DE4325505C2 - Elektronische Steuervorrichtung zum Steuern einer Lichtmaschine und der Leerlaufdrehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeuges - Google Patents

Elektronische Steuervorrichtung zum Steuern einer Lichtmaschine und der Leerlaufdrehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeuges

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DE4325505C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung zum Steuern einer Lichtmaschine und der Leerlaufdrehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Steuervorrichtung der vorgenannten Art ist aus der DE 41 08 751 A1 bekannt. Dort wird der Erregerstrom für die Lichtmaschine von einer Steuereinheit in Abhängigkeit von der Spannung der Batterie des Kraftfahrzeuges und von einem Steuerimpulssignal aus einer Motorsteuereinheit gesteuert. Die Stromzufuhr zur Lichtmaschine steigt während einer Verzögerungszeit, mit welcher der Motor infolge der Motortakte auf einen Anstieg des Steuerpegels für die Ansaugluftmenge im Motor anspricht, auch dann, wenn der Anstieg des Laststromes über einen vorbestimmten Schwellwert ansteigt.
Aus der DE 33 03 147 A1 ist eine Vorrichtung zur Regelung der Motordrehzahl bekannt, bei welcher bei Zuschalten einer Last ein Generator Strom erzeugt, um die Batterie des Kraftfahrzeuges zu stützen. Dabei fällt die Drehzahl des Motors infolge seiner Belastung durch die Generatorlast ab.
Falls dabei die Motordrehzahl unter einen vorbestimmten Wert abfällt, wird die Stromerzeugung durch den Generator unterbrochen oder vermindert, wodurch die Motorlast verringert wird und dessen Drehzahl wieder ansteigen kann.
Aus der US 44 63 305 ist es bekannt, die Stromzufuhr zu einer Erregerwicklung der Lichtmaschine während eines bestimmten Zeitintervalls auf einen vorbestimmten Pegel zu verringern.
Aus der JP 61-247 238 A und der entsprechenden US 4 789 817 ist eine Steuervorrichtung bekannt, bei welcher der Pegel des Ausgangsstroms der Lichtmaschine aus dem Signal der Einschaltdauer der Erregerwicklung bestimmt wird und die Einschaltdauer derart bestimmt wird, dass bei einem Anstieg des Faktors der Einschaltdauer des Signals der der Erregerwicklung zugeführte Strom zwangsweise abgeschaltet wird, um den Faktor der Einschaltdauer auf null Prozent zu verringern. Anschließende wird dieser Faktor allmählich wieder erhöht.
Allerdings tritt bei dem voranstehend genannten elektronischen Steuervorrichtung die nachstehend angegebene Schwierigkeit auf. Eine exakte Ermittlung des Faktors der Einschaltdauer des Signals für die Einschaltdauer der Erregerwicklung erfordert die Mittlung dieses Signals über eine vorbestimmte Länge des Zeitintervalls. Daher verzögert sich die Erfassung des Faktors der Einschaltdauer unmittelbar nach Anlegen einer elektrischen Last. Es ist daher unmöglich, eine wesentliche Verringerung der Leerlaufdrehzahl des Motors unmittelbar nach dem Anschalten der elektrischen Last zu vermeiden. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass infolge der Tatsache, dass der Ausgangsstrom auf der Grundlage des Signals für die Einschaltdauer der Erregerwicklung vorherbestimmt wird, der Vorhersagefehler zunimmt, wenn der Widerstand der Erregerwicklung infolge einer Änderung der Umgebungstemperatur schwankt. Die Genauigkeit und Verlässlichkeit der Steuerung oder Regelung ist in diesem Falle reduziert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Steuervorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem eine wesentliche Verringerung der Leerlaufdrehzahl des Motors beim Anlegen einer elektrischen Last wirksam verhindert und somit eine exakte Steuerung der Leerlaufdrehzahl des Motors realisiert werden kann.
Die voranstehende Aufgabe wird gemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung und deren Vorteile werden im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen
Fig. 1 ein Schaltbild einer elektronischen Steuervorrichtung zum Steuern oder Regeln einer Kraftfahrzeug-Lichtmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Routine, welcher die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 von Fig. 1 folgt, um die Stromerzeugungs-Abschaltsteuerung bei einer leichten Belastung durchzuführen;
Fig. 3 ein Zeitablaufdiagramm mit einer Darstellung der verschiedenen Signalformen, die bei der Routine von Fig. 2 auftreten;
Fig. 4 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Routine, welcher die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 von Fig. 1 folgt, um den Leerlaufzustand durch Steuern der Lichtmaschine in Reaktion auf eine Erhöhung der elektrischen Belastung zu stabilisieren;
Fig. 5 ein Zeitablaufdiagramm mit einer Darstellung der verschiedenen Signalformen, die bei der Routine von Fig. 4 auftreten;
Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm mit einer Darstellung der verschiedenen Signalformen, die bei der Routine auftreten, welcher die ISCV-Steuereinrichtung 6B der elektronischen Steuereinheit 6 von Fig. 1 folgt, um den Leerlaufzustand durch Einstellung des ISCV (Idling Speed Control Valve: Leerlaufdrehzahl- Steuerventil) in Reaktion auf eine Erhöhung der elektrischen Last einzustellen;
Fig. 7 ein Diagramm mit einer Darstellung der Variation der Lichtmaschinen-Ausgangsspannung und der Ein/Aus-Perioden der Erregerwicklungs- Einschaltdauer der Lichtmaschine entsprechend einem bevorzugten Steuerverfahren für den Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 durch die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6; und
Fig. 8 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung einer weiteren Routine (der Rückkopplungs-Steuerroutine) welcher die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 von Fig. 1 folgt, um den Leerlaufzustand durch Steuern der Lichtmaschine in Reaktion auf einen Anstieg der elektrischen Last zu stabilisieren.
In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile oder Abschnitte.
