DE60221086T2

DE60221086T2 - Methode und System zum Bestimmen der Schliessposition einer Drosselklappe in einer Brennkraftmaschine

Info

Publication number: DE60221086T2
Application number: DE60221086T
Authority: DE
Inventors: David George Plymouth Farmer; David Trenton Oshinsky; Edward Flat Rock Badillo
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2001-11-26
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2022-10-26
Also published as: EP1314874B1; EP1314874A3; DE60221086D1; US20030101014A1; US6751567B2; EP1314874A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System und ein Verfahren zur Steuerung der Kraftstoffversorgung in einen Fahrzeugmotor und insbesondere auf ein System und Verfahren zur Bestimmung der Position einer Drosselklappe in einem Motor.
Eine herkömmliche Brennkraftmaschine mit Kraftstoffeinspritzung beinhaltet ein System zur Steuerung der Menge an während eines Verbrennungsvorganges in jeden Zylinder eingespritztem Kraftstoff. Oft beinhaltet das System auch eine elektronische Drosselklappensteuerung zur Regulierung der Menge der durch das Drosselklappengehäuse in den Ansaugkrümmer und die Zylinder einströmenden Luft. Die Steuerung der in die Motorzylinder eingeleiteten Kraftstoff- und Luftmenge ist kritisch zur Erzielung eines optimalen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den Zylindern und zur Senkung der Emissionen von Kohlenwasserstoffen (HC), Kohlenmonoxyd (CO) und Stickstoffoxyden (NO_X).
Eine elektronische Drosselklappe bestimmt die durch das Drosselklappengehäuse strömende Luftmenge durch Bestimmung der Winkelstellung einer Drosselklappe, die in dem Drosselklappengehäuse angeordnet ist. Die Stellung der Drosselklappe wird in bezug auf eine geschlossene Stellung dieser Drosselklappe bestimmt, die dann als Bezugswert dient. Die Geschlossen-Stellung der Drosselklappe wird normalerweise anfangs beim Einschalten des Zündschlosses erfaßt, vor oder bei dem Zünden des Motors. Bei relativ hohen Temperaturen verändert sich aber die physische Geometrie zwischen Drosselklappe und Drosselklappengehäuse. Daraus ergibt sich, daß die Geschlossen-Stellung der Drosselklappe einen anderen Wert annimmt, der auf einer relativ hohen Temperatur des Drosselklappengehäuses basiert – einen Wert, der oft größer als die für ein kühleres Drosselklappengehäuse bestimmten Werte ist.
Das Motorsteuersystem ist über einen gegebenen Zeitraum adaptiv lernfähig ausgelegt, Korrekturtermini zu lernen, welche den Leerlauf-Luftstrom relativ zur Drosselklappenstellung voraussagen (siehe US 5,473,936 ). Diese Termini werden in einem Speicher abgelegt und reifen über einen relativ langen Fahrzeitraum. Es kommt dann dadurch zu Fehlern in den Korrekturtermini, wenn Abweichungen der Geschlossen-Stellung der Drosselklappe – aufgrund von Drosselgehäusetemperaturen außerhalb eines eingeschränkten Bereiches – nicht berücksichtigt werden. So kann z.B. ein Motorsteuersystem Korrekturtermini für die Voraussage des Leerlauf-Luftstromes bei einer geschlossenen Stellung der Drosselklappe bei einem Drosselklappengehäuse, welches eine relativ hohe Temperatur aufweist, lernen. Wird das Fahrzeug danach wieder bei einer normalen Temperatur gestartet, dann stimmt die Luftstromvoraussage nicht mehr, und die Motordrehzahl weicht von der Soll-Drehzahl des Motors beim Starten ab. In manchen Fällen kann die ungleichmäßige Motordrehzahl sogar zum Absterben des Motors führen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren und System zur Bestimmung der geschlossenen Stellung einer Drosselklappe in einer Brennkraftmaschine zu stellen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung einer Drosselklappe in einer Brennkraftmaschine gestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: Bestimmen eines ersten Geschlossen-Stellungswertes, Schätzen einer Temperatur eines Drosselklappengehäuses der besagten Brennkraftmaschine, und Auswählen eines Wertes unter dem besagten ersten Geschlossen-Stellungswert und einem in einem Speicher abgelegten zweiten Geschlossen-Stellungswert, welcher auf besagte Temperatur anspricht, wobei besagter einer Wert der besagten geschlossenen Stellung der Drosselklappe entspricht.
Das Verfahren beinhaltet außerdem den Schritt der Speicherung des besagten einen Wertes in besagtem Speicher.
Besagter Schritt der Bestimmung beinhaltet die Unterschritte des Verstellens der besagten Drosselklappe von einer offenen Stellung in besagte geschlossene Stellung, der Erzeugung mehrerer Stellungswerte, welche einer Reihe von Stellungen der besagten Drosselklappe entsprechen, wenn besagte Drosselklappe von besagter offener Stellung in besagte geschlossene Stellung wandert, und der Aufzeichnung eines der besagten mehreren Stellungswerte als besagten ersten Geschlossen-Stellungswert in Reaktion auf eine vorgegebene Bedingung.
Das Verfahren beinhaltet des weiteren den Schritt der Bestimmung, ob besagte Drosselklappe besagte geschlossene Stellung nicht erreicht hat.
Besagter Auswahlschritt beinhaltet den Schritt der Bestimmung, ob besagte Temperatur in einem vorgegebenen Temperaturbereich liegt.
