DE3519220A1

DE3519220A1 - Vorrichtung zur drosselklappensteuerung

Info

Publication number: DE3519220A1
Application number: DE19853519220
Authority: DE
Inventors: Hideaki Yokosuka Kanagawa Inoue; Terukiyo Yokosuka Kanagawa Murakami; Minoru Yokohama Kanagawa Tamura
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1985-05-29
Publication date: 1985-12-05
Also published as: DE3519220C2; US4592322A

Description

TER MEER · MÜLLER . STEINMEISTER NJSSan' * '

- 5 VORRICHTUNG ZUR DROSSELKLAPPENSTEUERUNG

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Drosselklappe in Abhängigkeit von der Änderung der Position eines Gashebels.

Zur Dosierung der Gemischzufuhr zu einer Brennkraftmaschine ist im Ansaugrohr der Brennkraftmaschine eine in veränderliche Positionen einstellbare Drosselklappe angeordnet. Üblicherweise ist ein mechanischer Verbindungsmechanismus zur Kopplung der Drosselklappe mit dem Gashebel vorgesehen, so daß die Drosselklappe entsprechend der Bewegung des Gashebels bewegt wird. Wenn die Drosselklappe bei der Verzögerung oder beim Auslaufen der Brennkraftmaschine verhältnismäßig schnell in die Leerlaufstellung bewegt wird, so ergibt sich ein übermäßiger Anstieg des Ansaugunterdruckes, so daß die Luftdichte in dem Ansaugrohr stark abnimmt. Dies hat zur Folge, daß eine große Menge des an den Wänden des Ansaugrohres niedergeschlagenen Kraftstoffs verdampft und durch die Brennkraftmaschine in die Brennräume der Zylinder angesaugt wird, so daß ein zu fettes Gemisch entsteht. Dies führt zu einem erhöhten Ausstoß von Kohlenwasserstoffen, zu Fehlzündungen, zum Nachbrennen und zu Drehmomentschwankungen, die eine Quelle für unangenehme Torsionsschwingungen der Brennkraftmaschine sind.

Üblicherweise wird daher die Schließbewegung der Drosselklappe mit Hilfe einer mechanischen Dämpfungszylindereinrichtung verlangsamt, wenn der öffnungswinkel der Drosselklappe kleiner als ein vorgegebener Wert ist. Bei einer derartigen mechanischen Dämpfungszylindereinrichtung wird jedoch der Winkel, bei dem der Dämpfungszylinder wirksam wird und die Schließbewegung der Drosselklappe verzögert, durch Montageungenauigkeiten beeinflußt, so

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daß nur eine ungenaue Steuerung der Drosselklappe möglich ist.

Die Erfindung ist auf die Schaffung einer Vorrichtung zur Steuerung der Drosselklappe gerichtet, die eine genauere Steuerung der Bewegung der Drosselklappe gestattet.

Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs. Vorteilhafte Weiterbildüngen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung der Drosselklappe umfaßt Signalgeber zur Erzeugung von elektrischen Signalen, die die Position des Gaspedals und die Winkelstellung der Drosselklappe angeben. Eine Steuerschaltung berechnet anhand der abgetastete Positionen der Drosselklappe und des Gaspedals einen Einstellwert für die Position der Drosselklappe. Die Steuerschaltung ist mit einem Stellglied verbunden, das die Drosselklappe in eine dem Einstellwert entsprechende Position bewegt. Die Steuerschaltung vergleicht die Stellung der Drosselklappe, d.h., den öffnungswinkel der Drosselklappe mit einem Bezugswinkel und verringert die Geschwindigkeit der Schließbewegung der Drosselklappe, wenn der Öffnungswinkel der Drosselklappe kleiner oder gleich dem Bezugswinkel ist.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Drosselklappensteuerung;

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Fig. 2 ist ein Flußdiagramm eines Programms

eines in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 verwendeten Digitalrechners;

Fig. 3 ist eine Graphik zur Veranschaulichung einer in dem Rechner programmier

ten Beziehung;

Fig. 4 ist ein Diagramm zur Erläuterung der

Arbeitsweise der Vorrichtung; 10

Fig. 5 ist ein Flußdiagramm eines Programms

eines Digitalrechners, der in einer zweiten Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
15

Fig. 6 bis sind Graphiken zur Veranschaulichung von in dem Rechner programmierten Be

ziehungen;

Fig. 9 und sind Diagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß

dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 ist ein Flußdiagramm eines Programms

eines Digitalrechners, der in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;

Fig· 12 ist eine Tabelle einer in dem Digitalrechner programmierten Beziehung;

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm eines Digitalrechners, der in einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;

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Fig. 14 ist eine Graphik zur Veranschaulichung einer in dem Rechner programmierten Beziehung;

Fig. 15 und sind Kurven zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß dem

vierten Ausführungsbeispiel;

Fig. 17 ist ein Flußdiagramm zu einer Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 18 ist eine Tabelle einer in dem Rechner

programmierten Beziehung;

Fig. 19 und sind Flußdiagramme zur Veranschaulichung alternativer Abwandlungen des

vierten Ausführungsbeispiels;

Fig. 21 ist ein Flußdiagramm eines Programms eines Digitalrechners, der in einem

fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird, und

Fig. 22 ist eine Graphik zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß dem

fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Drosselklappensteuerung in Kraftfahrzeugen dargestellt. Die Drosselklappen-Steuervorrichtung umfaßt eine Steuerschaltung 20, die elektrisch die Bewegung einer im Ansaugrohr einer Brennkraftmaschine angeordneten Drosselklappe 2 in Abhängigkeit von dem mit Hilfe eines Beschleunigungsorgans wie etwa eines Gaspedals 1 einge-

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stellten Bedarfs steuert. Zu diesem Zweck nimmt die Steuerschaltung 20 ein Eingangssignal von einem Gaspedal-Positionssensor 10 auf. Der Positionssensor 10 erzeugt ein Analogsignal V1, das dem Grad der Betätigung des Gaspedals 1 entspricht. Der Positionssensor umfaßt im gezeigten Beispiel ein zwischen eine Spannungsquelle Vcc und Masse geschaltetes Potentiometer. Der Widerstand des Potentiometers ist eine Funktion des Grades der Betätigung des Gaspedals 1. Der Schleifkontakt des Potentiometers ist mechanisch mit dem Gaspedal 1 verbunden, so daß der Widerstandswert des Potentiometers verändert wird, wenn sich das Gaspedal 1 zwischen der vollständig entlasteten und der vollständig niedergedrückten Stellung bewegt .

Die Steuerschaltung 20 ist Teil einer geschlossenen Regelschleife, die einen Drosselklappen-Positionssensor 12 enthält. Der Positionssensor 12 liefert ein Rückkopplungssignal, das die Steuerschaltung 20 veranlaßt, die Drosselklappe 2 in eine gewünschte Stellung zu bewegen. Der Drosselklappen-Positionssensor 12 erzeugt ein Analogsignal V2, das dem Öffnungsgrad der Drosselklappe 2 entspricht. Im gezeigten Beispiel umfaßt der Drosselklappen-Positionssensor 12 ein Potentiometer, das zwischen die Spannungsquelle Vcc und Masse geschaltet ist. Der Widerstand des Potentiometers ist eine Funktion des Winkels, um den die Drosselklappe 2 geschwenkt wird. Der Schleifer des Potentiometers ist mechanisch mit der Drosselklappe 2 verbunden, so daß der Widerstandswert des Potentiometers geändert wird, wenn sich die Drosselklappe zwischen der vollständig geöffneten Stellung und der Schließstellung bewegt. Der Drosselklappen-Positionssensor 12 kann fortgelassen werden, wenn die Steuerschaltung 20 im Rahmen einer Steuerung in offener Schleife verwendet wird, wie weiter unten beschrieben werden soll.