Fig. 1 ist ein Schaltbild mit einer Darstellung eines elektronischen Steuergeräts zum Steuern der Kraftfahrzeug- Lichtmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine Reihenschaltung aus einer Lichtmaschine 2 und einem Stromsensor 5 ist über eine Kraftfahrzeugbatterie 1 über eine Sicherung 3 angeschlossen, welche Klemmen 3a und 3b aufweist. Die Sicherung 3 kann aus einem Schmelzsicherungseinsatz bestehen, der innerhalb eines Hauptsicherungskastens (nicht gezeigt) angeordnet ist. Das Spannungssignal 1a der Batterie 1 wird einer elektronischen Steuereinheit 6 über die Lichtmaschine 2 zugeführt. Der Stromsensor 5, der über der Klemme 3b der Sicherung 3 und der Ausgangsklemme der Lichtmaschine 2 angeschlossen ist, erfaßt den Ausgangsstrom IA der Lichtmaschine 2 und gibt ein Spannungssignal 5a entsprechend dem gemessenen Ausgangsstrom IA an die elektronische Steuereinheit 6 ab. Die elektronische Steuereinheit 6 ist über die Batterie 1 über die Sicherung 3 und den Tastenschalter 4 geschaltet, welcher Klemmen 4a und 4b aufweist. Der Ausgangsstrom IA der Lichtmaschine 2 wird durch die elektronische Steuereinheit 6 mit Hilfe des Steuersignals 6a gesteuert, in Reaktion auf das Spannungssignal 5a, welches von dem Stromsensor 5 empfangen wird, das Spannungssignal 1a, welches von der Batterie 1 empfangen wird, und weiterhin in Reaktion auf externe Signale 7a. Die Signale 7a können umfassen: das Kurbelwinkelsignal, welches vorbestimmte Kurbelwinkel erfaßt, zur Ermittlung der Drehzahl des Motors, das Leerlaufschaltsignal zur Erfassung der Leerlauföffnungsposition des Drosselventils, das Drosselventilöffnungsgrad-Signal für die Beurteilung einer Beschleunigung oder Verzögerung, das Lufteinlaßraten-Signal, das Anlasser-Schaltsignal, das Eingangssignal für das Getriebe zur Ermittlung der Leerlaufposition und dessen Gangeinstellpositionen, das Bremsschalter-Signal, und das Scheinwerfer-Schaltsignal, welches den Einschalt- und Ausschaltzustand der Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs angibt. Die elektronische Steuereinheit 6 weist eine Lichtmaschinen- Steuereinrichtung 6A und eine ISCV-Steuereinrichtung 6B auf. Die Lichtmaschinensteuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 steuert den Ausgangsstrom IA der Batterie 1 entsprechend einem vorbestimmten Programm, wie nachstehend noch erläutert wird. Die ISCV-Steuereinrichtung 6B der elektronischen Steuereinheit 6 steuert den Betrieb des ISCV 8 (Leerlaufdrehzahl-Steuerventil) mit Hilfe eines Steuersignals 6b. Das ISCV 8 (Leerlaufdrehzahl-Steuerventil) dient als Betätigungsglied zur Durchführung der ISC (Leerlaufdrehzahl- Steuerung) wie nachstehend beschrieben.
Die elektrische Last 9, die über die Klemme 4b des Tastenschalters 4 und Masse angeschlossen ist, besteht beispielsweise aus unterschiedlichen Steuereinheiten, der Zündspule, und der Einspritzvorrichtung des Motors. Die elektrische Last 9 kann daher vom selben elektrischen Lasttyp sein wie die elektronische Steuereinheit 6 und ist ständig eingeschaltet, solange der Tastenschalter 4 eingeschaltet ist. Eine weitere elektrische Last 11 ist über die Klemme 4b des Tastenschalters 4 und Masse über einen Schalter 10 angeschlossen, welcher Klemmen 10a und 10b aufweist. Die elektrische Last 11 umfaßt die Lasten, die durch den Schalter 10 ein- und ausgeschaltet werden. Die elektrische Last 11 umfaßt beispielsweise den elektrischen Ventilator, das Gebläse, die Heckscheibenheizung, die Scheinwerfer, und die elektrischen Antriebseinrichtungen für die Fenster des Kraftfahrzeuges.
In Fig. 1 ist die Summe des durch die Sicherung 3 fließenden Stroms IB und des Laststroms IL, der durch den Tastenschalter 4 fließt, gleich dem Ausgangsstrom IA der Lichtmaschine 2: IA = IB + IL. Die Polarität des jeweiligen Stroms ist durch die Richtung des zugehörigen Pfeils bei IA, IB und IL angedeutet. Es wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn die Erregerwicklung der Lichtmaschine 2 erregt ist, und die Lichtmaschine 2 Leistung erzeugt, der Strom IB allgemein positiv ist (die Batterie 1 wird durch die Lichtmaschine 2 geladen), und der Laststrom IL von dem Ausgangsstrom IA der Lichtmaschine 2 geliefert wird. Wenn andererseits die Erregerwicklung der Lichtmaschine 2 nicht erregt ist, und die Lichtmaschine 2 keine Leistung liefert, so wird der Laststrom IL von der Batterie 1 geliefert.
Nachstehend wird der Betrieb des elektronischen Steuergeräts von Fig. 1 zum Steuern der Lichtmaschine 2 und des ISCV 8 (Leerlaufdrehzahl-Steuerventil) beschrieben. Die Lichtmaschine 2 wird durch die Lichtmaschinen- Steuereinrichtung 6A gesteuert beziehungsweise geregelt. Das ISCV 8 (Leerlaufdrehzahl-Steuerventil) wird durch die ISCV- Steuereinrichtung 6B gesteuert beziehungsweise geregelt. Der Steuervorgang der Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A umfaßt: (1) die Leistungserzeugungs-Abschaltsteuerung während einer geringen Last zur Verbesserung eines geringen Kraftstoffverbauchs, und (2) die Lastrektionssteuerung der Lichtmaschine 2 zum Stabilisieren der Leerlaufdrehzahl des Motors. Zuerst wird die Leistungserzeugungs-Abschaltsteuerung während der leichten Belastung beschrieben.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Routine, welcher die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 von Fig. 1 folgt, um die Stromerzeugungs-Abschaltsteuerung bei einer leichten Belastung durchzuführen. Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches die verschiedenen Signalformen zeigt, die bei der Routine von Fig. 2 auftreten.
Im Schritt S201 in Fig. 2 wird beurteilt, ob die Klimaanlage des Kraftfahrzeugs ein- oder ausgeschaltet ist. Falls im Schritt S201 festgestellt wird, daß die Klimaanlage eingeschaltet ist, so wird die Prozedur von Fig. 2 sofort abgebrochen, um eine Batterieentladung zu verhindern. Im Schritt S202 wird beurteilt, ob die vorderen Scheinwerfer eingeschaltet oder ausgeschaltet sind. Falls im Schritt S202 festgestellt wird, daß die Scheinwerfer eingeschaltet sind, so wird die Prozedur von Fig. 2 sofort abgebrochen, um eine abrupte Verdunkelung der Scheinwerfer während des Fahrens zu verhindern. Im Schritt S203 wird beurteilt, ob die Bremsen betätigt werden (EIN) oder nicht (AUS). Wird im Schritt S203 festgestellt, daß die Bremsen eingeschaltet sind, so wird die Prozedur von Fig. 2 sofort abgebrochen, um eine Drehmomenterhöhung des Motors zu verhindern, welche gefährlich werden kann.
Wenn in den Schritten S201 bis S203 ermittelt wird, daß die Klimaanlage, die Scheinwerfer und die Bremsen sämtlich ausgeschaltet sind, so geht die Ausführung zum Schritt S204 über, in welchem beurteilt wird, ob die Marke für geringe Last gesetzt oder zurückgesetzt ist. Wie aus der nachstehenden Beschreibung deutlich wird, zeigt die Marke für leichte Last an, ob die vorhandene gesamte elektrische Last, die an die Batterie 1 und die Lichtmaschine 2 angeschlossen ist, gering ist oder nicht.
