DE3512473A1

DE3512473A1 - Verfahren und vorrichtung zur drosselklappeneinstellung bei kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE3512473A1
Application number: DE19853512473
Authority: DE
Inventors: Terukiyo Yokosuka Kanagawa Murakami
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-04-05
Filing date: 1985-04-04
Publication date: 1985-10-24

Description

TER MEER . MÜLLER · STEINMEISTER

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer Kraftfahrzeug-Drosselklappe in Abhängigkeit von Positionsänderungen eines Gaspedals des Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine entsprechend ausgebildete Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.

Um die einer Verbrennungskraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge einstellen zu können, ist innerhalb des Ansaugkanals der Verbrennungskraftmaschine eine verstellbare Drosselklappe angeordnet. Normalerweise ist diese Drosselklappe über ein mechanisches Gestänge oder eine andere geeignete mechanische Einrichtung mit einem Gaspedal in der Weise verbunden, daß bei Veränderung der Gaspedalposition die Drosselklappe ebenfalls verstellt wird. Um ein verbessertes Ansprechverhalten der Drosselklappe bei sich ändernder Gaspedalposition zu erhalten, wurde bereits vorgeschlagen, die mechanische Verbindungseinrichtung zwischen Drosselklappe und Gaspedal durch ein elektrisch gesteuertes Servosystem zu ersetzen. Dieses System besitzt ein Potentiometer, welches die Bewegung des Gaspedals in ein entsprechendes elektrisches Signal umwandelt, welches elektrisch weiterverarbeitet v/ird und zur Ansteuerung einer elektrischen Verstelleinrichtung zur Verstellung der Drosselklappe in eine neue Position

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dient, die der neuen Position des Gaspedals entspricht. Die durch das elektrisch gesteuerte Servosystem bewegte Drosselklappe besitzt ein sehr hohes Ansprechvermögen bezüglich der Positionsänderungen des Gaspedals, so daß praktisch die Bewegung der Drosselklappe derjenigen des Gaspedals unmittelbar folgt. Eine Verzögerung zwischen beiden Bewegungsabläufen, wie sie etwa bei einer mechanischen Verbindung zwischen Drosselklappe und Gaspedal erhalten wird, tritt hier nicht auf. Das hat zur Folge, daß selbst kleine Änderungen der Gaspedalposition zu ruckartigen Veränderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit führen, insbesondere dann, wenn ein mit einem solchen Servosystem ausgerüstetes Kraftfahrzeug von einem ungeübten Fahrer gesteuert wird.'

Um derartige ruckartige Veränderungen der Fahrzeuggescheindigkeit zu vermeiden, wurde der Ausgang des Potentiometers mit einem CR-Tiefpaßfilter verbunden, um das gelieferte Positionssignal des Gaspedals in geeigneter Weise zu verändern. Durch das Tiefpaßfilter wird jedoch bewirkt, daß das vom Potentiometer abgegebene Gaspedal-Positionsignal verzögert wird. Eine weiterre Verzögerung dieses Signals erfolgt zusätzlich innerhalb des elektrisch gesteuerten Servosystems. Es ergibt sich somit eine Verzögerung der Bewegung der Drosselklappe relativ zur Bewegung des Gaspedals. Die Ansprech- bzw. Reaktionsempfindlichkeit der Drosselklappe bei einer Änderung der Gaspedalposition nimmt daher ab und macht sich insbesondere dann störend bemerkbar, wenn starke Positionsänderungen des Gaspedals bei einer erforderlichen schnellen Beschleunigung oder Verzögerung des Kraftfahrzeugs erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Drosselklappeneinstellung bei Kraftfahrzeugen so weiterzubilden, daß ruckartige Schwankungen bei nur geringen Positionsänderungen des

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Gaspedals vermieden werden und die Drosselklappe bei großen Positionsänderungen des Gaspedals diesen Änderungen unmittelbar und ohne nennenswerte Verzögerung folgen kann.
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Verfahrensseitig ist die Lösung der gestellten Aufgabe im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben.

Vorrichtungsseitig ist die Lösung dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 8 zu entnehmen.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind in den jeweils nachgeordneten Unteransprüchen angegeben.

Nach der Erfindung wird bei der Einstellung einer Kraftfahrzeug-Drosselklappe in Abhängigkeit von Positionsänderungen eines Gaspedals des Kraftfahrzeuges zunächst ein der Position des Gaspedals entsprechendes Gaspedal-Positionssignal erzeugt. Aus diesem Gaspedal-Positionssignal wird ein Drosselklappen-Einstellwert zur Einstellung der Drosselklappe berechnet. Die Berechnung erfolgt mit Hilfe eines Computers, derart, daß die Ansprechempfindlichkeit der in Abhängigkeit der Positionsänderung des Gaspedals bewegten Drosselklappe mit zunehmender Positionsänderung des Gaspedals ansteigt. Anhand des so berechneten Drosselklappen-Einstellwertes wird die Drosselklappe in die neue Einstellposition gebracht.

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Drosselklappen-Einstellvorrichtung nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der

Arbeitsweise eines in der Einstellvorrichtung nach Fig. 1 vorhandenen digitalen Computers,

Fig. 3 bis 6 verschiedene aus einem Nurlesespeicher

nach Fig. 1 ausgelesene Werte,

Fig. 7 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines

Teils einer Schrittmotor-Steuerschaltung in Fig. 1,

Fig. 8 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der

Arbeitsweise eines in der Schrittmotor-Steuerschaltung nach Fig. 7 vorhandenen digitalen Computers,

Fig. 9 bis 10 Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Drosselklappen-Einstellvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer

veränderten Arbeitsweise des digitalen Computers innerhalb der Drosselklappen-Einstellvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 12 eine Darstellung von verschiedenen und

aus dem Nurlesespeicher nach Fig. 1 ausgelesenen Schrittperioden,

Fig. 13 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer

weiteren Abwandlung der Arbeitsweise des digitalen Computers in der Drosselklappen-Einstellvorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 14 ein Flußdiagramm einer noch weiter abgewandelten Arbeitsweise des digitalen Computers innerhalb der Drosselklappen-Einstellvorrichtung nach Fig. 1,

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Fig. 15 ein Blockdiagramm einer Drosselklappen-Einstellvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 16 eine graphische Darstellung zur Erläuterung des Inhalts eines Lese-Schreib

speichers nach Fig. 15,

Fig. 17 eine graphische Darstellung zur Erläuterung

auswählbarer Gewichtsfaktoren für den Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 15, Fig. 18 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise eines digitalen Computers in der Vorrichtung nach Fig. 15, Fig. 19 eine Darstellung verschiedener Drosselklappen-Einstellwerte aus dem Nurlesespeicher nach Fig. 15,

Fig. 20a und 20b eine graphische Darstellung zur Erläuterung der Betriebsweise der Drosselklappen-Einstellvorrichtung nach Fig. 15 und Fig. 21 eine graphische Darstellung zur Erläuterung abgewandelter auswählbarer Gewichtsfaktoren zum Betrieb der Drosselklappen-Einstel!vorrichtung nach Fig.

In der Figur 1 ist in schematischer Weise eine Drosselklappen-Einstel!vorrichtung nach der Erfindung für ein Kraftfahrzeug dargestellt, mit der sich das erfindungsgemäße Verfahren durchführen läßt. Zu der Drosselklappen-Einstellvorrichtung nach Fig. 1 gehören ein Gaspedal-Positionssensor 10 und ein Drosselklappen-Positionssensor 12. Der Gaspedal-Positionssensor 10 liefert ein Analogsignal Vl entsprechend der Stellung eines Gaspedals 1, wenn dieses niedergedrückt wird. Dagegen liefert der Drosselklappen-Positionssensor 12 ein Analogsignal V2, das vom Öffnungswinkel einer Drosselklappe 2 abhängt.

