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Die Erfindung betrifft ein Motor-Ausgangsdrehmoment-Steuersystem für
ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei einem sogenannten Traktionssteuersystem wird das
Ausgangsdrehmoment des Motors unabhängig von dem Ausmaß reduziert, mit dem
das Gaspedal eines Fahrzeugs niedergedrückt wird, wenn der Schlupf
der Antriebsräder des Fahrzeugs einen vorbestimmten Wert erreicht, so
daß der Schlupf der Antriebsräder sich einem Zielwert nähert. Wenn
allerdings das Ausgangsdrehmoment des Motors bei niedriger
Motordrehzahl verringert wird, kann der Motor absterben.
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Um dieses Problem zu überwinden, wird bei einem
Traktionssteuersystem, das in der EP-A-0 320 007 offenbart ist und dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 entspricht, eine Verringerung des
Motor-Ausgangsdrehmoments dann verhindert, wenn die Motordrehzahl unter einer
voreingestellten Referenz-Motordrehzahl (von beispielsweise 600 bis 2000 Upm)
liegt. Das heißt, bei dem Traktionssteuersystem wird der Schlupf der
Antriebsräder auf der Grundlage der Differenz zwischen der
Radgeschwindigkeit der Antriebsräder und derjenigen der angetriebenen Räder
festgestellt, und wenn der so festgestellte Schlupf der Antriebsräder
einen vorbestimmten Wert erreicht, wird die Kraftstoffzufuhr zu einem
oder mehreren der Zylinder des Motors abgesperrt, um das
Motor-Ausgangsdrehmoment zu reduzieren, damit der Schlupf der Antriebsräder
gegen einen Zielwert konvergiert. Wenn die Motordrehzahl niedriger als
die Referenz-Motordrehzahl ist, wird das Sperren des Kraftstoffs
unterbunden.
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Obschon das Traktionssteuersystem insofern vorteilhaft ist, als der
Motor an einem Absterben verhindert wird, well das Sperren der
Kraftstoffzufuhr dann verhindert wird, wenn die Motordrehzahl niedrig ist,
ergeben sich dennoch folgende Probleme aufgrund der Tatsache, daß die
voreingestellte Referenz-Motordrehzahl festliegt.
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Wenn die erforderliche Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments
beträchtlich ist, beispielsweise in einem Maß, daß die Kraftstoffzufuhr
zu sämtlichen Zylindern gesperrt werden muß, kann der Motor deshalb
absterben, weil die voreingestellte Referenz-Motordrehzahl für die
erforderliche Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments relativ gering ist
und das Motor-Ausgangsdrehmoment abrupt gesenkt wird. Wenn
andererseits die erforderliche Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments
gering ist, beispielsweise in dem Maß, daß die Kraftstoffzufuhr zu
lediglich einem Zylinder bei jedem zweiten Einlaßhub gesperrt werden
muß, kann das Motor-Ausgangsdrehmoment nicht in ausreichender
Weise reduziert werden, obschon der Motor in diesen Zuständen nicht
absterben kann, weil die voreingestellte Referenz-Motordrehzahl für die
erforderliche Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments relativ hoch
ist.
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Das Ziel der vorliegenden Erfmdung besteht darin, ein
Motor-Ausgangsdrehmoment-Steuersystem für ein Kraftfahrzeug anzugeben, bei dem das
Motor-Ausgangsdrehmoment ohne Befürchtung des Absterbens des
Motors in zufriedenstellender Weise reduziert werden kann.
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Erreicht wird dieses Ziel durch die Merkmale des Anspruchs 1.