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Die Drosselklappe 2 ist mechanisch mit einem Schrittmotor 14 verbunden. Der Schrittmotor 14 ist elektrisch gesteuert und legt die Einstellposition der Drosselklappe 2 fest, die ihrerseits die der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge bestimmt.

Sofern dies für die Steuerung der Position der Drosselklappe 2 gewünscht wird, kann die Steuerschaltung 20 zusätzliche Eingänge aufweisen, die mit verschiedenen Sensoren, beispielsweise einem Maschinendrehzahlsensor 15, einem Getriebepositionssensor 16, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 und einen Kupplungsstellungssensor 18 verbunden sind. Der Maschinendrehzahlsensor 15 erzeugt ein Signal, das die Drehzahl der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine angibt. Der Maschinendrehzahlsensor kann beispielsweise derart ausgebildet sein, daß er den Strom durch die Primärwicklung der Zündspule der Brennkraftmaschine abtastet. Der Getriebepositionssensor 16 erzeugt ein Signal, das die gewählte Getriebestellung angibt. Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 17 erzeugt ein für die Geschwindigkeit des Fahrzeugs repräsentatives Signal. Der Kupplungsstellungssensor 18 erzeugt ein Signal, das angibt, ob die Kupplung ein- oder ausgerückt ist.

Die Steuerschaltung 20 legt die zum jeweiligen Zeitpunkt erforderliche neue Einstellung der Position der Drosselklappe in Form von Informationen über die Richtung, in die der Schrittmotor 14 gedreht wird, über die Periode, in der der Schrittmotor um einen Schritt gedreht wird, und über die Anzahl der Schritte des Schrittmotors fest. Die Steuerschaltung 20 liefert die erforderlichen neuen Einstellinformationen in Form eines binären Zahlensignals an eine logische Schaltung 30 zur Steuerung des Schrittmotors. Die Einstellung der Position der Drosselklappe 2 erfolgt mit Hilfe des Schrittmotors 14 und einer zugehö-

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rigen Treiberschaltung 40. Die logische Schaltung 30 transformiert die binäre Einstellinformation in die Anzahl und Periode von Impulsen, die zur Bewegung der Drosselklappe in die neue Einstellposition erforderlich sind. Die logische Schaltung 30 liefert ein elektronisches Steuersignal mit der ermittelten Periode an die Treiberschaltung 40 des Schrittmotors. Durch die Treiberschaltung 40 wird der Schrittmotor 14 in jeder der ermittelten Perioden um einen Schritt weitergestellt, so daß die Position der Drosselklappe 2 geändert wird.

Die Steuerschaltung 20 umfaßt eine Zentraleinheit (CPU) 22, einen Analog/Digital-Wandler (ADC) 21, einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 23 und einen Lese/Schreib-Speicher (RAM) 24. Wahlweise kann die Steuerschaltung 20 zusätzlich eine Eingabe-Steuerschaltung (ICC) 25 aufweisen, die die Eingangssignale von den Sensoren 15 bis 18 aufnimmt. Die Zentraleinheit 22 konmuniziert mit den übrigen Baugruppen des Mikrocomputers über einen Datenbus 26. Der AnIalog/Digital-Wandler 21 nimmt die Spannungssignale V1 und V2 des Gaspedal-Positionssensors 10 und des Drosselklappen-Positionssensors 12 auf. Die Analog/Digital-Umwandlung wird durch einen Befehl der Zentraleinheit 22 ausgelöst, die auch den Eingangskanal auswählt, dessen Signal umgewandelt werden soll. Am Ende des Umwandlungszyklus erzeugt der Wandler 21 ein Unterbrechungssignal, woraufhin die Daten entsprechend einem Befehl der Zentraleinheit 22 über den Datenbus gelesen werden.

Der ROM-Speicher 23 enthält das Programm zum Betrieb der Zentraleinheit 22 sowie in tabellarischer Form gespeicherte Daten, die zur Berechnung geeigneter Werte für die Position der Drosselklappe 2 benötigt werden. Bei den in tabellarischer Form gespeicherten Daten kann es sich um experimentelle oder empirisch ermittelte Daten

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oder um theoretisch berechnete Daten handeln. Die Zentraleinheit 22 kann wahlweise derart programmiert sein, daß sie Daten zwischen den gespeicherten Tabellenwerten interpoliert. Steuerwörter, die eine gewünschte Drosselklappenposition angeben, werden durch die Zentraleinheit 22 periodisch an die logische Schaltung 30 zur Steuerung des Schrittmotors übermittelt.

Fig. 2 ist ein Flußdiagramm zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des in der Steuerschaltung 20 enthaltenen Digitalrechners oder Mikrocomputers bei der Berechnung der Drehrichtung des Schrittmotors, der Schrittzahl und der Periodendauer der Schritte. Das Rechnerprogramm wird bei Position 202 in konstanten Zeitintervallen eingegeben.

Im Anschluß daran werden die Signale V1 und V2 des Gaspedal-Positionssensors und des Drosselklappen-Positionssensors nacheinander durch den Wandler 21 in digitale Signale umgewandelt. In einem Programmschritt 204 wird das Signal V1 des Gaspedal-Positionssensors digitalisiert und in den Speicher 24 des Rechners eingelesen. Der gelesene Wert gibt einen Sollwert θ für die Position der Drosselklappe an. In ähnlicher Weise wird in Programmschritt 206 das Drosselklappen-Positionssignal V2 digitalisiert und in den Speicher 24 eingelesen. Dieser gelesene Wert gibt den Istwert θ der Drosselklappenstellung an.

In Programmschritt 208 berechnet die Zentraleinheit 22 die Differenz ΔΘ zwischen dem Istwert θ und dem SoIlwert θ . Im nachfolgenden Schritt 210 wird abgefragt, ob der Absolutwert |4θ/ der berechneten Differenz A θ größer als ein vorgegebener Wert Λ θ ist, der zur BiI-

dung einer gewissen Toleranzzone dient. Wenn das Abfrageergebnis negativ ist, so bedeutet dies, daß die Abweichung des Sollwertes der Drosselklappenstellung innerhalb der

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Toleranzzone liegt, und das Programm springt zu einem Schritt 212. In Schritt 212 liefert die Zentraleinheit 22 einen Haltebefehl an die logische Schaltung 30, so daß diese eine Drehung des Schrittmotors verhindert. Auf diese Weise wird die Drosselklappe in der bisherigen Stellung gehalten. Im Anschluß hieran schreitet das Programm fort zu der Endmarke 230.

Wenn das Ergebnis der Abfrage in Schritt 210 positiv ist, schreitet das Programm fort zu einem Schritt 214, wo die Zentraleinheit anhand einer vorprogrammierten Bezeihung die Anzahl der Schritte berechnet, die der Schrittmotor 14 bei jedem Programmzyklus des laufenden Programms gedreht werden muß. Die entsprechende Beziehung ist in Fig. 3 dargestellt und gibt die Anzahl STEP der erforderlichen Schritte als Funktion des Absolutwertes \ΑθΙ der berechneten Differenz Aθ an. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, nimmt die Schrittzahl STEP zu, wenn der Absolutwert IΔ θI zunimmt. Der Schrittmotor 14 wird somit um eine größere Anzahl von Schritten gedreht, wenn die Geschwindigkeit zunimmt, mit der das Gaspedal 1 niedergedrückt oder losgelassen wird.

