DE3504181A1 - Vorrichtung zur steuerung der ansaugluftmenge von brennkraftmaschinen in kraftfahrzeugen - Google Patents
Vorrichtung zur steuerung der ansaugluftmenge von brennkraftmaschinen in kraftfahrzeugenInfo
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Description
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
VORRICHTUNG ZUR STEUERUNG DER ANSAUGLUFTMENGE VON BRENNKRAFTMASCHINEN
IN KRAFTFAHRZEUGEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der
Ansaugluftmenge einer Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen,
bei der die Winkelstellung einer Drosselklappe der Brennkraftmaschine elektrisch gesteuert wird. Insbesondere
befaßt sich die Erfindung mit einer Vorrichtung zur Steuerung der Winkelstellung der Drosselklappe, bei der die
Drosselklappenstellung eine spezielle Funktion des Grades der Betätigung eines Gashebels des Fahrzeugs und ggf. weiterer
Betriebsbedingungen des Fahrzeugs ist.
Derartige Drosselklappen-Steuersysteme sind in den europäischen Patentanmeldungen 01-14 401, 01 21 937, 01 21 938
und 01 21 939 beschrieben worden. Bei diesen herkömmlichen Vorrichtungen wird die Drosselklappenstellung im allgemeinen
mit Hilfe eines der Drosselklappe zugeordneten elektromagnetischen Stellgliedes eingestellt. Es wird ein
Drosselklappen-Steuersignal erzeugt, das von dem anhand eines an dem Gashebel erzeugten Signals ermittelten Grad
der Betätigung des Gashebels abhängig ist.
Ein ähnliches Drosselklappen-Steuersystem ist in der japanischen Patentveröffentlichung 56-107925 beschrieben
worden. Diese Druckschrift beschreibt ein elektronisches Kraftstoff-Einspritzsystem für eine Funkenzündungs-Brennkraftmaschine
, das einen Drosselklappen-Servomechanismus umfaßt, durch den die Winkelstellung der Drosselklappe
in Abhängigkeit von dem Grad der Betätigung des Gashebels gesteuert wird.
Durch die obengenannten herkömmlichen Steuersysteme wird
die Drosselklappe in eine gewünschte Winkelstellung eingestellt, die dem Grad der Betätigung des Gashebels entspricht.
Aus diesem Grund wird durch diese herkömmlichen
TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER
Steuersysteme der Ansaugluftdurchsatz erfolgreich in Abhängigkeit
vom Grad der Betätigung des Gashebels gesteuert. Theoretisch ist die Winkelgeschwindigkeit der Drosselklappe
direkt mit der Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine
gekoppelt, so daß durch die Drosselklappensteuerung das gewünschte Maschinenverhalten erzielt wird. In der
Praxis entspricht jedoch die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine
nicht über den gesamten Winkelbereich der Drosselklappe dem durch die Betätigung des Gashebels angezeigten
Leistungsbedarf. Dies liegt daran, daß sich die einzelnen Brennkraftmaschinen infolge von Produktionsungenauigkeiten
voneinander unterscheiden und daß die möglichen Umgebungsbedingungen in einem weiten Bereich variieren.
Um ein Ausgangsdrehmoment zu erzielen, das exakt dem jeweiligen Drehmomentbedarf entspricht, sind Steuersysteme
vorgeschlagen worden, bei denen sowohl die Brennkraftmaschine als auch ein der Brennkraftmaschine nachgeschaltetes
Getriebe gesteuert werden. In der Veröffentlichung
SAE Technical Papers 830423 der Society of Automotive Engineering wird ein derartiges Antriebszug-Steuersystem
beschrieben, bei dem die Brennkraftmaschine stufenweise über eine Steuerung des Getriebes gesteuert wird. Das
Steuersystem tastet Daten von verschiedenen Punkten der Brennkraftmaschine ab und bewirkt eine Anpassung der
Kraftstoffzufuhr, des Zündzeitpunkts, des Durchsatzes
durch eine Abgasrückführungsleitüng und der Ansaugluftmenge an Optimalwerte, die auf der Grundlage der abgetasteten
Daten errechnet werden. Eine Getriebesteuerung tastet die Maschinenlast und die Fahrzeuggeschwindigkeit
ab und ermittelt anhand dieser Werte das einzustellende
Übersetzungsverhältnis des Getriebes. Zugleich wird anhand
der Ergebnisse von Berechnungen auf der Grundlage der abgetan toten Da ton eine Ubarbrückunq.s-St-.ouorunq (lurr:luji*-
«3 führt.
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER ; : : Nissan
Letztlich ist es Ziel dieser Steuervorrichtung, ein gutes Ansprechverhalten des Fahrzeugantriebs bei Änderungen
der Betätigungsstellung des Gashebels zu erreichen. Wenn die Winkelstellung der Drosselklappe einfach
entsprechend dem Grad der Betätigung des Gashebels gesteuert wird, so stimmt die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine
oder die Antriebsleistung des Fahrzeugs nicht in jedem Fall mit dem durch die Winkelstellung
des Gashebels angezeigten Bedarf überein. Dies kann beispielsweise daran liegen, daß infolge eines niedrigen
Reibungskoeffizienten der Fahrbahn und/oder infolge der eingestellten Getriebeposition oder dergleichen ein
Schlupf der Antriebsräder auftritt. Wenn beispielsweise das Kraftfahrzeug auf verhältnismäßig glatter Fahrbahn
führt, so ist ein geringeres Antriebsdrehmoment vorzuziehen, damit ein Schlupf der Räder des Fahrzeugs verhindert
wird. Ferner ist ein langsameres Ansprechverhalten wünschenswert, wenn sich das Getriebe beispielsweise
in der Rückwärts-Stellung befindet, damit ein stetiger, nicht zu starker Anstieg der Ausgangsleistung der
Maschine gewährleistet ist. Wenn auf diese Weise verhindert wird, daß ein plötzlicher Anstieg der Ausgangsleistung
der Brennkraftmaschine auftritt, wird die Rückwärtsfahrt mit dem Fahrzeug erheblich erleichtert.
Die Erfindung ist daher auf die Schaffung einer Vorrichtung zur Steuerung der Ansäugluftmenge einer Brennkraftmaschine
gerichtet, bei der die in Abhängigkeit von der Stellung des Gashebels gesteuerten Betriebs-Kenndaten
außerdem in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen des Fahrzeugs eingestellt werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die die gewünschte Winkelstellung der
Drosselklappe als Funktion des Grades der Betätigung
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER -..' 1 Nissan
des Gashebels in der Weise ermittelt, daß ein die Beziehung
der Winkelstellung der Drosselklappe zu dem Grad der Betätigung des Gashebels angebender Koeffizient
entsprechend den Fahrbedingungen des Fahrzeugs veränderlieh
ist.
Die Erfindung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs» Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der
Drosselklappe umfaßt wenigstens einen Sensor zur Abtastung
eines vorgegebenen Parameters, der die Fahrbedingungen des Fahrzeugs, beispielsweise den Schlupf der Antriebsräder,
die Getriebestellung oder dergleichen abtastet. Dieser Sensor bzw. diese Sensoren sollen als Fahrbedingungs-Sensoren
bezeichnet werden. Die Vorrichtung umfaßt ferner einen Gashebel-Positionssensor, der einem Gashebel des
Fahrzeugs zugeordnet ist. Zwischen dem Gashebel und der Drosselklappe besteht keine mechanische Verbindung. Eine
Steuereinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nimmt
ein Gashebel-Positionssignal des Gashebel-Positionssensors und ein oder mehrere Fahrbedingungs-Signale von dem oder
den Fahrbedingungs-Sensoren auf und erzeugt in Abhängigkeit von diesen Signalen ein Steuersignal zur Steuerung
des Betriebs eines Stellgliedes, das die Drosselklappe in eine der Stellung des Gashebels entsprechende Winkelstellung
bewegt. Bei der Erzeugung des Steuersignals in Abhängigkeit von dem Gashebel-Positionssignal wird in
der Steuereinheit je nach den durch das Fahrbedingungs-Signal repräsentierten Fahrbedingungen ein unterschiedlicher
Koeffizient verwendet.
im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER - - : Nisaaii
~~ : ~^ 3bü4181
- 10 -
Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer erfinduhgsgemäßen
Vorrichtung zur
Steuerung des Antriebs des Kraftfahrzeugs ;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht eines Gashebels und eines Gashebel-Positionssensors
des erfindungsgemäßen Steuersystems;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer Drosselklappe und eines Drosselklappen-Servomechanismus;
Fig. 4(A) und bilden zusammen ein Diagramm eines
4(B) Steuersystems, in dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung der
Drosselklappensteilung verwirklicht ist;
Fig. 5 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer Steuereinheit und verschiedener Eingangs- und Ausgangssignale;
Fig. 6 veranschaulicht die Änderung des Ausgangsdrehmoments und des Kraftstoffverbrauchs
der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von dem Luft/Brennstoff-
Verhältnis;
Fig. 7 veranschaulicht die Änderung des Ausgangsdrehmoments
und des Kraftstoffver-
5 brauchs in Abhängigkeit von dem Durch
satz einer Abgasrückführungseinrichtung;
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER
- : · Nissan.-..
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Fig. 8(A),8(B) zeigen optimale Getriebe-Schaltschema-
und 8(C) ta für eine Spar-Betriebsart, eine
Normal-Betriebsart bzw. eine Leistungs-Betriebsart;
5
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Fig. 9 zeigt optimale Betriebsbereiche für
einen Uberbrückungsbetrieb in der Spar-Betriebsart, der Normal-Betriebsart
und der Leistungs-Betriebsart gemäß Figur 8;
Fig. 10 ist ein Blockdiagramm einer Steuereinheit des erfindungsgemäßen Drosselklappen-Steuersystems;
15
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Fig. 11 ist ein Diagramm zur Veranschaulichung
der Arbeitsweise der Steuereinheit gemäß Figur 10;
Fig. 12(A) und bilden zusammen ein Diagramm zur Ver-12(B) anschaulichung der Programmhierarchie
in der erfindungsgemäßen Steuereinheit;
Fig. 13 zeigt Kennlinie zur Veranschaulichung
der Abhängigkeit der Winkelstellung
der Drosselklappe von der Stellung des Gashebels;
Fig. 14 ist ein Flußdiagramm eines erfindungs-
gemäßen Programms zur Rückkopplungs-
Regelung der Drosselklappenstellung.
TtiR MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
Nissan
12 -
Ein Kraftfahrzeug, dessen wesentliche Teile in Figur 1
dargestellt sind, umfaßt einen Antriebszug mit Frontmotor und Heckantrieb. Eine derartige Anordnung des Antriebszuges
soll nachfolgend als "FH-Anordnung" bezeichnet werden. Eine Brennkraftmaschine 3 ist mit
einem Getriebe 4 verbunden, das seinerseits über eine Kardanwelle 5 mit einem Differentialgetriebe 7 verbunden
ist. Zwei Hinterräder 2R und 2L werden durch die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine angetrieben, die
über das Getriebe 4, die Kardanwelle 5, das Differentialgetriebe 7 und Antriebsachsen 8R und 8L auf die Hinterräder
übertragen wird. Die Hinterräder bilden somit die Antriebsräder des Fahrzeugs. Zwei Vorderräder 1R und
1L sind entsprechend der Bewegung des durch die Hinterräder
angetriebenen Fahrzeugs frei drehbar. Die Vorderräder 1R und 1L sind mit einem für sich bekannten Lenksystem
zur Richtungssteuerung des Fahrzeugs verbunden. Das Lenksystem umfaßt eine Lenksäule 9 für die manuelle
Wahl der Fortbewegungsrichtung des Fahrzeugs.
Die Brennkraftmaschine 3 ist mit einem Zündsystem versehen,
das einen Zündschalter 10 einschließt. Der Zündschalter 10 weist mehrere diskrete Schaltstellungen auf,
nämlich eine Aus-Stellung, in der eine Batterie 15 des Fahrzeugs von Verbrauchern wie etwa einer Klimaanlage oder einer
Audio-Anlage und von einer Zündspule getrennt ist, eine Stand-Stellung (ACC),in der die Batterie 15 nur mit den Verbrauchern
des Fahrzeugs aber nicht mit der Zündspule verbunden ist, eine Zündstellung, in der die Batterie sowohl mit
den Verbrauchern als auch mit der Zündspule verbunden ist, und eine Start-Stellung, in der die Batterie nur
mit der Zündspule verbunden ist. Das Zündsystem umfaßt ferner einen Verteiler, eine Anzahl in den einzelnen
Zylindern der Brennkraftmaschine angeordneter Zündkerzen und einen Unterbrecher oder Leistungstransistor, der durch
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
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ein Zündungs-Steuersignal gesteuert wird. Das Zündungs-Steuersignal
wird zu vorgegebenen Zeitpunkten durch eine Steuereinheit 1000 erzeugt.
Der Brennkraftmaschine ist ferner ein Gashebel 11 zugeordnet,
etwa ein durch den Fuß des Fahrers betätigtes Gaspedal oder ein handbetätigter Gashebel wie er in
Krafträdern verwendet wird. Der Gashebel 11 dient allgemein
zur Steuerung der Drehzahl der Brennkraftmaschine etwa - bei einem Benzinmotor - durch Steuerung des Öffnungsgrades
einer Drosselklappe (Figur 3) zur Steuerung der Ansaugluftmenge oder - im Fall einer Diesel-Brennkraftmaschine
— durch Steuerung einer Kraftstoff-Einspritzpumpe
zur Steuerung des Kraftstoffdurchsatzes.
im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dem Gashebel 11
ein Gashebel-Positionssensor 33 zugeordnet, der ein elektrisches Signal erzeugt. Der Signalwert ist von der
Betätigungsstellung des Gashebels abhängig. Das elektrische
Signal soll nachfolgend als Gashebel-Positionssignal bezeichnet werden. Der Positionssensor 33 ist mit einem
elektrisch betätigten Stellglied 30 verbunden, das seinerseits mechanisch mit einer Drosselklappe 32 verbunden
ist und diese betätigt, wie in Figur 3 gezeigt ist. Im Fall einer Diesel-Brennkraftmaschine ist das
Stellglied 30 mit einem Kraftstoffbegrenzer verbunden,
der den Kraftstoffdurchsatz begrenzt.
Die Steuerung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine mit
Hilfe eines Gashebel-Signals ist in den veröffentlichten europäischen Patentanmeldungen 01 14 401, 01 06 360,
01 21 939, 01 21 938 und 01 21 937 beschrieben worden, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.
