DE19944044C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Motors - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Motors

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Motors mit den Schritten:
Erzeugen eines Fahrpedal-Stellungssignals, Festlegen eines Soll-Öffnungsgrades eines Drosselventils des Motors, Erzeugen eines Steuersignals zur Reduzierung einer Abwei­ chung eines tatsächlichen Öffnungsgrades des Drosselventils von dem Soll-Öffnungs­ grad, und Variieren des Öffnungsgrades des Drosselventils in Abhängigkeit von dem Steuersignal.
Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors, mit:
einem Stellglied zum Variieren eines Öffnungsgrades eines Drosselventils für einen Mo­ tor auf ein Drosselsteuersignal hin unabhängig von einer Fahrpedalbetätigung, einem Fahrpedalsensor zur Erzeugung eines Fahrpedalsignals, das ein Fahrpedal- Stellungssignal repräsentiert, einer Steuereinrichtung zur Festlegung eines Soll- Öffnungsgrades des Drosselventils und zur Erzeugung des Steuersignals zur Reduzie­ rung der Abweichung des Öffnungsgrades von dem Soll-Öffnungsgrad.
Die JP 04101037 A zeigt ein Motorsteuerungssys­ tem zur Bestimmung eines Soll-Drosselklappenöffnungsgrades, basierend auf einem Soll-Motormoment, das in Übereinstimmung mit einer Stellung eines Fahrpedals berech­ net wird.
Wenn die Beziehung zwischen dem Öffnungsgrad des Drosselventils und dem Motor­ moment, wie in Fig. 15 gezeigt, nicht linear ist, können geringe Schwankungen des Soll- Moments im Bereich einer großen Drosselklappenöffnung eine übermäßige Reaktion des Öffnungsgrades des Drosselventils verursachen, was in einer unerwünschten Dreh­ momentschwankung resultiert. Dies führt jedoch zu unerwünschten Beeinträchtigungen des Fahrverhaltens eines damit ausgerüsteten Fahrzeuges, insbesondere im oberen, aber auch im mittleren Lastbereich des Motors.
Die Ursache dafür liegt in einer derartig gekrümmten Charakteristik, daß im Bereich der kleinen Drosselöffnung, bei der die Drosselklappenöffnung relativ klein ist, eine Ände­ rung des Öffnungsgrades der Drossel aufgrund einer Änderung des Drehmoments relativ klein ist, und daß im Bereich einer großen Öffnung der Drosselklappe eine Änderung im Öffnungsgrad der Drosselklappe als Reaktion auf die Änderung des Drehmoments grö­ ßer wird.
Des Weiteren sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Steuern eines Motors der eingangs genannten Art aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 43 33 896 A1 be­ kannt. Hierin wird insbesondere auch die eben geschilderte Problematik angesprochen, daß bei der Umrechnung des Lastsignals in ein Drosselklappenreferenzsignal bereits kleine Schwankungen im Lastsignal große Schwankungen in der Drosselklappenstellung hervorrufen.
Um jedoch die Einsetzbarkeit des Steuerungssystems nicht durch zu große Toleranzen zu gefährden, wird vorgeschlagen, den Bereich hoher Lasten zu verbieten und mittels einer Begrenzungseinheit die Drosselklappenöffnung auf einen Wert unterhalb der Ma­ ximalöffnung zu reduzieren. Hierdurch wird jedoch die Motorleistung insbesondere im Spitzenbereich nicht vollständig ausgenutzt, was zu ungenutzten Überkapazitäten des Motors führt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern eines Motors der eingangs genannten Art derart zu verbessern, daß eine opti­ male Steuerung des Motors in jedem Lastbereich möglich ist.
Für ein Verfahren der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß der Schritt des Festlegens des Soll-Öffnungsgrades die Schritte auf­ weist: Berechnen eines Sollwertes, der ein von dem Motor zu erzielendes Soll-Motor­ drehmoment darstellt, in Abhängigkeit von dem Fahrpedal-Stellungssignal, Festlegen des Soll-Drosselöffnungsgrades in Abhängigkeit von dem Sollwert, Vergleichen des Sollwertes mit einem ersten Schwellenwert, Vergleichen des Fahrpedal-Stellungssignals mit einem zweiten Schwellenwert, Festlegen des Soll-Drosselöffnungsgrades in Abhän­ gigkeit von einem Parameterwert anstelle des Sollwertes, wenn der Sollwert gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist, und das Fahrpedal-Stellungssignal kleiner als der zweite Schwellenwert ist, und Festlegen des Soll-Drosselöffnungsgrades in Abhängigkeit von dem Fahrpedal-Stellungssignal oder einem diesen entsprechenden Wert, wenn der Sollwert gleich oder größer als der erste Schwellenwert ist, und das Fahrpedal- Stellungssignal gleich oder größer als der zweite Schwellenwert ist.
Des Weiteren wird für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art diese Aufgabe erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuereinrichtung enthält: eine Sollwert- Berechnungseinrichtung zur Berechnung eines Sollwertes, der ein von dem Motor zu erreichendes Soll-Motordrehmoment darstellt, in Abhängigkeit von dem Fahrpedal- Stellungssignal; eine erste Bestimmungseinrichtung, die den Soll-Drosselöffnungsgrad in Abhängigkeit von dem Sollwert festlegt, eine erste Vergleichseinrichtung, die den Soll­ wert mit einem ersten Schwellenwert vergleicht; eine zweite Vergleichseinrichtung zum Vergleichen des Fahrpedal-Stellungssignals mit einem zweiten Schwellenwert, eine zweite Bestimmungseinrichtung zum Festlegen des Soll-Drosselöffnungsgrades in Ab­ hängigkeit von einem Parameterwert, wenn der Sollwert gleich oder größer als der Schwellenwert ist, und das Fahrpedal-Stellungssignal kleiner als der zweite Schwellen­ wert ist, und eine dritte Bestimmungseinrichtung zum Festlegen des Soll-Drosselöff­ nungsgrades in Abhängigkeit von dem Fahrpedal-Stellungssignal oder einem diesen entsprechenden Wert, wenn der Sollwert gleich oder größer als der Schwellenwert ist, und das Fahrpedal-Stellungssignal gleich oder größer als der zweite Schwellenwert ist.