Besagter Auswahlschritt beinhaltet den Schritt der Berechnung eines Mittelwertes einer Vielzahl von zuvor ermittelten Geschlossen-Stellungswerten, die in besagtem Speicher abgelegt sind.
Besagter zweiter Geschlossen-Stellungswert wird als besagter einer Wert gewählt, wenn besagte Temperatur größer als eine vorgegebene Temperatur ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein System zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung einer Drosselklappe in einer Brennkraftmaschine gestellt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das System einen Drosselklappenstellungssensor beinhaltet, welcher ein eine Stellung der besagten Drosselklappe anzeigendes Signal erzeugt, einen Temperatursensor, welcher ein eine Temperatur eines Drosselklappengehäuses der besagten Brennkraftmaschine anzeigendes Signal erzeugt, und eine elektronische Steuereinheit, welche ausgelegt ist, einen ersten Geschlossen-Stellungswert zu bestimmen, welcher auf besagtes Stellungssignal anspricht, und einen Wert zwischen besagtem erstem Geschlossen-Stellungswert und einem in einem Speicher abgelegten zweiten Geschlossen-Stellungswert auszuwählen, welcher auf besagtes Temperatursignal anspricht, wobei besagter einer Wert besagter geschlossener Stellung der besagten Drosselklappe entspricht.
Besagte elektronische Steuereinheit ist weiterhin ausgelegt, besagten einen Wert in besagtem Speicher abzulegen.
Besagte elektronische Steuereinheit ist des weiteren ausgelegt, bei der Bestimmung des besagten ersten Geschlossen-Stellungswertes ein Drosselklappensteuersignal zu erzeugen, welches die besagte Drosselklappe von einer offenen Stellung in besagte geschlossene Stellung drängt, mehrere Stellungswerte zu erzeugen, welche einer Reihe von besagten Stellungssignalen entsprechen, die von dem besagten Drosselklappenstellungssensor erzeugt werden, wenn besagte Drosselklappe von besagter offener Stellung in besagte geschlossene Stellung wandert, und einen der besagten mehreren Stellungswerte in Reaktion auf eine vorgegebene Bedingung als besagten ersten Geschlossen-Stellungswert aufzuzeichnen.
Die elektronische Steuereinheit ist des weiteren ausgelegt, bei der Bestimmung des besagten ersten Geschlossen-Stellungswertes zu bestimmen, ob besagte Drosselklappe nicht in besagter geschlossener Stellung angekommen ist.
Die elektronische Steuereinheit ist weiterhin ausgelegt, bei der Auswahl des besagten einen Wertes zu bestimmen, ob besagte Temperatur innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegt.
Die elektronische Steuereinheit ist weiterhin ausgelegt, bei der Auswahl des besagten einen Wertes einen Mittelwert mehrerer der zuvor ermittelten, in besagtem Speicher abgelegten Geschlossen-Stellungswerte zu berechnen.
Die elektronische Steuereinheit ist des weiteren ausgelegt, bei der Auswahl des besagten einen Wertes besagten zweiten Geschlossen-Stellungswert als besagten einen Wert zu wählen, wenn besagte Temperatur größer als eine vorgegebene Temperatur ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Herstellungsartikel gestellt, welcher ein Computerspeichermedium mit einem darin eingegebenen Computerprogramm zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung einer Drosselklappe in einer Brennkraftmaschine beinhaltet, wobei besagtes Computerprogramm einen Code zur Bestimmung eines ersten Geschlossen-Stellungswertes beinhaltet; einen Code zur Schätzung einer Temperatur eines Drosselklappengehäuses der besagten Brennkraftmaschine und einen Code zur Auswahl eines Wertes zwischen besagtem erstem Geschlossen-Stellungswert und einem in einem Speicher abgelegten zweiten Geschlossen-Stellungswert, welcher auf besagte Temperatur anspricht, wobei besagter einer Wert der besagten geschlossenen Stellung der besagten Drosselklappe entspricht.
Der Herstellungsartikel kann des weiteren einen Code zur Speicherung des besagten einen Wertes in besagtem Speicher beinhalten.
Besagter Code zur Bestimmung des besagten ersten Geschlossen-Stellungswertes kann einen Code zur Erzeugung eines Drosselklappensteuersignales enthalten, um besagte Drosselklappe von einer offenen Stellung in besagte geschlossene Stellung zu drängen; einen Code zur Erzeugung mehrerer Stellungswerte, welche mehreren Stellungssignalen entsprechen, die von einem Drosselklappenstellungssensor erzeugt werden, wenn besagte Drosselklappe von besagter offener Stellung in besagte geschlossene Stellung wandert, und einen Code zur Aufzeichnung eines der besagten mehreren Stellungswerte als besagten ersten Geschlossen-Stellungswert in Reaktion auf eine vorgegebene Bedingung.
Besagter Code zur Bestimmung des besagten ersten Geschlossen-Stellungswertes kann des weiteren einen Code zur Bestimmung beinhalten, ob besagte Drosselklappe besagte geschlossene Stellung nicht erreicht hat.
Besagter Code zur Auswahl des besagten einen Wertes kann des weiteren einen Code zur Bestimmung dessen beinhalten, ob besagte Temperatur innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegt.
Besagter Code zur Auswahl des besagten einen Wertes kann außerdem einen Code zur Berechnung eines Durchschnittswertes mehrerer zuvor ermittelter, in besagtem Speicher abgelegter Geschlossen-Stellungswerte beinhalten.