Die Drehzahl der Brennkraftmaschine ist somit von der
Position des Gashebels 11 abhängig. Das Ausgangsdrehmomont
TTf-.F-? MKER · MÖLLER ■ SI ΠΝΜίΊ^Ί FR
N l :r:i.in
35Q418 T
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der Brennkraftmaschine ändert sich entsprechend einer
Ausgangscharakteristik, die für jede einzelne Brennkraftmaschine verschieden ist. Das Fahrzeug wird mit
Hilfe des oben beschriebenen Antriebszuges durch die Brennkraftmaschine angetrieben. Ein Bremspedal 12 ermöglicht
es dem Fahrer, das Fahrzeug anzuhalten oder während der Fahrt zu verzögern. Das Bremssystem umfaßt
ferner eine Parkbremse mit einem handbetätigten Parkbremshebel oder einem Fußhebel 13.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt das Getriebe
ein Automatikgetriebe, das mit einem nicht gezeigten Drehmomentwandler verbunden ist und das eine Anzahl
diskreter Getriebestellungen, nämlich eine erste Getriebestufe, eine zweite Getriebestufe, eine Antriebsstellung, eine Neutralstellung, eine Rückwärts-Stellung
und eine Parkstellung aufweist. Das Automatikgetriebe ist beispielsweise mit der Steuereinheit 1000 verbunden,
die die Schaltvorgänge entsprechend vorgegebenen Schaltmustern in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit,
der Maschinendrehzahl, Maschinenlastbedingungen und dergleichen steuert, üblicherweise ist dem Automatikgetriebe
ein Getriebe-Wählhebel 14 zugeordnet, der es dem Fahrer gestattet, eine der oben genannten Getriebestellungen
auszuwählen. Die Steuerung des Automatikgetriebes durch einen Mikroprozessor, etwa durch die Steuereinheit 1000
ist an sich bekannt und braucht nicht im einzelnen beschrieben zu werden. Diesbezüglich wird Bezug genommen
auf die US-Patentaruneldung Serial No. 678 886, eingereicht
am 6. Dezember 1984.
Die Steuereinheit 1000 ist zur Spannungsversorgung über eine Verbindungsleitung 16a mit der Batterie 15 verbunden.
In der Verbindungsleitung 1.6a ist ein Batterie-Relais 17 angeordnet, das mit dem Zündschalter verbunden
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER
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ist und eine elektrische Verbindung zwischen der Batterie 15 und der Steuereinheit 1000 herstellt, wenn sich der
Zündschalter 10 entweder in der Zündstellung oder in der Start-Stellung befindet. Die Steuereinheit 1000
ist ferner über eine Hilfs-Verbindungsleitung 16b mit
der Batterie 15 verbunden. Die Hilfs-Verbindungsleitung gewährleistet eine dauernde elektrische Verbindung zwischen
der Batterie und der Steuereinheit. Die über die Hilfs-Verbindungsleitung 16b zugeführte Batteriespannung
dient beispielsweise als Hilfsspannung zur Aufrechterhaltung
von Daten in Speichern der Steuereinheit.
Der Zündschalter 10 erzeugt in der Start-Stellung ein
Signal, das den Anlaßvorgang der Brennkraftmaschine anzeigt und nachfolgend als "Anlaß-Signal" bezeichnet
werden soll. Das Anlaß-Signal des Zündschalters 10 wird der Steuereinheit 1000 über eine Leitung 18 zugeführt.
Die Stellung des Gashebels wird mit Hilfe des Gashebel-Positionssensors
33 an die Steuereinheit 1000 gemeldet.
Der Positionssensor umfaßt beispielsweise ein Potentiometer
und ist zur Eingabe des Gashebel-Positionssignals in die Steuereinheit 1000 über eine Leitung 19 mit
der Steuereinheit verbunden. Ein dem Bremspedal 12 zugeordneter Bremsschalter 34 erzeugt ein Bremssignal,
wenn das Bremspedal betätigt wird. Der an sich bekannte Bremsschalter 3 4 dient zum Einschalten der nicht gezeigten
Bremsleuchten des Fahrzeugs während eines Bremsvorgangs und ist ferner über eine Leitung 20 mit
der Steuereinheit 1000 verbunden, so daß das Bremssignal
an die Steuereinheit übertragen wird. Der Parkbremse 13 ist ein Parkbrems-Schalter 35 zugeordnet, der
bei Betätigung der Parkbremse 13 geschlossen wird und ein Parkbrems-Signal erzeugt, das der Steuereinheit 1000
über eine Leitung 21 zugeführt wird.
TER MEER'· MÜLLER · STEINMEISTER :_ ; ; Mieskn '..'...'
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Ein Getriebepositionssensor 36 ist dem Getriebe-Wählhebel 14 zugeordnet und erzeugt ein für die ausgewählte
Getriebestellung repräsentatives Getriebepositionssig*-
nal. Der Getriebepositionssensor 36 ist über eine Leitung 22 mit der Steuereinheit 1000 verbunden. Die
Steuereinheit 1000 ist ferner mit einem in Figur 5
gezeigten Kurbelwellen-Drehmomentsensor 120 verbunden, der das Ausgangsdrehmoment an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abtastet und ein für dieses Ausgangsmoment
Steuereinheit 1000 ist ferner mit einem in Figur 5
gezeigten Kurbelwellen-Drehmomentsensor 120 verbunden, der das Ausgangsdrehmoment an der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine abtastet und ein für dieses Ausgangsmoment
TO repräsentatives Kurbelwellen-Drehmomentsignal· erzeugt. Ein derartiger Kurbelwellen-Drehmomentsensor wird beispielsweise
in der japanischen Patentveröffentlichung
(Tokko) 35-12 447 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.
(Tokko) 35-12 447 beschrieben, auf deren Inhalt hiermit Bezug genommen wird.
Die Steuereinheit 1000 ist mit einem weiteren Drehmomentsensor 141 verbunden, der das Drehmoment an der Ausgangswelle
des Getriebes überwacht und ein für das Ausgangsdrehmoment des Getriebes repräsentatives Signal er-
zeugt. Dieser Drehmomentsensor soll nachfolgend als
"Ausgangs-Drehmomentsensor" und das von ihm erzeugte
Signal als "Ausgangs-Drehmomentsignal" bezeichnet werden. Die Ausgangswelle des Getriebes ist mit einem Getriebe-Ausgangsdrehzahlsensor 140 versehen, der ein
"Ausgangs-Drehmomentsensor" und das von ihm erzeugte
Signal als "Ausgangs-Drehmomentsignal" bezeichnet werden. Die Ausgangswelle des Getriebes ist mit einem Getriebe-Ausgangsdrehzahlsensor 140 versehen, der ein
Getriebeausgangs-Drehzahlsignal erzeugt. Der Ausgangs-Drehmomentsensor
141 und der Getriebeausgangs-Drehzahlsensor 140 sind über eine Datenleitung 24 mit der Steuereinheit
1000 verbunden.
Ein Kühlmittel-Temperatursensor 122, ein Kurbelwinkelsensor 120 und ein Luftmengensensor 122 sind über eine
Datenleitung 23 mit der Steuereinheit 1000 verbunden.
Diese drei Sensoren sollen nachfolgend im Zusammenhang mit Figur 5 näher beschrieben werden.
Diese drei Sensoren sollen nachfolgend im Zusammenhang mit Figur 5 näher beschrieben werden.
TER meer · Müller · Steinmeister ~- ■ · Nissart - "-·"-■
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Eine von Hand zu bedienende Eingabeeinheit 25 mit einer Betriebsart-Wähleinrichtung gestattet es dem Fahrer,
zwischen einer Spar-Betriebsart, einer Normal-Betriebsart und einer Leistungs-Betriebsart des gesamten
Antriebssystems des Fahrzeugs zu wählen. Die in den einzelnen Betriebsarten ablaufenden Steuervorgänge
sollen weiter unten beschrieben werden. Die Eingabeeinheit 25 ist mit der Steuereinheit 1000 über eine
Datenleitung 26 verbunden. Die Steuereinheit 1000 ist ferner über eine Datenleitung 27 mit einer Anzeigeeinheit
28 zur Anzeige verschiedenartiger Informationen verbunden.
Die Steuereinheit 1000 ist ferner mit Radgeschwindigkeitssensoren
42 und 43 verbunden, die die Drehzahl der Antriebsräder 2R,2L bzw. der freilaufenden Räder 1R,1L
abtasten. Der Radgeschwindigkeitssensor 42 überwacht die Drehzahl der Antriebsräder und erzeugt ein für die
abgetastete Drehzahl repräsentatives Antriebs-Raddrehzahlsignal. Der Radgeschwindigkeitssensor 43 überwacht
die Drehzahl der freilaufenden Räder und erzeugt ein dieser Drehzahl entsprechendes Signal, das nachfolgend
als Freilauf-Raddrehzahlsignal bezeichnet werden soll.
Derartige Radgeschwindigkeitssensoren können in unterschiedlicher Weise aufgebaut sein. Beispielsweise können
Radgeschwindigkeitssensoren verwendet werden, die in der
veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 0 123 286
beschrieben werden. Auf den Inhalt dieser europäischen
Patentanmeldung wird hiermit Bezug genommen.
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- 18 -
Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer elektronisch gesteuerten Brennkraftmaschine.
Das elektronische Steuersystem umfaßt die Steuereinheit 1000, die einen Mikroprozessor aufweist und der ein
als Fahrzeug-Informationssystem dienender weiterer Mikroprozessor 2500 zugeordnet ist. Das Steuersystem
für die Brennkraftmaschine umfaßt zahlreiche Sensoren und Detektoren wie etwa einen Maschinen-Drehzahlsensor,
einen Luftmengenmesser und verschiedene Temperatursensoren zur Erzeugung von Steuerparametern, eine Steuereinheit
und Stellglieder zur Steuerung verschiedener Funktionsabläufe in der Brennkraftmaschine wie etwa die
Zumessung von Kraftstoff, die Leerlauf-Luftmenge und den Zündzeitpunkt. Das Steuersystem umfaßt weiterhin
einen Fehlerwächter zur Abtastung von Fehlern in dem Steuersystem. Der Fehlerwächter überprüft die Arbeitsweise
der Steuereinheit sowie die Eingangsdaten von den verschiedenen Sensoren. Die Ergebnisse des Prüf-Vorgangs
werden in einem der Steuereinheit 1000 zugeordneten Permanentspeicher 1450 gespeichert. Das
Fährzeuginformationssystem dient im beschriebenen Aus-
TER meer · Müller · Steinmeister : *- -"Nissan.- - : ;
- 19 -
führungsbeispiel zur Berechnung einer Anzahl von Informationen, die sich auf eine mit dem Fahrzeug unternommene
Fahrt beziehen, wie etwa die Länge der Fahrtstrecke, die Fahrtzeit, die mittlere Fahrzeuggeschwindigkeit
und dergleichen. Dem Fahrzeuginformationssystem ist die Eingabeeinheit 25, die beispielsweise durch
eine Tastatur gebildet wird, und die Anzeigeeinheit 28 zugeordnet, auf der die errechneten Informationen
dargestellt werden.
Die Daten aus dem Permanentspeicher 1450 werden über
den Fehlerwächter 1002 der Steuereinheit 1000 und über die Datenübertragungsleitung zu dem Fahrzeuginformationssystem
übertragen. Das Fahrzeuginformationssystem unterscheidet,
welcher Sensor oder welches Bauteil der Steuereinheit des Maschinen-Steuersystems eine Fehlfunktion
aufweist. Auf der Grundlage der Abtastung des fehlerhaften Bauelements oder Sensors liefert das Fahrzeuginformationssystem
ein Fehler-Anzeigesignal an die Anzeigeeinheit 28. Durch die Anzeige wird das fehlerhafte Bauelement oder der fehlerhafte Sensor entsprechend
dem Fehler-Anzeigesignal angezeigt, und entsprechend dem Signalwert des Fehleranzeigesignals wird
der Grad des Fehlers oder der Abweichung angezeigt.
Die Datenausgabe durch den Fehlerwächter erfolgt auf
einen Lesebefehl, und die Ergebnisse des Prüfprogramms werden gespeichert, bis der nächste Lesebefehl eintrifft.
Der in dieser Weise mit dem Fahrzeuginformationssystem verbundene Fehlerwächter ist nicht nur zur überwachung
der Funktion des oben beschriebenen Maschinen-Steuersystems einsetzbar, sondern kann ebenso zur überwachung
elektronischer Steuersysteme für das Automatikgetriebe oder zur überwachung eines Antiblockiersystems oder dergleichen
eingesetzt werden.
TER MEEFi -MÜLLER · STEINMEISTER : ■ Nissan
- 20 -
Figur 4 zeigt das elektronische Steuersystem für die Brennkraftmaschine, bei dem es sich um ein sogenanntes
zentralisiertes elektronisches Steuersystem (ECCS) für eine Sechszylinder-Hubkolben-Brennkraftmaschine handelt, der
unter der Typenbezeichnung Datsun L bekannt ist. Durch das gezeigte Steuersystem werden die Kraftstoffeinspritzung,
die Zündung, der Durchsatz eines Abgas-Rückführungssystems und die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine
gesteuert. Ferner erfolgt eine Steuerung des Kraftstoffdruckes durch eine Steuerung des Betriebs
einer Kraftstoffpumpe.
Gemäß Figur 4 steht jeder der Zylinder 112 der Brennkraftmaschine
110 mit einem Luft-Ansaugsystem in Verbindung. Das Luft-Ansaugsystem umfaßt eine
Ansaugleitung 121 mit einem Luftfilter 124 zur Reinigung der angesaugten Umgebungsluft, einen als Ansaug-Luftmengensensor
122 dienenden Luftmengenmesser stromabwärts der Ansaugleitung 121 zur Messung des Ansaugluft-Durchsatzes,
eine Drosselkammer 128, in der eine operativ mit dem nicht gezeigten Gashebel gekoppelte Drosselklappe
32 zur Steuerung des Ansaugluft-Durchsatzes angeordnet ist, und einen Ansaugkrümmer 132. Der Luftmengensensor
122 umfaßt eine Luftklappe 125 und einen Rheostaten 127. Die Luftklappe 125 ist schwenkbar in
dem Ansaugkanal angeordnet, so daß sich ihre Winkelstellung entsprechend dem Luftdurchsatz ändert. Wenn
der Luftdurchsatz zunimmt, wird die Luftklappe 125 im Uhrzeigersinn in Figur 4 geschwenkt. Der Rheostat
127 liegt der Luftklappe 125 gegenüber und erzeugt ein Analogsignal, dessen Spannungswert zu dem Ansaugluft-Durchsatz
proportional ist. Der Rheostat 127 ist mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden, und
sein Widerstandswert ist entsprechend der Winkelstellung der Luftklappe 125 und somit in Abhängigkeit von dem
TER MEER · MÜLLER · STEINMEiSTER ; Z I Nissan:.. -..■--."
- 21 -
Luftdurchsatz veränderlich.
In einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung
ist anstelle des Luftklappen-Sensors ein anderer Sensor
zur Abtastung des Luftdurchsatzes wie etwa ein
Hitzdraht-Sensor oder ein Karman-Wirbelsensor vorgesehen»
Die Drosselklappe 32 ist mit einem Drosselklappensensor
31 versehen. Der Drosselklappensensor 31 umfaßt einen Vollgasschalter, der geschlossen ist, wenn die
Drosselklappe über einen vorgegebenen öffnungswinkel
hinaus geöffnet ist, und einen Leerlaufschalter, der
geschlossen ist, wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe kleiner als ein vorgegebener Mindestwert ist.
Ein Drosselklappenschalter der beschriebenen Art wird
in der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 0 058 826 beschrieben.
Die Kraftstoff-Einspritzung mit Hilfe von Kraftstoff-Einspritzdüsen
134 wird durch nicht gezeigte elektromagnetische Stellglieder gesteuert, die in die einzelnen
Einspritzdüsen integriert sind. Die Stellglieder werden elektrisch durch ein Einspritz-Steuersystem
gesteuert, das die Einspritzmengen, die Einspritzzeitpunkte und dergleichen entsprechend Betriebsbedingungen
der Brennkraftmaschine auf der Grundlage gemessener Betriebsparameter wie etwa Maschinenlast, Maschinendrehzahl
und dergleichen ermittelt. Die Einspritzdüsen sind über eine Kraftstoffleitung, die einen Druckregler
139 aufweist, mit einer Kraftstoffpumpe 137 verbunden.