Falls im Schritt S204 festgestellt wird, daß die Marke für geringe Last zurückgesetzt ist, so geht die Ausführung zum Schritt S205 über, in welchem ein zweidimensionales Kennlinienfeld map (CE, NE) der Last (repräsentiert durch die Variable CE) und der Drehzahl (repräsentiert durch die Variable NE) des Motors untersucht wird, um den Schwellenwertpegel IAT des Lichtmaschinen-Ausgangsstroms zu ermitteln: IAT = map (CE, NE). Das zweidimensionale Kennlinienfeld map (CE, NE) verwendet den CE-Wert (den Füllungswirkungsgradwert) zur Repräsentation der Last. Der CE-Wert wird als die Rate der Ansaugluft, geteilt durch die Drehzahl des Motors, erhalten, gemäß einer (nicht dargestellten) Routine zur Berechnung der Brennstoffmenge usw. Daraufhin wird im Schritt S206 der momentane Pegel des Lichtmaschinen-Ausgangsstroms IA auf der Grundlage des Spannungsignals 5a ermittelt, welches von dem Stromsensor 5 empfangen wird. Daraufhin wird im Schritt S207 beurteilt, ob der Lichtmaschinen-Ausgangsstrom IA kleiner als der Schwellenwertpegel IAT des Lichtmaschinen-Ausgangsstroms ist (IA < IAT), wobei eine positive Antwort auf diese Abfrage bedeutet, daß sich die Lichtmaschine in einem Zustand mit geringer Last befindet. Bei einer bejahenden Antwort (also IA < IAT) im Schritt S207 geht daher der Programmablauf zum Schritt S208 über, in welchem die Marke für geringe Last gesetzt wird. Nach dem Schritt S208 geht das Programm zum Schritt S209 über, in welchem die Leistungserzeugung abgeschaltet wird (der Einschaltdauerfaktor des Steuersignals der Lichtmaschine 2 wird auf 0 Prozent gesetzt, so daß die Erregung der Erregerspule der Lichtmaschine aufhört). Wenn andererseits im Schritt S207 die Antwort negativ ist, so geht der Programmablauf zum Schritt S213 über, in welchem die Marke für geringe Last zurückgesetzt bleibt, und der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 im Schritt S204 auf 100 Prozent gehalten wird.
Wenn im Schritt S204 beurteilt wird, daß die Marke für geringe Last gesetzt ist, ergibt sich folgender Betriebsablauf. Wird im Schritt S204 beurteilt, daß die Marke für geringe Last gesetzt ist, so geht der Programmablauf zum Schritt S210 über, in welchem auf ein zweidimensionales Kennlinienfeld map' (CE, NE) der Variablen CE, welche die Last repräsentiert, und der Variablen NE, welche die Drehzahl des Motors repräsentiert, Bezug genommen wird, um den Laststrom-Schwellenwertpegel (ILT) festzustellen: ILT = map (CE, NE). Der Laststrom-Schwellenwertpegel ILT kann mit Hilfe des zweidimensionalen Kennlinienfeldes festgestellt werden, oder kann unter Verwendung einer experimentell und theoretisch ermittelten Gleichung berechnet werden, welche die Werte der Variablen CE und NE enthält. Im Schritt S211 wird der momentane Pegel des Laststroms IL ermittelt. Daraufhin wird im Schritt S212 beurteilt, ob der Laststrom IL größer oder gleich dem Laststrom-Schwellenwertpegel ILT ist, oder nicht. Eine positive Antwort dieses Abfragezustands im Schritt S212 bedeutet, daß die Last nicht gering ist. Bei einer positiven Antwort auf diese Abfrage im Schritt S212 (also bei IL ≧ ILT), geht der Programmablauf zum Schritt S213 über, in welchem die Marke für eine geringe Last zurückgesetzt wird. Weiterhin wird im Schritt S214 der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 100 Prozent gesetzt, so daß die Abschaltung der Leistungserzeugung der Lichtmaschine 2 beendet wird, und die normale Leistungs- oder Energieerzeugung wieder aufgenommen wird. Wenn andererseits im Schritt S212 die Antwort negativ ist, so geht der Programmablauf zum Schritt S209 über, in welchem der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 0 Prozent gesetzt wird, und die Leistungserzeugung weiterhin abgeschaltet bleibt.
Fig. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm mit einer Darstellung der verschiedenen Signalformen, die bei der Routine von Fig. 2 auftreten. Es wird angenommen, daß ursprünglich (also auf der linken Seite in Fig. 3) die elektrische Last abgeschaltet ist, und die Marke für niedrige Last zurückgesetzt ist (siehe die obere und die dritte Signalform in Fig. 3). Daher weist ursprünglich der Einschaltdauerfaktor des Steuersignals der Lichtmaschine 2 von 100 Prozent auf (siehe die untere Signalform), und der Ausgangsstrom IA liegt oberhalb des Lichtmaschinen-Ausgangsstroms-Schwellenwertpegels IAT (vergleiche die zweite Signalform). Daher wird der Laststrom IL (siehe die vierte Signalform) hauptsächlich von der Lichtmaschine 2 geliefert.
Zum Zeitpunkt t1 wird die elektrische Last abgeschaltet, und der Laststrom IL auf einen Pegel unterhalb des Laststrom- Schwellenwertpegels ILT verringert. Zum selben Zeitpunkt wird der Lichtmaschinenausgangsstrom IA auf einen Pegel unterhalb des Lichtmaschinen-Ausgangsstroms-Schwellenwertpegels IAT verringert. Es wird darauf hingewiesen, daß der Laststrom IL nicht verschwindet, da eine geringe elektrische Last vorhanden ist, die eingeschaltet bleibt, solange der Tastenschalter 4 eingeschaltet bleibt (beispielsweise die elektrische Last 9 in Fig. 1). Unter diesen Bedingungen durchläuft der Betriebsablauf der Prozedur von Fig. 2 die Schritte S201 bis S204 bis zum Schritt S205. Dann wird zu einem Zeitpunkt t2 unmittelbar nach dem Zeitpunkt t1 im Schritt S204 beurteilt, daß der im Schritt S206 festgestellte Lichtmaschinen-Ausgangstrom IA kleiner als der Lichtmaschinen-Ausgangstrom-Schwellenwertpegels IAT, der im Schritt S205 festgestellt wurde. Daher wird im Schritt S208 die Marke für geringe Last eingestellt. Weiterhin wird im Schritt S209 der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 0 Prozent gesetzt, und die Leistungserzeugung der Lichtmaschine 2 abgeschaltet. Daher wird der Pegel des Lichtmaschinen-Ausgangsstroms IA weiter auf einen verschwindend kleinen Pegel verringert.
