einem Bereich zwischen +64 % und -64 %, Über dem Bereich zwischen +127 und -128 liegende

030049/0937

TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEISTER NiJS^n 001 5/115 (3)

Werte werden als Korrekturzählwerte betrachtet. Andererseits wird ein Byte (=8 Bits) in einem Ist-Drehzahlbereich zwischen 12,5 und 3200 U/min verwendet, s.Fig.6(8). Dies ergibt einen maximalen Betriebsbereich von 3185,5 U/min. Darüberliegende Drehzahlen fallen nicht mehr in den Leerlauf-Betriebsbereich.

Wenn das Fahrzeug anfährt und sich dementsprechend die Drosselklappe öffnet, erfolgt die Luftdurchsatzsteuerung mit offenem Regelkreis, weil die Rückkopplungssteuerung in diesem Übergangsbereich der raschen Luftdurchsatzänderung nicht folgen könnte. Bei einer schnellen positiven oder negativen Beschleunigung des Fahrzeugs ist nur die offene Steuerung in der Lage, durch entsprechende Änderung des Nutzimpulsverhältnisses für den Magneten 92 des Lufteinlaßventils 84 den Luftdurchsatz schnell an die Erfordernisse anzupassen.

Bei einer Fahrzeugbeschleunigung bewirkt die offene Steuerung eine Erhöhung der Nutzimpulsbreite, damit der Motor schnell genügend Luft bekommt. Anschließend wird der Luftdurchsatz schrittweise wieder vermindert, damit der Motor nicht stehenbleibt. Bei einer relativ hohen Fahrgeschwindigkeit wird allerdings kaum ein Motorstillstand eintreten, deshalb ist die zuvor erwähnte schnelle Änderung des Luftdurchsatzes überflüssig. Auch beim Umschalten auf einen anderen Getriebegang mit entsprechender Drehzahländerung sind die zuvor erwähnten Steuermaßnahmen überflüssig, weil dies bei einer höheren Fahrgeschwindigkeit stattfindet.

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Ni&san 001 6/115

- 68 -

Erfindungsgemäß erfolgt bei offener Steuerung die Bemessung des Steuersignals für den Magneten 92 in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur, die der Fühler 114 mißt. Hierbei wird der Luftdurchsatz nach den jeweiligen Fahrbedingungen korrigiert, und dazu wird überprüft, ob die Drosselklappe offen ist (Fühler 122), ob das Automatikgetriebe im Drive-Bereich steht, ob die Fahrgeschwindigkeit über 8 km/h liegt, und ob die Kühlmitteltemperatur höher als 74°C ist. Bei dieser Steuerung mit offenem Regelkreis erfolgt die Korrektur des Steuersignals nach folgender Tabelle:

Tabelle

Motor-Drehzahl (U/min)	Korrektur wert (%)	Motor-Drehzahl (U/min)	Korrektur wert (%)
0	0	1600	8,5
200	0	1800	13
400	0	2000	17
600	0	2200	22
800	0	2400	30
1000	0	2600	35
1200	0	2800	40
1400	3,5	3000=	45

Zwischenwerte der Tabelle werden interpoliert.

Das Flußdiagramm in Fig. 21 gehört zu einem Programm zur Korrektur des Steuersignals und damit des Luftdurchsatzes beim Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeugs und unter der Voraussetzung, daß die Drosselklappe offen und die Fahrgeschwindigkeit größer als 8 km/h ist.

030049/0937

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER Niscan <J01 6/1 15 (3)

Wird in einem Block 702 nach dem Öffnungszustand der Drosselklappe mit NEIN beantwortet, weil diese offen ist, dann wird im nächsten Block 704 gefragt, ob diese unmittelbar vorher geöffnet wurde. Wenn ja, wird im nächsten Block 706 überprüft, ob die Geschwindigkeit gleich oder größer als 8 km/h ist. Falls JA, wird in einem Block 708 die Erhöhungs-Korrekturrate NFID für das Steuersignal auf null gesetzt. Bei Antwort NEIN in Block 706 wird mit Block 710 die Korrekturtaste NFID auf 20 gesetzt. Danach wird in einem Block 712 die entweder in 708 oder 710 festgelegte Korrekturrate NFID zu einem im Ausgaberegister gespeicherten Verhältnis addiert.

