DE3205556A1 - Verfahren zum steuern der stellung eines ein kraftstoffluft-gemisch beeinflussenden steuerelements eines verbrennungsmotors - Google Patents

Verfahren zum steuern der stellung eines ein kraftstoffluft-gemisch beeinflussenden steuerelements eines verbrennungsmotors

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DE3205556A1
DE3205556A1 DE19823205556 DE3205556A DE3205556A1 DE 3205556 A1 DE3205556 A1 DE 3205556A1 DE 19823205556 DE19823205556 DE 19823205556 DE 3205556 A DE3205556 A DE 3205556A DE 3205556 A1 DE3205556 A1 DE 3205556A1
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Hellmut Ing. grad. 4060 Viersen Freudenberg
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Christian 4048 Grevenbroich Loosen
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Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Stellung eines ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Steuerelements eines Verbrennungsmotors, wie einer Drossel klappe, mittels eines elektronischen Gaspedals, bei dem das Steuerelement in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen einem d@r jeweiligen Stellung eines willkürlich betätigbaren Gaspedals zugeordneten Sollwert der Motordrehzahl und einem von der tatsächlichen Motordrehzahl abhängenden Istwert, also in Abhängigkeit von der Drehzanl-Abweichung, elektromotorisch verstellt wird.
  • Eine nach diesem Verfahren arbeitende Einrichtung ist aus der DE-OS 28 12 156 bekannt. Bei dieser Einrichtung wird das Steuerelement mit einer bestimmten, konstanten Geschwindigkeit so lange verstellt, bis Istwert und Sollwert der Motordrehzahl übereinstimmen. Während dieses System einerseits zum Überschwingen neigt, hat es andererseits unter anderem den erheblichen Nachteil, daß in ungünstigen Kennfeldbereichen liegende BetriebszustAnde unvermeidbar sind und daß sich sehr kritische Betriebspunkte ergeben können, die von den System nicht oder nur unzureichend zu bewältigen sind. Dieses liegt vor allem daran, daß jede Auswahl einer bestimmten konstanten Verstellgeschwindigkeit einen Kompromiß darstellt, der für den einen Betriebsfall viel zu groß und für den anderen Betriebsfall viel zu klein sein kann.
  • Außerdem können Betriebszustände auftreten, die zu einem überhöhten Kraftstoffverbrauch bei zu geringem Leistungsangebot führen.
  • D@r vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in Oberbegriff genannten Art unter Vermeidung der geschilderten Nachteile so auszubilden, daß das Steuerelement in einer wesentlich betriebsgünstigeren Weite verstellt wird.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird bei einem Verfahren der im Oberbegriff genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß zusätzlich zu der bekannten Beztimmung von Sollwert, istwert sowie Drehzahl-Abweichung ferner zumindest die Änderungen der Sol'-und Istwerte je Zeiteinheit und über den Saugrohrunterdruck der Motor-Lastzustand erfaßt werden, daß in einem Betätigungskennfeld in Abhängigkeit zumindest von diesen Werten mehrere teils konstante und teils von der Drchzahl-Abweichung abhängige variable Verstellgeschwindigkeiten für das Steuerelement abgespeichert worden, die einen Motorbetrieb in betriebs- und/oder verbrauch@günstigen Kennfeldbereichen erzwingen bzw. in ungünstigen Kennfeldbereichen vermeiden, und daß durch Eingabe zumindest der genannten Werte in deß ßetätigungskennfeld aus diesem die jeweilige Verstellgeschwindigkeit bestimmt sowie zur Betätigung des Steuerelements benutzt wird. Durch diese relativ einfache Maßnahme ist es möglich, stets eine solche Verstellgeschwindigkeit zu wählen, die@für einen bestimmten Betriebsvorgang optimal bzw.
  • möglichst wenig ungünstig ist. Hierdurch Können Seispielsweise besonders verbrauchsungünstige Kennfeldbereiche, ferner Lastwechselstößo und@dergleichen mehr vermieden werden, was mit einer einzigen konstanten Verstellgeschwindigkeit nicht möglich ist.