Besagter Code zur Auswahl des besagten einen Wertes kann des weiteren einen Code zur Auswahl der besagten zweiten Geschlossen-Stellung als besagten einen Wert beinhalten, wenn besagte Temperatur größer als eine vorgegebene Temperatur ist.
Die Erfindung soll nun mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beispielartig näher erläutert werden; dabei zeigt:
1: ein schematisches Diagramm, welches eine Brennkraftmaschine darstellt, welche ein System zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung einer Drosselklappe gemäß der vorliegenden Erfindung verkörpert; und
2: ein Flußdiagramm, welches ein Verfahren zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung einer Drosselklappe einer Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Es sei nun Bezug genommen auf die Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszahlen verwendet werden, um in den verschiedenen Ansichten identische Komponenten zu bezeichnen, wobei 1 eine Brennkraftmaschine 10 und ein erfindungsgemäßes System 12 zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung einer Drosselklappe in dem Motor 10 darstellt. Die Position der Drosselklappe wird dazu eingesetzt, die in den Motor 10 einströmende Luftmenge zu bestimmen, um ein gewünschtes Luft-Kraftstoff-Verhältnis einzuhalten und Kohlenwasserstoff-, Kohlenmonoxyd- und Stickstoffoxydemissionen zu regeln.
Der Motor 10 ist für einen Einsatz in einem Kraftfahrzeug ausgelegt, es wird jedoch einleuchten, daß der Motor 10 in einer Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungsfällen verwendet werden kann.
Der Motor 10 kann mehrere Brennräume oder Zylinder 14 bilden und kann auch mehrere Kolben 16, Kühlmitteldurchgänge 18, einen Einlaßkrümmer 20, Kraftstoffeinspritzdüsen 22, einen Auspuffkrümmer 24, eine Nockenwelle 26, ein Abgasrückführungssystem (AGR bzw. EGR) 28 und eine elektronisch gesteuerte Drosselklappeneinheit 30 aufweisen.
Die Zylinder 14 bilden einen Raum für die Verbrennung eines Luft-Kraftstoff-Gemisches, wobei nur ein Zylinder 14 dargestellt ist. Es versteht sich jedoch von selbst, daß der Motor 10 mehrere Zylinder 14 haben kann, und daß die Zahl der Zylinder 14 geändert werden kann, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Eine (nicht dargestellte) Zündkerze kann in jedem Zylinder 14 angeordnet sein, um das Luft-Kraftstoff-Gemisch im Zylinder 14 zu zünden.
Die Kolben 16 sind mit einer Kurbelwelle verbunden und treiben die Kurbelwelle in Reaktion auf eine Ausdehnungskraft des Luft-Kraftstoff-Gemisches in den Zylindern 14 während der Verbrennung an, wobei ein Kolben 16 in jedem der Zylinder 14 angeordnet ist.
Die Kühlmitteldurchgänge 18 stellen Mittel dar, ein Wärmeübertragungsmedium, wie z.B. herkömmliche Motorkühlflüssigkeit, durch den Motor 10 zu leiten, so daß Wärme von den Zylindern 14 an eine außerhalb des Motors 10 liegende Stelle abgeleitet wird.
Der Einlaßkrümmer 20 bildet Mittel zur Abgabe von Einlaßluft an die Zylinder 14, und eine Einlaßöffnung 32 ist zwischen dem Krümmer 20 und jedem Zylinder 14 angeordnet. Ein Einlaßventil 34 öffnet und schließt jede Öffnung 32 so, daß die Abgabe von Luft und Kraftstoff an den jeweiligen Zylinder 14 geregelt wird.
Zur Abgabe kontrollierter Mengen von Kraftstoff an die Zylinder 14 sind jeweils Kraftstoffeinspritzdüsen 22 vorgesehen, und wenn auch nur eine Kraftstoffeinspritzdüse 22 in der veranschaulichten Ausführungsform dargestellt ist, versteht es sich von selbst, daß der Motor 10 zusätzliche Kraftstoffeinspritzdüsen aufweist, um Kraftstoff an die anderen Zylinder 14 des Motors 10 abzugeben.
Ein Auslaßkrümmer 24 ist vorgesehen, um nach jedem Verbrennungsereignis Abgase aus den Zylindern 14 abzuführen, und kann die Abgase einem (nicht dargestellten) katalytischen Wandler bzw. sogenannten Katalysator zuführen.
Zwischen dem Krümmer 24 und jedem Zylinder 14 ist eine Auslaßöffnung 36 angeordnet. Ein Auslaßventil 38 öffnet und schließt jede Auslaßöffnung 36 zwecks Steuerung der Ableitung der Abgase aus dem jeweiligen Zylinder 14.
Zur Steuerung der Öffnung und Schließung der Einlaßventile 34 und der Auslaßventile 38 in jedem Zylinder 14 ist eine Nockenwelle 26 vorgesehen und kann durch einen (nicht dargestellten) Stellantrieb gesteuert werden, welcher auf Signale anspricht, die von der elektronischen Steuereinheit des Fahrzeuges (ECU) erzeugt werden. Für den Fachmann in der Technik versteht es sich von selbst, daß auch getrennte Nockenwellen 26 eingesetzt werden können, um die Öffnung und Schließung jeweils der Einlaßventile 34 und der Auslaßventile 38 zu steuern.