Indem bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren zum Steuern eines Motors die Fahrpedalstellung mit einem zweiten Schwellen­ wert verglichen wird, ist es möglich, für Bereiche, bei denen die volle Motorleistung benö­ tigt wird, die Lastregelung so vorzunehmen, daß die Drosselklappe vollständig geöffnet werden kann, so daß die volle Leistung des Motors erreicht wird.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung mit weiteren Einzelheiten be­ schrieben. Darin zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Motorsteuerung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines Verfahrens zur Steuerung der Drosselklappenöffnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 einen Graphen, in dem ein Schwellenwert des Moments tTELMT darge­ stellt ist, der im Steuerverfahren der Fig. 2 verwendet werden kann,
Fig. 4A und 4B Graphen zur Erläuterung der Funktionen des Steuerverfahrens der Fig. 2, wenn das Fahrpedal von der Ruheposition zu einer vollständig durchge­ drückten Position niedergedrückt und danach voll niedergedrückt gehalten wird,
Fig. 5A und 5B Graphen zur Erläuterung der Wirkung des Steuerverfahrens der Fig. 2, wenn das Fahrpedal zum Starten eines Fahrzeugs niedergedrückt wird,
Fig. 6 ein Flußdiagramm, in dem ein Verfahren zur Steuerung einer Drosselklap­ penöffnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt ist,
Fig. 7 einen Graphen, in dem eine Charakteristik einer Öffnungsfläche des Dros­ selventils bezüglich einer Stellung des Fahrpedals zur Verwendung im Steuerverfahren der Fig. 6 dargestellt ist,
Fig. 8 einen Graphen, in dem eine Charakteristik einer Durchflußmenge an Ein­ laßluft bezüglich einer normalisierten Öffnungsfläche zur Verwendung im Steuerverfahren der Fig. 6 dargestellt ist,
Fig. 9 einen Graphen, in dem eine Charakteristik eines Soll-Moments, das reprä­ sentativ für das Durchflußmengenverhältnis an Einlaßluft ist, zur Verwen­ dung im Steuerverfahren der Fig. 6 dargestellt ist,
Fig. 10 einen Graphen, in dem eine Charakteristik eines Schwellenwerts des Durchflußmengenverhältnisses von Einlaßluft, das repräsentativ für das Soll-Moment ist, dargestellt ist,
Fig. 11A und 11B Graphen zur Erläuterung der Wirkungen des Steuerverfahrens der Fig. 6,
Fig. 12 ein Flußdiagramm, in dem ein Verfahren zur Steuerung einer Drosselklap­ penöffnung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Er­ findung dargestellt ist,
Fig. 13 ein Flußdiagramm zur Erläuterung einer Wirkungsweise eines Lags erster Ordnung, wie es beim Verfahren der Fig. 12 verwendet wird,
Fig. 14 eine Ansicht der Wirkungen des Steuerverfahrens der Fig. 12, und
Fig. 15 einen Graphen, in dem ein Öffnungsgrad eines Drosselventils bezüglich eines Motormoments bei einer herkömmlichen Technik dargestellt ist.
Fig. 1 zeigt ein Motorsystem gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels.
Das Motorsystem dieses Beispiels ist eine Antriebsmaschine für ein Motorfahrzeug. Das Motorsystem umfaßt einen Motor (den Motor an sich oder eine Motorblockanordnung) 1, eine Ansaugleitung 2 für den Motor 1 und eine elektronisch gesteuerte Drosselvorrich­ tung 3 zur Betätigung eines Drosselventils (Drosselklappe) 4 in der Ansaugleitung mit Hilfe eines Stellmotors 5. Die elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung 3 betätigt die Drosselklappe 4, um hierdurch eine Abweichung eines IST-Drosselöffnungsgrades, der von einem Drosselsensor 6 erfaßt wird, von einem Soll-Drosselöffnungsgrad, der durch eine Steuereinheit 11 vorgegeben wird, zu minimieren. Durch Steuerung der Drosselöff­ nung kann dieses Motorsystem die Menge an Einlaßluft des Motors 1 und dadurch das Moment der Abtriebswelle des Motors 1 verändern.
Ein Fahrpedal (Gaspedal) 7 ist mit einem Pedalsensor 12 versehen. Dieser Pedalsensor 12 erfaßt eine Stellung des Fahrpedals (oder den Betrag, um den das Fahrpedal nieder­ gedrückt ist, oder die Eingabe des Fahrers zur Beschleunigung). Bei einer maximalen Stellung des Fahrpedals entspricht das Signal, das durch den Pedalsensor 12 erzeugt wird, seinem Wert nach der vollständig geöffneten Lage der Drosselklappe 4. Wenn bei­ spielsweise der Drosselklappenöffnungsgrad in vollständig geöffneter Lage 80° beträgt, dann repräsentiert das Öffnungssignal des Pedalsensors 12 bei maximaler Stellung des Fahrpedals eine 80°-Stellung. Das Signal für die Stellung, das von dem Fahrpedalsen­ sors 12 erzeugt wird, ist bei diesem Beispiel proportional zur Stellung des Fahrpedals oder zu dem Betrag, um den das Fahrpedal niedergedrückt ist.
Die Steuereinheit 11 empfängt Eingangsinformationen über die Stellung des Fahrpedals und die Drehzahl des Motors vom Fahrpedalsensor 12 und von einem Kurbelwinkelsen­ sor 13. Unter Verwendung der Eingangsinformationen berechnet die Steuereinheit 11 einen Soll-Drosselöffnungsgrad der Drosselklappe 4. In Übereinstimmung mit dem be­ rechneten Soll-Drosselöffnungsgrad (-befehl) steuert die Steuereinheit 11 den tatsächli­ chen Drosselöffnungsgrad der Drosselklappe 4, um die Motorleistung auf die im Folgen­ den beschriebene Weise zu steuern.
Hierbei sind in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind weiterhin vorgesehen:
  • - ein Luftdurchflußmesser 14, der auf der stromaufwärts der Drosselvorrichtung 3 zur Erfassung der Ansaugluftmenge des Motors 1 vorgesehen ist,
  • - ein Temperatursensor 15 zur Erfassung der Temperatur einer Motorkühlflüssigkeit und
  • - ein Sauerstoffsensor 16, der in einer Abgasleitung 17 zur Erfassung des Sauerstoff­ gehalts der Abgase des Motors 1 angeordnet ist.
Die damit erfassten Daten der Betriebszustände des Motors werden an die Steuereinheit 11 übertragen. In Übereinstimmung mit diesen Daten bestimmt die Steuereinheit 11 ein Soll-Luft-Kraftstoffgemisch in einem stöchiometrischen Verhältnis oder in einem mageren Verhältnis, berechnet eine Kraftstoffzufuhrmenge, die zur Erzeugung eines Luft-Kraft­ stoff-Gemisches entsprechend des Soll-Luft-Kraftstoff-Gemisches im Verhältnis zur Einsaugluftmenge benötigt wird, und betätigt eine Kraftstoffeinspritzvorrichtung 8, um eine Kraftstoffeinspritzung in Übereinstimmung mit der berechneten Menge auszuführen. Eine Zündkerze 9 zündet die Luft-Kraftstoffmischung auf Befehl der Steuereinheit 11.
