DE19756053B4

DE19756053B4 - Drosselklappensteuervorrichtung

Info

Publication number: DE19756053B4
Application number: DE19756053A
Authority: DE
Inventors: Katsumi Toyoake-shi Ishida; Hiroshi Chiryu-shi Takamatsu; Hiroyuki Obu-shi Makisako; Takamasa Nagoya-shi Kitamura; Shigeo Toyota-shi Kikori
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1997-12-17
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2017-12-18
Also published as: JPH10176579A; JP3356945B2; DE19756053A1; US5906185A

Abstract

Drosselklappensteuervorrichtung für eine Drosselklappe einer Brennkraftmaschine zum Bestimmen eines Klappenantriebssignals mittels einer Antriebssignalbestimmungseinrichtung basierend auf einer Abweichung einer aktuellen Öffnung der Drosselklappe von einer geforderten Öffnung multipliziert mit einem Steuerfaktor, welche Vorrichtung enthält:
eine Bezugseinrichtung, die einen für jeden Abweichungswert relevanten Steuerfaktor freigibt; und
eine Augenblicksfaktorspeichereinrichtung, die einen von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung augenblicklich zu verwendenden Steuerfaktor hält,
wobei die Antriebssignalbestimmungseinrichtung das Klappenantriebssignal bestimmt, indem ein Steuerfaktor, der von dem größeren Abweichungswert hergeleitet ist, aus der Gruppe Steuerfaktor, der von der Bezugseinrichtung auf den Abweichungswert hin freigegeben ist, und Steuerfaktor, der von der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehalten wird, verwendet wird.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf die elektronische Steuerung der Drosselklappe einer Brennkraftmaschine zum Steuern der Öffnung der Drosselklappe mittels eines Aktuators, um der geforderten Öffnung zu entsprechen, die entsprechend einer bestimmten Information zusätzlich zum Ausmaß der Betätigung des von dem Fahrer betätigten Gaspedals bestimmt wird. Genauer bezieht sich die Erfindung auf eine Drosselklappensteuervorrichtung, mit der die Drosselklappe unabhängig von der Abweichung der augenblicklichen Öffnung von der geforderten Öffnung geeignet betätigtbar ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Der Einsatz der elektronischen Drosselklappensteuerung, die hinsichtlich der Traktionskontrolle und anderer Motorsteuerungen vorteilhaft ist, nimmt in den letzten Jahren bemerkenswert zu. Ein Beispiel einer herkömmlichen elektronischen Drosselklappensteuerung ist in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 07 293 284 A beschrieben. Die in dieser Patentveröffentlichung beschriebene Drosselklappensteuervorrichtung beruht hinsichtlich ihres Steuerverfahrens grundsätzlich auf der bekannten PID-Steuerung bzw. Regelung. Genauer ist eine Tabelle von Steuerfaktoren vorgesehen, um einen größeren Steuerfaktor bereitzustellen, wenn die Abweichung kleiner ist, so daß die Drosselklappe nur durch den Proportionalterm (P-Term von PID) angetrieben wird, selbst wenn die Abweichung klein ist.
Basierend auf diesem variablen Steuerfaktor, der von der Abweichung abhängt, ist es möglich, die Drosselklappe auf dem P-Term hin zu betätigen, ohne daß auf den Anstieg des Integrationsterms (I-Term von PID) gewartet wird, selbst gegen eine kleine Abweichung, wodurch die Abweichung rasch vermindert wird, d. h. die aktuelle Öffnung nahe zu der geforderten Öffnung gebracht wird.
Das Prinzip des vorbeschriebenen Vorgangs wird unter Bezugnahme auf die grafischen Darstellungen der 5 erläutert. 5a zeigt den Übergang des Drosselklappenbetriebes, bei dem die aktuelle Öffnung mit der geforderten Öffnung a₂ übereinstimmt, d. h. eine Nullabweichung herrscht, bis zu dem Zeitpunkt t₀, bei dem die geforderte Öffnung stufenweise leicht um 1° auf a₃ zunimmt, wie durch die Kurve k gezeigt. Wenn das Steuersystem mit einem festen Steuerfaktor arbeitet, verwendet es das gleiche Steuersignal wie für eine größere Abweichung, was bei einem P-Term Steuersignal zu einem Anstieg nur auf b₁ führt, wie in der Kurve m in 5b dargestellt. Dieses Steuersignal ist kleiner als das minimale Steuersignal b_t, bei dem der Aktuator ein Drehmoment erzeugt, wodurch die Drosselklappe um jedwelches Maß bewegt wird. Aufgrund dieser Tatsache bleibt die aktuelle Öffnung bis zum Zeitpunkt t₁ bei a₂, wenn der I-Term signifikant zunimmt, und dann nimmt die aktuelle Öffnung allmählich zu und erreicht die geforderte Öffnung a₃ zum Zeitpunkt t₂, wie durch die Kurve m in 5a dargestellt. Das heißt, dieses Steuersystem ist hinsichtlich seiner Ausgangsantwort schlechter, wenn die Abweichung klein ist.
Wenn das Steuersignal dagegen mit einem variablen Steuerfaktor arbeitet, so daß gegenüber der kleineren Abweichung ein größerer Steuerfaktor erzeugt wird, nimmt das P-Term Steuersignal auf einen großen Wert b₂ über dem Schwellwert b_t zu, wie durch die Kurve n in 5b gezeigt. Entsprechend beginnt die Änderung der aktuellen Öffnung unmittelbar zum Zeitpunkt und erreicht die geforderte Öffnung a₃ zum Zeitpunkt t₁, wie durch die Kurve n in 5a gezeigt. Das heißt, dieses Steuersystem ist hinsichtlich seiner Ausgangsantwort besser, selbst wenn die Abweichung klein ist.
Die vorbeschriebene herkömmliche Drosselklappensteuerung kann jedoch keine stabile Übergangssteuerung einschließlich der Ausgangsantwort in einem weiten Bereich von einer kleinen Abweichung bis zu einer großen Abweichung erreichen, d. h. bei einer großen Abweichung tritt ein anderes Problem auf.
Diese Verhältnisse werden unter Bezugnahme auf die grafischen Darstellungen der 6 erläutert. In 6a ist der Übergang des Drosselklappenbetriebs dargestellt, bei dem die aktuelle Öffnung mit der geforderten Öffnung a₁ übereinstimmt, d. h. die Abweichung Null ist, bis zum Zeitpunkt t₀, bei dem die geforderte Öffnung stufenweise um 4° auf a₃ stark zunimmt, wie durch die Kurve h gezeigt. Eine daraus resultierende große Abweichung verursacht, daß das P-Term Steuersignal unmittelbar auf b₃ über den Schwellwert b_t zunimmt, wie in 6b gezeigt, und die Drosselklappe beginnt sich, zu der geforderten Öffnung a₃ hin zu bewegen. Bei einem Steuersystem mit einem festen Kontrollfaktor nimmt das Steuersignal mit der Abnahme der Abweichung allmählich ab und die aktuelle Öffnung erreicht stabil a₃, wie in der Kurve m in 5a gezeigt. Wenn jedoch der Steuerfaktor so verändert wird, daß er für kleinere Abweichungen größer ist, wie oben beschrieben, nimmt das Steuersignal nicht so rasch ab wie die Abnahme des Abweichungswertes, was dazu führt, daß die aktuelle Öffnung die geforderte Öffnung a₃ (Überschießen) aufgrund der Trägheit der Drosselklappe und des Aktuators übersteigt, wie durch die Kurve n in 5a gezeigt. Dieses Überschießen triggert die Oszillation der Drosselklappenöffnung, was dazu führt, daß die Motordrehzahl oszilliert und der Motorbetrieb unstabil ist.
