DE3940681A1 - Einrichtung zur drosselklappenpositionsregelung und einrichtung zur schlupfregelung - Google Patents
Einrichtung zur drosselklappenpositionsregelung und einrichtung zur schlupfregelungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drosselklappen
positionsregelungseinrichtung eines Verbrennungsmotors
und eine Schlupfregelungseinrichtung und insbesondere
eine Drosselklappenpositionsregelungseinrichtung und ei
ne Schlupfregelungseinrichtung, die keinerlei der Er
mittlung des Öffnungsgrades der Drosselklappe dienende
Drosselklappenpositionssensoren mehr benutzen.
Der Öffnungsgrad der Drosselklappe eines Verbrennungsmo
tors wird entsprechend dem Grad des Niederdrückens des
Gaspedals eingestellt. Es ist jedoch auch erforderlich,
den Klappenöffnungsgrad unabhängig von der Stellung des
Gaspedals, beispielsweise während des Leerlaufs, einzu
stellen. Daher ist im Stand der Technik eine Drossel
klappe bekannt, die auch von einem Motor angetrieben
werden kann. Ferner ist im Stand der Technik eine Tan
demdrosselklappe bekannt, die zusätzlich zu einer Haupt
drosselklappe, deren Öffnungsgrad durch das Gaspedal
eingestellt wird, eine Unterdrosselklappe aufweist, de
ren Öffnungsgrad durch den Motor eingestellt wird.
Um mittels des Motors den Drosselklappenöffnungsgrad ge
nau einzuregeln, war bisher ein Drosselklappenpositions
sensor erforderlich, der dazu dient, den Drosselklappen
öffnungsgrad oder die Drosselklappendposition genau zu
ermitteln. Es sind zwei Arten von Drosselklappenposi
tionssensoren, nämlich solche einer Kontaktbauart und
solche einer kontaktlosen Bauart bekannt. Der Drossel
klappenpositionssensor von Kontaktbauart hat den Nach
teil, daß dieses Bauteil einen schleifenden Verschleiß
erfährt. Da die durch den Motor angetriebene Drossel
klappe häufig mit Öffnungsgraden in der Nähe der voll
ständig geschlossenen Position benutzt wird, tritt ins
besondere in der Nähe der vollständig geschlossenen Po
sition ein merklicher Verschleiß auf. Der Verschleiß des
Drosselklappenpositionssensors verhindert, daß die Er
mittlung der Drosselklappenposition exakt ermittelt wer
den kann, wodurch die richtige Steuerung des Motors un
möglich gemacht wird. Zur Vermeidung dieses Nachteils
ist es ausreichend, einen Drosselklappenpositionssensor
von kontaktloser Bauart zu verwenden. Der Drosselklap
penpositionssensor von kontaktloser Bauart ist jedoch
teuer.
Es ist daher eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfin
dung, eine Einrichtung zur Drosselklappenpositionsrege
lung zu schaffen, mit der der Öffnungsgrad der Drossel
klappe unter Verwendung eines Motors eingestellt werden
kann, ohne daß hierzu noch irgendein Drosselklappenposi
tionssensor gebraucht wird.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Einrichtung zur Schlupfregelung zu schaffen, die
die oben erwähnte Einrichtung zur Drosselklappenposi
tionsregelung aufweist.
Die erste Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine
Drosselklappenpositionsregelungseinrichtung, die einen
Motor, der zur Einstellung des Öffnungsgrades einer im
Ansaugrohr eines Verbrennungsmotors angeordneten Dros
selklappe dient, einen Luftströmungssensor, der im An
saugrohr angebracht ist, um die Ansaugluftmenge zu er
mitteln, und eine Drosselklappenregelungseinheit, die
die Abweichung einer im voraus gesetzten Befehlsluftmen
ge von der vom Luftströmungssensor ermittelten Ansaug
luftmenge gewinnt und eine Rückkopplungssteuerung des
Motors bewirkt, um die Abweichung auf Null zu reduzie
ren, aufweist.
Die Drosselklappenregelungseinheit gewinnt die Abwei
chung, nachdem sie die Ermittlungsverzögerung des Luft
strömungssensors mit dem Führungselement erster Ordnung
kompensiert hat.