Fig. 2 zeigt das Verfahren zur Steuerung der Drosselklappe, wie es durch die Steuerein­ heit 11 ausgeführt wird. Das Verfahren der Fig. 2 wird ausgeführt, um den Soll-Öffnungs­ grad tTVO der Drosselklappe in regelmäßigen Zeitabständen in einem vorbestimmten Zeitabstand (beispielsweise 4 ms) zu bestimmen.
Die Schritte S1 und S2 sind zum Einlesen der Stellung APS des Fahrpedals und der Drehzahl Ne des Motors (UpM) vorgesehen.
Ein Schritt S3 ist zur Berechnung eines Soll-Motordrehmoments tTE in Übereinstimmung mit der Stellung APS des Fahrpedals und der Motordrehzahl Ne vorgesehen. Eine Mög­ lichkeit zur Berechnung von tTE ist das Nachschlagen von Daten anhand einer Datenta­ belle für das Soll-Moment, die als Parameter die Stellung APS des Fahrpedals und die Motordrehzahl Ne aufweist. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung folgender ma­ thematischer Beziehung, wie sie in der JP 04101037 A offenbart ist.
tTE = K1 × APS - K2 × Ne
In dieser Gleichung stellen K1 und K2 Koeffizienten dar, die in Übereinstimmung mit Fahrzeugparametern bestimmt werden.
Ein Schritt S4 stellt einen Schritt zur Berechnung eines Schwellenwerts des Drehmo­ ments (Drehmomentwerts) tTELMT dar. Ein Schritt S5 ist zum Vergleichen des Soll- Moments tTE mit dem Schwellenwert des Moments tTELMT vorgesehen.
Der Schwellenwert des Drehmoments tTELMT wird auf einen Grenzwert gesetzt, ober­ halb dessen durch Schwankungen des Soll-Moments übermäßige Schwankungen der Drosselöffnung verursacht werden. Studien der Erfinder der vorliegenden Anmeldung zeigen, daß ein gewünschter Wert des Schwellenwerts des Drehmoments um einige Prozent kleiner als das maximale Moment ist, obwohl die Schwelle durch die Auflösung des Soll-Moments und der Drosselklappenöffnung beeinflußt wird.
Der Grund für die unerwünschten Schwankungen der Drosselklappenöffnung ist nicht dar­ in zu sehen, daß die Schwankungen des Soll-Moments nahe dem Maximum größer sind.
Das Soll-Moment schwankt in einem gewissen Grade stets über den gesamten Bereich des Drehmoments aufgrund von Bit-Fehlern bei der Berechnung und aufgrund von Schwankungen der Sensorsignale. Die höheren Schwankungen im Bereich des höheren Drehmoments nahe dem Maximum werden dagegen durch einen Unterschied in der Empfindlichkeit der Drosselklappenöffnung verursacht. Diese Empfindlichkeit ist im Be­ reich des höheren Drehmoments nahe dem maximalen Drehmoment viel größer als in einem Bereich des niedrigen Drehmoments nahe dem minimalen Drehmoment. Im Be­ reich des höheren Drehmoments verursacht eine Änderung im Soll-Moment eine ver­ stärkte Änderung bei der Drosselklappenöffnung, wie dies in der Fig. 15 gezeigt ist. Der Schwellenwert des Drehmoments tTELMT bestimmt einen Bereich des Drehmoments, bei dem die Empfindlichkeit zu groß ist.
Bei diesem Beispiel wird der Schwellenwert des Moments tTELMT in Relation mit der Motordrehzahl durch Nachschlagen in einer Tabelle bestimmt, in der eine Beziehung zwischen tTELMT und der Motordrehzahl Ne gespeichert ist, wie in der Fig. 3 gezeigt. Im Beispiel der Fig. 3 fällt der Schwellenwert des Moments tTELMT monoton mit steigender Motordrehzahl Ne ab. Der Schwellenwert des Drehmoments tTELMT wird bei diesem Beispiel als eine Funktion der Motordrehzahl bestimmt, da sich das maximale Drehmo­ ment (d. h. das im Zustand der vollständig geöffneten Drosselklappe erhaltene Drehmo­ ment) in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ändert. Der Einfachheit halber kann jedoch optional ein konstanter Wert als Schwellenwert des Moments tTELMT verwendet wer­ den.
Wenn das Soll-Moment tTE kleiner als der Schwellenwert des Moments tTELMT wird, geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S5 weiter zu den Schritten S6, S7 und S8, um die normale Steuerung des Drosselventils durchzuführen. Die Steuereinheit 11 speichert das Soll-Moment tTE als zweites (oder endgültiges) Soll-Moment, bezeichnet als tTEPTD im Schritt S6, bestimmt den Soll-Drosselöffnungsgrad tTVO in Übereinstimmung mit dem auf diese Weise erhaltenen zweiten Soll-Moment tTEPTD und der Motordrehzahl Ne im Schritt S7 und überträgt diesen Soll-Drosselöffnungsgrad tTVO an ein Ausgangsregister. Zur Berechnung eines Drosselöffnungsgrades (wie beispielsweise tTVO) anhand eines Moments (wie beispielsweise tTEPTD) ist es möglich, ein herkömmliches Verfahren zu verwenden. Bei diesem Beispiel wird der Soll-Drosselöffnungsgrad tTVO durch Nachschlagen in einer Tabelle von tTVO mit Parametern, wie dem Motormoment und der Mo­ tordrehzahl, tabellarisch bestimmt.
Der Soll-Drosselöffnungsgrad tTVO im Ausgangsregister wird an eine Antriebseinheit in der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 3 ausgegeben, die das Drosselventil 4 derart steuert, daß es die Abweichung des IST-Drosselöffnungsgrads, der durch den Drosselsensor 6 erfaßt wird, vom Soll-Drosselöffnungsgrad tTVO auf Null verringert.
Wenn das Soll-Moment tTE gleich dem oder größer als der Schwellenwert tTELMT ist, geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S5 weiter zu einem Schritt S9 und bestimmt die Soll-Drosselöffnung tTVO in einer speziellen Betriebsart (oder beschränkten Betriebsart), die sich von der normalen Betriebsart der Schritte S6 und S7 unterscheidet. Im Schritt S9 vergleicht die Steuereinheit 11 die Stellung APS des Fahrpedals mit einem Schwel­ lenwert APOFULL für die Stellung des Fahrpedals.