Das bedeutet, daß die herkömmliche Drosselklappensteuerung eine hohe Ausgangsansprechempfindlichkeit bei einer kleinen Abweichung im Austausch gegen eine geringe Steuerstabilität bei größeren Abweichungen erreicht und eine hohe Steuerstabilität bei größeren Abweichungen im Austausch gegen eine kleine Ausgangsansprechempfindlichkeit auf kleine Abweichungen erreicht. Die miteinander in Konflikt stehenden, mit der Abweichung verbundenen Steuerqualitäten wurden in Verbindung mit dem P-Term der PID-Steuerung erläutert. Das gleiche Problem besteht mit dem I-Term. Wenn der größere Steuerfaktor bei der kleineren Abweichung verwendet wird, so daß der I-Term rasch der Absicht entspricht, die Ausgangsansprechempfindlichkeit auf die kleinere Abweichung zu vergrößern, arbeitet der I-Term zu stark gegen die sich verringernde Abweichung, was zu einem Überschießen der Drosselklappenbewegung führt.
Die DE 696 14 167 T2 offenbart eine Drosselregelung für einen Verbrennungsmotor, bei der die Stellung eines Drosselventils entsprechend einer Proportional-, Integral- und Differentialregelung eingestellt wird. Regelungskonstanten werden entsprechend Fahrzeugbetriebszuständen ermittelt, wobei zumindest eine der Konstanten der Proportionalregelung und der Differentialregelung zwischen einem normalen und einem spezifischen anderen Fahrzeugbetriebszustand änderbar ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung beabsichtigt, die vorstehend beschriebenen Probleme der herkömmlichen Drosselklappensteuerung zu beseitigen und ihr primäres Ziel liegt in der Schaffung einer Drosselklappensteuervorrichtung, die eine hohe Ausgangsansprechempfindlichkeit auf eine kleinere Abweichung der aktuellen Öffnung von der geforderten Öffnung der Drosselklappe und eine hohe Steuerstabilität gegenüber der größeren Abweichung erreicht und mit der die Drosselklappe unabhängig von der Betriebsbedingung in geeigneter Weise betätigbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe liegt die Erfindung in einer Drosselklappensteuervorrichtung für die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine zum Bestimmen eines auf der Abweichung der aktuellen Öffnung der Drosselklappe von der geforderten Öffnung, multipliziert mit einem Steuerfaktor, basierenden Drosselklappenantriebssignals mittels einer Antriebssignalbestimmungseinrichtung, welche Steuervorrichtung eine Bezugseinrichtung enthält, die einen für jeden Abweichungswert relevanten Steuerfaktor freigibt, und eine Augenblicksfaktorspeichereinrichtung, die einen von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung unmittelbar zu verwendenden Steuerfaktor hält, wobei die Antriebssignalbestimmungseinrichtung das Klappenantriebssignal bestimmt, indem ein Steuerfaktor, der von der größeren Abweichung hergeleitet ist, aus der Gruppe Steuerfaktor, der von der Bezugseinrichtung auf die Abweichung hin freigegeben ist, und Steuerfaktor, der von der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehalten wird, verwendet wird.
Die vorstehend genannte Bezugseinrichtung ist eine willkürliche Einrichtung, die einen Steuerfaktor auf einen Eingangsabweichungswert hin freigibt. Beispielsweise kann sie eine Tabelle sein, in der vorher Steuerfaktoren entsprechend den Abweichungswerten gespeichert sind, oder sie kann eine Routine eines Programms sein, das einen Steuerfaktor aus einem Eingangsabweichungswert, basierend auf einer vorbestimmten Formel, berechnet. Die Bezugseinrichtung ist so aufgebaut, daß sie normalerweise einen kleinen Steuerfaktor für einen großen Abweichungswert freigibt und einen großen Steuerfaktor für einen kleinen Abweichungswert freigibt, mit der Absicht, eine hohe Ausgangsansprechempfindlichkeit selbst in dem Betriebszustand mit einem kleinen Abweichungswert zu erhalten. Der von der Bezugseinrichtung freigegebene Steuerfaktor entspricht direkt dem augenblicklichen Abweichungswert und hat keine Hysterese. Der in dieser Beschreibung verwendete Term "aktuelle Öffnung" bedeutet die Öffnung der Drosselklappe zu dem realen Zeitpunkt und zusätzlich die Drosselklappenöffnung, die einer Phasenvorlaufskompensation unterworfen wurde.
Bei der erfindungsgemäßen Drosselklappensteuervorrichtung basiert die Drosselklappensteuerung auf dem Empfang eines Abweichungswertes (oder genauer dem Empfang der geforderten Öffnung und der aktuellen Öffnung der Drosselklappe und der Berechnung ihres Unterschiedes) und der Bestimmung des Drosselklappenantriebssignals durch die Antriebssignalbestimmungseinrichtung aus der Abweichung multipliziert mit einem Steuerfaktor. Der von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung verwendete Steuerfaktor wird in der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehalten und daraus ausgelesen. Wenn die Steuervorrichtung einen Abweichungswert empfängt, gibt die Bezugseinrichtung einen für den Eingangsabweichungswert relevanten Steuerfaktor frei. Dieser Steuerfaktor wird von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung nicht unkonditioniert verwendet, sondern entweder wird dieser Steuerfaktor oder der Steuerfaktor, der gerade in der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung (d. h. der Steuerfaktor, der vorher verwendet wurde) gehalten wird, verwendet. Der zu verwendende Steuerfaktor ist einer der beiden Steuerfaktoren, der von der größeren der zugehörigen Abweichungswerte hergeleitet ist. Der ausgewählte Steuerfaktor wird verwendet, um das Drosselklappenantriebssignal mittels der Antriebssignalbestim mungseinrichtung zu bestimmen.
Wenn die Abweichung abnimmt, d. h. wenn die aktuelle Öffnung sich der geforderten Öffnung annähert, wird somit der anfänglich für den großen Abweichungswert verwendete Steuerfaktor kontinuierlich verwendet. Selbst wenn gegen eine kleine Abweichung ein großer Steuerfaktor verwendet wird, um ein verbessertes Ansprechen des Ausgangs zu erreichen, nimmt das Antriebssignal gegen die abnehmende Abweichung daher nicht zu stark zu und das Überschießen der Klappenbewegung tritt nicht auf. Das Problem der miteinander in Konflikt stehenden Steuereigenschaften, das mit dem Abweichungswert verbunden ist, ist auf diese Weise gelöst.
Das von der Drosselklappensteuerungsvorrichtung bestimmte Antriebssignal wird zur Betätigung des Motors (Gleichstrommotor usw.) verwendet, der mit der Drosselklappe der Brennkraftmaschine verbunden ist, so daß sich die Drosselklappe öffnet und der geforderten Öffnung entspricht.