Im Falle der Antwort NEIN von Block 704 erfolgt eine Null-Prüfung der Korrekturrate NFID in einem Block 714. Bei Antwort JA erfolgt Programmsprung zum Programmende, der Rest wird übergangen. Sonst wird in einem Block 716 die Korrekturrate NFID um 1 vermindert und dann in Block 712 zu dem im Ausgaberegister gespeicherten Viert addiert.

Ergibt die Drosselklappenstellungsprüfung in Block die Antwort JA, dann wird in Block 718 die Getriebe-Neutralstellung überprüft. Bei Antwort NEIN wird in einem Block 720 nach Durchführung der Rückkopplungssteuerung gefragt. Bei Antwort NEIN in Block 720 wird in einem Block 722 geprüft, ob die Fahrgeschwindigkeit kleiner als 8 km/h ist. Liegt sie drüber, dann ergibt das die Antwort NEIN und führt zur Prüfung der Kühlmitteltemperatur, ob diese unter 74°C liegt. Bei Antwort NEIN wird in einem Block 726 die Tabelle zur Festlegung

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan 0016/115 (3)

der Korrekturrate bei negativen Fahrzeugbeschleunigungen aufgesucht, um eine Korrekturrate nach der Motordrehzahl festzulegen. Die so bestimmte Korrekturrate wird in einem Block 728 dem im Ausgaberegister gespeicherten Steuerverhältnis aufaddiert. Bei Vorliegen der Antwort JA in einem der Blöcke 718, 720, 722 oder 724 springt das Programm zum Ende. Nach Bearbeitung von Block 712 oder 728 wird in einem Block 730 das im Ausgaberegister gespeicherte Steuerverhältnis auf überlauf geprüft.

Bei der zuvor angegebenen Relation von 0,5% Nutzimpulsbreite pro Einheit der Korrekturrate NFID erbringt die Korrekturratenerhohung um 20 in dem vorstehenden Beispiel eine echte Erhöhung der Nutzimpulsbreite um 10%. Diese Impulsbreitenerhöhung wird mit den Blöcken 714 und 716 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel schrittweise jeweils um 1 (entsprechend 0,5%) vermindert, bis der NFID-Wert null ist. Im vorliegenden Fall sind für den Abbau des Wertes 20 Schritt für Schritt zwanzig Programmdurchläufe erforderlich. Da pro Motorumdrehung ein Programmdurchlauf erfolgt, wird nach zwanzig Motorumdrehungen das erhöhte Impulsbreitenverhältnis wieder auf dem Normalwert sein. Luftmangel und die Gefahr des Stehenbleibens des Motors werden erfindungsgemäß durch schrittweise Reduzierung der erhöhten Korrekturrate verhindert.

Bei einer raschen Abbremsung des Fahrzeugs wird die Korrekturrate der Nutzimpulsbreite in Block 726 bestimmt. Zur Feststellung des Bremsvorgangs werden die Blöcke 718, 720, 722 und 724 überprüft. Bei Getriebestellung NEUTRAL

030049/0937

TER MEER · MÖLLER ■ STEINMEISTER

Nissan QG16/115C3)

- 71 -

ist eine Motorbremsung ausgeschlossen, das Steuerverhältnis .braucht nicht korrigiert zu werden. Wenn andererseits bei ausgeschaltetem IMeutralschaltcr über Rückkopplung gesteuert wird, braucht ebenfalls die Impulsbreite nicht korrigiert zu werden, ueil die Korrektur nach Rückkopplungssteuerung und in Abhängigkeit von 3er Ist-Drehzahl sowie der Differenz zwischen Ist- und Bezugs-Drehzahl durchgeführt wird. Bei geschlossener Drosselklappe, ausgeschaltetem Neutralschalter und einer Fahrgeschwindigkeit unter ü km/h auftretender Bremsung liegt ebenfalls keine Motorbremsung vor. Bei einer Kühlmitteltemperatur unter 7^ C wird das Impulsbreitenverhältnis nach der Kühlmitteltemperatur korrigiert, eine zusätzliche Korrektur wegen des Bremsvorgangs ist dann überflüssig. Lüie eingangs erwähnt, erfolgt bei ausgeschaltetem Neutralschalter ohne Kückkopplungssteuerung, einer bei oder über 8 km/h liegenden Fahrgeschwindigkeit und einer bei oder über 7^ C liegenden Kühlmitteltemperatur infolge UND-Bedingung eine Korrektur nach Tabelle in Block 226 statt. Anstatt über die Tabelle kann die Korrekturrate auch anders ermittelt werden, beispielsweise über eine Formel zu einer Funktion der Ist-Drehzahl.

