DE3931455A1 - Verfahren zur steuerung der luftzufuhr einer brennkraftmaschine eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Luftzufuhr zu einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiges Verfahren zur Regelung der Luftzufuhr ist aus der US-PS 44 52 200 bekannt. Dort wird ein System vorgeschlagen, das im Leerlaufzustand aus der Differenz zwischen vorgegebener Soll- und gemessener Istdrehzahl eine Sollvorgabe für die Position eines die Drehzahl der Brennkraftmaschine beeinflussenden Stellgliedes bil­ det. Dieser Sollvorgabewert wird mit dem gemessenen Positionswert dieses Stellgliedes verglichen und in Abhängigkeit dieser Differenz die Position des Stellglieds über einen Steller derart beeinflußt, daß die Differenz der Positionswerte verringert wird. Der Sollvor­ gabewert für die Position des Stellgliedes wird dabei insbesondere in Abhängigkeit der Drehzahldifferenz variiert, bis diese den Wert Null angenommen hat. Bei dem die Drehzahl der Brennkraftmaschine be­ einflussenden Stellglied handelt es sich insbesondere um eine die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine bzw. die Leistung der Brennkraft­ maschine beeinflussende Drosselklappe.

Nachteile der bekannten Anordnung treten jedoch in Situationen zu­ tage, in denen der ermittelte Positionssollvorgabewert unterhalb des den mechanischen Anschlag der Drosselklappe repräsentierenden Posi­ tionswertes liegt. Eine derartige Situation kann im Leerlaufzustand z.B. dadurch auftreten, daß die der Brennkraftmaschine zufließenden Leckluft infolge Alterungserscheinungen zum Aufrechterhalten der Leerlaufsolldrehzahl ausreicht und das Regelsystem infolgedessen die Drosselklappe über ihren mechanischen Anschlag hinaus zu schließen versucht. Dadurch können elektrische und/oder mechanische Schäden im Bereich des Stellgliedes und seines Motors auftreten. Eine ähnliche Situation kann am Vollastanschlag des Stellelements auftreten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Regelungssystem derart auszugestalten, daß mechanische und elektrische Schäden am Stellglied und seines Motors im Bereich seiner mechanischen Anschlä­ ge wirksam vermieden werden und die Lebensdauer der Stelleinrich­ tung erhöht wird. Diese Aufgabe wird entsprechend dem Patentan­ spruch 1 dadurch gelöst, daß innerhalb einer vorgegebenen Umgebung des mechanischen Anschlages der Drosselklappe die Bewegung der Dros­ selklappe unter Überwachung des Ansteuersignals in Richtung des me­ chanischen Anschlages verzögert erfolgt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise erzielt einen wirksamen Schutz der Stelleinrichtung vor mechanischen und/oder elektrischen Schäden, die auftreten können, wenn die Stelleinrichtung, Drosselklappe und zugehöriger Stellmotor, mit hoher Geschwindigkeit gegen den mechani­ schen Anschlag der Drosselklappe gefahren wird. Die Verzögerung der Drosselklappenbewegung führt zur Verringerung der Stellgeschwindig­ keit im Bereich des mechanischen Anschlages und somit zu einer ge­ ringeren mechanischen Beanspruchung der Stelleinrichtung beim Auf­ treffen auf den mechanischen Anschlag, während die stattfindende Überwachung des Stellerstroms auf einen zulässigen Grenzwert elek­ trische Schäden der Stelleinrichtung vermeidet.

Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unter­ ansprüchen.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in den Zeichnungen darge­ stellten Ausführungsformen erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 ein Über­ sichtsblockschaltbild einer Anordnung zur Steuerung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine, in der das erfindungsgemäße Verfahren zur Wirkung kommt und Fig. 2 eine detailliertere Ausführung eines Teils dieser Anordnung. Die Fig. 3 und 4 stellen das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines Flußdiagramms (Fig. 3) und eines Zeitdia­ gramms (Fig. 4) in einer ersten Ausführungsform, die Fig. 5 und 6 in einer zweiten Ausführungsform dar.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Fig. 1 zeigt eine Brennkraftmaschine 10 mit einem Luftansaugrohr 12, in dem sich eine Drosselklappe 14 zur Steuerung der Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine befindet. Ferner ist eine Steuereinheit 16 vorhanden, die ein Motorsteuerungssystem umfaßt, das außer der Steuerung der Luftzufuhr auch die nicht dargestellte Steuerung der Kraftstoffzufuhr und des Zündzeitpunktes zur Aufgabe haben kann.