Der Schwellenwert der Stellung APOFULL des Fahrpedals wird in Beziehung zu einer Stellung des Fahrpedals zur Erzeugung des Schwellenwerts des Moments gebracht, die einen Wert der Stellung APS des Fahrpedals repräsentiert, der dem Schwellenwert des Moments tTELMT entspricht, der durch die Umwandlung vom Schwellenwert des Mo­ ments tTELMT bestimmt wurde. In dem Beispiel, bei dem der Schwellenwert des Mo­ ments tTELMT von der Motordrehzahl abhängt, ist es möglich, den Schwellenwert APOFULL der Stellung des Gaspedals gleich dem größten Wert unter den Werten der Stellung des Gaspedals zu setzen, die den Werten des Schwellenwerts des Moments tTELMT entsprechen, das in Übereinstimmung mit den Werten der Motordrehzahl be­ stimmt wurde. In diesem Fall ist der Schwellenwert der Stellung des Fahrpedals APOFULL konstant. Jedoch kann der Schwellenwert der Öffnung des Fahrpedals in Übereinstimmung mit der Motordrehzahl ähnlich der Bestimmung von tTELMT bestimmt werden (wie weiter unten erläutert wird, ist es bevorzugt, APOFULL größer als den der maximalen Niederdruckstellung des Gaspedals entsprechenden Stellung tTELMT zu setzen).
Wenn die Stellung APS des Fahrpedals kleiner ist als der Schwellenwert APOFULL der Stellung des Fahrpedals, geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S9 weiter zu einem Schritt S10 und speichert den Schwellenwert des Moments tTELMT als zweites (oder endgültiges) Soll-Moment tTEPTD. Nach dem Schritt S10 geht die Steuereinheit 11 wei­ ter zu den Schritten S7 und S8. Daher wird der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad tTVO auf den Wert gesetzt, der dem Schwellenwert des Moments tTELMT entspricht. So wird der Soll-Drosselklappenöffnungsgrad tTVO auf den Wert begrenzt, der tTELMT ent­ spricht.
Wenn die Stellung APS des Fahrpedals gleich oder größer einem Schwellenwert der Stellung des Fahrpedals APOFULL ist, dann geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S9 weiter zu einem Schritt S11, speichert den dann vorliegenden Wert der Stellung APS des Fahrpedals direkt als den Soll-Drosselklappenöffnungsgrad (tTVO = APS) und geht unter Umgehung des Schrittes S7 zum Schritt S8 über.
Die Fig. 4A und 4B und die Fig. 5A und 5B stellen Funktionsweisen des Steuer­ systems gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel dar.
Im Falle der Fig. 4A und 4B wird das Gaspedal in einer sprunghaften Änderung zu einem Zeitpunkt a vom Ruhezustand bis zur maximalen Stellung niedergedrückt und danach in der maximalen Stellung gehalten. Als Antwort auf diese Änderung der Stellung APO des Fahrpedals steigt das Soll-Moment tTE ungefähr in Form einer Kurve erster Ordnung an. Im Verfahren würde der tatsächliche Drosselklappenöffnungsgrad TVO im Bereich des Soll-Moments nahe dem Maximalwert unter dem Einfluß kleiner Schwan­ kungen des Soll-Moments stark schwanken, wenn die normale Steuerung der Drossel­ klappe des Schrittes S6, wie in der Fig. 4A gezeigt ist, beibehalten würde.
Derartige Schwingungen werden bei dem Steuersystem gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel, wie es in der Fig. 4B gezeigt ist, verhindert. Zu einem Zeitpunkt c, der in der Fig. 4B gezeigt ist, an dem das Soll-Moment tTE gleich oder größer tTELMT wird, ist auch die Bedingung tTE ≧ tTELMT und APS ≧ APOFULL erfüllt (APOFULL, wie es in der Fig. 4B gezeigt ist, stellt den Drosselklappenöffnungsgrad entsprechend tTELMT dar). Daher wird der Soll-Drosselöffnungsgrad tTVO direkt durch den Wert des Öffnungsgra­ des APO des Fahrpedals bestimmt. Zum Zeitpunkt c ist das Fahrpedal nach wie vor in der vollständig niedergedrückten Stellung gehalten (die der Lage WOT des vollständig geöffneten Drosselventils entspricht). Daher erhöht sich der tatsächliche Drosselöff­ nungsgrad TVO (≅ tTVO) auf den Maximalwert der vollständig geöffneten Lage (WOT) ähnlich einem sprunghaften Wechsel und wird dann auf diesem Maximalwert gehalten. Als Antwort auf diese Änderung des Drosselöffnungsgrades TVO steigt das tatsächliche Motormoment auf das Maximalmoment in Form einer Verzögerung ersten Grades. Wenn tTE ≧ tTELMT und gleichzeitig APS ≧ APOFULL gilt, steuert das Steuersystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Drosselklappenöffnungsgrad in Übereinstimmung mit der Stellung des Fußpedals anstelle des Soll-Moments tTE und verhindert dadurch eine übermäßige Reaktion des Drosselventils auf eine kleine Änderung des Soll-Moments, um so ein gutes Fahrverhalten sicherzustellen.
Im Beispiel der Fig. 5A und 5B wird das Fahrpedal zu einem Zeitpunkt e um einen vorbestimmten Betrag niedergedrückt, um das Fahrzeug von einem Ruhezustand zu starten. In diesem Fall steigt das Soll-Moment tTE im anfänglichen Zustand des Startbe­ triebs steil auf einen Wert nahe dem Maximalwert an, da die Fahrzeuggeschwindigkeit im anfänglichen Zustand 0 km/h beträgt. Danach fällt das Soll-Moment tTE mit dem An­ stieg der Fahrzeuggeschwindigkeit ab, bis das Soll-Moment tTE einen Gleichgewichts­ zustand oder einen stationären Zustand bei einer bestimmten Fahrzeuggeschwindigkeit einnimmt.
Wie in der Fig. 5A gezeigt ist, würde eine Fortführung der normalen Drosselklappensteu­ erung ein übermäßiges Schwingen in der Drosselventilstellung als Reaktion auf kleine Schwingungen in einer Zeitspanne bewirken, während der das Soll-Moment tTE sich nahe dem Maximum befindet.
Im Gegensatz dazu sind bei dem Steuersystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie in der Fig. 5B gezeigt ist, die Bedingungen tTE ≧ tTELMT und APS < APOFULL während der Zeitspanne von einem Zeitpunkt g zu einem Zeitpunkt h erfüllt, und das Soll-Moment tTE wird durch den Schwellenwert des Moments tTELMT begrenzt. Durch die Bestim­ mung des Soll-Drosselöffnungsgrades tTVO anhand des Schwellenwerts des Moments tTELMT kann das Steuersystem den tatsächlichen Drosselöffnungsgrad TVO (≅ tTVO) im Intervall zwischen g und h ungefähr konstant halten, solange sich die Motordrehzahl nicht stark ändert. Daher verhindert die Begrenzung der Soll-Drosselöffnung auf den Wert, der dem Schwellenwert des Moments tTELMT entspricht, eine unerwünschte Schwingung der Drosselklappenöffnung. Das Steuersystem kann selbst im Beschleunigungsbetrieb, bei dem das Fahrpedal teilweise bis zu einer Position kurz vor die maxi­ male Stellung niedergedrückt wird, ein gutes Fahrverhalten sicherstellen.