Ein Abgasrückführungssystem oder EGR-System 28 ist vorgesehen, um einen Teil der Abgase zu den Zylindern 14 zurückzuführen, um so die Emissionen von Verbrennungsabfallprodukten zu reduzieren. Das EGR-System 26 beinhaltet einen Kanal 40, der sich vom Auslaßkrümmer 24 zum Einlaßkrümmer 20 erstreckt, und ein EGR-Ventil 42, welches in dem Kanal 40 angeordnet werden kann, um die Abgabe von rückgeführten Abgasen zum Einlaßkrümmer 22 zu regeln.
Die Drosselklappeneinheit 30 steuert die Luftmenge, die an den Einlaßkrümmer 22 und die Zylinder 14 geliefert wird, und beinhaltet einen oder mehrere Pedalstellungssensor(en) 44, 46, 48, ein Drosselklappengehäuse 50, eine Drosselklappe 52, einen Stellantrieb 54 und einen oder mehrere Drosselklappenstellungssensor(en) 56, 58.
Die Pedalstellungssensoren 44, 46, 48 sind vorgesehen, die Stellung des Fahrpedals 60 des Kraftfahrzeuges zu erfassen und werden von Potentiometern gebildet. Die Sensoren 44, 46, 48 erzeugen Pedalstellungssignale, die der elektronischen Fahrzeugsteuereinheit zugeführt werden und die Stellung des Pedals 60 anzeigen. Wie der Fachmann in der Technik leicht verstehen wird, kann das Pedal 60 von einer oder mehreren Feder(n) 62, 64 in eine Normalstellung gedrückt werden.
Das Drosselklappengehäuse 50 stellt einen Einlaß für dem Motor 10 zugeführte Luft und hat eine allgemein zylindrische Form. Die Drosselklappe 52 reguliert den Luftmengenstrom durch das Drosselklappengehäuse 50 zum Motor 10 und ist auf einer Welle gelagert, deren Schwenkachse senkrecht zur Zylinderachse des Drosselklappengehäuses 50 verläuft. Die Drosselklappe 52 wird von einer oder mehreren Rückstellfeder(n) 66, 68 in eine Normalstellung gedrängt.
Der Stellantrieb 54 regelt die Stellung der Drosselklappe 52 und ist von herkömmlichem Aufbau. Stellantrieb 54 kann auf ein oder mehrere Steuersignal(e) ansprechen, das/die von der elektronischen Steuereinheit des Fahrzeuges erzeugt wird/werden.
Die Sensoren 56, 58 erzeugen Stellungssignale, welche die Winkelstellung der Drosselklappe 52 im Drosselklappengehäuse 50 anzeigen. Die Sensoren 56, 58 sind in ihrem Aufbau herkömmlich und können von Potentiometern gebildet sein.
Das System 12 ist ausgelegt, eine geschlossene Stellung der Drosselklappe 52 zu bestimmen, und kann Teil eines umfassenderen Systems zur Regelung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses in den Zylindern 14 sein.
Das System 12 kann einen oder mehrere Drosselklappenstellungssensor(en) 56, 58 umfassen, einen Temperatursensor, wie z.B. den Lufttemperatursensor 70, und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 72.
Der Lufttemperatursensor 70 wird dazu verwendet, die Temperatur der dem Einlaßkrümmer 20 über das Drosselklappengehäuse 50 zugeführten Luft zu messen, die auch als Schätzwert der Temperatur des Drosselklappengehäuses 50 verwendet werden kann, und ist in der Nähe des Einlasses des Drosselklappengehäuses 50 angeordnet.
Sensor 70 erzeugt ein Signal, welches die Lufttemperatur anzeigt und in die ECU 72 eingegeben wird.
Die ECU 72 wird zur Steuerung des Motors 10 eingesetzt und beinhaltet einen programmierbaren Mikroprozessor bzw. eine Mikrosteuerung, oder sie kann durch einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC) gebildet werden.
Die ECU 72 beinhaltet eine zentrale Rechnereinheit (CPU) 74 und eine Eingangs-/Ausgangsschnittstelle 76. Über die Schnittstelle 76 erhält die ECU 72 mehrere Eingangssignale einschließlich der von den Sensoren 56, 58, 70 und anderen Sensoren erzeugten Signale, wie z.B. von einem Zündprofilgebersensor (PIP) 78, einem Zylinderidentifizierungssensor (CID) 80, einem Luftmassestromsensor (MAF) 82, einem Krümmer-Absolutdrucksensor (MAP) 84, einem Motorkühlwassertemperatur sensor 86 (der auch zur Schätzung der Temperatur des Drosselklappengehäuses 50 eingesetzt werden kann), und einem beheizten Abgassauerstoffsensor (HEGO) 88. Ebenso über die Schnittstelle 76 erzeugt die ECU 72 eine Reihe von Ausgangssignalen, welche ein oder mehrere Signal(e) beinhalten, das/die zur Steuerung der Kraftstoffeinspritzdüsen 22, der Nockenwelle 26, des EGR-Ventils 42, des Drosselklappenstellantriebes 54 und der (nicht dargestellten) Zündkerzen in jedem Zylinder 14 verwendet wird/werden.
Die ECU 72 beinhaltet auch einen oder mehrere Speicher einschließlich zum Beispiel eines Nurlesespeichers (ROM) 90, eines Schreib- und Lesespeichers (RAM) 92 und eines Permanentspeichers (KAM) 94 zur Wahrung von Informationen, wenn der Zündschlüssel abgeschaltet ist.