  • So kann beispielsweise bei einem bai konstanter Solldrehzahl aurtretenden Drehzahlabfall die Anwendung einer bestimmten mittleren Verstellgeschwindigkeit unzureichend sein und zu einem Motorstillstand führen, der nur durch Anwendung einer möglichst großen Verstellgeschwindigkeit zu vermeiden ist. Andererseits kann es zur Vermeidung von Lastwechselstößen zweckmäßig sein, eine möglichst kleine Verstellgeschwindigkeit anzuwenden. Für viele weitere Betriebsvorgänge ist es dagegen zweckmäßig, die Größe der Verstellgeschwindigkeit von der Größte der Drehzahl-Abweichung abhängig zu machen, um ein möglichst gutes Betriebsverhalten zu erzielen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird daher die jeweils günstigste Verstellgaschwindigkeit in Abhängigkeit von den genannten ermittelten Betriebsparametern bestimmt.
  • In weiterer Ausgestaltung ist es bevorzugt, daß eine Begrenzung des im Betrieb auftretenden minimalen Saugrohrunterdrucks durchgeführt wird. Dabei kann ein konstanter oder ein von der Motordrehzahl und/oder anderen Parametern, wie dem Drosselklappenwinkel, abhängiger variabler minimaler Saugrohrunterdruck als Grenzt wert benutzt werden. Diese Unterdruckbegrenzung verhindert beispielsweise bei einer Bergfahrt in einem zu großen Gang ein weiteres öffnen der Drosselklappe, was nicht zu einem größeren Leistungsangebot, sondern nur zu einem höheren Kraftstoffverbrauch fuhren würde. Ein weiteres öffnen der Drosselklappe ist nur dann möglich, wenn der Grenzwert des Saugrohrunterdrucks wieder unterst schritten wird, also im vorliegenden Fall beim Einschalten eines niedrigeren Gangs. Beim Erreichen des Grenzwerts wird somit die Verstellgeschwindigkeit in ausreichender Weise herabgesetzt oder zu Null gemacht, bis andere Betriebsbedingungen vorliegen. Während ein konstanter Grenzwert in besonders einfacher Weise zu berücksichtigen i3t, kann es für viele Fälle zweckmäßiger sein, den Grenzwert variabel zu gestalten und von irgendwelchen Betriebsparametern abhängig zu machen.
  • Ferner ist es möglich, daß die Verstellgeschwindigkeit von weiteran Betriebsparametern, wie der Motortemperatur, abhängig gemacht wird. Hierdurch wird beispielsweise berücksichtigt, daß das Betriebsverhalten eines kalten Motors völlig anders als dasjenige eines warmen Motors ist und daß somit die Verstellgeschwindigkeit durch Berücksichtigung der jeweiligen Motortemperatur optimiert werden kann.
  • Bei einer praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, daß eine konstante minimale Verstellgeschwindigkeit, eine konstante maximale Vers-tellgeschwindigkeit und eine von der Sollwert-Istwert-Abweichung abnängige variable mittlere Verstellgeschwindigkeit für das Steuerelement benutzt werden. Abgesehen davon, daß beispielsweise auch weitere konst@nte mittlere Verstellgeschwindigkeiten benutzt werden Kannen, hat sich die genannte Auf teilung dar Verstellgeschwindigkeiten als besonders zweckmäßig erwiesen. Dabei können die maximalen und minimalen Verstellgeschwindigkeiten gegebenenfalls als obere und untere Grenzwerte dar variablen Verstellgeschwindigkeit angesehen werdn, was jedoch nicht unbedingt erforderlich ist, da diese konstanten Verstellgeschwindigkeiten mit Abstand auch außerhalb des Übersteichungsbereiches der variablen Verstellgeschwindigkeit liegen können.