Die Begrenzung des Soll-Drosselklappenöffnungsgrades durch den Grad, der dem Schwellenwert des Momentes tTELMT entspricht, verringert das Drehmoment, das der Motor erreichen kann. Der Betrag dieses Abfalles des Motormoments beträgt nur einige Prozent des maximalen Drehmoments oder weniger, so daß dieses System nach wie vor eine ausreichende Motorleistung aufrechterhalten kann.
Auf diese Weise steuert das Steuersystem gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Drosselklappenöffnungsgrad im Bereich des niedrigeren Soll-Moments, in dem tTE < tTELMT gilt, in der normalen, auf das Moment reagierenden Steuerungsbetriebsart. Im Bereich des höheren Soll-Moments, in dem tTE ≧ tTELMT gilt, wird der Drosselklappen­ öffnungsgrad in der speziellen oder drehmomentunabhängigen, begrenzten Betriebsart gesteuert. Wenn das Soll-Moment tTE gleich oder größer tTELMT wird, dann schaltet das Steuersystem die Steuerungsbetriebsart von der normalen, auf das Drehmoment reagierenden Steuerungsbetriebsart auf die von der Öffnung des Fahrpedals abhängige Betriebsart des Schrittes S11 oder auf die den Schwellenwert begrenzenden Steue­ rungsbetriebsart des Schrittes S10 um und verhindert dadurch eine unerwünschte Schwingung des Drosselklappenöffnungsgrades.
Wenn der Fahrer das maximale Motormoment durch Niederdrücken des Fahrpedals in die vollständig niedergedrückte Stellung anfordert, öffnet das Steuersystem das Drossel­ ventil vollständig und zieht daher den besten Nutzen aus der Leistungsfähigkeit des Mo­ tors.
Fig. 6 zeigt ein Steuerungsverfahren gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Das Motorsystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist, was den Aufbau der Hard­ ware betrifft, dasselbe wie das des ersten Ausführungsbeispiels, wie es in der Fig. 1 ge­ zeigt ist. Die Schritte S1~S3 und S8 sind im Wesentlichen identisch den Schritten S1~S3 und S8 der Fig. 2. Im zweiten Ausführungsbeispiel wird anstelle des Soll-Motormo­ ments ein Durchflußmengenverhältnis an Einlaßluft (QH0) als eine für das Soll-Moment repräsentative Größe verwendet. Das in Fig. 6 gezeigte Verfahren unterscheidet sich in den folgenden Punkten vom in Fig. 2 dargestellten Verfahren.
Im Schritt S21, der zwischen den Schritten S2 und S3 angeordnet ist, berechnet die Steuereinheit 11 ein Durchflußmengenverhältnis an Einlaßluft tQH0AP, das der Stellung des Fahrpedals entspricht. Das Verfahren zur Bestimmung von tQH0AP, das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist wie folgt:
  • a) Zunächst wird eine Öffnungsfläche des Drosselventils Aaps berechnet, wobei an­ genommen wird, daß die Stellung APS des Fahrpedals dem Drosselklappenöff­ nungsgrad entspricht. Bei diesem Beispiel bestimmt die Steuereinheit 11 die Öff­ nungsfläche Aaps des Drosselventils durch Nachschlagen in einer Tabelle, in der eine Beziehung der Öffnungsfläche Aaps des Drosselventils mit der Stellung APS des Fahrpedals gespeichert ist, wie sie in der Fig. 7 dargestellt ist.
  • b) Dann wird eine normalisierte Öffnungsfläche ADNVAP des Drosselventils durch Division der Öffnungsfläche Aaps des Drosselventils durch die Motordrehzahl Ne und einen Hubraum VOL des Motors 1 bestimmt.
    ADNVAP = Aaps/Ne/VOL [Gleichung 2-1]
  • c) Das Durchflußmengenverhältnis tQH0AP an Ansaugluft, das der Stellung APS des Fahrpedals entspricht, wird anhand der normalisierten Drosselöffnungsfläche ADNVAP unter Verwendung einer Beziehung zwischen dem Durchflußmengen­ verhältnis QH0 an Ansaugluft und der normalisierten Öffnungsfläche ADNVAP be­ stimmt, wie sie in der Fig. 8 dargestellt ist. Bei diesem Beispiel bestimmt die Steu­ ereinheit 11 das Durchflußmengenverhältnis tQH0AP an Ansaugluft durch Nach­ schlagen in einer Tabelle von Funktionswerten, wie sie in der Fig. 8 gezeigt sind.
    Ein Schritt S22, der dem Schritt S3 folgt, stellt einen Schritt zur Berechnung eines Durchflußmengenverhältnisses tQH0TE an Ansaugluft dar, das dem im Schritt S3 bestimmten Soll-Moment tTE entspricht. Bei diesem Beispiel bestimmt die Steuer­ einheit 11 das Durchflußmengenverhältnis tQH0TE an Ansaugluft anhand der Mo­ tordrehzahl Ne und dem Soll-Moment tTE durch Nachschlagen in einer Tabelle, wie sie in der Fig. 9 gezeigt ist. Das Durchflußmengenverhältnis tQH0TE an An­ saugluft steigt, wenn das Soll-Moment tTE ansteigt.
    Nach dem Schritt S22 bestimmt die Steuereinheit 11 in einem Schritt S23 einen Schwellenwert des Durchflußmengenverhältnisses tQH0LMT und vergleicht in ei­ nem Schritt S24 das Soll-Moment, das dem Durchflußmengenverhältnis tQH0TE entspricht, mit diesem Schwellenwert des Durchflußmengenverhältnisses tQH0LMT.
    Die Funktion des Schwellenwerts des Durchflußmengenverhältnisses tQH0LMT ist im wesentlichen dieselbe wie die des Schwellenwerts des Moments tTELMT ge­ mäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Das Moment, das dem Schwellenwerts des Durchflußmengenverhältnisses tQH0LMT entspricht, ist gleich dem Schwellenwert des Moments tTELMT, wie er auf die Fig. 4B und 5B gelegt ist.
