Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein System zur Einstellung des •^5 Drosselklappenwinkels gemäß der Gattung des Hauptanspruchs.

Zur Einstellung des Drosselklappenwinkels von Verbren¬ nungsmotoren werden elektronische Steuereinrichtungen

20 verwendet, die in Abhängigkeit von der Stellung des Fußfahrgebers und von motorspezifischen Parametern, wie Drehzahl, Temperatur und dergleichen, den Drosselklap¬ penwinkel verändern. Außerdem wird der Leerlauf- Anschlag, der den Leerlauf-Drosselklappenwinkel

25 festlegt, mittels eines Stellmotors in Abhängigkeit von der Motortemperatur und von weiteren Parametern verändert. Auf diese Weise wird die Leerlaufdrehzahl beeinflußt bzw. geregelt. Im Störfalle kann jedoch die Drosselklappe bis zu relativ großen Winkeln geöffnet _Q werden, wodurch sich beträchtliche Betriebsstörungen ergeben. Der Störfall kann z.B. bei Kurzschluß einer Motoransteuerleitung des Stellmotors gegen Batterie¬ spannung oder Masεe auftreten.

5 Um derartige Störungen feststellen zu können, könnte der Zustand der Geräteausgangsklemmen, die zur Ansteue- rung des Stellmotors des Leerlauf-Anschlages dienen,

mittels entsprechender schaltungstechnischer Maßnahmen überwacht werden. Eine Abweichung vom Sollzustand könn¬ te von einem Rechner erkannt und entsprechende Gegen- maßnahπieπ k nnten eingeleitet werden. Nachteil einer derartigen Überwachungseinrichtung ist der zusätzliche Schaltungsaufwand sowie die Belegung von Eingängen der Steuerung, die dann nicht mehr anderweitig benutzt wer¬ den könnten.

Vorteile der Erfindung

Ein System zur Einstellung des Drosselklappenwinkels mit den Merkmalen des Hauptanspruchε hat demgegenüber den Vorteil, daß kein zusätzlicher Schaltungsaufwand erforderlich ist, da eine Überwachung des Leerlauf- Drosselklappenwinkels stets beim Anlegen der Drossel¬ klappe am Leerlauf-Anschlag durch einen Vergleich des aktuellen Drosselklappenwinkels mit dem zuletzt beim Anlegen der Drosselklappe gemessenen Drosselklappenwin¬ kel erfolgt. Hierzu können die bestehenden Einrichtun¬ gen der elektronischen Steuereinrichtung ohne zusätzli¬ chen Schaltungsaufwand verwendet werden.

Durch die Zwischenspeicherung früherer und aktueller Drosselklappenwinkel kann auch bei Betätigung des Stellmotors überwacht werden, ob der Stellmotor den Leerlauf-Anschlag in die richtige Richtung, nämlich in Richtung des Sollwerts bewegt. Bei Betätigung des Stellmotors in die falsche Richtung, kann sofort eine Richtungsumkehr eingeleitet werden.

Auch bei Feststellung einer Betätigung des Stellmotors trotz Istwert-Sollwert-Übereinstimmung genügt es, den gestörten Steuerausgang zu unterbrechen oder ihn mit einem nicht gestörten Ausgang phasengleich zu verbinden. Um eine schnelle Fehlererkennung zu ermöglichen, kann die Istwert-Sollwert-Abfrage zyklisch

mit hoher Frequenz erfolgen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 das Blockschaltbild eines Systems zur Einstel¬ lung des Leerlauf-Anschlags,

Figur 2 ein Drehzahl-Drosselklappenwinkel-Diagramm und

Figur 3 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktions¬ weise des Systems zur Einstellung des Drosselklappenwinkels.

Das in Figur 1 dargestellte Blockschaltbild enthält ei¬ nen Stellmotor 1 zur Einstellung eines Leerlauf- Anschlages 2. Der Leerlauf-Anschlag 2 läßt sich in Pfeilrichtung a variieren. Am Leerlauf-Anschlag 2 liegt eine Drosselklappe 3 mit dem Drosselklappenwinkel α an.

Eine Motorsteuerung MS erhält an mehreren S-teuereingän- gen Informationen über die Motortemperatur T, die Dreh¬ zahl n, den Drosselklappenwinkel α und über eine Sig¬ nalleitung K die Information ob die Drosselklappe 3 an einem Kontakt 4 des Anschlages 2 anliegt.

Die Motorsteuerung MS hat Zugriff zu einem Speicher 5, in welchem Sollwerte und Istwerte von Drosselklappen¬ winkeln abgelegt sind. Über eine Motorsteuerung 6 und eine Endstufe 7 betätigt die Motorsteuerung MS den Stellmotor 1 , um den Anschlag 2 in die jeweils erfor¬ derliche Stellung zu bringen.