In Programmschritt 216 wird die gewünschte Periodendauer P eines Schrittes d.h., die Zeit, in der der Schrittmotor 14 um einen Schritt weiterrücken soll, auf einen ersten vorgegebenen Wert P1 eingestellt. Die Periodendauer P eines Schrittes steht im umgekehrten Verhältnis zu der gewünschten Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors 14 und somit zu der Geschwindigkeit der Bewegung der Drosselklappe 2. Im folgenden Schritt 218 wird eine Entscheidung getroffen, ob die berechnete Differenz 4Θ größer als Null ist. Das Vorzeichen der berechneten Differenz Aθ ist positiv, wenn der Sollwert θ größer als der abgetastete Istwert θ ist. Wenn die Abfrage in

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Schritt 218 bejaht wird, schreitet das Programm fort zu Schritt 220, wo als Drehrichtung des Schrittmotors 14 eine erste Richtung festgelegt wird, die einer Bewegung der Drosselklappe 2 in Öffnungsrichtung entspricht. Anschließend wird in Schritt 222 am Ende des Programmzyklus die neue Einstellinformation, die in Form der festgelegten Drehrichtung, der berechneten Schrittzahl und der berechneten Periodendauer vorliegt, durch die Zentraleinheit 22 über den Datenbus 26 an die logische Schaltung 30 übermittelt, und das Programm schreitet zu der Endmarke 230 fort.

Wenn die Abfrage in Schritt 218 verneint wird, springt das Programm zu einem Schritt 224, wo als Drehrichtung des Schrittmotors 14 eine zweite Richtung festgelegt wird, die einer Bewegung der Drosselklappe in Schließrichtung entspricht. Im nachfolgenden Programmschritt 226 wird eine Entscheidung getroffen, ob der Istwert θ der Drosselklappenstellung kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert θ ist. Wenn diese Abfrage verneint wird, springt das Programm zu Schritt 222, wo die Informationen über die festgelegte Drehrichtung, die Schrittzahl und die Periodendauer an die logische Schaltung 30 übermittelt werden, und der entsprechende Programmzyklus ist beendet.

Wenn die Abfrage in Schritt 226 bejaht wird, schreitet das Programm fort zu einem Schritt 228. Dort wird die gewünschte Periodendauer eines Schrittes auf einen zweiten vorgegebenen Wert P2 eingestellt, der größer als der erste vorgegebene Wert P1 ist. Anschließend springt das Programm zu Schritt 222, und der Programmzyklus wird auch in diesem Fall mit der Übermittlung der Einstellinformationen an die logische Schaltung beendet.

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Die logische Schaltung 30 zur Steuerung des Schrittmotors enthält einen Digitalrechner, der die von der Steuerschaltung 20 übermittelten Daten speichert, anhand der gespeicherten Daten ein angemessenes Bitmuster für die Position der Drosselklappe 2 errechnet und das errechnete Bitmuster in ein entsprechendes Impulssignal umwandelt. Das Impulssignal wird der Treiberschaltung 40 für den Schrittmotor zugeführt, die daraufhin den Schrittmotor 40 betätigt, so daß die Drosselklappe 2 in die gewünschte neue Einstellposition bewegt wird.

Die Graphik in Fig. 4 veranschaulicht, wie die Steuerschaltung 20 auf einen (mit Hilfe des Gaspedals eingegebenen) Befehl zur Bewegung der Drosselklappe 2 in Schließrichtung reagiert. Wenn der öffnungswinkel der Drosselklappe größer oder gleich dem vorgegebenen Wert θ ist, ist die Periodendauer für die Ausführung eines Schrittes des Schrittmotors 14 auf den verhältnismäßig niedrigen Wert P1 eingestellt, so daß sich die Drosselklappe mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit in Schließrichtung bewegt. Wenn dagegen der Öffnungswinkel der Drosselklappe kleiner als der Wert θ ist, bewegt sich die Drosselklappe mit einer geringeren Geschwindigkeit entsprechend der größeren Periodendauer P2. Bei einem Befehl zur Bewegung der Drosselklappe in Öffnungsrichtung wird durch die Steuerschaltung stets die kleinere Periodendauer P1 eingestellt, so daß sich die Drosselklappe mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit in Öffnungsrichtung bewegt.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung weist daher die gleiche Funktion wie herkömmliche mechanische Einrichtungen auf, bei denen die Verzögerung der Schließbewegung der Drosselklappe durch einen Dämpfungszylinder erfolgt. Die erfindungsgemäße elektrische Vorrichtung ermöglicht je-

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doch eine stabilere und genauere Steuerung der Drosselklappenstellung als die herkömmlichen mechanischen Einrichtungen.

Eine übermäßige Zunahme des Ansaugunterdruckes während der Verzögerung der Brennkraftmaschine würde dazu führen, daß eine große Menge des an den Wänden des Ansaugrohres niedergeschlagenen Kraftstoffes verdampft und in die Brennräume eingesaugt würde, so daß sich ein zu fettes Kraftstoff/Luft-Gemisch ergäbe, was einen erhöhten Ausstoß an Kohlenwasserstoffen, Fehlzündungen, Nachbrennen und Drehmomentschwankungen und entsprechend unangenehme Torsionsschwingungen der Maschine zur Folge hätte. Bei der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird die Entstehung eines zu fetten Gemisches dadurch verhindert, daß die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P von dem ersten vorgegebenen Wert P1 auf den zweiten Wert P2 erhöht, so daß die Geschwindigkeit der Bewegung der Drosselklappe 2 verringert wird, wenn die Drosselklappe 2 bis zu dem Bezugswinkel θ geschlossen wird.

Mit Vorteil wird der Bezugswinkel θ , bei dem sich die

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Periodendauer P ändert, entsprechend Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine verändert, da die erwähnten Torsionsschwingungsprobleme vornehmlich bei niedrigen Drehzahlen auftreten und von der bei Beginn der Verzögerung herrschenden Ausgangsdrehzahl abhängen. Wenn beispielsweise die Erhöhung der Periodendauer von dem Wert P1 auf den Wert P2 bei hoher Drehzahl erfolgt oder wenn die Verzögerung bei einer hohen Drehzahl beginnt, so wird durch die Brennkraftmaschine eine hohe Luftmenge angesaugt, und die Wirksamkeit der Brennkraftmaschine als Motorbremse wird verringert, so daß die Verzögerungseigenschaften der Brennkraftmaschine beeinträchtigt werden.

Wenn der Bezugswinkel θ auf einen kleineren Wert einge-

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stellt würde, um eine derartige Beeinträchtigung des Verzögerungsverhaltens zu vermeiden, so würden bei niedriger Drehzahl oder bei Verzögerung der Brennkraftmaschine von einer niedrigen Ausgangsdrehzahl aus ein übermäßiger Ansaugunterdruck und die damit verbundenen Probleme auftreten.

Nachfolgend soll ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand des in Fig. 5 gezeigten Flußdiagramms beschrieben werden. Dieses Ausführungsbeispiel stimmt im wesentlichen mit dem ersten Ausführungsbeispiel überein, mit der Ausnahme, daß die Steuerschaltung 20 derart ausgelegt ist, daß eine Änderung des Bezugswinkels θ in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine erfolgt. Das Programm wird bei der Marke 302 in vorgegebenen Intervallen oder zu geeigneten Zeitpunkten oder synchron mit der Drehung der Brennkraftmaschine in Lauf gesetzt. In Programmschritt 304 wird ein für die Drehzahl der Brennkraftmaschine repräsentatives Signal in den Speicher 24 eingelesen. Anschließend berechnet die Zentraleinheit 22 in Schritt 306 den Bezugswinkel θ anhand einer vorprogrammierten Beziehung. Diese Beziehung ist in Fig. 6 dargestellt und gibt den gewünschten Wert für den Bezugswinkel θ als Funktion der Drehzahl N an. Gemäß Fig. 6 weist der Bezugswinkel θ einen ersten konstanten Wert auf, wenn die Drehzahl N kleiner als ein erster Drehzahlwcrt ist. Wenn die Drehzahl größer als ein zweiter, höherer Drehzahlwert ist, so weist der Bezugswinkel einen zweiten konstanten Wert auf. Bei einer Drehzahl zwischen dem ersten und dem zweiten Drehzahlwert nimmt der Bezugswinkel mit steigender Drehzahl von dem ersten konstanten Wert auf den zweiten konstanten Wert ab. Wahlweise kann diese Beziehung derart modifiziert werden, daß der Bezugswert θ mit zunehmender Drehzahl kontinuierlich abnimmt.

