-
Hintergrund
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Drosselsteuervorrichtung, zur
elektronischen Steuerung eines Steuerventils zur Steuerung einer
Ansaugluftmenge eines Verbrennungsmotors der in einem Fahrzeug montiert
ist, unter Verwendung eines Aktuators wie zum Beispiel eines Elektromotors
etc.
-
In
den letzten Jahren wandelten sich Drosselsteuervorrichtungen von
solchen, bei denen die Position einer Drosselklappe über ein
mechanisch verbundenes Gaspedal gesteuert wird, zu solchen elektronischer
Art, die mit Hilfe eines Aktuators wie zum Beispiel eines Elektromotors
etc. elektronisch eine Drosselklappe steuern, um ein optimale Menge von
Luft zu liefern, in Abhängigkeit
des Betriebszustandes eines Verbrennungsmotors. Die Anordnung einer
herkömmlichen,
elektronisch steuernden Drosselklappensteuerung ist in JP-A-61-8441
beispielhaft gezeigt, wobei ein Signal das den Betriebszustand widerspiegelt
wie das Ausgangssignal eines Beschleunigungssensors, zur Erfassung
des Grads der Niederdrückung
eines Gaspedals für
den Berechnungsprozess herangezogen wird, um dadurch einen Zielöffnungswinkel
eines Steuerungsventils festzulegen. Ferner wird in dieser Drosselsteuervorrichtung ein
Beschleunigungssensor zur Erfassung der Position eines Steuerungsventils
bereitgestellt, darüber
hinaus wird der aktuelle Grad der Öffnung einer Drosselklappe
basierend auf dem Ausgabewert des Beschleunigungssensors berechnet
und die Position des Steuerungsventils unterliegt der Regelung,
unter Verwendung eines Aktuators wie zum Beispiel eines Elektromotors
etc., bis der Ist-Drosselklappenöffnungsgrad
gleich dem Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
ist.
-
Ferner
zeigt JP-A-10-306735 die beispielhafte Anordnung einer weiteren
herkömmlichen,
elektronisch gesteuerten Drosselklappensteuerung, bei der die Sicherstellung
der Betriebssicherheit eines zu steuernden Drosselkörpers empfohlen
wird, da das Verfahren zur Steuerung der Gaspedalposition des Drosselkörpers gänzlich durch
Benützung
elektrischer Signale ausgeführt
wird und ein Rückfallmechanismus
zur mechanischen Lieferung einer Ansaugluftmenge der imstande ist
sich selbst fortzubewegen derart vorgesehen ist, dass sich ein Fahrzeug zu
einer Werkstatt bewegen kann wenn eine Störung der Vorrichtung auftritt.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Jedoch
sind herkömmliche
Drosselkörper die
mit einem Rückfallmechanismus
ausgestattet sind derart aufgebaut, dass wenn eine Anomalie eines
Sensors etc. auftritt, die für
das Antriebssystem des Aktuators nötige Stromquelle unterbrochen
wird und ein vorgegebener Öffnungsgrad
der Drosselklappe aufgrund der Vorspannkraft einer Feder mechanisch
wiederhergestellt wird. Dadurch ist der Drosselkörper so ausgeprägt, dass
er eine nichtlineare axiale Drehmoment-Kennlinie aufweist. Ferner
wird die Drosselklappe derart gesteuert, dass der Drosselkörper mit
dem nichtlinearen axialen Drehmoment durch den Einsatz eines Steuerungsverfahrens
wie der PID-Regelung etc. gesteuert wird.
-
Die
Integrationseinheit die der Konvergierung des zu steuernden Subjekts
dient, um den Soll-Drosselklappenöffnungsgrad zu steuern, besitzt einen
Nachlauf-Kennlinie zweiter Ordnung und hat ebenfalls eine nichtlineare
axiale Kennlinie, da das zu steuernde Subjekt System aufgrund des
Rückfallmechanismus
eine nichtlineare Kennlinie aufweißt. Demnach dauert es lange
Zeit bis der Integrationswert konvergiert. Insbesondere, wenn eine
derartige Antwort ausgeführt
wird, bei der sich der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad und der Rückfallöffnungsgrad überkreuzen,
tritt das Problem auf, dass die Reaktionszeit und die Zeit bis zur
Konvergierung lange werden.
