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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steueranordnung eines Drosselventils
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Es
sind Motorsteuerungen bekannt, bei denen die Steueranordnung des
Drosselöffnungsgrades
des so genannten elektronischen Drosseltyps auf eine Leerlaufdrehzahlsteuerung
(ISC = Idle Speed Control) und auf eine schnelle Leerlaufsteuerung
(FIC = Fast Idle Control) in einem Bereich eines geringen Öffnungsgrades
des Drosselventils angewendet werden kann.
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Bei
einer konventionellen ISC-Anordnung, wie sie z. B. in der
US 4,895,126 A entspricht,
offenbart ist, ist jedoch die Steuerung von z. B. der Leerlaufdrehzahl
eines Motors eines Motorfahrzeuges auf ein vorbestimmtes Niveau
gemäß der Temperatur des
Wassers oder einer elektrischen Last durch Vorsehen eines Bypass-Durchgangsweges
durch eine Drosselkammer zum Umgehen des Drosselventils bewirkt
worden, um so das Luftvolumen, das durch den Bypass-Durchgangsweg
strömt,
durch Nutzen der Druckdifferenz zwischen dem Einlass and dem Auslass
des Drosselventils zu regulieren.
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In ähnlicher
Weise wird bei einer konventionellen FIC-Anordnung durch Vorsehen
eines Luftregulators in einem ähnlichen
Bypass-Durchgangsweg das
Luftvolumen, das während
einer Niedertemperatur-Startperiode durch ihn hindurchfließt, reguliert.
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Bei
den konventionellen Anordnungen waren Hilfsvorrichtungen für die ISC
und FIC unentbehrlich, somit war es schwierig, die gesamte Luftleckagemenge
zu unterdrücken;
deshalb war es, wenn ein Absenken der eingestellten Leerlaufdrehzahl
benötigt
wird, notwendig, die fundamentale Struktur der Anordnungen zu modifizieren.
Des Weiteren war es bezüglich
der Herstellungskosten der Anordnungen schwierig, die Kosten wegen
der Notwendigkeit der Hilfsvorrichtungen zu reduzieren.
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Andererseits,
wenn eine Steuerung eines Drosselventils in einem Bereich eines
geringen Öffnungsgrades
des Drosselventils durch die Steueranordnung des Öffnungsgrades
des Steuerventils vom elektronischen Drosseltyp bewirkt wurde, ist
es schwierig, eine stabile Motordrehzahl während SIC- and FIC-Motorsteuerungen
zu erzielen, and zwar wegen einer ungenügenden Steuergenauigkeit der
Anordnung infolge einer schwachen Auflösung des Positionssensors des
Drosselventils in einem Bereich geringer Öffnungsgrade des Drosselventils.
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In
der Steueranordnung des Öffnungsgrades eines
Drosselventils vom elektronischen Drosseltyp wird eine Ausgangsspannung
von einem Drosselpositionssensor, der einen tatsächlichen Öffnungsgrad des Drosselventils
repräsentiert,
mit einem Sollöffnungsgrad
verglichen, und ein resultierendes Betätigungssignal wird an einen
Elektromotor zum Betätigen
des Drosselventils übertragen,
um dadurch eine Rückkopplungssteuerung
des Öffnungsgrades
des Drosselventils zu bewirken.
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Der
Vergleich der Ausgangsspannung von dem Drosselpositionssensor, der
einen tatsächlichen Öffnungsgrad
des Drosselventils repräsentiert,
mit einem Sollöffnungsgrad
and die Erzeugung eines resultierenden Rückkopplungssteuersignals wird
gewöhnlich
durch einen Mikrocomputer, der in einer Steuereinheit integriert
ist, ausgeführt,
und eine Steuergenauigkeit der Rückkopplungssteuerung
wird durch eine Auflösung
des Drosselpositionssensors and eine A/D-Umwandlungskapazität des Mikrocomputers
bestimmt, der die in einem analogen Wert von dem Drosselpositionssensor
vorliegende Ausgangsspannung in einen Digitalwert wandelt.