Die zweite Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ei
ne Schlupfregelungseinrichtung, die Umdrehungssensoren
zur Ermittlung der Zahl der Umdrehungen der angetriebe
nen und der nicht angetriebenen Räder des Fahrzeugs, ei
ne Schlupfregelungseinheit, die eine Tabelle, in der die
Befehlsluftmengen im voraus entsprechend dem Schlupfgrad
gesetzt werden, enthält und anhand der Ermittlungsergeb
nisse der Umdrehungssensoren beurteilt, ob sich das
Fahrzeug in einem Schlupfzustand befindet und die Tabel
le aufsucht, wenn sich das Fahrzeug in einem Schlupfzu
stand befindet, um so eine dem beurteilten Schlupfgrad
entsprechende Befehlsluftmenge zu gewinnen, einen Motor,
der zur Einstellung des Öffnungsgrades einer in einem
Ansaugrohr des Verbrennungsmotors angeordneten Drossel
klappe dient, einen Luftströmungssenor, der im Ansaug
rohr angebracht ist, um die Ansaugluftmenge zu ermit
teln, und eine Drosselklappenregelungseinheit, die die
Abweichung der vom Luftströmungssensor ermittelten An
saugluftmenge von der von der Schlupfregelungseinheit
gewonnenen Befehlsluftmenge gewinnt und eine Rückkopp
lungssteuerung des Motors bewirkt, um die Abweichung auf
Null zu reduzieren, aufweist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform gewinnt die Schlupf
regelungseinheit eine Differenz zwischen den Umdrehungs
zahlen der angetriebenen und der nicht angetriebenen Rä
der und urteilt, daß sich das Fahrzeug in einem Schlupf
zustand befindet, wenn die Differenz der Umdrehungszah
len größer als ein vorgegebener Wert wird, wobei die
Schlupfregelungseinheit eine Tabelle enthält, in der im
voraus der Differenz der Umdrehungszahlen entsprechende
Befehlsluftmengen gesetzt sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform gewinnt die
Schlupfregelungseinheit eine Änderungsrate der Differenz
der Umdrehungszahlen zwischen den angetriebenen und
nicht angetriebenen Rädern des Fahrzeugs und urteilt,
daß sich das Fahrzeug in einem Schlupfzustand befindet,
wenn die Änderungsrate der Differenz der Umdrehungszah
len größer als ein vorgegebener Wert wird, wobei die
Schlupfregelungseinheit eine Tabelle enthält, in der im
voraus der Änderungsrate der Differenz der Umdrehungs
zahlen entsprechende Befehlsluftmengen gesetzt sind.
Gemäß einer anderen Ausführungsform gewinnt die Schlupf
regelungseinheit ein Schlupfverhältnis des Fahrzeugs und
urteilt, daß sich das Fahrzeug in einem Schlupfzustand
befindet, wenn das Schlupfverhältnis größer als ein vor
gegebener Wert wird, wobei die Schlupfregelungseinheit
eine Tabelle enthält, in der im voraus dem Schlupfver
hältnis entsprechende Befehlsluftmengen gesetzt sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausfüh
rungsbeispieles unter Bezug auf die Zeichnungen näher
erläutert; es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Regelsystems
eines Fahrzeugs, das mit einer erfindungsgemäßen
Drosselklappenpositionsregelungseinrichtung und
einer erfindungsgemäßen Schlupfregelungseinrich
tung ausgerüstet ist;
Fig. 2 den schematischen Querschnitt einer Tandemdros
selklappe, bei der die erfindungsgemäße Drossel
klappenpositionsregelungseinrichtung auf deren
Unterdrosselklappe angewendet wird;
Fig. 3 einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem
Schlupfverhältnis, dem Reibungskoeffizienten und
dem Seitenführungskoeffizienten darstellt;
Fig. 4 ein Blockschaltbild, das die durch die erfin
dungsgemäße Drosselklappenpositionsregelungsein
richtung ausgeführte Regelungsoperation erläu
tert; und
Fig. 5 das Schaltbild eines Beispiels der erfindungsge
mäßen Drosselklappenpositionsregelungseinrich
tung.
In Fig. 1 ist eine schematische Ansicht des Regelungs
systems eines Fahrzeugs mit Hinterradantrieb, in das ei
ne erfindungsgemäße Drosselklappenpositionsregelungsein
richtung und eine erfindungsgemäße Schlupfregelungsein
richtung eingebaut sind, gezeigt.