üJie eingangs erwähnt, gibt es einen Totbereich bzw. einen Unempfindlichkeitsbereich des Lufteinlaßventils Bi», und wenn das Steuersignal in diesen besonderen Bereich fällt, ist es unmöglich den Luftdurchsatz und damit die Leerlauf drehzahl zu regeln. Um derartige Zustände zu vermeiden .

3D wird für das Steuersignal ein Bereich zwischen

einem Maximal- und einem Minimalwert der Nutzirnpuls-

030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

Nissan 0Ü16/115C3)

- 72 -

breite festgelegt- Angenommen, das Kückkopplungssteuersignal 3 für Δΐ, das offene Steuersignal

für I

ÜLJT

und das Steuersignal Ξ

ist

gleich oder kleiner als ein gegebener Minimalujert H, , z.B. 1ϋ/ί der Motardrehzahl, dann uirri das Rückkopplungssteuersignal dp nach /dl=K. - I.-._JT korrigiert. Das Steuersignal S-, kann also auf einen gegebenen Minimalujert K. begrenzt werden. Ist S-, dagegen gleich oder größer als ein gegebener Maximalwert K.,, dann wird bei der Korrek Lur ein Muximultjert nicht überschritten. In diesem Fall werden die

Signale S„ und

S. nicht korrigiert. So ujird verhindert,

daß das Signal in den Unempfindlichkeitsbereich der Ansteuerung des LufteinlaBventils gelangt, die Regelung der Leerlaufdrehzahl bleibt vielmehr stets wirksam.

In Fig. 22 sind das Rückkopplungssteuersignal S„, das offene Steuersignal S., das Steuersignal 5-, und der Minimalujert K. gegenübergestellt. Beim Anlassen des Motors zu einem Zeitpunkt T sind beide Signale

^unc'

S. relativ hoch, entsprechend der Motorbelastung, anschließend werden beide Signale jedoch zunehmend kleiner, und auch das Steuersignal S-, wird kleiner. Zu einem Zeitpunkt IV erreicht das Steuersignal S den Minimalujert K. , und dann erfolgt die Korrektur des Rückkopplungssteuersignals 3„, damit dessen Wert /\l =

K - I_n. _T ujird. Wenn zu einem Zeitpunkt T, das offene L UU I b

Steuersignal S seinen tiefsten Punkt erreicht hat, hat sich das Signal S„ entgegengesetzt proportional erhöht, damit das Steuersignal S gleichmäßig den Minimalujert H. einhält. Nach Durchführung der offenen

TER MEER · MÜLLER . STEINMEISTER Nissan 0016/115(3)

Steuerung in einem Zeitraum LJ erfolgt zum Zeitpunkt T-, der Übergang zur Rückkopplungssteuerung, und damit steigen beide Signale S„ und S proportional an. Da zu diesem Zeitpunkt das Steuersignal S nicht im Unempfindlichkeitsbereich (kleiner als S^) liegt, kann das Lufteinlaßventil sofort in Abhängigkeit von dem erhöhten Steuersignal S-, ansprechen. So iijird eine Ansprechverzögerung mit Motorstillstand wirksam verhindert.

Fig. 23 und Zk zeigen die Beziehungen zwischen dem Steuersignal und dem gegebenen Maximalverhältnis K,, bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung. üJird zu einem Punkt T„ bei offener Steuerung die Drosselklappe geschlossen und das Fahrzeug dadurch gebremst, dann erfolgt zur Erhöhung des Luftdurchsatzes eine Korrektur des Steuersignals S-, durch Erhöhung des Signals S^. Sobald S., den Maximalwert K,. wegen starker Erhöhung des offenen Steuersignals S. überschrei tet, wird S_r; ijemäß der Beziehung Δΐ = K,, - I_n,_)T korrigiert. Bei sehr hohem Signalwert S. wird das Rückkopplungssteuersignal S„ auf einen recht kleinen Wert korrigiert, um durch Verminderung des korrigierten Steuersignals S-, einen Motorstillstand zu vermeiden. Bei T^ ist das offene Steuersignal S auf seinem Norrnaliuer t angekommen, und auch das Steuersignal S-, ist sehr niedrig, der Motor kann stehenbleiben. Obwohl bei T.. die Hückkopplungs-