Mittels einer Bestimmungseinrichtung für einen provisorischen Faktor, die einen provisorischen Steuerfaktor für einen Abweichungswert bestimmt, indem zu einem bestimmten Zeitintervall auf die Bezugseinrichtung Bezug genommen wird, die einen Steuerfaktor auf einen gegebenen Abweichungswert hin freigibt, wird der für den Eingangsabweichungswert relevante Steuerfaktor der Bezugseinrichtung zugeführt. Durch die Speicherüberschreibeinrichtung, die den in der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehaltenen Steuerfaktor mit dem von der Bestimmungseinrichtung für den provisorischen Steuerfaktor bestimmten Steuerfaktor vergleicht und revidiert, indem der in der Speichereinrichtung gehaltene Steuerfaktor mit dem von den größeren der zugehörigen Abweichungswerte abgeleiteten Steuerfaktor überschreibt, wird der Steuerfaktor zur Bestimmung des Drosselklappenantriebssignals mittels der Antriebssignalbestimmungseinrichtung ausgewählt.
Bei der erfindungsgemäßen Drosselklappensteuervorrichtung bestimmt die Antriebssignal bestimmungseinrichtung das Drosselklappenantriebssignal aus der Abweichung und dem Steuerfaktor, basierend auf einer Servosteuerung, die durch die PID-Steuerung bzw. -Regelung typisiert ist. Durch Anwendung des Steuerschemas, das nur auf dem Proportionalterm (P-Term) der PID-Steuerung basiert, wobei die Terme der Integration (I) und der Differentiation (D) außer Betracht bleiben, kann das Problem der miteinander in Konflikt stehenden Steuereigenschaften, das mit dem Abweichungswert verbunden ist, gelöst werden, ohne auf den I-Term Bezug zu nehmen, sondern nur auf dem P-Term basierend. Genauer wird das Antriebssignal aus dem Abweichungswert, multipliziert mit einem Steuerfaktor, bestimmt.
Es ist ebenfalls möglich, das Problem der miteinander in Konflikt stehenden Steuereigenschaften, das mit dem Abweichungswert verbunden ist, durch Anwendung dieses Steuerschemas auf den I-Term der PID-Steuerung zu lösen. Genauer wird das Antriebssignal aus dem integrierten Wert des Produktes des Abweichungswertes und eines Steuerfaktors bestimmt. Offensichtlich ist es möglich, dieses Steuerschema sowohl auf den P-Term als auch auf den I-Term der PID-Steuerung anzuwenden, und in diesem Fall kann das Problem der miteinander in Konflikt stehenden Steuereigenschaften, das mit der Abweichung verbunden ist, in einem größeren Ausmaß gelöst werden. Genauer wird das Antriebssignal aus dem Abweichungswert multipliziert mit einem Steuerfaktor und dem integrierten Wert des Produktes bestimmt.
Bei der erfindungsgemäßen Drosselklappensteuervorrichtung wird das Antriebssignal nur von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung bestimmt und nur während des Übergangszustandes, wenn die Abweichung größer oder gleich einem bestimmter Schwellwert ist, und wird aus dem Abweichungswert multipliziert mit einem bestimmten stationären Steuerfaktor während des Stationärzustandes bestimmt, wenn die Abweichung kleiner als der Schwellwert ist, in welchem Fall das Erreichen eines hohen Ansprechen des Ausgangs von größerer Bedeutung ist als die Verhinderung des Überschießens. Der vorstehend erwähnte "Stationärzustandssteuerfaktor" ist der Steuerfaktor, der von der Bezugseinrichtung auf einen spezifischen Abweichungswert hin freigegeben wird (beispielsweise den kleinsten Abweichungswert), oder er kann unabhängig voreingestellt werden.
Für die Implementierung des erfindungsgemäßen Steuerschemas bestimmt die Drosselklappensteuervorrichtung das Klappenantriebssignal, basierend auf einer aus der Gruppe zweite Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Klappenantriebssignal aus dem Abweichungswert multipliziert mit einem bestimmten Stationärzustandssteuerfaktor bestimmt, dritte Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Antriebssignal aus dem integrierten Wert des Produktes des Abweichungswertes und einem bestimmten Stationärzustandssteuerfaktor bestimmt, und vierte Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Antriebssignal aus dem Abweichungswert multipliziert mit einem bestimmten Stationärzustandssteuerfaktor und dem integrierten Wert des Produktes bestimmt. Das Klappenantriebssignal wird von der (ersten) Antriebssignalbestimmungseinrichtung nur in dem Übergangszustand bestimmt, in dem der Abweichungswert größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist, und wird von einer aus der Gruppe zweite bis vierte Antriebssignalbestimmungseinrichtung in dem stationären Zustand bestimmt, in dem der Abweichungswert kleiner als der Schwellwert ist. Die zweite bis vierte Antriebssignalbestimmungseinrichtung revidiert den in der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehaltenen Steuerfaktor durch Überschreiben mit den Stationärzustandssteuerfaktor.
Die PID-Steuerung bzw. -regelung ist auch für ein Servosteuerung im stationären Zustand nützlich. Die zweite Antriebssignalbestimmungseinrichtung verwendet den P-Term, die dritte Antriebssignalbestimmungseinrichtung verwendet den I-Term, und die vierte Antriebssignalbestimmungseinrichtung verwendet beide, den P-Term und den I-Term der PID-Steuerung.
Welche der (ersten) Antriebssignalbestimmungseinrichtung oder einer der zweiten bis vierten Antriebssignalbestimmungseinrichtung diejenige ist, auf der die Antriebssignalbestimmung basiert, hängt davon ab, ob das Steuersystem sich im Übergangszustand oder im sta tionären Zustand befindet. Diesbezüglich ist eine Zustandsbeurteilungseinrichtung vorgesehen, die beurteilt, daß sich das Steuersystem in dem Übergangszustand befindet, wenn der Abweichungswert größer oder gleich dem Schwellwert ist, oder sonst sich im stationären Zustand befindet. Auf die Beurteilung bzw. Feststellung des Übergangszustandes durch die Zustandsbeurteilungseinrichtung hin wird das Klappenantriebssignal von der (ersten) Antriebssignalbestimmungseinrichtung bestimmt. Auf die Beurteilung bzw. Feststellung des stationären Zustandes mittels der Zustandsbeurteilungseinrichtung hin dagegen wird das Klappenantriebssignal durch eine der zweiten bis vierten Antriebssignalbestimmungseinrichtung bestimmt, wobei der in der Augenblicksspeichereinrichtung gehaltene Steuerfaktor revidiert wird, indem er mit dem Stationärzustandssteuerfaktor überschrieben wird. Basierend auf diesem Überschreiben des Steuerfaktors findet der Vorgang mittels der (ersten) Antriebssignalbestimmungseinrichtung in geeigneter Weise statt, wenn das Steuersystem aus dem stationären Zustand in den Übergangszustand gelangt.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Prinzips der elektronischen Drosselklappensteuerung;
2 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung der grundsätzlichen Anordnung der Drosselklappensteuervorrichtung;
3 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Steuerverfahrens der auf einer Ausführungsform der Erfindung basierenden Drosselklappensteuervorrichtung;
4 ist ein grafische Darstellung der in der Tabelle voreingestellten Hilfsverstärkungswerte;
5 ist eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs der Drosselklappe bei einer kleinen Abweichung der Öffnung und
6 ist eine grafische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs der Drosselklappe bei einer großen Abweichung der Öffnung.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
Im vorliegenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen eine Ausführungsform der Erfindung im Detail beschrieben. Diese Ausführungsform ist eine Drosselklappensteuervorrichtung der "elektronischen Drosselklappe", wie sie für einen Automobilbenzinmotor verwendet wird.