Unter diesen Umständen geht nach Beginn der Routine von Fig. 2 die Programmausführung vom Schritt S204 zum Schritt S210 über, da die Marke für geringe Last eingestellt ist. Da allerdings der Laststrom IL kleiner als der Laststrom- Schwellenwertpegel ILT, ist die Antwort der Abfrage im Schritt S212 negativ, und die Leistungserzeugungs- Abschaltsteuerung der Lichtmaschine 2 wird aufrecht erhalten, bis zum Zeitpunkt t3.
Zum Zeitpunkt t3 wird die elektrische Last eingeschaltet. Dann kehrt der Laststrom IL auf einen Pegel oberhalb des Laststrom-Schwellenwertpegels ILT zurück. Der Laststrom IL wird dann von der Batterie 1 geliefert. Zum Zeitpunkt t4 unmittelbar nach dem Zeitpunkt t3 ergibt daher die Abfrage im Schritt S212 eine positive Antwort, wenn die Prozedur von Fig. 2 ausgeführt wird, und die Marke für geringe Last wird im Schritt S213 eingestellt, und die normale Leistungserzeugung im Schritt S214 wieder aufgenommen. Dies führt dazu, daß der Einschaltdauerfaktor zum Zeitpunkt t4 auf 100 Prozent zurückkehrt, und zum selben Zeitpunkt der Lichtmaschinen-Ausgangsstrom IA auf den normalen Pegel zurückkehrt.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm mit einer Darstellung der Routine, welcher die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 von Fig. 1 folgt, um den Leerlaufzustand durch Steuern der Lichtmaschine in Reaktion auf einen Anstieg der elektrischen Last zu stabilisieren. Fig. 5 ist ein Zeitablaufdiagramm mit einer Darstellung der verschiedenen Signalformen, die bei der Routine von Fig. 4 auftreten. In Schritten S401 bis S404 wird beurteilt, ob sich der Motor im Leerlaufzustand befindet oder nicht. Daher wird im Schritt S404 festgestellt, ob sich das Getriebe in einem Eingriffszustand befindet (EIN) oder in der Leerlaufstellung (AUS). Ist das Getriebe EIN, so befindet sich der Motor nicht im Leerlaufzustand, und daher geht die Programmausführung zum Schritt S414 über, in welchem der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 100 Prozent eingestellt wird, so daß eine normale Stromerzeugung erfolgt. Im Schritt S402 wird beurteilt, ob der Leerlaufschalter eingeschaltet oder ausgeschaltet ist oder nicht. Ist der Leerlaufschalter AUS, so befindet sich der Motor nicht im Leerlaufzustand, und daher geht der Programmablauf zum Schritt S414 über, in welchem der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 100 Prozent eingestellt wird, so daß eine normale Stromerzeugung erfolgt. Im Schritt S403 wird der ISC-Bezugswert (ISC: Idling Speed Control: Leerlaufdrehzahl-Steuerung), also die Bezugsleerlaufdrehzahl des Motors (NET) aus einem (nicht dargestellten) Speicher der elektronischen Steuereinheit 6 ausgelesen. Im Schritt S404 wird beurteilt, ob der momentane Drehzahlwert des Motors NE kleiner oder gleich dem Bezugswert plus einer Konstanten ist, NET + K (es wird also beurteilt, ob NE ≦ NET + K ist, wobei K eine vorbestimmte Konstante ist). Eine positive Antwort im Schritt S404 (also NE ≦ NET + K) bedeutet, daß sich der Motor im Leerlaufzustand befindet. Wenn daher das Ergebnis der Abfrage im Schritt S404 negativ ist, so geht der Programmablauf zum Schritt S414 über, in welchem der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 100% eingestellt wird, so daß normal Strom erzeugt wird. Wenn andererseits die Antwort der Abfrage im Schritt S404 positiv ist, so geht der Programmablauf zu den Schritten S405 bis S408 über, in welchen beurteilt wird, ob die Last zunimmt oder nicht.
Im Schritt S405 wird der momentane Wert des Laststroms IL[i] ermittelt. Im Schritt S406 wird der vorherige Wert des Laststroms IL[i - 1] (der Laststrom IL zu einem Zeitpunkt, der um ein vorbestimmtes kurzes Zeitintervall vor dem momentanen Zeitpunkt liegt, der in dem Speicher innerhalb der elektronischen Steuereinheit 6 gespeichert ist) ausgelesen. Im Schritt S404 wird der Laststrom-Schwellenwert- Erhöhungspegel ΔLT als Funktion des vorherigen Wertes des Laststroms IIL[i - 1] ermittelt: ΔLT = f(IL[i - 1]). Im Schritt S408 wird beurteilt, ob die Erhöhung des Laststroms, IL[i - 1] - IL[i - 1], größer oder gleich dem Laststrom- Schwellenwert-Erhöhungspegel ΔLT ist: IL[i] - IL[i - 1] ≧ ΔLT. Ist im Schritt S408 das Ergebnis der Abfrage positiv, so geht der Programmablauf zum Schritt S409 über, in welchem die Lastreaktionszeitgeber 1 und 2 (nicht gezeigt) innerhalb der elektronischen Steuereinheit 6 gleichzeitig eingestellt werden. Wie nachstehend unter Bezug auf Fig. 5 erläutert, ist die im Zeitgeber 1 eingestellte Zeit kürzer als die im Zeitgeber 2 eingestellte Zeit. Der Betriebsablauf geht zum Schritt S410 über, nachdem die Zeitgeber im Schritt S409 eingestellt wurden. Ist die Antwort auf die Abfrage im Schritt 408 negativ, so geht der Programmablauf direkt zum Schritt S410 über.
Im Schritt S410 wird beurteilt, ob Zeit im Zeitgeber 1 übrig bleibt (ob die im Zeitgeber 1 verbleibende Zeit größer 0 ist) oder nicht (ob die im Zeitgeber 1 verbleibende Zeit gleich 0 ist). Verbleibt noch Zeit im Zeitgeber 1, so geht der Programmablauf zum Schritt S411 über, in welchem der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 0 Prozent eingestellt wird, so daß die Leistungserzeugung abgeschaltet wird. Wenn andererseits die Zeit im Zeitgeber 1 abgelaufen ist (= 0), so geht der Programmablauf zum Schritt S412 über, in welchem beurteilt wird, ob im Zeitgeber 2 noch Zeit übrig bleibt (ob die im Zeitgeber 2 verbleibende Zeit < 0 ist) oder nicht (ob die im Zeitgeber 2 verbleibende Zeit = 0 ist). Verbleibt im Zeitgeber 2 noch Zeit, so geht der Programmablauf zum Schritt S413 über, in welchem der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 allmählich erhöht wird (in jedem vorbestimmten kurzen Zeitintervall stufenweise erhöht wird), so daß der von der Lichtmaschine erzeugte Strom entsprechend ansteigt. Wenn andererseits die Zeit im Zeitgeber 2 abgelaufen ist (= 0), so geht der Programmablauf zum Schritt S414 über, in welchem der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 100 Prozent eingestellt wird, so daß von der Lichtmaschine 2 eine normale Stromerzeugung erfolgt. Die Schritte S410 bis S414 führen die Lastreaktions-Steuerung (also die Steuerung in Reaktion auf den Lastzustand) der Lichtmaschine 2 durch.