  • x/für bestimmte Anwendungsfälle In weiterer Ausgestaltung hat es sichx/als bevorzugt erwiesen, daß folgende Varstellgeschwindigkeiten benutzt werden: a) Bei ausreichend kleinen zeitlichen Sollwert- und Istwertänderungen innerhalb zweier zugeordneter Totzonen eine von der Drehzahlabweichung abhängige Verstellgeschwindigkeit; b) bei kleinen zeitlichen Istwertänderungen innerhalb der Istwart- Tot zone sowie zeitlichen Sollwertänderungen außerhalb der Sollwert-Totzone die minimale Verstellgeschwindigkeit; c) bei kleinen zeitlichen Sollwertänderungen innerhalb der Sollwert-Totzone zowie zeitlichen Istwertänderungen außerhalb der Istwert-Totzone die maximale Verstellgeschwindigkeit, falls die Drehzahlabweichung größer/gleich Null ist, und eine von der Drehzahlabweichung abhängige Verstellgeschwindigkeit, falls die Drehzahlabweichung kleiner/gleich Null ist; d) bei einer Drehzahlabweichung größer/gleich Null außerhalb der beiden Totzonen eine von der Drehzahlabweichung abhängende Verstellgeschwindigkeit und nur dann die minimale Verstellgeschwindigkeit, wenn die Sollwertänderung positiv und die Istwertänderung negativ sind, und e) bei einer Drehzahlabweichung kleiner/gleich Null außerhalb der beiden Totzonen die m@nimale Verstellgeschwindigkeit.
  • Eine Berücksichtigung dieses Betätigungskennfeldes hat sich im praktischen Betrieb als besondere zw@ckmäßig erwiesen, und zwar sowohl hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs als auch hinsichtlich des Fahrkomforts sowie der Fahrieistungswerte. Es ist ersichtlich, daß sich die Betätigungsfelder für positive und negative Drehzahlabweichungen relativ stark voneinander unterscheiden. Nur so ist es möglich, optimale Betriebsbedingungen einzuhalten.
  • Grundsätzlich ist es möglich, eine zur Drehzahlabweichung proportionale variable Verstellgeschwindigkeit zu benutzen. Stattdessen ist es jedoch auch möglich, daß eine von der Drehzahlabweichung nichtlinear, über- und/oder unterproportional abhängige Verstellgeschwindigkeit benutzt wird. Die jeweils zu wählende Abhängigkeit der variablen Verstellgeschwindigkeit hängt unter anderem von verschiedenen fahrzeug- sowie einsatzspezifischen Bedingungen ab und kann unter Berücksichtigung der jeweiligen Betriebsverhältnisse oder Betriebswünsche optimiert werden.
  • Ferner ist es möglich, als Drehzahlabweichung die Drehzahldifferenz, den Drehzahlquotienten oder eine entsprechende Drehzahlvergleichsgröße zu benutzen. Je nach Art dor gewählten Drehzahlvergleichagröße kann hierdurch die Art der Abhängigkeit der Verstellgeschwindigkeit von der Drehzahlabweichung beeinflußt werden, beispielsweise linear odar nichtlinear anhängig gemacht werden.
  • X/je nnch Art des StelLmotors In weiterer Ausgestaltung kann esx/zweckmäßig sein, daß die mouentane Position des Steuerelements, wie der Drosselklappenwinkel, zur -inittlung der Verstellgeschwindigkeit und/oder das Varsteilweges des Steuer@lements herangezogen wird. n diesem Zusammenhang kann es beispielsweise zweckmäßig sein, im leerlaufnahen Bereich gegenüber dem leerlauffernen Bereich eine besonders große Verstellgeschwindigkeit zu wählen, falls bei konstantem Sollwert ein lastbedingtes Abfallon des Istwertes auftritt. Durch diese Maßnahme kann gegebenenfalls ein Motorstillstand vermidden werden, wozu überdies ein besonders großer Verstellweg zweckmäßig aoin kann, der möglicherweise in anderen Betriebspunkten, wie bei anderen Drosselklappenwinkeln, nicht orforderlich ist.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es somit möglich, das variable Steuerelement eines elektronischen Gaspedals in Abhängigkeit von den jeweiligen BetriabszustanAen immer so zu verstellen, daß sich ein optimales Betriebsverhalten und ein möglichst kleiner Kraftstoffverbrauch ergeben. Hierbei werden für die Versteliung des Steuerelements unterschiedliche Verstellgeschwindigkeiten benutzt, die in AbhEngigkeit von gemessenen Betriebsparametern gewählt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf verschiedene Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 - eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitende Einrichtung in einer schematischen Gesamtansicht, Figur 2 - in einem Blockschaltbild einen Speicher zum Speichern eines Betätigungskennfeldes und zum Abrufen der jeweile optimalen Verstellgeschwindigkeit in Abhängigkeit von mehreren eingegebenen Betriebsparametern, Figur 3 - ein Betätigungskennfeld für den Bereich positiver Drehzahlabweichungen (Sollwert größer/gleich Istwert) und Figur 4 - ein Betätigungskennfeld für den Bereich negativer Drehzahlabweichungen (Sollwert kleiner/gleich Istwert).