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Die
DE 38 39 721 C2 betrifft
eine Einrichtung zum Ermitteln des Öffnungsgrades einer Drosselklappe
für die
Regelung einer Brennkraftmaschine. Der Drosselklappensensor, dessen
Signal der Regeleinheit zugeführt
wird, ist aus einem Regelwiderstand aufgebaut, mit dem mehrere Widerstände parallel
geschaltet sind. Mit den Widerständen
sind zugehörige
Schalter in Form von Transistoren verbunden. Die Transistoren sind
mit Ausgängen
der Regeleinheit verbunden, sodass die Transistoren nach entsprechenden
Signalen von der Regeleinheit geschaltet werden, und das Signal
des Drosselklappensensors der Regeleinheit zugeführt wird.
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Die
DE 41 21 146 C2 betrifft
eine Vorrichtung zur Korrektur eines Drosselventilstellungssignals, das
eine abgetastete Stellung eines Drosselventils kennzeichnet, welche
zur Steuerung der den Motorzylindern zugeführten Luftmenge angeordnet
ist. Der abgetastete Drosselventilstellungswert, der während des
Leerlaufs des Motors abgetastet wurde, wird auf einen Leerlaufstellungswert
gesetzt.
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Ziel
der vorliegenden Erfindung ist es, in einem Leerlauföffnungsgradbereich
eine höhere
Steuerungsgenauigkeit als in dem höheren Öffnungsgradbereich zu erreichen.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgend
beschriebenen Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungsseiten beschrieben.
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1 ist
ein Systemdiagramm, das eine detaillierte Querschnittsansicht einer
Drosselventilanordnung einer Steueranordnung für ein Drosselventil für eine Verbrennungskraftmaschine
aufweist, die ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung einbezieht;
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2 ist
eine Ansicht, die sich in Pfeilrichtung P in 1 ergibt,
die einen Übertragungsmechanismus
mit einer Federbetätigungskraft
darstellt, der in der Drosselventilanordnung, wie in 1 gezeigt,
eingeschlossen ist;
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3 ist
ein schematisches Funktionsblockdiagramm der Steueranordnung des Drosselventils, wie
in 1 gezeigt, zum Erklären von deren Betrieb;
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4 ist
ein Diagramm zum Erklären
eines steuerbaren Öffnungsbereichs
des Drosselventils bezüglich
des Gaspedalhubs, der erhalten wird, indem die Steueranordnung des
Drosselventils, wie in 1 gezeigt, verwendet wird;
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5 ist
ein Diagramm zum Erklären
der Funktion des Übertragungsmechanismus
für die
Federbetätigungskraft,
wie in 2 gezeigt;
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6 ist
ein Diagramm, das eine Ausgangsspannungscharakteristik eines Drosselpositionssensors
darstellt, der in die Steueranordnung des Drosselventils, wie in 1 gezeigt,
einbezogen ist;
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7 ist
ein schematisches Blockdiagramm von Steueranordnungen des Drosselventils
für eine Verbrennungskraftmaschine;
und
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8 ist
ein Diagramm, das eine Ausgangsspanriungscharakteristik des Drosselpositionssensors
darstellt, der in die Steueranordnung des Drosselventils, wie in 7 gezeigt,
einbezogen ist.
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Hiernachfolgend
wird die Steueranordnung für
ein Drosselventil für
eine Verbrernnungskraftmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
im Detail unter Bezug auf die Ausführungsbeispiele beschrieben.
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In 1 bis 3 ist
Ziffer 1 ein Drosselventil, und das Drosselventil 1 wird
an einer Drosselventilachse 3 befestigt, die drehbar durch
einen Drosselkörper 2 gelagert
ist.
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Ziffer 4 ist
eine Steuereinheit, und Ziffer 6 ist ein Elektromotor,
der eine Betätigungseinrichtung zum
Steuern des Öffnungsgrades
eines Drosselventils darstellt. Ein Signal 5 des Sollöffnungsgrades
des Drosselventils, das bestimmt wird auf der Basis von verschiedenen
Daten, die den momentanen Motorbetriebszustand darstellen, wird
in die Steuereinheit 4 eingegeben, und die Steuereinheit
gibt ein Betätigungssignal 7 an
den Elektromotor 6 nach einem Vergleichen mit dem Signal 5 des
Sollöffnungsgrades des
Drosselventils aus.