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Zum Drosselklappen-Positionssensor 10 gehört ein Potentiometer, das zwischen einer Spannungsquelle Vcc und einem Erdanschluß liegt. Der Widerstand des Potentiometers hängt davon ab, wie weit das Gaspedal 1 niedergedruckt worden ist. Der Schleifkontaktarm des Potentio-. meters ist mit'dem Gaspedal 1 verbunden, so daß der Widerstandswert des Potentiometers veränderbar ist, je nachdem, ob das Gaspedal 1 völlig freigelassen, niedergedrückt ist oder sich in einer Zwischenposition befindet. Der Drosselklappen-Positionssensor 12 ist ähnlich wie der Gaspedal-Positionssensor 10 aufgebaut und besitzt ebenfalls ein Potentiometer, dessen Schleifkontaktarm mit der Drosselklappe 2 verbunden ist, so daß auch der Widerstandswert des Potentiometers entsprechend der Stellung der Drosselklappe 2, die vollständig offen oder geschlossen sein kann, veränderbar ist.

Die Drosselklappe 2 ist über eine mechanische Hebeleinrichtung mit einem elektrisch gesteuerten Schrittmotor 14 verbunden, durch den die Einstellung der Drosselklappe 2 vorgenommen wird, um auf diese Weise dem Motor eine bestimmte Luftmenge zuführen zu können.

Die Sensorsignale Vl und V2 werden einer Steuerschaltung 20 zugeführt, die die erforderliche neue Einstellung der Drosselklappe zu einer bestimmten Zeit bzw. die Veränderung der Drosselklappenposition bestimmt. Hierzu legt sie fest, in welcher Richtung sich der Schrittmotor 14 drehen muß, wie groß die Periode sein soll, in der sich der Schrittmotor 14 um einen Schritt dreht, und wie hoch die Anzahl der durch den Schrittmotor 14 auszuführenden Schritte sein muß. Die Steuerschaltung 20 gibt die Information über die erforderliche neue Einstellposition in Form binär codierter Signale ab, die zunächst zu einer Schrittmotor-Steuerschaltung 3 0 gelangen. Die tatsächliche Einstellung der Drosselklappe 2 wird dann mit Hilfe des Schrittmotors 14 und einer ihm zugeordneten

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Schrittmotor-Antriebsschaltung 40 vorgenommen, die mit der Schrittmotor-Steuerschaltung 30 verbunden ist. Die Schrittmotor-Steuerschaltung 30 wandelt die binär codierte Einstellinformation für die Drosselklappe in einer Anzahl von Pulsen mit vorbestimmter Periode um, mit deren Hilfe die Drosselklappe in die erforderliche neue Einstellposition bewegt wird. Die Schrittmotor-Steuerschaltung 30 erzeugt zu diesem Zweck ein elektronisches Steuersignal mit der vorbestimmten Periode, und liefert dieses an die Schrittmotor-Antriebsschaltung 40. Diese setzt den Schrittmotor zur Durchführung jeweils eines Schrittes in jeder vorbestimmten Periode in Betrieb, um auf diese Weise die Position der Drosselklappe 2 zu verändern.

Die Steuerschaltung 20 (digitaler Computer) besitzt eine zentrale Prozessoreinheit 22 (CPU), einen Analog-Digital-Wandler 21 (ADC) , einen Nurlesespeicher 23 (ROM) und einen Lese-/Schreibspeicher 24 (RAM). Die CPU 22 ist mit den anderen Einheiten des Mikrocomputers 20 über eine Datenleitung 25 verbunden. Der Analog-/Digitalwandler 21 empfängt an seinem Eingang die Spannungssignale Vl und V2, die von dem Gaspedal-Positionssensor 10 bzw. von dem Drosselklappen-Positionssensor 12 geliefert werden. Die Analog-/ Digitalumwandlung beginnt nach Erhalt eines Befehlssignals der CPU 22, die den Eingangskanal zwecks Umwandlung der erhaltenen Analogsignale in Digitalsignal ansteuert. Nach erfolgter Analog-/Digitalumwandlung der Eingangssignale erzeugt der Analog-/Digitalwandler 21 ein Unterbrechungssignal, so daß anschließend die erhaltenen digitalen Signale auf Befehl der CPU 22 dem Datenbus 25 zugeführt werden.

Im Nurlesespeicher 23 (ROM) sind das Betriebsprogramm für die CPU 22 und weitere geeignete Daten zur Berechnung von Positionswerten der Drosselklappe 2 in sogenannten Kachschlagetabellen gespeichert. Die Daten- bzw. Nachschlagedaten können experimentell oder empirisch ermittelt

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werden. Die CPU 22 kann so programmiert sein, daß sie in der Lage ist, Interpolationen zwischen den Daten an verschiedenen Einsatzpunkten durchzuführen, falls dieses gewünscht wird. Steuersignale bzw. Blöcke, die eine erforderliche Drosselklappenposition spezifizieren, werden periodisch mit Hilfe der CPU 22 zur Schrittmotor-Steuerschaltung 3 0 übertragen.

In der Fig. 2 ist ein Flußdiagramm eines Programms dargestellt, nach dem der Mikrocomputer 20 in Fig. 1 arbeitet. Das Programm beginnt bei Schritt 2 02. Im Schritt 2 04 werden das Gaspedal-Positionssignal Vl und das Drosselklappen-Positionssignal V2 , die zunächst in analoger Form vorliegen, mit Hilfe des Analog-/Digitalwandlers 21 in eine digitale Form umgewandelt. Im nachfolgenden Schritt 2 06 werden die umgewandelten Signale normiert, um entsprechende Signalwerte VlR und V2R zu erhalten, die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, beispielsweise innerhalb des Bereichs von 0 bis 255. Die normierten Werte VlR und V2R werden dann in den Speicher 24 (RAM) eingelesen.

Im Schritt 2 08 wird eine erforderliche neue Einstellung bzw. Einstellposition VlSET für die Drosselklappe 2 mit Hilfe der zentralen Prozessoreinheit 22 berechnet, und zwar anhand einer bestimmten Beziehung, die im Computer gespeichert ist. Diese in Fig. 3 gezeigte Beziehung stellt die Abhängigkeit der neuen Drosselklappen-Einstellposition VlSET als Funktion der normierten Gaspedalposition VlR dar. Im Schritt 210 wird die Zunahme VlDIF der neuen Drosselklappen-Einstellposition VlSET gegenüber der alten Drosselklappen-Einstellposition VlSETaIt berechnet. Die berechnete Zunahme VlDIF gibt indirekt eine Stellungsänderung des Gaspedals 1 an, wenn dieses niedergedrückt wird. Dasselbe Ergebnis hinsichtlich der Zunahme VlDIF kann deswegen auch erhalten werden, wenn die Differenz zwischen der neuen Gaspedalposition VlR und

TER meer ■ Müller . steinmeister

der alten Gaspedalposition VlRaIt ermittelt wird.