Die Steuereinheit 16 umfaßt einen Lageregler 18, dem über die Ver­ bindungsleitung 20, die ihn mit einem Drosselklappenpositionssensor 22 verbindet, ein die Drosselklappeniststellung repräsentierendes Signal zugeführt wird. Über die Verbindungsleitung 24, die den Lage­ regler 18 mit einem Sollwertbildner 26 verbindet, liegt dem Lagereg­ ler 18 ein Sollvorgabewert für die Drosselklappenposition vor. In Abhängigkeit von Soll- und Istposition der Drosselklappe 14 ermit­ telt der Lageregler 18 eine Stellgröße für die Drosselklappe 14, die mittels einer Verbindungsleitung 28 über die Treiberstufe 30 an ei­ nen Stellmotor 32 für die Drosselklappe 14 übermittelt wird, wobei der Stellmotor 32 über eine mechanische Verbindung 34 mit der Dros­ selklappe 14 verbunden ist.

Der Sollwertbildner 26 erhält über seine Eingangsleitung 36 Informa­ tionen über die Stellung eines nicht dargestellten Fahrpedals, die in einem Fahrpedalpositionsgeber 38 gewonnen werden, über die Ein­ gangsleitung 40 ein den Leerlaufzustand der Brennkraftmaschine re­ präsentierendes Signal, das mittels eines Leerlaufsensors 42, der entweder als Schalter an der Drosselklappe 14 oder am Fahrpedal an­ gebracht ist und/oder wenigstens einem der entsprechenden Positions­ gebers 22, 38 entspricht, erzeugt wird. Ferner werden dem Sollwert­ bildner 26 von einem Drehzahlsensor 44 über die Eingangsleitung 46 ein Istdrehzahlsignal zugeführt und über die weiteren Eingangslei­ tungen 48, die hier symbolisch als Einzelleitung dargestellt sind, von entsprechenden Meßeinrichtungen 50 Betriebsparameter wie z.B. Motortemperatur, Batteriespannung, Fahrgeschwindigkeit und/oder Ge­ triebestellung zur Bildung des Sollwertes zugeführt. Ferner wird dem Sollwertbildner 26 über die Verbindungsleitungen 52, die den Soll­ wertbildner 26 mit der Verbindungsleitung 28 zwischen Lageregler 18 und Treiberstufe 30 bzw. zwischen Treiberstufe 30 und Stellmotor 32 verbindet, das Lagereglerausgangssignal bzw. alternativ das Ansteu­ ersignal des Stellmotors 32 zugeführt.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung dient zur Regelung der Dreh­ zahl bzw. Leistung der Brennkraftmaschine über die Position der Drosselklappe 14, wobei im Sollwertbildner 26 ein Drosselklappen­ positionssollwert in Abhängigkeit der Eingangsgrößen gebildet wird. Der Sollpositionswert wird im Lageregler 18 mit dem zurückge­ führten Istpositionswert verglichen und ein entsprechendes Ausgangs­ signal erzeugt, das über die Treiberstufe 30 den Stellmotor 32 und damit die Drosselklappe 14 derart steuert, daß die Differenz zwi­ schen Soll- und Istwert verringert wird. Das Reglerausgangssignal und bzw. das Ansteuersignal des Stellmotors 32 wird in den Sollwert­ bildner 26 zur Überwachung des Ansteuersignals zurückgeführt.

