DE4111078A1 - Drosselklappenregelvorrichtung zur verwendung in einem verbrennungsmotor - Google Patents
Drosselklappenregelvorrichtung zur verwendung in einem verbrennungsmotorInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drosselklappenregelvorrichtung
zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor
mit einer Drosselklappe und insbesondere auf eine
Vorrichtung zum Feststellen des Ausfalls einer Rückstellfeder,
die verwendet wird, um die Drosselklappe in eine Öffnungs-
oder Verschlußrichtung zu bewegen.
Antriebsregelvorrichtungen wurden vorgeschlagen, um den
Motorausgang so zu regeln, daß der Schlupffaktor, wenn auf
den Fahrzeugantriebsrädern ein Schlupf auftritt, in einem
vorgegebenen Bereich bleibt. Die Motorausgangsregelung wird
durch Regelung der Stellung einer Drosselklappe in einem
Lufteinlaß durchgeführt, um die in den Motor zugelassene
Luftmenge zu regeln. Zu diesem Zweck stellt die Antriebsregelvorrichtung
eine erforderliche Drosselklappenstellung für
eine elektronische Regeleinheit zur Verfügung, die sie mit
der festgestellten Drosselklappenstellung vergleicht, um ein
Regelkreissignal in Abhängigkeit von einer festgestellten
Abweichung von der erforderlichen Drosselklappenstellung zur
Verfügung zu stellen. Das Regelkreissignal wird verwendet,
um ein Drosselklappenstellglied anzutreiben, um die Drosselklappe
in einer Richtung zu bewegen, die die festgestellte
Abweichung ausgleicht.
Die Antriebsregelvorrichtung ist anwendbar auf eine einzelne
Drosselklappenstruktur mit einer einzelnen Drosselklappe
in der Motoreinlaßdurchführung und auch auf eine Tandem-
Drosselklappenstruktur mit Haupt- und Hilfsdrosselklappe,
die in Reihe in einer Motoreinlaßdurchführung angeordnet
sind. Die Hauptdrosselklappe ist über eine mechanische
Verbindung mit dem Gaspedal verbunden und die Hilfsdrosselklappe
ist mit einem Drosselklappenstellglied verbunden,
das von der elektrischen Regeleinheit geregelt wird.
Bei einer solchen einzelnen Drosselklappenstruktur regelt
die elektronische Regeleinheit normalerweise die Drosselklappe
in Abhängigkeit von einer Änderung der Stellung
des Gaspedals und in Abhängigkeit von der erforderlichen
Drosselklappenstellung, die durch die Antriebsregelvorrichtung
eingegeben wird, wenn auf den Fahrzeugantriebsrädern
Schlupf entsteht. Bei einer derartigen Tandemdrosselklappenstruktur
regelt die elektronische Regeleinheit normalerweise
das Drosselklappenstellglied, um die Hilfsdrosselklappe in
ihrer vollständig geöffneten Stellung zu halten, und regelt
das Drosselklappenstellglied, um die Hilfsdrosselklappe in
eine Schließrichtung zu bewegen, wenn auf den Fahrzeugantriebsrädern
Schlupf entsteht.
Normalerweise wird eine Rückführfeder verwendet, um die
Drosselklappe bei einer einzelnen Drosselklappenstruktur in
die Verschlußrichtung zu zwingen und die Hilfsdrosselklappe
bei einer Tandemdrosselklappenstruktur in die Öffnungsrichtung
zu zwingen. Die Regeleinheit verwendet die Rückführfeder,
um die Drosselklappe in eine ausfallsichere Stellung
für den Fall des Versagens der für die Drosselklappenregelung
verwendeten Komponenten zu bringen. Für den Fall des
Versagens der Rückführfeder selbst ist der ausfallsichere
Betrieb nicht möglich. Es wurden keine Mittel zum Feststellen
des Ausfallens der Rückführfeder vorgeschlagen trotz der
Tatsache, daß es sehr schwierig ist, das Ausfallen der Rückführfeder
aus dem Betrieb der Drosselklappe festzustellen.
Daher ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Drosselklappenregelvorrichtung zur Verfügung zu
stellen, die sicher einen Ausfall einer Rückführfeder, die
verwendet wird, um eine Drosselklappe in eine Öffnungs- oder
Verschlußrichtung zu zwingen, feststellt.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Drosselklappenregelvorrichtung zur Verfügung zu stellen,
die eine geeignete, ausfallsichere Regelung im Falle
eines Ausfalls der Rückführfeder durchführen kann.
Diese und weitere Aufgaben werden durch die Merkmale der
beigefügten Patentansprüche gelöst.
Insbesondere wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung
zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor mit einer Drosselklappe,
die zwischen einer vollständig geöffneten Stellung
und einer vollständig geschlossenen Stellung in einer Einlaßöffnung
zum Regeln des Luftflusses zum Motor beweglich
ist, und einer Rückführfeder zum Bewegen der Klappe in einer
Richtung zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtung umfaßt
einen Drosselklappenstellungssensor, der die Stellung der
Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines elektrischen
Signals, das die festgestellte Stellung der Drosselklappe
anzeigt, eine Signalquelle zum Erzeugen eines elektrischen
Signals, das eine erforderliche Stellung der Drosselklappe
angibt, und eine Regeleinheit, die mit dem Drosselklappenstellungssensor
und der Signalquelle verbunden ist. Die Regeleinheit
umfaßt eine Vorrichtung zum Durchführen einer
Drosselklappenstellungsregelung, um die Drosselklappe in die
erforderliche Stellung zu bringen, und eine Vorrichtung, die
vor der Drosselklappenregelung betätigt wird, um die festgestellte
Drosselklappenstellung mit einem vorgegebenen Wert
zu vergleichen, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das einen
Ausfall der Rückführfeder anzeigt, wenn die Differenz zwischen
der festgestellten Drosselklappenstellung und dem vorgegebenen
Wert außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird
eine Vorrichtung zur Verwendung in einem Verbrennungsmotor
mit einer Drosselklappe, die zwischen einer vollständig geöffneten
Stellung und einer vollständig geschlossenen Stellung
in einer Einlaßöffnung zum Regeln des Luftflusses zum
Motor beweglich ist, und einer Rückführfeder zum Bewegen der
Klappe in einer Richtung zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtung
umfaßt einen Drosselklappenstellungssensor, der die
Stellung der Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines
elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der
Drosselklappe anzeigt, eine Signalquelle zum Erzeugen eines
elektrischen Signals, das eine erforderliche Stellung der
Drosselklappe angibt, und eine Regeleinheit, die mit dem
Drosselklappenstellungssensor und der Signalquelle verbunden
ist. Die Regeleinheit umfaßt eine Vorrichtung zum Bilden einer
Regelkreis-Drosselklappenstellungsregelung, die einen
integralen Korrekturausdruck in Abhängigkeit von einer festgestellten
Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung
von der erforderlichen Drosselklappenstellung verwendet,
um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung zu
bringen, eine Vorrichtung zum Vergleich des integralen Fehlerausdrucks
mit einem vorgegebenen Wert, um ein Fehlersignal
zu erzeugen, das einen Ausfall der Rückführfeder anzeigt,
nachdem die festgestellte Drosselklappenstellung gegen
die erforderliche Drosselklappenstellung konvergiert
ist.