Fig. 5 ist ein Zeitablaufdiagramm mit einer Darstellung der unterschiedlichen Signalformen, die bei der Routine von Fig. 4 auftreten. Nachstehend wird der Betriebsablauf der Zeitgeber 1 und 2 im einzelnen beschrieben. Die Lastreaktions-Steuerung der Lichtmaschine (also die Prozedur von Fig. 4) wird deswegen durchgeführt, um die Verringerung der Leerlaufdrehzahl des Motors in dem Fall zu verhindern, in welchem die elektrische Last eingeschaltet wird, wenn sich der Motor im Leerlauf befindet. Die Prozedur wird durch die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A zusammen mit der Leerlaufdrehzahl-Lasteinstellsteuerung durchgeführt, welche von der ISCV-Steuereinrichtung 6B durchgeführt wird.
Zum Zweck der Stabilisierung des Leerlaufzustands des Motors ist es bereits bekannt, Schalter für jeweilige elektrische Lasten vorzusehen, und die Ansaugluft in Reaktion auf die Betätigung der Schalter zu erhöhen. Allerdings führt die Bereitstellung getrennter Schalter für mehrere elektrische Lasten zu wesentlichen Kosten. Darüber hinaus begrenzt die Anzahl der Verbinder (nicht gezeigt) der elektronischen Steuereinheit 6 die Anzahl derartiger Schalter, die vorgesehen werden können. Daher wurde vorgeschlagen, das Einschalten der elektrischen Last durch Messung des Abfalls der Batteriespannung festzustellen, und die Leistungserzeugung der Lichtmaschine 2 zeitweilig zu unterbrechen, wenn das Einschalten der elektrischen Last festgestellt wird, wobei daraufhin die Leistungserzeugung allmählich auf den Normalpegel zurückgeführt wird. Auf diese Weise wird eine abrupte Verringerung der Leerlaufdrehzahl des Motors verhindert, die durch den Anschluß der elektrischen Last hervorgerufen wird. Diese Art der Lichtmaschinensteuerung wird als die Lastreaktionssteuerung der Lichtmaschine bezeichnet. Allgemein wird gemäß dieser Lastreaktionssteuerung die Leistungserzeugung allmählich auf den Normalpegel über ein Intervall von 5 bis 10 Sekunden zurückgeführt. Die Reaktionsgeschwindigkeit (also das Zeitintervall, in welchem die Drehzahl des Motors auf den Normalpegel zurückgeführt wird) wird entsprechend der Reaktionsgeschwindigkeit der Rückkopplungssteuerung der Leerlaufdrehzahl des Motors festgelegt. Allerdings kann die Reaktionsgeschwindigkeit bei diesem Steuerverfahren manchmal zu gering sein. Wenn sich nämlich die elektrische Last während des Steuervorgangs ändert (also während der Reaktionszeit), so kann die Steuerung oder Regelung nicht auf geeignete Weise auf eine derartige Änderung reagieren. Wenn die Last aus den Scheinwerfern besteht, so werden darüber hinaus die Scheinwerfer über einen beträchtlichen Zeitraum dunkler, und dies kann den Fahrer des Kraftfahrzeuges gefährden.
Wie in der obengenannten DE 41 08 751 A1 beschrieben ist, wird dort der Anstieg der elektrischen Last aus dem Anstieg des Lichtmaschinen-Ausgangsstroms ermittelt und in Reaktion auf den Anstieg der elektrischen Last die Ansaugluftmenge mit Hilfe des ISCV (Leerlaufdrehzahl-Steuerventils)erhöht. Dieses Verfahren der Anpassung an die Last weist eine eigene Verzögerung infolge der Motortakte auf (infolge des Ansaugtaktes, des Vedichtungstaktes, des Verbrennungs- oder Ausdehnungstaktes, und des Auspufftaktes), nachdem die Ansaugluftmenge erhöht wurde. Das Drehmoment steigt erst nach drei Takten an. Daher wird unmittelbar nach dem Einschalten der elektrischen Last die Drehzahl des Motors wesentlich verringert.
Aus diesen Gründen werden bei der vorliegenden Ausführungsform die Lastreaktionssteuerung der Lichtmaschine (durchgeführt durch die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A) und die Leerlaufdrehzahl-Steuerung in Reaktion auf eine Laständerung (durchgeführt durch die ISCV-Steuereinrichtung 6B, wie nachstehend beschrieben) kombiniert, so dass die Drehzahl des Motors nicht unmittelbar nach dem Einschalten der elektrischen Last verringert wird, und gleichzeitig die Leistungserzeugung der Lichtmaschine 2 und die darauffolgende Drehzahl des Motors geeignet gesteuert werden.
Der Zeitgeber 1 für die Lastreaktionssteuerung ist vorgesehen, um die Verzögerungszeit infolge der Motortakte zu kompensieren. Daher ist die in dem Zeitgeber 1 eingestellte Zeit im wesentlichen gleich der Zeit, welche für drei Takte des Motors im Leerlauf erforderlich ist. Unter der Annahme, dass der Motor ein Viertaktmotor ist, und dass die Leerlaufdrehzahl des Motors 750 Umdrehungen pro Minute beträgt, beträgt die im Zeitgeber 1 eingestellte Zeit etwa 120 Millisekunden.
Andererseits wird der Zeitgeber 2 auf eine Zeit eingestellt, die im wesentlichen gleich der Verzögerungszeit oder der Zeitkonstante der Ansaugluft ist, wenn die Ansaugluftmenge stufenweise mit Hilfe des ISCV erhöht wird. Die Zeitkonstante ändert sich anhängig von der Drehzahl des Motors. Die Zeitkonstante nimmt nämlich ab, wenn die Drehzahl des Motors zunimmt. Der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 soll von Null auf 100 Prozent über einen Zeitraum erhöht werden, der im wesentlichen gleich der Verzögerungszeit (der Zeitkonstante) der Ansaugluft ist. Daher wird im Schritt S413 in Fig. 4 der Einschaltdauerfaktor in einem kurzen Zeitintervall erhöht, welches der Drehzahl des Motors entspricht (beispielsweise in jedem Zeitintervall, welches als vorbestimmte Funktion der Drehzahl ermittelt wird, wobei der Wert des Zeitintervalls abnimmt, wenn die Drehzahl zunimmt, oder bei jedem Auftreten des Impulses des Kurbelwinkelsignals, welches in den Signalen 7a von Fig. 1 vorhanden ist), wodurch der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 von Null auf 100 Prozent über den Zeitraum erhöht wird, welcher gleich der Zeitkonstante der Ansaugluft beziehungsweise des Ansauglufteinlasses ist.