-
Das
Dokument
JP 10238370
(D1) bezieht sich auf eine elektronische Drosselsteuervorrichtung für Verbrennungsmotoren
mit dem Ziel die Ansprechempfindlichkeit der Drosselsteuerung zu
verbessern, wobei wenn ein Soll-Drosselklappenöffnungsgrad über eine
regulierte Öffnung
eines Öffners
hinweg geändert
wird, wird eine integrierte Einheit auf einen Lernwert einer Konvergenzvariable
festgesetzt. Während
der Änderung über diesen
Wert wird unverzüglich
ein Wechsel der Antriebskraft eines Motors auf einen Wert ausgeführt, der
hinreichend groß ist um
einer Last während
der Änderung über diesen Wert
entgegen zu stehen. Wenn die der Betrag der Änderung über diesen Wert klein ist,
kann der Konvergenz Wert auf 0% gesetzt werden, um Überschwingen
zu vermeiden.
-
Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Drosselsteuervorrichtung
bereitzustellen die das oben genannte Problem des Stands der Technik
umgehen kann und sowohl die Reaktionszeit wie auch die Zeit bis
zur Konvergierung verkürzen
kann.
-
Die
Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs
gelöst.
Die abhängigen
Ansprüche
beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
-
Entsprechend
eines Gesichtspunkts der vorliegenden Erfindung, ist die vorliegende
Erfindung derart angeordnet, dass in einer Drosselsteuervorrichtung,
welche die Position einer Drosselklappe eines elektronisch gesteuerten
Drosselkörpers
steuert, der einen Rückfallmechanismus
zum Sichern der Selbstfortbewegung eines Fahrzeugs im Zeitraum während einer
Störung
durch Verwendung eines Aktuators auf Basis eines Soll-Drosselöffnungsgrads, der
von der Motorsteuereinheit geliefert wird, wenn ein Soll-Drosselöffnungsgrads
der von der Motorsteuereinheit eingegeben wird den Rückfallöffnungsgrad
des Rückfallmechanismus überkreuzt,
wird ein Korrekturwert, der addiert wurde, auf einen Initialintegrationswert
gesetzt und ein Korrekturwert, der nachfolgend berechnet wurde,
wird zu dem Initialintegrationswert addiert um eine Regelung durchzuführen.
-
Entsprechend
dieser Anordnung wird wenn der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
den Rückfallöffnungsgrad überkreuzt
der Korrekturwert auf den Initialintegrationswert gesetzt, so dass
das Ansprechverhalten das eine Integrationseinheit benützt beschleunigt
werden kann und damit sowohl die Reaktionszeit wie auch die Zeit
bis zu Konvergierung verkürzt
werden können.
-
In
der obigen Anordnung ist der vorbestimmte Initialintegrationswert
vorzugsweise auf 0 gesetzt.
-
Darüber hinaus
ist in der obigen Anordnung vorzugsweise ein Tot-Band-Bereich vorgesehen
der einen Rückfallöffnungsgrad
beinhaltet und wenn der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad der von der Motorsteuereinheit
eingegeben wird den Unempfindlichkeitsbereich überschneidet, wird ein zuvor
addierter Integrationswert auf den Initialintegrationswert gesetzt
und ein anschließend
berechneter Integrationswert wird zu dem Initialintegrationswert
addiert um dadurch eine Regelung durchzuführen.
-
Der
Tot-Band-Bereich ist vorzugsweise auf einen Wert ±1.5 Grad
des Tot-Band-Bereichs gesetzt.
-
Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
-
1 ist
ein Blockdiagramm, das den gesamten Aufbau der Drosselsteuervorrichtung,
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, zeigt;
-
2 ist
ein Diagramm, zur Erklärung
des Rückfallöffnungsgrads
des elektronisch gesteuerten Drosselkörpers der in der Drosselklappenvorrichtung,
entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, verwendeten wird;
-
3 ist
ein Diagramm, zur Erklärung
des Verhaltens eines tatsächlichen
Drosselklappenöffnungsgrad
und eines berechneten Inte grationswerts für den Fall, dass der elektronisch
gesteuerte Drosselkörper
gesteuert wird; und
-
4 ist
ein Diagramm, zur Erklärung
des Verfahrens zur Bestimmung eines Soll-Drosselklappenöffnungsgrads
unter Verwendung eines Mittels zum Löschen des Integrationswerts
in der Drosselklappensteuerungsvorrichtung, entsprechend der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
-
Der
Aufbau der Drosselsteuervorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung wird Bezug nehmend auf die 1 bis 4 erklärt.