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Ziffer 8 ist
eine elektromagnetische Kupplung, die in Antwort auf ein Erregungssignal 9 der Steuereinheit 4 aktiviert
wird und als eine Kupplungs- und Entkupplungseinrichtung für die Betätigungskraft dient,
die eine Übertragung
einer Betätigungskraft zwischen
der Drosselventilachse 3 und dem Elektromotor 6 steuert.
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Ein
Eingangsseitenzahnrad 8a mit einer Kupplungsplatte für die elektromagnetische
Kupplung 8 ist an einer Motorwelle 6a derart montiert,
daß eine
freie Rotation daran ermöglicht
wird, aber ist so aufgebaut, daß es
als ein Körper
mit der Motorwelle 6a rotiert, wenn die elektromagnetische
Kupplung 8 durch das Erregungssignal 9 erregt
wird. Dadurch wird eine betätigende
Kraft von dem Elektromotor 6 an die Drosselventilachse 3 über ein
Untersetzungszahnrad 10a übertragen, das im Eingriff
mit dem Eingangsseitenzahnrad 8a und einem weiteren Untersetzungsgetrieberad 10b ist,
das an der Drosselventilachse 3 befestigt ist.
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Ziffer 11 ist
ein Übertragungsmechanismus für eine Federbetätigungskraft,
der aus einen Steuerhebel 11a, der an der Drosselventilachse 3 befestigt ist,
einen Drosselhebel 11b, der mit dem Gaspedal 14 über einen
Gaspedal-Bowdenzug 15 verbunden ist, und zwei Federn 11c und 11d zum
Erzeugen eines Spiels bzw. Leergangs bzw. Totgangs aufgebaut ist.
Der Steuerhebel 11a und der Drosselhebel 11b sind
miteinander mit Spiel Leber die zwei Federn 11c und 11d gekoppelt.
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Des
weiteren wird für
den Drosselhebel 11b eine Rückholfeder 13 Leber
einen Hebel 12 angelegt, wodurch das Drosselventil 1 immer
in seine Schließrichtung
gedrückt
wird.
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Ziffer 16 ist
ein Drosselpositionssensor, der ausgelegt ist, um einen tatsächlichen Öffnungsgrad des
Drosselventils 1 zu erfassen, und Ziffer 17 ist
ein Gaspedalpositionssensor, der ausgelegt ist, um eine Betriebsposition
des Drosselhebels 11b zu erfassen.
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Des
weiteren weist der Drosselhebel 11b eine Funktion des Begrenzens
eines drehbaren Bereiches des Drosselventils 1 im Zusammenwirken
mit einem Stopper 18 für
vollständig
offen und einen Stopper 19 für vollständig geschlossen auf, die nicht in 1 gezeigt
sind, jedoch schematisch in 3 dargestellt
sind.
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Die
Ziffern 20 und 21 sind Federträger, die aus einem Material
mit einem geringen Reibungskoeffizienten hergestellt sind, wie z.
B. synthetische Harze, die die Federn für ein Spiel 11c und 11d tragen,
um dadurch einen Gleitwiderstand zu reduzieren, der durch diese
Federn verursacht wird.
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Ziffer 22 ist
eine Achse des Gaspedalpositionssensors, die eingeführt wird
und gelagert ist durch ein Sensorgehäuse 23 in einer Art,
die deren freie Rotation erlaubt und an dem ein Hebel 24 befestigt ist.
Der Hebel 24 ist mit dem Drosselhebel 11b über Verbindungsstifte 24a und
einen Hebel 12 verbunden. Demgemäß rotiert der Hebel 24 gemäß der Rotation
des Drosselhebels 11b, wodurch die Drehung des Drosselhebels 11b an
den Beschleunigungspedalpositionssensor 17 übertragen
wird.
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Des
weiteren wird, wenn die Rückholfeder 13 um
die Achse 22 des Gaspedalpositionssensors vorgesehen ist,
ein Spiel eliminiert, das möglicherweise in
der oben erwähnten
Drehbewegung, die die Verbindungen überträgt, existiert.