Es sei nun Bezug genommen auf die 2, wo eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Bestimmung der Geschlossen-Stellung der Drosselklappe 52 beschrieben werden soll. Das Verfahren bzw. der Algorithmus kann in dem System 12 zur Anwendung gebracht werden, wo die ECU 72 darauf eingerichtet wird, mehrere Schritte des Verfahrens auszuführen, indem entsprechende Anweisungen bzw. Codes (d.h. Programme bzw. Software) einprogrammiert werden. Die Anweisungen können auf einem Computerspeichermedium codiert werden, wie z.B. auf einer herkömmlichen Diskette oder einer CD-ROM, und können dann unter Einsatz herkömmlicher Rechnereinrichtungen und Verarbeitungsverfahren in den Speicher 90 der ECU 72 kopiert werden.
Ein Verfahren im Einklang mit der vorliegenden Erfindung beginnt mit Schritt 96 zur Bestimmung eines Geschlossen-Stellungswertes MCTP für die Drosselklappe 52. Schritt 96 kann mehrere Unterschritte beinhalten. Es sei jedoch angemerkt, daß die 2 nur eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Demzufolge sind auch die besonderen dargestellten Unterschritte in ihrer Art nicht als einschränkend zu verstehen. Schritt 96 kann mit Unterschritten zur Anwendung gebracht werden, die sich in der Substanz und Anzahl von den in 2 gezeigten Schritten unterscheiden.
In der dargestellten Form beginnt Schritt 96 mit dem Unterschritt 98 der Bestimmung, ob die geschlossene Drosselklappenstellung bereits bestimmt worden ist. Diese Bestimmung kann mit Bezug auf einen Merker ctpcflg gemacht werden, der in einem Speicher wie z.B. einem der Speicher 90, 92, 94 gesetzt worden ist.
Zeigt der Merker, daß die geschlossene Drosselklappenstellung bestimmt worden ist, hört die Programmroutine auf, wohingegen, wenn der Merker anzeigt, daß die geschlossene Stellung der Drosselklappe noch nicht bestimmt worden ist, die Routine mit dem Unterschritt 100 weiter fortfährt.
In Unterschritt 100 wird der geschlossenen Drosselklappenstellung MCTP ein Initialisierungs- oder Ausgangswert zugeordnet. Der Initialisierungswert kann dem größten Wert entsprechen, bei welchem die Sensoren 66, 68 noch eine geschlossene Stellung der Drosselklappe 52 lesen können. Der Initialisierungswert basiert auf Herstellungsvorgaben für die Sensoren 56, 58 und ist in einem Speicher abgelegt, wie z.B. in einem der Speicher 90, 92, 94.
Der Geschlossen-Stellungswert MCTP kann auch in einem der Speicher 90, 92, 94 gespeichert werden, und der Initialisierungswert kann auf den Speicherplatz für den Geschlossen-Stellungswert MCTP kopiert werden.
Schritt 96 geht weiter mit dem Unterschritt 102, in welchem die Drosselklappe 52 von einer offenen Stellung in eine geschlossene Stellung gedrängt wird, und wo mehrere Stellungswerte in Reaktion auf mehrere, von der Drosselklappe 52 angenommene Stellungen erzeugt werden, wenn sie von der offenen Stellung in die geschlossene Stellung wandert.
Mit Bezug auf 1 erzeugt die ECU 72 ein oder mehrere Steuersignal(e) für den Stellantrieb 54, um die Drosselklappe 52 von einer offenen Stellung in die geschlossene Stellung zu bewegen. Wenn sich die Klappe 52 bewegt, erzeugen die Sensoren 56, 58 Drosselklappenstellungssignale, welche die Position der Platte 52 anzeigen. Diese Stellungssignale werden in die ECU 72 eingespeist.
Wieder Bezug auf 2 nehmend geht Schritt 96 mit dem Unterschritt 104 weiter, wo bestimmt wird, ob die Drosselklappe 52 noch nicht die geschlossene Stellung erreicht hat. Insbesondere vergleicht de ECU 72 die von den Sensoren 56, 58 angezeigten Geschlossen-Stellungswerte für die Drosselklappe 52 mit dem Initialisierungswert.
Ist keiner der Geschlossen-Stellungswerte kleiner als der Initialisierungswert, bestimmt die ECU 72, daß die Drosselklappe 52 nicht geschlossen ist. Ist die Drosselklappe 52 nicht geschlossen, geht Schritt 96 mit den Unterschritten 106 weiter, wo ein Nicht-Geschlossen-Merker für die Drosselklappe gesetzt wird. Die ECU 72 setzt den Nicht-Geschlossen-Merker der Drosselklappe in einem der Speicher 90, 92, 94.
Schritt 96 geht dann weiter mit dem Unterschritt 108 der Bestimmung, ob irgendeine zuvor erreichte Geschlossen-Stellung schon im Speicher 94 abgelegt ist. Diese Bestimmung erfolgt mit dem Ziel, dem Geschlossen-Stellungswert MCTP einen Wert zuzuordnen.
Sind im Speicher 94 keine Werte abgelegt, behält MCTP den zuvor zugeordneten Initialisierungswert, während, wenn zuvor erzielte Geschlossen-Stellungswerte im Speicher 94 abgelegt worden sind, MCTP ein Wert zugeordnet wird, welcher die gespeicherten Werte verwendet, wie weiter unten hierin mit Bezug auf die Unterschritte 124-134 noch näher erläutert werden soll.