Im folgenden Programmschritt 212 berechnet die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die Differenz VER zwischen der tatsächlichen Drosselklappenposition V2R und der erforderlichen neuen Drosselklappenposition VlSET. Das Vorzeichen der so erhaltenen Differenz VER ist positiv, wenn die erforderliche neue Drosselklappenposition VlSET größer als die gerade detektierte Drosselklappen-

■j^g position V2R ist, und negativ, wenn die erforderliche neue Drosselklappenposition VlSET kleiner als die gerade detektierte Drosselklappenposition V2R ist. Im Schritt 214 wird die Drehrichtung des Schrittmotors 14 festgelegt, und zwar anhand des Vorzeichens der berechneten

"L5 Differenz VER. Besitzt die Differenz VER ein positives Vorzeichen, so wird der Schrittmotor 14 in einer solchen Richtung gedreht, daß sich die Drosselklappe 2 öffnet. Er wird dagegen zur Schließung der Drosselklappe in entgegengesetzter Richtung gedreht, wenn das Vorzeichen der berechneten Differenz VER negativ ist. Im Programmschritt 216 wird eine Periode PER bestimmt, in der sich der Schrittmotor 14 während der Durchführung eines Schrittes dreht. Diese Periode PER wird mit Hilfe der zentralen Prozessoreinheit 2 2 anhand einer weiteren innerhalb des Computers vorhandenen Beziehung errechnet, die in Fig. 4 gezeigt ist. Sie stellt die Periode PER der Schrittmotordrehung als Funktion des Absolutwertes der berechneten Zunahme VlDIF dar. Wie in Fig. 4 gezeigt, nimmt die Periode der Schrittmotordrehung im wesentlichen linear mit der Zunahme des Absolutwertes VlDIF ab. Das bedeutet, daß die Periode der Schrittmotordrehung ebenfalls abnimmt, wenn die Änderung, mit der das Gaspedal 1 gedrückt oder freigelassen wird, ansteigt. Die berechnete Rotationsperiode PER bestimmt daher die Drosselklappenbewegung in Abhängigkeit der Änderung der Gaspedalposition. Um ein der Positionsänderung des Gaspedals entsprechendes genaues Signal zu erhalten, kann daher die zentrale

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Prozessoreinheit 2 2 die Rotationsperiode PER anhand der in Fig. 4 dargestellten Beziehung, die die Abhängigkeit der Rotationsperiode PER vom berechneten Absolutwert VlDIF darstellt, und anhand des Absolutwertes der berechneten Differenz VER, wie in Fig. 5 dargestellt, berechnen.

In Schritt 218 berechnet die zentrale Prozessoreinheit 22 die Anzahl der Schritte, die der Schrittmotor in jedem Zyklus bei der Ausführung dieses Programms ausführen muß, und zwar anhand einer v/eiteren im Computer gespeicherten und in Fig. 6 gezeigten Beziehung. Diese Beziehung stellt den Zusammenhang zwischen der Schrittzahl STEP und dem Absolutwert der berechneten Differenz VER dar. Wie in Fig. 6 gezeigt, steigt die berechnete Schrittzahl STEP mit zunehmendem Absolutwert der berechneten Differenz VER an. Der Schrittmotor 14 muß deswegen eine erhöhte Anzahl von Drehschritten ausführen, wenn die Stellungsänderung des Gaspedals 1 beim Niederdrücken oder Freilassen zunimmt.

In Schritt 220 gibt die zentrale Prozessoreinheit 22 einen ünterbrechungsbefehl ßi aus, und liefert die berechneten Werte bezüglich der Drehrichtung, der Schrittzahl STEP und der Rotationsperiode PER über die Datenleitung 25 zur Schrittmotor-Steuerschaltung 3 0 am Ende einer Periode TO eines Ausführungszyklus des Computerprogramms. Die Schrittmotor-Steuerschaltung 3 0 steuert daraufhin die Schrittmotor-Antriebsschaltung 40 an, um

2Q auf diese Weise die Position der Drosselklappe 2 verändern zu können, falls dies erforderlich ist. Im Programmschritt 2 22 springt das Programm zurück zu Schritt 2 02, so daß der nächste Programmzyklus des Computerprogramms durchlaufen werden kann.

In Fig. 7 ist die Schrittmotor-Steuerschaltung 30 im einzelnen dargestellt. Sie enthält eine zentrale Prozessoreinheit 3 2, einen ^i-Unterbrechungsgenerator 31,

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einen Schrittzähler 33, einen Nurlesespeicher 34 (ROM), einen Lese-ZSchreibspeicher 35 (RAM) und eine Ausgangsschaltung 36. Die CPU 32 ist mit den übrigen Schaltkreisen über eine Datenleitung 37 verbunden. Die Schrittmotor-Steuerschaltung 30 kann beispielsweise einen μΡϋ 6801 Mikrocomputer enthalten.

Die CPU 32 speichert die von der Steuerschaltung 20 über die Datenleitung 25 gelieferten Daten im Speicher

^q 35 (RAM). Der Oti-Unterbrechungsgenerator 31 enthält ein Ausgangsschieberegister, in das die berechnete Periode PER eingegeben wird, einen freilaufenden Zähler, der in konstanten Zeitintervallen schrittweise heraufgesetzt wird, und eine Vergleichsschaltung, die ein <^i-Unterbrechungssignal liefert, wenn der Zählwert des freilaufenden Zählers den im Ausgangsschieberegister vorhandenen Wert erreicht. Das c^i-Unterbrechungssignal wird daher in Zeitintervallen erzeugt, die mit der berechneten Periode PER übereinstimmen. Im Schritt C33 ist die berechnete Schrittzahl gespeichert. Er verringert die Schrittzahl jeweils um einen Schritt, wenn er ein entsprechendes Befehlssignal von der CPU 32 erhält. Im Speicher 34 (ROM) sind ein Betriebsprogramm für die CPU 3 2 und weitere geeignete Daten in sogenannten Nachschlagetabellen gespeichert, die zur Erzeugung geeigneter Bitmuster für die Position der Drosselklappe 2 verwendet werden. Die Ausgangsschaltung 36 wandelt diese Bitmuster in entsprechende Pulssignale um.

In der Figur 8 ist ein Flußdiagramm eines Programms dargestellt, nach dem der Mikrocomputer in der Schrittmotor-Steuerschaltung 3 0 arbeitet. Dieses Programm beginnt mit Schritt 3 02. Im nachfolgenden Programmschritt 3 04 wartet der Computer darauf, entweder ein cCi-Unterbrechungssignal oder ein ßi-Unterbrechungssignal zu empfangen. Es sei nochmals darauf hingewiesen, daß das CXi-Unterbrechungssignal in Zeitintervallen auftritt, die

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mit der berechneten Periode PER übereinstimmen, während das ßi-Unterbrechungssignal in Zeitintervallen auftritt, die mit der Periode TO eines Zyklus bei der Ausführung des Programms der zur Steuerschaltung 20 gehörenden zentralen Prozessoreinheit 22 übereinstimmen. Im Programmschritt 3 06 wird ermittelt, ob das ßi-Unterbrechungssignal ■ empfangen worden ist. Ist die Antwort positiv, so geht das Programm nach Schritt 3 08, in dem die zentrale Prozessoreinheit 3 2 die Information über die Drosselklappenpositionierung speichert, also die Werte bezüglich der Drehrichtung, der Periode und der Schrittzahl, die ihr von der Steuerschaltung 20 übertragen worden sind. Diese Werte werden im Speicher 35 (RAM) gespeichert. Der Schrittzahlwert STEP wird in den Schrittzähler 33 eingegeben, während die Periode PER in das Ausgangsschieberegister des cCi-Unterbrechungsgenerators 31 geladen wird. Im nachfolgenden Schritt 310 springt das Computerprogramm zurück zum Anfangsschritt 3 02, um auf das nächste J^i-Unterbrechungssignal oder ßi-Unterbrechungssignal zu warten.

Ist die Antwort im Schritt 3 06 negativ, so erreicht das Programm anschließend Schritt 312, in welchem abgefragt wird, ob das ^i-Unterbrechungssignal empfangen worden ist. Ist diese Antwort negativ, so geht das Programm zum

₂c nachfolgendem Schritt 314 und anschließend ebenfalls zum Ausgangsschritt 3 02 zurück, um wiederum den Empfang eines Chi- oder ßi-Unterbrechungssignals zu erwarten.

Ist dagegen im Schritt 312 die Antwort positiv, wurde 2Q also eincCi-Unterbrechungssignal empfangen, so erreicht das Programm anschließend Schritt 316, in dem die zentrale Prozessoreinheit 3 2 ein Unterbrechungssteuerkennzeichen setzt. Im Anschluß daran wird in Schritt ein erforderliches Bitmuster bestimmt. Dies erfolgt durch Aufsuchen eines Bitmusters auf der Grundlage der Drosselklappeneinstellinformation, die von der Steuerschaltung 20 übertragen worden ist.