Die Kraftstoffpumpe wird durch ein Kraftstoffpumpen-Relais
135 gesteuert. Ein Beispiel für ein Verfahren 5 zur Steuerung des Kraftstoffdruckes wird in der US-Patent-
"I l::R MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
Nissan
350A 1
- 22 -
anmeldung 355 157 vom 05. März 1982 und in der DE-OS
29 49 988 beschrieben. Ein weiteres Beispiel für die Steuerung des Kraftstoffdruckes wird in der japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 58-52 096 beschrieben.
Im gezeigten Beispiel sind die Kraftstoff-Einspritzdüsen
134 in dem Ansaugkrümmer 132 angeordnet. In
einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung können die Einspritzdüsen jedoch auch in den Brennkammern
der Zylinder 112 der Brennkraftmaschine angeordnet
sein.
Das Luft-Ansaugsystem umfaßt einen Leerlauf- oder Hilfs-Ansaugkanal 144, dessen eines Ende 146 zwischen
dem Luftmengensensor 122 und der Drosselklappe 32 in die Ansaugleitung mündet, während das andere Ende 148
stromabwärts der Drosselklappe 32 in der Nähe des Ansaugkrümmers 132 in die Ansaugleitung mündet. In dem
Leerlauf-Ansaugkanal 144 ist ein Leerlauf-Steuerventil 150 zur Steuerung des Luftdurchsatzes durch den Hilfs-Ansaugkanal
angeordnet. Das Leerlauf-Steuerventil 150 umfaßt zwei Kammern 152 und 154, die durch eine Membran
156 voneinander getrennt sind, sowie ein Kegelventil 158, das derart in einer Öffnung 157 angeordnet und
zwischen zwei Positionen bewegbar ist, daß es die Verbindung zwischen einem stromaufwärtigen Abschnitt 143
und einem stromabwärtigen Abschnitt 145 des Hilfs-Ansaugkanals
144 entweder geöffnet oder geschlossen hält. Der Hilfs-Ansaugkanal 144 wird somit durch das Leerlauf-Steuerventil
150 in zwei Bereiche 143,145 unterteilt, die stromaufwärts bzw. stromabwärts der Öffnung
157 des Steuerventils angeordnet sind. Ein Schaft 160 des Kegelventils 158 ist an der Membran 156 befestigt
und mit der Membran beweglich. Die Membran 156 ist
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
- 23 -
mit Hilfe einer in der Kammer 152 des Steuerventils 150
angeordneten Schraubendruckfeder 164 nach unten in der Zeichnung vorgespannt, so daß das Kegelventil 158 von
einem Ventilsitz 162 abgehoben wird. Auf diese Weise wird das Steuerventil 150 normalerweise in der geöffneten
Stellung gehalten, in der es die beiden Abschnitte 143 und 145 des Hilfs-Ansaugkanals 144 über die Ventilöffnung 157 miteinander verbindet.
Die Kammer 154 des Leerlauf-Steuerventils 150 ist zur
Atmosphäre hin geöffnet, während die andere Kammer 152
des Steuerventils 150 über einen Vakuumkanal 167 mit einem als Steuer-Vakuumquelle dienenden Druckregelventil
168 verbunden ist. Das Druckregelventil 168 wird durch eine Membran 172 in zwei Kammern 166,170 unterteilt.
Die Kammer 166 ist über einen Vakuumkanal 169 mit der
stromabwärtigen Seite der Drosselklappe 32 verbunden, so daß der Druck in der Kammer 166 dem Ansaugunterdruck
entspricht. Die Kammer 170 des Druckregelventils 168 ist zur Atmosphäre hin geöffnet. An der Membran 172 ist
ein Ventilglied 176 befestigt, das einem am Ende des Vakuumkanals 169 ausgebildeten Ventilsitz 178 gegenüberliegt.
Die Kammern 166,170 nehmen jeweils eine Schraubendruckfeder 171 bzw. 173 auf. Die Stellung
der Membran 172, in der die beiden Schraubendruckfedern 171,173 miteinander im Gleichgewicht sind, soll als
Neutralstellung bezeichnet werden. Die Kammer 166 kann auch mit einem Abgasrückführungs-Steuerventil 216
verbunden sein, durch das ein Teil des Abgases aus dem Abgaskanal der Brennkraftmaschine über eine Abgasrückführungsleitung
in den Ansaugkrümmer 132 zurückgeleitet wird.
Die Membran 172 bewegt sich aufwärts oder abwärts entsprechend Änderungen des Gleichgewichts zwischen dem
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER : : -* ISriSsän,
- 24 -
Vakuum in der Kammer 166 und dem in die Kammer 170 eingeleiteten Atmosphärendruck. Durch diese Bewegung
der Membran 172 wird das Ventilglied 176 auf den Ventilsitz 178 zu oder von diesem weg bewegt.
5
In dem Druckregelventil 168 ist eine weitere Kammer 180 ausgebildet, die mit der Kammer 166 über einen
Kanal 182 verbunden ist. Der Kanal 182 ist über einen Steuer-Vakuumkanal 184 mit der Kammer 152 des Vakuum-Steuerventils
150 verbunden. Andererseits ist die Kammer 180 über einen Kanal 186 und einen Abschnitt
des Luft-Ansaugsystems stromaufwärts der Drosselklappe 32 mit der Atmosphäre verbunden. Die Kammer 180 wird
geteilt durch eine Membran 188, an der ein magnetisches Ventilglied 190 befestigt ist. Das Ventilglied 190
liegt einem Ventilsitz 192 gegenüber, der am Ende des Kanals 182 ausgebildet ist. Ferner ist das Ventilglied
190 einer Erregerspule 194 zugewandt, deren mittlere Stromstärke oder Tastverhältnis durch ein von der Steuereinheit
1000 erzeugtes Steuer-Impulssignal gesteuert wird. Das Steuer-Vakuum zur Steuerung des Öffnungsgrades des Kegelventils 158 des Leerlauf-Steuerventils
150, das dem Leerlauf-Steuerventil über den Vakuumkanal 167 zugeführt wird, wird somit durch das Ausmaß bestimmt,
in dem dem Kanal 182 Luft unter Atmosphärendruck aus
der Kammer 180 zugeführt wird. Das Ausmaß der Luftzufuhr in den Kanal 182 wird wiederum durch das Tastverhältnis
des Steuer-Impulssignals bestimmt.
In den Zylindern 112 der Brennkraftmaschine sind Zündkerzen
199 angeordnet, die entsprechend einer zeitlichen Steuerung Funkenzündungen auslösen. Jede der Zündkerzen
199 ist mit einem Verteiler 198 verbunden, der Hochspannung von einer Zündspule 196 aufnimmt. Der
Verteiler 198 wird durch eine Vorrichtung zur Zündvor-
TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER * : :" - Nissan " '.. " ^'
- 25 -
verstellung gesteuert, durch die der Zündzeitpunkt entsprechend Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine
in Richtung auf Frühzündung oder Spätzündung verschoben wird.
5
5
Das Abgassystem der Brennkraftmaschine umfaßt einen
Auspuffkrümmer 200, eine Abgasleitung 20 2, einen Abgasreiniger
204, einen Auspufftopf 206 und ein Endrohr 208. Der Auspuffkrümmer 300 ist zu den Zylindern
der Brennkraftmaschine geöffnet und nimmt die aus den
Zylindern ausgestossenen Abgase auf. Die Abgasleitung 202 steht mit dem Auspuffkrümmer 200 in Verbindung und
schließt den Abgasreiniger 204 und den Auspufftopf 20 6 ein. Im gezeigten Ausführungsbeispiel umfaßt der Abgasreiniger
204 ein Gehäuse 210 und einen in dem Gehäuse
angeordneten Dreiwege-Katalysator 212. Der Katalysator
212 oxydiert Kohlenmonoxyd CO und Kohlenwasserstoffe
HC und reduziert Stickoxyde NO .
Ein Abgasrückführungskanal 214 ist stromaufwärts des
Abgasreinigers 204 an die Abgasleitung 202 angeschlossen. Der Abgasrückführungskanal 214 steht über das Abgasrückführungs-Steuerventil
216 mit dem Ansaugkrümmer in Verbindung. Das Abgasrückführungs-Steuerventil 216
umfaßt ein Ventilglied 218, das mit einem Ventilsitz 220 zusammenwirkt, der an dem dem Ansaugkrümmer 132
zugewandten Ende des Abgasrückführungskanals 214 angeordnet
ist. Dem Ventilglied 218 ist ein Vakuum-Stellglied 222 zugeordnet. Eine Membran 224 des Stellgliedes 222
ist über einen Schaft 226 mit dem Ventilglied 218 verbunden. Die Membran 224 teilt das Innere des Stellgliedes
222 in zwei Kammern 228 und 230. Die Kammer 228 ist über
einen Kanal 232 mit dem Abgasrückführungskanal 214 verbunden, während die Kammer 230 über einen Steuer-Vakuumkanal
234 mit dem Druckregelventil 168 verbunden ist.
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- 26 -
Eine Einstellfeder 233 zum Vorspannen der Membran 224 ist in der Kammer 230 angeordnet. Der Steuer-Vakuumkanal
224 ist an einen Kanal 236 angeschlossen, der die Kammer 166 des Druckregelventils mit einer Kammer 238
verbindet. Ein Ende des Kanals 236 liegt einem Ventilglied 240 gegenüber, das an einer Membran 242 befestigt
ist. An dem Ende des Kanals 236 ist ein Ventilsitz 243 ausgebildet, so daß der Kanal 236 mit Hilfe des Ventilgliedes
240 verschließbar ist. Das Ventilglied 240 weist einen Schaft 244 auf, der in eine Erregerspule 246
ragt.
Das Tastverhältnis der Erregerspule 2 46 wird entsprechend
einem Steuersignal gesteuert, das durch eine nachfolgend beschriebene Steuervorrichtung erzeugt wird. Durch das
Tastverhältnis der Erregerspule wird die Bewegung des
Ventilgliedes 240 in Bezug auf den Ventilsitz 243 gesteuert. Je nach der augenblicklichen Stellung des
Ventilgliedes 240 wird Ansaugluft dosiert über den Kanal 186 in den Kanal 236 eingeleitet» Durch die in den
Kanal 23 6 eingeleitete Ansaugluft wird das Vakuum, das aus dem Abschnitt des Ansaugkanals 120 stromabwärts der
Drosselklappe 32 über den Vakuumkanal 169 in die Kammer 166 gelangt, teilweise entspannt, so daß ein Steuer-Vakuum
erzeugt wird. Das auf diese Weise erzeugte Steuer-Vakuum wird zur Steuerung des Betriebs des Abgasrückführungs-Steuerventils
216 über den Steuer-Vaküumkanal 234 in die Kammer 230 des Vakuum-Stellglieds 222 eingeleitet.
Auf diese Weise wird eine dosierte Rückführung des Abgases in den Ansaugkrümmer gewährleistet.
Ein Luftregler 250 ist in der Nähe der Drosselkammer 128 angeordnet und regelt den Luftdurchsatz durch die
Drosselkammer. Ferner ist im Ansaugsystem ein Kohlekanister
252 zugeordnet, in dem Kohlenwasserstoffdämpfe
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
-Nissan
-v 27 -
zurückgehalten werden, bis sie bei laufender Brennkraftmaschine
mit Hilfe von Spülluft über eine Spülleitung 254 in den Ansaugkrümmer eingeleitet werden. Ein Spülluft-Steuerventil
256 ist geschlossen, wenn die Brennkraftmaschine im Leerlauf betrieben wird. Durch eine
ständig geöffnete Spülungs-Engstelle fließt nur eine kleine Menge an Spülluft in Richtung auf den Ansaugkrümmer.
Wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine zunimmt, wird der Ansaugunterdruck größer und das Spülluft-Steuerventil
256 öffnet, so daß die Dämpfe sowohl durch die Spülluft-Engstelle als auch über die feste Engstelle
abgesaugt werden. Die Kohlenwasserstoffe werden in dem Kohlebehälter 252 aufgrund chemischer Wechselwirkung
mit der in dem Kohlebehälter enthaltenen Aktivkohle zurückgehalten.
Die in Figur 4B gezeigte Steuereinheit 1000 steuert das
Kraftstoff-Einspritzsystem, die Zündanlage, das Abgasrückführungssystem
und die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine. Die Steuereinheit 1000 ist mit dem
Kühlmittel-Temperatursensor 123 verbunden. Der Temperatursensor
123 ist üblicherweise in einer Kühlmittelkammer 322 eines Zylinderblockes 3 24 der Brennkraftmaschine
angeordnet, so daß die Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine gemessen wird. Bei dem Kühlmittel-Temperatursignal
handelt es sich um ein Analogsignal, dessen Spannungswert zu der gemessenen Kühlmitteltemperatur
proportional ist, und daß in ein digitales Signal umgewandelt wird.
Der Temperatursensor 123 umfaßt einen Thermistor, der auf einem in dem Kühlmittelkreislauf angeordneten Thermostat-Gehäuse
326 angeordnet ist.
Der Kurbalwinkelnensor 120 ist ebenfall r, mit der Steuer-
BAD ORJGiNAL
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
- 28 -
einheit 1000 verbunden und umfaßt eine an der Kurbelwelle
334 der Brennkraftmaschine befestigte Signalgeberscheibe 332 und eine elektromagnetische Abtasteinrichtung
336. Der Kurbelwinkelsensor 120 erzeugt ein Bezugssignal und ein Kurbelwinkelsignal. Das Bezugssignal
wird erzeugt, wenn ein Kolben der Brennkraftmaschine den oberen Totpunkt erreicht, und das
Kurbelwinkelsignal wird jeweils nach einer Drehung der Kurbelwelle um einen vorgegebenen Winkel von beispielsweise
einem Grad erzeugt.
Ein Beispiel eines derartigen Kurbelwinkelsensors ist in der US-Patentanmeldung 445 552 beschrieben. Wahlweise
kann das erfindungsgemäße Steuersystem ferner eine Einrichtung zur Berechnung der Zündzeitpunkte
gemäß der europäischen Patentanmeldung 0 0 85 90 9 und ein Unterstüzungssystem gemäß der europäischen Patentanmeldung
0 081 648 aufweisen.
Der mit der Steuereinheit 1000 verbundene Getriebestellungssensor 3 6 ist an dem Getriebe 4 befestigt.
Ein Abgas-Temperatussensor 356 ist an dem Gehäuse 310
des Abgasreinigers befestigt und dient zur überwachung der Abgastemperatur und zur Erzeugung eines der abgetasteten
Temperatur entsprechenden Analogsignals, das der Steuereinheit 1000 zugeführt wird. Ein Abgassensor
354, beispielsweise ein Sauerstoffsensor, ist in der
Abgasleitung 202 stromaufwärts der Mündung des Abgasrückführungskanals
214 angeordnet. Der Abgassensor 354 überwacht die Sauerstoffkonzentration des Abgases.
Das Ausgangsssignal des Abgassensors nimmt einen hohen Wert an, wenn die abgetastete Sauerstoffkonzentration
einem Luft/Brennstoff-Verhältnis oberhalb des stöchiometrischen
Wertes oder eines geeignet gewählten Wertes
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
— 29 —
liegt, und weist andernfalls einen niedrigen Wert auf. Das Ausgangssignal des Abgassensors wird über einen
Multiplexer 305 und einen Analog/Digital-Wandler 306 als ~I»-Signal in die Steuereinheit 1000 eingegeben.