Eine detailliertere Ausgestaltung des Sollwertbildners 26 wird in Fig. 2 dargestellt. Elemente der Fig. 2, die bereits in Fig. 1 mit identischer Funktion beschrieben wurden, tragen in Fig. 2 iden­ tische Bezugszeichen und werden nicht näher ausgeführt. Die strich­ liert dargestellten, das Blockschaltbild der Fig. 2 erweiternde Elemente stellen ein zweites, alternatives Ausführungsbeispiel dar. Der strichliert punktierte dargestellte Sollwertbildner 26 umfaßt eine Einheit zur Bildung des Drosselklappensollwinkels 100, deren Eingänge die in Fig. 1 beschriebenen Leitungen 36, 40, 46 und 48 darstellen und deren Ausgangsleitung 102 die Einheit 100 mit einer Maximalwertauswahlstufe 108 verbindet. Deren zweiter Eingang ist mit einer Rampenberechnungseinheit 110 über die Leitung 112 verbunden, während ihr erster Ausgang über die Leitung 114 einerseits mit der Rampenberechnungseinheit 110 andererseits mit einer logischen UND-Element 116 und ihr zweiter Ausgang über die Leitung 118 mit ei­ ner Additionsstelle 120 verknüpft ist. Die weiteren Eingänge der Rampenberechnungseinheit 110 bilden die Leitung 122, die die Einheit 110 mit einem Speicherelement 124 verbindet, während ein zweiter, weiterer Eingang mit der Verbindungsleitung 52 beaufschlagt ist. Ferner ist die Berechnungseinheit 110 mit dem logischen UND-Element 116 über die Verbindungsleitung 126 verknüpft. Dieses logische UND-Element 116 ist an seinem dritten, invertierend ausgeführten Eingang mit der Verbindungsleitung 52 beschaltet, sein Ausgang 128 verknüpft es mit einem Offsetgenerator 130, dessen Ausgangssignal wiederum über eine Verbindungsleitung 132 auf die Additionsstelle 120 geführt ist. Die Additionsstelle 120 ist zur Abgabe des Summa­ tionsergebnisses über die Leitung 24 mit dem Regler 18 verknüpft.

Erweiternd wird für ein zweites Ausführungsbeispiel ein zweites Speicherelement 140 vorgesehen. Dieses Speicherelement 140 ist über Leitung 114 mit der Maximalwertauswahlstufe 108 über die Verbindung­ leitung 142 mit der Leitung 118, dem Ausgang der Maximalwertauswahl­ stufe 108, über die Verbindungsleitung 144 mit dem Offsetgenerator 130 und mit der Verbindungsleitung 52 verbunden. Den Ausgang des Speicherelements 140 bildet die Leitung 146, die das Speicherelement 140 mit dem Speicherelement 124 verbindet. In diesem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel ist die Verbindungsleitung 126 nicht vorhanden.

Die Funktionsweise der Anordnung nach Fig. 2 ergibt sich wie folgt. Die Einheit zur Bildung des Drosselklappensollwertes 100 berechnet in Abhängigkeit der über die Eingangsleitungen 40 bis 48 zugeführten Betriebsparameterwerte der Brennkraftmaschine im Leerlaufzustand, bzw. außerhalb dieses zusätzlich in Abhängigkeit der über die Lei­ tung 36 zugeführten Fahrpedalauslenkung einen Sollwert α_s für die Position der Drosselklappe, den die Einheit 100 über die Leitung 102 abgibt. Beim Start des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im auf­ grund von Leerlaufsignal, Drehzahl, Fahrgeschwindigkeit etc. erkann­ ten Leerlaufzustand die Rampenberechnungseinheit 110 mit einem über die Leitung 122 aus dem Speicherelement 124 zugeführten, vorgegebe­ nen Startwert α_O geladen und berechnet bei Vorliegen bestimmter Bedingungen einen zeitlich schrittweise kleiner werdenden Drossel­ klappenwinkelrampenwert α_R. Die Rampenberechnungseinheit 110 wird aktiviert, wenn über die Verbindungsleitung 114 ein Signal von der Maximalwertauswahlstufe 108 vorliegt, daß der Drosselklappen­ sollwert α_S kleiner als der Drosselklappenrampenwert α_R ist.