Unter Bezugnahme auf 1 werden die Grundsätze der elektronischen Drosselklappe erläutert. Die elektronische Drosselklappe ist aus einer Drosselklappe 11, die den Luftansaugwiderstand des Ansaugrohrs 14 einstellt, das den Durchlaß von Luft in den Motor bildet, einem Gleichstrommotor 12 der koaxial mit der Drosselklappe 11 gekoppelt ist, und einem Ventilöffnungssensor 13 aufgebaut. Der Gleichstrommotor 12 und der Öffnungssensor 13 sind mit einer Motorsteuereinheit (ECU) 10 verbunden, die eine Drosselklappensteuereinheit 1 und ein Öffnungsanforderungsbestimmungsgerät 30 enthält. Der Gleichstrommotor 12 empfängt von dem Drosselklappensteuergerät 1 den Klappenantriebssignalstrom, um die Drosselklappe 11 um die angetriebene Welle zu drehen, wodurch sich die Klappenöffnung ändert. Der Öffnungssensor 13 erfaßt die aktuelle Öffnung der Drosselklappe 11 und liefert sie an das Drosselklappensteuergerät 1. Die Drosselklappe 11 ist mittels einer Rückzugsfeder (nicht dargestellt) einer Vorspannkraft in Schließstellung unterworfen.
Die Drosselklappe 11 ist mit dem Gaspedal nicht über eine mechanische Einrichtung, wie einem Draht, verbunden, sondern wird von dem Gleichspannungs- bzw. Gleichstrommotor 12 betätigt, der von dem Drosselklappensteuergerät 1 her mit dem Antriebssignal beauf schlagt ist, um mit der angeforderten Öffnung übereinzustimmen, die von dem Öffnungsanforderungsbestimmungsgerät 30 auf das Gaspedalbetätigungssignal und andere Signale hin bestimmt wird. Das Öffnungsanforderungsbestimmungsgerät 30 ist ein Mikrocomputer, der in an sich bekannter Weise eine CPU, usw., enthält und die geforderte Öffnung der Drosselklappe 11 für das Drosselklappensteuergerät 1 basierend auf verschiedenen Eingangssignalen berechnet. Die dem Öffnungsanforderungsbestimmungsgerät 30 eingegebenen Signalwerte enthalten das Ausmaß der Betätigung des Gaspedals, die Motorkühltemperatur, die Motordrehzahl und den Eingriff des automatischen Getriebes. Die Verbindung dieser unterschiedlichen Signale geschieht zu dem Zweck, den Motor beim Kaltstart und beim Schalten des Getriebes, in Magerverbrennungsbetrieb, bei der Traktionskontrolle usw. zu steuern; Vorgänge, die meist unabhängig von der Betätigung des Gaspedals sind.
Das Drosselklappensteuergerät 1 ist ein Mikrocomputer mit an sich bekannter CPU, ROM, RAM usw., wie in 2 gezeigt. Die CPU 2 berechnet das Klappenantriebssignal für den Gleichstrommotor 12 aufgrund des aktuellen Öffnungssignals der Drosselklappe 11, das von dem Ventilöffnungssensor 13 zur Verfügung gestellt wird, und dem Öffnungsanforderungssignal für die Drosselklappe 11, das von dem Öffnungsanforderungsbestimmungsgerät 30 erzeugt wird. Das Drosselklappensteuergerät 1 wandelt diese Eingangs/Ausgangssignale über eine Interfaceschaltung (nicht dargestellt) ineinander um. Zur CPU 2 gehört ein ROM 3, das verschiedene Steuerprogramme speichert und Bezugsdaten usw. aufzeichnet, und ein RAM 4, das während Berechnungsvorgänge der CPU 2 Daten hält. Das Drosselklappensteuergerät 1 und das Öffnungsanforderungsbestimmungsgerät 30, die in der 1 dargestellten Ausführungsform verschiedene Mikrocomputer haben, können einen gemeinsamen Mikrocomputer haben.
Im folgenden wird die mittels des Drosselklappensteuergerätes 1 implementierte Drosselklappensteuerung erläutert. Das Drosselklappensteuergerät 1 führt die PID-Steuerung bzw. Regelung durch, die mit den Thermen der Proportionalität (P), der Integration (I) und der Differentiation (D) der Abweichung G arbeitet, die ein berechneter Unterschied (ein schließlich der Polarität) zwischen den eingegebenen Werten der Öffnungsanforderung und der aktuellen Öffnung ist. Die Prozeßzykluszeit beträgt etwa 2 ms, d. h. die Drosselkappe 11 wird 500 mal pro Sekunde betätigt. Unter den PID-Termen beschäftigt sich die vorliegende Erfindung nicht eingehend mit dem D-Term, der deshalb vernachlässigt wird und in der folgenden Erläuterung ist angenommen, daß die D-Termstellung bzw. Verstärkung auf Null gesetzt ist. Die Terme der Proportionalität (P) und der Integrationen (I) werden im folgenden erläutert.
Der P-Term wird als ein Produkt G × K_P berechnet, indem der Abweichungswert G mit einer P-Termverstärkung K_P multipliziert wird, und der I-Term wird als ein Integrationswert Σ(G × K_I) berechnet, indem das Produkt des Abweichungswertes G und eine I-Termverstärkung K_I für einen Betriebszyklus integriert wird, nachdem die Drosselklappe 11 vorher betätigt wurde bis sie betätigt werden muß. Verschiedene Werte der P-Termverstärkung K_P und der I-Termverstärkung K_I werden entsprechend den Abweichungswerten G in Form einer Tabelle in dem ROM 3 gespeichert, wie in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform speichert das ROM 3 vier Sätze von Abweichungswerten und Verstärkungswertpaaren, wobei die P-Termverstärkung K_P und die I-Termverstärkung K_I umgekehrt proportional dem Abweichungswert G ist. Tabelle 1

Abweichungswert 0,1° 1° 10° 40°

P-Termverstärkung 6 4 3 2

I-Termverstärkung 4 3 3 1
Der Berechnungsvorgang des Antriebssignals eines Betriebszyklus, basierend auf dem P-Term und dem I-Term, wird anhand des Flußdiagramms der 3 erläutert.
Stufen S1, S2: Anfänglich wird beurteilt, ob die Drosselklappe 11 in einem stationären Zu stand oder einem Übergangszustand ist. Der Berechnungsvorgang teilt sich in den Fall des stationären Zustands, bei dem die Abweichung der aktuellen Öffnung von der geforderten Öffnung kleiner ist und die Drosselklappe 11 nicht weit bewegt zu werden braucht, und den Fall des Übergangszustandes, in dem die Abweichung größer ist und eine große Drosselklappenbewegung benötigt wird.