  • Bei der Einrichtung aus Figur 1 werden einem zentralen Steuergerät 10 mehrere Eingangssignale zugeführt. Zum einen beeinflußt ein willkürlich betätigbares Gaspedal 12 den Schleifer eines vom Steuergerät 10 stromversorgten Potentiometers 14, und das hierbei erhaltene variable Signal, das über eine Leitung 16 dem Steuergerät 10 zugeführt wird, ist ein Maß für die Stellung des Gaspedals 12 und somit für den erwünschten Sollwert der Motordrehzahl. Dieser Sollwert wird in dem zentralen Steuergerät 10 verarbeitet. Zum anderen gelangt ein den Istwert der Motordrehzahl repräsentierendes Signal von einem Unterbrecher 18 eines nicht dargestellten Verbrennungsmotors über eine Leitung 20 zu dem zentralen Steuergerät 1Q, um ebenfalls in diesem verarbeitet zu werden. Und schließlich wird der Unterdruck in einem Saugrohr 2 des nicht dargostellton Verbrennungsmotors mittels eines Unterdruckmessers 24 erfaßt und ebenfalls in Form eines elektrischen Signals über eine Leitung 26 dem zentralen Steuergerät 10 zugeführt, um zumindest in Verbindung mit den Sollwert- und Istwert-Signalen sowie in Verbindung mit hiervon abgeleiteten Grössen weiterverarbeitet zu werdcn.
  • Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Stellung eines als ########-Drosselklappe ausgebildeten Steuerelements 23 durch einen elektromotorischen Stellmotor 30 verstellt, der über Leitungen 32 von dem zentralen Steuergerät 10 entsprechend angesteuert wird. wann es sich bei dem Stellmotor 30 um einen solchen handelt, dessen Drehgeschwindigkeit von der Eingangsspannung an den Leitungen 32 abhängt, gibt das zentrale Steuergerät 10 die Ansteuerung für den Stellmotor in Zorm eines spannungsvariablen Ausgangssignalz ab. Wenn dagegen der Stellmotor 30 ein Schrittmotor ist, wird die Verstellgeschwindigkeit des Steuerelements 28 dadurch verändert, daß das zentrale Steuergerät 10 den Stellmotor 30 mit Impulzfolgen versieht, deren Impulsfolgefrequenzen entsprechend der erwünschten Verstellgeschwindigkeit variabel sind. Auch kann ein Stellmotor 30 mit konstanter Stellgeschwindigkeit benutzt werden, der so lange läuft, wie ein Ansteuerimpuls anliegt, und der mit längenvariablen Ansteuerimpulzen beaufschlagt wird.
  • ei der Einrichtung aus Figur 1 ist alternativ dargestellt, daß die jeweilige Stellung des Steuerelements 2U, also beispielsweise der Drosselklappenwinkel, über ein Potentiometer 34 erfaßt und in Form oines elektrischen Signals über Leitungen 3b ebenfalls dem zentralen Steuergerät 10 eingegeben werden kann. Abgesehen davon, daß hierdurch grundsätzlich auch eine Regelung der Stellmotor - Verstellgeschwindigkeit möglich ist, kann hierdurch die jeweilige Anfangsstellung des Steuerelements 28 benutzt werden, um auch in Abhängigkeit hiervon die Verstellgeschwindigkeit des Steuerelements 28 zu optimieren.
  • In nicht näher dargestellter Weise können im Bedarfsfall auch weitere Betriebsparameter, wie die Motortemperatur, gemessen und in Form elektrischer Signale zusätzlich dem Steuergerät 10 eine geben werden.