    Das Durchflußmengenverhältnis tQH0LMT dieses Beispiels ist eine Funktion der Motordrehzahl wie auch aus dem gleichen Grund, der Schwellenwert des Moments tTELMT. Bei diesem Beispiel bestimmt die Steuereinheit 11 den Schwellenwert des Durchflußmengenverhältnisses tQH0LMT in Übereinstimmung mit der Motordreh­ zahl durch Nachschlagen in einer Tabelle, in der eine funktionelle Beziehung, wie sie in der Fig. 10 gezeigt ist, gespeichert ist. In dem in der Fig. 10 gezeigten Bei­ spiel fällt tQH0LMT monoton mit einem Anstieg von Ne ab. Der Grund für die Ände­ rung des Schwellenwerts tQH0LMT in Abhängigkeit von der Motordrehzahl ist der­ selbe wie der Grund für die Abhängigkeit des Schwellenwerts tTELMT von der Mo­ tordrehzahl. Wie beim ersten Ausführungsbeispiel ist es zur Vereinfachung auch möglich, einen konstanten Wert als den Schwellenwert des Durchflußmengen­ verhältnisses tQH0LMT zu verwenden.
    Wenn das, das Soll-Moment repräsentierende (oder diesem entsprechende) Durchflußmengenverhältnis tQH0TE an Ansaugluft kleiner als der Schwellenwert des Durchflußmengenverhältnisses tQH0LMT ist, geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S24 weiter zu einem Schritt S25, um die normale Steuerung der Drossel­ klappe durchzuführen. Die Steuereinheit 11 speichert in einem Schritt S25 das das Soll-Moment repräsentierende Durchflußmengenverhältnis tQH0TE als ein zweites (endgültiges), das Soll-Moment repräsentierende Durchflußmengenverhältnis an Ansaugluft, das mit tQH0PTD bezeichnet wird, und bestimmt in einem Schritt S26 in Übereinstimmung mit dem auf diese Weise erhaltenen zweiten, das Soll-Moment repräsentierende Durchflußmengenverhältnis an Ansaugluft tQH0PTD den Soll- Drosselöffnungsgrad tTVO.
    Die Berechnung des Soll-Drosselöffnungsgrades tTVO im Schritt S26 hat die Form einer umgekehrten Operation des Schrittes S21.
  • d) Anhand des zweiten, das Soll-Moment repräsentierenden Durchflußmengen­ verhältnisses an Ansaugluft tQH0PTD bestimmt die Steuereinheit 11 bei diesem Beisipel eine normalisierte Öffnungsfläche ADNVPTD durch Nachschlagen in einer Tabelle mit der Beziehung der Fig. 8.
  • e) Dann bestimmt die Steuereinheit 11 eine Soll-Öffnungsfläche tATVO des Drossel­ ventils durch Multiplikation der normalisierten Öffnungsfläche ADNVPTD mit der Motordrehzahl Ne und der Verdrängung VOL in einer zur Gleichung 2-1 umgekehr­ ten Weise
    tATVO = ADNVPTD × Ne × VOL [Gleichung 2-2]
  • f) Anhand dieser Soll-Öffnungsfläche tATVO des Drosselventils bestimmt die Steuer­ einheit 11 den Soll-Öffnungsgrad tTVO des Drosselventils unter Verwendung der Tabelle, in der die Beziehung der Fig. 7 gespeichert ist.
Wenn das das Soll-Moment repräsentierende Durchflußmengenverhältnis an Ansaugluft tQH0TE gleich oder größer als der Schwellenwert des Durchflußmengenverhältnisses tQH0LMT ist, geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S24 weiter zum Schritt S9. Wenn tQH0TE ≧ tQH0LMT und APS < APOFULL ist, dann geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S9 weiter zu einem Schritt S27, speichert den Schwellenwert des Durchflußmen­ genverhältnisses tQH0LMT als das zweite (endgültige), das Soll-Moment repräsentie­ rende Durchflußmengenverhältnis an Ansaugluft tQH0PDT im Schritt S27 und führt dann die Operationen der Schritte S26 und S8 durch. Daher wird im Schritt S26 der Soll- Öffnungsgrad des Drosselventils tTVO gleich dem Drosselöffnungsgrad gesetzt, der dem Schwellenwert des Durchflußmengenverhältnisses tQH0LMT entspricht.
Wenn tQH0TE ≧ tQH0LMT und APS ≧ APOFULL gilt, geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S9 weiter zu einem Schritt S28, speichert die Stellung des Fahrpedals, die dem Durchflußmengenverhältnis tQH0AP an Ansaugluft entspricht, direkt als das zweite (endgültige), für das Soll-Moment repräsentative Durchflußmengenverhältnis tQH0PTD an Ansaugluft im Schritt S28 und führt die Operationen der Schritte S26 und S8 durch.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel, bei dem das für das Soll-Moment repräsentative Durchflußmengenverhältnis an Ansaugluft (als für das Soll-Moment repräsentative Grö­ ße) anstelle des Soll-Moments substituiert wird, wie dies in den Fig. 4B und 5B ge­ zeigt ist, ist das tQH0LMT entsprechende Moment gleich tTELMT und der Öffnungsgrad des Drosselventils, der tQH0LMT entspricht, ist gleich dem Öffnungsgrad TVO des Drosselventils, der tTELMT entspricht. Das Steuersystem gemäß dem zweiten Ausfüh­ rungsbeispiel kann die gleichen Wirkungen wie das zweite Ausführungsbeispiel erzielen.
Es ist erwünscht, den Schwellenwert APOFULL der Stellung des Fahrpedals größer zu setzen als die Stellung des Fahrpedals die tTELMT entspricht (im Falle des wie oben erläuterten ersten Ausführungsbeispiels), oder als die Stellung des Fahrpedals, die tQH0LMT entspricht (beim zweiten Ausführungsbeispiel), um einen unerwünschten An­ stieg des Öffnungsgrades der Drossel, wie in den Fig. 11A und 11B dargestellt ist, zu verhindern.
Beim Beispiel der Fig. 11A ist der Schwellenwert APOFULL der Stellung des Fahrpedals kleiner als die Stellung des Fahrpedals, die tTELMT entspricht (oder beim zweiten Aus­ führungsbeispiel tQH0LMT entspricht). In diesem Fall kann sich, abhängig von der Fest­ legung des Soll-Moments, das Drosselventil während des Beschleunigungsprozesses auf unerwünschte Weise in Schließrichtung bewegen. Kurz vor einem Zeitpunkt i, der in Fig. 11A gezeigt ist, ist der Drosselöffnungsgrad TVO größer als die entsprechende Stel­ lung des Fahrpedals. Die Bedingungen tTE ≧ tTELMT (oder tQH0TE ≧ tQH0LMT beim zweiten Ausführungsbeispiel) und APS ≧ APOFULL sind zum Zeitpunkt i, der in Fig. 11A gezeigt ist, erfüllt. Daher wird die Soll-Öffnung des Drosselventils tTVO gleich der dann vorliegenden Stellung des Fahrpedals gesetzt (durch den Schritt S11). Als Ergebnis sinkt der Öffnungsgrad der Drossel in Form einer Stufe D kurz vor dem Zeitpunkt i vom größe­ ren Wert auf den durch die Stellung des Fahrpedals bestimmten kleineren Wert ab. Dies ist in der Fig. 11A gezeigt. Dieser Abfall des Drosselöffnungsgrades bewirkt einen Abfall des tatsächlichen Motormoments und eine Unterbrechung der Fahrzeuggeschwindigkeit, was das Fahrverhalten verschlechtert.