Nach einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird
eine Vorrichtung zur Verwendung in einer Verbrennungsmaschine
mit einer Drosselklappe, die zwischen einer vollständig
geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen
Stellung in einer Einlaßöffnung zum Regeln des Luftflusses
zum Motor beweglich ist, und einer Rückführfeder zum Bewegen
der Klappe in einer Richtung zur Verfügung gestellt. Die
Vorrichtung umfaßt einen Drosselklappenstellungssensor, der
die Stellung der Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines
elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der
Drosselklappe anzeigt, eine Signalquelle zum Erzeugen eines
elektrischen Signals, das eine erforderliche Stellung der
Drosselklappe angibt, und eine Regeleinheit, die mit dem
Drosselklappenstellungssensor und der Signalquelle verbunden
ist. Die Regeleinheit umfaßt eine Vorrichtung zum Bilden einer
Regelkreis-Drosselklappenstellungsregelung in Abhängigkeit
von einer festgestellten Abweichung der festgestellten
Drosselklappenstellung von der erforderlichen Drosselklappenstellung,
um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung
zu bringen, eine Vorrichtung, um einen Ausfall der Rückführfeder
festzustellen, um ein Ausfallsignal für den Fall
des Ausfalls der Rückführfeder zu erzeugen, und eine Vorrichtung,
die von dem Fehlersignal abhängt, um den die Drosselklappenstellung
regelnden Regelkreis zu sperren und die
Drosselklappe in einer vorgegebenen, ausfallsicheren Stellung
zu halten.
Die Erfindung wird in größerem Detail unter Bezugnahme
auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 ist ein schematisches Diagramm eines Ausführungsbeispiels
einer Drosselklappenregelvorrichtung nach der
vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm für die Programmierung des
in dem Regelschaltkreis der Fig. 1 verwendeten digitalen
Computers.
Fig. 3 ist ein schematisches Diagramm eines zweiten Ausführungsbeispieles
einer Drosselklappenregelvorrichtung nach
der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm einer modifizierten Form der
Programmierung des in dem Regelschaltkreis der Fig. 1 verwendeten
digitalen Computers.
Die Fig. 5A und 5B zeigen Kurven, die zur Erklärung
des Betriebs der Drosselklappenregelvorrichtung verwendet
werden, wenn die Rückführfeder normal arbeitet.
Die Fig. 6A und 6B zeigen Kurven, die zur Erklärung
des Betriebs der Drosselklappenregelvorrichtung verwendet
werden, wenn die Rückführfeder ausfällt.
Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm eines dritten Ausführungsbeispiels
einer Drosselklappenregelvorrichtung nach
der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm einer modifizierten Form der
Programmierung des in dem Regelschaltkreis der Fig. 7 verwendeten
digitalen Computers.
In den Zeichnungen und insbesondere in Fig. 1 wird ein
schematisches Diagramm einer Drosselklappenregelvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dem dargestellten
Fall wird die Drosselklappenregelvorrichtung mit einem
Tandemdrosselklappenmechanismus verwendet, der Haupt- und
Hilfs-Schmetterlingsdrosselklappen 20 und 30 in Reihe in einem
Lufteinlaß 10 angeordnet besitzt. Die Hauptdrosselklappe
20 ist zur Drehung um einen Drosselklappenschaft 22 in dem
Lufteinlaß 10 montiert, um den Luftfluß zum Motor (nicht gezeigt)
einzustellen, um die Drehzahl des Motors einzustellen.
Die Hauptdrosselklappe 20 wird durch eine Rückführfeder
24 in eine Verschlußrichtung gezwungen. Die Hauptdrosselklappe
20 ist über einen Gaszug 14 mit einem Gaspedal 12
verbunden, das von dem Fahrer betätigt wird. Der Grad, um
den das Gaspedal 12 niedergedrückt wird, regelt über den
Gaszug 14 die Drehung der Hauptdrosselklappe 20. Je weiter
das Gaspedal 12 niedergedrückt wird, desto größer ist die
zum Motor zugelassene Luftmenge.
Die Hilfsdrosselklappe 30 ist zur Drehung um einen Drosselklappenschaft
32 in dem Lufteinlaß 10 zur Regelung der
Luftzufuhr montiert. Die Hilfsdrosselklappe 30 wird durch
eine Rückführfeder 34 in eine Öffnungsrichtung gezwungen.
Die Hilfsdrosselklappe 30 ist mit einem Stellglied 36 verbunden,
das einen Servomotor zum Drehen des Drosselklappenschaftes
32 umfassen kann, um die Hilfsdrosselklappe 30 zwischen
ihrer vollständig geöffneten Stellung und ihrer vollständig
geschlossenen Stellung zu bewegen. Der Grad der Drehung
der Hilfsdrosselklappe 30, der durch die Größe eines an
das Stellglied 36 angelegten Regelsignals bestimmt wird,
wird durch von einer Regeleinheit 40 durchgeführte Berechnungen
bestimmt. Zu diesem Zweck besitzt die Regeleinheit 40
einen Eingang von einem Drosselklappenstellungssensor 38.
Der Drosselklappenstellungssensor 38 ist über eine mechanische
Verbindung mit der Hilfsdrosselklappe 30 verbunden, um
den Öffnungsgrad der Hilfsdrosselklappe 30 festzustellen.
Der Drosselklappenstellungssensor 38 kann ein mit einem
Spannungsteilerschaltkreis elektrisch verbundenes Potentiometer
sein, um ein Signal für die festgestellte Drosselklappenstellung
in der Form einer Gleichspannung, die proportional
der festgestellten Hilfsdrosselklappenstellung ist, zur
Verfügung zu stellen. In dem dargestellten Fall hat die
Gleichspannung einen größeren Wert, wenn der Öffnungsgrad
der Hilfsdrosselklappe 30 größer ist.