Die Leistung eines in einem solchen Fahrzeugtyp einge
bauten Verbrennungsmotors i wird über ein Getriebe 2 und
eine Kardanwelle 3 an Hinterräder 4 und 5 übertragen, so
daß diese Hinterräder 4 und 5 gedreht werden und das
Fahrzeug zu einer Vorwärtsbewegung veranlaßt wird, wäh
rend die Vorderräder 6 und 7 kraft der Reibungskräfte,
die zwischen ihnen und der Straßenoberfläche bestehen,
durch die angetriebenen Räder 4 und 5 gedreht werden.
Die Räder 4, 5, 6 und 7 weisen Umdrehungssensoren 8, 9,
10 bzw. 11 auf, die an deren jeweiligen Achsen befestigt
sind. Ein Ansaugrohr 12 des Verbrennungsmotors 1 ist mit
einer Hauptdrosselklappe 13, deren Öffnungsgrad in Ab
hängigkeit vom Grad des Niederdrückens des (nicht ge
zeigten) Gaspedals eingestellt wird, mit einer Unter
drosselklappe 15, deren Öffnungsgrad mittels eines Mo
tors 14 eingestellt wird, und mit einem Luftströmungs
sensor 16 zur Ermittlung der Ansaugluftmenge versehen.
Ferner sind in das in Fig. 1 gezeigte Fahrzeug zusätz
lich zur Verbrennungsmotorregelungseinheit 20 eine Dros
selklappenregelungseinheit 21 und eine Schlupfregelungs
einheit 22 eingebaut.
Die Verbrennungsmotorregelungseinheit berechnet die Be
fehlsluftmenge, die Kraftstoffeinspritzrate, die Zünd
zeitpunkteinstellung und ähnliches, indem sie von den
Motorbetriebsbedingungsparametern wie etwa der Ansaug
luftmenge, dem Grad des Niederdrückens des Gaspedals,
der Temperatur des Motorkühlwassers, der Konzentration
des im Abgas enthaltenen Sauerstoffs und der Batterie
spannung derart Gebrauch macht, daß sie ein optimales
Luft/Kraftstoffverhältnis oder ein ausgezeichnetes Be
schleunigungsverhalten erzielt und so den Verbrennungs
motor 1 steuert.
Die Drosselklappenregelungseinheit 21 regelt den Motor
14 so, daß dieser die Ansaugluftmenge der von der Ver
brennungsmotorregelungseinheit 20 oder von der später
beschriebenen Schlupfregelungseinheit 22 ausgegebenen
Befehlsluftmenge angleicht. Andererseits unterdrückt die
Schlupfregelungseinheit 22 auch einen übermäßigen
Schlupf der Antriebsräder 4 und 5 in der weiter unten
beschriebenen Weise, wenn aus den von den Umdrehungs
sensoren 8 bis 11 ausgegebenen Meßsignalen ein Schlupf
der Hinterräder 4 und 5 auf einer einen niedrigen Rei
bungskoeffizienten oder ähnliches aufweisenden Straße
ermittelt wird.
In Fig. 2 sind Einzelheiten des Ansaugrohrabschnittes
dargestellt. Wie in Fig. 1 gezeigt, sind der Luftströ
mungssensor 16, die Unterdrosselklappe 15 und die Haupt
drosselklappe 13 in Stromaufwärtsrichtung des Ansaugroh
res 12 in der angegebenen Reihenfolge angeordnet. Der
Öffnungsgrad der Hauptdrosselklappe 13 wird durch die
Bewegung des Niederdrückens des Gaspedals, das nicht ge
zeigt ist, über eine Drahtverbindung, die ebenfalls
nicht gezeigt ist, eingestellt. An einer drehbaren Welle
15 a der Unterdrosselklappe 15 ist ein Zahnrad 15 b be
festigt, während ein an einer drehbaren Welle 14 a des
Motors 14 befestigtes Ritzel 14 b mit dem Zahnrad 15 b in
Eingriff gehalten wird. Wenn daher die drehbare Welle
14 a des Motors 14 unter der Steuerung der Drosselklap
penregelungseinheit 21 um den gewünschten Winkel gedreht
wird, wird die drehbare Welle 15 a der Unterdrosselklappe
15 entsprechend gedreht, wodurch der Öffnungsgrad der
Unterdrosselklappe 15 eingestellt wird.
Die Luftmenge, die durch denjenigen Teil des Ansaugroh
res 12, in dem die Haupt- und die Unterdrosselklappen 13
bzw. 15 angeordnet sind, strömt, hängt von der Drehzahl
des Verbrennungsmotors und vom kleineren der Öffnungs
grade der Haupt- und Unterdrosselklappen 13 bzw. 15 ab.