Genauer wird der Abweichungswert G berechnet, indem der geforderte Öffnungswert von dem aktuellen Öffnungswert subtrahiert wird: (S1), und der Abweichungswert G wird mit einem vorbestimmten Schwellwert G_TH verglichen: (S2). Der Schwellwert G_TH, der bei der vorliegenden Ausführungsform 0,1° beträgt, wird aus dem ROM 3 ausgelesen. Wenn der Abweichungswert G größer oder gleich dem Schwellwert G_TH ist, geht die Sequenz zur Stufe S3 für die Bearbeitung des Übergangszustandes weiter: (S2: Ja), oder, wenn der Abweichungswert G kleiner als G_TH ist, schreitet die Sequenz zur Stufe S9 für die Bearbeitung des stationären Zustandes weiter: (S2: nein).
Stufe S3: Zu Beginn der Bearbeitung des Übergangszustandes wird auf die Tabelle des ROM 3 zugegriffen, um provisorische Werte der P-Termverstärkung K_P und der I-Termverstärkung K_I für den Abweichungswert G zu ermitteln. Diese Werte werden basierend auf der linearen Interpolation ermittelt, wie in 4 dargestellt, indem die vorbestimmten, in der Tabelle 1 gelisteten Werte verwendet werden. Die resultierende provisorische P-Termverstärkung K_PA und I-Termverstärkung K_IA wird in dem RAM 4 gehalten.
Stufen S4, S5: Für die P-Termverstärkung wird bestimmt, ob oder ob nicht der provisorische Wert unverändert verwendet wird. Genauer wird der in Stufe S3 erhaltene Wert K_PA mit dem Wert K_PT verglichen, der in vorherigem Zyklus verwendet wurde und im RAM 4 gehalten wird: (S4). Wenn K_PA kleiner als K_PT ist: (S4: Ja), wird K_PT durch K_PA ersetzt: (S5), und die Sequenz schreitet zur Stufe S6 vor. Wenn K_PA dagegen größer oder gleich K_PT ist: (S4: Nein), schreitet die Sequenz direkt zur Stufe S6 vor. Dies bedeutet, daß nur, wenn die in Stufe S3 neu ermittelte provisorische P-Termverstärkung kleiner als die im vorhergehenden Zyklus verwendete ist, der neue Wert ausgewählt wird, ansonsten aber der Wert des vorhergehenden Zyklus kontinuierlich selektiert wird.
Anstelle K_PA und K_PT in Stufe S4 zu vergleichen, können unter entgegengesetzten Bedingungen des Vergleichs die entsprechenden Abweichungswerte G verglichen werden. Genauer, wenn der Abweichungswert G für K_PA größer als der für K_PT ist: (S4: Ja), schreitet die Sequenz zu S5 weiter, um überzuschreiben, oder wenn der Abweichungswert G für K_PA kleiner als oder gleich dem für K_PT ist: (S4: Nein), schreitet die Sequenz direkt zu S6 fort.
Stufen S6, S7: Für die I-Termverstärkung wird bestimmt, ob oder ob nicht der provisorische Wert von S3 verwendet wird. Genauer wird der in Stufe S3 erhaltene Wert K_IA mit dem Wert K_IT verglichen, der im vorgehenden Zyklus verwendet wurde und im RAM 4 gehalten wird, ähnlich der Stufe S4: (S6). Wenn K_IA kleiner ist als K_IT: (S6: Ja), wird K_IT durch K_IA ersetzt: (S7), und die Sequenz schreitet zur Stufe S8 weiter. Wenn dagegen K_IA größer oder gleich K_IT ist: (S6: Nein), schreitet die Sequenz direkt zur Stufe S8 weiter. Dies bedeutet, daß nur, wenn die provisorische I-Termverstärkung, die in Stufe S3 neu ermittelt wurde, kleiner ist als die im vorhergehenden Zyklus verwendete Verstärkung, der neue Wert ausgewählt wird, oder daß andernfalls der Wert des vorhergehenden Zyklus weiterhin ausgewählt wird. Anstelle K_IA und K_IT in Stufe S6 zu vergleichen, können die entsprechenden Abweichungswerte G miteinander verglichen werden.
Stufe S8: Die P-Termverstärkung K_PT und die I-Termverstärkung K_IT, die in den Bearbeitungen der Stufen S4–S7 ausgewählt wurden, werden als K_P und K_I im RAM 4 gehalten. In dem Fall, in dem K_P und K_I bereits im RAM 4 gespeichert sind, werden sie überschrieben. K_P und K_I sind gesetzte Werte der P-Termverstärkung und der I-Termverstärkung, die für den Berechnungsvorgang des augenblicklichen Zyklus verwendet werden. K_PT und K_IT werden unverändert gehalten, so daß sie für den Vergleich in Stufen S4 und S6 des nächsten Zyklus verwendet werden. Wenn die beiden Verstärkungswerte für den Berech nungsvorgang bestimmt sind, schreitet die Sequenz weiter zur Stufe S11 vor.
Stufen S9 und S10: In dem Fall, indem in Stufe S2 der Abweichungswert G kleiner ist als der Schwellwert G_TH: (S2: Nein), wird der Vorgang des stationären Zustandes ausgeführt. Genauer werden die vorbestimmte P-Termverstärkung K_PS und I-Termverstärkung K_IS für den stationären Zustand aus dem ROM 3 ausgelesen und als K_P und K_I im RAM 4 festgelegt: (S9). In dem Fall, in dem K_P und K_I bereits in RAM 4 gespeichert sind, werden sie überschrieben. Die Werte von K_PS und K_IS werden vorher vorbereitet. Diese Werte sind die Verstärkungswerte für den kleinsten Abweichungswert 0,1° in Tabelle 1. K_PT und K_IT werden durch K_PS und K_IS bei der Bearbeitung des Übergangszustandes in dem nächsten Betriebszyklus ersetzt: (S10).
Stufe 11: Das Klappenbetätigungssignal wird aus den Verstärkungswerten K_P und K_I, die in Stufe S8 für den Übergangszustand oder in Stufe S9 für den stationären Zustand eingesetzt wurden, berechnet. Die Berechnung ist die Summation des P-Terms (G × K_P) und des I-Terms (ΣG × K_I)). Das sich ergebende Klappenbetätigungssignal, das den an die Drosselklappe 11 anzulegenden Steuerwert bedeutet, wird in eine intermittierende Versorgungsspannung mit einem Tastverhältnis umgewandelt und dem Gleichstrommotor 12 zugeführt. Der Gleichstrommotor 12 erzeugt aus dem Antriebsstrom ein Drehmoment und betätigt die Drosselklappe 11.
Der vorgenannte Vorgang wird mit einer Zykluszeit von etwa 2 ms wiederholt, so daß die augenblickliche Öffnung der Drosselklappe 11 derart gesteuert wird, daß sie der geforderten Öffnung folgt.
Unter Bezugnahme auf 5 wird die Drosselklappensteuerung in Antwort auf eine Änderung der geforderten Öffnung erläutert.