Der Regelschaltkreis 40 besitzt einen Eingangsschaltkreis
42, der das festgestellte Drosselklappenstellungssignal
von dem Drosselklappenstellungssensor 38 erhält und
Rauschen entfernt, das dem festgestellten Drosselklappenstellungssignal
überlagert sein kann. Das festgestellte
Drosselklappenstellungssignal wird dann von dem Eingangsschaltkreis
42 einem Analog/Digital-(A/D-)Wandler 44 zugeführt,
der es in eine digitale Form zur Verarbeitung im Regelschaltkreis
46 umwandelt. Der Regelschaltkreis 46 empfängt
auch ein erforderliches Drosselklappenstellungssignal,
das eine von der Antriebsregeleinheit angeforderte Stellung
der Hilfsdrosselklappe angibt. Der Regelschaltkreis 46 vergleicht
die festgestellte und die erforderliche Drosselklappenstellung,
um ein Regelkreis-Drosselklappenregelsignal zur
Verfügung zu stellen, das integrale, proportionale und differentielle
Korrekturterme enthält, die in Abhängigkeit von
der festgestellten Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung
von der erforderlichen Drosselklappenstellung
erzeugt werden. Das Regelkreis-Drosselklappenregelsignal
wird an einen Treiberschaltkreis 48 angelegt, der es in
ein entsprechendes Regelsignal umwandelt, das das Stellglied
36 veranlaßt, eine erforderliche Änderung in der Stellung der
Hilfsdrosselklappe 30 in einer Richtung durchzuführen, die
die festgestellte Abweichung ausgleicht. Der Regelschaltkreis
46 besitzt auch eine Funktion zum Überprüfen eines
Ausfalls der Rückführfeder 34 vor dem Beginn der Regelkreis-
Drosselklappenstellungsregelung.
Die Einrastregeleinheit 50 stellt wiederholt eine erforderliche
Drosselklappenstellung, basierend auf dem Schlupffaktor
der Fahrzeugantriebsräder und dergleichen, zur Einrastregelung
ein. Das Bezugszeichen 16 bezeichnet einen Zündschalter,
der ein herkömmlicher Kraftfahrzeugzündschalter
mit "AN"-, "START"- und "ANLASS"-Stellungen ist. Der Schlüsselzylinder
wird normalerweise von einer Feder vorgespannt,
um automatisch beim Loslassen des Zündschlüssels nach Anlassen
des Motors von der "START"-Stellung in die "AN"-Stellung
zurückzukehren. Die Regeleinheit 40 wird mit der Fahrzeugbatterie
verbunden, wenn der Zündschlüssel in der "AN"-Stellung
ist.
Der Regelschaltkreis 46 kann einen digitalen Computer
verwenden, der einen Analog/Digital-Wandler, eine zentrale
Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM),
einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen nichtflüchtigen
Speicher, einen Taktgeber und einen Digital/
Analog-Wandler umfassen kann. Der Nurlesespeicher enthält
das Programm zum Betreiben der zentralen Verarbeitungseinheit.
Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm des Programms des digitalen
Computers, wie es verwendet wird, um die Rückführfeder
34 vor der Regelkreis-Drosselklappenregelung zu überprüfen.
Das Computerprogramm beginnt bei Punkt 102, wenn der
Zündschalter 16 in die "AN"-Stellung geschaltet wird, um die
Rückführfeder 34 vor der Regelkreis-Drosselklappenregelung
zu überprüfen. Bei Punkt 104 im Programm wird der Speicher
mit wahlfreiem Zugriff initialisiert. Also empfängt das
Stellglied 36 kein Regelsignal von der Regeleinheit 40 und
dreht die Hilfsdrosselklappe 30 nicht. Wenn die Rückführfeder
34 in Ordnung ist, ist die Hilfsdrosselklappe 30 in ihrer
vollständig geöffneten Stellung.
Bei Punkt 106 im Programm wird die festgestellte Hilfsdrosselklappenstellung
TVO in den Computerspeicher gelesen.
Bei Punkt 108 im Programm wird bestimmt, ob die festgestellte
Drosselklappenstellung TVO kleiner ist als TVOMAX minus SA,
wobei TVOMAX ein vorgegebener Wert ist, der der vollständig
geöffneten Stellung der Hilfsdrosselklappe 30 entspricht,
also der festgestellten Drosselklappenstellung, die man erhalten
muß, wenn die Drosselklappe 30 vollständig geöffnet
ist, und SA ein vorgegebener Wert ist, der einen akzeptablen
Bereich bestimmt. Der akzeptable Bereich kann unter Berücksichtigung
von Fehlern bestimmt werden, wobei diese Fehler
Herstellungs- und Installationsfehler umfassen, die einen
Einfluß auf die Detektion der Hilfsdrosselklappenstellung
haben.
Wenn die Antwort auf diese Frage "nein" ist, dann bedeutet
dies, das die Rückführfeder 34 arbeitet, um die Hilfsdrosselklappe
30 in ihrer vollständig geöffneten Stellung zu
halten, und das Programm geht zu Punkt 110. Bei Punkt 110 im
Programm wird die festgestellte Drosselklappenstellung TVO
im nichtflüchtigen Speicher gespeichert, um den vorgegebenen
Wert TVOMAX zu erneuern. Das Programm geht dann zu Punkt
112, wo die zentrale Verarbeitungseinheit eine Regelkreis-
Drosselklappenregelung durchführt. Zu diesem Zweck liest die
zentrale Verarbeitungseinheit die erforderliche Hilfsdrosselklappenstellung
ein und vergleicht den festgestellten
Hilfsdrosselklappenstellungswert mit dem erforderlichen
Wert, um ein Regelkreis-Drosselklappenregelsignal für den
Treiberschaltkreis 48 zur Verfügung zu stellen. Die Regelkreis-
Drosselklappenregelung wird wiederholt, bis der Zündschalter
ausgeschaltet wird. Danach geht das Programm zum
Endpunkt 118.
Wenn die Frage auf die in Punkt 108 gestellte Frage "ja"
ist, bedeutet dies, daß die Rückführfeder 34 ausgefallen
ist, und das Programm geht zu Punkt 114, wo ein Fehlersignal
erzeugt wird, um eine geeignete, ausfallsichere Operation
durchzuführen. Zum Beispiel umfaßt die ausfallsichere Operation
das Erzeugen eines Befehls an den Treiberschaltkreis
48, das Stellglied 36 zu veranlassen, die Hilfsdrosselklappe
30 in ihre vollständig geöffnete Stellung zu bewegen und
einen hörbaren oder sichtbaren Alarm zu erzeugen, um anzuzeigen,
das die Rückführfeder ausgefallen ist. Das Programm
geht dann zu Punkt 116, wo die zentrale Verarbeitungseinheit
einen Befehl zum Sperren der Antriebsregelung erzeugt. Danach
geht das Programm zum Endpunkt 118.
Obgleich die Drosselklappenregelvorrichtung in Verbindung
mit einer Rückführfeder beschrieben wurde, die verwendet
wird, um eine Drosselklappe in eine Öffnungsrichtung zu
bewegen, ist doch klar, daß sie auch verwendet werden kann,
um den Ausfall einer Rückführfeder zu überprüfen, die verwendet
wird, um eine Drosselklappe in eine Verschlußrichtung
zu bewegen. In diesem Fall wird die festgestellte Drosselklappenstellung
mit TVOMIN plus SA verglichen, wobei TVOMIN
ein vorgegebener Wert ist, der der vollständig geschlossenen
Stellung der Drosselklappe entspricht. Der Regelschaltkreis
erzeugt ein Fehlersignal, das einen Ausfall der Rückführfeder
anzeigt, wenn die festgestellte Drosselklappenstellung
größer als TVOMIN plus SA ist.