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Wie
in den 1 und 3 dargestellt, wird ein Ausgangsspannungssignal 25 von
dem Drosselpositionssensor 16 in die Steuereinheit 4 eingegeben,
wobei der Ausgangsspannungswert, der einen tatsächlichen Öffnungsgrad des Drosselventils 1 darstellt,
mit einem Signal 5 eines Sollöffnungsgrades verglichen, und
das auf der Basis des Vergleichsergebnisses bestimmte Betätigungssignal
wird an den Elektromotor 6 übertragen, wodurch eine Rückkopplungssteuerung
des Drosselventils 1 bewirkt wird.
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Des
weiteren werden während
einer Periode der Unterbrechung einer Steuerung durch den Elektromotor 6 ein
Ausgangsspannungssignal 25 von dem Drosselpositionssensor 16 und
ein Ausgangsspannungssignal 26 von dem Gaspedalpositionssensor 17,
die eine vorbestimmte prinzipielle Korrelation zueinander zeigen,
in die Steuereinheit 4 eingegeben, wobei ein normaler Betrieb
der Sensoren so festgelegt wird, daß eine ausfallsichere Steuerfunktion
ausgeführt
wird.
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2 ist
ein schematisches Diagramm des Übertragungsmechanismus 11 für eine Federbetätigungskraft,
bei Blickrichtung in die Pfeilrichtung P in 1, wobei
das Drosselventil 1 sowie der Steuerhebel 11a an
der Drosselventilachse 3 so befestigt sind, daß der Steuerhebel 11a als
ein Körper
mit dem Drosselventil 1 rotiert.
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Andererseits
ist der Drosselhebel 11b auf der Drosselventilachse 3 in
einer Art gelagert, die dessen freie Rotation erlaubt, und die Federn 11c und 11d werden
auf den Federträgern 20 und 21 in
einer solchen Art montiert, daß die
Richtungen der Federkräfte,
die durch die jeweiligen Federn 11c und 11d ausgeübt werden,
gegeneinander gerichtet sind, wodurch diese Federn 11c und 11d so
wirken, daß sie Verschiebungen
in eine entgegengesetzte Richtung zu dem Drosselhebel 11b vorsehen.
Des weiteren werden die jeweiligen Federn 11c und 11d in
vorgespanntem Zustand montiert.
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Der
Gasbowdenzug 15 wird über
eine Bowdenzugführung 15a an
dem Drosselhebel 11b an einem Schlingenabschnitt 11e so
befestigt, daß durch einen
Betrieb des Gaspedales 14 der Drosselhebel 11b bewirkt,
daß das
Drosselventil 1 sich in der Pfeilrichtung θA gegen die gespeicherte Federkraft der Rückholfeder 13 rotiert.
wenn die elektromagnetische Kupplung 8 von der Motorwelle 6a entkuppelt ist.
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Nun
wird der Betrieb der Steueranordung des Drosselventils, wie in 1 und 2 dargestellt,
und unter Bezug auf 3 erklärt, die ein schematisches Furtktionsdiagramm
der in den 1 und 2 gezeigten
Anordnung darstellt.
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In 3 ist
die Drehbewegung in der Anordnung von 1 und 2 durch
eine lineare Bewegung zum Unterstützen des Verständnisses
des Betriebes der Anordnung dargestellt, und des weiteren zeigen
dieselben Bezugsziffern wie in 1 und 2 dieselben
oder äquivalente
Abschnitte wie in 1 und 2.
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In 3 wird,
wenn der Fahrzeugführer
einen Schlüsselschalter
(nicht gezeigt) einschaltet, das Erregungssignal 9 simultan
an die elektromagnetische Kupplung 8 übertragen, um selbige in einen EIN-Zustand
zu versetzen, wodurch die Steueranordnung des Steuerventils in einen
Zustand gebracht wird, der bereit ist, die Steueroperation auszuführen, und
wenn ein Betätigungssignal 7 von
der Steuereinheit 4 an den Elektromotor 6 übertragen
wird, wird der Öffnungsgrad
des Steuerventils 1 dementsprechend gesteuert. In diesem
Moment bewegt sich (dreht sich) der Steuerhebel 11a, der
an der Drosselventilachse 3 befestigt ist, als ein Körper mit
dem Drosselventil 1 gemäß der Drehung
des Elektromotors 6, wie durch eine gestrichelte Linie
angedeutet. Eine relative Verschiebung des Drosselhebels 11b, die
durch die Bewegung (Rotation) des Steuerhebels 11a induziert
wird, wird durch eine Ausdehnung einer der Federn für das Spiel 11c und 11d absorbiert
und durch Kontraktion der anderen (in dem Ausführungsbeispiel nach 1 ein
Abspulen der einen und eine Aufspulen der anderen) absorbiert, und
im Ergebnis wird unabhängig
von einem Betriebszustand des Drosselhebels 11b, der gemäß dem Ausmaß des Drückens des
Gaspedals 14 bestimmt wird, von der Steuerung des Betriebsgrades
des Drosselventils durch den Elektromotor 6 ausgeführt in anderen
Worten, man erhält
einen Betrieb der Drossel im elektrischen Modus.