Ferner wird das Reglerausgangs- bzw. Ansteuersignal dahingehend ver­ wertet, daß die Rampenberechnungseinheit 110 ihre Funktion dann un­ terbricht, wenn das Reglerausgang- bzw. Ansteuersignal des Stell­ gliedes einen zulässigen Grenzwert erreicht bzw. überschritten hat. In der Maximalwertauswahlstufe 108 wird der jeweils größere der bei­ den Werte, Drosselklappensollwinkel α_S und Drosselklappenrampen­ wert α_R über die Verbindungsleitung 118 an die Additionsstelle 120 abgegeben. Dort wird zur Bildung des Drosselklappenwinkelaus­ gangswertes α_A, der dem Drosselklappenwinkelsollwert für den La­ geregler 18 entspricht, der Ausgangswert der Maximalwertauswahlstufe 108 mit einem im Offsetgenerator 130 erzeugten vorgegebenen Offset­ wert α_F beaufschlagt. Dieser Offsetwert führt dazu, daß der Dros­ selklappenwinkelausgangswert um einen vorgegebenen Wert größer als der von der Maximalwertauswahlstufe 108 abgegebenen Wert ist. Der Offsetgenerator 130 wird zur Ausgabe des Offsetwertes 0 gesperrt, wenn die Bedingungen "Drosselklappenwinkelsollwert kleiner Drossel­ klappenrampenwert" (über Verbindungsleitung 114), "Reglerausgangs­ signal unterhalb eines vorgegebenen Grenzwertes" (über Leitung 52) und "erfindungsgemäße Verfahren in diesem Betriebszyklus bereits durchgeführt" (über Leitung 126), vorliegen, wobei das Vorliegen der Bedingungen mit Hilfe der logischen UND-Einheit 116 erfaßt und über die Leitung 128 der Offsetgenerator 130 gesperrt wird.

In einem erweiterten Ausführungsbeispiel wird auf die letzte der obengenannten Bedingungen verzichtet und eine Speichereinheit 140 vorgesehen, die das Ausgangssignal der Maximalwertauswahlstufe 108, das in diesem Fall der Drosselklappenistposition α_I entspricht, dann abspeichert, wenn das Reglerausgangssignal den Grenzwert er­ reicht und der Drosselklappenwinkelsollwert unterhalb des Drossel­ klappenrampenwertes liegt. Der gespeicherte Wert α_M repräsentiert die Drosselklappenposition am mechanischen Anschlag, wie weiter un­ ten näher ausgeführt wird. In Abhängigkeit des gespeicherten Ergeb­ nisses α_M werden die Offsetwerte α_F und die Startwerte α_O variiert.

Im Flußdiagramm der Fig. 3 ist die Funktion des Sollwertbildners 26 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Nach Start dieses Programmteils zu Beginn eines Betriebszyklus des Kraftfahr­ zeugs wird im Funktionsblock 200 der Drosselklappenrampenwert A_R auf seinen Startwert α_O gesetzt und ein Flag F, das einen voll­ ständigen Programmdurchlauf kennzeichnet, mit dem Wert 0 belegt. Der Startwert entspricht beispielsweise einem Drosselklappenwinkel von etwa 1,5°. Er ist so gewählt, daß er oberhalb dem unteren mechani­ schen Anschlag der Stelleinrichtung liegt. In einem Abfrageblock 202 wird überprüft, ob der berechnete Drosselklappensollwinkel α_S kleiner als der anliegende Drosselklappenrampenwert α_R ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Drosselklappenausgangswert im Block 204 auf den Wert des Drosselklappensollwinkels addiert mit dem Off­ setwert α_F gesetzt und der Programmteil endet.

Wird z.B. infolge einer erhöhten Leckluftzufuhr zur Brennkraft­ maschine im Abfrageblock 202 festgestellt, daß der Drosselklappen­ sollwinkel unter dem Drosselklappenrampenwert liegt, so wird in Funktionsblock 206 überprüft, ob während dieses Betriebszyklus be­ reits ein vollständiger Durchlauf des erfindungsgemäßen Verfahrens stattgefunden hat.