Obgleich die Drosselklappenregelvorrichtung in Verbindung
mit einem Tandemdrosselklappenmechanismus beschrieben
ist, ist klar, daß sie auch auf einen einzelnen Drosselklappenmechanismus
anwendbar ist, bei dem nur eine einzelne
Drosselklappe in der Luftzuführung vorgesehen ist. In diesem
Fall wird eine Rückführfeder verwendet, um die Drosselklappe
in eine Verschlußrichtung zu bewegen. Auch wenn die Drosselklappenregelvorrichtung
in Verbindung mit einem Regelkreis-
Drosselklappenregelsystem beschrieben wurde, ist klar, daß
es auch mit einem offenen Drosselklappenregelsystem verwendet
werden kann. In diesem Fall umfaßt das Stellglied 36
einen Pulsmotor zum Regeln der Drosselklappenstellung.
In Fig. 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Drosselklappenregelvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung
gezeigt. Gleiche Bezugszeichen wurden in Fig. 3 für gleiche
Komponenten wie in Fig. 1 verwendet. Der Regelschaltkreis 47
erzeugt eine Regelkreis-Drosselklappenstellungsregelung, indem
er einen integralen Korrekturterm in Abhängigkeit von
einer festgestellten Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung
TVO von der erforderlichen Drosselklappenstellung
TVOR verwendet, um die Hilfsdrosselklappe 30 in die
erforderliche Stellung zu bringen. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Ausfall der Rückführfeder 34 während des
Regelkreises überprüft. Der Regelschaltkreis 47 vergleicht
den integralen Korrekturterm mit einem vorgegebenen Wert, um
ein Fehlersignal zu erzeugen, das einen Ausfall der Rückführfeder
anzeigt, nachdem die festgestellte Drosselklappenstellung
mit der erforderlichen Drosselklappenstellung übereinstimmt.
Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm einer modifizierten Programmierung
des digitalen Computers, der im Regelschaltkreis
47 verwendet wird.
Das Computerprogramm wird bei Punkt 202 in gleichmäßigen
Zeitintervallen oder synchron mit der Motordrehung gestartet.
Bei Punkt 204 im Programm wird die erforderliche Drosselklappenstellung
TVOR in den Computerspeicher eingelesen.
Bei Punkt 206 im Programm wird die festgestellte Drosselklappenstellung
TVO in den Computerspeicher eingelesen.
Bei Punkt 208 im Programm wird ein Fehler ET der festgestellten
Drosselklappenstellung TVO von der erforderlichen
Drosselklappenstellung TVOR berechnet. Bei Punkt 210 im Programm
wird eine neue Gesamtsumme ER berechnet, indem der berechnete
Fehler ET zur letzten Summe ER der bei Punkt 208 in
vorhergehenden Ausführungszyklen des Programms berechneten
Fehler ET addiert wird. Die neue Gesamtsumme ER wird gespeichert,
um die letzte Gesamtsumme zu ersetzen. Bei Punkt 212
im Programm berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit eine
Differenz ΔTVO der letzten Drosselklappenstellung TA von der
neuen Drosselklappenstellung TVO, die bei Punkt 206 eingelesen
wurde, und speichert die neue Drosselklappenstellung
TVO, um die letzte Drosselklappenstellung TA zu ersetzen.
Bei Punkt 214 im Programm berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit
einen proportionalen Korrekturterm PS durch
Multiplikation des berechneten Fehlers ET mit einer vorgegebenen
Konstanten KP, einen integralen Korrekturterm IS durch
Multiplikation der berechneten Gesamtsumme ER mit einer vorgegebenen
Konstanten KI und einen differentiellen Korrekturterm
DS durch Multiplikation der berechneten Differenz ΔTVO
mit einer vorgegebenen Konstanten KD. Bei Punkt 216 im Programm
berechnet die zentrale Verarbeitungseinheit einen erforderlichen
Wert MOT für die Stellungsänderung der Hilfsdrosselklappe
30 durch Aufsummieren der proportionalen, integralen
und differentiellen Terme PS, IS und DS.
Bei Punkt 218 im Programm wird bestimmt, ob der Absolutwert
des berechneten Fehlers ET kleiner ist als ein Referenzwert
S1. Falls die Antwort auf diese Frage "nein" ist,
bedeutet das, daß der Fehler ET außerhalb eines durch den
Referenzwert S1 definierten, akzeptablen Bereichs liegt, und
das Programm geht zu Punkt 220, wo der Inhalt TM eines Zählers
gelöscht wird, und geht dann zu Punkt 222, wo der erforderliche
Wert MOT zum Treiberschaltkreis 48 übertragen
wird. Der Treiberschaltkreis 48 wandelt den übertragenen
Wert MOT in einen entsprechenden Stromwert um, um den Servomotor
36 zu betreiben. Danach geht das Programm zum Endpunkt
234.
Wenn die Antwort auf die bei Punkt 218 gestellte Frage
"ja" ist, bedeutet das, daß der Fehler ET innerhalb eines
durch den Referenzwert S1 definierten, akzeptablen Bereichs
liegt, und das Programm geht zu Punkt 224, wo der Inhalt TM
des Zählers inkrementiert wird. Das Programm geht dann zu
einem Feststellungsschritt bei Punkt 226. Dort wird festgestellt,
ob der Inhalt TM des Zählers größer als ein vorgegebener
Wert TA ist. Wenn die Antwort auf diese Frage "nein"
ist, geht das Programm zu Punkt 222. Andernfalls bedeutet
dies, daß ein vorgegebenes Zeitintervall nach Erreichen des
Referenzwertes S1 durch den Absolutwert des Fehlers ET vergangen
ist, und das Programm geht zu einem weiteren Feststellungsschritt
bei Punkt 228. Dort wird festgestellt, ob
der integrale Korrekturterm IS kleiner ist als ein Referenzwert
S2. Das Stellglied 36 wird veranlaßt, eine Kraft zu erzeugen,
um die Hilfsdrosselklappe 30 in der erforderlichen
Stellung gegen die Federkraft der Rückführfeder 34 zu halten.
Diese Kraft entspricht dem integralen Korrekturterm IS.
Also ist der integrale Korrekturterm IS nicht Null, wenn die
Rückführfeder 34 in Ordnung ist. Im Falle eines Ausfalls der
Rückführfeder 34 wird der integrale Korrekturterm IS auf
Null reduziert, wenn die Hilfsdrosselklappe 30 die erforderliche
Stellung erreicht.