-
Zuerst,
wird der gesamte Aufbau der Drosselsteuervorrichtung gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung Bezug nehmend auf 1 erklärt.
-
1 ist
ein Blockdiagramm, das den gesamten Aufbau der Drosselsteuervorrichtung,
entsprechend einer Ausführungsform
der Erfindung, zeigt.
-
Eine
Motorsteuereinheit 10 berechnet einen Soll-Drosselklappenöffnungsgrad,
um einen Verbrennungsmotor mit einer optimalen Menge an Luft zu
beliefern, auf der Basis von Signalen verschiedener Arten von Sensoren
wie zum Beispiel einem Beschleunigungssensor 20, zur Ermittlung
der Stellung des Gaspedals 22 und liefert den berechneten
Wert an eine Drosselsteuereinheit 100.
-
Die
Drosselsteuereinheit 100 liefert ein Signal an einen Motor 34,
um eine Drosselklappe 32 zu drehen die sich in einem elektronisch
gesteuerten Drosselkörper 30 befindet,
auf der Basis des Soll-Drosselklappenöffnungsgrad,
um die Position der Drosselklappe zu steuern. Der Öffnungsgrad
der Drosselklappe 32 wird von einem Drosselsensor 36 erfasst
und der erfasste Öffnungsgrad
wird an die Dros selsteuerungseinheit 100, als ein Ist-Drosselklappenöffnungsgradsignal übertragen.
Die Drosselsteuereinheit 100 berechnet den Ist-Drosselklappenöffnungsgrad
auf der Basis des Ist-Drosselklappenöffnungsgradsignals und die
Position des Steuerventils unterliegt der Regelung so, dass der
Ist-Drosselöffnungsgrad
zu dem Soll-Drosselöffnungsgrad
konvergiert.
-
Die
Drosselsteuereinheit 100 beinhaltet eine Subtraktionseinheit 110,
eine PID Regelungseinheit 120, eine Regelbetragberechnungseinheit 130 und eine
Einheit zu Erfassung der Löschung
des Integrationswerts 140.
-
Die
Subtraktionseinheit 110 berechnet eine Differenz zwischen
dem Soll-Drosselöffnungsgrad und
dem Ist-Drosselöffnungsgrad
und gibt die so berechnete Differenz an die PID Regelungseinheit 120 aus.
-
Die
PID Regelungseinheit 120 umfasst eine Proportionalanteil
Berechnungseinheit 122, eine Integrationsanteil Berechnungseinheit 124,
eine Ableitungsanteil Berechnungseinheit 126 und eine Additions-/Subtraktions-Einheit 128.
Die Proportionalanteil Berechnungseinheit 122 multipliziert
die Abweichung (Δθ) zwischen
dem Soll-Drosselöffnungsgrad
und dem Ist-Drosselöffnungsgrad
mit einer proportionalen Verstärkung
(P Verstärkung),
um einen proportionalen Anteil zu erhalten. Die Integrationsanteil
Berechnungseinheit 124 multipliziert einen Integrationswert
(ΣΔθ) der Abweichung
(Δθ) zwischen
dem Soll-Drosselöffnungsgrad
und dem Ist-Drosselöffnungsgrad
mit einer Integrationsverstärkung
(I Verstärkung)
um einen Integrationsanteil zu erhalten. Die Ableitungsanteil Berechnungseinheit 126 multipliziert
einen Differenzenquotienten (dθ/dt)
des Ist-Drosselöffnungsgrads
mit einer Ableitungsverstärkung
(D Verstärkung),
um einen Ableitungsanteil zu erhalten. Die Additions-/Subtraktions-
Einheit 128 erhält
die Summe des Ausgabewertes des Proportionalanteil Berechnungseinheit 122 und
des Ausgabewertes des Integrationsanteil Berechnungseinheit 124 subtrahiert
anschließend
von der erhaltenen Summe den Ausgabewert der Ableitungsanteil Berechnungseinheit 126 um
einen Substraktionswert zu erhalten und gibt den Subtraktionswert
als ein PID Steuersignal an die Regelbetragberechnungseinheit 130 aus.
-
Die
Regelbetragberechnungseinheit 130 berechnet einen Regelbetrag
auf der Basis des PID Steuerungssignals, um dadurch den so berechneten Regelbetrag
an den Motor 34 auszugeben.