Wird im Block 206 erkannt, daß noch kein vollständiger Durchlauf stattgefunden hat, wird in Block 210 das Reglerausgangs- bzw. das Ansteuersignal A mit einem zulässigen Grenzwert A₀ verglichen. Beim Signal A kann es sich vorzugsweise um den Ansteuerstrom für den Stellmotor der Stelleinrichtung handeln, wobei der zulässige Grenz­ wert A₀ dann den maximal zulässigen Strom bezeichnet. Ferner ist in diesem Zusammenhang auch ein aus der Ansteuerspannung gewonnenes Signal oder ein von einem getakteten Ansteuersignal abgeleitetes Mittelwertsignal denkbar. Ist im vorliegenden Fall das Signal A unterhalb seines zulässigen Grenzwertes, so wird der Drosselklappen­ rampenwert um einen vorgegebenen Wert erniedrigt, was in Block 212 symbolisch als Substraktion des Wertes 1 dargestellt ist. Der Dros­ selklappenausgangswert folgt dann entsprechend dem Block 214 dem sich verändernden Drosselklappenrampenwert, womit der Programmteil beendet ist. Die Drosselklappenistposition entspricht dabei dem Aus­ gangswert, was zu einer Verzögerung der Drosselklappenbewegung führt.

Hat das Signal A seinen zulässigen Grenzwert erreicht bzw. über­ schritten, wird entsprechend Block 216 ein vollständiger Programm­ durchlauf definiert und das Flag F auf den Wert 1 gesetzt, der Dros­ selklappenausgangswert nimmt dann einen Wert an, der der Summe des aktuellen Drosselklappenrampenwertes und des Offsetwertes entspricht (Block 218). Dabei liegt der Offsetwert α_F in der Regel im Be­ reich zwischen 0,1° und 0,3°. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens muß der Offsetwert größer als die Differenz zweier nach­ folgenden Rampenwerten sein.

Ist entsprechend Block 206 bereits ein derartiger Durchlauf erfolgt, so wird, wie in Block 208 gezeigt wird, der Drosselklappenausgangs­ wert auf einen Wert bestimmt, der der Summe des Drosselklappenram­ penwertes und des Offsetwertes entspricht. Danach wird der Programm­ teil beendet, bzw. neu gestartet.

Im Zeitdiagramm nach Fig. 4 ist das erfindungsgemäße Verfahren an­ hand des zeitlichen Verlaufes des Drosselklappensollwertes und damit des Drosselklappenwinkels α sowie des Ansteuersignals A des Stell­ motors der Stelleinrichtung dargestellt. Dabei ist die Zeitachse in 5 Phasen eingeteilt. Fig. 4a zeigt den Zeitverlauf des Drosselklap­ penwinkels α, wobei die gestrichelt gezeichnete Linie den mechani­ schen Anschlag der Stelleinrichtung bezeichnet, während die punk­ tiert gezeichnete Linie den Drosselklappenwinkelsollwert α_S, die strichliert punktiert gezeichnete Linie den Drosselklappenwinkelram­ penwert α_R und die durchgezogene Linie den Drosselklappenwinkel­ ausgangswert α_A kennzeichnet. In Fig. 4b ist das Ansteuersignal A der Stelleinrichtung über der Zeit aufgetragen, wobei die gestri­ chelte Linie den maximal zulässigen Grenzwert des Signales A be­ zeichnet.

In Phase I wird ein Absinken des Drosselklappensollwinkels auf einen Wert unterhalb des den mechanischen Anschlag repräsentierenden dar­ gestellt. Der Drosselklappenrampenwert ist in dieser Phase auf sei­ nem Startwert festgelegt. Der Drosselklappenwinkelausgabewert folgt im Abstand des Offsetwertes dem entsprechend einem digitalen System gekennzeichneten Drosselklappenwinkelsollwert. In diesem Zusammen­ hang sei erwähnt, daß selbstverständlich der erfindungsgemäße Gegen­ stand nicht auf digitale Signalvorläufe, sondern auch auf konti­ nuierliche anwendbar ist. Das Signal A besitzt in Phase I einen mittleren Wert, derart, daß die Position der Drosselklappe entspre­ chend dem Ausgangswert eingehalten wird.