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Die Einrichtung zum Reduzieren des Motor-Ausgangsdrehmoments kann
verschiedene Formen annehmen. Beispielsweise kann es sich um eine
Einrichtung zum Steuern der Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder des
Motors handeln, um eine Einrichtung zum Steuern des Zündzeitpunkts
oder um eine Einrichtung zum Steuern der Ansaugluftmenge. Die
Einrichtung zum Begrenzen der Verringerung des
Motor-Ausgangsdrehmoments kann die Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments
verhindern oder sie beschränken auf einen Bruchteil (z.B. eine Hälfte) der
erforderlichen Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments, wenn die
Motordrehzahl unter einer voreingestellten Motordrehzahl liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem
Motor-Ausgangsdrehmoment-Steuersystem gemäb einer
Ausführungsform der Erfindung;
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Fig. 2 ist eine Kennlinie zum Festlegen der
Referenz-Motordrehzahl,
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Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise der CPU
bei der Steuerung des Motor-Ausgangsdrehmoments
veranschaulicht,
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Fig. 4 ist eine weitere Kennlinie zur Festlegung der Referenz-
Motordrehzahl und
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Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, welches eine Modifizierung der
Arbeitsweise der CPU bei der Steuerung des
Motor-Ausgangsdrehmoments veranschaulicht.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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In Fig. 1 besitzt ein Motor 9 sechs Zylinder 10, nämlich Zylinder
Nummer 1 bis Zylinder Nummer 6, obschon nur ein Zylinder zu sehen
ist. Der Motor 9 besitzt einen Luftstromsensor 1, einen Drosselkörper 2,
einen Ausgleichsbehälter 5 und einen Ansaugkrümmer 7, der einen
Einlabkanal 6 für jeden Zylinder 10 mit dem Ausgleichsbehälter 5
verbindet. Kraftstoffeinspritzer 8 für jeden Zylinder 10 befinden sich in
dem Ansaugkrümmer 10. Der Drosselkörper 2 besitzt eine
Drosselkammer 3, und in der Drosselkammer 3 befindet sich eine Drosselklappe
4. Ein Einlaßventil 12 ist in jedem Ansaugkanal 6 vorgesehen. Eine
Auslaßöffnung 11 für jeden Zylinder 10 steht mit einem stromabwärtigen
Auslaßkanal 18 über einen Auspuffkrümmer 16 in Verbindung. Ein
Abgasventil 13 ist in jeder Auslaßöffnung 11 vorhanden, und in dem
Auspuffkrümmer 16 befindet sich ein O&sub2;-Sensor 17, während in dem
stromabwärtigen Auspuffkanal 18 ein Katalysator 19 vorgesehen ist.
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Bezugszeichen 15 bezeichnet eine Zündkerze, Bezugszeichen 20 einen
Ansaugluft-Temperatursensor, Bezugszeichen 21 einen Leeriaufsensor,
Bezugszeichen 22 einen Drosselklappensensor, Bezugszeichen 23 einen
Motorkühlmittelsensor, Bezugszeichen 26 einen Kopfsensor,
Bezugszeichen 27 eine Zündspule und Bezugszeichen 28 einen Verteiler.
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Der Motor ist in einem Frontmotor eines Fahrzeugs 29 mit Frontantrieb
gelagert, welches ein linkes und ein rechtes Vorderrad (Antriebsräder)
33 und 31 sowie ein linkes und ein rechtes Hinterrad 32 und 33
(angetriebene Räder) besitzt. Die Radlaufgeschwindigkeiten der Räder 30 bis
33 werden von Radlaufsensoren 34 bis 37 ermitteft.
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Eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit) 40 empfängt von den
Radlaufsensoren 34 bis 37 für die Radlaufgeschwindigkeiten der Räder 30 bis
33 repräsentative Signale, empfängt von dem Luftstromsensor 1 ein
Signal für die Menge Ansaugluft, von dem Leerlaufschalter 21 ein
Leerlaufsignal, von dem Drosselklappensensor 22 ein für die
Drosselklappenöffnung repräsentatives Signal, und vom Verteiler 28 ein
Motordrehzahlsignal sowie ein Kurbelwinkelsignal. Die CPU 40 steuert die
Zündspule 27, die Zündkerzen 15 und die Kraftstoffeinspritzer 8 auf der
Grundlage dieser Signale gemäb einem in einem RAM 39 gespeicherten
Programm. Der RAM 39 speichert die erforderlichen Daten,
beispielsweise die in Fig. 2 und in der nachstehenden Tabelle angegebenen
Kennwerte. Die Kennlinie nach Fig. 2 dient zum Festlegen der oben
erwähnten voreingestellten Motordrehzahl, unterhalb der die
Begrenzungseinrichtung zum Begrenzen der Reduzierung des
Motor-Ausgangsdrehmoments die Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments
beschränken sollte, und die in der nachstehenden Tabelle angegebenen
Kennwerte dienen zum Festlegen der Art und Weise der
Kraftstoff-Absperrung für eine gegebene erforderliche Reduzierung des
Motor-Ausgangsdrehmoments.
Tabelle
Reduzierungsmaß
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In der obigen Tabelle bedeutet "x", daß die Kraftstoffzufuhr zu dem
Zylinder bei jedem zweiten Ansaughub zu sperren ist, und "xx"
bedeutet, dab die Kraftstoffzufuhr zu dem Zylinder bei jedem Ansaughub zu
sperren ist. Beispielsweise wird bei einem erforderlichen
Reduzierungsmab für das Motor-Ausgangsdrehmoment (dies ist in der Tabelle mit
"Reduzierungsmab" abgekürzt) von 3 die Kraftstoffzufuhr zu dem
Zylinder Nr. 2 bei jedem Ansaughub gesperrt, und diejenige für den
Zylinder Nr. 3 wird bei jedem zweiten Ansaughub gesperrt.
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Die Arbeitsweise der CPU 40 bei der Steuerung des
Motor-Ausgangsdrehmoments wird unter Bezugnahme auf das in Fig. 3 dargestellte
Flußdiagramm im folgenden erläutert.