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Im nachfolgenden Schritt 3 20 setzt die zentrale Prozessoreinheit 3 2 den freilaufenden Zähler des ^i-Unterbrechungsgenerators 31 auf Null zurück oder löscht diesen, während sie den Schrittzähler 33 um einen Schritt herabsetzt. Im Programmschritt 3 22 wird das ermittelte Bitmuster zur Ausgangsschaltung 36 übertragen, in der es in entsprechenden Pulssignale umgewandelt wird. Danach erreicht das Programm Schritt 3 24 und springt anschließend wiederum zum Anfangsschritt 3 02 zurück, um auf das nächste(^i- oder IQ ßi-Unterbrechungssignal zu warten.

Das Pulssignal wird von der Ausgangsschaltung 3 6 zur Schritt motor-Antriebsschaltung 40 übertragen, so daß diese den Schrittmotor 14 in Drehung versetzen kann, um auf diese Weise die Drosselklappe 2 in die erforderliche neue Einstellposition zu bringen.

Wie in den Figuren 9 und 10 gezeigt, führt der Schrittmotor 14 jeweils einen berechneten Schritt STEP in einer Periode bzw. Zeit aus, die mit der berechneten Periode PER übereinstimmt. Wie ein Vergleich der in den Fig. 9 und 10 dargestellten Diagramme unmittelbar zeigt, ist die berechnete Periode PER größer und die berechnete Schrittzahl STEP kleiner, so daß der Schrittmotor 14 sich über einen kleineren Winkel und mit kleinerer Geschwindigkeit dreht, wenn die Position des Gaspedals nur langsam und wenig verändert wird, im Gegensatz zu einer schnellen und großen Veränderung der Gaspedalposition. Das bedeutet, daß sich die Drosselklappe 2 bei langsamer und geringer Veränderung der Gaspedalposition ebenfalls nur langsam bzw. mit geringerer Ansprechrate bewegt, um unnötige Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit zu vermeiden. Dagegen bewegt sich die Drosselklappe 2 mit hoher Geschwindigkeit bzw. großer Ansprechrate, wenn die Position des Gaspedals schnell und in erheblichem Maße verändert wird, so daß die Maschine schnell auf gewünschte Beschleunigungen bzw. Verzögerungen reagieren kann.

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drv Fig. 11 Wird n.iohfol ijtMui ein nio»l i f i :: i ei I t>:i Flußdiagramm zur Steuerung des Mikrocomputers innerhalb der Steuerschaltung 20 beschrieben. Dieses Programm entspricht im wesentlichen denjenigen nach Fig. 2. Allerdings wird jetzt die Schrittmotor-Rotations- bzw. Drehperiode PER anders berechnet, um ein hohes Ansprechvermögen der Drosselklappenbewegung bei schneller Veränderung der Gaspedalposition zu erhalten.

IQ Das Computerprogramm nach Fig. 11 beginnt mit Schritt 502. Im nachfolgenden Schritt 504 werden das Gaspedal-Positonssignal Vl und das Drosselklappen-Positionsignal V2 gleichzeitig oder nacheinander eingelesen bzw. erfaßt und mit Hilfe des Analog-/Digitalwandlers 21 in digitale Signale umgewandelt. Die so erhaltenen digitalen Signale werden im anschließenden Programmschritt 5 06 normiert, so daß entsprechende Signalwerte VlR und V2R , die innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegen, erhalten werden. Diese normierten Signalwerte VlR und V2R werden im Speicher 24 (RAM) gespeichert. Im Programmschritt 5 08 berechnet die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die erforderliche neue Einstellposition VlSET der Drosselklappe 2 mit Hilfe einer Beziehung, wie sie bereits anhand der Figur 3 erläutert worden ist. Dort ist die neue Drosselklappeneinstellposition VlSET als Funktion der normierten Gaspedalposition VlR aufgetragen.

Im Programmschritt 510 berechnet die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die Differenz VER zwischen der tatsächlichen Drosselklappenposition V2R und der erforderlichen neuen Drosselklappenposition VlSET der Drosselklappe 2. Das Vorzeichen der berechneten Differenz VER ist positiv, wenn die erforderliche neue Drosselklappen-Einstellposition VlSET größer als die momentane bzw. aktuelle Drosselklappenposition V2R ist. Das Vorzeichen ist dagegen negativ, wenn die neue Drosselklappen-Einstellposition VlSET kleiner als die momentane ist. Im Schritt 512 wird

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die Richtung, in die sich der Schrittmotor 14 zu drehen hat, aufgrund des Vorzeichens der berechneten Differenz VER festgelegt. Der Schrittmotor 14 dreht sich bei positiven Vorzeichen der berechneten Differenz VER in einer Richtung, um die Drosselklappe zu öffnen, während er sich in der entgegengesetzten Richtung zur Schließung der Drosselklappe dreht, wenn das Vorzeichen der berechneten Differenz negativ ist.

-^q Im folgenden Programmschritt 514 berechnet die zentrale Prozessoreinheit 22 die Periode PER, die mit der Periode bzw. Zeit übereinstimmt, in der sich der Schrittmotor 14 um einen Schritt we.iterdreht. Die Periode PER wird anhand einer Beziehung ermittelt, die in Fig. 12 dargestellt ist. Dort ist die Schrittmotor-Rotations- bzw. Drehperiode PER als Funktion des Absolutwertes der berechneten Differenz VER aufgetragen. Wie dieser Fig. 12 zu entnehmen ist, nimmt die Schrittmotor-Drehperiode im wesentlichen linear mit ansteigendem Absolutwert der berechnten Differenz VER ab. Die berechnete Drehperiode PER bestimmt das Ansprechverhalten der Drosselklappenbewegung bei Positionsänderungen des Gaspedals.

In Schritt 516 ermittelt die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die Anzahl der Schritte, die der Schrittmotor innerhalb der Periode TO bei der Ausführung des Programms durchführen muß. Diese Schrittzahl STEP wird mit Hilfe der in Fig. 6 dargestellten Beziehung festgelegt. Dort ist die Schrittzahl STEP als Funktion des Absolutwertes der berechneten Differenz VER dargestellt. Wie leicht erkannt werden kann, nimmt die berechnete Schrittzahl STEP als Funktion dieses Absolutwertes VER zu. Das bedeutet, daß der Schrittmotor 14 eine erhöhte Anzahl von Schritten ausführen muß, wenn sieb beim Niederdrücken oder Frei-5 lassen des Gaspedals 1 die entsprechende Gaspedal-PositiongHnderunq erhöht.

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Im Progranunschritt. 518 liefert" die zentrale Prozoasoivinheit 2 2 ein ßi-ünterbrechungssignal und überträgt die berechneten Werte bezüglich der Drehrichtung des Schrittmotors, der Schrittzahl STEP und der Drehperiode PER über die Datenleitung 25 zur Schrittmotor-Steuerschaltung 30, und zwar jeweils am Ende einer Periode TO eines Zyklus bei der Durchführung des Computerprogramms. Die Schrittmotor-Steuerschaltung 30 steuert ihrerseits die Schrittmotor-Antriebsschaltung 40 an, so daß die Position der IQ Drosselklappe 2 in der gewünschten Weise verändert wird. Nach Durchlaufen des Programmschritts 520 erreicht dieses wieder den Ausgangspunkt 5 02, so daß ein nächster Programmzyklus gestartet werden kann.