5
Der Luftmengensensor 122 ist ebenfalls mit der Steuereinheit
1000 verbunden. Der Rheostat 127 des Luftmengensensors 122 liefert ein Analogsignal, dessen Spannung
zu der Ansaugluftmenge proportional ist. Die Steuereinheit 1000 nimmt ferner die Ausgangssignale des Vollgas-Schalters
und des Leerlauf-Schalters des Drosselklappensensors 31 auf.
Gemäß Figur 4B ist die Steuereinheit 1000 ferner mit einem Klimaanlagen-Schalter 360, dem Zündschalter 10
und einem Batteriespannungssensor 364 verbunden. Der Klimaanlagen-Schalter 360 ist geschlossen, wenn die
Klimaanlage in Betrieb ist. Der Zündschalter TO erzeugt ein Anlaßsignal, wenn der Anlasser in Betrieb
ist. Der Batteriespannungssensor 36 4 überwacht die Spannung der Batterie des Fahrzeugs und liefert an
die Steuereinheit 1000 ein Signal, das zu der abgetasteten Batteriespannung proportional ist.
Der Abgassensor 35 4 dient zur Steuerung der Kraftstoff-Einspritzmenge
unter stabilen Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine, die im Hinblick auf die Maschinendrehzahl·,
die durch den Drosselklappensensor 31 abgetastete Winkelstellung der Drosselklappe, die Fahrzeug-"
geschwindigkeit und dergleichen ermittelt werden. Unter stabilen Betriebsbedingungen wird eine rückgekoppelte
Regelung der Einspritzmenge auf der Grundlage des Signals des Abgassensors durchgeführt, so daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis
auf den stöchiomotrischon Wort cirnjeregelt
werden kann. Dieses Verfahren der Einspritzregelumj
TER MEER -MÜLLER · STEINMEISTER ' - - ·
- 3 O -
ist als -!^-Regelung bekannt. Unter instabilen Betriebsbedingungen
der Brennkraftmaschine wird die Einspritzmenge im wesentlichen auf der Grundlage der Maschinendrehzahl
und der Ansaugluftmenge bestimmt. Anstelle der Ansaugluftmenge kann auch der Ansaugunterdruck
stromabwärts der Drosselklappe als Parameter berücksichtigt werden. Unter instabilen Betriebsbedingungen
wird eine Grund-Einspritzmenge anhand der Maschinendrehzahl und des Ansaugluftdurchsatzes ermittelt und entsprechend
anderen Betriebsparametern wie etwa der Stellung des Klimaanlagen-Schalters, der Getriebestellung, der Kühlmitteltemperatur
und dergleichen korrigiert.
Die Zündvorverstellung wird allgemein auf der Grundlage
der Maschinendrehzahl, des Ansaugluftdurchsatzes, der
Kühlmitteltemperatur der Maschine und dergleichen gesteuert.
Die Steuerung der Abgasrückführung erfolgt auf der Grundlage
der Maschinendrehzahl, der Kühlmitteltemperatur der Brennkraftmaschine, der Stellung des Zündschalters
und der Batteriespannung. Der Abgas-Durchsatz durch den Abgasrückführungskanal· wird anhand der Maschinendrehzahl·
und der Grund-Einspritzmenge für die Kraftstoffeinspritzung berechnet, die ihrerseits anhand der Maschinendrehzahl·
und -last ermittelt wurde. Das Tastverhältnis des Abgasrüokführungs-Steuerventils wird entsprechend
dem ermittelten Abgas-Durchsatz gesteuert.
Die Leerlaufdrehzahl der Brennkraftmaschine wird vorwiegend
auf der Grundlage der Kühlmittel·temperatur
und der Lastbedingungen der Brennkraftmaschine gesteuert. Bei niedriger Temperatur wird die Leerlaufdrehzahl auf
einem von der Kühlmitteitemperatur abhängigen, verhältnismäßig
hohen Wert gehaiten. In einem der normalen
BAD ORIGINAL
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Nissan
- 31 -
Betriebstemperatur entsprechenden Temperaturbereich wird eine rückgekoppelte Regelung der Leerlaufdrehzahl
anhand der Differenz zwischen der Ist-Drehzahl und einer auf der Grundlage der Maschinentemperatur,
der Lastbedingungen und anderer Parameter ermittelten Soll-Drehzahl durchgeführt.
Gemäß Figuren 4A und 4B umfaßt die Steuereinheit 1000
einen Fehlerwächter 1002. In der Praxis handelt es sich bei dem Fehlerwächter 100 2 um ein Programm, das
in einem Speicher gespeichert ist und durch eine Zentraleinheit 1300 abgearbeitet wird. Die Steuereinheit
1000 ist mit Hilfe eines Prüfanschlusses 2010
mit einer externen Prüfeinheit 2000 verbindbar. Die Prüfeinheit 2000 liefert ein Signal an die Steuereinheit
1000, durch das der Fehlerwächter in Betrieb gesetzt wird, so daß eine Folge von Einzelprüfungen durchgeführt
werden kann, die anhand von Eingangssignalen identifiziert werden. Die externe Prüfeinheit 2000
ist in der japanischen Patentveröffentlichung 56-141 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird.
Über einen weiteren Anschluß ist die Steuereinheit 1000
mit dem Fahrzeuginformationssystem verbunden.
Der Fehlerwächter 1002 der Steuereinheit 1000 ist mit einer Fehleranzeige 100 8 verbunden. Der Fehlerwächter
1002 erzeugt ein Fehlersignal, wenn bei einer der Einzelprüfungen ein Fehler festgestellt wird. Auf das
Fehlersignal· hin wird durch die Fehleranzeige die Fehlfunktion des Steuersystems angezeigt. Bei der
Durchführung des Prüfprogrammes werden die bei. ni.ner
Serie von Einzelprüfungen ermittelten Prüfdaten in dem Permanentspeicher 1450 gespeichert. Wenn die Fehleranzeige
1008 aktiviert wird, liefert die Eingabeeinheit 25 des Fahrzeuginformationssystems einen Lesebefehl an
BAD
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das Maschinen-Steuersystem, so daß die Prüfdaten aus
dem Permanentspeicher 1450 gelesen werden. Auf der Grundlage der zurückgewonnenen Prüfdaten liefert das
Fahrzeüginformationssystem das Fehler-Anzeigesignal an die Anzeigeeinheit 28, so daß das fehlerhafte Bauelement
und die Fehlerbedingung angezeigt werden.
In Figur 5 sind die Eingangs- und Ausgangsdaten des Steuersystems zusammengefaßt. Die Steuereinheit 1000
ist mit dem Zündschalter 10, dem Getriebestellungssensor 36, dem Gashebel-Positionssensor 33, dem Bremsschalter
34, dem Parkbrems-Schalter 35, dem Kurbelwinkelsensor
120, dem Luftmengensensor 122 und dem Kühlmittel-Temperatursensor 123 verbunden und nimmt das Anlaß-Signal,
das Getriebepositionssignal, das Gashebel-Positionssignal, das Bremssignal, das Parkbrems-Signal, das Kurbelwinkel-Bezugssignal
und das Kurbelwinkelsignal, das Ansaugluftdurchsatz-Signal und das Kühlmittel-Temperatursignal
auf. Die Steuereinheit 1000 ist weiterhin mit dem Kurbelwellen-Drehmomentsensor 121, dem Ausgangs-Drehmo-
mentsensor 141 und dem Ausgangs-Drehzahlsensor 140 verbunden
und nimmt von diesen Sensoren das Kurbelwellen-Drehmomentsignal, das Ausgangs-Drehmomentsignal und das
Ausgangs-Drehzahlsignal auf. Weiterhin ist die Steuereinheit 1000 mit der Eingabeeinheit 25 verbunden, die
die manuelle Eingabe verschiedener Daten einschließlich der Betriebsart-Wähldaten ermöglicht. Das Funktionsschema des Antriebszuges einschließlich der Brennkraftmaschine
und des Getriebes wird entsprechend den Betrietysart-Wähldaten
verändert. Im gezeigten Ausführungsbeispi^l
kann zwischen der Leistungs-Betriebsart, der Normal- j
Betriebsart und der Spar-Betriebsart gewählt werden. ι Ein derartiger Betrieb eines Antriebssystems in veränderbaren
Betriebsarten ist in der japanischen Patentveröffentlichung 58-13 140 beschrieben worden.
TER MEER · MÜLLER ■ STEtNMEISTER
- 33 -
Mit der Spannungsquelle 15 ist die Steuereinheit 1000
einerseits unmittelbar und andererseits über das Batterie-Relais 17 verbunden.
Die Steuereinheit 1000 steuert das Batterie-Relais 17
mit Hilfe eines Batterie-Relaissteuersignals. Bei diesem Steuersignal handelt es sich um Ein/Aus-Signal, durch
das das Relais 17 erregt oder entregt wird. Wenn sich der Zündschalter in der Zündstellung oder der Start-Stellung
befindet, liefert die Steuereinheit 1000 das Ein-Signal an das Batterie-Relais 17, so daß das Relais
erregt wird. Wenn sich der Zündschalter 10 in der Zündstellung oder Start-Stellung befindet, ist daher die
Steuereinheit an die Haupt-Spannungsversorgung angeschlossen. Wenn sich dagegen der Zündschalter in der
Stand-Stellung, der Aus-Stellung, oder einer Verriegelungsstellung
befindet, in der zur Diebstahlsicherung die Lenkung des Fahrzeugs blockiert ist, so ist die
Steuereinheit 1000 nur über die Hilfs-Spannungsversorgung
mit der Spannungsquelle verbunden, so daß die Löschung des Inhalts der Speicher der Steuereinheit
verhindert wird.
Die Steuereinheit 1000 liefert Ausgabedaten nn die
Anzeigeeinheit 28. Die an die Anzeigeeinheit 28 übertragenen Ausgabedaten umfassen beispielsweise Daten
über die Betriebsart, die Getriebeposition und dergleichen. Ferner kann es sich bei diesen Daten um
die Ergebnisse einer Diagnose des Steuersystems für den Antriebszug handeln. Ein Beispiel einer solchen
Datenausgabe ist in der japanischen Patentveröffentlichtung 58-13 140 beschrieben worden.
Die Ansaugluftmenge wird durch die Steuereinheit 1000
in Abhängigkeit von dom .Signal des Gashnbo l.-Por; i t i.onr;-
BAD ORIGINAL
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- - 34 -
sensors 3 3 gesteuert. Das Luftmengen-Steuersignal wird
dem Drosselklappen-Stellglied 30 zugeführt, das in der japanischen Patentveröffentlichung 58-25 853 beschrieben
ist.
5
5
Bei der Regelung des Ansaugluftdurchsatzes erzeugt die Steuereinheit 1000 anhand des Gashebel-Positionssignals
ein Luftmengen-Steuersignal, das für den gewünschten, mit Hilfe des Stellgliedes 30 einzustellenden öffnungsgrad
der Drosselklappe 32 repräsentativ ist. Allgemein entspricht der Öffnungsgrad der Drosselklappe 30 dem
Grad der Betätigung des Gashebels 11, der durch das Gashebel-Positionssignal repräsentiert wird. Eine Verzögerung zwischen der Eingabe des Gashebel-Positions-
signals und der Ausgabe des Luftmengen-Steuersignals beruht zum Teil auf der Tatsache, daß die Geschwindigkeit
der Änderung des Öffnungsgrades der Drosselklappe in der Normal-Betriebsart auf eine Standart-Änderungsgeschwindigkeit
begrenzt ist. In diesem Fall.ist daher
das Beschleunigungs- und Verzögerungsveirhalten der Brennkraftmaschine in einem normalen Ausmaß von den
Änderungen der Position des Gashebels abhängig. Wenn die Spar-Betriebsart gewählt wurde, ist die Öffnungsgeschwindigkeit der Drosselklappe kleiner als in der
Normal-Betriebsart. Durch diese Maßnahme wird' die Möglichkeit einer Gemisch-Anreicherung im Rahmen der
Einspritzsteuerung verringert, so daß sich insgesamt ein niedrigerer Kraftstoffverbrauch ergibt.
in der Leistungs-Betriebsart ist die Öffnungsgeschwindigkeit
der Drosselklappe größer als in der Normal-Betriebsart. Dies hat zur Folge, daß die Öffnungsbewegung
der Drosselklappe direkter auf die Betätigung des Gashebels anspricht, so daß der Fahrer ein rasches
Beschleunigungs- oder Verzögerungsverhalten der Brennkraftmaschine
ausnutzen kann.
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— 35 —
Im Leerlauf oder bei auslaufender Brennkraftmaschine wird der öffnungswinkel der Drosselklappe mit Hilfe
des auf das Stellglied 30 wirkenden Steuersignals derart gesteuert, daß die Drehzahl der Brennkraftmaschine
konstant bleibt, wie in der japanischen Patentveröffentlichung 55-160 137 beschrieben wird. Wenn
dagegen ein automatisches Geschwindigkeitsregelungssystem in Betrieb ist, durch das die Maschinendrehzahl
oder die Ausgangsdrehzahl des Getriebes derart gesteuert wird, daß die Fahrzeuggeschwindigkeit auf einem
gewünschten Wert gehalten wird, so ermittelt die Steuereinheit 1000 das Luftmengen-Steuersignal anhand
der Differenz zwischen der gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit und der voreingestellten Fahrzeuggeschwindigkeit.
Ein derartiges automatisches Geschwindigkeits-Regelungssystem ist beschrieben worden in den US-Patentschriften
4 434 469, 4 349 739 und 4 451 890.
Die erfindungsgemäße Steuereinheit 1000 ermöglicht ferner eine Steuerung der Drosselklappe in Abhängigkeit
vom Ausgangsdrehmoment des Antriebssystems. Die Einzelheiten einer derartigen drehmomentabhängigen Regelung
der Luftmenge sollen weiter unten erläutert werden.
Das die Kraftstoff-Einspritzung steuernde Signal (Einspritzsignal·) ist ein Impulssignal, das die Öffnungszeit
des Einspritzventils steuert und das über die Datenleitung 23 von der Steuereinheit 1000 an das Einspritzventil
übermittelt wird. Wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 55-125 334 beschrieben wird,
besteht das Grundkonzept der Regelung der Kraftstoff-Einspritzung darin, daß die Öffnungsdauer des Einspritzventils
(Einspritzmenge) die zu dem Einspritzdurchsatz proportional ist, auf der Grundlage des Kurbelwinkel. signals
und des Luftmongensignals berechnet und an-
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_ —- 35ÖÄT8T
- 36 -
schließend in unterschiedlicher Weise korrigiert wird, und daß das Ergebnis als Einspritz-Steuersignal synchron
zu dem Betrieb der Brennkraftmaschine ausgegeben wird. In der Normal-Betriebsart sind die die Kraftstoff-Einspritzmenge
betreffenden Informationen, die durch das Einspritz-Steuersignal wiedergespiegelt werden, derart
gewählt, daß das Luft/Brennstoff-Verhältnis auf dem
Wert An in Figur 6 gehalten wird. In der Leistungs-Betriebsart
und in der Spar-Betriebsart werden durch das Einspritz-Steuersignal abweichende Informationen
wiedergegeben, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 6 erläutert werden soll. In Figur 6 ist die
Veränderung des Ausgangsdrehmoments T . und des Kraftstoffverbrauchs
F A in Abhängigkeit von dem Luft/Brennstoff-Verhältnis
(A/F) dargestellt. In der Leistungs-Betriebsart wird die Kraftstoffeinspritzung derart
gesteuert, daß sich das Luft/Brennstoff-Verhältnis A ergibt, das einem maximalen Drehmoment T . entspricht.