steuerung einsetzt, kann mit der Erhöhung des Signals S_? auf den IMormnlwer t ein Ma turstills tand wegen der Ansprechverzögerung zwischen T„ und T/ nicht verhindert werden.

ORIGiNAL INSPECTED 030049/0937

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan GG1G/115(3)

- IU -

Gemäß Fig. ZU wird erFindungsgemäi3 bei einer Überhöhung des Steuersignals S₇ über ein Steuerverhältnis van ÖD/ά hinaus das Signal auf das Maximalverhältnis K,. begrenzt, der in Fig. ZU mit S " bezeichnets Abschnitt wird uiegkarrigiert. Da gleichzeitig das Signal S₀ nicht korrigiert uird, kann das Steuersignal S nach Beendigung der Verzügerungs-Karrektür unmittelbar auf den fJormaltjert zurückkehren, der Motor uird nicht stehenbleiben.

1ü Die Steuerujertkarrektür bei Fahrzeugbremsungen erfolgt augenblicklich, daher sind die Zeiteinheiten in Fig. 23 und 2if gegenüber Fig. 3 sehr kurz.

In dem Flußdiagramm eines Programms zur Korrektur des Steuersignals entsprechend den gegebenen Minimal- und f-laximal-Verhältnissen beim Beschleunigen oder Abbremsen des Fahrzeugs uird in einem Black 8ü2 das Rückkapplungssteuerverhültnis Δ.Ι geprüft. Ist es gleich ader größer als null, dann uiird in einem Block BOA-die Summe aus dem Rückknpplungssteuerverhältnis Δΐ

2ü und dem offenen Steuervsrhältnis I. .._ in einem Register A gesetzt, ulird in einem iilock GL)S festgestellt, daß die Summe die Kapazität von O Bits, d.h. 25G überschreitet, dann uird der Speicheruiert in Register A in Block 812 durch den geraden Maximalwert Κ,, ersetzt. Ist die Summe kleiner als 25G, wird sie in einem Block BOQ mit dem Minimalverhältnis K. verglichen. Ist diese Summe größer als das Minimalverhältnis, erfolgt ein weiterer V/ergleich mit dem MaximaliL/erhältnis K,, in Block 81ü. Übersteigt die

0300*4 3

TER MEER . MÜLLER ■ STEINMEISTER Nissan 0016/115(3)

Summe daa Maximalverhültnin, tlann wird der SpEiicheruiert in Register A mit Blück 812 durch das Maximalverhältnis H_u ersetzt.

Ist/\I kleiner als null, wird in Block '6Ih die Summe aus Δΐ und I_rll|_T in Register A gegeben. Ergibt ein Vergleich in Block 016, daß die Summe gleich oder größer als null ist, uiird in Block 806 geprüft, ob die Summe gleich oder kleiner als das Minimalverhältnis Ki, ist. Wenn ja, erTulgl. in LlIuel·: UKi [lie Korrektur des Steuerverhältnisses nach Δΐ = K, - I„,_|T· Gleichzeitig wird mit diesem Block die im Register A gespeii
setzt.

gespeicherte Summe durch das Minimalverhältnis K. er-

Nach Durchführung von Ulock Ω18 oder ti 12 erfolgt die Übertragung des Speicheriiiertes von Register A zur Schnittstelle der Eingabe/Ausgabeeinheit zwecks Ausgabe, s. Block 020. Liegt der Wert der Summe zujischen dem Minimal- und dem Maximalverhältnis, dann uird der Wert aus dem Register A zur Schnittstelle übertragen Cs. Block 620). Die Blöcke BO'+ und Q-\k dienen der Überlauf kontrolle der Summe aus dem Steuerverhältnissen Δΐ und I........