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Wenn
man nun annimmt, daß ein
abnormer Zustand wie z. B. ein Ausfall des Motorbetätigungssystems
aus irgendwelchen Gründen
auftritt, wird zunächst
die Erregung der elektromagnetischen Kupplung 8 durch eine
Aktivierung einer Abormitäts-Einschätzfunktion
beendet, die in der Steuereinheit 4 enthalten ist, um die
elektromagnetische Kupplung 8 in einen AUS-Zustand zu setzen,
und somit wird die Drosselventilachse 3 von dem Elektromotor 6 entkuppelt
und davon befreit.
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In
diesem Moment, wenn man weiter annimmt, daß es eine relative Verschiebung
zwischen dem Drosselhebel 11b und dem Steuerhebel 11a gegeben
hat, gibt es eine Differenz in der gespeicherten Federkraft zwischen
den Federn für
das Spiel 11c und 11d, deshalb wird bewirkt, daß der Steuerhebel 11a sich
durch eine Wirkung dieser Federn 11c und 11d in
eine Position bewegt (rotiert), bei der sich die Differenz in der
gespeicherten Federkraft ausgleicht, nämlich in eine Position, wo
die relative Verschiebung Null wird, und somit wird das Drosselventil 1 gezwungen,
sich in eine Position zu bewegen (zu rotieren), entsprechend der
Betriebsposition des Gaspedales 14.
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Im
Ergebnis wird ein Zustand beendet, bei dem die Drosselventilachse 3 sich
nur mit dem Gaspedal 14 über den Steuerhebel 11a,
die Federn für das
Spiel 11c und 11d und den Drosselhebel 11b koppelt,
nämlich
ein Zustand wird vollendet, bei dem das Drosselventil nur durch
das Gaspedal 14 betätigt werden
kann.
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Nachdem
der oben genannte Zustand beendet worden ist, und wenn das Gaspedal 14 gedrückt ist,
wird der Drosselhebel 11b gegen die Rückstellkraft der Rückholfeder 13 gedreht,
und in Antwort auf die Bewegung (Drehung) des Drosselhebels 11b wird
eine Kraft auf den Steuerhebel 11a bewirkt, die zum Ausgleichen
der gespeicherten Federkräfte
der Federn für
das Spiel 11c und 11d benötigt wird. wodurch der Steuerhebel 11a der
Bewegung des Drosselhebels 11b mit einer vorbestimmten
Phasenbeziehung folgt, um eine Steuerung des Öffnungsgrades des Drosselventils
auszuführen,
in anderen Worten eine Rückentspannungsfunktion
der Steueranordnung des Drosselventils wird erhalten.
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4 zeigt
einen steuerbaren Öffnungsgrad des
Drosselventils bezüglich
eines Gaspedalhubes der Steueranordnung des Drosselventils, die
in dem Ausführungsbeispiel
in 1 gezeigt ist.
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Während einer
Steuerung des Drosselventils 1 mit dem Elektromotor 6 können irgendwelche Öffnungsgrade
des Drosselventils für
jeweilige Gaspedalhübe
genommen werden, wie es durch einen schraffierten Bereich dargestellt
ist, und während
eines Betriebes in einem Rückentspannungsmodus wird
ein einziger Öffnungsgrad
eines Drosselventils für
die jeweiligen Gaspedalhübe
wie bei einer konventionellen Anordnung bestimmt, wie es durch eine durchgezogene
Linie der linearen Charakteristik angezeigt ist.