Wenn der Fahrer das Gaspedal stark niederdrückt, um den
Öffnungsgrad der Hauptdrosselklappe 13 zu vergrößern
(oder um die Drosselklappe zu öffnen), kann daher die
Menge der in die Verbrennungskammer des Motors strömen
den Luft durch Verkleinerung des Öffnungsgrades der Un
terdrosselklappe 15 (oder durch Schließen dieser Dros
selklappe) gering gehalten werden.
Andererseits wird im normalen Fahrbetrieb an den Rädern
kein Schlupf erzeugt, so daß nur die Hauptdrosselklappe
13, die mit dem vom Fahrer betätigten Gaspedal verbunden
ist, benötigt wird. In einer solchen Bedingung wird da
her die Unterdrosselklappe 15 in ihrer vollständig ge
öffneten Position gehalten, damit sie keinerlei Wirkung
hat.
Nun wird die Regelung zur Unterdrückung des Schlupfs der
angetriebenen Räder und die Regelung der Drosselklappen
position beschrieben.
Das in Fig. 1 gezeigte Fahrzeug besitzt einen Hinterrad
antrieb, weshalb die Vorderräder 6 und 7 ohne Antrieb
sind. Daher kann an den Vorderrädern 6 und 7 in allen
Zuständen mit Ausnahme eines Bremsvorgangs ein Schlupf
leicht verhindert werden, weshalb davon ausgegangen wer
den kann, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch
den Mittelwert der Geschwindigkeiten, die aus der Zahl
der Umdrehungen der Vorderräder 6 und 7 gewonnen werden,
gegeben ist. Ferner kann in diesem Fall die Leistung von
den Hinterrädern 4 und 5 auf die Straßenoberfläche zu
friedenstellend übertragen werden.
In Fig. 3 ist ein Graph gezeigt, der die Beziehung zwi
schen dem Schlupfverhältnis S (gegeben durch: (Zahl der
Umdrehungen der angetriebenen Räder - Zahl der Umdrehun
gen der nichtangetriebenen Räder)/Zahl der Umdrehungen
der nichtangetriebenen Räder), dem Reibungskoeffizienten
µ und dem Seitenführungskoeffizienten λ darstellt. Aus
dem Graphen ist ersichtlich, daß bei einem hohen Wert
des Schlupfverhältnisses S bei Auftreten eines Schlupfs
an den angetriebenen Rädern nicht nur der Reibungs
koeffizient µ, sondern auch der Seitenführungskoeffi
zient λ stark abfällt. Das bedeutet, daß bei Auftreten
eines Schlupfs das Fahrverhalten des Fahrzeugs aufgrund
der starken Abnahme der Seitenkraft instabil wird, was
vom Standpunkt der Fahrsicherheit aus ein Problem dar
stellt. Um damit fertigzuwerden, wird bei Auftreten ei
nes Schlupfs an den angetriebenen Rädern die Zahl der
Umdrehungen der angetriebenen Räder abgesenkt, um damit
das Schlupfverhältnis S auf einen Wert in der Nähe von
0.2 einzuregeln, bei dem sowohl der Reibungskoeffizient
µ als auch der Seitenführungskoeffizient λ brauchbare
Werte annehmen. Diese Regelung wird durch die Schlupf
regelungseinheit 22 ausgeführt. Die Schlupfregelungsein
heit 22 arbeitet so, daß sie dann, wenn das Schlupfver
hältnis S einen vorgegebenen Wert übersteigt, die Be
fehlsluftmenge entsprechend diesem Schlupfverhältnis auf
einen Wert setzt, der etwas kleiner ist als die auf der
Grundlage des Grades des Niederdrückens des Gaspedals
bestimmte Luftmenge, und dann ein der auf diese Weise
gesetzten Befehlsluftmenge entsprechendes Befehlssignal
an die Drosselklappenregelungseinheit 21 schickt. Auf
diese Weise wird die Ansaugluftmenge gesenkt, wodurch
das Drehmoment der angetriebenen Räder verringert und
die Zahl der Umdrehungen der angetriebenen Räder gesenkt
wird. In der hier beschriebenen Ausführungsform wird die
Drosselklappenregelungseinheit 21 nicht betätigt, bevor
eine solche Regelung ausgeführt worden ist; bis dahin
wird die Unterdrosselklappe 15, wie erwähnt, in ihrer
vollständig geöffneten Position gehalten.