Beim Beispiel der Fig. 11B ist im Gegensatz dazu der Schwellenwert der Stellung APOFULL des Fahrpedals größer als die Stellung des Fahrpedals, die tTELMT ent­ spricht (oder der beim zweiten Ausführungsbeispiel tQH0LMT entspricht). In diesem Fall ist die Bedingung APS ≧ APOFULL zum Zeitpunkt i beim selben Fahrzustand nicht er­ füllt. Das Steuersystem tritt in Betrieb, um lediglich den dann vorliegenden Öffnungsgrad der Drossel (d. h. den Öffnungsgrad der Drossel, der tTELMT entspricht) beizubehalten, so daß sich das Drosselventil nicht in einer stufenförmigen Änderung in Schließrichtung bewegt. Daher bewirkt die Festlegung des Schwellenwerts APOFULL der Stellung des Fahrpedals auf einen Wert größer als der Stellung des Fahrpedals, die tTELMT ent­ spricht (oder der beim zweiten Ausführungsbeispiel tQH0LMT entspricht), daß während des Beschleunigungsprozesses mit nur teilweise niedergedrücktem Fahrpedal eine un­ erwünschte Bewegung des Drosselventils in Schließrichtung verhindert wird.
Die Fig. 12 zeigt ein Steuerverfahren gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Das Verfahren der Fig. 12 ist anstelle des Verfahrens der Fig. 6 verwendbar. Die Fig. 12 un­ terscheidet sich von der Fig. 6 in einem Schritt S31 und ist im wesentlichen in den ande­ ren Punkten die gleiche. Der Schritt S28 der Fig. 6 wird durch den Schritt S31 durch eine Verzögerungskurve erster Ordnung ersetzt.
Wenn tQH0TE ≧ tQH0LMT und APS ≧ APOFULL gilt, geht die Steuereinheit 11 weiter zum Schritt S31 und führt eine Verzögerungs-Operation erster Ordnung durch.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ändert das Steuersystem den Soll-Drosselöffnungs­ grad tTVO steil ähnlich einer stufenförmigen Änderung zum Zeitpunkt c von dem Wert, der tQH0LMT entspricht, auf den Wert, der tQH0AP entspricht (d. h. der Position WOT des vollständig geöffneten Drosselventils). Daher öffnet sich das Drosselventil abrupt und erhöht den Lärm der Strömung der Ansaugluft.
Um dies zu vermeiden, ist das Steuersystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel programmiert, den Soll-Öffnungsgrad der Drossel allmählich in Form einer Verzögerungskurve erster Ordnung vom Wert, der tQH0LMT entspricht, auf den Wert zu ändern, der dem dann vorliegenden Wert tQH0AP entspricht.
Fig. 14 zeigt die Verzögerungskurve erster Ordnung (entsprechend einer in Fig. 13 dar­ gestellten Routine des Schrittes S31 in Fig. 12). Das Unterprogramm der Fig. 13 wird in regelmäßigen Zeitabständen mit vorbestimmter Zykluszeit durchgeführt. In einem Schritt S41 vergleicht die Steuereinheit 11 die Öffnung des Fahrpedals, die dem Durchflußmen­ genverhältnis an Einlaßluft tQH0AP entspricht, und ein vorangegangenes Durchfluß­ mengenverhältnis tQH0PTD-1, das dem Soll-Moment entspricht (in Fig. 13 als tQH0PTD[-1] wiedergegeben) und das einem vorangegangenen Wert des dem Soll- Moment entsprechenden Durchflußmengenverhältnis tQH0PTD an Ansaugluft ent­ spricht, der bei einem vorangegangenem Operationszyklus, einen Zyklus zuvor, be­ stimmt wurde. Wenn tQH0AP < tQH0PTD-1 gilt, geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S41 weiter zu einem Schritt S42 und erneuert das zweite, dem Soll-Moment entspre­ chende Durchflußmengenverhältnis tQH0PTD an Ansaugluft unter Verwendung der fol­ genden Gleichung das Verzögern erster Ordnung.
tQH0PTD = K × tQH0AP + (1 - K) × tQH0PTD-1 [Gleichung 3]
In dieser Gleichung ist K ein Gewichtungskoeffizient für einen gewichteten Mittelwert.
Das zweite, dem Soll-Moment entsprechende Durchflußmengenverhältnis tQH0PTD an Ansaugluft, das durch diese Gleichung bestimmt wird, nähert sich in Form einer Verzö­ gerungskurve erster Ordnung vom Wert tQH0TE oder tQH0LMT dem Wert tQH0AP an. Wenn daher das Fahrpedal, wie im Beispiel der Fig. 4A und 4B vollständig niederge­ drückt wird, steigt der Soll-Drosselöffnungsgrad tTVO allmählich in Form einer Verzöge­ rung erster Ordnung auf den Wert der vollständig geöffneten Drosselposition WOT vom Anfangswert an, welcher der Wert ist, der tQH0LMT entspricht.
Wenn tQH0AP ≦ tQH0PTD-1 gilt, dann geht die Steuereinheit 11 vom Schritt S41 weiter zu einem Schritt S43 und speichert das der Öffnung des Fahrpedals entsprechende Durchflußmengenverhältnis tQH0AP an Ansaugluft direkt als das zweite, dem Soll- Moment entsprechende Durchflußmengenverhältnis tQH0PTD an Ansaugluft. In diesem Fall wird der Soll-Drosselöffnungsgrad gleich dem Wert der vollständig geöffneten Dros­ selposition WOT.
Wenn die Bedingungen tQH0TE ≧ tQH0LMT und APS ≧ APOFULL erfüllt sind, erhöht das Steuersystem gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel den Soll-Drosselöffnungs­ grad tTVO allmählich und verhindert dadurch eine abrupte Öffnungsbewegung des Drosselventils.