-
Ferner
ist diese Ausführungsform
dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Einheit zur Erfassung
der Löschung
des Integrationswertes 140 ausgestattet ist. Die Einheit
zur Erfassung der Löschung des
Integrationswertes 140 überwacht
den Soll-Drosselklappenöffnungsgrad,
um dadurch zu bestimmen, ob der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
den Rückfallöffnungsgrad überkreuzt
in dem Moment, wenn der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad sich verändert. Falls
ermittelt wird, dass der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad den Rückfallöffnungsgrad überkreuzt, setzt
die Einheit zur Erfassung der Löschung
des Integrationswerts den Integrationswert der Integrationsanteil-Berechnungseinheit 124,
der als Korrekturwert dient, auf 0.
-
Der
Rückfallöffnungsgrad
des elektronisch gesteuerten Drosselkörpers wird unter Bezugnahme auf 2 erklärt.
-
2 ist
ein Diagramm zur Erklärung
des Rückfallöffnungsgrades
des elektronisch gesteuerten Drosselkörpers, der in der Drosselklappenvorrichtung
entsprechend einer Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird. In 2 repräsentiert
die Abszisse den Drosselklappenöffnungsgrad
und die Ordinate repräsentiert
das axiale Drehmoment.
-
Der
elektronisch gesteuerte Drosselklappenkörper 30 ist derart
konfiguriert, dass falls eine Anomalie etc. in dem Motor 34 etc.
auftritt, die Stromquelle für
den Motor 34 unterbrochen wird und die Drosselklappe mechanisch
infolge der Vorspannkraft einer Feder etc. auf den Rückfallöffnungsgrad
wieder eingestellt wird. Demnach ist der elektro nisch gesteuerte
Drosselkörper 30 so
ausgeprägt,
dass er eine nichtlineare, axiale Drehmoment-Kennlinie wie in 2 gezeigt,
besitzt.
-
Das
heißt,
wenn der Drosselklappenöffnungsgrad
gleich dem Rückfallöffnungsgrad θ0 ist, beträgt das axiale
Drehmoment den Wert 0. Demnach besitzt der elektronisch gesteuerte
Drosselkörper
eine derartige Kennlinie, dass falls die Stromquelle für den Motor 34 unterbrochen
ist, der Rückfallöffnungsgrad θ0 der Drosselklappe
wiederhergestellt wird. In einem Bereich, in dem der Drosselklappenöffnungsgrad
größer als
der Rückfallöffnungsgrad θ0 ist, besitzt
der elektronisch gesteuerte Drosselkörper eine derartige Kennlinie,
dass das axiale Drehmoment in Übereinstimmung
mit dem Anstieg des Drosselklappenöffnungsgrades ansteigt und
zudem eine Hysterese-Kennlinie aufweist. Ferner besitzt der elektronisch
gesteuerte Drosselkörper
eine derartige Kennlinie, dass in einem Bereich, in dem der Drosselklappenöffnungsgrad
kleiner ist als der Rückfallöffnungsgrad θ0, das axiale
Drehmoment zur negativen Seite ansteigt in Übereinstimmung mit dem Abfall
des Drosselöffnungsgrades
und zusätzlich
eine Hysterse-Kennlinie
aufweist. Mit anderen Worten, das axiale Drehmoment wechselt schlagartig
von der negativen Seite zu der positiven Seite durch den Rückfallöffnungsgrad θ0. Insofern,
liegt dieser Öffnungsgrad im
Allgemeinen in einem Bereich von 7 bis 15 Grad, obwohl der Rückfallöffnungsgrad θ0 in Abhängigkeit von
der Art des elektronisch gesteuerten Drosselkörpers 30 variiert.
-
Da
der elektronisch gesteuerte Drosselkörper 30 die in 2 gezeigte
Drehmoment-Kennlinie besitzt, hat die Integrationsanteil-Berechnungseinheit 124 Integrationswerte
von negativer und positiver Polarität, wenn ein derartiges Ansprechverhalten durchgeführt wird,
dass der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
den Rückfallöffnungsgrad überkreuzt. Demnach
wird der Wert, des für
den Betrieb der Drosselklappe benötigten Steuerbetrags kleiner
berechnet als der tatsächlich
erforderliche Betrag, bis der zuvor integrierte Integrationswert
ver braucht ist und die Polarität
des Integrationswertes wechselt. Diese Tatsache beeinflusst nicht
nur die Ansprechzeit, sondern verursacht auch das Problem, dass
die Konvergierung des Integrationswertes zu einem benötigten Wert,
um den tatsächlichen
Drosselklappenöffnungsgrad
an den Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
zu halten, mehr Zeit in Anspruch nimmt. Demzufolge, wenn ein Ansprechverhalten
durchgeführt wird,
bei dem der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad den
Rückfallöffnungsgrad überkreuzt,
verzögert
sich der Integrationswert, der die Verzugscharakteristik besitzt,
in seiner Reaktionszeit und der Konvergierungszeit zusätzlich zu
der Kennlinie des mechanischen Drehmoments, wodurch sich eine Verschlechterung
der Steuerungskennlinie ergibt.