Die Schlupfregelungseinheit 22 weist eine Tabelle auf,
in der im voraus entsprechend dem Schlupfgrad Befehls
luftmengen gesetzt werden; die Einheit 22 beurteilt aus
den Meßergebnissen durch die jeweiligen Umdrehungssenso
ren 8, 9, 10 und 11, die zur Ermittlung der Zahl der Um
drehungen der angetriebenen Räder 4 und 5 und der nicht
angetriebenen Räder 6 und 7 dienen, ob sich das Fahrzeug
in einem Schlupfzustand befindet oder nicht. Wenn geur
teilt wird, daß sich das Fahrzeug in einem Schlupfzu
stand befindet, greift die Schlupfregelungseinheit 22
auf die Tabelle zu, um eine dem beurteilten Schlupfgrad
entsprechende Befehlsluftmenge zu erhalten, und schickt
diese anschließend an die Drosselklappenregelungseinheit
21.
Die Beurteilung, ob sich das Fahrzeug in einem Schlupf
zustand befindet oder nicht, wird ausgeführt, wenn die
Differenz zwischen der Zahl der Umdrehungen der ange
triebenen Räder 4 und 5 und der Zahl der Umdrehungen der
nicht angetriebenen Räder 6 und 7 größer als ein vorge
gebener Wert wird. Für diesen Fall sind die Befehlsluft
mengen im voraus entsprechend dieser Differenz der Um
drehungszahlen in der Tabelle gesetzt. Die Beurteilung,
ob sich das Fahrzeug in einem Schlupfzustand befindet
oder nicht, kann ferner dann ausgeführt werden, wenn die
Änderungsrate der Differenz der Zahl der Umdrehungen
zwischen den angetriebenen Rädern 4 und 5 und der Zahl
der Umdrehungen der nicht angetriebenen Räder 6 und 7
größer als ein vorgegebener Wert wird. Für diesen Fall
sind die Befehlsluftmengen im voraus entsprechend der
Änderungsrate der Differenz der Umdrehungszahlen in der
Tabelle gesetzt. Weiterhin kann die Beurteilung, ob sich
das Fahrzeug in einem Schlupfzustand befindet oder
nicht, anhand des aus den Meßergebnissen der Umdrehungs
sensoren 8, 9, 10 und 11 abgeleiteten Schlupfverhältnis
ses des Fahrzeugs ausgeführt werden; wenn das Schlupf
verhältnis größer als ein vorgegebenes Schlupfverhältnis
wird, wird geurteilt, daß sich das Fahrzeug in einem
Schlupfzustand befindet. Für diesen Fall werden die Be
fehlsluftmengen im voraus entsprechend dem jeweiligen
Schlupfverhältnis in der Tabelle gesetzt. Schließlich
kann die gewünschte Befehlsluftmenge anstatt durch Ent
nahme des entsprechenden Wertes aus der Tabelle selbst
verständlich auch als Wert einer Funktion der Differenz
der Zahl der Umdrehungen, des Schlupfverhältnisses oder
ähnlichem gemäß einer vorgegebenen Berechnungsformel er
halten werden.
In der Drosselklappenregelungseinheit 21, an die von der
Schlupfregelungseinheit 22 ein die Befehlsluftmenge an
gebendes Befehlssignal geschickt wird, wird eine Abwei
chung der tatsächlichen, vom Luftströmungssensor 16 er
mittelten Ansaugluftmenge von der Befehlsluftmenge ge
wonnen und dann getrennt mit der Proportionalverstärkung
und der Differenzverstärkung multipliziert, anschließend
werden die so erhaltenen Ergebnisse aufsummiert, um so
den Antriebswert des Motors 14 oder den Stromwert des
Motors zu bestimmen, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Dann
liefert die Drosselklappenregelungseinheit 21 den so be
stimmten elektrischen Strom an den Motor 14, so daß der
Motor 14 angetrieben wird und die Unterdrosselklappe 15
in ihre geschlossene Position bewegt. Dies hat zur Fol
ge, daß die Unterdrosselklappe 15 die Ansaugluftmenge
des Verbrennungsmotorsystems stärker ändert als die
Hauptdrosselklappe 13. Anschließend wird die geänderte
Ansaugluftmenge vom Luftströmungssensor 16 ermittelt.