Im dargestellten Beispiel beträgt der Abweichungswert G bis zum Zeitpunkt t₀ Null; zu diesem Zeitpunkt tritt eine Öffnungsabweichung von 1° auf. In den vorhergehenden Zyklen vor dem Zeitpunkt findet die stationäre Zustandsteuerung, basierend auf der Beurteilung "Nein" in Stufe S2 für den Nullabweichungswert G statt. Bezüglich K_P und K_I werden K_PT und K_IT als K_PS und K_IS gehalten, das heißt betragen in dieser Periode 6 und 4 gemäß Tabelle 1. Das in Stufe S11 berechnete Antriebssignal für den Abweichungswert G von Null wird aus dem I-Term hergeleitet, um der Vorspannkraft der Rückstellfeder entgegenzuwirken. Dies ist der Gleichgewichtszustandes der Antriebskraft des Gleichstrommotors 12 zum Öffnen der Drosselklappe und der Federvorspannkraft zum Schließen der Drosselklappe, wobei die Öffnung der Drosselklappe 11 unverändert ist.
Im ersten Zyklus, der dem Zeitpunkt t₀ folgt, tritt die Sequenz in den Vorgang des Übergangszustandes ein, basierend auf der Beurteilung "Ja" in Stufe S2. In Stufe S3 wird auf die Tabelle des ROM 3 (dargestellt durch die Tabelle 1) zugegriffen, um provisorische Verstärkungswerte K_PA = 4 und K_IA = 3 für den Abweichungswert von 1° zu erhalten. Da diese Werte kleiner sind als die gehaltenen Werte K_PD und K_IT, erfolgen in den Stufen S4 und S6 "Ja" Beurteilungen, um K_PT und K_IT mit neuen Werten 4 und 3 zu überschreiben (S5, S7). K_P und K_I werden ebenfalls mit neu gewählten Werten 4 und 3 überschrieben: (S8). Das Antriebssignal wird mit dem Abweichungswert von 1° und den bestimmten Verstärkungswerten 4 und 3 in Stufe S11 berechnet.
Die Tabelle 1 ergibt, daß diese bestimmten Verstärkungswerte größer sind als die Verstärkungswerte für größere Abweichungswerte G. Selbst wenn der Abweichungswert G = 1° klein ist, wird deshalb von dem P-Term ein Klappenantriebssignal erzeugt, das groß genug ist, um den Gleichstrommotor 12 anlaufen zu lassen. Entsprechend beginnt die Drosselklappe 11, sich unmittelbar in Richtung auf die geforderte Öffnung zu bewegen, ohne daß auf den Anstieg des I-Terms gewartet wird, wie durch die Kurve n in 5a gezeigt. Das heißt, das Steuersystem spricht empfindlich auf eine kleine Abweichung an. Dieser Vorgang des Übergangszustandes wird wiederholt bis die aktuelle Öffnung der Drosselklappe 11 die geforderte Öffnung erreicht. Wenn der Abweichungswert G allmählich von 1° ab nimmt, nehmen die provisorischen Verstärkungswerte, die in Stufe S3 erhalten wurden, zu, wie in Tabelle 1 und 4 gezeigt. In den Stufen S4 und S6 erfolgen jedoch ständig "Nein" Beurteilungen, wodurch die Verstärkungswerte 4 und 3 ständig ausgewählt werden. Wenn der Abweichungswert G unter 0,1° fällt, kehrt die Sequenz zum Vorgang des stationären Zustandes zurück.
Wenn der zum Zeitpunkt erscheinende Abweichungswert G lediglich 0,2° beträgt, kann der T-Term ein Klappenantriebssignal erzeugen, das nicht groß genug ist, damit der Gleichstrommotor 12 anläuft, selbst wenn die P-Termverstärkung 5, 8 beträgt. In diesem Fall ist die I-Termverstärkung jedoch ebenfalls groß und mittels des rasch ansteigenden I-Terms wird das in der Praxis genügende Ansprechen des Ausgangs erzielt.
Als nächstes wird der Fall erläutert, in dem der Abweichungswert G bis zum Zeitpunkt t0 Null beträgt, zu welchem Zeitpunkt eine Öffnungsabweichung von 4° auftritt, wie in 6 dargestellt. Die vorhergehenden Zyklen vor dem Zeitpunkt t₀ sind die gleichen wie im vorstehenden, in 5 dargestellten Beispiel, in welchem der Vorgang des stationären Zustandes stattfindet, mit K_P und K_I, wobei K_PT und K_IT als K_PS und K_IS gehalten erden, und die Öffnung der Drosselklappe 11 unverändert bleibt.
Im ersten Zyklus, der dem Zeitpunkt t₀ folgt, tritt die Sequenz in den Vorgang des Übergangszustandes ein, basierend auf der Beurteilung "Ja" in Stufe S2. In Stufe S3 wird auf die Tabelle des ROM 3 (durch Tabelle 1 gezeigt) zugegriffen, um provisorische Verstärkungswerte K_PA = 3,7 und K_IA = 2,7 für den Abweichungswert von 4° zu erhalten, wie in 4 dargestellt. Da diese Werte kleiner als die gehaltenen Werte K_PT = 6 und K_IT = 4 sind, erfolgen in den Stufen S4 und S6 "Ja" Beurteilungen zur Überschreibung von K_PT und K_IT mit diesen neuen Werten: (S5, S7). K_P und K_I werden ebenfalls durch neu gewählte Werte 3,7 und 2,7 ersetzt (S8). Das Klappenantriebssignal wird aus dem Abweichungswert von 4° und den in Stufe S11 bestimmten Verstärkungswerten 3,7 und 2,7 berechnet. Der Abweichungswert G nimmt entsprechend allmählich von 4° ab.
Wenn der Abweichungswert G allmählich von 4° abnimmt, nehmen die provisorischen Verzögerungswerte K_PA und K_IA, die in Stufe S3 erhalten werden, zu. Diese Werte sind größer als die gehaltenen Werte K_PT = 3,7 und K_IT = 2,7, wodurch in den Stufen S4 und S6 "Nein" Beurteilungen erfolgen, so daß die Verstärkungswerte K_PT = 3,7 und K_IT = 2,7 gewählt und beibehalten werden. K_P und K_I bleiben ebenfalls auf 3,7 und 2,7: (S8).
Wenn der Verzögerungswert G auf 1° abnimmt, was dem Verzögerungswert zum Zeitpunkt t₀ der 5 entspricht, ist das erzeugte Antriebssignal entsprechend den kleineren Werten von K_P und K_I im Vergleich mit dem Fall der 5 kleiner. Daher ist das Ansprechen des Ausgangs selbst bei einer großen Abweichung stabil. Wenn das Antriebssignal der 5, das ein so großes Drehmoment erzeugt, daß der Gleichstrommotor 12 anläuft, an den bereits laufenden Gleichstrommotor 12 gelegt wurde, würde die sehr starke Antriebskraft dazu führen, daß die Drosselklappe überschießt, wie durch die Kurve n in 6 dargestellt. Dadurch, daß ständig kleine Verstärkungswerte verwendet werden, kann das Entstehen einer zu großen Antriebskraft verhindert werden und kann das stabile Antwortverhalten ohne Überschießen erreicht werden, wie durch die Kurve m dargestellt.
K_P und K_I und K_PT und K_IT werden auf den Werten von 3,7 und 2,7 gehalten bis das Steuersystem in den stationären Zustand eintritt, wenn der Abweichungswert G unter 0,1° absinkt. Sobald das Steuersystem in den stationären Zustand eintritt, werden K_P bzw. K_I und K_PT bzw. K_IT 6 bzw. 4, wie im vorhergehenden Fall der 5.