ObiüDhl bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel die Minimal- und Maximal-Uerhältnisse zur Begrenzung des Steuersignals vorgegeben sind, ist auch eine Direktsteuerung des Luftdurchsatzes möglich, insbesondere wenn ein elektronisch gesteuertes Einspritzsystem eine Einheit zur Bestimmung oder Messung des Luftdurchsatzes enthält. Das Ausgangssignal dieser Einheit kann zur Bestimmung der Maximol- und Minimal-Verhältnisse für

30, die Leerlaufregelung benutzt ujerden.

0 3 0.0 4.9/ 0 9 37 BAD ORIGINAL

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER WIbHB₁I 0Q1G/1 "5(3}

Da, uiie mehrfach vorstehend erläutert, hei wechselnder Motorbelastung zum Ühergangszextpunkt van der offenen zur rückgekoppelten Steuerung ein veränderter Luftbedarf nicht umgehend befriedigt uird, kann der Motor stehenbleiben. Deshalb ist für das offene Steuersignal ein Minimalverhältnis festgelegt, auf das sich die Rückkopplungssteuerung leicht einstellen kann. Hier bestimmen verschiedene ungleichmäßige Motorelemente das Minimalverhältnis. Wenn dann im Augenblick des Übergangs von der Rückkopplung zur offenen Steuerung das Steuersignal kleiner als das Minimalverhältnis ist, iiiird es auf das Minimalverhältnis korrigiert. Wenn das Rückkopplungs-Steuersignal sehr klein ist im l/ergleich zu dem Minimalverhältnis, dann uiird zur Uerrneidung von lästigen Sprüngen beim Übergang zur Steuerung mit offener Regelung und zur Verhütung eines erhöhten Schadstoffanteils im Abgas gemäß dieser Erfindung das Steuersignal schrittweise erhöht, z.B. um 0,5/ä für jeweils 12B Hurbeluiellenumläufe, bis das Minimal-V/erhältnis erreicht ist.

030049/0937

Claims (1)

1. TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

   Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent OIIico Mandalairoa agroes pres 1'Ofiico europ6cn dos brovots

   Dipt.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng- H. Steinmeister

   Dipl.-lng. F. E. Müller Siekerwatl 7, Tnftstrasse 4,

   D-8OOO MÖNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD

   0016/115(3) 29. Mai 1980

   Mü/Gdt/vL

   NISSAN MOTOR COMPANY, LTD. 2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

   Vorrichtung und Verfahren zur Einstellung des Ansaugluftdurchsatzes bei einem Brennkraftmotor

   Priorität: 29. Mai 1979, Japan, No. 54-65663

   PATENTANS PRÜCHE

   \j\ Λ Vorrichtung zur selektiven Einstellung des Ansaugluftdurchsatzes bei einem Brennkraftmotor entweder über eine geschlossene Regelschleife mit Rückkopplung oder mit offenem Regelkreis, wobei

   - bei der Rückkopplung in geschlossenem Regelkreis auf der Grundlage einer Ist- und einer Bezugs-Motordrehzahl ein Steuerverhältnis bestimmt wird, um die Differenz zwischen den beiden Drehzahlwerten auf Null zu reduzieren, und

   - bei der Einstellung mit offenem Regelkreis das Steuer-

   030049/0937

   ORIGINAL INSPECTED

   Nissan

   TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER 0016/115(3)

   verhältnis nach einer Motor- bzw. Motorkühlmitteltemperatur ermittelt wird,
   gekennzeichnet durch

   - eine erste Einheit zur Ermittlung der Bezugsdrehzahl
   (ISL^_nJ in Abhängigkeit von der Motor- oder Kühlmitteltemperatur,

   - eine zweite Einheit zur Ermittlung eines Grund-Einstellverhältnisses für die Einstellung bei offener Regelschleife unter Berücksichtigung der Motor- oder Kühlmitteltemperatur und einer Motorbelastung,

   - eine dritte Einheit, die unter Bewertung von Motorbetriebs zuständen eine Entscheidung auf Durchführung der rückgekoppelten oder der offenen Regelung trifft,

   - eine vierte Einheit, die bei vorliegender Entscheidung auf Rückkopplungsregelung durch die dritte Einheit das Einstellverhältnis bei dieser Einstellung auf der Grundlage der Ist- und der Bezugsdrehzahl bestimmt,