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Bei dem in Figur 2 dargestellten Diagramm sind zeitab¬ hängig der Drosselklappenwinkel α und die Drehzahl n dargestellt. Die Stellung des Leerlauf-Anschlages ist durch senkrechte Pfeile S1 bis S5 angegeben. Die durch¬ gezogenen Linien für Drehzahl n und Drosselklappenwin- kelα zeigen die α-n-Abhängigkeit ausgehend vom Leer¬ lauf zum Zeitpunkt t1 bis zum maximalen Drosselklap¬ penwinkels bei t2. Die unterbrochenen -n-Linien ge¬ ben dagegen den Fall an, wenn der Drosselklappenwinkel α zu einem Zeitpunkt t3 durch vollständige Rücknahme des Fußfahrgebers verringert wird.

Beim Öffnen des Drosselklappenwinkelε ausgehend vom Zeitpunkt t1 verändert sich die Stellung des Leerlauf- Anschlages durch eine entsprechende Nachführung von der Stellung S1 in die Stellung S2, um beim plötzlichen Zu¬ rücknehmen des Fußfahrgebers kurzzeitig eine höhere Leerlaufdrehzahl einzustellen. Sobald die Drosselklappe in Zeitpunkt t4 am in der Stellung S2 befindlichen Leerlauf-Anschlag anliegt, wird dieser in Richtung der Stellung S1 verändert, da diese Stellung S1 den früher im Speicher 5 zwischengespeicherten Drosselklappenwin¬ kel 1 repräsentiert. Das Zurückfahren des Leerlauf- Anschlages 2 in die Stellung S5, die der Stellung S1 entspricht, kann innerhalb eines Bruchteils einer Se¬ kunde erfolgen.

Beim Anlegen der Drosselklappe 3 an den in der Stel¬ lung S2 befindlichen Leerlauf-Anschlag 2 wird der Kon¬ takt 4 betätigt und dadurch eine Messung des Drossel¬ klappenwinkels α 2 veranlaßt. Dieser Winkel 2 wird mit dem zuletzt gemessenen und zwischengespeicherten Drosselklappenwinkel α1 verglichen und da eine Diffe¬ renz zwischen beiden Werten besteht bewegt der Stellmo¬ tor 1 den Leerlauf-Anschlag 2 in Richtung des zwischen- gespeicherten Drosselklappenwinkels α 1. In der Stel¬ lung S5 hat der Leerlauf-Anschlag 2 den Drosselklappen-

Winkel α 1 erreicht, so daß im Zeitpunkt t5 der Ver¬ stellvorgang des Leerlauf-Anschlages 2 abgeschlossen ist.

Würde sich bedingt durch eine Störung der Stellmotor 1 in die falsche Richtung bewegen, so könnte die Motor¬ steuerung MS aufgrund der zwischengespeicherten Dros¬ selklappenwinkel erkennen, daß eine Störung vorliegt, da sich der Leerlauf-Anschlag 2 vom richtigen Drossel¬ klappenwinkel α entfernt. Die Motorsteuerung MS könnte daraufhin die Betätigung des Stellmotors 1 unterbrechen oder eine Richtungsumkehr einleiten.

Der Sollwert für den Leerlauf-Anschlag ist im darge¬ stellten Ausführungsbeispiel der Drosselklappenwinkel α1. Dieser Sollwert wird nur bei anliegender Drossel¬ klappe 3 am Anschlag 2 bei geänderten Betriebsbedingun¬ gen durch die Motorsteuerung MS verändert. Wird ein neuer Sollwert angegeben, so kann die Motorsteuerung MS auch in diesem Fall überwachen, ob der Stellmotor 1 den Leerlauf-Anschlag 2 in die richtige Richtung bewegt, da beim Anlegen der Drosselklappe 3 die Stellung des Leerlauf-Anschlages 2 über den Drosselklappenwinkel α geprüft v/erden kann.

Anhand des in Figur 3 dargestellten Flußdiagramms wird die Funktion des erfindungsgemäßen Systems erläutert. Das in Figur 3 dargestellte Flußdiagramm umfaßt 16 Pro¬ grammschritte P1 bis P16. Die Bearbeitung der Programm¬ schritte erfolgt durch die Motorsteuerung MS (Figur 1 ) in einem festen Raster.