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Im Anschluß an die Berechnung des Bezugswertes werden nacheinander die Positionssignale V1 und V2 in digitale Signale umgewandelt. In Schritt 308 wird das Gaspedal-Positionssignal V1 digitalisiert und gelesen, und in Schritt 310 wird das Drosselklappen-Positionssignal V2~ digitalisiert und gelesen.

In Schritt 312 berechnet die Zentraleinheit 22 anhand einer vorprogrammierten Beziehung einen Sollwert θ für die Drosselklappenstellung. Diese Beziehung ist in Fig. 7 veranschaulicht und gibt den Sollwert θ als Funktion des Signals V1 an. In Schritt 314 berechnet die Zentraleinheit 22 anhand einer vorprogrammierten Beziehung den Istwert θ der Drosselklappenstellung. Diese Be-Ziehung ist in Fig. 8 veranschaulicht und gibt den Istwert θ als Funktion des Drosselklappen-Positionssignals V2 an.

Im nächsten Programmschritt 316 berechnet die Zentraleinheit 22 die Differenz 4 θ zwischen dem Istwert θ und dem Sollwert θ . In Schritt 318 wird entschieden, ob der Absolutwert der Differenz A θ größer oder gleich dem vorgegebenen Wert Θ, ist. Wenn diese Abfrage verneint

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wird, liegt die Änderung des Sollwertes innerhalb der ToIeranzzone,und das Programm springt zu Schritt 320, wo die Zentraleinheit 22 das Haltesignal an die logische Schaltung 30 übermittelt, so daß die Drosselklappe 2 in der bisherigen Stellung gehalten wird. Anschließend erreicht das Programm die Endmarke 332. 30

Wenn die Abfrage in Schritt 318 bejaht wird, schreitet das Programm fort zu Schritt 322, wo die Zentraleinheit 22 anhand einer vorprogrammierten Beziehung die Schrittzahl berechnet, um die der Schrittmotor 14 in jedem Programmzyklus gedreht werden soll. Diese Beziehung ist in

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Fig. 3 veranschaulicht, und gibt die Schrittzahl STEP als Funktion des Absolutwertes JjIθ I an. Gemäß Fig. 3 nimmt die Schrittzahl STEP mit zunehmendem Absolutwert \ά&Ι zu, so daß der Schrittmotor 14 um eine größere Anzahl von Schritten gedreht wird, wenn das Gaspedal 1 mit erhöhter Geschwindigkeit betätigt oder losgelassen wird.

In Programmschritt 324 wird die Periodendauer P für einen Schritt des Schrittmotors auf den ersten vorgegebenen Wert P1 eingestellt. In Schritt 326 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Differenz Δ θ größer als Null ist, d.h., ob der Sollwert θ größer als der Istwert θ ist. Wenn diese Frage bejaht wird, so wird in Schritt 328 als Drehrichtung für den Schrittmotor 14 die Öffnungsrichtung f estgelegt. Anschließend werden in Schritt 330 die Einstellinformationen an die logische Schaltung 30 übermittelt, und der Programmzyklus ist beendet.

Wenn die Abfrage in Schritt 326 mit nein beantwortet wird, springt das Programm zu dem Schritt 334, wo als Drehrichtung für den Schrittmotor 14 die Schließrichtung eingestellt wird. Anschließend wird in Schritt 336 abgefragt, ob der Istwert θ der Drosselklappenstellung kleiner oder gleich dem in Schritt 306 berechneten Bezugswert θ ist. Wenn diese Abfrage verneint wird, so wird das Programm mit der Übermittlung der Einstellinformationen an die logische Schaltung 30 in Schritt 330 beendet.

Wenn die Abfrage in Schritt 336 bejaht wird, so wird die Pcriodondauer P in Schritt 338 auf den größeren Wert P2 eingestellt, und erst dann erfolgt die Übermittlung der Einstellinformationen an die logische Schaltung 30 und die Beendigung dos Programmzyklus bei der Marke 332.

Die Arbeitsweise der logischen Schaltung 30 und der Trei-

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berschaltung 40 für den Schrittmotor 14 stimmt mit der bei dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Arbeitsweise überein.

Die Wirkungsweise der Steuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand von Figuren 9 und 10 erläutert werden. Zunächst soll angenommen werden, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine den Wert N ₂ hat. Die Steuerschaltung 20 stellt den Bezugswinkel θ auf einen zu diesem Drehzahlwert gehörenden Wert θ „ ein, wie in Fig. 10 gezeigt ist. In diesem Fall vergrößert die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P von dem ersten Wert P1 auf den zweiten Wert P2, wenn die Drosselklappe 2 die dem Bezugswinkel θ ~ entsprechende Position in Schließrichtung durchläuft, so daß die Entstehung eines zu fetten Gemisches vermieden wird. In Fig. 9 ist mit M der Bereich bezeichnet, in dem die Steuerschaltung 20 die erste Periodendauer P1 einstellt, und mit N ist der Bereich bezeichnet, in dem die größere Periodendauer P2 und eine entsprechend langsamere Schließbewegung der Drosselklappe 2 eingestellt ist.

Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine den Wert N-hat, der größer als der Wert N ist, so wird durch die Steuerschaltung 20 der Bezugswinkel θ entsprechend Fig. 10 auf einen Wert θ * eingestellt, der kleiner als der Wert θ - ist. In diesem Fall erhöht die Steuerschaltung 20 die Periodendauer erst dann von dem Wert P1 auf den Wert P2, wenn die Drosselklappe 2 in Schließrichtung die dem Bezugswert θ ₁ entsprechende Winkelstellung durchläuft. In diesem Fall ist der Bereich M¹, in dem die kleinere Periodendauer eingestellt bleibt, erweitert, so daß die Brennkraftmaschine eine hohe Bremswirkung entfaltet. Drehmomentschwankungen, die zu unangenehmen Torsionsschwingungen der Brennkraftmaschine füh-

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ren, werden in diesem Fall dadurch minimiert, daß die Brennkraftmaschine noch eine hohe Drehzahl aufweist, obgleich die Schließbewegung der Drosselklappe erst bei einem verhältnismäßig kleinen Öffnungsgrad verzögert wird.

Der Bezugswinkel θ , bei dem die Periodendauer P geändert wird, wird während der Verzögerung der Brennkraftmaschine in vorgegebenen Zeitintervallen erhöht.

Wenn beispielsweise das Gaspedal 1 zur Verzögerung des Fahrzeugs losgelassen wird, während das Fahrzeug auf ebener Straße rollt, so nimmt die Maschinendrehzahl verhältnismäßig rasch ab. Unter dieser Bedingung erhöht die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P bereits bei einem verhältnismäßig großen öffnungswinkel der Drosselklappe, so daß Drehmomentschwankungen und unangenehme Torsionsschwingungen der Brennkraftmaschine verhindert werden. Wenn das Gadpedal dagegen losgelassen wird, während das Fahrzeug auf leicht abschüssiger Fahrbahn fährt, so nimmt die Drehzahl nur verhältnismäßig langsam ab. Unter dieser Bedingung erhöht die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P erst bei einem verhältnismäßig kleinen Öffnungswinkel der Drosselklappe, so daß die Motorbremse ausreichend wirksam bleibt.