  • In dem zentralen Steuergerät 10 wird in Abhängigkeit von den ein gegebenen Betriebsgrößen, also insbesondere in Abhängigkeit von dem Sollwert nS der Motordrehzahl, dem Istwert nI der Motordrehzahl sowie dem Saugrohrunterdruck pU und gegebenenfalls weiterer -Parameter P die jeweils günstigste Verstellgeschwindigkeit v für den Stellmotor 30 bestimmt. Gemäß er schematischen Darstellung in Figur 2 werden außer den genannten Größen aus dem Sollwert n5 und dem Istwert nI in nicht näher dargestellter weise in dem zentralenSteuergerät 10 noch folgende Größen bestimmt: zeitliche Änderungsgeschwindigkeit des Sollwertez, zeitliche Änderungsgeschwindigkeit des Istwertes und die Drehzahlabweichung A als Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Motordrehzahl Gemäß Figur 2 können alle diese Werte den Eingängen eines Speichers 38 zugeführt werden, und zwar im vorliegenden Fall der Sollwert einem Eingang 40, die zeitliche Anderungsgeschwindigkeit des Schwertes einem Eingang 42, der Istwert einem Eingang 44, die zeitliche Änderungsgeschwindigkeit des Istwertes einem Eingang 46, die Drehzahlabweichung in Form einer Drehzahldifferenz einem Eingang 48 ar Saugrohrunterdruck einem Eingang 50 und eventuelle weitere Parameter P einem oder mehreren Eingängen 52.
  • Der Speicher 33 beinhaltet ein Betätigungskennfeld, in dem die jeweils günstigste Verstellgeschwindigkeit zur das Steuerelement 28 aus Figur 1 in Abhängigkeit von diesen Parametern gespaichert ist und an einem Ausgang 54 zur VerfUgung gestellt weraen kann.
  • 3ei dem in den Figuren 3 und 9 geschilderten Ausfdhrungsbeispiel kann die Verstellgeschwindigkeit v einer konstanten minimalen Verstellgeschwindigkeit zur einer konstanten maximalen Verstellgeschwindigkeit vmax oder einer von der Drehzahlabweichung A abhängenden variablen Verstellgeschwindigkeit v(A) entsprechen.
  • Sobald der minimale Grenzwert des Saugrohrunterdrucks erreicht oder unterschritten wird, kann das Ausgangssignal am Ausgang 54 erst wieder erstellt werden, wenn der Gronzwert wieder unterschritten ist, also beispielsweise nach Einlegen eines kleineren Getriebegangs.
  • In den Figuren 3 und 4 3ind ür verschiedene Betriebszustände zwei Betätigungskennfelder dargestellt, die in rechtwinkligen Koordinatenkreuzen die Abhängigkeit der Verstellgeschwindigkeit von den zeitlichen Knderungsgeschwindigkeiten der Soll- und Istwerte beinhalten. Während Figur 3 für eine positive Drehzahlabweichung A größer/gleich Null gilt, betrifft Figur 4 den Fall einer Drehzahlabweichung A kleiner/gleich Null. In beiden 3etätigungsfeldern sind die Zoordinaten für die zeitlichen oder rungsgeschwindigkeiten des Sollwertes und des Istwertes jeweils von gestrichelt dargestellten Totzonen umgeben, die sich in einer zentralen Konstantzone 56 beider zeitlicher Änderungsgeschwindigkeiten kreuzen.
  • Es ist festzustellen, daß die Figuren 3 und 4 keinerlei Aussage über die Größe des Verstellweges des Steuerelements 28 sowie di Begrenzung des Saugrohruntc-rdruc.k s und oventuelle Abhängigkeiten von weiteren Parametern, sondern lediglich die Abhängigkeit der 1 Verstellgeschwindigkeit von den zeitlichen Änderungsgeschwindigkeiten sowie der Drehzahlabweichung beinhalten. Insoweit stellen die Figuren 3 und 4 die für die vorliegende Erfindung wesentlichen Zusammenhänge- dar, ohne jedoch auf alle Einzelheiten ainzugehen, die durch entsprechende Berücksichtigungen im Speicher 38 oder in anderen Teilen des zentralen Steuergeräts 10 in das vorliegende Verfahren eingehen können. Dieses gilt beispielsweise auch für die Einbeziehung der jeweiligen Stellung des Steuerelements 28, also beispielsweise des Drosselklappenwinkels.