   - eine fünfte Einheit zum Korrigieren des Einstellverhältnisses in Abhängigkeit von positiven oder negativen Fahrzeugbeschleunigungen,

   - eine sechste Einheit zur Begrenzung von Größt-und
   Kleinstwerten des Einstellverhältnisses zur Verbesserung des Ansprechverhaltens der Regelung und

   - eine siebente Einheit zur aufeinanderfolgenden Betätigung oder Freischaltung der ersten bis sechsten Einheit in festgelegtem Intervall.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   gekennzeichnet durch eine achte Einheit, die nach der zweiten Einheit aktivierbar ist und das Einstellverhältnis bei absinkender Fahrzeugbatteriespannung so korrigiert, daß eine rasche Nachladung der Batterie erfolgt.

   03004 9/0937

   Nissan^u (1016/115(3)

   TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die erste Einheit die Bezugsdrehzahl auf einem gegebenen konstanten Drehzahlwert festlegt, wenn die Motor- oder Kühlmitteltemperatur in einem Bereich normaler Umgebungstemperaturen liegt.

   4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsdrehzahl in Abhängigkeit vom Motorbelastungszustand, auf den die Getriebeart, die Getriebestellung "Drive" oder "Neutral" sowie gegebenenfalls der Einschaltzustand einer Klimaanlage Einfluß haben, korrigierbar ist, nachdem die Bezugsdrehzahl von der ersten Einheit festgelegt worden ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß das von der zweiten Einheit bestimmte Einstellverhältnis einem Nutzimpulsverhältnis zwischen Erregungs- und Abschaltzeiten eines Stellgliedes (94) eines in einem Lufteinlaßkanal· des Motors angeordneten Luftdurchlaßsteucrventils (84) entspricht.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 4,

   dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Einheit einen unteren Grenzwert des Einstellverhältnisses festlegt, der in Abhängigkeit von der Motorbelastung veränderbar ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einheit ein in einem Lufteinlaßkanal· angeordnetes Drosselventil ist, welches im ganz geschlossenen Zustand und bei stabil iaufendem Motor auf Rückkapplungsregelung entscheidet.

   Q300A9/0937

   O N .""..fs en

   0016/115(3)

   TER MEER · MÖLLER ■ STEINMEISTER

   8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,

   dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Einheit einen stabilen Motorlaufzustand erkennt, wenn das Getriebe oder die Kupplung in Neutral-Position stehen, die Fahrgeschwindigkeit gleich oder kleiner als ein gegebener Wert ist und/oder das Treibstoffordersystem nicht gesperrt ist.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7,

   dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschaltung zwischen Rückkopplungsregelung und offener Regelung durch die dritte Einheit verhindert wird, wenn die Differenz zwischen der Ist- und der Bezugs-Drehzahl in einen gegebenen Bereich fällt.

   1 0 . Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß das von der vierten Einheit bestimmte Einstellverhältnis einem Nutzimpulsverhältnis zwischen Erregungs- und Abschaltzeiten eines Stellgliedes (94) zum öffnen und Schließen eines Luftdurchlaßsteuer-

   030049/0937

   TER MEER - MÜLLER - STEiNMEISTER NlSSan ÜD1G/115(3)

   ^ ^ 3 O 2 O A 9 A

   ventils (8^) Entspricht, und daß dasEinstellverhältnis eine Bemessungskonstante und eine Integrationskonstante eines Steuersignalgenerators enthält, van denen die Bemessungskonstante nach der Ist-Drehzahl und die Integrationskonstante nach der Ist-Drehzahl und der Differenz zwischen der Ist- und der Üezugsdrehzahl bestimmt iuerden.

   11. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet, daß die fünfte Einheit in Abhängigkeit vorn Öffnen und Schließen einer Drosselklappe (3d) das Einstellverhältnis zeitweilig erhöht, um den Luftdurchsatz dem gestiegenen Dedarf anzupassen, und das korrigierte Einstellverhältnis wieder mit einer gegebenen Rate und über einen gegebenen Zeitraum reduziert, bis der Normalujsrt erreicht ist.