Es ist somit wünschenswert, den Bremseffekt der Brennkraftmaschine auszunutzen, wenn die Verzögerung der Brennkraftmaschine bei einer hohen Drehzahl einsetzt, während der Vorteil der Unterdrückung von Torsionsschwingungen ausgenutzt wird, wenn die Verzögerung der Brennkraftmaschine bei einer niedrigen Drehzahl einsetzt. Hieraus folgt, daß der Bezugswinkel θ , bei dem

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die Periodendauer P geändert wird, auch anhand der Maschinendrehzahl bei Einsetzen der Verzögerung ermittelt

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kann. Die Drehzahl, bei der die Verzögerung einsetzt, kann anhand der Abtastung der Getriebeposition ermittelt werden.

Nachfolgend soll ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf das in Fig. 11 dargestellte Flußdiagramm erläutert werden. Das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung ähnelt im wesentlichen dem zweiten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß die Steuerschaltung 20 derart ausgelegt ist, daß der Bezugswinkel θ in Abhängigkeit von der Getriebeposition geändert wird.

Der Programmzyklus beginnt in vorgegebenen Zeitintervallen, zu geeigneten Zeitpunkten oder synchron mit der Drehung der Brennkraftmaschine bei der Marke 402. In Schritt 404 wird das Signal des Getriebepositionssensors 16 gelesen. Anschließend wird in Schritt 306 anhand einer vorprogrammierten Beziehung einer von mehreren Bezugswinkeln θ .ι bis θ ^ durch die Zentraleinheit ausgewählt. Die Beziehung ist in Fig. 12 angegeben und beschreibt die Bezugswinkel θ als Funktion der ausgewählten Getriebestufe. Die Zentraleinheit 22 wählt den Bezugswinkel 0_c1 aus, wenn sich das Getriebe in der ersten Getriebestufe G1 befindet, den zweiten Bezugswinkel ©_C2' wenn sich das Getriebe in der zweiten Getriebestufe G2 befindet, den dritten Bezugswinkel θ ₃.-in der dritten Getriebestufe G3, den vierten Bezugswinkel θ . in der vierten Getriebestufe G4 und den fünften Bezugswinkel θ ^ in der fünften Getriebestufe G5. Die Bezugswinkel θ ₁ bis ©_c5 sind derart voreingestellt, daß der ausgewählte Bezugswinkel umso kleiner ist, je höher die Getriebestufe ist. Diese Beziehung kann wahlweise derart modifiziert werden, daß die Zentraleinheit 22 einen ersten Bezugswinkel auswählt, wenn sich das Getriebe in einer niedrigen Getriebestufe befindet, und einen zweiten kleineren Bezugswinkel, wenn

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- 23 sich das Getriebe in einer höheren Getriebestufe befindet.

Im Anschluß an die Auswahl des Bezugswinkels werden in Programmschritten 408 und 410 nacheinander die Signale V1 und V2 digitalisiert und in den Speicher 24 gelesen.

In Schritt 412 errechnet die Zentraleinheit anhand der in Fig. 7 gezeigten Beziehung den Sollwert θ in Abhängigkeit von dem Gaspedal-Positionssignal V1. In Schritt 414 berechnet die Zentraleinheit anhand der in Fig. 8 gezeigten Beziehung den Istwert θ in Abhängigkeit von dem Drosselklappen-Positionssignal V2.

In Schritt 416 wird die Differenz Λ θ berechnet, und in Schritt 418 wird abgefragt, ob der Betrag der Differenz größer oder gleich dem vorgegebenen Wert Δ θ_ ist. Bei.

negativem Ergebnis springt das Programm zu dem Schritt 420, und die Steuereinheit 22 erzeugt das Haltesignal zum Halten der Drosselklappe 2 in der bisherigen Stellung, bevor das Programm an der Marke 432 endet.

Wenn die Abfrage in Schritt 418 bejaht wird, berechnet die Zentraleinheit 22 in Schritt 422 anhand der in Fig. 3 gezeigten Beziehung die Schrittzahl STEP als Funktion des Absolutwertes JdG/ der Differenz ,<d9.

In Schritt 424 wird die Periodendauer P auf den ersten vorgegebenen Wert P1 eingestellt. Anschließend wird in Schritt 426 abgefragt, ob die Differenz & θ größer als Null ist, d.h., ob der Sollwert Q_Q größer als der Istwert θ ist. Bei positivem Ergebnis dieser Abfrage wird in Schritt 428 als Drehrichtung für den Schrittmotor 14 die Öffnungsrichtung der Drosselklappe eingestellt, bevor das Programm mit der Übermittlung der Einstellinformationen an die logische Schaltung 30 in Schritt 430 endet.

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Bei negativem Ergebnis der Abfrage in Schritt 426 springt das Programm zu Schritt 434, wo als Drehrichtung des Schrittmotors 14 die Schließrichtung der Drosselklappe festgelegt wird. Anschließend wird in Schritt 436 abgefragt, ob der Istwert θ der Drosselklappenstellung kleiner oder gleich dem in Schritt 406 ausgewählten Bezugswinkel θ ist. Wenn das Ergebnis dieser Abfrage negativ ist, springt das Programm zu Schritt 4 30, und wenn das Ergebnis der Abfrage positiv ist, wird in Schritt 438 die Periodendauer P auf den höheren Wert P2 eingestellt, bevor das Programm zu dem Schritt 430 springt.

Die Arbeitsweise der logischen Schaltung 30 und der Treiberschaltung 40 entspricht der bei dem ersten Ausführungs beispiel beschriebenen Arbeitsweise.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ändert die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P, so daß die Schließbewegung der Drosselklappe verzögert wird, wenn die Drosselklappe die dem ausgewählten Bezugswinkel θ entsprechende Winkelstellung durchläuft. Da ein größerer Bezugswinkel θ ausgewählt wird, wenn sich das Getriebe in einer niedrigeren Getriebestufe befindet, wird die Periodendauer P bereits in einem früheren Stadium der Verzögerung der Brennkraftmaschine auf den größeren Wert P2 erhöht als bei einer höheren Getriebestufe.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand des in Fig. 13 gezeigten Flußdiagrammes erläutert werden. Das vierte Ausführungsbeispiel ähnelt im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß die Steuerschaltung 20 derart ausgelegt ist, daß die Periodendauer der einzelnen Schritte des Schrittmotors entsprechend Änderungen der Maschinendrehzahl variiert wird.

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Der Programmzyklus beginnt in vorgegebenen Zeitintervallen oder zu geeigneten Zeitpunkten oder synchron mit der Drehung der Brennkraftmaschine bei der Marke 502. In Programmschritt 504 wird das Signal des Maschinendrehzahl-Sensors 15 in den Speicher 24 eingelesen. Anschließend wird in Schritt 506 anhand einer vorprogrammierten Beziehung der zweite Wert P2 für die Periodendauer des Schrittmotors berechnet. Diese Beziehung ist in Fig. 14 dargestellt und gibt den zweiten Wert P2 der Periodendauer als Funktion der Maschinendrehzahl N an. Gemäß Fig. 14 weist der zweite Wert P2 der Periodendauer ein erstes konstantes Niveau auf, wenn die Maschinendrehzahl N kleiner als ein erster Drehzahlwert ist. Wenn die Maschinendrehzahl größer als ein zweiter, höherer Drehzahlwert ist, weist der Wert P2 für die Periodendauer ein zweites konstantes Niveau auf, das niedriger ist als das erste konstante Niveau, und in dem Zwischenbereich zwischen dem ersten und zweiten Drehzahlwert nimmt der Wert P2 mit zunehmender Drehzahl von dem ersten konstanten Niveau auf das zweite konstante Niveau ab. Diese Beziehung kann in der Weise modifiziert werden, daß der Wert P2 mit steigender Maschinendrehzahl kontinuierlich abnimmt.