Fig. 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, welches die verschiedenen Signalformen zeigt, die bei der Routine auftreten, welcher die ISCV-Steuereinrichtung 6B der elektronischen Steuereinheit 6 von Fig. 1 folgt, um den Leerlaufzustand durch Einstellung des ISCV (Leerlaufdrehzahl-Steuerventils) in Reaktion auf einen Anstieg der elektrischen Last zu stabilisieren. Entsprechend dem Leerlaufdrehzahl- Steuerverfahren wird das ISCV so gesteuert, daß die Lufteinlaßmenge für den Motor angepaßt wird, wodurch die Leerlaufdrehzahl des Motors gesteuert wird. Der Anstieg der elektrischen Last wird dadurch ermittelt, daß die Erhöhung des Lasstroms IL festgestellt wird. Diese Ermittlung des Anstiegs der elektrischen Last kann in den Schritten S405 bis S408 in Fig. 4 durchgeführt werden. Wird die Erhöhung des Laststroms festgestellt, so wird die Lastreaktionssteuerung der Lichtmaschine von Fig. 4 wie voranstehend erläutert durchgeführt. Zum gleichen Zeitpunkt wird der Einschaltdauerfaktor des ISCV entsprechend dem Ausmaß der Erhöhung des Laststroms erhöht. Hierbei wird angenommen, daß das ISCV die Lufteinlaßmenge des Motors entsprechend dem Einschaltdauerfaktor für sein Steuersignal einstellt. Das ISCV kann daher ein ISCV-Ventil des Magnetspulentyps sein.
Nachstehend wird der voranstehend geschilderte Simultanbetrieb mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Fig. 4 bis 6 beschrieben. Es wird angenommen, daß die elektrische Last zum Zeitpunkt t1 eingeschaltet wird (siehe die obere Signalform in den Fig. 5 und 6). Daher nimmt der Laststrom IL abrupt zum Zeitpunkt t1 zu (siehe die zweite Signalform in den Fig. 5 und 6). Die Zeitgeber 1 und 2 werden im Schritt S409 auf die voranstehend beschriebenen Werte eingestellt (siehe die dritte und vierte Signalform in Fig. 5, in welchen die Höhe der Signalkurven der Zeit entspricht, die im jeweiligen Zeitgeber eingestellt wird), und der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 wird auf 0 Prozent im Schritt S411 verringert (siehe die fünfte Signalform in Fig. 5). Der Lichtmaschinen-Ausgangsstrom IA nimmt abrupt zu dem Zeitpunkt zu, in welchen die elektrische Last eingeschaltet wird, wird jedoch sofort danach auf einen verschwindend kleinen Pegel verringert (siehe die untere Signalform in Fig. 5).
Gleichzeitig wird zum Zeitpunkt t1 der Einschaltdauerfaktor des ISCV um einen Betrag erhöht, welcher dem Anstieg des Laststroms IL entspricht (siehe die dritte Signalform in Fig. 6). Die Drehzahl des Motors bleibt jedoch im wesentlichen konstant bis zum Zeitpunkt t2, und nimmt daraufhin allmählich zu (siehe die vierte Signalform in Fig. 6).
Zum Zeitpunkt t2 wird die in dem Zeitgeber 1 verbleibende Zeit auf Null verringert (siehe die dritte Signalform von Fig. 5), und die elektronische Steuereinheit 6 beginnt mit einer Erhöhung des Einschaltdauerfaktors der Lichtmaschine 2 im Schritt S413 von Fig. 4 (siehe die fünfte Signalform von Fig. 5). Zum Zeitpunkt t3 wird die in dem Zeitgeber 2 eingestellte Zeit auf Null verringert (siehe die vierte Signalform von Fig. 5), und der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 erreicht 100 Prozent.
Daher ist während des Intervalls zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2, in welchem das Drehmoment des Motors nicht zunimmt, der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf Null Prozent eingestellt, so daß die Drehzahl des Motors im Wesentlichen auf einem konstanten Pegel gehalten wird, wie durch die Signalform A unten in Fig. 6 gezeigt. Wenn das Drehmoment des Motors nach dem Zeitpunkt t2 allmählich zunimmt, wird entsprechend der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 erhöht (siehe die fünfte Signalform in Fig. 5). Die Drehmomenterhöhung des Motors wird kompensiert durch den Anstieg des Lichtmaschinenausgangs-Stroms IA. Daher bleibt die Drehzahl des Motors, welche durch die Kurve A in Fig. 6 dargestellt wird, über die gesamte Steuerperiode im wesentlichen stabil. Die Signalformen B und C in Fig. 6 zeigen die Änderung der Drehzahl des Motors, wenn nur die Leerlaufdrehzahl-Steuerung mit Hilfe der ISCV- Steuereinrichtung 6B durchgeführt wird (Kurve B), und weder die Leerlaufdrehzahl-Steuerung durch die ISCV- Steuereinrichtung 6B noch die Lastreaktions-Steuerung der Lichtmaschine durch die Lichtmaschinen-Steuereinrichutng 6A durchgeführt werden (Kurve C).
Im Falle der voranstehend geschilderten Ausführungsform wird der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine auf Null Prozent gesteuert, wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, wenn der Anstieg des Laststroms groß ist. Der Ausgangsstrom der Lichtmaschine 2 wird dann auf einen verschwindend kleinen Pegel abgeschaltet. In der Praxis bei Kraftfahrzeugmotoren befindet sich allerdings die Lichtmaschine 2 dauernd in einem Zustand, in welchem sie Strom auf einem Pegel von 10 bis 20 Ampere erzeugt. Wenn die Lichtmaschine mit dem Einschaltdauerfaktor von 100 Prozent gesteuert wird, so nimmt der durch die fundamentale, eingebaute Funktion der Lichtmaschine 2 erzeugte Strom etwa 25 Prozent des Gesamtausgangsstroms der Lichtmaschine ein. Dies dient als Motorlast zum Ausgleichen und Stabilisieren der Drehzahl des Motors.
Wenn der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 abrupt auf Null Prozent eingestellt wird, wird daher die Last des Motors zu abrupt verringert, so daß die Drehzahl des Motors plötzlich ansteigen kann.