Wenn die Antwort auf diese Frage "nein" ist, dann bedeutet
dies, daß die Rückführfeder 34 richtig arbeitet und das
Programm geht zu Punkt 222. Andernfalls bedeutet dies, daß
die Rückführfeder 34 ausgefallen ist, und das Programm geht
zu Punkt 230, wo ein Fehlersignal erzeugt wird, um eine geeignete,
ausfallsichere Operation durchzuführen. Zum Beispiel
umfaßt die ausfallsichere Operation das Erzeugen eines
Befehls an den Treiberschaltkreis 48, das Stellglied 36 zu
veranlassen, die Hilfsdrosselklappe 30 in ihre vollständig
geöffnete Stellung zu bewegen und einen hörbaren oder sichtbaren
Alarm zu erzeugen, um anzuzeigen, daß die Rückführfeder
ausgefallen ist. Das Programm geht dann zu Punkt 232, wo
die zentrale Verarbeitungseinheit einen Befehl zum Sperren
der Antriebsregelung erzeugt. Danach geht das Programm zum
Endpunkt 234.
Der Betrieb der erfindungsgemäßen Drosselklappenregelvorrichtung
wird weiter unter Bezugnahme auf die Fig. 5A,
5B, 6A und 6B beschrieben.
Zunächst wird angenommen, daß die Rückführfeder 34 richtig
arbeitet. Die Drosselklappenregelvorrichtung bildet eine
Regelkreis-Drosselklappenregelung, um die festgestellte
Drosselklappenstellung TVO in Abhängigkeit von einer stufenförmigen
Veränderung der erforderlichen Drosselklappenstellung
TVOR von einem Wert TVOR1, der die vollständig geöffnete
Stellung der Hilfsdrosselklappe 30 darstellt, auf einen
Wert TVOR2 zu ändern, wie in Fig. 5A gezeigt. Der Fehler ET
zwischen der festgestellten und der erforderlichen Drosselklappenstellung
TVO und TVOR nimmt im Zeitverlauf ab. Wenn
die festgestellte Drosselklappenstellung TVO in einen vorgegebenen
Bereich um die erforderliche Drosselklappenstellung
TVOR kommt, beginnt der Zähler Taktpulse zu zählen.
Während der Regelkreis-Drosselklappenregelung nimmt der
integrale Korrekturterm IS zu, bis die festgestellte Drosselklappenstellung
TVO die erforderliche Drosselklappenstellung
TVOR erreicht, wie in Fig. 5B gezeigt. Nach Erreichen der
erforderlichen Drosselklappenstellung TVOR durch die festgestellte
Drosselklappenstellung TVO, wird der integrale Korrekturterm
IS auf einem konstanten Wert, der viel größer ist
als der Referenzwert S2, gehalten, um die durch die Federkraft
der Rückführfeder 34 erzeugte Kraft durch das Stellglied
36 auszugleichen, da die Federkraft der Rückführfeder
34 zunimmt, wenn sich die Hilfsdrosselklappe in die Verschlußrichtung
bewegt. Also wird der Referenzwert S2 vorzugsweise
als eine Funktion der erforderlichen Drosselklappenstellung
TVOR ausgewählt. In diesem Fall kann der Regelschaltkreis
46 eine Nachschlagetabelle umfassen, die adressierbare
Referenzwert-Speicherplätze besitzt, die jeweils
als eine Funktion der erforderlichen Drosselklappenstellung
TVOR adressierbar sind.
Im Falle eines Ausfalls der Rückführfeder 34 schießt die
festgestellte Drosselklappenstellung TVO über die erforderliche
Drosselklappenstellung TVOR hinaus und kommt dann wieder
in Übereinstimmung mit der erforderlichen Drosselklappenstellung
TVOR, wenn sich die erforderliche Drosselklappenstellung
TVOR schrittweise von dem Wert TVOR1 auf den
Wert TVOR2 ändert, wie in Fig. 6A gezeigt. Da die Rückführfeder
34 keine Federkraft erzeugt, die die Hilfsdrosselklappe
30 in die geöffnete Stellung bewegt, beginnt in diesem
Fall der integrale Korrekturterm IS mit der Zeit abzunehmen,
wenn die festgestellte Drosselklappenstellung TVO
über die erforderliche Drosselklappenstellung hinausschießt,
und wird unterhalb eines Referenzwerts S2 gehalten, wenn der
Inhalt des Zählers den vorgegebenen Wert TA übersteigt, wie
in Fig. 6B gezeigt.
Es ist daher möglich, einen Ausfall der Rückführfeder 34
durch Vergleich des integralen Korrekturterm IS mit dem Referenzwert
S2 nach einem Zeitintervall, nachdem die festgestellte
Drosselklappenstellung mit der erforderlichen Drosselklappenstellung
in Übereinstimmung gekommen ist (außer
für die vollständig geöffnete Stellung, wenn die Rückführfeder
die Drosselklappe in eine Öffnungsrichtung bewegt, oder
für die vollständig geschlossene Stellung, wenn die Rückführfeder
die Drosselklappe in eine Verschlußrichtung bewegt),
oder nachdem der Inhalt des Zählers den vorgegebenen
Wert TA überstiegen hat, festzustellen. Aus den Fig. 6A
und 6B ist offensichtlich, daß die festgestellte Drosselklappenstellung
TVO mit der erforderlichen Drosselklappenstellung
TVOR konvergiert ist, wenn der Inhalt des Zählers
den vorgegebenen Wert TA überstiegen hat. Also kann das Fehlersignal
erzeugt werden, wenn der integrale Korrekturterm
IS null ist, nachdem die festgestellte Drosselklappenstellung
TVO gegen die erforderliche Drosselklappenstellung TVOR
konvergiert ist.
Obgleich die Drosselklappenregelvorrichtung in Verbindung
mit einer Regelkreis-Regelung beschrieben wurde, die
integrale, proportionale und differentielle Korrekturterme
verwendet, ist klar, daß sie auch auf einen Regelkreis anwendbar
ist, der integrale und proportionale Korrekturterme
verwendet.
Obgleich die Drosselklappenregelvorrichtung in Verbindung
mit einem Tandemdrosselklappenmechanismus beschrieben
wurde, ist klar, daß sie auch auf einen einzelnen Drosselklappenmechanismus
anwendbar ist, bei dem nur eine einzelne
Drosselklappe in der Luftzuführung angeordnet ist. In diesem
Fall wird die Rückführfeder verwendet, um die Drosselklappe
in eine Verschlußrichtung zu bewegen.
In Fig. 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Drosselklappenregelvorrichtung
nach der vorliegenden Erfindung
gezeigt. In dem dargestellten Fall wird die Drosselklappenregelvorrichtung
mit einem Tandemdrosselklappenmechanismus
mit Haupt- und Hilfs-Schmetterlingsdrosselklappen 70 und 80,
die in Reihe in einem Lufteinlaß 60 angeordnet sind, verwendet.
Die Hauptdrosselklappe 70 ist zur Drehung um einen
Drosselklappenschaft 72 in dem Lufteinlaß 60 montiert, um
den Luftfluß zum Motor (nicht gezeigt) einzustellen, um die
Drehzahl des Motors einzustellen. Die Hauptdrosselklappe 70
wird durch eine Rückführfeder 74 in eine Verschlußrichtung
gezwungen. Die Hauptdrosselklappe 70 ist über einen Gaszug
64 mit einem Gaspedal 62 verbunden, das von dem Fahrer betätigt
wird. Der Grad, um den das Gaspedal 62 niedergedrückt
wird, regelt über den Gaszug 74 die Drehung der Hauptdrosselklappe
70. Je weiter das Gaspedal 62 niedergedrückt wird,
desto größer ist die zum Motor zugelassene Luftmenge.