Anschließend werden in Schritten 508 und 510 die Signale V1 und V2 digitalisiert und in den Speicher 24 gelesen.

In Schritt 512 berechnet die Zentraleinheit 22 den Sollwert θ der Drosselklappenstellung gemäß der in Fig. 7 gezeigten Beziehung in Abhängigkeit von dem Signal V1. In Schritt 514 berechnet die Zentraleinheit 22 in Abhängigkeit von dem Signal V2 entsprechend der in Fig. 8 gezeigten Beziehung den Istwert Θ.

In Schritt 516 wird die Differenz A θ zwischen Sollwert

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und Istwert berechnet, und in Schritt 518 wird abgefragt, ob der Differenzwert größer oder gleich dem vorgegebenen Wert A θ_& ist. Bei negativem Abfrageergebnis durchläuft das Programm die Schritte 520 und 530, die den Schritten 420 und 430 in Fig. 11 entsprechen, und bei der Endmarke 532 ist der Programmzyklus beendet.

Bei positivem Abfrageergebnis in Schritt 518 wird in Schritt 522 die Schrittzahl berechnet, um die der Schrittmotor 14 vorrücken soll. Die Berechnung der Schrittzahl STEP erfolgt entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Beziehung.

In Schritt 524 wird die Periodendauer P auf den ersten vorgegebenen Wert P1 eingestellt. Im nachfolgenden Schritt 526 wird abgefragt, ob die Differenz Δ.Θ größer als Null ist. Diese Entscheidung kann in Übereinstimmung mit der Maschinendrehzahl oder in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl getroffen werden. Wenn der Sollwert θ größer als der Istwert θ ist, so wird in Schritt 528 als Drehrichtung für den Schrittmotor 14 die Öffnungsrichtung der Drosselklappe festgelegt, bevor das Programm den Schritt 530 ausführt.

Wenn das Abfrageergebnis in Schritt 526 negativ ist, wird in Schritt 534 die Schließrichtung der Drosselklappe als Drehrichtung für den Schrittmotor 14 festgelegt. Anschließend wird in Schritt 536 abgefragt, ob der Istwert θ der Drosselklappenstellung kleiner oder gleich dem Bezugswinkel θ ist. Ist dies nicht der Fall, so springt das Programm zu Schritt 530.

Wenn die Abfrage in Schritt 536 bejaht wird, so wird in Schritt 538 die Periodendauer P auf den in Schritt 506 berechneten Wert P2 eingestellt, bevor das Programm zu

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- 27 dem Schritt 530 springt.

Die Arbeitsweise des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung soll anhand von Fig. 15 und 16 erläutert werden. Es soll zunächst angenommen werden, daß der öffnungswinkel der Drosselklappe größer ist als der Bezugswinkel θ ,

wenn eine Verzögerung der Brennkraftmaschine eingeleitet wird. Die Steuerschaltung 20 stellt die Periodendauer P auf den ersten vorgegebenen Wert P1 ein, so daß die Drosselklappe mit einer konstanten Geschwindigkeit, die zu dem Wert P1 umgekehrt proportional ist, in Schließrichtung bewegt wird, wie in Fig. 15 in dem Bereich M gezeigt ist. Wenn die Drosselklappe den Bezugswinkel θ erreicht, ändert die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P von dem ersten Wert P1 auf einen zweiten Wert P2, wie in dem Bereich N in Fig. 15 gezeigt ist. Dieser zweite Wert P2 ist in der in Fig. 16 gezeigten Weise in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl veränderlich.

Wenn die Maschinendrehzahl N oberhalb eines Wertes N liegt, wenn die Drosselklappe den Bezugswinkel θ erreicht, stellt die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P2 auf einen Wert P21 ein, wie in Fig. 16 gezeigt ist, und weist der Periodendauer P den Wert P21 zu. Dies führt dazu, daß die weitere Schließbewegung der Drosselklappe über den Bezugswinkel 9_C hinaus mit geringerer Geschwindigkeit erfolgt, wie in dem Bereich N1 in Fig. 15 gezeigt ist. Wenn die Maschinendrehzahl N auf einen Wert unterhalb des Wertes N absinkt, weist die Steuerschaltung 20 der Periodendauer P einen Wert P22 zu, der mit abnehmender Maschinendrehzahl zunimmt, wie in Fig. 16 gezeigt ist. Infolgedessen nimmt die Geschwindigkeit der Schließbewegung der Drosselklappe 2 mit abnehmender Maschinendrehzahl· ab, wie in dem Bereich N2 in Fig. 15 dargestellt ist. Wenn die Maschinendrehzahl N unter einen

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Wert N, absinkt, stellt die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P auf einen festen Wert P23 ein, der größer als der Bereich der Werte P22 ist, wie in Fig. 16 gezeigt ist. Dies führt dazu, daß sich die Drosselklappe 2 mit einer konstanten niedrigen Geschwindigkeit entsprechend dem Kehrwert der Periodendauer P23 schließt, wie in dem Bereich N3 in Fig. 15 gezeigt ist.

Wenn die Maschinendrehzahl verhältnismäßig niedrig ist, wenn die Drosselklappe den Bezugswinkel ©_c erreicht, so schließt sich die Drosselklappe verhältnismäßig langsam, wie durch die gestrichelte Kurve in Fig. 15 angedeutet wird, so daß unangenehme Torsionsschwingungen der Brennkraftmaschine vermieden werden. Wenn die Maschinendrehzahl dagegen verhältnismäßig hoch ist, wenn die Drosselklappe den Bezugswinkel θ erreicht, erfolgt die Schließbewegung der Drosselklappe in einem frühen Stadium mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit und in den nachfolgenden Stadien des Verzögerungsvorgangs mit verhältnismäßig niedriger Geschwindigkeit, wie durch die durchgezogene Kurve in Fig. 15 dargestellt ist, so daß ein wirkungsvoller Motorbremseffekt erreicht wird und dennoch unangenehme Torsionsschwingungen der Maschine vermieden werden.

Wie bereicht erwähnt wurde, ist es wünschenswert, die Bremswirkung der Brennkraftmaschine auszunutzen, wenn die Maschinendrehzahl zu dem Zeitpunkt, an dem die Verzögerung der Brennkraftmaschine beginnt, einen hohen Wert aufweist, während die Vermeidung von Torsionsschwingungen im Vordergrund steht, wenn die Maschinendrehzahl zu diesem Zeitpunkt einen niedrigen Wert aufweist. Der zweite Wert P2 der Periodendauer kann daher auch in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl zum Zeitpunkt des Beginns der Verzögerung der Brennkraftmaschine

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bestimmt werden. Die Maschinendrehzahl bei Beginn der Verzögerung läßt sich indirekt durch Abtastung der Getriebeposition ermitteln.

Eine Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels soll unter Bezugnahme auf Fig. 17 erläutert werden, die einen Ausschnitt aus dem Flußdiagramm des Programms der Steuerschaltung 20 darstellt. Diese Abwandlung besteht darin, daß der zweite Wert P2 der Periodendauer in Abhängigkeit von der Getriebeposition verändert wird.