"L5 Ein weiteres Programm zum Betrieb des digitalen Computers in der Drosselklappen-Steuervorrichtung ist in Fig. 13 dargestellt. Das Computerprogramm beginnt mit dem Schritt 602. Im nachfolgenden Schritt 6 04 wird das Gaspedal-Positionssignal Vl in ein digitales Signal umgewandelt. Anschließend wird im Schritt 606 der so umgewandelte Signalwert der Gaspedalposition abgetastet.

Im Programmschritt 6 08 berechnet die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die Differenz zwischen dem neuen und dem alten Abtastwert der Gaspedalposition. Anschließend wird in Schritt 610 die Drehrichtung des Schrittmotors 14 bestimmt, und zwar anhand des Vorzeichens der in Schritt 6 08 berechneten Differenz. Ist der neue Abtastwert größer als der alte, so dreht sich der Schrittmotor 14 in einer Richtung, um die Drosselklappe zu öffnen. Dagegen dreht er sich zur Schließung der Drosselklape in entgegengesetzter Richtung, wenn der neue Abtastwert kleiner als der alte Abtastwert ist.

Im Schritt 612 berechnet die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die Schrittzahl, die der Schrittmotor während des genannten Programmzyklus ausführen muß. Diese Schrittzahl wird mit Hilfe einer Beziehung ermittelt, die im Computer

BAD

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gespeichert ist. Die Beziehung gibt die erforderliche Schrittzahl als Funktion des Absolutwertes der berechneten Differenz zwischen den Abtastwerten an. Dabei steigt die berechnete Schrittzahl an, wenn der Absolutwert der genannten berechneten Differenz ansteigt. Daraus folgt, daß der Schrittmotor 14 eine erhöhte Anzahl von •Schritten ausführt, -wenn sich die Änderung der Position des Gaspedals erhöht.

Im Programmschritt 614 ermittelt die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die erforderliche Schrittperiode, die mit derjenigen Periode bzw. Zeit übereinstimmt, in der sich der Schrittmotor 14 um einen Schritt weiterdreht. Diese Periode wird ebenfalls anhand einer im Computer gespeicherten Beziehung erhalten. Diese Beziehung gibt die Abhängigkeit der Schrittmotor-Dreh- bzw. Rotationsperiode als Funktion des Absolutwertes der genannten berechneten Differenz zwischen den Abtastwerten an. Die Schrittmotor-Drehperiode nimmt dabei mit zunehmendem Absolutwert der berechneten Differenz ab. Das bedeutet, daß die Schrittmotor-Drehperiode abnimmt, wenn sich die Positionsänderung des Gaspedals erhöht.

Im Programmschritt 616 liefert die zentrale Prozessoreinheit 2 2 ein ßi-Unterbrechungssignal und überträgt die berechneten Werte bezüglich der Drehrichtung, der Schrittzahl und der Schrittperiode über die Datenleitung 25 zur Schrittmotor-Steuerschaltung 30, und zwar am Ende der Zyklusperiode TO bei der Durchführung des Computer-Programms. Die Schrittmotor-Steuerschaltung 30 steuert anschließend die Schrittmotor-Antriebsschaltung 40 an, so daß die Position der Drosselklappe 2 in gewünschter Weise verändert wird. Nach Durchlaufen des Schrittes 618 kehrt das Programm zum Anfangsschritt 6 02 zurück, so daß ein nächster Programmzyklus durchlaufen werden kann.

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Die Fig. 14 zeigt ein Flußdiagramm zum modifizierten Betrieb des digitalen Computers innerhalb der Drosselklappen-Steuervorrichtung nach Fig. 1. Das Computerprogramm beginnt mit Schritt 6 22. Nachfolgend werden im Schritt 6 24 die das Gaspedal-Positionssignal Vl und das Drosselklappen-Positionssignal V2 jeweils getrennt in digitale Signale umgewandelt. Daraufhin wird im Schritt 626 die erforderliche neue Drosselklappen-Einstellposition mit Hilfe der zentralen Prozessoreinheit 2 2 berechnet, und zwar anhand einer im Computer gespeicherten Beziehung. Diese Beziehung stellt die Abhängigkeit der neuen Drosselklappen-Einstellposition als Funktion der Gaspedalposition Vl dar.

Im Schritt 6 28 errechnet die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die Differenz zwischen der neuen Drosselklappeneinstellposition und der momentanen bzw. aktuellen Position der Drosselklappe 2. Danach wird im Schritt 630 die Drehrichtung des Schrittmotors 14 festgelegt, und zwar anhand des Vorzeichens der so berechneten Differenz. Der Schrittmotor 14 dreht sich dabei in einer Richtung zur Öffnung der Drosselklappe 2, wenn der Einstellwert der neuen Drosselklappenposition größer als derjenige der alten bzw. momentanen Drosselklappenposition ist.

Entsprechend dreht sich der Schrittmotor 14 in entgegengesetzter Richtung zur Schließung der Drosselklappe, wenn der Einstellwert der neuen Drosselklappenposition kleiner als derjenige der momentanen Drosselklappenposition ist.

Im Programmschritt 632 berechnet die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die erforderliche Schrittzahl, die der Schrittmotor 14 innerhalb des durchgeführten Programmzyklus ausführen muß. Diese Schrittzahl wird ebenfalls mit Hilfe einer Beziehung ermittelt, die im Computer gespeichert ist. Diese Beziehung gibt die erforderliche Schrittzahl als Funktion des Absolutwertes der berechneten Differenz an. Die berechnete Schrittzahl steigt

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dabei mit zunehmendem Absolutwert der berechneten Differenz der Drosselklappen-Einstellpositionswerte. Das bedeutet, daß der Schrittmotor 14 eine erhöhte Anzahl von Drehschritten ausführen muß, wenn sich die Änderung der Gaspedalposition erhöht.

Im nachfolgenden Programmschritt 634 ermittelt die zentrale Prozessoreinheit 2 2 die erforderliche Schrittperiode bzw. Schrittdauer, die mit derjenigen Periode bzw. Zeit übereinstimmt, in der sich der Schrittmotor 14 um einen Schritt weiterdreht. Die genannte Schrittperiode wird ebenfalls mit Hilfe einer im Computer gespeicherten Beziehung ermittelt, die die Abhängigkeit der Schrittmotor-Dreh- bzw. Rotationsperiode als Funktion des Absolutwertes der berechneten Differenz darstellt. Dabei nimmt die Schrittmotor-Drehperiode mit zunehmendem Absolutwert der berechneten Differenz ab. Das hat zur Folge, daß die Zeit zur Ausführung eines Drehschrittes des Schrittmotors mit zunehmender Änderung der Gaspedalposition abnimmt. Die Schrittweite bleibt dabei gleich.

Im Programmschritt 6 36 liefert die zentrale Prozessoreinheit 2 2 ein ßi-Unterbrechungssignal und überträgt die berechneten Werte bezüglich der Richtung bzw. Drehrichtung, der Schrittzahl und der Schrittperiode über die Datenleitung 25 zur Schrittmotor-Steuerschaltung 30, und zwar am Ende der Zyklusperiode TO bei der Durchführung des Computerprogramms. Die Schrittmotor-Steuerschaltung 3 0 steuert daraufhin die Schrittmotor-Antriebsschaltung 40 an, so daß auf diese Weise die Position der Drosselklappe 2, wie gewünscht, verändert wird. Nach Durchlaufen des Schrittes 638 kehrt das Programm zum Anfangsschritt 6 22 zurück, so daß ein neuer Programmzyklus durchgeführt werden kann.

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In der Fig. 15 ist eine weitere Steuervorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Gleiche Elemente wie in Fig. 1 sind dabei mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß Fig. 15 besitzt die Steuervorrichtung eine Steuerschaltung 50, die Sensorsignale Vl und V2 empfängt und in bestimmten bzw. vorgegebenen Zeitintervallen eine neue Einstellposition für die Drosselklappe 2 ermittelt. Die Steuerschaltung 50 liefert die erforderliche neue Einstellig information in Form von Binärziffersignalen bzw. binär codierten Signalen an eine Schrittmotor-Steuerschaltung 60, welche die binär codierten Signale in eine Anzahl von Pulsen umwandelt, um mit deren Hilfe die Drosselklappe 2 in die gewünschte neue Einstellposition zu bringen.