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Deshalb
wird gemäß dem Ausführungsbeispiel
von 1 beim Auftreten eines abnormen Zustandes der
Elektromotor 6 von der Drosselventilachse 3 getrennt,
und die Drosselventilsteuerung wird automatisch zu der Steuerung
des Öffnungsgrades des
Drosselventils durch das Gaspedal 14 verschoben, und der Öffnungsgrad
des Drosselventils 1 wird in Abhängigkeit von der Betriebsposition
des Gaspedals 14 bestimmt, um eine Rückentspannungsfunktion zu liefern,
und in diesem Moment wird die Position des Drosselventils 1 in
eine Position zurückgeführt, die
durch die Betriebsposition des Gaspedals 14 bestimmt ist,
so daß ernsthafte
Unfälle,
wie z. B. ein Durchgehen in einem Rückentspannungszustand, zuverlässig unterdrückt werden,
und eine zufriedenstellende Ausfallsicherheitsfunktion und hohe
Zuverlässigkeit
realisiert werden.
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5 ist
ein schematisches Diagramm zum Erklären der Operationen des Übertragungsmechanismus 11 für die Federbetätigungskraft
während
einer Steuerung durch den Elektromotor 6 und während einer
Steuerung durch das Gaspedal 14. Die Abszisse des Koordinatensystems
in 5 stellt den Öffnungsgrad
TVO des Drosselventils dar, und deren Ordinate stellt das gespeicherte
Moment T der Federn für
das Spiel 11c und 11d dar.
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In
der Zeichnung stellt der Punkt O einen neutralen oder (Anfangs-)-Zustand
dar, wobei der Öffnungsgrad
TVO des Drosselventils mit einer Position zusammenfällt, die
der Betriebsposition des Gaspedals 14 entspricht.
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Wenn
man nun einen Zustand annimmt, bei dem das Drosselventil durch den
Elektromotor 6 gesteuert wird, um sich in seine Öffnungsrichtung
um einen Winkel von θM Grad zu bewegen, eine Richtung, in der
die Feder für
das Spiel 11c in ihre Aufwickelrichtung gedreht wird und
in der die andere Feder für
das Spiel 11d in ihre Abwickelrichtung gedreht wird. Die
Charakteristik O-A'' in 5 zeigt
nämlich eine
Variation des gespeicherten Momentes T in der Feder 11c,
und die Charakteristik O-B'' zeigt eine Variation
des gespeicherten Momentes T in der Feder 11d. Ein Absolutwert
A''-B'' stellt ein notwendiges, durch den Elektromotor 6 zu
erzeugendes Moment dar.
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Die
Steuerung des Drosselventils 1 in seine Öffnungsrichtung
ist oben erklärt,
dasselbe trifft jedoch auch für
die Steuerung in seine Schließrichtung zu.
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Nun
wird ein Beispiel erklärt,
bei dem ein Rückentspannungsmechanismus
durch den Übertragungsmechanismus 11 für die Federbetätigungskraft ausgehend
von dem Punkt O in 5 aktiviert wird.
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Wenn
man annimmt, daß der
Drosselhebel 11b in seine Öffnungsrichtung um einen Winkel
von θA Grad durch den Betrieb des Gaspedals 14 gedreht wird,
dreht sich der Steuerhebel 11a in dieselbe Drehrichtung
wie der Drosselhebel 11b, während der ausgeglichene Zustand
des gespeicherten Momentes T in den jeweiligen Federn 11c und 11d beibehalten
wird, wodurch der neutrale Punkt der Federn 11c und 11d von
dem Punkt O zu einem Punkt O' verschoben
wird, und das Drosselventil 1 wird zu der Öfffnungsrichtung
um denselben Winkel von θA Grad gedreht. Demgemäß wird, selbst wenn ein abnormaler
Betriebszustand in dem Betätigungssystem.
einschließlich
des Elektromotors 6, auftritt, die Rückentspannungsfunktion zuverlässig gestartet.
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Wenn
eine Drosselventilsteuerung durch eine Betätigungseinrichtung, wie z.