In Phase II fällt der Drosselklappensollwert unter den den mechani­ schen Anschlag repräsentierenden Wert, was entsprechend dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren dazu führt, daß der Drosselklappenwinkelram­ penwert schrittweise reduziert wird. Dies führt zu einer schritt­ weisen Abnahme des Drosselklappenwinkelausgabewertes, der in dieser Phase dem Drosselklappenwinkelrampenwert entspricht. Die Drossel­ klappe folgt zunächst dem fallenden Sollwert, bis dieser den Start­ wert α_O erreicht hat. Dann wird die Drosselklappe "abgefangen", ihre Bewegung in Richtung des mechanischen Anschlags verzögert, die Stellgeschwindigkeit durch die schrittweise Abnahme des Rampenwertes verringert. Das Signal A befindet sich in Phase II unterhalb des ma­ ximal zulässigen Grenzwertes. Ein den Sollwert erhöhendes Ereignis tritt am Ende der Phase II ein, wodurch der Drosselklappenwinkel­ sollwert über den dem mechanischen Anschlag entsprechenden Wert steigt. Diese Veränderung folgt der Drosselklappenwinkelausgabewert, so daß er einen um den Offsetwert gegenüber dem Drosselklappenwin­ kelsollwert erhöhten Wert einnimmt. Der Drosselklappenrampenwert bleibt in diesem Ausführungsbeispiel auf seinem am Ende der Phase II erreichten Wert stehen. Würde der Rampenwert den Sollwert erreichen, wenn letzerer, oberhalb des mechanischen Anschlags liegen würde, würde der Ausgangswert ebenfalls den Wert α_S + α_F einnehmen.

Zum Beginn der Phase III wird durch einen entsprechenden Eingriff in die Sollwertbildung der Drosselklappenwinkelsollwert wieder entspre­ chend Phase II derart erniedrigt, daß er unterhalb den dem mechani­ schen Anschlag entsprechenden Wert sinkt. Ausgehend von dem Wert am Ende der Phase II wird der Drosselklappenrampenwert und damit der Drosselklappenwinkelausgabewert schrittweise erniedrigt. Das Verhal­ ten der Drosselklappe entspricht in Phase III dem von Phase II. Wäh­ rend der Phase III besitzt das Signal A einen Wert, der kleiner als der maximal zulässige Grenzwert ist.

Beim Übergang von Phase III auf Phase IV fällt der Drosselklappen­ rampenwert und somit der Drosselklappenwinkelausgabewert unter den Wert des mechanischen Anschlages. Dies bedeutet, daß der Regler nicht mehr in der Lage ist, die Soll-Ist-Differenz auszugleichen, da die Stelleinrichtung nicht über den mechanischen Anschlag bewegt werden kann. Dies hat ein Ansteigen des Betrages des Signals A zur Folge. Zu einem Zeitpunkt TO erreicht der Betrag des Signals A sei­ nen maximal zulässigen Grenzwert. Dies wird erkannt, worauf der Drosselklappenwinkelausgabewert um den Offsetwert erhöht und somit über den mechanischen Anschlagswert ansteigt. Der Drosselklappen­ rampenwert bleibt unterhalb des Wertes des mechanischen Anschlages stehen. Da nun das Führungssignal des Lagereglers oberhalb des me­ chanischen Anschlages liegt, ist der Regler in der Lage, die Regel­ differenz auszugleichen, worauf der Betrag des Signals A bis zum Ende der Phase IV auf den ursprünglichen Wert abfällt.

Nach einer erneuten, betriebsparameterbestimmten Erhöhung des Dros­ selklappenwinkelsollwertes am Ende von Phase IV und einer ebensol­ chen Erniedrigung des Drosselklappenwinkelsollwertes zu Beginn der Phase V zeigt sich, daß der Drosselklappenwinkelausgabewert und da­ mit die Position der Drosselklappe selbst unverzögert nur bis zu dem Wert abfällt, den er/sie am Ende der Phase IV eingenommen hat. Da­ durch wird eine minimal zulässige Drosselklappenposition definiert und wirksam verhindert, daß der Stellmotor infolge der Regelfunktio­ nen mit hoher Geschwindigkeit gegen die mechanischen Anschläge der Stelleinrichtung getrieben wird, was zu mechanischen und elektri­ schen Schäden in der Stelleinrichtung führen kann. In einer anderen Interpretation kann dieses Verfahren auch als ein Lernen des mecha­ nischen Leerlaufanschlages verstanden werden. Für den weiteren Be­ triebszyklus wird der Drosselklappenrampenwert und damit der Dros­ selklappenwinkelausgabewert nicht mehr verändert. Das schrittweise Annähern der Drosselklappe an ihren mechanischen Anschlag entspre­ chend Phase II und III vermeidet, daß infolge zu hoher Geschwindig­ keit der Stellmotor bzw. die Stelleinrichtung beim Auftreffen auf den mechanischen Anschlag Schaden nimmt.