Selbst nach einer Ausgangsantwort auf eine große Abweichung, wie durch die Kurve m der 6 dargestellt, nehmen somit K_PT und K_IT große Werte an, sobald das Steuersystem in den stationären Zustand mit einer kleinen Abweichung eintritt, und die Drosselklappe 11 wird mit einem hohen Ausgangsansprechen gesteuert, wie durch die Kurve m in 5 gezeigt.
Wenn in dem Übergangszustand der Steuerung eine große Öffnungsabweichung auftritt, wie durch die Kurve n in 5 dargestellt, ist der Klappensteuervorgang der gleiche wie durch die Kurve n in 6 gezeigt.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform sind die Werte K_PA und K_IA der provisorischen P-Term und I-Termverstärkungen umgekehrt proportional zum Abweichungswert G (wie in Tab. 1 gezeigt) bei der Bearbeitung des Übergangszustandes, und die kleineren dieser Werte oder der im vorhergehenden Zyklus verwendeten Werte K_PT und K_IT werden als K_P und K_I für den augenblicklichen Berechnungsvorgang gewählt. Entsprechend hat das Steuersystem eine große Verstärkung gegenüber einer kleinen Abweichung, wodurch eine große Antriebskraft auf die anhaltende Drosselklappe 11 wirkt, so daß die aktuelle Öffnung sich rasch der geforderten Öffnung annähert. Dagegen hat das Steuersystem bei einer großen Abweichung eine kleine Verstärkung und hält die Verstärkung klein, um eine kleine Antriebskraft zu erzeugen, selbst wenn die Abweichung abgenommen hat, wodurch verhindert wird, daß die sich bereits bewegende Drosselklappe 11 überschießt. Folglich ist die Drosselklappensteuervorrichtung in der Lage, eine hohe Ausgangsansprechempfindlichkeit bei der kleineren Abweichung und eine hohe Steuerstabilität bei der größeren Abweichung zu erreichen.
Die Drosselklappensteuervorrichtung beurteilt, ob sich das Steuersystem im stationären Zustand oder im Übergangszustand befindet, basierend auf dem Vergleich des Abweichungswertes G der Öffnung mit dem vorgeschriebenen Wert in jedem Betriebszyklus und berechnet das Klappenantriebssignal des stationären Zustandes basierend auf den Verstärkungswerten K_PS und K_IS, die für diesen Zustand spezifisch sind. In diesem Falle werden K_P _T und K_IT ebenfalls durch K_PS und K_IS ersetzt, so daß die Drosselklappensteuerung mit hoher Ausgangs- bzw. Ansprechempfindlichkeit und hoher Steuerstabilität erreicht wird, um dem Abweichungswert zu entsprechen, wenn das Steuersystem von dem stationären Zustand in den Übergangszustand übergeht.
Die Computer und zugehörigen Sensoren und der Drosselklappenaktuator sind mit einem ROM 3 kombiniert, das die Steuerprogramme und Daten steuert, und funktionieren als die vorstehend beschriebene Drosselklappensteuervorrichtung.
Die Erfindung wurde anhand einer speziellen Ausführungsform beschrieben. Ohne den allgemeinen Erfindungsgedanken zu verlassen sind Abänderungen und Modifikationen möglich. Anstelle der provisorischen Verstärkungseinstellung und Auswahl für den P-Term und den I-Term, wie bei der vorstehenden Ausführungsform, kann der Vorgang beispielsweise nur für einen Term implementiert werden, wobei der andere Term in herkömmlicher Weise behandelt wird. Das Klappenantriebssignal kann basierend auf dem P-Term oder dem I-Term bestimmt werden. Der D-Term, bei der vorstehenden Ausführungsform nicht verwendet wird, kann in den Vorgang der Bestimmung des Ventilantriebssignals sowohl im Übergangszustand als auch im stationären Zustand eingeschlossen werden.
Anstelle der zur Ermittlung der provisorischen Verstärkungswerte in Stufe S3 auf dem Flußdiagramm der 3 verwendeten linearen Interpolation gemäß 4 liegt eine alternative Methode darin, den Abweichungswert genauer zu segmentieren und provisorische Verstärkungswerte für eine Abweichung unmittelbar unter Bezugnahme auf die Tabelle zu erhalten.
Anstelle Verstärkungswerte für den kleinsten Abweichungswert des Übergangszustandes, d. h. 0,1° in Tabelle 1, als Verstärkungswert K_PS und K_IS des stationären Zustandes in der Bearbeitung der Stufen S9 und S10 in dem Flußdiagramm der 3 zu verwenden, können für den stationären Zustand spezifische willkürliche Verstärkungswerte im ROM 3 voreingestellt werden.
Anstelle das Ausgangssignal des Öffnungssensors 13 direkt zur Berechnung des Abweichungswertes G zu verwenden, kann das Signal der augenblicklichen Öffnung beispielsweise einer Phasenvorlaufskompensation unterworfen werden. Ein Beispiel der einfachsten Form der Phasenvorlaufskompensation ist folgendes: DA = TA + d(TA – TA'),wobei T_A etwa die aktuelle Öffnung ist, T_A' die aktuelle Öffnung des vorhergehenden Zyklus ist, d die Kompensationsverstärkung ist und D_A die aktuelle Öffnung nach der Phasenvorlaufskompensation ist.
Entsprechend der vorstehend beschriebenen Erfindung ist eine Drosselklappensteuervorrichtung vorgesehen, die bei kleinerer Abweichung der aktuellen Öffnung von der geforderten Öffnung der Drosselklappe eine hohe Ausgangsansprechempfindlichkeit aufweist und gegenüber größerer Abweichung eine hohe Steuerstabilität aufweist und mit der die Drosselklappe unabhängig vom Betriebszustand einwandfrei betätigt werden kann.