Das Einspritz-Steuersignal für diese Betriebsart wird erzeugt, in dem man den Grundwert für die Öffnungsdauer
des Einspritzventils mit einem bestimmten Wert multipliziert oder zu diesem Grundwert einen bestimmten Wert
hinzuaddiert. In der Spar-Betriebsart wird die Kraftstoffeinspritzung derart gesteuert, daß sich das mit A^, bezeichnete
Luft/Brennstoff-Verhältnis ergibt, das einem
minimalen Kraftstoffverbrauch F entspricht. Das Ein-
CA
spritz-Steuersignal für diese Betriebsart wird erzeugt, indem man den Grundwert der Öffnungsdauer des Einspritzventils
mit Hilfe eines Korrekturkoeffizienten verringert.
Wie in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen
57-185 501 und 54-58 165 beschrieben wird, steuert das Zündungs-Steuersignal die Zündenergie und die Zündzeitpunkte, indem synchron mit dem Kurbelwinkel-Bezugssignal
die Zeit, während der ein Strom durch eine Primärspule
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER -^ ^ NjLssan -■.*-.
- 37 -
der Zündspule fließt, und der Zeitpunkt der Beendigung dieser Stromzufuhr gesteuert werden. Dieses Steuersignal
wird von der Steuereinheit 1000 über die Datenleitung 23 übermittelt. Die Zündenergie wird unabhängig von
Änderungen der Maschinendrehzahl (Zyklus oder Frequenz des Kurbelwinkelsignals) und von Änderungen der Batteriespannung
konstant gehalten, und die Zündzeitpunkte werden anhand der Maschinendrehzahl, des Kurbelwellen-Drehmoments
als Ausgangsdrehmoment der Brennkraftmaschine ermittelt, wobei Abgas-Gesichtspunkte und der Kraftstoffverbrauch
berücksichtigt werden. Der Zündzeitpunkt wird auf einen optimalen Zeitpunkt festgelegt, an dem sich ein maximales
Drehmoment und ein minimaler Kraftstoffverbrauch ergibt. Es ist daher nicht erforderlich, den Zündzeitpunkt bei
einem Wechsel der Betriebsart zu ändern. Der genaue Zündzeitpunkt, bei dem das Drehmoment maximal und der
Kraftstoffverbrauch minimal ist, ändert sich jedoch in Abhängigkeit von der oben erwähnten Änderung des Einspritz-Steuersignals
und des Luftmengen-Steuersignals und in Abhängigkeit von der nachfolgend beschriebenen Änderung
eines Abgasrückführungs-Steuersignals, eines Getriebepositions-Steuersignals und eines Kupplungs-Steuersignals
bei einem Wechsel der Betriebsart. Der Zündzeitpunkt muß daher entsprechend angepaßt werden. Zu diesem Zweck
wird eine Anzahl von Tabellen der Zündzeitpunkte erstellt.
Die Anzahl der Tabellen entspricht der Anzahl der wählbaren Betriebsarten. Eine der ausgewählten Betriebsart
entsprechende Tabelle wird ausgewählt und der Berechnung der durch das Zündungs-Steuersignal 222 angegebenen
Zündzeitpunkte zugrunde gelegt. In einer alternativen Ausführungsform wird das für die jeweilige Betriebsart
geeignete Zündzeitpunkt-Signal dadurch erzeugt, daß die in einer Tabelle zusammengestellten Grund-Zündzeitpunktswerte
einheitlich entsprechend der ausgewählten Betriebsart korrigiert werden.
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
Hissöin
- 38 -
Wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung
55-32 918 beschrieben wird, enthält das Abgasrückführungs-Steuersignal
Informationen, die sich auf den Öffnungsgrad des Abgasrückführungs-Steuerventils (und
damit auf den Abgasdurchsatz im Rückführungskanal)
beziehen. Dieses Steuersignal wird von der Steuereinheit 1000 über die Datenleitung 23 übermittelt. In
der Normal-Betriebsart wird der Öffnungsgrad des Abgasrückführungs-Steuerventils,
d.h., die zurückgeführte Abgasmenge (Abgasdurchsatz) auf der Grundlage der
Maschinendrehzahl und des Kurbelwellendrehmoments ermittelt, wobei die Abgaszusammensetzung und der Kraftstoffverbrauch
berücksichtigt werden, so daß sich der in Figur 7 durch En angegebene Abgasrücksführungs-Durch-
satz ergibt. In der Leistungs-Betriebsart und der Spar-Betriebsart
enthält das Abgasrückführungs-Steuersignal abweichende Informationen, wie nachfolgend unter Bezugnahme
auf Figur 7 erläutert werden soll. Figur 7 veranschaulicht, wie sich das Ausgangsdrehmoment T der
Brennkraftmaschine und der Kraftstoffverbrauch F „
in Abhängigkeit vom Abgasrückführungs-Durchsatz ändern. In der Leistungs-Betriebsart entspricht das Abgasrückführungs-Steuersignal
einem Durchsatz E , bei dem das Drehmoment T _, maximal ist, während dieses Signal in der
Spar-Betriebsart einem Abgasrückführungs-Durchsatz entspricht, bei dem der Kraftstoffverbrauch F miminal
ist. Die Änderung des Abgasrückführungs-Steuersignals S beim Umschalten von einer Betriebsart auf eine
andere wird beispielsweise mit Hilfe mehrerer Tabellen ausgeführt, deren Anzahl der Anzahl der Betriebsarten
entspricht.
Durch ein Getriebepositions-Steuersignal werden Informationen übermittelt, die sich auf ein gewünschts Übersetzungsverhältnis
(Getriebeposition) des Getriebes 4
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
- 39 -
beziehen. Dieses Signal wird von der Steuereinheit 1000
über die Datenleitung 24 an ein bekanntes Stellglied zur Auswahl der Getriebestufe übermittelt. Das Übersetzungsverhältnis
wird auf der Grundlage des Eingangsdrehmoments des Getriebes (Kurbelwellen-Drehmoment) und
der Fahrzeuggeschwindigkeit (Ausgangs-Drehzahl des Getriebes) bestimmt, wobei das Antriebsdrehmoment, der
Kraftstoffverbrauch und Motorvibrationen berücksichtigt
werden. Wie in den offengelegten japanischen Patentanmeidungen 57-47 056, 56-24 255 und 56-24 256 beschrieben
wird, steuert das Getriebepositions-Steuersignal eine Anzahl von Gangwechsel-Spulen des Getriebes 4, so daß
die gewünschte Getriebeposition eingestellt wird. Die in dem Getriebepositions-Steuersignal S. kodierte Information
wird aus verschiedenen Getriebepositions-Tabellen (Schaltmustern) hergeleitet, wie in Figuren 8(a),
8(b) und 8(c) gezeigt ist. Die Tabelle in Figur 8(a) entspricht der Spar-Betriebsart, während die Tabelle gemäß
Figur 8(b) der Normal-Betriebsart und die Tabelle gemäß
Figur 8(c) der Leistungs-Betriebsart entspricht. Wie sich aus den in diesen Figuren angegebenen Schaltmustern
ergibt, verschieben sich die Schaltschwellen 1-2,2-3,3-2 und 2 - 1 beim übergang von Figur
8 (a) über Figur 8(b) zu Figur 8(c) zu höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten,
so daß eine zunehmende Tendenz besteht, die untere Getriebestufe beizubehalten, bis eine
höhere Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht ist. Somit steht bei dem Schaltschema gemäß Figur 8(a) die Kraftstoff
ersparnis im Vordergrund, während bei dem Schaltschema gemäß Figur 8(c) die Leistungssteigerung im
Vordergrund steht und das Schaltschema gemäß Figur 8(b) eine mittlete Charakteristik aufweist.
Ein Uberbrückungs-Steuersignal steuert die Verbindung und
5 Trennung von Eingangs- und Ausgangselementen des Drehmoment-
TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER
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wandlers des Getriebes 4. Dieses Signal wird von der Steuereinheit 1000 über die Datenleitung 24 an ein herkömmliches
Kupplungs-Stellglied 104 übertragen. Wie in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 56-24 255,
56-24 256 und 57-33 253 beschrieben wird, wird das Überbrük-. kungs-Steuersignal auf der Grundlage des Kurbelwellen-Drehmoments
und der Fahrzeuggeschwindigkeit bestimmt, wobei der Kraftstoffverbrauch und Vibrationen des
Fahrzeugs berücksichtigt werden. Wie beispielsweise in Figur 9 gezeigt ist, wird der Drehmomentwandler in der Normal-Betriebsart
innerhalb eines Betriebsbereiches überbrückt, der durch die durchgezogene Linie L eingeschlossen ist. In der
Leistungs-Betriebsart erfolgt die überbrückung des Drehmomentwandlers
innerhalb eines von der gestrichelten Linie Lp eingeschlossenen Betriebsbereiches, und in
der Spar-Betriebsart erfolgt die überbrückung innerhlab
eines durch die strichpunktierte Linie L„ eingeschlossenen Betriebsbereiches. Der Überbrückungs-Bereich für
die Normal-Betriebsart deckt denjenigen Bereich ab, in dem keine nennenswerten Fahrzeugvibrationen während
der Beschleunigung und Verzögerung auftreten. Der Uberbrückungs-Bereich
für die Leistungs-Betriebsart deckt eine kleinere Fläche des Kennfeldes ab als der überbrückungs-Bereich
für die Normal-Betriebsart schließt jedoch den Betriebsbereich ein, in welchem eine Überbrückung
des Drehmomentwandlers für eine wirksame Abbremsung des Fahrzeugs mit Hilfe der Brennkraftmaschine
erforderlich ist, so daß die drehmomentverstärkende Wirkung für eine verbesserte Beschleunigung ausgenutzt
wird. Der Uberbrückungsbereich für die Spar-Betriebsart
deckt eine hinreichend große Fläche des Kennfeldes ab, so daß keine nennenswerten Vibrationen bei der Beschleunigung
und Verzögerung des Fahrzeugs auftreten. Das Überbrückungs-Steuersignal steuert die relative Drehung
(den Schlupf) zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen,
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEiSTER ".-* Äissärr * " * *" "-·*-·*
350A181
- 41 -
indem die Verbindung oder Kupplung zwischen den Eingangs- und Ausgangselementen innerhalb des Drehmomentwandlers
hergestellt oder gelöst wird, so daß der Drehmomentwandler jeweils in dem Zustand betrieben wird,
der für die ausgewählte Betriebsart am besten geeignet ist.
Figur 10 zeigt den Aufbau der Steuereinheit 1000. Eine Signalformer-Schaltung 1100 ist mit der Eingangsseite
einer Eingabeschaltung 1200 eines die eigentliche Steuereinheit bildenden Mikroprozessors verbunden. Die Signalformer-Schaltung
nimmt das Kurbelwinkel-Bezugssignal und das Kurbelwinkelsignal des Kurbelwinkelsensors 120,
das Getriebepositions-Signal des Getriebestellungs-Sensors 36, das Gashebel-Positionssignal des Gashebel-Positionssensors
33, das Bremssignal des Bremsschalters 34, das Parkbrems-Signal des Parkbrems-Schalters 35, das Kurbelwellen-Drehmomentsignal
des Kurbelwellen-Drehmomentsensors 121, das Zündschalter-Positionssignal einschließlich
des Anlaß-Signals, das Ansaugluft-Durchsatzsignal, das Kühlmittel-Temperatursignal des Temperatursensors 123,
das Ausgangs-Drehmomentsignal des Ausgangs-Drehmomentsensors 141 und das Getriebeausgangs-Drehzahlsignal des
Ausgangs-Drehzahlsensors 140 auf. Darüber hinaus werden manuell eingegebene Daten einschließlich der Betriebsart-Wähldaten
von der Eingabeeinheit 25 über die Signalformer-Schaltung 1100 eingegeben. Die Signalforraer-Schaltung
dient zur Unterdrückung des Rausches in den eingegebenen Signalen und zur Dämpfung von Schwingungen
dieser Signale, so daß Fehlfunktionen der Steuereinheit
100 infolge von Rauschen oder Störimpulsen verhindert werden. Darüber hinaus werden die Eingangssignale verstärkt
und umgeformt, so daß sie mit der Eingabeschaltung 1200 kompatibel sind.
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Ni ξ sah
- 42 -
Die Eingabeschaltung 1200 wandelt sämtliche analogen Eingangssignale wie das Ansaugluft-Durchsatzsignal,
das Gashebel-Positionssignal und dergleichen in Digitalsignale um. Darüber hinaus zählt die Eingabeschaltung
1200 Frequenzimpulse während eines vorgegebenen Zeitraumes, um die Signale in digital kodierte Signale
umzuwandeln, die als Eingabedaten von der Zentraleinheit 1300 gelesen werden können, und speichert die
Signale in entsprechenden internen Registern.
Die Zentraleinheit 1200 arbeitet in diskreten, einheitlichen Zeiteinheiten, die durch ein Taktsignal vorgegeben
werden. Das Taktsignal wird von einem oszillierenden Signal abgeleitet, das von einem Kristall-Oszillator
1310 erzeugt wird. Die Zentraleinheit 1300 ist über einen Datenbus 1320 mit der Eingabeschaltung 1200, einem
Speicher 1400, einer Ausgabeschaltung 1500 und einem Operations-Zeitgeber 1350 verbunden. Im Betrieb arbeitet
die Zentraleinheit ein Steuerprogramm ab, das in einem Masken-ROM 1410 und einem PROM 14 20 des Speichers 1400
gespeichert ist, liest verschiedene Eingabedaten aus den entsprechenden Registern der Eingabeschaltung 1200,
führt arithmetische Operationen mit diesen Eingabedaten aus, durch die Ausgabedaten erzeugt werden, und übermittelt
diese Ausgabedaten an entsprechende Register in der Ausgabeschaltung 1500. Der Speicher 1400 ist
eine Speichereinrichtung, die zusätzlich zu dem oben erwähten Masken-ROM (Nur-Lese-Speicher 1410)und dem
PROM (Permanent-Nur-Lese-Speicher) 1420 einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM 1430) und einen Haltespeicher
1450 umfaßt. Der Masken-ROM 1410 dient zur dauerhaften Speicherung von Steuerprogrammen und Daten,
die für die Ausführung des Programms benötigt werden. Der PROM 14 20 dient zur dauerhaften Speicherung von
Werten der Fahrzeuggeschwindigkeit und von Steuerpro-
TER MEER ■ MÜLLER . STEINMEISTER
- 43 -
grammen, die je nach Ausführung und Typ der Brennkraftmaschine
und des Getriebes geändert werden. Die Daten werden in dem PROM 1420 gespeichert, wenn dieser in
dem Steuersystem installiert wird. Der Speicher mit wahlfreiem Zugriff RAM 1430 gestattet eine freie
Löschung und Änderung der Speicherwerte und wird zur vorübergehenden Speicherung von Zwischenergebnissen
der arithmetischen Operationen der Zentraleinheit 1300 und zur vorübergehenden Speicherung der Endergebnisse
dieser Operationen benutzt, bevor die Endergebnisse an die Ausgabeschaltung 1500 übermittelt werden.
Die Speicherinhalte werden gelöscht, sobald der Mikroprozessor
beim Umschalten des Zündschalters 10 in die Aus-Stellung von der Haupt-Spannungsversorgung 107
getrennt wird. Der Haltespeicher 1450 dient zur Speicherung
von Daten wie etwa solchen Zwischenwerten und Endwerten der arithmetischen Operationen der Zentraleinheit 1300, die auch nach dem Anhalten des Fahrzeugs noch
gespeichert werden sollen. Aufgrund der ständigen Verbindung dieses Speichers mit der Hilfs-Spannungsversorgung
108 wird der Inhalt dieses Speichers auch dann nicht gelöscht, wenn der Mikroprozessor von der
Haupt-Spannungsversorgung 107 getrennt wird.