Ein zweites, vorteilhaftes Ausführungsbeispiel wird anhand des Fluß­ diagrammes von Fig. 6 beschrieben.

Nach Start des Programmteils zu Beginn des Betriebszyklus des Kraft­ fahrzeugs wird entsprechend Block 300 der Drosselklappenrampenwert α_R mit seinem Startwert α_O belegt und in der Abfrage 302 geprüft, ob der Drosselklappensollwinkel kleiner als der Dros­ selklappenrampenwert ist. Ist dies nicht der Fall, wird der Dros­ selklappenausgabewert als die Summe des Drosselklappensollwinkels und des Offsetwertes in Block 304 festgesetzt und der Programmteil erneut gestartet. Wird in 302 jedoch erkannt, das der Drosselklap­ pensollwinkel kleiner als der Drosselklappenrampenwert ist, so wird entsprechend Block 306 der Drosselklappenrampenwert schrittweise er­ niedrigt, was auch hier entsprechend Fig. 3 symbolisch durch Sub­ straktion mit 1 dargestellt ist. Der Drosselklappenausgabewert ent­ spricht dann dem jeweiligen Drosselklappenrampenwert (Block 308). Die Abfrage 310 überprüft, ob der Drosselklappenrampenwert dem Dros­ selklappensollwinkel entspricht. Ist dies nicht der Fall, geht das Programm weiter zum Abfrageblock 312 der entsprechend Fig. 3 das Signal A dahingehend überprüft, ob es unterhalb seines zulässigen Grenzwertes A₀ liegt. Ist dies der Fall, wird der Programmteil ab Block 306 wiederholt. Wird in Block 310 die Gleichheit von Drossel­ klappenrampenwert und Drosselklappenwinkelsollwert festgestellt, wird diese Schleife verlassen und der Drosselklappenausgangswert auf die Summe von Rampenwert und Offsetwert festgelegt, und der Prog­ rammteil erneut gestartet.

Wird im Block 312 erkannt, daß der Betrag des Signals A seinen zu­ lässigen Grenzwert A₀ erreicht bzw. überschritten hat wird die Programmschleife ebenfalls verlassen und entsprechend Block 316 der aktuelle Drosselklappenrampenwert als mechanischer Anschlagswert ge­ speichert, in Block 318 wird der Startwert α_O als Funktion des gespeicherten mechanischen Anschlagwertes α_M festgestellt und in Block 320 der Drosselklappenausgabewert als Summe aus aktuellem Drosselklappenrampenwert und Offsetwert ausgegeben. Danach wird der Programmteil erneut gestartet.

Fig. 6 zeigt ständig ein Zeitdiagramm des Drosselklappenwinkels (Fig. 6a) und des Signals A (Fig. 6b). Dabei entspricht das Zeit­ diagramm im wesentlichen dem Zeitdiagramm nach Fig. 4 lediglich Fig. 6a unterscheidet sich am Ende von Phase II, in Phase IV und in Phase V von dem Zeitdiagramm des ersten Ausführungsbeispiels ent­ sprechend Fig. 4a. Im folgenden wird deswegen nur noch auf diese unterschiedlichen Zeitpunkte eingegangen.

Nach dem der Drosselklappensollwinkel am Ende von Phase II wieder einen Wert angenommen hat, der oberhalb dem mechanischen Anschlag liegt, wird entsprechend dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 der Drosselklappenrampenwert auf seinen Startwert gesetzt. Dadurch liegt zu Beginn der Phase III ein höherer Ausgangswert beim schritt­ weisen verringern des Drosselklappenwinkels in Richtung des mechani­ schen Anschlages vor. Wird in Phase IV erkannt, daß der Betrag des Signals A seinen zulässigen Grenzwert erreicht bzw. überschritten hat, wird entsprechend diesem zweiten Ausführungsbeispiel der Dros­ selklappenrampenwert beim erneuten Starten des Programmteils auf den Startwert α_O gesetzt, der eine Funktion des gespeicherten me­ chanischen Anschlagswertes dargestellt. Dadurch wird erreicht, daß zu Beginn der Phase V der Drosselklappenwinkel erneut verzogert an den mechanischen Anschlag herangeführt wird, so daß im Falle des zweiten Ausführungsbeispieles bei jedem Annähern an den mechanischen Anschlag eine Verzögerung der Drosselklappenbewegung und somit ein Lernen des mechanischen Anschlages stattfindet.