Die Hilfsdrosselklappe 80 ist zur Drehung um einen Drosselklappenschaft
82 in dem Lufteinlaß 60 zur Regelung der
Luftzufuhr montiert. Die Hilfsdrosselklappe 80 wird durch
eine Rückführfeder 84 in eine Öffnungsrichtung gezwungen.
Die Hilfsdrosselklappe 80 ist mit einem Stellglied 86 verbunden,
das einen Servomotor zum Drehen des Drosselklappenschaftes
82 umfassen kann, um die Hilfsdrosselklappe 80 zwischen
ihrer vollständig geöffneten Stellung und ihrer vollständig
geschlossenen Stellung zu bewegen. Der Grad der Drehung
der Hilfsdrosselklappe 80, der durch die Größe eines an
das Stellglied 86 angelegten Regelsignals bestimmt wird,
wird durch von einer Regeleinheit 90 durchgeführten Berechnungen
bestimmt. Zu diesem Zweck besitzt die Regeleinheit 90
einen Eingang von einem Drosselklappenstellungssensor 88.
Der Drosselklappenstellungssensor 88 ist über eine mechanische
Verbindung mit der Hilfsdrosselklappe 80 verbunden, um
den Öffnungsgrad der Hilfsdrosselklappe 80 festzustellen.
Der Drosselklappenstellungssensor 88 kann ein mit einem
Spannungsteilerschaltkreis elektrisch verbundenes Potentiometer
sein, um ein Signal für die festgestellte Drosselklappenstellung
in der Form einer Gleichspannung, die proportional
der festgestellten Drosselklappenstellung ist, zur
Verfügung zu stellen. In dem dargestellten Fall hat die
Gleichspannung einen größeren Wert, wenn der Öffnungsgrad
der Hilfsdrosselklappe 80 größer ist.
Der Regelschaltkreis 90 besitzt einen Eingangsschaltkreis
92, der das festgestellte Drosselklappenstellungssignal
von dem Drosselklappenstellungssensor 88 erhält und
Rauschen entfernt, das dem festgestellten Drosselklappenstellungssignal
überlagert sein kann. Das festgestellte
Drosselklappenstellungssignal wird dann von dem Eingangsschaltkreis
92 einem Regelschaltkreis 94 zugeführt. Der Regelschaltkreis
94 empfängt auch ein erforderliches Drosselklappenstellungssignal,
das eine von einer Antriebsregeleinheit
(nicht gezeigt) angeforderte Stellung der Hilfsdrosselklappe
angibt. Der Einrastregelschaltkreis, der im wesentlichen
der gleiche wie der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene
ist, stellt wiederholt eine erforderliche Drosselklappenstellung,
basierend auf dem Schlupffaktor der Fahrzeugantriebsräder
und dergleichen, zur Einrastregelung ein. Der Regelschaltkreis
94 vergleicht die festgestellte und die erforderliche
Drosselklappenstellung, um ein Regelkreis-Drosselklappenregelsignal
zur Verfügung zu stellen, das integrale,
proportionale und differentielle Korrekturterme enthält,
die in Abhängigkeit von der festgestellten Abweichung
der festgestellten Drosselklappenstellung von der erforderlichen
Drosselklappenstellung erzeugt werden. Das Regelkreis-
Drosselklappenregelsignal wird an einen Treiberschaltkreis
96 angelegt, der es in ein entsprechendes Regelsignal
umwandelt, das das Stellglied 86 veranlaßt, eine erforderliche
Änderung in der Stellung der Hilfsdrosselklappe 80 in
einer Richtung durchzuführen, die die festgestellte Abweichung
ausgleicht. Der Treiberschaltkreis arbeitet mit einer
von einer Spannungsquelle 100 über einen durch ein Relais
kontrollierten Schalter 98 bereitgestellten Spannung. Der
Regelschaltkreis 94 besitzt auch eine Funktion zum Überprüfen
eines Ausfalls der Rückführfeder 84 und zum Durchführen
einer ausfallsicheren Operation im Falle eines Ausfalls der
Rückführfeder 84. Die ausfallsichere Operation umfaßt das
Erzeugen eines ausfallsicheren Signals, um den durch ein Relais
kontrollierten Schalter 98 zu öffnen, um den Treiberschaltkreis
96 von der Batterie 100 zu trennen.
Der Regelschaltkreis 94 kann einen digitalen Computer
verwenden, der einen Analog/Digital-Wandler, eine zentrale
Verarbeitungseinheit (CPU), einen Nurlesespeicher (ROM),
einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen nichtflüchtigen
Speicher, einen Taktgeber und einen Digital/
Analog-Wandler umfassen kann. Der Nurlesespeicher enthält
das Programm zum Betreiben der zentralen Verarbeitungseinheit.
Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm des Programms des digitalen
Computers, wie es im Regelschaltkreis 94 verwendet wird.
Das Computerprogramm wird bei Punkt 302 gestartet. Bei
Punkt 304 im Programm wird festgestellt, ob ein Ausfall des
Stellglieds 86 des Drosselklappenstellungssensors 88 und
des Treiberschaltkreises 96 aufgetreten ist. Diese Bestimmmung
wird durch Überwachen der Ausgangsspannungen des Stellglieds
86, des Drosselklappenstellungssensors 88 und des
Treiberschaltkreises 96 durchgeführt. Wenn die Antwort auf
diese Frage "ja" ist, geht das Programm zu Punkt 306, wo ein
ausfallsicheres Signal erzeugt wird, um den durch ein Relais
kontrollierten Schalter 98 zu öffnen, um den Treiberschaltkreis
96 von der Batterie 100 zu trennen. Das erlaubt der
Rückführfeder 84, die Hilfsdrosselklappe 80 in ihre vollständig
geöffnete Stellung (ausfallsichere Stellung) zu bewegen
und sie in dieser Stellung zu halten. Danach geht das
Programm zum Startpunkt 302.
Wenn die Antwort auf die bei Punkt 304 gestellte Frage
"nein" ist, geht das Programm zu einem anderen Feststellungsschritt
bei Punkt 308. Dort wird festgestellt, ob die
Rückführfeder 84 ausgefallen ist. Diese Feststellung wird in
der Weise durchgeführt, wie sie in Verbindung mit dem Flußdiagramm
von Fig. 2 beschrieben wurde. Wenn die Antwort auf
diese Frage "ja" ist, geht das Programm zu Punkt 318. Andernfalls
geht das Programm zu Punkt 310.
Bei Punkt 310 im Programm wird die erforderliche Drosselklappenstellung
TVOR in den Computerspeicher eingelesen.