Der Operations-Zeitgeber 1350 dient zur Erweiterung der
Kapazität der Zentraleinheit 1300 und umfaßt eine Multiplikationsschaltung
zur Beschleunigung der Datenverarbeitung in der Zentraleinheit 1300, ein Intervall-Zeitglied
zur Erzeugung eines Unterbrechungssignals nach Ablauf eines vorgegebenen Zeitintervalls und einen freilaufenden
Zähler zum Messen der abgelaufenen Zeit zur Auslösung von Verschiebungen zwischen aufeinanderfolgenden
Ereignissen und zur Speicherung der Zeitpunkte solcher Ereignisse. Die Ausgabeschaltung 1500 speichert die
Ausgabedaten der Zentraleinheit 1300 in entsprechenden
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER
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internen Registern. Ferner dient die Ausgabeschaltung zur Umwandlung dieser Daten in Impulssignale oder
binäre Schaltsignale, bevor die Daten an eine Treiberschaltung 1600 übermittelt werden. Die Treiberschaltung
1600 ist ein Leistungsverstärker zur Spannungs- oder Stromverstärkung der Signale der Ausgäbeschaltung 1500
und zur Erzeugung der verschiedenen Ausgangssignale.
Eine Notschaltung 1700 wird durch ein Uberwachungssignal
1710 aktiviert, das durch überwachung der von der Treiberschaltung 1600 erzeugten Signale gewonnen
wird. Wenn die Notschaltung aktiviert wird, so bedeutet dies, daß die Zentraleinheit 1300 oder der Speicher
1400 eine Fehlfunktion aufweist. Die Notschaltung 1700 nimmt einige der Signale von der Signalformer-Schaltung
1100 auf und erzeugt.Ausgangssignale 1720, die
den weiteren Betrieb der Brennkraftmaschine 3 und des Getriebes 4 ermöglichen, so daß das Fahrzeug seine Fahrt
fortsetzen kann. Darüber hinaus erzeugt die Notschaltung ein Schaltsignal 1730, das das Auftreten einer Fehlfunktion
anzeigt. Die Signale 1720 und 1730 gelangen an eine Schalteinheit 1750 und bewirken, daß die Schalteinheit
1750 die Signale der Ausgabeschaltung 1500 blockiert und statt dessen die Ausgangssignale 1720
der Notschaltung 1700 an die Treiberschaltung 1600 weiterleitet, so daß die Fahrt ungefährdet zumindest
bis zur nächsten Reparaturwerkstatt fortgesetzt werden kann. Die Bauelemente der Notschaltung dienen
zugleich als Fehlerwächter gemäß Figur 5.
Eine Spannungsversorgungsschaltung 1800 ist an die Haupt-Spannungsquelle 17 und an die Hilfs-Spannungsquelle
16 angeschlossen. Die Spannungsversorgungsschaltung 1800 liefert eine konstante 5V-Spannung 1810 von
der Haupt-Spannungsquelle 17 an die Eingabeschaltung
TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER .t "· NJLssVil." .:'.. ' '.," -..*
- 45 -
1200, die Zentraleinheit 1330, den Speicher 1400,
die Ausgabeschaltung 15OÖ'%nd den Operations-Zeitgeber
1350. Ferner liefert die Spännungsversorgungsschaltung eine weitere konstante 5V-Spannung 1820 an die Notschaltung
1700. Die Spännungsversorgungsschaltung liefert ferner ein für den Ein- oder Aus-Zustand des
Zündschalters repräsentatives Signal 1830 an die Eingabeschaltung 1200, ein Rückstellsignal 1840 und ein
Halt-Signal 1850, um einen Zugriff der Zentraleinheit 1300 auf den Datenbus 1320 vorübergehend zu verhindern, und
eine konstante Spannung 1860 für einen internen Analog/ Digital-Wandler an die Eingabeschaltung 1200 und eine
Hauptspannung 1870 an die Signalformer-Schaltung 1100, die Treiberschaltung 1600 und die Schalteinheit 1750.
Weiterhin liefert die Spännungsversorgungsschaltung 1800 eine konstante Spannung 1880 von 5V von der Hilfs-Spannungsquelle
16 an den Haltespeicher 1440, so daß dieser auch nach dem Abschalten der Zündung noch in
Betrieb bleibt.
Nachfolgend soll der grundlegende Aufbau der Steuerprogramme
für die Arbeitsweise der Steuereinheit anhand von Figur 11 erläutert werden.
Die Steuerprogramme lassen sich im wesentlichen in
vier Gruppen unterteilen, nämlich ein Initialisierungsprogramm 3000, eine Hintergrund-Programmgruppe 4000,
eine Unterbrechungs-Steuerprogrammgruppe 5000 und eine
Unterprogrammgruppe 3100.
Wenn der Zündschalter 10 auf Ein geschaltet wird und
die Haupt-Spannungsquelle 17 mit der Steuereinheit verbunden wird, so erzeugt die Spannungsversorgungsschaltung
1800 das Rückstellsignal 1840, durch das die Steuerprogramme beginnend bei der Marke RESET in Figur 11 in Lauf
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
.WiS s an
- 46 -
15
gesetzt werden. Zunächst wird das Initialisierungsprogramm 3000 in Lauf gesetzt, so daß Anfangswerte in dem RAM
1430 und in den Eingabe- und Ausgabeschaltungen 1200
und 1500 voreingestellt werden (Initialisierung). Nach der Initialisierung wird die wiederholte Durchführung
des Hintergrundprogramms 4000 ausgelöst. Diese Programmgruppe umfaßt eine Vielzahl von Programmen, die nacheinander,
in einer Ihrer Priorität entsprechenden Reihenfolge ablaufen. Bei Eintreffen eines Unterbrechungssignals wird das Hintergrundprogramm 4000 unterbrochen,
wie durch einen gestrichelten Pfeil (1) in Figur 11 veranschaulicht
wird. Der Pfeil (1) führt zu der Unterbrechungs-Steuerprogrammgruppe 5000, die bei der Marke
INTERRUPT beginnt. In einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist auch eine Unterbrechung des
Initialisierungsprogramms 3000 möglich.
Nachdem die Ursache für das Unterbrechungssignal idenfiziert ist, wählt die Programmgruppe 5000 aus einer
Vielzahl von Programmen, dasjenige Programm aus, das zu der erkannten Ursache der Unterbrechung gehört und
setzt dieses Programm in Lauf. Nach der Durchführung des ausgewählten Programms kehrt die Steuerung zu der
Stelle zurück, an der die Abarbeitung der Hintergrund-Programmgruppe
4000 unterbrochen wurde, wie durch einen gestrichelten Pfeil (2) veranschaulicht wird. Das Hintergrundprogramm
wird daraufhin von der Unterbrechungssteile an fortgesetzt.
Wenn während der Ausführung der Unterbrechungs-Steuerprogrammgruppe
5000 ein weiteres Unterbrechungssignal eintrifft, springt die Steuerung erneut zu der Marke
INTERRUPT, wie durch den gestrichelten Pfeil (3) veranschaulicht wird, und die Priorität des unterbrochenen
Unterbrechungs-Steuerprogramms wird mit der Priorität
TER MEER · MÜLLER . STEINMEISTER "--"Ni-ssan-·"■·**' '*
- 47 -
desjenigen Unterbrechungs-Steuerprogramms verglichen,
die dem neuen Unterbrechungssignal entspricht. Auf
diese Weise wird entschieden, welches Programm als
nächstes ausgeführt wird. Je nach dem Ergebnis dieses Vergleichs führt das neue Unterbrechungssignal entweder zum Umschalten auf das diesem Signal entsprechende neue Programm, wie durch den gestrichelten Pfeil (4)
veranschaulicht wird, und das ursprüngliche Unterbrechungs -Programm wird anschließend wieder aufgenommen, oder es wird zunächst das ursprüngliche Unterbrechungs-Programm zu Ende geführt, und die Steuerung springt anschließend unmittelbar zu dem Unterbrechungs-Programm das dem neuen Unterbrechungssignal entspricht, wie
durch den gestrichelten Pfeil (5) veranschaulicht
diese Weise wird entschieden, welches Programm als
nächstes ausgeführt wird. Je nach dem Ergebnis dieses Vergleichs führt das neue Unterbrechungssignal entweder zum Umschalten auf das diesem Signal entsprechende neue Programm, wie durch den gestrichelten Pfeil (4)
veranschaulicht wird, und das ursprüngliche Unterbrechungs -Programm wird anschließend wieder aufgenommen, oder es wird zunächst das ursprüngliche Unterbrechungs-Programm zu Ende geführt, und die Steuerung springt anschließend unmittelbar zu dem Unterbrechungs-Programm das dem neuen Unterbrechungssignal entspricht, wie
durch den gestrichelten Pfeil (5) veranschaulicht
wird.
Von den verschiedenen Programmen der Hintergrund-Programmgruppe
4000 und der Unterbrechungs-Steuerprogrammgruppe 5000 können die am häufigsten benötigten Pro-
gramme in die Unterprogrammgruppe 3100 ausgegliedert
werden. Wenn während der Durchführung eines Programms der Hintergrund-Programmgruppe 4000 oder der Unterbrechungs-Steuerpro.grammgruppe 5000 Bedarf für eines
der oben genannten Unterprogramme besteht, so springt die Steuerung zu dem Unterprogramm 3100, wie durch
werden. Wenn während der Durchführung eines Programms der Hintergrund-Programmgruppe 4000 oder der Unterbrechungs-Steuerpro.grammgruppe 5000 Bedarf für eines
der oben genannten Unterprogramme besteht, so springt die Steuerung zu dem Unterprogramm 3100, wie durch
die gestrichelten Pfeile (6),(8) und (10) veranschaulicht wird. Nach der Durchführung dieses Unterprogramms
kehrt die Steuerung unmittelbar zu der selben Stelle
des ursprünglichen Programmes zurück, wie durch die
des ursprünglichen Programmes zurück, wie durch die
gestrichelten Pfeile (7) , (9) und (11) veranschaulicht
wird. Obgleich dies in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kann auch die Durchführung eines Unterprogrammes
unterbrochen werden.
Wenn die Unterbrechung eines Programmes zu Schwierig-
TER MEER -MÜLLER · STEINMEISTER
- 48 -
keiten führen würde, kann die Befolgung des Unterbrechungssignals
bis zum Ende dieses Programmes verhindert werden.
Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Steuerprogramme soll auf die in Figur 12 aufgelisteten
Steuerprogramme Bezug genommen werden.
Wenn der Zündschalter 10 auf Ein geschaltet wird und die Haupt-Spannungsquelle 17 mit der Steuereinheit
verbunden wird, wird das Rückstellsignal 1840 erzeugt,
so daß das Initialisierungsprogramm 3000 bei einer bestimmten, als "Rückstellvektor-Adresse" bezeichneten
Adresse gestartet wird. Das Initialisierungsprogramm 3000 dient zur Vorbereitung der Durchführung verschiedener
nachfolgender Programme, indem Anfangswerte in
der Zentraleinheit 1300, dem RAM 1430 und den Eingabe- und Ausgabeschaltungen 1200 und 1500 voreingestellt
werden. Dieses Programm löscht alle Speicherplätze des RAM-Speichers, zu denen der Mikrocomputer Zugriff hat,
und erzeugt alle die Befehle, die erforderlich sind, um die Eingabeschaltung 1200, die Ausgabeschaltung 1500
und den Operations-Zeitgeber 1350 in Betrieb zu setzen. Die entsprechenden Befehle enthalten einen Befehl zur
Freigabe einer Befehlsmaske für die Behandlung der Unterbrechungssignale,
einen Befehl zum Einstellen einer Frequenzzeitgebef-Unterbrechung, einen Befehl zum Einstellen
einer Meßzeit für die Messung verschiedener Drehzahlen und Fahrzeuggeschwindigkeiten und einen
Befehl zum Einstellen eines Anfangszustands für die einzelnen Ausgaberegister. Nach der Initialisierung
wird ein Befehl, der die Durchführung von Unterbrechungen ermöglicht, an die Zentraleinheit 1300 übermittelt.
Die Durchführung des Hintergrundprogramrnes 4000 wird
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER I {tfjjssärr ..·..:". "*.»'.- "
" 350Λ18 T
- 49 -
während des normalen Betriebes der Zentraleinheit 1300 fortgesetzt, d.h., solange kein Erfordernis für Unterbrechungen
besteht. Die Hintergrund-Programmgruppe 4000 besteht aus Arbeitsprogrammen mit niedriger Dringlichkeit
wie etwa Arbeitsprogrammen, die eine lange Rechenzeit· benötigen, oder Arbeitsprogrammen zur Berechnung stationärer
Steuerkonstanten. Die Hintergrund-Programmgruppe 4000 umfaßt ein Berechnungsprogramm 4100 zur Berechnung von
Steuerdaten für stationäre Maschinenzustände, ein Berechnungsprogrannm
4200 für Niedriggeschwindigkeits-Korrekturdateniein Lern- oder
Programmierungs-Steuerprogramm 4300 und ein Prüfprogramm 4400. Diese Programme werden zyklisch in einer vorgegebenen
Reihenfolge abgearbeitet. Auf diese Weise erzeugt die Steuereinheit 1000 kontinuierlich Ausgangssignale
15. während des stationären oder stabilen Betriebs des Kraftfahrzeugs
.
Die Unterbrechungs-Steuerprogrammgruppe 5000 wird in
Betrieb gesetzt, nachdem der Betrieb der Hintergrund-Programmgruppe
4000 (oder ggf. des Initialisierungsprogramms 3000) unterbrochen wurde. Die Unterbrechungs-Steuerprogrammgruppe
5000 umfaßt ein Zeitgeber-Unterbrechungsprogramm 5100 (5110,5120,5130), ein Winkelübereinstimmungs-Unterbrechungsprogramm
5200 (5210), ein Analog/Digital-Umwandlungsprogramm 5300, ein Extern-Unterbrechungsprogramm
oder privilegiertes Unterbrechungsprogramm 5400 (5410), ein Umdrehungsmessungs-Unterbrechungsprogramm
5500 (5510) , ein Impuls-Unterbrechungsprogramm 5600, ein Uberlastungs-Unterbrechungsprogramm
5700 und ein Dateneingangs-Unterbrechungsprogramm 5800 (5810). Sämtliche dieser Unterbrechungsprogramme werden
durch entsprechende Unterbrechungsbefehle ausgelöst. Die Unterbrechungs-Steuerprogrammgruppe umfaßt ferner
eine Gruppe von Programmen, die nach Prioritäten geordnet sind. Die Prioritäten werden durch ein Vorrang-
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
„Nissan
- 50 -
Entscheidungsprogramm 6000 ermittelt. Diese nach Prioritäten
geordneten Programme umfassen ein Beschleunigungs-Steuerprogramm 6100, ein Verzögerungs-Steuerprogramm
6200, ein Anfahr-Steuerprogramm 6300, ein Schalt-Steuerprogramm
6400, ein Uberbrückungs-Steuerprogramm 6500, ein Maschinenstillstands-Verhinderungsprogramm 6600, ein
Zeit-Synchron-Programm 6700, ein Winkel-Synchron-Programm 6750 und ein Dateneingabe/Ausgabe-Programm
6800.