Die Steuerschaltung 50 enthält einen digitalen Computer mit einer zentralen Prozessoreinheit 52 (CPU), einem Analog-/Digitalwandler 51 (ADC), einem Nurlesespeicher 53 (ROM) und einem Schreib-ZLesespeicher 54 (RAM).

Der Analog-/Digitalwandler 51 empfängt an seinem Eingang Spannungssignale Vl und V2, von denen das Signal Vl vom Gaspedal-Positionssensor 10 und das Signal V2 vom Drosselklappen-Positionssensor 12 geliefert werden. Die Signalumwandlung mit Hilfe des Analog-/Digitalwandlers 51 erfolgt unter Steuerung der CPU 52, die den entsprechenden Eingangskanal zur Signalumwandlung ansteuert bzw. öffnet.

Im Speicher 53 (ROM) sind das Betriebsprogramm für die CPU 52 und weitere geeignete Daten .Form sogenannter Nachschlagetabellen gespeichert,die zur Ermittlung einer erforderlichen Position der Drosselklappe 2 benutzt werden. Die in den sogenannten Nachschlagetabellen bzw. zugeordneten Speicherbereichen abgelegten Daten können experimentell oder empirisch ermittelt werden. Darüber hinaus ist im Speicher 53 (ROM) eine weitere Tabelle gespeichert, wie sie in Fig. 17 dargestellt ist. Aus

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dieser Tabelle liest die CPU 22 wahlweise gewünschte Gewichtsfaktoren aus, je nach Änderung der Gaspedalposition. Im Speicher 54 (RAM) ist ein Speicherbereich mit AdressenAo bis An vorgesehen, wie in Fig. 16 dargestellt. Unter diesen Adressen werden n+1-Werte der Gaspedalposition Vl gespeichert, die der Reihe nach in sehr kurzen Zeitintervallen ausgelesen werden. Die CPU 52 schiebt die alten Werte Vltl bis Vltn jeweils zu einer höheren Adresse und löscht den ältesten Wert Vltn+1 jedesmal dann, wenn sie einen neuen Wert Vlto ausliest. Der neue Wert Vlto wird dann unter der untersten Adresse Ao gespeichert. Die CPU 52 kann so programmiert sein, daß sie zwischen Daten interpolieren kann, die an unterschiedlichen Start- bzw. Eingangspunkten vorhanden sind, falls dies gewünscht wird. Steuersignale bzw. Gruppen von Steuersignalen zur Spezifizierung gewünschter Drosselklappenpositionen können periodisch mit Hilfe der CPU 52 zur Schrittmotor-Steuerschaltung 60 übertragen werden.

In der Fig. 18 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Betriebs des Computers innerhalb der Steuerschaltung 5 dargestellt. Das Computerprogramm beginnt mit Schritt 702 an sehr kurzen Zeitintervallen· Im nachfolgenden Schritt 7 04 werden das Gaspedal-Positionssignal Vl und das Drosselklappen-Positionssignal V2 jeweils für sich mit Hilfe des Analog-/Digitalwandlers 51 in digitale Signale umgewandelt.

Im Programmschritt 7 06 verschiebt die zentrale Prozessoreinheit 52 die alten Werte Vltl bis Vltn jeweils eine Adresse weiter nach oben und löscht den ältesten Wert Vltn+1, wie in Fig. 16 gezeigt. Im Schritt 7 08 wird der umgewandelte neue Wert Vlto unter der untersten Adresse Ao gespeichert. Daraufhin wird in Schritt 710 der Absolutwert DiFSP der Zunahme des neuen Wertes Vlto gegenüber dem letzten Wert Vltl ermittelt. Der so be-

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rechnete Absolutwert DiFSP entspricht der Änderung der Bewegung des Gaspedals 1. Die genannten Werte Vlto bis Vltn+1 stellen zum Beispiel Positionswerte des Gaspedals zu verschiedenen Zeitpunkten to bis tn+1 dar.

Im Programmschritt 712 wählt die zentrale Prozessoreinheit 52 einen von drei Gewichtsfaktorsätzen No. 1, No. 2 oder No. 3 aus, jenachdem, wie groß der Absolutwert DiPSP der Differenz zwischen dem neuen Wert Vlto und dem letzten Wert VItX ist. Beispielsweise wählt die zentrale Proezssoreinheit 5 2 den Gewichtsfaktorsatz No. 1 aus, um den Gewichtsfaktor WO für den neuen Wert Vlto auf 1/2 und den Gewichtsfaktor Wl für den letzten Wert Vltl ebenfalls auf 1/2 festzusetzen, wenn der berechnete Absolutwert DiSFP größer als Null und kleiner als ein unterer ReferenzwertDiFSP 2 ist, wie in Fig. 17 gezeigt. Die zentrale Prozessoreinheit 52 wählt dagegen den Gewichtsfaktorsatz No. 2 aus, um den Gewichtsfaktor Wo für den neuen Wert Vlto auf 3/4 und den Gewichtsfaktor Wl für den letzten Wert Vltl auf 1/4 festzusetzen, wenn der berechnete Absolutwert DiSFP größer als der untere Referenzwert DiFSP2 und kleiner als ein höherer Referenzwert DiFSPl ist. Entsprechend wählt die zentrale Prozessoreinheit den Gewichtsfaktorsatz No. 3 aus, um den Gewichtsfaktor Wo für den neuen Wert Vlto auf 7/8 und den Gewichtsfaktor Wl für den letzten Wert Vltl auf 1/8 festzusetzen, wenn der berechnete Absolutwert DiFSP größer als der höhere Referenzwert DiSFPl ist. Wie in Fig. 17 zu erkennen ist, 0 wird der neue Wert Vlto höher bewichtet als der letzte Wert Vltl, wenn der Absolutwert DiFSP bzw. die Änderung der Gaspedalposition pro Zeiteinheit zunimmt. Es sei darauf hingewiesen, daß die Gewichtung der ausgelesenen Gaspedalpositionswerte auch in anderer Weise vorgenommen werden kann. Beispielsweise zeigt die Fig. 21 verschiedene Gewichtsfaktorsätze, mit denen nacheinander ausgelesene Gaspedalpositionswerte umso höher als die letzten Werte

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-31-bewichtet werden, je größer der Absolutwert DiFSP wird.

Im Schritt 714 berechnet die zentrale Proezssoreinheit 52 den gewichteten Mittelwert Vltyp der ausgelesenen Gaspedalpositionswerte Vltl und Vlto zu:

Vityp = Vlto χ Wo + Vltl χ Wl.

Nachfolgend wird in Schritt 716 die neue Einstellposition Vopt der Drosselklappe 2 mit Hilfe der zentralen Prozessoreinheit 5 2 und unter Zugrundelegung einer Beziehung berechnet, die im Computer gespeichert bzw. programmiert ist. Diese Beziehung bestimmt die Abhängigkeit der neuen Drosselklappen-Einstellposition Vopt vom gewichteten Mittelwert Vltyp, wie in Fig. 19 dargestellt ist. Im folgenden Programmschritt 718 errechnet die zentrale Prozessoreinheit 5 2 dann eine Zunahme VERR der neuen Drosselklappen-Einstellposition Vopt gegenüber der momentanen bzw. alten Drosselklappen-Einstellposition V2. Diese berechnete Zunahme VERR wird in Schritt 7 20 durch die zentrale Prozessoreinheit 5 2 in Form einer Binärzahl ausgegeben, die an die Schrittmotor-Steuerschaltung 60 weitergeleitet wird. Mit Hilfe der Schrittmotor-Steuerschaltung 60 wird die über die Datenleitung 55 des Computers empfangene Binärzahl, die der Zunahme VERR entspricht, in einer Anzahl von Pulsen umgewandelt, mit deren Hilfe die Drosselklappe 2 in die neue erforderliche Position gebracht wird. Nach Durchlaufen des Programmschrittes 722 in Fig. 18 kehrt das Programm zurück zum Ausgangsschritt 7 02, so daß ein neuer Programmzyklus gestartet werden kann. Das Pulssignal bzw. die Signalpulse gelangen von der Schrittmotor-Steuerschaltung 6 0 zu der Schrittmotor-Antriebsschaltung 40, die ihrerseits den Schrittmotor 14 zur Verstellung der Drosselklappe 2 in die neue Einstellposition verdreht.