Hat die Drosselklappe 52 erfolgreich eine geschlossene Stellung erreicht, geht Schritt 96 weiter mit dem Unterschritt 110, in dem einer von den mehreren Stellungswerten als der Geschlossen-Stellungswert MCTP aufgezeichnet wird, die bei der Bewegung der Platte 52 von der offenen Stellung in die geschlossene Stellung erreicht worden sind. Der aufgezeichnete Stellungswert wird in Reaktion auf eine vorgegebene Bedingung gewählt. In einer Ausführungsform der Erfindung ist diese vorgegebene Bedingung, daß der aufgezeichnete Wert der kleinste Stellungswert sein soll, der mit den Sensoren 56, 58 erreicht werden kann.
Das Verfahren geht weiter mit Schritt 112 der Schätzung einer Temperatur des Drosselklappengehäuses 50. Mit Bezug auf 1 kann diese Bestimmung dadurch erfolgen, daß z.B. der Lufttemperatursensor 70, der Motorkühlwassertemperatursensor 86 oder eine Kombination der beiden eingesetzt wird. Die Sensoren 70, 86 erzeugen Signale, welche die Temperaturen der in den Motor 10 eintretenden Einlaßluft und der Motorkühlflüssigkeit angeben. Diese Signale werden in die ECU 72 eingegeben, welche ausgelegt ist, eine der gemessenen Temperaturen oder eine gewichtete Kombination der beiden als Schätzwert für die Temperatur des Drosselklappengehäuses 50 zu übernehmen.
Wieder Bezug auf 2 nehmend beinhaltet das Verfahren schließlich noch den Schritt 114 der Wahl eines Wertes zwischen dem zuvor erzielten Geschlossen-Stellungswert MCTP und einem zweiten, in einem Speicher wie den Speichern 90, 92, 94 abgelegten Geschlossen-Stellungswert, welcher auf die Temperatur der in den Motor 10 eingeleiteten Einlaßluft anspricht. Der gewählte Wert entspricht der geschlossenen Stellung der Drosselklappe 52.
Schritt 114 umfaßt mehrere Unterschritte. Auch hier sei jedoch darauf hingewiesen, daß 2 nur eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt. Demzufolge sind die hier dargestellten Unterschritte in ihrer Art nicht als einschränkend zu verstehen. Schritt 114 kann mit Unterschritten zur Anwendung gebracht werden, die in ihrer Substanz und Zahl von den in 2 dargestellten Schritten verschieden sind.
Der Schritt 114 beginnt mit dem Unterschritt 116 der Bestimmung, ob die gemessene Lufttemperatur innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereiches liegt. Der vorgegebene Temperaturbereich kann Temperaturen beinhalten, die kleiner als ein vorgegebener Wert sind, bei welchem die physische Geometrie zwischen Drosselklappengehäuse 50 und Drosselklappe 52 verändert wird. Die ECU 72 kann diesen Vergleich in herkömmlicher Weise ausführen.
Liegt die gemessene Temperatur innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereiches (z.B. kleiner als ein vorgegebener Wert), dann geht Schritt 114 weiter mit dem Unterschritt 118, in welchem die ECU 72 den gemessenen Geschlossen-Stellungswert MCTP als den Wert auswählt, welcher der geschlossenen Stellung der Drosselklappe 52 entspricht, und speichert den Wert im Speicher 94. Schritt 114 führt fort mit einem Unterschritt 120, in welchem die ECU 72 bestimmt, ob der Speicher 94 zuvor erzielte Geschlossen-Stellungswerte enthält. Wenn nicht, führt Schritt 114 fort mit dem Unterschritt 122, in welchem ein Merker ctp1st in einem Speicher wie dem Speicher 94 gesetzt wird, der anzeigt, daß der gewählte Wert der erste im Speicher 94 aufgezeichnete Geschlossen-Stellungswert ist.
Liegt die gemessene Temperatur außerhalb des vorgegebenen Bereiches (ist sie z.B. größer als ein vorgegebener Wert), dann kann die physische Geometrie des Drosselklappengehäuses 50 in bezug auf die Drosselklappe 52 verändert sein, und der gemessene Geschlossen-Stellungswert MCTP kann ein unpassender Wert sein.
Demzufolge wird gemäß den Unterschritten 124-134 ein anderer Geschlossen-Stellungswert gewählt. Wie in 2 dargestellt ist, erfolgen die Unterschritte 124-134 in einer Ausführungsform der Erfindung selbst dann, wenn die gemessene Temperatur innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt. Die Unterschritte 124-134 sind ausgelegt, einen Mittelwert der letzten Geschlossen-Stellungswerte zu stellen, die während der vorangehenden Startvorgänge des Fahrzeuges erzielt worden sind.
Liegt die gemessene Temperatur außerhalb des vorgegebenen Bereiches, findet diese Berechnung statt, ohne Bezug auf den gemessenen Geschlossen-Stellungswert MCTP zu nehmen, während, wenn die gemessene Temperatur in dem vorgegebenen Bereich liegt, die Berechnung mit Bezug auf den gemessenen Geschlossen-Stellungswert MCTP erfolgt (der einer der aus dem Speicher 94 entnommenen Mittelwerte sein kann).
Es sei auch hier wieder darauf hingewiesen, daß die dargestellte Ausführungsform ein Beispiel ist, und daß Schritt 114 auch mit der Wahl des gemessenen Geschlossen-Stellungswertes MCTP in Unterschritt 118 enden kann, wenn die gemessene Temperatur innerhalb des vorgegebenen Bereiches liegt.