Das Eintreffen eines Zeitgeber-Unterbrechungsbefehls führt zur Auswahl des Zeitgeber-Unterbrechungsprogrammes
5100, in welchem ein Programm 5120 zur Aktivierung der
Analog/Digital-Umwandlung ausgeführt wird. Dieses Programm 5120 steuert die Messung von analogen Eingabesignalen,
indem es den Analog/Digital-Wandler und den Multiplexer aktiviert, so daß die analogen Eingabesignale
zur weiteren Verwendung in nachfolgenden Steuerzyklen in Digitalsignale umgewandelt werden. Anschließend wird
ein Taktsignal-Ausgabeprogramm 5110 ausgeführt. Dieses Programm erzeugt ein Taktsignal mit einer vorgegebenen
Periode, das den normalen Betrieb der Zentraleinheit 1300, des Speichers 1400 und der Ausgabeschaltung 1500
anzeigt. Schließlich wird ein Programm 5130 zur Reservierung
des Zeit-Synchron-Programmes ausgeführt. Dieses Programm liefert einen Aufruf zur Aktivierung des
Zeit-Synchron-Programms 6700 an das Vorrang-Entscheidungsprogramm 6000. Das Zeit-Synchron-Programm
legt fest, welche Arbeitsprogramme synchron mit dem Taktsignal ausgeführt werden sollen.
Das Eintreffen eines Winkelübereinstimmungs-Unterbrechungsbefehls (d.h., eines Unterbrechungsbefehls, der
immer dann auftritt, wenn der Kurbelwinkel der Brennkraftmaschine einen vorgegebenen Wert erreicht) führt zum Aufruf
des Winkelübereinstimmungs-Unterbrechungsprogrammes
TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER '. ' I ..Nissan ..."
3 5 0 418 f
- 51 -
520Ö. Dieses Programm veranlaßt ein Programm 5210, etwa
ein Winkelsynchronisierungs-Reservierungsprogramm 5 210 zur
Erzeugung einer Aufforderung zur Aktivierung eines Arbeitsprograinmes, das synchron mit der Drehzahl der
Brennkraftmaschine durchgeführt werden muß (Winkelsynchron-Programm
6750) . Diese Aufforderung wird ebenfalls durch das Vorrang-Entscheidungsprogramm 6000 berücksichtigt.
Ein Unterbrechungsbefehl zur Abtastung des Betriebszustands
des Analog/Digital-Wandlers führt zum Aufruf eines Programmes 5300 zur Steuerung des Endes der Analog/Digital-Umwandlung*
In diesem Programm wird im Anschluß an eine überprüfung/ ob ein den Betrieb des Analog/Digital-Wandlers anzeigendes
Programmflag gesetzt ist oder nicht/ eine Entscheidung getroffen, ob die Analog/Digital-Umwandlung abgeschlossen
ist. Wenn dies geschehen ist, steuert ein Reservierungsprogramm zur Aktivierung eines vom Betriebszustand
abhängigen Arbeitsprogrammes die Speicherung der in Digitalsignale umgewandelten Daten in entsprechenden Speicherplätzen
des RAM-Speichers 1430 in Übereinstimmung mit Daten des Analog/Digital-Umwandlungskanals. Dieses Programm
ermittelt den Betriebszustand des Fahrzeugs auf der Grundlage des Verhaltens der letzten Werte des Gashebel-Positionssignals
und liefert eine Aufforderung zur Aktivierung eines dem betreffenden Betriebszustand entsprechenden Ar- ■
beitsprogramms unter den vom Betriebszustand abhängigen Arbeitsprogramtien
(beispielsweise das Eeschleunigungs-Steuerprogramm, das Verzögerungs-Steuerprogramm und das Anlaß-Steuerprogramm)
an das Vorrang-Entscheidungsprogramm 6000.
Bei Eintreffen eines externen Unterbrechungsbefehls wird das Extern-Unterbrechungsprogramm 5 400 aufgerufen. Der
externe Unterbrechungsbefehl ist ein Not-Unterbrechungsbefehl, der dann erzeugt wird, wenn die Haupt-spanriungsquelle
17 von der Steuereinheit getrennt int. Das Programm
ßAD
TER MEER ■ MÜLLER ■ STEINMEISTER · ■ J . Nissan -
5400 ruft ein Programm 5410 zum Halten von Daten bei abgeschalteter
Spannung auf, durch das Daten, die für die Lern- ober Programmier-Steuerung und dergleichen zurückgehalten
werden sollen, von dem RAM-Speicher 14 30 in den Haltespeicher 1450 überschrieben werden.
Bei Eintreffen eines Unterbrechungsbefehls, der das Ende einer Messung der Umdrehung der Brennkraftmaschine anzeigt,
wird das Urndrehungsmessungs-Unterbrechungsprogramm 5500 aufgerufen. Dieses Programm aktiviert ein Berechnungsprogramm
5510, durch das die Drehzahl der Brennkraftmaschine gelesen und entschieden wird, ober die Gefahr besteht,
daß die Brennkraftmaschine stehenbleibt, und erzeugt eine Anforderung, das Maschinenstillstand-Verhinderungsprogramm
6600 in die Reihe der nach Priorität geordneten Programme aufzunehmen, wenn die Gefahr eines Maschinenstillstands
besteht.
Das Impuls-Unterbrechungsprogramm 5600 wird aufgerufen, wenn eine Taste einer Tastatur betätigt wird und in ein Impulssignal
von einer externen Einrichtung eintrifft. Dieses Programm ruft ein dem Impulssignal entsprechendes Steuerprogramm
auf. Das Uberlastungs-Unterbrechungsprogramm 5700 wird durch einen Unterbrechungsbefehl ausgelöst, der bei
Kapazitätsüberschreitung des Zeitgebers erzeugt wird und führt eine vorgegebene Folge von Programmschritten aus.
Das Dateneingangs-Unterbrechungsprogramm 5800 wird durch
einen Dateneingangs-Unterbrechungsbefehl ausgelöst und ruft ein Aktivierungsprogramm 5810 für Arbeitsprogramme zur
Behandlung von Eingangsdaten auf. Das Programm 5810 speichert die Eingangsdaten in vorgegebenen Speicherplätzen
des RAM-Speichers 1430 und liefert ein Aufrufsignal zur
Aktivierung des betreffenden Programms zur Verarbeitung 5 der eingegebenen Daten an die Schlange der nach Priorität
geordneten Einzelprogramme.
TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER :.:,-_ Nissäw - _ _
- 53 -
Das Vorrang-Entscheidungsprogramm 6000 nimmt die verschiedenen
Aktivierungs-Aufrufe oder Anforderungen für die durch die oben beschriebenen Unterbrechungs-Steuerprogramme
ausgewählten Arbeitsprogramma auf und ändert die binären Signalwerte (Flags) in dem RAM-Speicher 1430,
die den angefordeten Arbeitsprogrammen entsprechen, von 0 auf 1. Jedem Arbeitsprogramm
ist anfänglich eine vorgegebene Priorität zugewiesen,
und die Reihenfolge der Bit-Stellungen, die diesen Arbeitsprogrammen entsprechen, wird anhand der vorgegebenen
Priorität festgelegt. Dieses Programm führt eine Überprüfung durch, beginnend mit den Bits höchster Ordnung
und fortschreitend zu Bits niedrigerer Ordnung in dem RAM-Speicher 1430, und wenn ein Aufruf zur Aktivierung
eines Programms vorliegt, wird dieses Programm ausgeführt und die Nachfrage-Anzeige wird gelöscht,
indem das entsprechende Flag wieder auf 0 gesetzt wird. Wenn das betreffende Arbeitsprogramm beendet ist, wird
das Vorrang-Entscheidungsprogramm 6000 erneut in Betrieb gesetzt, und es wird das angeforderte Programm mit
der nächstniedrigen Priorität abgearbeitet, und das entsprechende Anforderungssignal wird gelöscht. Nach der
Abarbeitung sämtlicher angeforderten Programme kehrt die Steuerung zu dem Hintergrundprogramm 4000 zurück.
Nachfolgend soll eine Gruppe jener Arbeitsprogramme beschrieben werden, die in der Reihenfolge
ihrer durch das Programm 6000 festgelegten Prioritäten ausgeführt werden. Das Beschleunigungs-Steuerprogramm
6100 berechnet Ausgabe-Steuerdaten, die sich auf die optimale Kraftstoff-Einspritzmenge, den Zündzeitpunkt,
den Abgasrückführungs-Durchsatz, die Ansaugluftmenge,
das übersetzungsverhältnis und das Drehmomentwandler-Überbrückungsschema
für den jeweiligen Grad der Beschleunigung beziehen. Beispielsweise werden diese Para-
ΓΙ N MLiIM · MCJLLf■■ N · STLINMhIS TUR
meter bei einer raschen Beschleunigung (d.h., einer raschen Zunahme des Gashebel-Positionssignals) derart
gesteuert/ daß sich die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine erhöht. Zu diesem Zweck wird die Einspritzmenge
erhöht, die Zündung in Richtung Frühzündung verstellt, der Abgasrückführungs-Durchsatz
verringert und die Ansaugluftmenge erhöht. Zusätzlich wird die überbrückung des Drehmomentwandlers aufgehoben,
und das übersetzungsverhältnis der Eingangsdrehzahl zur Ausgangsdrehzahl des Getriebes wird erhöht,
um das Ausgangsdrehmoment des Getriebes 4 zu steigern.
Das Verzögerungs-Steuerprogramm 6 200 berechnet während
der Verzögerung des Fahrzeugs verschiedene Ausgangs-Steuerdaten,
die für den abgetasteten Grad der Verzögerung, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Maschinendrehzahl optimal sind. Während der Verzögerung
wird die Brennkraftmaschine 3 derart gesteuert, daß die Kraftstoff-Einspritzmenge den Wert 0 oder einen
sehr kleinen Wert aufweist, und das Getriebe 4 wird derart gesteuert, daß das übersetzungsverhältnis und
der Betriebszustand des Drehmomentwandlers derart aufeinander abgestimmt sind, daß sich die günstigste
Verzögerungsrate ergibt.
Das Anfahr-Steuerprogramm 6300 berechnet verschiedene Ausgangsdaten zur Steuerung der Brennkraftmaschine
3 und des Getriebes 4, so daß beim Anfahren des Fahrzeugs ein ausreichend hohes Anfahrdrehmoment zur Verfügung
steht, ohne daß die Antriebsräder 2L, 2R durch-. drehen.
Das Schalt-Steuerprogramm 6400 berechnet zahlreiche Ausgangsdaten, die die Wahl der Getriebestufe des
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
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Getriebes 4, das Ausgangsdrehmoment und die Drehzahl der Brennkraftmaschine 3 steuern, um zu verhindern,
daß beim Wechsel der Getriebestufe spürbare Erschütterungen auf die Insassen des Fahrzeugs übertragen werden.
Das überbrückungs-Steuerprogramm 6500 berechnet verschiedene
Ausgabedaten zur Steuerung der überbrückung des Drehmomentwandlers und zur Steuerung der Ausgangsleistung
der Brennkraftmaschine, so daß Stöße bei der überbrückung des Drehmomentwandlers und bei der Aufhebung
dieser überbrückung verringert werden.
Das Maschinenstillstands-Verhinderungsprogramm 6600 wird aufgerufen, wenn bei der Durchführung des Programms
5510 ein Zustand festgestellt wird, bei dem übermäßige Änderungen der Maschinendrehzahl auftreten, so daß die
Gefahr eines Maschinenstillstands abzusehen ist. Das Programm 5510 berechnet eine kritische Drehzahl als
Entscheidungsgrundlage für die Feststellung der Gefahr des Maschinenstillstands. Das Programm 6600 berechnet
verschiedene Ausgabe-Steuerdaten, durch die die Brennkraftmaschine
3 und das Getriebe 4 derart gesteuert werden, daß durch eine sofortige Erhöhung der Ausgangsleistung
der Maschine und eine Verringerung der Last ein Stillstand der Brennkraftmaschine verhindert wird.
Das ZeitsynchronrProgramm 6700, das am Ende eines jeden Arbeitszyklus aufgerufen und ausgeführt
wird, aktualisiert verschiedene Daten und überschreibt die bei dem vorausgehenden Arbeitszyklus berechneten
Steuerdaten in die Ausgabeschaltung 1500.
Das Winkel nynohron-Proqr.imm 0750, dan immer
dann aufgerufen und ausgeführt wird, wenn der Kurbel-
BAD ORIGiNAl
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
•■Nissan-
- 56 -
winkel der Brennkraftmaschine 3 einen vorgegebenen Wert
erreicht, aktualisiert verschiedene Daten und überschreibt Steuerdaten in die Ausgabeschaltung 1500.
Das Dateneingabe/Ausgabe-Steuerprogramm 6800, das immer
dann aufgerufen und ausgeführt wird, wenn ein vorgegebenes Zeitintervall vergangen ist oder wenn ein Dateneingangs-Unterbrechungsbefehl
auftritt, identifiziert die Inhalte der eintreffenden Daten, speichert die eintreffenden
Daten, ändert den Zustand der Steuerung und gibt die Daten aus.
Zur Erläuterung der Arbeitsweise des oben beschriebenen
Ausführungsbeispiels der Erfindung soll als typisches Beispiel der Fall betrachtet werden, daß der Fahrer
die Dateneingabeeinheit 25 betätigt und eine andere Betriebsart wählt. Wenn sich die Betriebsart ändert,
nimmt das Unterbrechungs-Steuerprogramm 5000 einen
Dateneingangs-Unterbrechungsbefehl auf und wählt das
Dateneingangs-Unterbrechungsprogramm 5800 aus. Das Programm 5800 löst das Programm 5810 aus, das eine
Anforderung zur Reservierung eines Arbeitsprogramms zur Verarbeitung der eingetroffenen Daten erzeugt, und
speichert die ausgewählte Betriebsart, d.h., die Normal-Betriebsart,
die Leistungs-Betriebsart oder die Spar-Betriebsart in einem vorgegebenen Speicherplatz des
RAM-Speichers 1430 und erzeugt eine Anforderung zur Aktivierung des zu den eingegebenen Daten (der ausgewählten
Betriebsart) gehörenden Arbeitsprogramms in dem Vorrang-Entscheidungsprogramm 6000. Bei Eintreffen
dieses Aufrufes setzt das Programm ein vorgegebenes Bit (Flag) an einem dem betreffenden Arbeitsprogramm
entsprechenden Speicherplatz des RAM-Speichers 1430 von 0 auf 1. Das Programm 6000 veranlaßt die Ausführung
des Dateneingabe-Ausgabe-Programms 6800 und setzt gleich-
TER MEER - MÜLLER · STEINMEiSTER I NiSsan" ·"·- ' "--"---'
- 57 -
zeitig das Plag auf den Wert O zurück. Das Dateneingabe/
Ausgabe-Programm 6800 erzeugt Befehle, die andere Routinen in Betrieb setzen, so daß das Luftmengen-Steuersignal,
das Einspritz-Steuersignal, das Zündzeitpunkt-Steuersignal, das Abgasrückführungs-Steuersignal und
das Überbrückungs-Steuersignal in der richtigen Weise
erzeugt werden.
Anschließend, nachdem die Steuerung zu dem Hintergrundprogramm
4000 zurückgekehrt ist, werden das Steuerdaten-Berechnungsprogramm
für den stationären Zustand, das Korrekturdaten-Berechnungsprogramm 4200 für niedrige
Geschwindigkeiten, das Lernprogramm 4300 und das Prüfprogramm 4 400 auf der Grundlage der oben genannten Befehle
ausgeführt, so daß die Brennkraftmaschine 3 und das Getriebe 4 entsprechend den Anweisungen des Fahrers gesteuert
werden.