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Im Schritt S1 liest die CPU 40 die Motordrehzahl Ne und die
Radlaufgeschwindigkeiten LFs, RFs, LRs und RRs des linken Vorderrads 30,
des rechten Vorderrads 31, des linken Hinterrads 32 und des rechten
Hinterrads 33. Dann berechnet die CPU 40 im Schritt S2 den Schlupf
SF der Antriebsräder, d.h. des linken und des rechten Vorderrads 30
und 31 relativ zu der Fahrbahnoberfläche auf der Grundlage der
Radlaufgeschwindigkeiten der Antriebsräder und der angetriebenen Räder.
Wenngleich der Schlupf SF nach verschiedenen bekannten Formeln
berechnet werden kann, wird bei dieser speziellen Ausführungsform der
Schlupf der Antriebsräder SF anhand der Formel Ds - (LRs + RRs)/2
berechnet, wobei Ds die größere der Radlaufgeschwindigkeiten LFs und
LRs des linken und des rechten Vorderrads 30 und 31 bedeutet. Dann
berechnet die CPU 40 im Schritt S3 die erforderliche Reduzierung des
Motor-Ausgangsdrehmoments, um die das Ausgangsdrehmoment des
Motors verringert werden muß, um den Schlupf der Antriebsräder SF an
einen Zielwert anzunähern, und zwar nach Maßgabe des Schlupfs SF der
Antriebsräder, der in Schritt 2 berechnet wurde, und sie iegt das Maß
der erforderlichen Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments fest
(Stufe 1 bis Stufe 12). Anschließend im Schritt S4 stellt die CPU 40
gemäß der obigen Tabelle die Art und Weise der Kraftstoffsperrung FC
in Bezug auf die Kennlinie ein. Im Schritt S5 stellt die CPU 40 eine
Referenz-Motordrehzahl auf der Grundlage des Maßes der erforderlichen
Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments unter Bezugnahme auf
die in Fig. 2 dargestellte Kennlinie ein. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist,
wird die Referenz-Motordrehzahl Nd schrittweise nach Maßgabe des
Ausmaßes der erforderlichen Reduzierung des
Motor-Ausgangsdrehmoments derart eingestellt, dab das Maß am geringsten ist für Stufe 1 und
Stufe 2 und am höchsten ist für Stufe 7 bis Stufe 12. Wenn die
Ist-Motordrehzahl Ne niedriger ist als die Referenz-Motordrehzahl Nd,
veranlaßt die CPU 40 die Kraftstoffeinspritzer 8 zum Durchführen der
normalen Kraftstoffeinspritzung, und wenn ersterer Wert nicht niedriger
als letzterer ist, verhindert die CPU 40 einen oder mehrere der
Kraftstoffeinspitzer am Einspritzen von Kraftstoff entsprechend der Art und
Weise der Kraftstoffabsperrung FC, die im Schritt S4 eingestellt wurde
(Schritte S6 bis S8). Das heißt, bei dieser speziellen Ausführungsform
wird die Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments unabhängig vom
Ausmaß des Schlupfs SF der Antriebsräder dann verhindert, wenn die
Ist-Motordrehzalll Ne niedriger ist als die Referenz-Motordrehzahl Nd.
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Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, ist die
Referenz-Motordrehzahl hoch eingestellt, wenn das Ausmaß der erforderlichen
Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments bei dem oben beschriebenen
Ausführungsbeispiel hoch ist, und ist niedrig eingestellt, wenn das Maß
der erforderlichen Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments gering
ist. Folglich wird der Motor an einem Absterben dann gehindert, wenn
das erforderliche Ausmaß der Reduzierung des
Motor-Ausgangsdrehmoments hoch ist, während jedoch das Motor-Ausgangsdrehmoment
ausreichend dann reduziert werden kann, wenn das erforderliche Maß der
Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments germg ist.
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Wenngleich bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel die
Referenz-Motordrehzahl Nd schrittweise abhängig von dem Maß der
erforderlichen Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments geändert wird,
kann die Referenz-Motordrehzahl Nd auch linear mit der Änderung des
erforderlichen Ausmaßes der Reduzierung des
Motor-Ausgangsdrehmoments geändert werden, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Obschon in der
obigen Beschreibung die Verringerung des Motor-Ausgangsdrehmoments
unabhängig vom Schlupf SF der Antriebsräder verhindert wird, wenn die
Ist-Drehzahl Me niedriger als die Referenz-Motordrehzahl Nd ist, kann
man die Reduzierung des Motor-Ausgangsdrehmoments auch auf einen
Bruchteil begrenzen, z.B. 1/2 der erforderlichen Reduzierung des
Motor-Ausgangsdrehmoments, wie dies in dem in Fig. 5 gezeigten
Flußdiagramm durch den Schritt S7' dargestellt ist.