  • Gemäß den Figuren 3 und 4 ist im Kreuzungsbereich 56 der beiden Totzonen der zeitlichen Änderungsgeschwindigkeiten von Sollwert und Istwert eine von der Drehzahlabweichung A abhängige variable Verstellgeschwindigkeit v(A) zu verwenden, die notwendigerweise zu Null wird, wenn Sollwert und Istwert konstant sind.
  • Die nachfolgend beschriebenen Verstellgeschwindigkeiten sind bei spielhaft für ein Frontantriebsfahrzeug mit ca. 50 kW Leistung.
  • Für andere Fahrzeug-Motor-Konzepte sind andere Verstellgeschwindigkeiten g@gebenenfalls günstiger.
  • Aus Figur 3 ergeben sich für den Fall einer positiven Drehzahlab weichung A für die einzelnen Bereiche bzw. Felder folgende Verstellgeschwindigkeiten: 58 - vmax; 60 - v(A) ; 62/64 - vmin; 66 -vmax; 68 - v(A); 70 - vmin; 72 - v(A).
  • Entsprechend ergeben sich aus Figur 4 für den Fall einer negativen Drehzahlabweichung A folgende Verstellgeschwindigkeiten für die einzelnen Bereiche: 74 - v(A); 76 - vmin; 78 - vmin; 80 -vmin; 82 - v(A); 84 - vmin; 86 - Imin; 88 - vmin.
  • Nachfolgend werden einige Betriebsfälle in beispielhafter Weise näher erläutert: Bei einer Bergfahrt mit einem zu großen Getriebegang wird die Drosselklappe nur so weit geöffnet, bis ein minimaler Saugrohrunterdruck als Grenzwert erreicht ist; danach bleiDt die Drosselklappe stehen. Ein weiteres Öffnen der Drosselklappe ist nur möglich, wenn ein niedrigerer Gang gewählt wird, da dann wegen der größeren Motordrehzahl (bei gleichbleibender Fahrzeuggeschwindigkeit im Moment des Schaltens) der Saugrohrunterdruck wieder ansteigt und der Grenzwert unterschritten wird. Die Drosselklappe öffnet sich in diesem neuen Gang wiederum so weit, bis der minimale Saugrohrunterdruck erneut erreicht wird. Auf diese Weise werden verbrauchsungünstige Kennfeldbereiche vermieden, dia lediglich zu einer Steigerung des raftstoffverbrauchs.una nicht zu einer maßgeblichen Vergrößerung des Leistungsangebots führen. Wenn bei dar Bergfahrt ein Drehzahlabfall bei konstanter Solldrehzahl erfolgt, wird das Steuerelement unter Berücksichtigung der geschilderten Saugrohrunterdruck-Begrenzung jeweils mit maximaler Verstellgeschwindigkeit geöffnet.
  • Entsprechendes gilt auch dann, wenn bei konstantem Leerlauf-Gas und nach Schub und Bremsen (der Istwert nI ist dann kleiner als der dem Leerlaufzustand entsprechende Sollwert nS) der Motor zum Stillstand neigt. Auch dann wird die Drosselkiappe wie bei der Bergfahrt mit maximaler Verstellgeschwindigkeit geöffnet, und as tritt hierbei praktisch keine Saugrohrunterdruck-Begrenzung ein.
  • Demnach erfolgt die Anwendung der maximalen Verstellgeschwindigkeit vmax nur in den Kennfeld-Bereichen 58 und 66, also immer dann, wenn bei positiver Drehzahlabweichung ein Drehzahlabfall oder ein Drehzahlanstieg bei konstanter Solldrehzahl erfolgt.