Die ermittelte, tatsächliche Ansaugluftmenge wird mit
der Befehlsluftmenge verglichen und so rückgekoppelt,
daß sie der letzteren angeglichen wird. Da jedoch hier
bei eine Ermittlungsverzögerung des Luftströmungssensors
16 auftritt, falls die ermittelte, tatsächliche Ansaug
luftmenge rückgekoppelt wird, besteht die Gefahr, daß
das Regelsystem zu oszillieren beginnt. Um dieses Pro
blem zu bewältigen, wird in der hier beschriebenen Aus
führungsform die Abweichung von der Befehlsluftmenge ge
wonnen, nachdem die Ermittlungsverzögerung des Luft
strömungssensors 16 mittels des Führungsgliedes erster
Ordnung kompensiert worden ist.
Aus diese Weise werden die Ansaugluftmenge und daher das
Drehmoment der angetriebenen Räder verringert, so daß
das Schlupfverhältnis verringert und dadurch die Stabi
lität der Fahrzeugkarosserie erhöht wird. Nachdem das
Fahrzeug den Schlupfzustand verlassen hat, wird die von
der Schlupfregelungseinheit 22 ausgeführte Regelung un
terbrochen und es wird zu der von der Verbrennungsmotor
regelungseinheit 20 ausgeführten normalen Regelung umge
schaltet. Das heißt, daß die Drosselklappenregungsein
heit 21 von der Verbrennungsmotorregelungseinheit 20 ei
nen die Befehlsluftmenge betreffenden Befehl erhält und
eine Rückkopplungssteuerung des Motors 14 ausführt, um
die Ansaugluftmenge mit der Befehlsluftmenge in Überein
stimmung zu bringen, wie oben erwähnt wurde.
In Fig. 5 ist das Schaltbild eines Beispiels der Dros
selklappenregelungseinheit 21 gezeigt. In der momentan
beschrieben Ausführungsform wird ein Einchip-Mikrocompu
ter 30 dazu gebraucht, unter Verwendung von vier FETs 41
bis 44 eine Pulsdauermodulationssteuerung (PDM-Steue
rung) für den Motor 14 auszuführen. Der Einchip-Mikro
computer 30 wird von einer CPU, einem ROM, einem RAM-Re
gister, einem A/D-Wandler, einem Eingangs-/Ausgangska
nal, einem Zeitgeber, einer PDM-Steuereinheit und ähn
lichem aufgebaut und empfängt die von der Schlupfrege
lungseinheit 22 angewiesene Befehlsluftmenge und die vom
Luftströmungssensor 16 ermittelte tatsächliche Ansaug
luftmenge. Die OPU bestimmt den momentanen Wert des
durch den Motor 14 zu schickenden elektrischen Stroms
und veranlaßt die FETs 41 oder 42, bei dem dem so be
stimmten momentanen Wert entsprechenden Tastverhältnis
ein- und auszuschalten, wodurch ein elektrischer Strom
durch den Motor 14 fließen kann. Wenn der Motor 14 so
betätigt wird, daß er die Unterdrosselklappe 15 in deren
geöffnete Position dreht, während der FET 44 eingeschal
tet und die FETs 42 und 43 ausgeschaltet sind, wird der
FET 41 aufgrund des Impulssignals, das bei dem von der
CPU bestimmten Tastverhältnis erzeugt wird, ein- und
ausgeschaltet. Dadurch kann ein gepulster Strom von der
Batterie über den FET 41 und den Motor 14 zum FET 44
fließen. Wenn die Unterdrosselklappe 15 in ihre ge
schlossene Position gedreht wird und der FET 43 einge
schaltet und die FETs 41 und 44 ausgeschaltet sind, wird
der FET 42 aufgrund des Impulssignals, das beim von der
CPU bestimmten Tastverhältnis erzeugt wird, ein- und
ausgeschaltet. Dadurch kann ein gepulster Strom von der
Batterie über den FET 42 und den Motor 14 zum FET 43
fließen. Es wird festgestellt, daß das Tastverhältnis
durch Änderung der im Register gesetzten Werte geändert
werden kann. In Fig. 5 bezeichnen die Bezugszeichen 45
und 46 Treibertransistoren für die FETs 41 bis 44. Größe
und Gewicht der Drosselklappenregelungseinheit 21 können
verringert und die Zuverlässigkeit der Schaltung kann
verbessert werden, sofern der Mikrocomputer 30, die FETs
41 bis 44, die Transistoren 45 und 46 und ähnliches, die
sämtlich aus einem Halbleiter hergestellt werden können,
auf einem einzigen Chip ausgebildet werden.