B. den Elektromotor 6, ohne Vorsehen von z. B. einer Kupplung
an der Seite des Gaspedals 14, wie in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
ausgeführt
wird, tritt auf dem Gaspedal 14 normalerweise ein Rückschlagphänomen auf.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden
die zwei Federn 11c und 11d jedoch als die Federn
für das
Spiel verwendet, und sind derart montiert, daß die Richtungen ihrer gespeicherten
Momente gegeneinander gerichtet sind, demgemäß wird, wenn dieselben Speichermomentkonstanten dieser
Federn 11c und 11d bezüglich der Drosselventilachse 3 ausgewählt werden,
eine flache zusammengesetzte Momentcharakteristik O-C dieser Federn,
wie in 5 dargestellt, erhalten, und das Rückschlagphänomen wird
dadurch eliminiert.
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Wenn
es nun erforderlich ist, z. B. eine ISC-Funktion und eine FIC-Funktion
mit der Steueranordnung für
ein Drosselventil eines elektronischen Drosseltyps, wie oben erklärt, auszuführen, ist
es notwendig, eine Steuergenauigkeit der Anordnung durch Vergrößern einer
Auflösung
des darin enthaltenen Drosselpositionssensors zu erhöhen, um
so eine Stabilität
der Motordrehzahl während
ISC und FIC zu erzielen.
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Demgemäß werden
hier nachfolgend Maßnahmen
zum Erhöhen
einer Auflösung
des Drosselpositionssensors erklärt,
um die Steuergenauigkeit der Steueranordnung des Drosselventils
zu verbessern.
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6 zeigt
ein Beispiel zum Erhöhen
einer Auflösung
des Drosselpositionssensors. wobei eine Änderungsrate in der Ausgangsspanrnungscharakteristik
des Drosselpositionssensors 16, der ausgelegt ist um einen
gesteuerten tatsächlichen Öffnungsgrad des
Drosselventils 1 zu erfassen für einen Bereich θR des Öffnnungsgrades
eines Drosselventils (ISC-Steuerbereich und FIC-Steuerbereich) erhöht wird,
was eine hohe Steuergenauigkeit erfordert, wodurch eine Steuergenauigkeit
der Rückkopplungssteuerung
mit dem Elektromotor für
den Drosselöffnungsgrad
verbessert wird.
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Eine
durchgezogene Linie 27 stellt eine unmodifizierte Ausgangsspannungscharakteristik
des Drosselpositionssensors 16 dar, und die Charakteristik
der Ausgangsspannung (V) auf der Ordinate bezüglich des Drosselöffnungsgrades
(θ) auf
der Abszisse zeigt eine lineare Charakteristik mit einer festen Spannungskonstante
k. Im Gegensatz dazu stellt die durchgezogene Linie 28 die
Ausgangsspannungscharakteristik des Drosselpositionssensors 16,
in der Steueranordnung des Drosselventils dahingehend dar, daß die Spannungskonstante
der Ausgangsspannungscharakteristik in den ISC- und FIC-Steuerbereichen,
wo eine hohe Steuergenauigkeit erforderlich ist im Vergleich zur
unmodifizierten Ausgangsspannungscharakteristik 27 um das
n-fache erhöht ist.
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Eine
minimale trennbare Ausgangsspannungseinheit ΔVT des
Drosselpositionssensors, die die Auflösung des Drosselpositionssensors
und die Steuergenauigkeit für
die Rückkopplungssteuerung des Öffnungsgrades
des Drosselventils bestimmt, ist durch einen Ausgangsspannungsbereich
(V1–V0)V und eine A/D-Umwandlungsverarbeitungskapazität von B
Bits eines Mikrocomputers definiert, und als ΔVT =
(V1–V0)/B ausgedrückt.