Bei dieser Abwandlung sind die Programmschritte 504 und 506 gemäß Fig. 13 durch die Schritte 554 und 556 in Fig. 17 ersetzt. In Schritt 554 wird das Signal des Getriebepositionssensors 16 gelesen. In Schritt 556 wählt die Zentraleinheit 22 einen von vorgegebenen Werten Pg1 bis Pg5 für den zweiten Wert P2 der Periodendauer entsprechend einer vorprogrammierten Beziehung aus. Diese Beziehung ist in Fig. 18 gezeigt und gibt den zweiten Wert P2 der Periodendauer als Funktion der eingestellten Getriebestufe an. Die Zentraleinheit 22 wählt einen Wert Pg1 aus, wenn sich das Getriebe in einer ersten Getriebestufe G1 befindet, während in der zweiten Getriebestufe G2 der Wert Pg2, in der dritten Getriebestufe G3 der Wert Pg3, in der vierten Getriebestufe G4 der Wert Pg4 und in der fünften Getriebestufe G5 der Wert Pg5 ausgewählt wird. Die Werte Pg1 bis Pg5 sind derart voreingestellt, daß die ausgewählte Periodendauer P2 um so kleiner ist, je größer die gewählte Getriebestufe ist. Diese Beziehung kann in der Weise abgewandelt werden, daß die Zentraleinheit einen ersten vorgegebenen Wert bei einer niedrigen Getriebestufe und einen zweiten kleineren vorgegebenen Wert bei einer höheren Getriebestufe auswählt. Die auf diese Weise ermittelte Periodendauer P2 wird in Schritt 538 in Fig. 13 verwendet. Im Anschluß an den

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Schritt 556 führt das Programm den Schritt 508 in Fig. aus.

Fig. 19 veranschaulicht eine weitere Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei der die Schritte 504 und 506 in Fig. 13 durch Schritte 564, 566 und 568 ersetzt sind. In Schritt 564 wird das Signal des Maschinendrehzahlsensors 15 gelesen. In Schritt 566 wird anhand der in Fig. 6 gezeigten vorprogrammierten Beziehung der Bezugswert θ_ für die Drosselklappenstellung in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl N berechnet. Der auf diese Weise berechnete Bezugswinkel θ bildet die Grundlage für die Entscheidung in Schritt 536 in Fig. 13. In Schritt 568 berechnet die Zentraleinheit 22 anhand einer vorprogrammierten Beziehung den zweiten Wert P2 für die Periodendauer der Schritte des Schrittmotors. Diese Beziehung ist in Fig. 14 gezeigt und gibt den zweiten Wert P2 als Funktion der Maschinendrehzahl N an. Gemäß Fig. nimmt der Wert P2 mit zunehmender Maschinendrehzahl ab.

Der berechnete Wert P2 wird in Schritt 538 in Fig. 13 verwendet. Im Anschluß an den Schritt 568 führt das Programm den Schritt 508 in Fig. 13 aus.

Bei dieser Abwandlung wird sowohl der Bezugswinkel θ_, bei dem die Periodendauer P von dem Wert P1 auf den Wert P2 erhöht wird, als auch der Wert P2 selbst in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl N verändert, so daß eine genauere Steuerung der Bewegung der Drosselklappe ermöglicht wird.
30

Fig. 20 zeigt eine weitere Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei der die Schritte 504 und 506 gemäß Fig. 13 durch die Schritte 574,576 und 578 ersetzt sind. In Schritt 574 wird das Signal des Getriebepositionssensors 16 gelesen. In Schritt 576 wählt die Zentraleinheit 22 anhand der in Fig. 12 gezeigten Bezie-

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hung in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Getriebestufe einen der Bezugswinkel θ bis θ aus. Die Bezugs-

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winkel θ ₁ bis θ _g sind derart gewählt, daß der ausgewählte Bezugswinkel um so kleiner ist, je höher die gewählte Getriebestufe ist. Diese Beziehung kann jedoch derart abgewandelt werden, daß die Zentraleinheit einen ersten Bezugswinkel auswählt, wenn das Getriebe sich in einer niedrigen Getriebestufe befindet, und einen zweiten kleineren Bezugswinkel, wenn sich das Getriebe in einer höheren Getriebestufe befindet. Der ausgewählte Bezugswinkel wird der Entscheidung in Schritt 536 in Fig. 13 zugrunde gelegt.

Im Anschluß an die Berechnung des Bezugswinkels wählt die Zentraleinheit 22 in Schritt 578 entsprechend der in Fig. 18 gezeigten Beziehung einen der vorgegebenen Werte Pg1 bis Pg5 für die Periodendauer P2 in Abhängigkeit von der Getriebestufe aus. Die Werte Pg1 bis Pg5 sind derart gewählt, daß die ausgewählte Periodendauer P2 um so kleiner ist, je höher die eingelegte Getriebestufe ist. Auch diese Beziehung kann derart modifiziert werden, daß bei einer niedrigen Getriebestufe ein erster vorgegebener Wert für die Periodendauer ausgewählt wird, während bei höherer Getriebestufe ein zweiter kleinerer Wert für die Periodendauer ausgewählt wird. Der ermittelte zweite Wert P2 der Periodendauer wird in Schritt 518 in Fig. 13 verwendet. Im Anschluß an Schritt 578 führt das Programm den Schritt 508 in Fig. 13 aus.

Bei dieser Abwandlung werden sowohl der Bezugswinkel θ , bei dem die Periodendauer P von dem ersten Wert P1 auf den zweiten Wert P2 geändert wird, als auch die Höhe des Wertes P2 selbst in Abhängigkeit von der ausgewählten Getriebestellung verändert, so daß eine genauere Steuerung der Drosselklappe ermöglicht wird.

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Nachfolgend soll anhand von Fig. 21 ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert werden. Dieses Ausführungsbeispiel ähnelt im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, daß die Steuerschaltung 20 derart ausgelegt ist, daß sie die Änderung der Periodendauer P von dem ersten vorgegebenen Wert P1 auf den höheren zweiten Wert P2 verhindert, wenn die Kupplung gelöst ist.

Der Programmzyklus beginnt in vorgegebenen Zeitintervallen oder synchron mit der Drehung der Brennkraftmaschine bei der Marke 602. In Schritten 604 und 606 werden nacheinander die Signale V1 und V2 digitalisiert und gelesen.

In Schritten 608 und 610 berechnet die Zentraleinheit 22 entsprechend den in Fig. 7 und 8 gezeigten Beziehungen den Sollwert θ und den Istwert θ der Drosselklappenstellung.

Anschließend wird in Schritt 612 die Differenz Δ θ berechnet und in Schritt 614 abgefragt, ob die Differenz /Je/ größer als der vorgegebene Wert Λ θ ist. Bei negativem

3.

Ergebnis dieser Abfrage führt das Programm den Schritt 616 aus, der dem Schritt 212 in Fig. 2 entspricht. Anschließend wird der Programmzyklus bei der Marke 628 beendet.

Wenn die Abfrage in Schritt 614 bejaht wird, so werden die Schritte 618 und 620 ausgeführt, die den Schritten 214 und 216 in Fig. 2 entsprechen.

In Schritt 622 wird abgefragt, ob die Differenz Λ θ größer als Null ist. Diese Abfrage kann in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl durchgeführt werden. Wenn das Abfrageergebnis positiv ist, werden die Schritte 624 und 626 durchgeführt, die den Schritten 220 und 222 in Fig.

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entsprechen.

Wenn das Abfrageergebnis in Schritt 622 negativ ist, springt das Programm zu Schritt 630, der dem Schritt 224 in Fig. 2 entspricht. Anschließend wird in Schritt 632 abgefragt, ob der Istwert θ der Drosselklappenstellung kleiner oder gleich dem Bezugswinkel θ ist. Wenn diese Abfrage verneint wird, springt das Programm zu dem Schritt 626.