-
Nun
werden, unter Bezugnahme auf 3, Erklärungen zu
dem Verhalten des tatsächlichen Drosselklappenöffnungsgrades
und des berechneten Integrationswertes gemacht für den Fall, in dem der elektronisch
gesteuerte Drosselkörper 30,
der eine nicht-lineare, axiale Drehmoment-Kennlinie, wie in 2 gezeigt,
besitzt, gesteuert wird.
-
3 ist
ein Diagramm zur Erklärung
des Verhaltens eines Ist-Drosselklappenöffnungsgrades und
eines berechneten Integrationswertes für den Fall, dass der elektronisch
gesteuerte Drosselkörper gesteuert
wird. In 3 repräsentiert die Abszisse die Zeit
und die Ordinate repräsentiert
den Drosselklappenöffnungsgrad
und den Integrationswert.
-
Erklärungen werden
zu dem Fall gemacht, in dem der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad θTH, der von
der Motorsteuereinheit 10 übermittelt wird, den Rückfallöffnungsgrad θ0, wie mit
der durchgezogenen Linie dargestellt, zum Zeitpunkt T0 überkreuzt,
d. h., der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
wechselt von einem Wert, der kleiner ist als der Rückfallöffnungsgrad θ0, zu einem
Wert größer als
der Rückfallöffnungsgrad θ0. In diesem
Fall wird, entsprechend herkömmlicher
Verfahren, der Ist-Drosselklappenöffnungsgrad θold betätigt auf
Basis des von der PID-Regelung berechneten Steuerbetrags, wie durch die
Zweipunkt-Strich-Linie dargestellt, und der Ist-Drosselklappenöffnungsgrad ändert sich
wie in 3 gezeigt. Ferner ändert sich in diesem Fall entsprechend
dem herkömmlichen
Verfahren der Integrationswert Iold mit einem Zeitverzug in Bezug
auf die Betätigung
des Ist-Drosselklappenöffnungsgrades θold, wie
durch die durchgezogene Linie dargestellt.
-
In
dieser Hinsicht, da der Integrationswert selbst eine Verzugskennlinie
zweiter Ordnung besitzt und der elektronisch gesteuerte Drosselkörper 30 eine
Drehmoment-Kennlinie, wie in 2 gezeigt, hat,
kommt es bei Ansprechverhalten, bei denen der Ziel-Drosselklappenöffnungsgrad
den Rückfallöffnungsgrad überschneidet
dazu, dass der Integrationswert sowohl negative wie auch positive
Polarität besitzt.
Deshalb wird die für
den Betrieb der Drosselklappe benötigte Regelmenge zu einem Wert
berechnet, der kleiner ist als der erforderliche Ist-Wert, bis der
zuvor addierte Integrationswert aufgebraucht ist und sich die Polarität des Integrationswertes ändert. Diese
Tatsache beeinflusst nicht nur die Reaktionszeit, sondern verursacht
auch das Problem, dass mehr Zeit benötigt wird, bis der Integrationswert
zu einem für
das Halten des Ist-Drosselklappenöffnungsgrades benötigten Wertes
konvergiert.
-
Demzufolge,
wenn ein Ansprechverhalten derart durchgeführt wird, dass der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
den Rückfallöffnungsgrad überschneidet,
verzögert
sich der Integrationswert der die Verzugskennlinie hat in seiner
Reaktionszeit und der Konvergierungszeit t2 zusätzlich zu der mechanischen
Drehmomentkennlinie, wodurch die Regelungskennlinie verschlechtert
wird.