Anstelle der Drosselklappe eines Otto-Motors ist das erfindungsge­ mäße Verfahren auch auf andere Leistungsstellelemente, wie z. B. die Regelstange der Kraftstoffpumpe eines Dieselmotors oder ein Bypassstellelement, anwendbar.

Eine weitere Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich im Bereich des oberen mechanischen Anschlags des Stellelements. Da­ bei wird ein Überschreiten eines vorgegebenen oberen Rampenwerts durch den vom Fahrpedal ermittelten Sollwert erkannt und der Rampen­ wert dem oberen mechanischen Anschlag angenähert. Das Ergebnis des durchgeführten, erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend den Be­ schreibung zu den Fig. 3 bis 6 ist nach erstmaligem Erreichen des Anschlags ein Maximalwert der Stellgliedposition unterhalb des obe­ ren mechanischen Anschlags zum wirksamen Schutz der Stelleinrichtung vor Beschädigungen am mechanischen Anschlag.

Claims (11)

1. Verfahren zur Steuerung der Luftzufuhr zu einer Brennkraftmaschi­ ne eines Kraftfahrzeugs, insbesondere im Leerlaufzustand, mit einem die Luftzufuhr zur Brennkraftmaschine beeinflussenden Stellelement, das wenigstens einen mechanischen Endanschlag besitzt und das in Ab­ hängigkeit eines Steuersignals betätigbar ist und durch das die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine und/oder die Position des Stellelements regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Stellelements im Leerlaufzustand und/oder im Vollastzustand in­ nerhalb einer vorgegebenen Umgebung dieses mechanischen Anschlages verzögert erfolgt, wenn die Betätigung des Stellelements eine Bewe­ gung des Stellelements in Richtung des mechanischen Anschlages zur Folge hat.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzö­ gerung der Bewegung durch schrittweises Annähern an den mechanischen Anschlag erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erreichen des mechanischen Endanschlags durch das Stellelement durch Überprüfung des Ansteuersignals des Stellelements auf Einhaltung seiner zulässigen Grenzwerte erkennbar ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das An­ steuersignal der Ansteuerstrom des Stellmotors, ein Signal, das aus der Ansteuerspannung des Stellelementes gewonnen wird oder ein Sig­ nal, das einen Mittelwert eines getakteten Ansteuersignals ent­ spricht, ist.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß bei Erreichen des mechanischen Anschlages der je­ weilige Positionswert des Stellgliedes als mechanischer Anschlags­ wert gespeichert wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verzögerung der Betätigung des Stellelementes dann aktiviert wird, wenn der berechnete Sollwert für die Position des Stellelementes unter einen vorgegebenen Wert erniedrigt wird.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Wert, der die vorgegebene Umgebung den mecha­ nischen Anschlag bestimmt, abhängig vom gespeicherten den mechani­ schen Anschlag repräsentierenden Wert ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Errei­ chen des mechanischen Anschlages des Stellelementes das Stellelement sprungförmig in eine Position bewegt wird, die einem vorgegebenen Wert oberhalb des mechanischen Anschlages entspricht.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nach erstmaligem Erreichen des mechanischen An­ schlages ein Minimalwert der Position des Stellgliedes vorgegeben wird, der um einen vorgegebenen Wert oberhalb des mechanischen An­ schlages liegt, der als Begrenzung der Position des Stellelements wirkt und die minimal zulässige Position der Stellelemente bezeich­ net.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß dem mechanischen Anschlag ein minimaler Positions­ wert des Stellelementes, insbesondere der Drosselklappe einer Brenn­ kraftmaschine, entspricht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der mechanische Anschlag der Vollastanschlag des Stellele­ ments, insbesondere einer Drosselklappe ist, und daß nach erstmali­ gem Erreichen des Anschlags ein Maximalwert vorgegeben wird, der un­ terhalb des mechanischen Anschlags liegt.