Da die Bewegung der Unterdrosselklappe bei Verwendung
des aus dem Stand der Technik bekannten Luftströmungs
sensors gesteuert werden kann, kann in der beschriebenen
Ausführungsform die Anzahl der Bauteile verringert wer
den, so daß ein kostengünstiges Drosselklappenregelungs
system aufgebaut werden kann. Da ferner ein Drosselklap
penpositionssensor nicht erforderlich ist, kann die Zu
verlässigkeit des Regelungssystems verglichen mit einem
System, in dem ein Drosselklappenpositionssensor verwen
det wird, in demjenigen Ausmaß verbessert werden, in
welchem dieser Sensor zu Störanfälligkeit des Systems
beiträgt.
Obwohl das Vorhandensein eines Schlupfzustands in der
beschriebenen Ausführungsform unter Verwendung von Um
drehungssensoren 8 bis 11 ermittelt wird, ist es auch
möglich, das Vorliegen eines Schlupfzustandes durch Vor
sehen eines Absolutgeschwindigkeitssensors anstatt der
Umdrehungssensoren zu ermitteln. Ferner ist es möglich,
eine Drosselklappenpositionsregelungseinrichtung an der
mit dem Gaspedal verbundenen Hauptdrosselklappe 13 anzu
bringen, ohne daß eine Unterdrosselklappe 15 verwendet
wird, um so die oben erwähnte Einstellung des Klappen
öffnungsgrades auszuführen. Obwohl die Beschreibung für
ein Fahrzeug mit Hinterradantrieb gegeben worden ist,
können die gleichen Wirkungen auch für ein Fahrzeug mit
Vorderradantrieb erzielt werden. Ferner kann die vorlie
gende Erfindung selbstverständlich auf Zweiradfahrzeuge
und auf Kraftdreiräder angewendet werden.
Erfindungsgemäß wird der Drosselklappenpositionssensor
überflüssig, so daß die Kosten entsprechend gesenkt und
die Zuverlässigkeit erhöht werden können.
Claims (6)
1. Drosselklappenpositionsregelungseinrichtung,
gekennzeichnet durch
einen Motor (14), der zur Einstellung des Öff nungsgrades einer im Ansaugrohr (12) eines Verbren nungsmotors (1) angeordneten Drosselklappe (15) dient,
einen Luftströmungssensor (16), der im Ansaugrohr (12) angebracht ist, um die Ansaugluftmenge zu ermit teln, und
eine Drosselklappenregelungseinheit (21), die die Abweichung einer im voraus gesetzten Befehlsluftmenge von der vom Luftströmungssensor (16) ermittelten An saugluftmenge gewinnt und
eine Rückkopplungssteuerung des Motors (14) bewirkt, um die Abweichung auf Null zu reduzieren.
einen Motor (14), der zur Einstellung des Öff nungsgrades einer im Ansaugrohr (12) eines Verbren nungsmotors (1) angeordneten Drosselklappe (15) dient,
einen Luftströmungssensor (16), der im Ansaugrohr (12) angebracht ist, um die Ansaugluftmenge zu ermit teln, und
eine Drosselklappenregelungseinheit (21), die die Abweichung einer im voraus gesetzten Befehlsluftmenge von der vom Luftströmungssensor (16) ermittelten An saugluftmenge gewinnt und
eine Rückkopplungssteuerung des Motors (14) bewirkt, um die Abweichung auf Null zu reduzieren.
2. Drosselklappenpositionsregelungseinrichtung gemäß An
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel
klappenregelungseinheit (21) die Abweichung gewinnt,
nachdem sie die Ermittlungsverzögerung des Luftströ
mungssensors (16) mit dem Führungsglied erster Ord
nung kompensiert hat.