Daher kann der Schritt S411 von Fig. 4 wie nachstehend erläutert modifiziert werden. Statt den Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf Null Prozent einzustellen, wird nämlich die Lichtmaschine 2 auf einen Pegel eingestellt, der gleich dem Pegel ist, bevor die Erhöhung der elektrischen Last ermittelt wurde. Der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 kann auf etwa 25 Prozent eingestellt werden. Alternativ hierzu können die Werte des Einschaltdauerfaktors der Lichtmaschine 2 vorher als Funktion oder als zweidimensionales Kennlinienfeld des Spannungsignals 5a des Stromsensors 5 und der Drehzahl des Motors ermittelt werden, und in dem Speicher der elektronischen Steuereinheit 6 gespeichert werden. Im Schritt S411 wird der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 ursprünglich auf den Pegel eingestellt, der in der elektronischen Steuereinheit 6 gespeichert ist (also auf den Pegel, welcher durch die Kennlinienfeldfunktion festgelegt wird), und wird daraufhin im Schritt S413 erhöht. Alternativ hierzu kann die Lichtmaschine 2 mit einer eingebauten Klemme versehen sein, durch welche ihr Einschaltdauerfaktor überwacht werden kann. Dann wird der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 durch die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 aus dem Überwachungssignal 6c von Fig. 1 ermittelt, und in dem (nicht gezeigten) Speicher der elektronischen Steuereinheit 6 gespeichert. Im Schritt S411 wird der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 ursprünglich auf den Pegel des Einschaltdauerfaktors eingestellt, bevor der Anstieg des Laststroms ermittelt wird, und daraufhin im Schritt S413 allmählich erhöht. Bei diesem Verfahren wird eine exakte Steuerung realisiert, und das voranstehend erwähnte Problem eines abrupten Anstiegs der Drehzahl des Motors ist vollständig beseitigt.
Wie voranstehend erläutert wird der Ausgangsstrom IA der Lichtmaschine 2 durch die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 auf der Grundlage des Spannungssignales 1a gesteuert, welches von der Batterie 1 empfangen wird, und des Spannungssignals 5a, welches von dem Stromsensor 5 empfangen wird. Allerdings zeigt eine detaillierte Analyse des Betriebs des Motors, daß die Belastung des Drehmoments des Motors in Bezug auf das Ausgangsdrehmoment des Motors unmittelbar vor Beendigung des Vedichtungstaktes des Motors groß wird, und dann die Drehzahl des Motors verringert wird. Daher weist die Drehzahl des Motors eine periodische Variation auf. Der Ausgangsspannungspegel der Lichtmaschine 2 folgt der Drehzahl des Motors, wie durch die Kurve in der mittleren Reihe von Fig. 7 gezeigt ist. Die eingebaute Steuerung der Stromzufuhr zur Erregerspule der Lichtmaschine wird synchron zu den Motortakten durchgeführt, wie durch die Signalform unten in Fig. 7 gezeigt, welche die Erregerspulen-Einschaltdauer der Lichtmaschine zeigt, wobei der Einschaltzustand dem Leistungserzeugungszustand und der Ausschaltzustand dem Zustand der Lichtmaschine entspricht, in welchem keine Leistung erzeugt wird. Durch Synchronisieren der Erregerwicklungs-Einschaltdauer der Lichtmaschine mit den Motortakten wird die Variation der Drehzahl des Motors minimalisiert. Bei der voranstehenden Ausführungsform wird daher der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 durch die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 mit Hilfe des Steuersignals 6a gesteuert, welches an die Steuerklemme der Lichtmaschine 2 angelegt wird. Daher werden vorzugsweise die Einschalt- und Ausschaltperioden des Steuersignals 6a mit den Motortakten synchronisiert, wie in Fig. 7 gezeigt ist, auf der Grundlage des Kurbelwinkelsignals, welches in den Signalen 7a enthalten ist.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, welches eine weitere Routine (die Rückkopplungs-Regelroutine) zeigt, welcher die Lichtmaschinen-Steuereinrichtung 6A der elektronischen Steuereinheit 6 von Fig. 1 folgt, um den Leerlaufzustand durch Steuern der Lichtmaschine in Reaktion auf eine Erhöhung der elektrischen Last zu stabilisieren. Die Schritte S801 bis S808 gleichen den Schritten S404 bis S408 von Fig. 4. Aus diesem Grunde erfolgt hier keine erneute Beschreibung. Ist die Antwort auf die Abfrage im Schritt S808 positiv (also ist der Anstieg des Laststroms IL größer als der Schwellenwert, IL[i] - IL[i - 1] ≧ ΔLT), so geht der Programmablauf zum Schritt S209 über, in welchem ein Lastreaktionszeitgeber eingestellt wird. Der Programmablauf geht nach dem Schritt S809 zum Schritt S810 über. Andererseits geht, wenn das Ergebnis der Abfrage im Schritt S808 negativ ist, der Betriebsablauf direkt zum Schritt S810 über.
Im Schritt S810 wird beurteilt, ob der Zeitgeber eingestellt ist oder nicht. Ist das Ergebnis der Abfrage im Schritt S810 negativ, so geht der Programmablauf zum Schritt S814 über, in welchem der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf 100 Prozent eingestellt wird, und die Lichtmaschine 2 normal Leistung erzeugt. Wenn andererseits das Ergebnis der Abfrage im Schritt S810 positiv ist, geht der Betriebsablauf zum Schritt S811 über, in welchem die Zielausgangsstrompegelkurve der Lichtmaschine 2 aus dem Speicher der elektronischen Steuereinheit 6 ausgelesen wird. Die Zielausgangsstrompegelkurve weist eine Anfangswert gleich dem Strompegel auf, bevor die Erhöhung des Lastroms IL in den Schritten S805 bis S808 festgestellt wird, und steigt allmählich an, während sich die in dem Zeitgeber verbleibende Zeit verringert. Die Zielausgangsstrompegelkurve kann auf dem Anfangswert während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 in Fig. 5 bleiben, und dann allmählich während des Intervalls zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 in Fig. 5 ansteigen, wobei der Zeitgeber der Prozedur von Fig. 8 dem Zeitgeber 2 der Prozedur von Fig. 4 entspricht. Die Zielausgangsstrompegelkurve wird vorher ermittelt, und in dem Speicher der elektronischen Steuereinheit 6 gespeichert.