  • Demgegenüber erfolgt im Falle einer negativen Drehzahlabweichung A im Falle eines Drehzahlanstiegs oder eines Drehzahlabfalls bei konstanter Solldrehzahl eine Verstellung des Steuerelements 28 mit einer von der Drehzahlabweichung A abhängenden Verstellgeschwindigkeit v, wie es aus den Bereichen 74, 82 aus Figur 4 ersichtlich ist. Demnach schließt die Drosselklappe bei einer im Schub erfolgenden Talfahrt mit einer von der Drehzahlabweichung abhängenden Geschwindigkeit, also relativ langsam. Diese Abstimmung ermöglicht geringere Schadstoffemissionen bei gutem Fahrverhalten. Außerdem wird sich hierbei im praktischen Betrtseb wagen des allmählichen Übergangs zur Talfahrt kein spürbarer Nachtil zeigen. Der genannte Betriebszustand gilt auch dann, wenn im Schubbetrieb ein Abschalten von Verbrauchern erfolgt und demnach die Drehzahl anzusteigen neigt, was durch entsprechendes Schließen der Drosselklappe kompensiert wird.
  • Wenn bei veränderlichem Istwert sowie positiver Drehzahlabweichung der Sollwert vergrößert und somit das Fahrzeug beschleunigt wird, kann dieses auf zweierlei Art@erfolgen. Im Falle eines langsamen Treten. des Gaspedals erfolgt eine allmähliche Sollwert-Änderung gleichzeitig mit einer Nachführung der Ist-Drehzahl, wobei der Beschleunigungsvorgang umso schneller erfolgen soll, 3e größer die Drehzahlabweichung ist. Unter Berücksichtigung von Figur 3 wird hierbei nicht die minimale Verstellgeschwindigkeit Vmin benutzt, weil wegen des langsamen Tretens des Gaspedals der Beschleunigungsvorgang schon eingesetzt hat, wenn die jeweilig Bestimmung der von der Drehzahlabweichung abhängigen Varstellceechwindigoit v(A) erfolgt. Bei einer schnellen Gasbetätigung und einem nachfolgenden Stillhalten des Gaspedals wird dagegen mit der maximalen Verstellgeschwindigkeit vmax gearbeitet, was sich aus der Randbedingung der Bergfahrt ergibt.
  • Wenn bei veränderlichem Istwert sowie negativer Drehzahlabweichung, also im Schub, mehr oder weniger Gas gegeben wird, kann dieses ebenfalls langsam oder schnell erfolgen. Bei einer langsamen Betätigung des Gaspedals wird die minimale Verstellgeschwir.-digkait vmin benutzt, währand bei einer schnellen Gasbetätigung wegon der Randbedingung einer Talfahrt die von der Drehzahlabweichung abhängige Verstellgeschwindigkeit v(A) eingesetzt wird.
  • Im Falle eines Beschleunigens und eines Verzögerns aus eier konstanten Fahrgeschwindigkeit heraus wird unabhängig davon, ob eine positive oder negative Drehzahlabweichung vorliegt, anfangs die minimale Verstellgeschwindigkeit vmin benutzt, damit keine positiven oder negativen Laststoßwechsel auftreten.
  • Die einzelnen Verstellgeschwindigkeiten für das Steuerelement 28 lassen sich für die verschiedenen Fahrbedingungen aus dem Betätigungskennfeldern dar Figuren 3 und 4 eindoutig ablesen und somit betriebsparameterabhängig bestimmen. Dabei können Korrekturparameter, wie die Motortemperatur, berücksichtigt werden. Außerdem kann gemäß der Darstellung in Figur 1 als weitere Größe der Droaselklappenwinksl zur Ermittlung der Verstellgeschwindigkeit und des Verstellweges herangezogen werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einem sehr zweckmäßigen sowie verbrauchsgünstigen Fahrverhalten und ermöglicht die Berücksichtigung vielfältiger Betriebsbdingungen, wie eine Schubabschaltung, eine Tempostat-Regelung, eine Lastwechsel-Dämpfung, eine motortemperaturabhängige Drehzahl- und Lastkorrektur, einen Betrieb des Stellmotors ohne Überschwingen des Stellgrößenwertes bei Beibehaltng der Regelgenauigkeit und dergleichen mehr.