Im Unterschritt 124 prüft die ECU 72 den Merker ctp1st. Zeigt der Merker ctp1st, daß nur ein Geschlossen-Stellungswert im Speicher 94 vorliegt, dann geht Schritt 114 mit den Unterschritten 126, 128 weiter, wo die ECU 72 mehrere zusätzliche Speicherplätze im Speicher 94 mit demselben Wert initialisiert und den Zustand des Merkers ctp1st umschaltet, um anzuzeigen, daß jetzt mehrere Geschlossen-Stellungswerte im Speicher 94 abgelegt sind. Zeigt der Merker ctp1st, daß mehrere Geschlossen-Stellungswerte im Speicher 94 vorliegen, dann werden die Unterschritte 126, 128 nicht ausgeführt. Es ist vorzugsweise eine vorgegebene Anzahl von Geschlossen-Stellungswerten im Speicher 94 abgelegt.
Schritt 114 geht weiter mit Unterschritt 130, in welchem die ECU 72 den Mittelwert der Geschlossen-Stellungswerte im Speicher 94 berechnet. Gemäß Unterschritt 132 wählt die ECU 72 dann diesen Mittelwert als denjenigen Wert, der der geschlossenen Stellung der Drosselklappe 52 entspricht. Zuletzt schließt der Schritt 114 mit dem Unterschritt 134 ab, in welchem die ECU 72 den Geschlossen-Stellungsmerker ctpcflg der Drosselklappe setzt, um anzuzeigen, daß die geschlossene Stellung der Drosselklappe bestimmt worden ist.
Zusammenfassend bietet also ein System und ein Verfahren zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung für eine Drosselklappe in einer Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung eine deutliche Verbesserung im Vergleich zu herkömmlichen Systemen und Verfahren. Das erfindungsgemäße System und Verfahren ist in der Lage, Temperaturänderungen zu berücksichtigen, welche die physische Geometrie der Drosselklappe relativ zum Drosselklappengehäuse verändern. Dadurch lassen sich Korrekturtermini für den vorausgesagten Luftmengenstrom erlernen, ohne Bezug auf fehlerhafte Geschlossen-Stellungen der Drosselklappe zu nehmen, die sich aus relativ hohen Temperaturen des Drosselklappengehäuses ergeben, und das Motorsteuersystem kann den Luftmengenstrom zu den Motorzylindern genauer voraussagen und so eine konstantere Drehzahl beim Starten des Motors halten.

Claims

Verfahren zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung einer Drosselklappe (52) in einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: Schätzen einer Temperatur des Drosselklappengehäuses (50) der besagten Brennkraftmaschine (10), Bestimmen, ob besagte Drosselklappe (52) nicht ihre geschlossene Stellung erreicht hat, indem besagte Drosselklappe (52) von einer offenen Stellung in besagte geschlossene Stellung gedrängt wird, Erzeugen mehrerer Positionsdaten in Reaktion auf mehrere Positionen der besagten Drosselklappe (52), wenn besagte Drosselklappe (52) von besagter offener Stellung in besagte geschlossene Stellung wandert, und Aufzeichnen eines der besagten mehreren Positionswerte als geschlossene Stellung in Reaktion auf eine vorgegebene Bedingung, Vergleichen des Geschlossen-Stellungswertes mit einem in einem Speicher (90, 92, 94) gespeicherten Initialisierungswert, und, wenn der Geschlossen-Stellungswert kleiner als der Initialisierungswert ist, Einsatz dieser Tatsache als Anzeichen dafür, daß die Drosselklappe die geschlossene Stellung erreicht hat, und Aufzeichnen des Geschlossen-Stellungswertes als ersten Geschlossen-Stellungswert in einem der Speicher (90, 92, 94), worin das Verfahren des weiteren die Schritte der Wahl eines besagter geschlossener Stellung der besagten Drosselklappe (52) entsprechenden Wertes zwischen besagtem erstem Geschlossen-Stellungswert und einem zweiten Geschlossen-Stellungswert beinhaltet, der in einem der Speicher (90, 92, 94) abgelegt ist, Bestimmen, ob besagte Temperatur unter einer vorgegebenen Temperatur liegt und, wenn ermittelt wird, daß die Temperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt, Auswählen der ersten geschlossenen Stellung als besagten einen Wert, und Abspeichern des besagten einen Wertes in einem Speicher (90, 92, 94) und, wenn ermittelt wird, daß besagte Temperatur größer als die vorgegebene Temperatur ist, Auswählen des in einem Speicher (90, 92, 94) abgelegten zweiten Geschlossen-Stellungswertes als besagten einen Wert und Speichern des besagten einen Wertes in einem Speicher (90, 92, 94).
Verfahren nach Anspruch 1, worin, wenn bestimmt wird, daß die Drosselklappe (52) die geschlossene Stellung nicht erreicht hat, das Verfahren außerdem die Bestimmung beinhaltet, ob ein beliebiger, zuvor erreichter Geschlossen-Stellungswert in dem Speicher (90, 92, 94) abgelegt ist und, wenn kein zuvor erreichter Geschlossen-Stellungswert im Speicher (90, 92, 94) abgelegt ist, Einsetzen des Initialisierungswertes als ersten Geschlossen-Stellungswert.