3. Schlupfregelungseinrichtung,
gekennzeichnet durch
Umdrehungssensoren (8, 9, 10, 11) zur Ermittlung der Zahl der Umdrehungen der angetriebenen Räder (4, 5) und der nicht angetriebenen Räder (6, 7) eines Fahrzeugs,
eine Schlupfregelungseinheit (22), die eine Ta belle, in der die Befehlsluftmengen im voraus ent sprechend dem Schlupfgrad gesetzt werden, enthält und anhand der Ermittlungsergebnisse der Umdrehungssenso ren (8, 9, 10, 11) beurteilt, ob sich das Fahrzeug in einem Schlupfzustand befindet und die Tabelle auf sucht, wenn sich das Fahrzeug in einem Schlupfzustand befindet, um so eine dem beurteilten Schlupfgrad ent sprechende Befehlsluftmenge zu gewinnen,
einen Motor (14), der zur Einstellung des Öff nungsgrades einer im Ansaugrohr (12) des Verbren nungsmotors (1) angeordneten Drosselklappe (15) dient,
einen Luftströmungssensor (16), der im Ansaugrohr (12) angebracht ist, um die Ansaugluftmenge zu ermit teln, und
eine Drosselklappenregelungseinheit (21), die die Abweichung der vom Luftströmungssensor (16) ermittel ten Ansaugluftmenge von der von der Schlupfregelungs einheit gewonnenen Befehlsluftmenge gewinnt und eine Rückkopplungssteuerung des Motors (14) bewirkt, um die Abweichung auf Null zu reduzieren.
Umdrehungssensoren (8, 9, 10, 11) zur Ermittlung der Zahl der Umdrehungen der angetriebenen Räder (4, 5) und der nicht angetriebenen Räder (6, 7) eines Fahrzeugs,
eine Schlupfregelungseinheit (22), die eine Ta belle, in der die Befehlsluftmengen im voraus ent sprechend dem Schlupfgrad gesetzt werden, enthält und anhand der Ermittlungsergebnisse der Umdrehungssenso ren (8, 9, 10, 11) beurteilt, ob sich das Fahrzeug in einem Schlupfzustand befindet und die Tabelle auf sucht, wenn sich das Fahrzeug in einem Schlupfzustand befindet, um so eine dem beurteilten Schlupfgrad ent sprechende Befehlsluftmenge zu gewinnen,
einen Motor (14), der zur Einstellung des Öff nungsgrades einer im Ansaugrohr (12) des Verbren nungsmotors (1) angeordneten Drosselklappe (15) dient,
einen Luftströmungssensor (16), der im Ansaugrohr (12) angebracht ist, um die Ansaugluftmenge zu ermit teln, und
eine Drosselklappenregelungseinheit (21), die die Abweichung der vom Luftströmungssensor (16) ermittel ten Ansaugluftmenge von der von der Schlupfregelungs einheit gewonnenen Befehlsluftmenge gewinnt und eine Rückkopplungssteuerung des Motors (14) bewirkt, um die Abweichung auf Null zu reduzieren.
4. Schlupfregelungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schlupfregelungseinheit (22)
eine Differenz zwischen den Umdrehungszahlen der an
getriebenen Räder (4, 5) und der nicht angetriebenen
Räder (6, 7) gewinnt und urteilt, daß sich das Fahr
zeug in einem Schlupfzustand befindet, wenn die Dif
ferenz der Umdrehungszahlen größer als ein vorgegebe
ner Wert wird, wobei die Schlupfregelungseinheit (22)
eine Tabelle enthält, in der im voraus der Differenz
der Umdrehungszahlen entsprechende Befehlsluftmengen
gesetzt sind.
5. Schlupfregelungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schlupfregelungseinheit (22)
eine Änderungsrate der Differenz der Umdrehungszahlen
zwischen den angetriebenen Rädern (4, 5) und den
nicht angetriebenen Rädern (6, 7) des Fahrzeugs ge
winnt und urteilt, daß sich das Fahrzeug in einem
Schlupfzustand befindet, wenn die Änderungsrate der
Differenz der Umdrehungszahlen größer als ein vorge
gebener Wert wird, wobei die Schlupfregelungseinheit
(22) eine Tabelle enthält, in der im voraus der Ände
rungsrate der Differenz der Umdrehungszahlen entspre
chende Befehlsluftmengen gesetzt sind.
6. Schlupfregelungseinrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schlupfregelungseinheit (22)
aus den Meßergebnissen der Umdrehungssensoren (8, 9,
10, 11) ein Schlupfverhältnis (S) gewinnt und ur
teilt, daß sich das Fahrzeug in einem Schlupfzustand
befindet, wenn das Schlupfverhältnis (S) größer als
ein vorgegebener Wert wird, wobei die Schlupfrege
lungseinheit (22) eine Tabelle enthält, in der im
voraus dem Schlupfverhältnis (S) entsprechende Be
fehlsluftmengen gesetzt sind.
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