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Ist die Änderung der Position Vl des Gaspedals 1 kleiner als ein vorbestiminter Wert, so werden der letzte und der neue Wert Vltl und Vlto, die jeweils Positionen des Gaspedals 1 zugeordnet sind, in gleicher Weise gewichtet, wobei der Wichtungsvorgang genauso abläuft, wie bereits im Zusammenhang mit dem Schritt 712 des Flußdiagramms gemäß Fig. 18 erläutert worden ist. In diesem Fall ist die Änderung AVIAV des gewichteten Mittelwertes VlAV der Gaspedalpositionswerte Vltl und Vlto kleiner als die Änderung Avi der Gaspedalpositionen Vl, wie in Fig. 20a gezeigt ist. Das bedeutet, daß die Drosselklappe 2 mit geringer Ansprechempfindlichkeit entsprechend einer geringen Gaspedalpositionsänderung bewegt wird, um unnötige Geschwindigkeitsänderungen des Kraftfahrzeuges bei nur geringem Gaspedalpositionsänderungen zu vermeiden.

Die Rate, mit der sich der gewichtete Mittelwert VlAV der Gaspedalpositionswerte Vltl und Vlto ändert, steigt &ⁿf wenn die Änderung der Gaspedalposition zunimmt.

Ändert sich die Gaspedalposition in einem großen Umfang, um eine schnelle Beschleunigung oder Verzögerung vorzunehmen, so ändert sich ebenfalls der gewichtete Mittelwert der Gaspedalpositionswerte in großem Umfang bzw. hoher Ansprechempfindlichkeit in Abhängigkeit der Gaspedalpositionsänderung, wie in Fig. 20b gezeigt ist. Das bedeutet, daß die Drosselklapppe 2 mit hoher Geschwindigkeit bzw. hohem Ansprechvermögen bei großen Gspedalpositionsänderungen bewegt wird. Die strichpunktierte Linie in Fig. 20b bezieht sich auf eine Steuervorrichtung, bei der ein analog arbeitendes Tiefpaßfilter am Ausgang des Gaspedal-Positionssensors 10 angeordnet ist. Wie leicht zu erkennen ist, ist die Ansprechzeit bei der Steuervorrichtung nach der Erfindung um die Zeitspannung t kurzer, als bei der genannten Steuervorrichtung mit dem analogen Tiefpaßfilter.

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Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfindung wird also erreicht, daß das Anspruchvermögen bezüglich der Bewegung der Drosselklappe bei Positionsänderungen des Gaspedals umso größer wird, je größer die Positionsänderungen des Gaspedals sind. Das bedeutet, daß durch die Erfindung unerwünschte.Schwankungen der.Fahrzeuggeschwindigkeit unterdrückt v/erden können, die sonst bei nur leichten Veränderungen der Gaspedalposition und entsprechender Bewegung bzw. Verstellung der Drosselklappe auftreten wurden. Vielmehr folgt die Drosselklappe der Bewegung des Gaspedals so, daß sie umso schneller und vollständiger auf Änderungen der Gaspedalposition reagiert, je größer diese sind.

L e e r s e i I e

Claims

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PATENTANWÄLTE-EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl. Ing. H. Steinmeister

43
D-8000 MÜNCHEN 80 D-4800 BIELEFELD 1

WG84316/257(2)/TK 4. April 1985

Mü/tM/Ur/b

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

Verfahren und Vorrichtung zur Drosselklappeneinstellung bei Kraftfahrzeugen

Priorität: 5. April 1984, Japan, Ser.No. 59-68031 (P) 5. April 1984, Japan, Ser.No. 59-68032 (P)

PATENTANSPRÜCHE

/Ί.JVerfahren zur Einstellung einer Kraftfahrzeug-Drossel- ^ klappe in Abhängigkeit von Positionsänderungen eines

Gaspedals des Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, daß

- ein der Position des Gaspedals (1) entsprechendes Gaspedal-Positionssignal erzeugt wird,

- aus dem Gaspedal-Positionssignal ein Drosselklappen-Einstellwert zur Einstellung der Drosselklappe (2) berechnet wird,

- die Berechnung mit Hilfe eines Computers (20, 50) derart erfolgt, daß die Ansprechempfindlichkeit der in Abhängigkeit der Positionsänderung des Gaspedals

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bewegten Drosselklappe (2) mit zunehmender Positionsänderung des Gaspedals (1) ansteigt und

- die Drosselklappe (2) in die berechnete Einstellposition gebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des Drosselklappen-Einstellwertes folgende Schritte umfaßt:

- Messung der Positionsänderung des Gaspedals (1),

- Berechnung einer Schrittzahl (STEP) aus der gemessenen Positionsänderung des Gaspedals, derart, daß sich die Schrittzahl mit zunehmender Positionsänderung erhöht, und

- Berechnung einer Schrittperiode (PER) aus der gemessenen Positionsänderung des Gaspedals, derart, daß sich die Schrittperiode mit zunehmender Positionsänderung vermindert, und daß

- die Drosselklappe (2) schrittweise entsprechend der Anzahl der berechneten Schritte und über die jeweils berechneten Schrittperioden bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des Drosselklappen-Einstellwertes folgende Schritte umfaßt:

- Abtasten des Gaspedal-Positionssignals (Vl) an vorbestimmten Zeitpunkten (to,ti,...,tn+1),

- Berechnung der Differenz (DiPSP) zwischen einem neuen (Vlto) und einem alten (Vltl) Abtastwert des Gaspedal-Positionssignals (Vl) ,

- Berechnung einer Schrittzahl (STEP) aus der berechneten Differenz, derart, daß sich die Schrittzahl mit zunehmender Differenz erhöht, und

- Berechnung einer Schrittperiode (PER) aus der berechneten Differenz, derart, daß sich die Schrittperiode

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mit zunehmender Differenz vermindert, und daß

- die Drosselklappe (2) schrittweise entsprechend der Anzahl der Schritte und über die jeweils berechneten Schrittperioden bewegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des Drosselklappen-Einstellwertes folgende Schritte umfaßt:

- Berechnung einer Einstellposition (VlSET) für die Drosselklappe (2) auf der Grundlage des Gaspedal-Positionssignals (Vl) ,

- Messung der momentanen Einstellposition der Drosselklappe (2),

- Berechnung einer Differenz (VER) zwischen der berechneten und der momentanen Einstellposition der Drosselklappe (2),

- Berechnung einer Schrittzahl (STEP) aus der berechneten Differenz (VER), derart, daß die Schrittzahl mit zunehmender Differenz (VER) größer wird, und

- Berechnung einer Schrittperiode (PER) aus der berechneten Differenz (VER), derart, daß die Schrittperiode mit zunehmender Differenz (VER) kleiner wird, und daß

- die Drosselklappe (2) schrittweise entsprechend der Anzahl der berechneten Schritte und über die jeweils berechneten Schrittperioden bewegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des Drosselklappen-Einstellwertes folgende Schritte umfaßt:

- Abtasten des Gaspedal-Positionssignals (Vl) zu vorbestimmten Zeitpunkten (to,ti,...,tn+1),

- Berechnung einer Einstellposition für die Drosselklappe (2) an den vorbestimmten Zeitpunkten auf der Grundlage eines Abtastwertes dos Gaspedal-Positions-

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signals,

- Berechnung einer ersten Differenz zwischen neuen und alten Einstellpositionen,

- Messung der momentanen tatsächlichen Einstellposition der Drosselklappe (2),

- Berechnung einer zweiten Differenz zwischen der berechneten Einstellposition und der gemessenen tatsächlichen Einstellposition,

- Berechnung einer Schrittzahl aus der berechneten zweiten Differenz, derart, daß sich die Schrittzahl mit zunehmender zweiter Differenz erhöht, und

- Berechnung einer Schrittperiode aus der ersten berechneten Differenz, derart, daß sich die Schrittperiode mit zunehmender erster Differenz vermindert, und daß

- die Drosselklappe- (2) schrittweise entsprechend der Anzahl der Schritte und über die jeweils berechneten Schrittperioden bewegt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des Drosselklappen-Einstellwertes folgende Schritte umfaßt:

- Abtasten des Gaspedal-Positionssignals (Vl) zu vorbestimmten Zeitpunkten (to,ti,...,tn+1),

- Berechnung einer Einstellposition für die Drosselklappe (2) an den vorbestimmten Zeitpunkten auf der Grundlage eines Abtastwertes des Gaspedal-Positionssignals,

- Berechnung einer ersten Differenz zwischen neuen und alten Einstellpositionen,

- Messung der momentanen tatsächlichen Einstellposition der Drosselklappe (2),

- Berechnung einer zweiten Differenz zwischen der berechneten Einstellposition und der gemessenen tatsächlichen Einstellposition,

- Berechnung einer Schrittzahl aus der berechneten zweiten

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Differenz, derart, daß sich die Schrittzahl mit zunehmender zweiter Differenz erhöht, und

- Berechnung einer Schrittperiode als Funktion der berechneten ersten und zweiten Differenzen, und daß

- die Drosselklappe (2) schrittweise entsprechend der Anzahl der Schritte und über die jeweils berechneten Schrittperioden bewegt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnung des Drosselklappen-Einstellwinkels folgende Schritte umfaßt:

- Abtasten des Gaspedal-Positionssignals (Vl) an vorbestimmten Zeitpunkten (to,ti,...,tn+1),

- Berechnung einer Differenz zwischen neuen und alten Abtastwerten des Gaspedal-Positionssignals,

- Ermittlung von Gewichtsfaktoren (Wo,Wl,...) für die neuen und alten Abtastwerte, derart, daß die Gewichtsfaktoren für die neuen Abtastwerte größer als für die alten Abtastwerte sind, wenn die Differenz zwischen den Abtastwerten zunimmt,

- Berechnung eines gewichteten Mittelwertes aus den gewichteten neuen und alten Abtastwerten und

- Berechnung eines Drosselklappen-Einstellwertes auf der Grundlage des berechneten gewichteten Mittelwertes, derart, daß der Drosselklappen-Einstellwert mit zunehmendem gewichteten Mittelwert ansteigt.
8. Vorrichtung zur Einstellung einer Kraftfahrzeug-Drosselklappe in Abhängigkeit von Positionsänderungen eines Gaspedals des Kraftfahrzeugs,
gekennzeichnet durch

- eine Signalquelle (10) zur Erzeugung eines Gaspedal-Positionssignals (Vl) ,

- eine Steuerschaltung (20, 50) zur Berechnung einer Drosselklappen-Einstellposition in Abhängigkeit des

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Gaspedal-Positionssignals (Vl), die Mittel zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit der in Abhängigkeit der Positionsänderung des Gaspedals bewegten Drosselklappe (2) mit zunehmender Positionsänderung des Gaspedals (1) enthält/ und durch

- eine mit der Steuerschaltung (20, 50) verbundene Antriebssteuereinrichtung (30 bzw. 60, 40, 14) zur Führung der Drosselklappe (2) in die Drosselklappen-Einstellposition.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung

- Mittel zur Messung der Positionsänderung des Gaspedals,

- Mittel zur Berechnung einer Schrittzahl (STEP) aus der gemessenen Gaspedal-Positionsänderung, derart, daß die Schrittzahl mit steigender Gaspedal-Positionsänderung zunimmt, und

- Mittel zur Berechnung einer Schrittperiode (PER) aus der gemessenen Gaspedal-Positionsänderung, derart, daß die Schrittperiode mit steigender Gaspedal-Positionsänderung abnimmt, enthält, und daß

- die Antriebssteuereinrichtung (30 bzw. 60, 40, 14) Mittel zur Bewegung der Drosselklappe (2) entsprechend der Anzahl der berechneten Schritte und über die jeweils berechneten Schrittperioden besitzt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20, 50)

- Mittel zum Abtasten des Gaspedal-Positionssignals (Vl) zu vorbestimmten Zeitpunkten bzw. nach vorbestimmten Zeitintervallen,

- Mittel zur Berechnung einer Differenz zwischen neuen und alten Abtastwerten des Gaspedal-Positionssignals,

- Mittel zur Berechnung einer Schrittzahl CSTEP) aus

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der berechneten Differenz, derart, daß die Schrittzahl mit steigender berechneter Differenz ansteigt, und

- Mittel zur Berechnung einer Schrittperiode (PER) aus

der berechneten Differenz, derart, daß die Schrittperiode mit steigender berechneter Differenz abnimmt, enthält, und daß

- die Antriebssteuereinrichtung (30 bzw. 60, 40, 14) Mittel zur Bewegung der Drosselklappe (2) entsprechend der Anzahl der berechneten Schritte und über die jeweils berechneten Schrittperioden besitzt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20, 50)

- Mittel zur Berechnung einer Einstellposition für die Drosselklappe (2) auf der Grundlage des Gaspedal-Positionssignals (Vl) ,

- Mittel zur Messung der momentanen Einstellposition der Drosselklappe (2),

- Mittel zur Berechnung einer Differenz zwischen der berechneten und der momentanen Einstellposition der Drosselklappe (2),

- Mittel zur Berechnung einer Schrittzahl (STEP) aus der berechneten Differenz, derart, daß die Schrittzahl mit steigender berechneter Differenz zunimmt, und

- Mittel zur Berechnung einer Schrittperiode (PER) aus

der berechneten Differenz, derart, daß die Schrittperiode mit steigender berechneter Differenz abnimmt, enthält, und daß

- die Antriebssteuereinrichtung (30 bzw. 60, 40, 14) Mittel zur Bewegung der Drosselklappe (2) entsprechend der Anzahl der berechneten Schritte und über die jeweils berechneten Perioden besitzt.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20, 50)

- Mittel zum Abtasten des Gaspedal-Positionssignals (Vl) zu vorbestimmten Zeitpunkten bzw. nach vorbestimmten Zeitintervallen,

- Mittel zur Berechnung einer Differenz zwischen neuen und alten Abtastwerten des Gaspedal-Positionsignals,

- Mittel zur Ermittlung von Gewichtsfaktoren (Wo, Wl,..) für die neuen und alten Abtastwerte, derart, daß die Gewichtsfaktoren für die neuen Abtastwerte größer als für die alten Abtastwerte sind, wenn die berechnete Differenz zwischen den Abtastwerten zunimmt,

- Mittel zur Berechnung eines gewichteten Mittelwertes aus den gewichteten neuen und alten Abtastwerten und

- Mittel zur Berechnung eines Drosselklappen-Einstellwertes auf der Grundlage des berechneten gewichteten Mittelwertes, derart, daß der Drosselklappen-Einsteilwert mit zunehmendem gewichteten Mittelwert ansteigt, enthält.