Im Programmschritt P1 wird zunächst festgestellt, ob Leerlaufbetrieb vorliegt. Ist dies nicht der Fall, so wird die für die Überwachung der Stellmotoransteuerung erforderlichen RAM-Zellen ZAEHLER und αDIFF, die im Speicher 5 abgelegt sind, definiert gesetzt. Dies er-

folgt in den Programmschritten P2, P3.

In der RAM-Zelle ZAEHLER werden die Stellmotoransteuer- impulse gezählt, die sich in diesem Programm auf n erkannten Fehlverhaltens des Stellmotors ergeben haben. αDIFF enthält die Differenz zwischen dem zuletzt gemes¬ senen und zwischengespeicherten Drosselklappenwinkel α1 und dem Drosselklappenwinkel α2.

Im Leerlaufbetrieb wird gemäß Programmschritt P4 ein Wert A im Speicher 5 zwischengeεpeichert, wobei der Wert A der Differenz zwischen α 1 und dem aktuellen Drosselklappenwert α.2 entspricht. Im Programmschritt P5 wird überprüft, ob der Inhalt von der RAM-Zelle ZA¬ EHLER größer oder gleich dem Wert MAX1 ist. Der Wert MAX1 entspricht der maximalen Anzahl von Stellmotoran¬ steuerversuchen mit der Vorgabe, die Differenz zwischen α1 und α2 zu verkleinern. Ist dieser Wert MAXI noch nicht überschritten, erfolgt im Programmschritt P6 die Abfrage, ob der Betrag von A größer oder gleich einer Drosselklappenschwelle SCHW ist. αSCHW repräsentiert einen Unempfindlichkeitsbereich, in dem keine Stellmo¬ toransteuerung erfolgt. Befindet sind die neu berechne¬ te und in A abgefragte Drosselklappendifferenz inner¬ halb dieser Schwelle, so wird im Programmschritt P16 der Wert A für das nächste Bearbeitungsraster nach αDIFF übertragen. Bei Überschreiten des Unempfindlich- keitsbereichs wird im Programmschritt P7 überprüft, ob sich der Betrag der aktuellen Differenz gegenüber dem Betrag der Differenz aus dem vorherigen Bearbeitungsraster, abgespeichert in αDIFF vergrößert hat. Sollte dies nicht der Fall sein, wird zum Pro¬ grammschritt P16 gesprungen. Im anderen Fall wird im Programmschritt P8 der aktuelle Drosselklappenwert αl (i) mit dem Drosselklappenwert α1 (i-1 ) aus dem letzten Bearbeitungsraster verglichen.

Durch diese Vorgehensweise wird ausgeschlossen, daß aufgrund des neuen Drosselklappenwertes α1 sich die Drosselklappendifferenz so verändert, daß fälschlicher- weise eine Störung erkannt wird.

Bei Ungleichheit von α1 (i) und α1 (i-1 ) erfolgt die Pro¬ grammfortführung bei Programmschritt P16. Bei Gleich¬ heit wird der Stellmotor 1 im Programmschritt P9 so angesteuert, daß die Differenz zwischen 1 und 2 klei¬ ner wird. Im Programmschritt P10 wird der Inhalt von ZAEHLER inkrementiert. Anschließend wird im Programm¬ schritt P16 die neu berechnete Drosselklappendifferenz von A nach αDIFF übertragen. Wird im Programmschritt P5 festgestellt, daß der Inhalt von ZAEHLER größer oder gleich MAX1 ist, so wird bei P11 der Inhalt von ZAEHLER mit MAX2 verglichen. Die Differenz von MAX2 und MAX1 entspricht der maximalen Anzahl von Stellmotoransteue¬ rimpulsen für den Ansteuermodus "Stoppen des Motors mit High-Potential".

Bei Gleichheit von ZAEHLER-Inhalt und MAX2 wird im Pro¬ grammschritt P15 versucht, den Motor mit Low-Potential zu stoppen. Bevor das Programm zu diesem Ansteuermodus kommen konnte, wurde bereits MAX1 - mal versucht, den Motor so anzusteuern, daß die Differnez kleiner wird und (MAX2 - MAX1 ) - mal versucht, den Motor mit High-Potential zu stoppen.

Bei Ungleichheit von ZAEHLER und MAX2 wird im Programm¬ schritt P12 zusätzlich geprüft, ob sich der Drossel¬ klappenwinkel α2(i) gegenüber dem Drosselklappenwinkel α2(i-1 ) aus dem vorherigen Bearbeitungsraster geändert hat. Ist dieses nicht der Fall, kann davon ausgegangen werden, daß der Stellmotor steht und weiterhin bei An- steuerung mit High-Potential stehen bleibt. Im anderen Fall wird der Inhalt von ZAEHLER zusätzlich inkrementiert.