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Wenn
die unmodifizierte Ausgangsspannungscharakteristik 27 des
Drosselpositionssensors 16 verwendet wird, ist eine minimale
erfaßbare
Einheit des Drosselöffnungsgrades,
in anderen Worten eine Auflösung,
die der Spannungseinheit ∆VT entspricht. (ΔVT/k)
Grad, andererseits, wenn die Ausgangsspannungscharakteristik 28 des
Drosselpositionssensors 16 verwendet wird, wird eine minimale erfaßbare Einheit
des Drosselöffnungsgrades,
in an deren Worten eine Auflösung,
die der Spannungseinheit ΔVT für
den Bereich θR von geringen Drosselöffnungsgraden entspricht, auf
(ΔVT/Nk) Grad erhöht. Demgemäß wird durch Multiplizieren
der Ausgangsspannungskonstante k des Drosselpositionssensors um
N Mal für
den Bereich θR von geringen Drosselöffnungsgraden die Auflösung des
Drosselpositionssensors, in anderen Worten die Steuergenauigkeit der
Steueranordnung des Drosselventils, um N Mal verbessert, und im
Ergebnis wird eine Stabilität
der Motordrehzahl während
ISC und FIC erzielt.
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7 und 8 sind
Diagramme, bei denen, wenn das Drosselventil 1 in dem Bereich θR des Öffnungsgrades
des Drosselventils gesteuert wird, was eine hohe Steuergenauigkeit
erfordert, die Ausgangsspannung 25 des Drosselpositionssensors 16, der
einen gesteuerten tatsächlichen Öffnungsgrad erfaßt, um n
Mal über
einen Verstärker 4c,
der in der Steuereinheit 4 enthalten ist, um das n-fache
verstärkt
wird. Dadurch wird die Steuergenauigkeit der Rückkopplungssteuerung des Öffnungsgrades
des Drosselventils unter Verwendung des Elektromotors 6 als
Betätigungseinrichtung
verbessert.
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7 ist
ein schematisches Blockdiagramm der Steueranordnung des Drosselventils
gemäß der vorliegenden
Erfindung, und 8 zeigt eine Ausgangsspannungscharakteristik
(V) auf der Ordinate des Drosselpositionssensors 16, der
in dem Ausführungsbeispiel
von 7 eingeschlossen ist, bezüglich des Drosselöffnungsgrades
(θ) auf
der Abszisse, der in einer Verarbeitungseinheit 4d in der
Steuereinheit 4 verwendet wird. Unter dem Bereich θR von geringen Öffnungsgraden des Drosselventils
wird die Ausgangsspannung 25 von dem Drosselpositionssensor 16 in
der Verarbeitungseinheit 4d über einen n-Mal-Verstärker 4c gelesen,
demgemäß wird eine Ausgangsspannungscharakteristik 28a mit
einer Spannungskonstante von n Mal größer als der Spannungskonstante
k für die
unmodifizierte Ausgangsspannungscharakteristik 27a für den Bereich θR von geringen Öffnungsgraden des Drosselventils
erhalten.
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Unter
einem Bereich außerhalb
des Bereiches θR von großen Öffnungssgraden des Drosselventils
wird die Ausgangsspannung 25 von dem Drosselpositionssensor 16 direkt
in die Verarbeitungseinheit 4d ohne Durchlaufen des n-Mal-Verstärkers 4c dahingehend
gelesen, daß die
unmodifizierte Ausgangsspannungscharakteristik 27a mit
der Spannungskonstante k für
den Bereich außerhalb
des Bereiches θR verwendet wird. Im Ergebnis ist, wie bei dem
vorherigen Ausführungsbeispiel,
eine minimale erfaßbare
Einheit des Öffnungsgrades
des Drosselventils, der der minimalen trennbaren Ausgangsspannungseinheit ΔVT entspricht, (ΔVT/nk)
Grad für den
Bereich θR von geringen Öffnungsgraden des Drosselventils,
und der für
den Bereich von großen Öffnungsgraden
des Drosselventils ist (ΔVT/k) Grad.
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Demgemäß wird,
da die Ausgangsspannung 25 von dem Drosselpositionssensor 16 über den n-Mal
Verstärker 4c unter
dem Bereich θR von geringen Öffnungsgraden des Drosselventils
gelesen wird, um die Spannungskonstante k der unmodifizierten Ausgangsspannungscharakteristik
um n Mal zu erhöhen,
die Auflösung
des Drosselpositionssensors, in anderen Worten die Steuergenauigkeit
der Steueranordnung des Drosselventils, um n Mal erhöht, wodurch
eine Stabilität
der Motordrehzahl während
ISC und FIC erzielt wird.