Bei Punkt 312 im Programm wird das Hilfsdrosselklappenstellungssignal
durch den A/D-Wandler in eine digitale Form umgewandelt,
und das festgestellte Drosselklappenstellungssignal
TVO wird in den Computerspeicher eingelesen. Bei Punkt
314 im Programm führt die zentrale Verarbeitungseinheit eine
Regelkreis-Drosselklappenregelung durch. Zu diesem Zweck
vergleicht die zentrale Verarbeitungseinheit die festgestellte
mit der erforderlichen Drosselklappenstellung, TVO
mit TVOR, um eine Regelkreis-Drosselklappenregelsignal zur
Verfügung zu stellen. Bei Punkt 316 im Programm wird das Regelkreis-
Drosselklappenregelsignal zum Treiberschaltkreis 96
ausgegeben, der dadurch die Hilfsdrosselklappe 80 in einer
Richtung dreht, die die Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung
TVO von der erforderlichen Drosselklappenstellung
TVOR ausgleicht. Danach geht das Programm zum
Startpunkt 302.
Bei Punkt 318 im Programm wird festgestellt, ob sich die
Hilfsdrosselklappe 80 in ihrer vollständig geöffneten Stellung
befindet. Wenn die Antwort auf diese Frage "nein" ist,
geht das Programm zu Punkt 320, wo ein Befehl für den Treiberschaltkreis
96 erzeugt wird, der das Stellglied 86 veranlaßt,
die Hilfsdrosselklappe 80 in die Öffnungsrichtung zu
bewegen. Danach geht das Programm zum Startpunkt 302. Wenn
die Antwort auf die bei Punkt 318 gestellte Frage "ja" ist,
dann geht das Programm zu Punkt 322, wo ein Befehl für den
Treiberschaltkreis 96 erzeugt wird, der das Stellglied 86
veranlaßt, die Hilfsdrosselklappe 80 anzuhalten. Also wird
die Hilfsdrosselklappe 80 in ihrer vollständig geöffneten
Stellung (ausfallsicheren Stellung) gehalten, wenn die Rückführfeder
84 ausgefallen ist. Danach geht das Programm zum
Startpunkt 302.
Obgleich die Drosselklappenregelvorrichtung in Verbindung
mit einer Rückführfeder zum Zwingen einer Drosselklappe
in eine Öffnungsrichtung beschrieben wurde, ist klar, daß
sie auch mit einer Rückführfeder zum Zwingen einer Drosselklappe
in eine Verschlußrichtung verwendet werden kann. In
diesem Fall ist der Regelschaltkreis 94 so angeordnet, daß
er die Drosselklappe in eine Verschlußrichtung bewegt, wenn
die Rückführfeder ausfällt, und das Stellglied anhält, um
die Drosselklappe in ihrer vollständig geschlossenen Stellung
zu halten, wenn die Drosselklappe die vollständig geschlossene
Stellung erreicht hat.
Obgleich die Drosselklappenregelvorrichtung in Verbindung
mit einem Tandemdrosselklappenmechanismus beschrieben
wurde, ist klar, daß sie auch auf einen einzelnen Drosselklappenmechanismus
anwendbar ist, bei dem nur eine einzelne
Drosselklappe in der Luftzuführung angeordnet ist. In diesem
Fall wird die Rückführfeder verwendet, um die Drosselklappe
in eine Verschlußrichtung zu bewegen.
Claims (13)
1. Vorrichtung zur Verwendung in einer Verbrennungsmaschine
mit einer Drosselklappe (30), die zwischen einer
vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen
Stellung in einer Einlaßöffnung (10) zum Regeln
des Luftflusses zum Motor beweglich ist, und einer Rückführfeder
(34) zum Bewegen der Klappe in einer Richtung, dadurch
gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
einen Drosselklappenstellungssensor (38), der die Stellung der Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der Drosselklappe anzeigt;
eine Signalquelle (50) zum Erzeugen eines elektrischen Signals (TVOR), das eine erforderliche Stellung der Drosselklappe angibt; und
eine Regeleinheit (40), die mit dem Drosselklappenstellungssensor und der Signalquelle verbunden ist, wobei die Regeleinheit eine Vorrichtung (47) zum Durchführen einer Drosselklappenstellungsregelung, um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung zu bringen, und eine Vorrichtung umfaßt, die vor der Drosselklappenregelung betätigt wird, um die festgestellte Drosselklappenstellung mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das einen Ausfall der Rückführfeder anzeigt, wenn die Differenz zwischen der festgestellten Drosselklappenstellung und dem vorgegebenen Wert außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
einen Drosselklappenstellungssensor (38), der die Stellung der Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der Drosselklappe anzeigt;
eine Signalquelle (50) zum Erzeugen eines elektrischen Signals (TVOR), das eine erforderliche Stellung der Drosselklappe angibt; und
eine Regeleinheit (40), die mit dem Drosselklappenstellungssensor und der Signalquelle verbunden ist, wobei die Regeleinheit eine Vorrichtung (47) zum Durchführen einer Drosselklappenstellungsregelung, um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung zu bringen, und eine Vorrichtung umfaßt, die vor der Drosselklappenregelung betätigt wird, um die festgestellte Drosselklappenstellung mit einem vorgegebenen Wert zu vergleichen, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das einen Ausfall der Rückführfeder anzeigt, wenn die Differenz zwischen der festgestellten Drosselklappenstellung und dem vorgegebenen Wert außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückführfeder die Drosselklappe in eine Öffnungsrichtung
bewegt und daß der vorgegebene Wert der vollständig
geöffneten Stellung der Drosselklappe entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinheit eine Vorrichtung zum Abtasten einer
festgestellten Drosselklappenstellung vor der Drosselklappenregelung
und eine Vorrichtung zum Speichern der abgetasteten
Drosselklappenstellung umfaßt, um den vorgegebenen
Wert aufzufrischen, wenn der Unterschied innerhalb des vorgegebenen
Bereichs liegt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückführfeder die Drosselklappe in eine Verschlußrichtung
bewegt und daß der vorgegebene Wert der vollständig
geschlossenen Stellung der Drosselklappe entspricht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinheit eine Vorrichtung zum Abtasten einer
festgestellten Drosselklappenstellung vor der Drosselklappenregelung
und eine Vorrichtung zum Speichern der abgetasteten
Drosselklappenstellung umfaßt, um den vorgegebenen
Wert aufzufrischen, wenn der Unterschied innerhalb des vorgegebenen
Bereichs liegt.