Claims

Drosselklappensteuervorrichtung für eine Drosselklappe einer Brennkraftmaschine zum Bestimmen eines Klappenantriebssignals mittels einer Antriebssignalbestimmungseinrichtung basierend auf einer Abweichung einer aktuellen Öffnung der Drosselklappe von einer geforderten Öffnung multipliziert mit einem Steuerfaktor, welche Vorrichtung enthält: eine Bezugseinrichtung, die einen für jeden Abweichungswert relevanten Steuerfaktor freigibt; und eine Augenblicksfaktorspeichereinrichtung, die einen von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung augenblicklich zu verwendenden Steuerfaktor hält, wobei die Antriebssignalbestimmungseinrichtung das Klappenantriebssignal bestimmt, indem ein Steuerfaktor, der von dem größeren Abweichungswert hergeleitet ist, aus der Gruppe Steuerfaktor, der von der Bezugseinrichtung auf den Abweichungswert hin freigegeben ist, und Steuerfaktor, der von der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehalten wird, verwendet wird.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 1, weiter enthaltend: eine Bestimmungseinrichtung für einen provisorischen Faktor, die den dem Abweichungswert entsprechenden Steuerfaktor bestimmt, indem auf die Bezugseinrichtung zu einem vorbestimmten Zeitintervall Bezug genommen wird; und eine Steuerfaktorüberschreibeinrichtung, die den von der Bestimmungseinrichtung für den provisorischen Faktor bestimmten provisorischen Steuerfaktor mit dem von der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehaltenen Steuerfaktor vergleicht und den in der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehaltenen Steuerfaktor mit einem der verglichenen Steuerfaktoren durch Überschreiben revidiert, der von dem größeren der zugehörigen Abweichungswerte hergeleitet ist, wobei die Antriebssignalbestimmungseinrichtung das Klappenantriebssignal basierend auf dem mittels der Steuerfaktorüberschreibeinrichtung in der Augenblicksfaktor speichereinrichtung überschriebenen Steuerfaktor bestimmt.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebssignalbestimmungseinrichtung das Klappenantriebssignal basierend auf dem Abweichungswert multipliziert mit dem Steuerfaktor bestimmt.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebssignalbestimmungseinrichtung das Klappenantriebssignal basierend auf dem integrierten Wert des Produktes des Abweichungswertes mit dem Steuerfaktor bestimmt.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Antriebssignalbestimmungseinrichtung das Klappenantriebssignal basierend auf dem Abweichungswert multipliziert mit dem Steuerfaktor und dem integrierten Wert des Produktes des Abweichungswertes mit dem Steuerfaktor bestimmt.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Klappenantriebssignal von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung nur im Übergangszustand bestimmt wird, in dem der Abweichungswert größer als oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist, oder im stationären Zustand, in dem der Abweichungswert kleiner als der vorbestimmte Schwellwert ist, basierend auf dem Abweichungswert multipliziert mit einem vorbestimmten Steuerfaktor bestimmt wird.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 3, weiter enthaltend eine zweite Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Klappenantriebssignal basierend auf dem Abweichungswert multipliziert mit einem vorbestimmten Stationärzustandssteuerfaktor bestimmt, welches Klappenantriebssignal von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung nur im Übergangszustand bestimmt wird, in dem der Abweichungswert größer oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist, oder von der zweiten Antriebssignalbestimmungseinrichtung in dem stationären Zustand bestimmt wird, in dem der Abweichungswert kleiner als der vorbestimmte Schwellwert ist.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 4, weiter enthaltend eine dritte Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Klappenantriebssignal basierend auf dem integrierten Wert des Produktes des Abweichungswertes und eines vorbestimmten Stationärzustandssteuerfaktors bestimmt, welches Klappenantriebssignal von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung nur in dem Übergangszustand bestimmt wird, in dem der Abweichungswert größer als oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist, oder von der dritten Antriebssignalbestimmungseinrichtung in dem stationären Zustand bestimmt wird, in dem der Abweichungswert kleiner ist als der vorbestimmte Schwellwert.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 5, weiter enthaltend eine vierte Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Klappenantriebssignal basierend auf dem Abweichungswert multipliziert mit einem vorbestimmten Stationärzustandssteuerfaktor und dem integrierten Wert des Produktes des Abweichungswertes und eines vorbestimmten Stationärzustandssteuerfaktors bestimmt, welches Klappenantriebssignal von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung nur im Übergangszustand bestimmt wird, in dem der Abweichungswert größer als oder gleich einem vorbestimmten Schwellwert ist, oder von der vierten Antriebssignalbestimmungseinrichtung in dem stationären Zustand bestimmt wird, in dem der Abweichungswert kleiner als der vorbestimmte Schwellwert ist.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, weiter enthaltend: eine Zustandsbeurteilungseinrichtung, die den Abweichungswert mit einem vorbestimmten Schwellenwert vergleicht und den Betriebszustand als den Übergangszustand beurteilt, wenn der Abweichungswert größer oder gleich dem Schwellwert ist oder andernfalls als den stationären Zustand beurteilt; und eine zweite Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Klappenantriebssignal basierend auf dem Abweichungswert multipliziert mit einem vorbestimmten Stationärzustandssteuerfaktor bestimmt und den in der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung ge haltenen Steuerfaktor durch Überschreiben mit dem Stationärzustandssteuerfaktor revidiert, wenn die Zustandsbeurteilungseinrichtung den Betriebszustand als den stationären Zustand beurteilt, wobei das Antriebssignal von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung bestimmt wird, wenn die Zustandsbeurteilungseinrichtung den Betriebszustand als den Übergangszustand beurteilt.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, weiter enthaltend: eine Zustandsbeurteilungseinrichtung, die den Abweichungswert mit einem vorbestimmten Schwellwert vergleicht und den Betriebszustand als den Übergangszustand beurteilt, wenn der Abweichungswert größer oder gleich dem Schwellwert ist, oder andernfalls als den stationären Zustand beurteilt; und eine dritte Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Klappenantriebssignal basierend auf dem integrierten Wert des Produktes des Abweichungswertes und eines vorbestimmten Stationärzustandssteuerfaktors bestimmt und den in der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehaltenen Steuerfaktor durch Überschreiben mit dem Stationärzustandssteuerfaktor revidiert, wenn die Zustandsbeurteilungseinrichtung den Betriebszustand als den stationären Zustand beurteilt, wobei das Antriebssignal von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung bestimmt wird, wenn die Zustandsbeurteilungseinrichtung den Betriebszustand als den Übergangszustand beurteilt.
Drosselklappensteuervorrichtung nach Anspruch 2 oder 5, weiter enthaltend: eine Zustandsbeurteilungseinrichtung, die den Abweichungswert mit einem vorbestimmten Schwellwert vergleicht und den Betriebszustand als den Übergangszustand beurteilt, wenn der Abweichungswert größer oder gleich dem Schwellwert ist oder andernfalls als den stationären Zustand beurteilt; und eine vierte Antriebssignalbestimmungseinrichtung, die das Klappenantriebssignal basierend auf dem Abweichungswert multipliziert mit einem vorbestimmten Statio närzustandssteuerfaktor und dem integrierten Wert des Produktes des Abweichungswertes und des Stationärzustandssteuerfaktors bestimmt und den in der Augenblicksfaktorspeichereinrichtung gehaltenen Steuerfaktor durch Überschreiben mit dem Stationärzustandssteuerfaktor revidiert, wenn die Zustandsbeurteilungseinrichtung den Betriebszustand als den stationären Zustand beurteilt, wobei das Antriebssignal von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung bestimmt wird, wenn die Zustandsbeurteilungseinrichtung den Betriebszustand als den Übergangszustand beurteilt.
Drosselklappensteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 7, 8 oder 9, weiter enthaltend: eine Zustandsbeurteilungseinrichtung, die den Abweichungswert mit einem vorbestimmten Schwellwert vergleicht und den Betriebszustand als den Übergangszustand beurteilt, wenn der Abweichungswert größer oder gleich dem Schwellwert ist, oder sonst als den stationären Zustand beurteilt, wobei das Antriebssignal von der Antriebssignalbestimmungseinrichtung bestimmt wird, wenn die Zustandsbeurteilungseinrichtung den Betriebszustand als den Übergangszustand beurteilt, oder basierend auf dem Abweichungswert multipliziert mit einem vorbestimmten Stationärzustandssteuerfaktor bestimmt wird, wenn die Zustandsbeurteilungseinrichtung den Betriebszustand als den stationären Zustand beurteilt.