Wenn die Daten-Eingabeeinheit 25 nicht in der Lage ist,
das Dateneingangs-Unterbrechungssignal zu erzeugen, so können die Funktionen des Programms 5800 (5810) in
dem Zeitgeber-Unterbrechungsprogramm 5100 implementiert sein. In diesem Fall führt das Eintreffen eines Zeitgeber-Unterbrechungsbefehls
dazu, daß die Steuereinheit 1000 einen Befehl zur Übertragung eines für die ausgewählte
Betriebsart repräsentativen Wertes an die Eingabeeinheit 25 liefert. Der die ausgewählte Betriebsart
anzeigende Wert löst in der zuvor beschriebenen Weise das Dateneingabe/Ausgabe-Programm 6800 aus. Obgleich
bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel von drei verschiedenen Betriebsarten (Normal, Leistung und Spar-Betrieb)
ausgegangen wurde, ist die Erfindung auch in solchen Fällen anwendbar, in denen mehr als drei Betriebsarten
vorgesehen sind. In diesem Fall ist es jedoch vorzuziehen, die Betriebsart anhand von Zahlenwerten, die mit
TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER
Hilfe eines einzigen Schalters er-zeugt werden, auszuwählen,
statt eine der Anzahl der Betriebsarten entsprechende Anzahl von Schaltern vorzusehen. Ferner
kann der Wechsel zwischen Betriebsarten weniger abrupt gestaltet werden, in dem einfach eine feinere Abstufung
der Betriebsarten vorgenommen wird. Darüber hinaus ist es möglich, einen kontinuierlichen Übergang zwischen
Betriebsarten in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal eines Potentiometers vorzusehen. Dabei müssen die Besphränkungen
im Hinblick auf Rauschen, Vibrationen und Abgasbestimmungen berücksichtigt werden.
Figur 13 zeigt einige typische Kennlinien für die Änderung der Winkelstellung der Drosselklappe in Abhängigkeit
von der Stellung das Gashebels. Die Kurve A in Figur 13 beschreibt die Änderungscharakteristik der
Drosselklappenstellung unter normalen oder Standart-Fahrbedingungen.
Die Kurve B beschreibt die Anderungscharakteristik bei eingelegtem Rückwärtsgang. Die Kurve C
beschreibt die Änderungscharakteristik der Drosselklappen stellung für den Fall, daß das Fahrzeug auf glatter Fahrbahn
mit verhältnismäßig niedrigem Reibungskoeffizienten fährt. Die Kennlinien oder Kurven A,B,G sind in Form von
Tabellen in Speicherblöcken1430A,B,C des RAM-Speichers
1430 gemäß Figur 10 gespeichert.
Wie in Figur 13 zu erkennen ist, besteht unter Standart-Fahrbedingungen
des Fahrzeugs zwischen der Änderung der Winkelstellung der Drosselklappe und der Betätigung
des Gashebels annähernd das Verhältnis 1:1. Es besteht somit ein enger Zusammenhang zwischen der Winkelstellung
der Drosselklappe und der Stellung des Gashebels. Wenn sich dagegen das Getriebe in der Rückwärts-Stellung befindet
oder wenn ein Schlupf der Räder abgetastet wird, wird die Veränderung der Winkelstellung der Drosselklappe
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
'-.Π ils s an'
- 59 -
in Bezug auf die Stellung des Gashebels verringert. Unter diesen Fahrbedingungen ist daher der Grad der Veränderung
der Drosselklappen-Winkelstellung kleiner als der Grad der Veränderung der Gashebelstellung.
Figur 14 zeigt ein Drossellklappen-Steuerprogramm das
von der Steuereinheit 1000 ausgeführt wird. In dem gezeigten Programm wird zunächst in einem Programmblock
4110 das Gashebelpositionssignal des Gashebel-Positionssensors
gelesen. Anschließend wird in einem Programmblock 4120 das Getriebepositionssignal des Getriebepositionssensors
3 6 überprüft und abgetastet, ob sich das Getriebe in der Rückwärts-Stellung befindet. Wenn sich das Getriebe
in der Rückwärts-Stellung befindet, erfolgt in einem Programmblock 4130 ein Zugriff auf den Speicherblock
4130B, der die der Kurve B in Figur 13 entsprechenden Koeffizienten enthält, so daß der dem aktuellen Wert
des Getriebepositionssignals entsprechende gespeicherte Wert gelesen wird. Der gelesene Wert repräsentiert die
Winkelstellung der Drosselklappe. In einem Programmblock 4140 wird daher ein Drosselklappen-Steuersignal erzeugt
und an das Stellglied 30 ausgegeben, so daß die Drosselklappe entsprechend dem gelesenen Wert eingestellt wird.
Wenn sich dagegen das Getriebe bei der Abfrage in Block
4120 nicht in der Rückwärts-Stellung, sondern in einer anderen Getriebestellung befindet, wird in einem Programmblock
4150 anhand des Antriebs-Raddrehzahlsignals des Antriebs-Radgeschwindigkeitssensors 4 2 und anhand des
Freilauf-Raddrehzahlsignals des Freilauf-Radgeschwindigkeitssensors
43 der Schlupf der Antriebsräder berechnet. Dieser Schlupf S wird durch Auflösen der folgenden Gleichung
ermittelt:
5 S= (Vw1 - Vw2)/Vw1
TER MEER · MÜLLER . STEINMEISTER ' ..-Nissan.
J5OTT31
- 60 -
wobei mit Vw1.der Wert des Antriebs-Raddrehzahlsignals
und mit Vw2 der Wert des Freilauf-Raddrehzahlsignals bezeichnet ist.
In einer abgewandelten Ausführungsform wird ein genaueres Verfahren zur
Berechnung des Schlupfes eingesetzt. Ein derartiges Verfahren wird beispielsweise
in den US-Patentanmeldungen vom 12.12.1984 mit den Titeln "MBTHODOFDETECTING SLIP OF DRIVING WHEEL OF AUTOMCTIVE VEHICLE" und
"POWER TRAIN CONTROL METHOD FOR SLIP PREVENTION" beschrieben. 10
Nachdem in Block 4150 der Schlupf S der Antriebsräder ermittelt wurde, wird in einem Programmblock 4160 der
ermittelte Schlupf S mit einem Bezugswert Sa verglichen, der einen Schwellenwert für den Schlupf der Antriebsräder
darstellt. Wenn der tatsächliche Radschlupf S größer oder gleich dem Bezugswert ist, wird in einem Programmblock
4170 auf den Speicherblock 413OC des RAM-Speichers 1430 zurückgegriffen, so daß der Wert für die Winkelstellung
der Drosselklappe gelesen wird, der gemäß der Kurve C in Figur 13 von der Winkelstellung des Gashebels
abhängt. Auf der Grundlage des in dem Block 4170 gelesenen
Wertes wird im Block 4140 das Steuersignal erzeugt und an das Stellglied 30 ausgegeben.
Wenn sich dagegen bei dem Vergleich in Block 4160 ergibt, daß der tatsächliche Radschlupf S kleiner als der
Bezugswert Sa ist, so erfolgt in einem Programmblock 4180 ein Zugriff auf den Speicherblock 1430A, und es
wird der Wert für die Winkelstellung der Drosselklappe
gelesen, der gemäß der Kurve A in Figur 13 von der augenblicklichen
Stellung des Gashebels abhängig ist. In dem Block 4140 wird auf der Grundlage des in dem Block 4180
gelesenen Wertes das Steuersignal erzeugt und ausgegeben.
Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfin-
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- 61 -
dung wird die Winkelstellung der Drosselklappe unmittelbar
aus der Stellung des Gashebels abgeleitet, wobei die Charakteristik, gemäß der die Drosselklappenstellung
von der Gashebelstellung abhängt, entsprechend Fahrbedingungen des Fahrzeugs ausgewählt wird. In einer
abgewandelten Ausführungsform der Erfindung kann jedoch anhand der Gashebelstellung zunächst ein Drehmomentbedarf
oder eine Solldrehzahl des die Brennkraftmaschine einschließenden Antriebszuges ermittelt werden, so daß
die Winkelstellung der Drosselklappe entsprechend dem ermittelten Drehmomentbedarf oder entsprechend der ermittelten
Solldrehzahl gesteuert oder geregelt und auf diese Weise mittelbar in Abhängigkeit von der Gashebelstellung
gesteuert wird. In diesem Fall werden die Fahrbedingungen des Fahrzeugs bei der Bestimmung des Drehmomentbedarfs
oder der Solldrehzahl berücksichtigt. Während ferner in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
die Rückwärts-Stellung des Getriebes und der Schlupf der Antriebsräder als Faktoren für die Auswahl der Drosselklappenstellungs-Gashebelstellungs-Charakteristik
benutzt werden, können erfindungsgemäß auch andere für
die Fahrbedingungen repräsentative Faktoren verwendet werden. Hier kommen beliebige Faktoren in Frage, die
zu dem Ausgangs-Ansprechverhalten des Antriebszuges in Beziehung stehen, wie etwa der durch ein Radarsystem
überwachte Abstand des Fahrzeugs zu einem vorausfahrenden
Fahrzeug und dergleichen.
- Leerseite -
Claims (16)
1. Vorrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge von Brennkraftmaschinen
in Kraftfahrzeugen, gekennzeichnet durch eine ein manuell betätigtes Bedienungsglied (11) aufweisende
Eingabeeinrichtung (11,33) zur Erzeugung eines Luftmengen-Bedarf ssignals ,
TER 'MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
NlSiM
wenigstens einen Sensor (36,42,43) zur Abtastung von Fahrbedingungen des Kraftfahrzeugs anhand vorgegebener,
die Fahrbedingungen kennzeichnender Parameter und zur Erzeugung eines für die abgetasteten Fahrbedingungen
repräsentativen Fahrbedingungs-Signals,
eine Einrichtung (30,32) zur Steuerung der durch ein Ansaugrohr der Brennkraftmaschine (3) strömenden Ansaugluftmenge
entsprechend einem Steuersignal und
eine Steuereinheit (1000) , die unter einer Vielzahl von
die Abhängigkeit des Steuersignals von dem Luftmengen-Bedarfssignal
angebenden Klassen von Charakteristiken einschließlich einer Standart-Klasse von Charakteristiken
für normale Fahrbedingungen in Abhängigkeit von dem Fahrbedingungs-Signal eine den aktuellen Fahrbedingungen
entsprechende Klasse von Charakteristiken auswählt und anhand des Luftmengen-Bedarfssignals auf der Grundlage
der ausgewählten Charakteristik das Steuersignal erzeugt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren zur Abtastung der
Fahrbedingungen einen Getriebepositionssensor (36) zur Abtastung einer speziellen Stellung eines Getriebes (4)
des Fahrzeugs umfassen, der das Fahrbedingungs-Signal erzeugt, wenn sich das Getriebe in der speziellen Stellung
befindet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Getriebepositionssensor (36) die Rückwärts-Stellung des Getriebes (4) abtastet und
das in der der Rückwärts-Stellung des Getriebes entsprechenden Klasse von Charakteristiken eine kleinere
TERMEER-MaLLER-STEINMEISTER ' /- :Nisäafl." - ,"-"''- *
Änderung des Steuersignals in Abhängigkeit von der Änderung des Luftmengen-Bedarfssignals als in der Standart-Klasse
von Charakteristiken vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren zur überwachung der
Fahrbedingungen einen Schlupfsensor (42,43) umfassen, der das Fahrbedingungs-Signal erzeugt, wenn der Schlupf
(S) der Räder des Fahrzeugs größer als ein vorgegebener Wert (Sa) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet,
daß der Schlupfsensor einen Antriebs-Radgeschwindigkeitssensor (42) zur Abtastung der Drehzahl
der Antriebsräder (2L,2R) des Fahrzeugs und einen Freilauf-Radgeschwindigkeitssensor (43) zur Abtastung f
der Drehzahl der freilaufenden Räder (1L,1R) des Fahrzeugs sowie eine Vergleichseinrichtung umfaßt, die zur
Ermittlung des Schlupfes (S) die Drehzahl der Antriebsräder (2L,2R) des Fahrzeugs mit der Drehzahl der nicht
angetriebenen Räder (1L,1R) des Fahrzeugs vergleicht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der einem erhöhten
Schlupf entsprechenden Klasse von Charakteristiken ein geringerer Grad der Änderung des Steuersignals in
Abhängigkeit von Änderungen des Luftmengen-Bedarfssignals
als in der Standart-Klasse von Charakteristiken vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
Nis-&äli:
dadurch gekennze ichne t, daß die Einrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge eine in dem Ansaugrohr
angeordnete Drosselklappe (32) und ein elektrisch betätigtes Drosselklappen-Stellglied (30) zur Steuerung des öffnungsgrades
der Drosselklappe entsprechend dem Steuersignal umfaßt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bedienungsglied der Eingabeeinrichtung
ein Gashebel (11) ist, der mechanisch unabhängig von der Drosselklappe (30) beweglich ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingabeeinrichtung einen dem
Gashebel (11) zugeordneten Gashebel-Positionssensor (33) umfaßt, dessen Ausgangssignal der Stellung des Gashebels
(11) entspricht und das Luftmengen-Bedarfssignal bildet.
10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (1000)
auf das Signal des Getriebepositionssensors (36) eine erste Klasse von Charakteristiken (B) und auf das Signal
des Schlupfsensors (42,43) eine zweite Klasse von Charakteristiken
(C) auswählt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß gemäß der ersten Klasse von Charakteristiken
(B) der Grad der Änderung des Steuersignals in bezug auf die Änderung des Luftmengen-Bedarfssignals
kleiner ist als in der Standard-Klasse von Charakteristiken (A) .
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der ersten Klasse von Charakteristiken
(B) das Steuersignal linear mit dem Wert des Luftmengen-Bedarfssignals zunimmt.
TER MEER ■ MÖLLER · STEINMEISTER ■■"'.''■ I ■■''-·' -:" Nl-SSa-P."
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch g e k e η η ze
ichne t, daß in der zweiten Klasse von Charakteristiken (C) der Grad der Änderung des Steuersignals in
bezug auf die Änderung des Luftmengen-Bedarfssignals kleiner
ist als in der Standard-Klasse von Charakteristiken (A).
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch g e k e η η ze
lehnet, daß in der zweiten Klasse von Charakteristiken (C) das Steuersignal linear mit dem Wert des Luftmengen-Bedarfssignals
zunimmt.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet/ daß in der zweiten Klasse von Charakteristiken
(C) das Steuersignal nichtlinear mit dem Wert des Luftmengen-Bedarfssignals zunimmt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 9 bis 15, dadurch gekennze ich net, daß die
Eingabeeinrichtung einen Gashebel (1.1) und eine erste arithmetische Einrichtung zur Ermittlung des Luftmengenbedarfs
umfaßt, daß die Einrichtung zur Steuerung der Ansaugluftmenge eine schwenkbar in dem Ansaugrohr der
Brennkraftmaschine angeordnete, mechanisch unabhängig von dem Gashebel (11) bewegliche Drosselklappe (32) und
einen Drosselklappen-Servomechanismus (30) zum Einstellen der Drosselklappe in eine dem Steuersignal entsprechende
Winkelstellung umfaßt und daß die Steuereinheit eine zweite arithmetische Einrichtung zur Erzeugung
des Steuersignals umfaßt.
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