   12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

   - einen ersten Fühler (11^) zur Abtastung einer Motor- oder Mo fcorkühlrnitteltemperatur und zur Abgabe eines entsprechenden Temperatursignals,

   - einen zweiten Fühler (11U) zur Abtastung der Ist-Motordrehzahl und zur Abgabe eines entsprechenden Drehzahlsignals,

   - einen dritten Fühler (122) zur Abtastung einer Drasselklappenpasition und zur Abgabe eines Signals bei geschlossener Drosselklappe,

   - einen vierten Fühler (12B) zur Ermittlung einer Getriebe- oder Hupplungspositian und zur Abgabe eines Signals in der Neutral-Positiün,

   030049/0937 ^BAD original

   Nissan ^w U0-:6/115(3)

   TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

   - einen fünften Fühler (130) zur Erfassung einer Fahrzeuggeschwindigkeit und zur Abgabe eines Signals, wenn die Geschwindigkeit kleiner als ein gegebener Wert ist und

   - einen Mikrocomputer (100), der die Steuerungsoperationen selektiv mit Rückkopplung oder offenem Regelkreis durchführt und zumindest die erste bis siebente Einheit enthält.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12,

   gekennzeichnet durch eine nach der zweiten Einheit aktivierbare zwölfte Einheit zur Korrektur der Bezugs-Motordrehzahl in Abhängigkeit vom Absinken der Batteriespannung.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,

   gekennzeichnet durch eine manuell zu betätigende Einstellvorrichtung für die Bezugs-Motordrehzahl durch Erhöhung oder Verminderung einer entsprechenden Registerspannung.

   15. Verfahren zur Einstellung des Ansaugluftdurchsatzes unter Leerlaufbedingungen bei einem Brennkraftmotor, der einen Bypass um ein Drosselventil in einem Lufteinlaßkanal und in dem Bypass ein den Luftdurchsatz durch diesen Bypass regulierendes Steuerelement enthält, wobei die Einstellung selektiv entweder über eine Rückkopplungsregelung mittels einer Steuerung bei offenem Regelkreis erfolgt und wobei während der Rückkopplungsregelung ein Steuerverhältnis zur Bestimmung der Ein- und Ausschaltzeiten des Steuerelementes in Abhängigkeit von einer Ist- und einer Referenz-Motordrehzahl ermittelt und die Differenz zwischen diesen Drehzahlen auf Null reduziert wird, und während der Steuerung mit offenem Regelkreis das Steuerverhältnis von einer Motor- oder Motorkühlmitteltemperatur abhängig gemacht wird,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   030049/0937

   TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER l\l 1 S S 3 Π LJ D 1 G / 11 5 ( 3 )

   - in Abhängigkeit von der Motor- oder Kühlrnitteltemperatur eine Grunri-Qezugsdrehzahl bestimmt,

   - auf der Grundlage verschiedener Fühlersiynale eine Belastung des Motors festgestellt,

   - die Grund-Bezugsdrehzahl auf der Grundlage der ermittelten Motarbelastung korrigiert,

   - in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur ein Grund-Steuerverhältnis für die offene Steuerung ermittelt und in Abhängigkeit von der huLurbelastung korrigiert,

   - bei Ermittlung einer geschlossenen Drosselklappenstellung und eines stabilen Motorlaufzustands die Rückkopplungsregelung oder andernfalls die Steuerung bei offener Regelschleife durchgeführt,

   - das Steuerverhältnis für die I-Hickkopp längsregelung auf der Grundlage von Ist- und Ik'zugn-Druhzahl bestimmt und dabei eine Beniessungskonstan te eines ProportiDnalelementes und eine IntegrationskDnstante eines integralen Elementes eines üteuersignalgenerators zwecks Festlegung der Nutzimpulsbreite des Impulssignals ermittelt,

   - ein maximales und ein minimales üteuerverhältnis festgelegt, damit das Steusrverhältnis nicht in einen zu Regelverzügerunnen führenden Unmiipfindlichkeitsbereich gelangen kann, und

   - bei einer positiven oder negativen Verzögerung des Fahrzeugs durch Korrektur eine entsprechende Erhöhung oder Reduzierung des oteuerverhältnisses eingeleitet

   werden.