6. Vorrichtung zur Verwendung in einer Verbrennungsmaschine
mit einer Drosselklappe (30), die zwischen einer
vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen
Stellung in einer Einlaßöffnung (10) zum Regeln
des Luftflusses zum Motor beweglich ist, und einer Rückführfeder
(34) zum Bewegen der Klappe in einer Richtung, dadurch
gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
einen Drosselklappenstellungssensor (38), der die Stellung der Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der Drosselklappe anzeigt;
eine Signalquelle (50) zum Erzeugen eines elektrischen Signals (TVOR), das eine erforderliche Stellung der Drosselklappe angibt; und
eine Regeleinheit (40), die mit dem Drosselklappenstellungssensor und der Signalquelle verbunden ist, wobei die Regeleinheit eine Vorrichtung (46A) zum Bilden einer Regelkreis- Drosselklappenstellungsregelung, die einen integralen Korrekturterm in Abhängigkeit von einer festgestellten Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung von der erforderlichen Drosselklappenstellung verwendet, um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung zu bringen, und eine Vorrichtung zum Vergleich des integralen Fehlerausdrucks mit einem vorgegebenen Wert umfaßt, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das einen Ausfall der Rückführfeder anzeigt, nachdem die festgestellte Drosselklappenstellung gegen die erforderliche Drosselklappenstellung konvergiert ist.
einen Drosselklappenstellungssensor (38), der die Stellung der Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der Drosselklappe anzeigt;
eine Signalquelle (50) zum Erzeugen eines elektrischen Signals (TVOR), das eine erforderliche Stellung der Drosselklappe angibt; und
eine Regeleinheit (40), die mit dem Drosselklappenstellungssensor und der Signalquelle verbunden ist, wobei die Regeleinheit eine Vorrichtung (46A) zum Bilden einer Regelkreis- Drosselklappenstellungsregelung, die einen integralen Korrekturterm in Abhängigkeit von einer festgestellten Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung von der erforderlichen Drosselklappenstellung verwendet, um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung zu bringen, und eine Vorrichtung zum Vergleich des integralen Fehlerausdrucks mit einem vorgegebenen Wert umfaßt, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das einen Ausfall der Rückführfeder anzeigt, nachdem die festgestellte Drosselklappenstellung gegen die erforderliche Drosselklappenstellung konvergiert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinheit eine Vorrichtung zum Erzeugen des Fehlersignals
umfaßt, wenn der integrale Korrekturterm Null
ist, nachdem die festgestellte Drosselklappenstellung gegen
die erforderliche Drosselklappenstellung konvergiert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinheit eine Vorrichtung zum Messen eines Zeitintervalls,
währenddessen die festgestellte Drosselklappenstellung
in einem ersten, vorgegebenen Bereich um die erforderliche
Drosselklappenstellung gehalten wird, nachdem
die festgestellte Drosselklappenstellung in den ersten, vorgegebenen
Bereich gekommen ist, eine Vorrichtung zum Erzeugen
eines ersten Signals, wenn das gemessene Zeitintervall
einen vorgegebenen Wert übersteigt, und eine Vorrichtung zum
Erzeugen des Fehlersignals umfaßt, wenn der integrale Korrekturterm
bei Anwesenheit des ersten Signals Null ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinheit eine Vorrichtung zum Erzeugen des Fehlersignals
umfaßt, wenn der integrale Korrekturterm in einen
vorgegebenen Bereich um die Null kommt, nachdem die festgestellte
Drosselklappenstellung gegen die erforderliche Drosselklappenstellung
konvergiert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regeleinheit eine Vorrichtung zum Messen eines Zeitintervalls,
währenddessen die festgestellte Drosselklappenstellung
in einem ersten, vorgegebenen Bereich um die erforderliche
Drosselklappenstellung gehalten wird, nachdem
die festgestellte Drosselklappenstellung in den ersten, vorgegebenen
Bereich gekommen ist, eine Vorrichtung zum Erzeugen
eines ersten Signals, wenn das gemessene Zeitintervall
einen vorgegebenen Wert übersteigt, und eine Vorrichtung zum
Erzeugen des Fehlersignals umfaßt, wenn der integrale Korrekturterm
bei Anwesenheit des ersten Signals in einen zweiten
vorgegebenen Bereich um die Null kommt.
11. Vorrichtung zur Verwendung in einer Verbrennungsmaschine
mit einer Drosselklappe (80), die zwischen einer
vollständig geöffneten Stellung und einer vollständig geschlossenen
Stellung in einer Einlaßöffnung (60) zum Regeln
des Luftflusses zum Motor beweglich ist, und einer Rückführfeder
(84) zum Bewegen der Klappe in einer Richtung, dadurch
gekennzeichnet, daß sie umfaßt:
einen Drosselklappenstellungssensor (88), der die Stellung der Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der Drosselklappe anzeigt;
eine Signalquelle zum Erzeugen eines elektrischen Signals (TVOR), das eine erforderliche Stellung der Drosselklappe angibt; und
eine Regeleinheit (90), die mit dem Drosselklappenstellungssensor und der Signalquelle verbunden ist, wobei die Regeleinheit eine Vorrichtung (94) zum Bilden einer Regelkreis- Drosselklappenstellungsregelung in Abhängigkeit von einer festgestellten Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung von der erforderlichen Drosselklappenstellung, um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung zu bringen, eine Vorrichtung, um einen Ausfall der Rückführfeder festzustellen, um ein Ausfallsignal für den Fall des Ausfalls der Rückführfeder zu erzeugen, und eine Vorrichtung, die von dem Fehlersignal abhängt, umfaßt, um den die Drosselklappenstellung regelnden Regelkreis zu sperren und die Drosselklappe in einer vorgegebenen, ausfallsicheren Stellung zu halten.
einen Drosselklappenstellungssensor (88), der die Stellung der Drosselklappe feststellt, zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der Drosselklappe anzeigt;
eine Signalquelle zum Erzeugen eines elektrischen Signals (TVOR), das eine erforderliche Stellung der Drosselklappe angibt; und
eine Regeleinheit (90), die mit dem Drosselklappenstellungssensor und der Signalquelle verbunden ist, wobei die Regeleinheit eine Vorrichtung (94) zum Bilden einer Regelkreis- Drosselklappenstellungsregelung in Abhängigkeit von einer festgestellten Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung von der erforderlichen Drosselklappenstellung, um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung zu bringen, eine Vorrichtung, um einen Ausfall der Rückführfeder festzustellen, um ein Ausfallsignal für den Fall des Ausfalls der Rückführfeder zu erzeugen, und eine Vorrichtung, die von dem Fehlersignal abhängt, umfaßt, um den die Drosselklappenstellung regelnden Regelkreis zu sperren und die Drosselklappe in einer vorgegebenen, ausfallsicheren Stellung zu halten.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückführfeder die Drosselklappe in eine Öffnungsrichtung
bewegt und daß die Regeleinheit eine Vorrichtung
umfaßt, die von dem Fehlersignal abhängt, um die Drosselklappe
in der vollständig geöffneten Stellung zu halten.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückführfeder die Drosselklappe in eine Verschlußrichtung
bewegt und daß die Regeleinheit eine Vorrichtung
umfaßt, die von dem Fehlersignal abhängt, um die Drosselklappe
in der vollständig geschlossenen Stellung zu halten.
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