Im Schritt S812 wird die Abweichung des momentanen Ausgangsstrompegels der Lichtmaschine 2 in bezug auf den Zielpegel der im Schritt S811 ausgelesenen Kurve ermittelt, und der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 (also der Einschaltdauerfaktor des Steuersignals 6a) wird entsprechend der PID-Steuer- oder Regelwirkung (proportional plus integral plus Ableitung) berechnet. Daher wird der Einschaltdauerfaktor D entsprechend folgender Gleichung festgelegt: D = K . (z + (1/TI)∫z . dt + TD(dz/dt)), wobei K die Proportionalempfindlichkeit ist, die Variable z die Abweichung des momentanen Ausgangstrompegels der Lichtmaschine 2 vom Zielpegel der Kurve ist, die im Schritt S 811 ausgelesen wurde, und TI und TD die integrierte Zeit und die abgeleitete Zeit (Zeitrate) bezeichnen. Alternativ hierzu kann der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 entsprechend einer PI-Steuer- oder Regelwirkung (proportional plus integral) berechnet werden. Dann wird daher der Einschaltdauerfaktor D folgendermaßen festgelegt: D = K(z + (1/TI)∫z . dt), wobei K die Proportionalempfindlichkeit ist, die Variable z die Abweichung des momentanen Ausgangsstrompegels der Lichtmaschine 2 gegenüber dem im Schritt S811 ausgelesenen Zielpegel ist, und TI die integrierte Zeit ist (die Zeit, über welcher das Integral genommen wird). Gemäß einer weiteren Alternative kann der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 entsprechend einer PD-Steuer- oder Regelwirkung berechnet werden (proportional plus Ableitung). Dann wird der Einschaltdauerfaktor D folgendermaßen ermittelt: D = K(z + (1/TD)(dz/dt)), wobei K die Proportionalempfindlichkeit ist, die Variable z die Abweichung des momentanen Ausgangsstrompegels der Lichtmaschine 2 gegenüber dem im Schritt S811 ausgelesenen Zielpegel angibt, und TD die Ableitungszeit ist (die Zeitlänge, über welche die Ableitung vorgenommen wird).
Im Schritt S818 wird der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 auf den Pegel gesteuert beziehungsweise geregelt, der im Schritt S812 mit Hilfe des Steuersignals 6a berechnet wurde. Obwohl dies nicht ausdrücklich in Fig. 8 gezeigt ist, werden die Schritte S812 und S813 wiederholt, bis die in dem Zeitgeber im Schritt S809 eingestellte Zeit abgelaufen ist (= 0), so daß der Einschaltdauerfaktor der Lichtmaschine 2 entsprechend der Zielausgangsstrompegelkurve gesteuert wird, welche im Schritt S811 ausgelesen wird.

Claims (7)

1. Elektronische Steuervorrichtung zum Steuern einer Lichtmaschine und der Leerlaufdrehzahl eines Motors eines Kraftfahrzeuges, umfassend
  • - eine Detektoreinrichtung (Schritte S405-S407; Schritte S805-S807) zur Erfassung des Anstiegs (IL(i) - IL(i - 1)) eines Laststroms (IL), der durch eine an die Lichtmaschine (2) angeschlossene elektrische Last fließt;
  • - eine an die Detektoreinrichtung (Schritte S405- S407; Schritte S805-S807) angeschlossene Komparatoreinrichtung (Schritt S408; Schritt S808), um den Anstieg (IL(i) - IL(i - 1)) des Laststroms (IL) mit einem Schwellwert (ΔLT) zu vergleichen;
  • - eine an die Komparatoreinrichtung (Schritt S408; Schritt S808) angeschlossene Steuereinrichtung (Schritte S409-S411; Schritte S809-S813) zur Steuerung eines Erregerstroms zu einer Erregerwicklung der Lichtmaschine (2) in Abhängigkeit von der Motorlast;
wobei
  • - der Erregerstrom auf einen vorbestimmten Pegel verringert wird, wenn nach Erhöhung der Motorlast der Anstieg des Laststromes größer als der Schwellwert (ΔLT) oder gleich diesem Schwellwert ist; und
  • - nach dieser Verringerung die Steuereinrichtung den Erregerstrom der Lichtmaschine (2) über eine anschließende Zeitdauer allmählich steigert;
dadurch gekennzeichnet, dass
  • - die Verringerung über ein vorbestimmtes Zeitintervall erfolgt, das einer Verzögerungszeit entspricht, mit welcher der Motor infolge der Motortakte auf einen Anstieg des Steuerpegels für die Ansaugluftmenge im Motor anspricht; und
  • - die anschließende Zeitdauer der Verzögerungszeit entspricht, mit welcher sich die Ansaugluftmenge im Motor nach Ablauf des vorbestimmten Zeitintervalls ändert.
2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Leerlauf-Drehzahlsteuerung (ISCV, 6B, 8) zur Steuerung der Leerlauf-Drehzahl des Motors, wobei die Detektoreinrichtung zur Erfassung eines Anstiegs des Laststromes aktivierbar ist, wenn die Leerlauf- Drehzahlsteuerung (ISCV, 6B, 8) einen Leerlauf-Zustand des Motors erfasst.
3. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Stromzufuhr zur Erregerwicklung der Lichtmaschine (2) nach einem proportionalen und integrierenden Steuermodus steuert.
4. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Stromzufuhr zur Erregerwicklung der Lichtmaschine (2) nach einem proportionalen und differenzierenden Steuermodus steuert.
5. Steuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Stromzufuhr zur Erregerwicklung der Lichtmaschine (2) nach einem proportionalen, integrierenden und differenzierenden Steuermodus steuert.
6. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Recheneinrichtung (Schritt S407; Schritt S907) zum Berechnen des Schwellwertes (ΔLT) in Abhängigkeit vom Laststrom (IL(i - 1)), der von einer einen Bestandteil der Detektoreinrichtung (Schritte S405-S407; Schritte S805-S807) bildenden Laststromdetektoreinrichtung (Schritt S406; Schritt S806) erfasst wird.
7. Steuervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, ferner gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Abschalten des Erregerstroms bei Betrieb unter geringer Last, umfassend:
  • - eine erste Stromdetektoreinrichtung (Schritt S206) zur Erfassung eines Ausgangsstroms (IA) der Lichtmaschine (2)
  • - eine zweite Stromdetektoreinrichtung (Schritt S211) zur Erfassung eines Laststroms (IL), der durch eine an die Lichtmaschine (2) angeschlossene Last fließt;
  • - eine erste Vergleichseinrichtung (Schritt S207), die an die erste Stromdetektoreinrichtung (Schritt S206) angeschlossen ist, zum Vergleichen des Ausgangsstroms (IA) der Lichtmaschine (2) mit einem ersten Strom-Schwellwert (IAT), wobei die erste Vergleichseinrichtung einen Betriebszustand entsprechend einer geringen Last einstellt, wenn der Ausgangsstrom (IA) der Lichtmaschine (2) kleiner als der erste Strom-Schwellwert (IAT) ist;
  • - eine zweite Vergleichseinrichtung (Schritt S212), die an die zweite Stromdetektoreinrichtung (Schritt S211) angeschlossen ist, zum Vergleichen des Laststroms (IL) der Lichtmaschine (2) mit einem zweiten Strom-Schwellwert, wobei die zweite Vergleichseinrichtung einen Betriebszustand entsprechend einer geringen Last zurücksetzt, wenn der Laststrom (IL) nicht kleiner als der zweite Strom-Schwellwert ist; und
  • - eine Abschaltsteuereinrichtung (Schritt S209), die an die erste und zweite Vergleichseinrichtung angeschlossen ist, um eine Stromzufuhr zu der Erregerwicklung der Lichtmaschine (2) nur dann abzuschalten, wenn ein Betriebszustand entsprechend einer geringen Last eingestellt ist.
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