-
In
Hinsicht auf das oben genannte, herkömmliche Problem überwacht,
entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform, die Einheit zur
Erfassung der Löschung
des Integrationswertes 140 den Soll-Drosselklappenöffnungsgrad,
um dadurch bestimmen zu können, ob
der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
den Rückfallöffnungsgrad
in dem Moment überkreuzt,
wenn sich der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad verändert. Wenn
ermittelt wird, dass der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad den Rückfallöffnungsgrad überkreuzt,
setzt die Einheit zur Erfassung der Löschung des Integrationswertes
den Integrationswert der Integrationsanteil-Berechnungseinheit 124,
der als Korrekturwert dient, auf 0. Das heißt, wenn die Einheit zur Erfassung
der Löschung
des Integrationswertes 140 ermittelt, dass der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
den Rückfallöffnungsgrad überkreuzt
in einem Moment, wenn sich der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
verändert,
setzt die Einheit zur Erfassung der Löschung des Integrationswertes
den Integrationswert, der als Korrekturwert dient, auf 0, so dass
die notwendige Zeit zum Verbrauch des Integrationswertes zu dem
Zeitpunkt zu 0 wird, wenn sich der Drosselklappenöffnungsgrad
von der positiven zu der negativen Seite oder von der negativen
zu der positiven Seite verändert. Dementsprechend
wird die Zeit, die für
die Konvergierung der Integrationszeit benötigt wird, verkürzt, so
dass nicht nur die Reaktionszeit verkürzt wird, sondern auch die
Konvergierungszeit verkürzt
wird und folglich die Regelkennlinie verbessert wird.
-
Wie
in 3, entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform,
gezeigt, wenn der von der Motorsteuereinheit 10 gesendete
Soll-Drosselklappenöffnungsgrad θTH, sich
so verändert,
dass er den Rückfallöffnungsgrad θ0 zum Zeitpunkt
t0 überkreuzt,
wie durch die durchgezogene Linie dargestellt, so wird die Integrationsrechnung
eines Integrationswertes Inew von einem Integrationswert 0, fast zu
dem Zeitpunkt t0 gestartet, dargestellt durch die gepunktete Linie.
Als Ergebnis ergibt sich daraus ein schneller Anstieg des Ist-Drosselklappenöffnungsgrades θnew, dargestellt
durch die Strich-Punkt-Linie, im Vergleich zu dem herkömmlichen
Ist-Drosselklappenöffnungsgrad θold, so
dass nicht nur die Reaktionszeit verkürzt wird, sondern auch die
Kon vergierungszeit t1 verkürzt
wird und folglich die Regelungskennlinie verbessert wird.
-
Das
Verfahren zur Bestimmung des Soll-Drosselklappenöffnungsgrades unter Verwendung
der Einheit zur Erfassung der Löschung
des Integrationswertes 140 entsprechend einer vorteilhaften
Ausführungsform,
wird unter Bezugnahme auf 4 erklärt.
-
4 ist
ein Diagramm zur Erklärung
des Verfahrens zur Bestimmung des Soll-Drosselklappenöffnungsgrades
durch die Einheit zur Erfassung der Löschung des Integrationswertes
in der Drosselsteuervorrichtung entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
-
Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform
ist der Bereich des Drosselklappenöffnungsgrades zur Determination
in drei Bereiche unterteilt, nämlich,
einen Bereich A, einen Bereich B und einen Bereich C, wie in der
Figur gezeigt. Der Bereich B ist ein Bereich in einer Zone von ±A Grad in
Bezug auf den Rückfallöffnungsgrad θ0. Der Grad A
ist beispielsweise 1,5 Grad. Dieser Grad wird auf den maximalen
Fehlerwert des mechanischen Systems gesetzt, zwischen dem Konstruktionswert
des Rückfallöffnungsgrades
und dem Rückfallöffnungsgrad
des aktuell elektronisch gesteuerten Drosselkörpers. Der Bereich A ist in
einer Zone von dem minimalen Öffnungsgrad
des Bereiches B bis zu der vollständig geschlossenen Stellung
der Drosselklappe. Der Bereich C ist in einer Zone von dem maximalen Öffnungsgrad
des Bereiches B bis zu der vollständig geöffneten Position der Drosselklappe.