   BAD ORIGINAL

   BAD 030049/0937

   I^{er MEER} :.^MULLER ■ ^STEINMEISTER Nissan GÜ1S/115(3)

   16. l/erfahren nach Anspruch 15,

   dadurch gekennzeichnet, daß ferner die Bezugs-Drehzahl in Abhängigkeit von einem Absinken einer Fahrzeugbatteriespannung korrigiert und diese Korrektur nach dom [ü?.triE.b einer zweiten Einheit der Steueranordnung (Anspruch 1) durchgeführt

   17. Verfahren nach Anspruch I5 ader 16, dadurch gekennzeichnet, da" Eins manuelle dteuerunrj !Hüglich ist, um die dezugs-Μαtnrdrehzahl durch Erhöhen oder Uermindem einer der üezugsdrehzahl entsprechenden Hegiscerspannung mit einer gegebenen Rate beeinflussen zu können.

   8. Verfahren nach Anspruch 1 5,

   dadurch gekennzeichnet;, daß die Üezugs-Kutordrehzahl als konstante Drehzahl festgelegt wird, uenn die Motor- oder Kühlmitteltemperatur in einen Bereich normaler Umgebungξ tempera türen füllt.

   9. l/erfahren nach einem dar Ansprüche 15 ais 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugs-Haturdrehzahl in Abhängigkeit van der MütorbelasLung korrigiert wird, welche auf der Grundlage einer Getrieneart, einer Drive- oder Neutral-Position eines Getriebes und/oder dem Betriebszustand einer Klimaanlage bestimmt uird, und daß die Korrektur der Bezugs-Drehzahl nach Elesfcimmunrj dieser Bezugs-Drchzahl durchgeführt tdird.

   03Q049/0937

   Mi:isan

   OO 16/115(3)

   TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

   20. Verfahren nach Anspruch 15,

   dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ermittlung des Grund-Steuerverhältnisses für die Regelung mit offenem Regelkreis die Bestimmung des Nutzimpulsverhältnisses bezüglich der Ein- und Ausschaltzeiten des Bypass-Steuerelementes vorgenommen wird, und daß die Motor-Lastzustände unter Berücksichtigung der Getriebeart, Getriebestellung und gegebenenfalls des Betriebszustands einer Klimaanlage festgelegt werden.

   21. Verfahren nach Ansruch 19,

   dadurch gekennzeichnet, daß das minimale Steuerverhältnis in Abhängigkeit von der Motorbelastung verändert wird.

   22. Verfahren nach Anspruch 15,

   dadurch gekennzeichnet, daß bei der Auswahl zur Durchführung der Rückkopplungsregelung oder der offenen Regelung als Voraussetzung für die Rückkopplungsregelung überprüft wird, ob das Drosselventil im Motor-Lufteinlaßkanal ganz geschlossen ist und der Motor stabil läuft.

   23. Verfahren nach Anspruch 22,

   dadurch gekennzeichnet, daß auf stabilen Motorlauf geprüft wird, ob das Getriebe oder Kupplung in Neutralposition oder die Fahrgeschwindigkeit gleich oder kleiner als ein gegebener Wert sind und ob die Treibstoffversorgung nicht gesperrt ist.

   030049/0937

   T(HR MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEISTER Nissan ÜÜ16/115(3)

   - 1Q -

   24- l/erfahren nach Anspruch 22,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zwischen rückgekoppelter und offener Regelung gesperrt wird, wenn die Differenz zwischen der Ist- und der Bezugsdrehzahl in Ginan gegebenen Bereich fällt.

   25. l/erfahren nach Anspruch 15,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessungskonstante des Steuerverhältnisses auf der Grundlage der Ist-Hotordrehzahl und die Intagratiunskonstan te auf der Grundlage der Differenz zwischen der Ist- und der Bazugsdrehzahl bestimmt herden.

   26. l/erfahren nach Anspruch 15,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur des Steuerverhältnisses bei positiven ader negativen Fahrzeugbeschleuniqunqen vnn dem Offnen und üchlieBen des Drosselventils ajhängicj gemacht uiird, um das Steuerverhältnis zeitweilig zu erhöhen und damit einen erhöhten Luftdurchdatz zu erzielen und dieses korrigierte Steucrverhältnis mit einar gegebenen Rats und in einer: gegebenen Zeitraum wieder auf den f.'armalwert zu reduzieren.

   030049/0937