  • L e e r s e i t e

Claims (11)

  1. Verfahren zum Steuern der Stellung eines ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Steuerelements eines Verbrennungsmotors Patentansprüche Verfahren zum Steuern der Stellung eines ein Kraftstoff-Luft-Gemisch beeinflussenden Steuerelements eines Verbrennungsmotors, wie einer Droszelklappe, mittels eines elektronischen Gaspedals, bei dem das Steuerelement in Abhangigke 4 t von Einem Vergleich zwischen einem@der jeweiligen Stellung eines wlllkürlich betätigbaren Gaspedals zugeordneten Sollwert der Motordrehzahl und einem v@@@@er tatsächlichen Motordrehzahl abhängenden Istwert, also in Abhängigkeit von der Drehzahl-Abweichung, elektromotorisch verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der bekannten Bestimmung von Sollwert, Istwert sowie Drehzahl-Abweichung ferner zumindest die Änderungen der Soll- und Istwerte j Zeiteinheit und über den Saugrohrunterdruck der Motor-Lastzustand erfaßt werden, daß in einem Betätigungskennfeld in Abhängigkeit zumindest von diesen Werten mehrere teils konstante und teils von der Drehzahl-Abweichtung abhängige variable Verstellgeschwindig-Keiten für das Steuerelement abgespeichert werden, die einen Motorbetrieb in betriebs- und/oder verbrauchsgüns-tigen Kennfeldbereichen erzwingen bzw. in ungünstigen Kennfeldbereichen vermeiden, und daß durch Eingabe zumindest der genannten Werte in das Betätigungskennfeld aus diesem die jeweilige Verstellgeschwindigkeit bestimmt sowie zur Betätigung des Steuerelements benutzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Begrenzung das m m Betrieb auf tretenden minimalen Saugrohrunterdrucks durchgeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein konstanter minimaler Saugrohrunterdruck als Grenzwert benutzt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Motordrehzahl und/oder anderen Parametern, wie dem Droselklappenwinkel, abhängiger variabler minimaler Saugrohrs unterdruck als Grenzwert benutzt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellgeschwindigkeit von weiteren Betriebsparametern, wie der Motortemperatur, abhängiy gemacht wird.
  6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine konstante minimale Verstellgeschwindigkeit, eine konstante maximale Verstellgeschwindigkeit und eine von der Sollwert-Itwert-Abweichung abhängige variab-Le mittlere Verstellgeschwindigkeit für das Steuerelement benutzt werden.
  7. 7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daßx/folgende Verstellgeschwindigkeiten benutzt werden: x/anwendungsabhangig beispielsweise a) Bei ausreichend kleinen zeitlichen Sollwert- und Iztwertänderungen innerhalb zweier zugeordneter Totzonen eine von der Drehzahlabweichung abhängige Verstellgeschwindigkeit; b) bei kleinen zeitlichen Istwertänderungen innerhalb der Istwert-Totzone sowie zeitlichen Sollwertänderungen ausserhalb der Sollwert-Totzone die minimale Verstellgeschwindigke it; c) bei kleinen zeitlichen Sollwertänderungen innerhalb der Sollwert-Totzone sowie zeitlichen Istwertänderungen ausserhalb der Istwert-Totzone die maximale Verstellgeschwindigkeit, falls die Drehzahlabweichung größer/gleich Null ist, und eine von der Drehzahlabweichung abhängige Verstellgeschwindigkeit, falls die Drehzahlabweichung kleiner/gleich Null ist; d) bei einer Drehzahlabweichung größer/gleich Null außerhalb der beiden Totsonen eine von der Drehzahlabweichung abhängende Verstellgeschwindigkeit und nur dann die minimale Verztellgeschwindigkeit, wenn die Sollwertänderung positiv und die Istwertändorung negativ sind, und e) bei einer Drehnahlbweichung kleiner/gleich Null außerhalb der beiden Totzonen die minimale Verstellgeschwindigkeit.
  8. 8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine zur Drehzahl-Abweichung proportionale variable Verstellgeschwindigkeit benutzt wird.
  9. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine von der Drehzahl-Abweichung nichtlinear, über- und/oder unterproportional abhängige Verstellgeschwindigkeit benutzt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Drehzahl-Abweichung die Drehzahldifferenz, der Drehzahlguotient oder eine entsprechende Drehzahlvergleichsgröße benutzt wird.
  11. 11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Position des Steuerelements, wie der Drosselklappenwinkel, zur Ermittlung der Verstellgeschwindigkeit undfoder des Verstellweges des Steuorelements herangezogen wird.
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