Verfahren nach Anspruch 2, worin, wenn bestimmt wird, daß zuvor erreichte Geschlossen-Stellungswerte im Speicher (90, 92, 94) abgelegt worden sind, das Verfahren die zuvor erzielten Geschlossen-Stellungswerte als ersten Geschlossen-Stellungswert einsetzt.
Verfahren nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, worin das Verfahren des weiteren den Schritt der Berechnung eines Mittelwertes aus einer Vielzahl zuvor erzielter, in besagtem Speicher (90, 92, 94) abgelegter Geschlossen-Stellungswerte beinhaltet, sowie die Aufzeichnung des Mittelwertes der Vielzahl von zuvor erzielten Geschlossen-Stellungswerten als zweiten Wert.
System (12) zur Bestimmung einer geschlossenen Stellung einer Drosselklappe (52) in einer Brennkraftmaschine (10), dadurch gekennzeichnet, daß das System einen Drosselklappenstellungssensor (56, 58) beinhaltet, welcher ein Positionssignal erzeugt, das eine Position der besagten Drosselklappe (152) anzeigt, einen Temperatursensor (70), welcher ein Temperatursignal erzeugt, das eine Temperatur des Drosselklappengehäuses (50) der besagten Brennkraftmaschine (10) anzeigt, und eine elektronische Steuereinheit (172) mit einem oder mehreren Speicher(n) (90, 92, 94), wobei die elektronische Steuereinheit (72) dazu ausgelegt ist zu bestimmen, ob besagte Drosselklappe (52) eine geschlossene Stellung nicht erreicht hat, indem sie ein Drosselklappensteuersignal erzeugt, welches die besagte Drosselklappe (52) von einer offenen Stellung in besagte geschlossene Stellung drängt, so daß eine Vielzahl von Positionswerten erzeugt werden kann, die auf eine Vielzahl besagter Positionssignale ansprechen, die von besagtem Drosselklappenpositionssensor (56, 58) erzeugt werden, wenn die besagte Drosselklappe (52) von besagter offener Stellung in besagte geschlossene Stellung wandert, und besagte Vielzahl von Positionswerten in Reaktion auf eine vorgegebene Bedingung als Geschlossen-Stellungswerte aufzuzeichnen, Vergleichen des Geschlossen-Stellungswertes mit einem in einem der Speicher abgelegten Initialisierungswert und, wenn der Geschlossen-Stellungswert kleiner als der Initialisierungswert ist, Bestimmen, daß die Drosselklappe (52) die geschlossene Stellung erreicht hat, und Speichern des Geschlossen-Stellungswertes als ersten Geschlossen-Stellungswert in einem Speicher (90, 92, 94), wobei die elektronische Steuereinheit (72) des weiteren ausgelegt ist, in Reaktion auf besagtes Temperatursignal einen Wert unter besagtem erstem Geschlossen-Stellungswert und einem zweiten Geschlossen-Stellungswert zu wählen, welcher besagter geschlossener Stellung der besagten Drosselklappe (52) entspricht, und besagten einen Wert in einem der besagten Speicher (90, 92, 94) abzulegen, wobei die elektronische Steuerung (72) des weiteren ausgelegt ist, bei der Wahl des besagten einen Wertes zu bestimmen, ob besagte Temperatur unter einer vorgegebenen Temperatur liegt, und ausgelegt ist, die erste Geschlossen-Stellung als den einen Wert zu wählen, wenn die Temperatur unter der vorgegebenen Temperatur liegt, und besagte zweite Geschlossen-Stellung als den besagten einen Wert zu wählen, wenn besagte Temperatur größer als besagte vorgegebene Temperatur ist.
System nach Anspruch 5, worin, wenn die elektronische Steuereinheit (72) bestimmt, daß die Drosselklappe (52) die geschlossene Stellung nicht erreicht hat, die elektronische Steuereinheit (72) des weiteren ausgelegt ist zu bestimmen, ob ein beliebiger, zuvor ermittelter Geschlossen-Stellungswert in einem der Speicher (90, 92, 94) abgelegt ist, und, wenn die elektronische Steuereinheit (72) bestimmt, daß zuvor ermittelte Geschlossen-Stellungswerte in einem der Speicher (90, 92, 94) abgelegt worden sind, die Steuereinheit weiterhin ausgelegt ist, die zuvor erzielten Geschlossen-Stellungswerte als den ersten Geschlossen-Stellungswert einzusetzen.
System nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, worin, wenn die elektronische Steuereinheit (72) bestimmt, daß die Drosselklappe (52) die geschlossene Stellung nicht erreicht hat, die elektronische Steuereinheit (72) des weiteren ausgelegt ist zu bestimmen, ob ein beliebiger, zuvor erzielter Geschlossen-Stellungswert in einem der Speicher (90, 92, 94) abgelegt ist, und wenn ermittelt wird, daß kein zuvor erzielter Geschlossen-Stellungswert in einem der Speicher (90, 92, 94) abgelegt worden ist, die elektronische Steuereinheit (72) ausgelegt ist, den Initialisierungswert als den ersten Geschlossen-Stellungswert einzusetzen.
System nach einem beliebigen der Ansprüche 5 bis 7, worin die elektronische Steuereinheit (72) weiterhin ausgelegt ist, einen Mittelwert aus einer Vielzahl von zuvor erzielten, in den besagten Speichern (90, 92, 94) abgelegten Geschlossen-Stellungswerten zu berechnen, und den Mittelwert der Vielzahl von zuvor erzielten Geschlossen-Stellungswerten als den zweiten Wert aufzuzeichnen.