-
Der
Steuerbereich des Drosselklappenöffnungsgrades
ist aus folgenden Gründen
in diese Bereiche A, B und C unterteilt. Das heißt, da ein Lerneffekt bezüglich des
Rückfallpunktes
nicht durchgeführt
wird, tritt eine Differenz zwischen dem Rückfallöffnungsgrad, der durch die
Verwendung der Software festgesetzt wird, und dem mechanischen Ist- Rückfallöffnungsgrad auf. Demnach könnte das
Phänomen
auftreten, dass der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad den durch die Software
festgesetzten Rückfallöffnungsgrad überkreuzt,
jedoch nicht den mechanischen Ist-Rückfallöffnungsgrad überkreuzt, oder
umgekehrt. Deswegen wird zur Vermeidung eines solchen, den Betrieb
der Drosselklappe beeinflussenden Phänomens ein Unempfindlichkeitsbereich
wie der Bereich B vorgesehen, so dass, selbst wenn der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
innerhalb einer Zone von ±A
Grad in Bezug auf den Rückfallöffnungsgrad
gesetzt wird, wobei der Rückfallöffnungsgrad überkreuzt
wird, der Integrationswert nicht auf 0 gesetzt wird.
-
Die
Einheit zur Erfassung der Löschung
der Integrationsvariablen 140 überwacht den eingegebenen Soll-Drosselklappenöffnungsgrad,
um dadurch zu ermitteln, ob der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
verändert
wird, von dem Bereich A zu dem Bereich C oder von dem Bereich C
zu dem Bereich A. Die Einheit zur Erfassung der Löschung des
Integrationswertes setzt den Integrationswert nur dann auf 0, wenn
ermittelt wird, dass eingegeben wird, dass der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
zwischen den Bereichen A und C verschoben wird, während in
den übrigen
Fällen
die Additionsberechnung des Integrationswertes wie üblich durchgeführt wird.
-
Obwohl
in der oben genannten Erklärung
der Integrationswert auf 0 gesetzt wird, wenn eine Verschiebung
des Soll-Drosselklappenöffnungsgrades zwischen
den Bereichen A und C eingegeben wird, könnte der Integrationswert auf
einen vorbestimmten Initial-Integrationswert,
der von 0 verschieden ist, voreingestellt werden. Der Initial-Integrationswert kann
auf Basis des axialen Drehmomentes des elektronisch gesteuerten
Drosselkörpers
und der Drehmoment-Kennlinie
des Motors festgelegt werden. Wenn sich beispielsweise der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
von der geschlossenen Seite zu der offenen Seite der Drosselklappe
(von dem Bereich A zu dem Bereich C) verändert, werden 5% des Integrationswertes
Imax, die dem völlig
ge öffneten
Zustand der Drosselklappe entsprechen, als Initial-Integrationswert
festgelegt. Wenn sich im Gegensatz dazu der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad von der geöffneten
Seite zu der geschlossenen Seite der Drosselklappe (von dem Bereich
C zu dem Bereich A) verschiebt, so werden 5% des Integrationswertes
Imin, die dem völlig
geschlossenen Zustand der Drosselklappe entsprechen, als Initial-Integrationswert
festgelegt.
-
Weiterhin
könnte
die Initial-Integration variiert werden zwischen dem Fall, in dem
der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
sich von der geschlossenen Seite zu der offenen Seite verändert und
dem Fall, wenn der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad sich von der offenen
Seite zu der geschlossenen Seite ändert. Wenn beispielsweise
der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
sich von der geschlossenen Seite zu der offenen Seite der Drosselklappe ändert, so
könnten 6%
des Integrationswertes Imax, die dem völlig geöffneten Zustand der Drosselklappe
entsprechen, als Initial-Integrationswert festgelegt werden. Wenn
im Gegensatz dazu der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad sich von der offenen
Seite zu der geschlossenen Seite der Drosselklappe verschiebt, so
könnten 4%
des Integrationswertes Imin, der dem völlig geschlossenen Zustand
der Drosselklappe entspricht, als Initial-Integrationswert festgelegt
werden.
-
Wie
oben erklärt,
entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung in der Steuerung des elektronisch gesteuerten Drosselkörpers, der
mit der nicht-linearen, axialen Drehmomentkennlinie ausgestattet
ist, wird aufgrund der Bereitstellung des Rückfallmechanismus, wenn empfangen
wird, dass der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad
den Rückfallöffnungsgrad überkreuzt,
der zuvor addierte Integrationswert auf den Initial-Stellungswert
festgesetzt, so dass das Ansprechverhalten der Drosselklappe verbessert
werden kann.
-
Wie
oben beschrieben, kann entsprechend der vorliegenden Erfindung sowohl
die Reaktionszeit wie auch die Konvergierungszeit verkürzt werden.