Wenn die Abfrage in Schritt 632 bejaht wird, so wird in Schritt 634 abgefragt, ob die Kupplung gelöst ist. Wenn diese Frage bejaht wird, so springt das Programm zu Schritt 626. Wenn die Kupplung dagegen eingerückt ist, so wird in Schritt 636 die Periodendauer auf einen vorgegebenen zweiten Wert P2 eingestellt, der größer als der erste Wert P1 ist. Anschließend springt das Programm zu Schritt 626.

Die Arbeitsweise der Steuervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand von Fig. 22 erläutert werden. Wenn der öffnungswinkel der Drosselklappe größer als der Bezugswinkel θ ist, wenn die Verzögerung der Brennkraftmaschine beginnt,.so stellt die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P auf den ersten vorgegebenen Wert P1 ein, so daß sich die Drosselklappe mit einer konstanten, dem Kehrwert der Periodendauer P1 entsprechenden Geschwindigkeit in Schließrichtung bewegt, wie in dom Bereich M in Fig. 22 gezeigt ist. Wenn die Drosselklappe den Bezugswinkel ©_c erreicht, ändert die Steuerschaltung 20 die Periodendauer P von dem ersten Wert P1 auf den größeren Wert P2, so daß die Schließbewegung der Drosselklappe verlangsamt wird, wie in dem Bereich N in Fig. 22 gezeigt ist. Wenn die Kupplung ausgerückt oder gelöst wird, wird die

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Periodendauer P wieder von dem Wert P2 auf den ersten Wert P1 verringert, so daß die Schließgeschwindigkeit der Drosselklappe wieder zunimmt, wie in dem Bereich O in Fig. 22 gezeigt ist. Auf diese Weise wird eine plötzliehe Zunahme der Maschinendrehzahl verhindert, die die Steuerbarkeit der Brennkraftmaschine beeinträchtigen und den Kraftstoffverbrauch erhöhen würde.

Obgleich die Erfindung in den obigen Ausführungsbeispielen anhand einer geschlossenen Regelschleife erläutert wurde, bei der ein Drosselklappen-Positionssensor ein Rückkopplungssxgnal erzeugt, das die Einstellung der Drosselklappe in die gewünschte Position bewirkt, kann die Erfindung in einer anderen Ausführungsform auch bei Steuerungssystemen mit offener Schleife angewandt werden. In diesem Fall ist beispielsweise ein Eingang der Steuerschaltung mit einem Zähler verbunden, der die dem Schrittmotor zugeführten Impulse zählt, so daß die Winkelstellung des Schrittmotors gemessen wird, die unmittelbar ein Maß für die Winkelstellung der Drosselklappe ist.

Der Schrittmotor kann wahlweise auch durch einen Gleichstrom-Servomotor ersetzt werden. In diesem Fall ist die Steuerschaltung 20 derart ausgelegt, daß sie die Geschwindigkeit des Servomotors von einem ersten vorgegebenen Wert auf einen zweiten kleineren Wert verringert, wenn die Drosselklappe bis zu einem vorgegebenen Winkel geschlossen wird.

Claims

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE- EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

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

4S «ur-Lad.^-S.r.sse 5, 3519220

D-8000 MÜNCHEN 80 D-4800 BIELEFELD 1

WG 85058/142(2)/TK -_Q

St/Wi/me ^Wai" $85

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

VORRICHTUNG ZUR DROSSELKLAPPENSTEUERUNG

PRIORITÄTEN: 30.05.1984, Japan, Nr. 59-109815 (P)

13.07.1984, Japan, Nr. 59-144497 (P)

13.07.1984, Japan, Nr. 59-144498 (P)

13.07.1984, Japan, Nr. 59-144499 (P)

PATENTANSPRÜCHE

M J Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung einer Drosselklappe eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit von Änderungen der Stellung des Gashebels, gekennzeichnet durch:

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Nissan

3519Z2U

Signalgeber (10,12) zur Erzeugung von elektrischen Signalen (V1,V2), die für die Position des Gaspedals (1) bzw. die Position der Drosselklappe (2) repräsentativ sind,

eine Steuerschaltung (20) zur Berechnung eines Einstellwertes für die Position der Drosselklappe in Abhängigkeit von den Signalen (V1,V2),

ein mit der Steuerschaltung (20) verbundenes Stellglied (14) zur Bewegung der Drosselklappe in die dem Einstellwert entsprechende Position und

eine in der Steuerschaltung (20) enthaltene Einrichtung zum Vergleich des Öffnungswinkels (θ ) der Drosselklappe (2) mit einem Bezugswinkel (9c ) und zur Verringerung der Schließgeschwindigkeit der Drosselklappe, wenn der öffnungswinkel kleiner oder gleich dem Bezugswinkel ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine Einrichtung zum Einstellen der Schließgeschwindigkeit der Drosselklappe auf einen ersten vorgegebenen Wert, wenn der Öffnungswinkel (θ) größer als der Bezugswinkel ( Gc ) ist und zum Einstellen der Schließgeschwindigkeit auf einen kleineren zweiten Wert, wenn der öffnungswinkel ( θ ) kleiner oder gleich dem Bezugswinkel ( 9c ) ist, aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine Einrichtung zur Veränderung des Bezugswinkels ( 9c ) in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl aufweist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine Einrichtung aufweist, die den Bezugswinkel (öc ) auf einen ersten konstanten Wert einstellt, wenn die Maschinendrehzahl kleiner als ein erster Drehzahlwert ist, den Bezugswinkel (öc ) auf einen niedrigeren zweiten konstanten Wert einstellt, wenn die Maschinendrehzahl größer als ein zweiter Drehzahlwert ist, und den Bezugswinkel (9c ) auf einen variablen, mit steigender Maschinendrehzahl von dem ersten konstanten Wert auf den zweiten konstanten Wert abnehmenden Wert einstellt, wenn die Maschinendrehzahl zwischen dem ersten und dem zweiten Drehzahlwert liegt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine Einrichtung zur Veränderung des zweiten Wertes für die Schließgeschwindigkeit der Drosselklappe in Abhängigkeit von der Maschinendrehzahl aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine Einrichtung aufweist, die den zweiten Wert der Schließgeschwindigkeit auf einen ersten konstanten Wert einstellt, wenn die Maschinendrehzahl kleiner als ein erster Drehzahlwert ist, die Schließgeschwindigkeit auf einen größeren zweiten konstanten Wert einstellt, wenn die Maschinendrehzahl größer als ein zweiter Drehzahlwert ist und die SchließgoschwindigkGit auf einen variablen, mit steigender Maschinendrehzahl von dem ersten konstanten Wert auf den zweiten konstanten Wert zunehmenden Wert einstellt, wenn die Maschinendrehzahl zwischen dem ersten und zweiten Drehzahlwert liegt.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine Einrichtung zur Veränderung des Bezugswinkels (Qc) in Abhängigkeit von der eingestellten Getriebeposition aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung den Bezugswinkel ( 9c) auf einen größeren Wert einstellt, wenn eine niedrigere Getriebestufe gewählt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 2, 7 oder 8, dadurch

gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine Einrichtung zur Veränderung des zweiten Wertes für die Schließgeschwindigkeit der Drosselklappe in Abhängigkeit von der eingestellten Getriebeposition aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Wert für die Schließgeschwindigkeit erhöht wird, wenn eine höhere Getriebestufe gewählt wird.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (20) eine der Kupplung des Kraftfahrzeugs zugeordnete Einrichtung aufweist, die die Schließgeschwindigkeit der Drosselklappe von dem zweiten Wert auf den ersten Wert ändert, wenn die Kupplung ausgekuppelt wird.