Beim Beispiel der Fig. 13 wird die Verzögerung erster Ordnung durch eine gewichtete Mittelwertbildung implementiert. Es ist jedoch optional, eine Technik der zeitproportiona­ len, inneren Teilung zu verwenden. Diese Operation wird ausgedrückt als:
tQH0PTD = α × tQH0AP + (1 - α) × tQH0PTD-1 [Gleichung 4]
Diese Gleichung ist ähnlich der Gleichung 4 des gewichteten Mittelwertes. In Gleichung 4 ist jedoch der Koeffizient α eine Funktion der verstrichenen Zeit. Bei diesem Beispiel gilt
α = t/T [Gleichung 5],
wobei t die verstrichene Zeit und T die benötigte Zeit zum Umschalten (die auf einen ge­ wünschten konstanten Wert gesetzt werden kann) darstellt. Wenn T 10 Sekunden ist, wird α gleich Eins (α = 1) und tQH0PTD wird nach dem Verstreichen von 10 Sekunden nach dem Beginn des Umschaltens gleich tQH0AP.
Beim Verfahren mit zeitproportionaler, innerer Aufteilung ist es möglich, die für ein Um­ schalten benötigte Zeit unabhängig von der Differenz der Werte vor und nach dem Um­ schalten konstant zu halten. Beim Verfahren des gewichteten Mittelwerts bleibt die Zeit für ein Umschalten ungeändert, wenn der Gewichtskoeffizient konstant ist. Die Zeit für ein Umschalten wird jedoch durch Änderung der Differenz der Werte vor und nach dem Umschalten verändert.
Die Technik des dritten Ausführungsbeispiels ist beim ersten Ausführungsbeispiel an­ wendbar.
Obwohl die Erfindung oben durch Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die obenbeschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiele beschränkt. Einem Fachmann sind im Lichte der obigen Lehre Modifikati­ onen und Änderungen der obenbeschriebenen Ausführungsbeispiele ohne weiteres klar.
Der Repräsentativwert bzw. die Repräsentativgröße des Soll-Moments (der das Soll- Moment repräsentierende Wert) ist beim ersten Ausführungsbeispiel das Soll-Moment tTE und beim zweiten Ausführungsbeispiel das das Soll-Moment repräsentierende Durchflußmengenverhältnis an Ansaugluft. Darüber hinaus kann der das Soll-Moment repräsentierende Wert gemäß der vorliegenden Erfindung ein Relativwert sein, der durch Behandlung des Maximalmoments als 100% bestimmt wird.
Der in Fig. 1 gezeigte Motor 1 weist eine Einspritzvorrichtung 8 auf, die in eine jede Verbrennungskammer eingesetzt ist, und der Motor 1 kann eine geschichtete Ladungsverbrennung durchführen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen Motor mit einer solchen Art der Direkteinspritzung beschränkt. Die vorliegende Erfindung kann bei Motoren verschiedener anderer Bauarten, wie beispielsweise einem Motor mit einer Einspritzvorrichtung in einer Ansaugleitung verwendet werden.

Claims (12)

1. Verfahren zum Steuern eines Motors mit den Schritten:
  • - Erzeugen eines Fahrpedal-Stellungssignals (APS),
  • - Festlegen eines Soll-Öffnungsgrades (tTVO) eines Drosselventils des Motors,
  • - Erzeugen eines Steuersignals zur Reduzierung einer Abweichung eines tatsächli­ chen Öffnungsgrades (TVO) des Drosselventils von dem Soll-Öffnungsgrad (tTVO), und
  • - Variieren des Öffnungsgrades (TVO) des Drosselventils in Abhängigkeit von dem Steuersignal,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Festlegens des Soll-Öffnungsgrades (tTVO) die Schritte aufweist:
  • - Berechnen (S3, S22) eines Sollwertes (tTE, tQH0TE), der ein von dem Motor zu erzielendes Soll-Motordrehmoment darstellt, in Abhängigkeit von dem Fahrpedal- Stellungssignal (APS),
  • - Festlegen (S6 + S7, S25 + S26) des Soll-Drosselöffnungsgrades (tTVO) in Abhän­ gigkeit von dem Sollwert (tTE, tQH0TE),
  • - Vergleichen (S5, S24) des Sollwertes (tTE, tQH0TE) mit einem ersten Schwellen­ wert (tTELMT, tQH0LMT),
  • - Vergleichen (S9) des Fahrpedal-Stellungssignals (APS) mit einem zweiten Schwel­ lenwert (APOFULL),
  • - Festlegen (S10 + S7, S27 + S26) des Soll-Drosselöffnungsgrades (tTVO) in Ab­ hängigkeit von einem Parameterwert (tTELMT, tQH0LMT) anstelle des Sollwertes (tTE, tQH0TE), wenn der Sollwert (tTE, tQH0TE) gleich oder größer als der erste Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) ist, und das Fahrpedal-Stellungssignal (APS) kleiner als der zweite Schwellenwert (APOFULL) ist, und
  • - Festlegen (S11, S28 + S26) des Soll-Drosselöffnungsgrades (tTVO) in Abhängig­ keit von dem Fahrpedal-Stellungssignal (APS) oder einem diesen entsprechenden Wert (tQH0AP), wenn der Sollwert (tTE, tQH0TE) gleich oder größer als der erste Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) ist, und das Fahrpedal-Stellungssignal (APS) gleich oder größer als der zweite Schwellenwert (APOFULL) ist.
2. Verfahren zum Steuern eines Motors nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Drosselöffnungsgrad (tTVO) auf einen Maximalwert gesetzt wird, der einer vollständig geöffneten Drosselventilposition entspricht, wenn der Solldrossel­ öffnungsgrad (tTVO) entsprechend dem Fahrpedal-Stellungssignal (APS) oder ei­ nem diesen entsprechenden Wert (tQH0AP) festlegt wird (S11, S28 + S26).
3. Verfahren zum Steuern eines Motors nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der dem Fahrpedal-Stellungssignal (APS) entsprechende Wert ein Einlaßluftflußverhältnis (tQH0AP) ist.
4. Verfahren zum Steuern eines Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Drosselöffnungsgrad (tTVO) graduell variiert wird, wenn der Sollwert (tTE, tQH0TE) gleich oder größer als der Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) ist, und das Fahrpedal-Stellungssignal (APS) gleich oder grö­ ßer als der zweite Schwellenwert (APOFULL) ist.
5. Verfahren zum Steuern eines Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert (tTELMT) einem Wert eines Motor­ drehmoments entspricht.
6. Verfahren zum Steuern eines Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert (tQH0LMT) einem Wert eines Durch­ flußmengenverhältnisses entspricht.
7. Verfahren zum Steuern eines Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) so gesetzt wird, daß er einem Minimumwert des Motordrehmoments innerhalb eines Bereiches ent­ spricht, in dem eine Fluktuation des Öffnungsgrades bezüglich der Fluktuation des Motordrehmomentes gleich oder größer als ein vorbestimmtes Maß ist.
8. Verfahren zum Steuern eines Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit festgesetzt wird.
9. Verfahren zum Steuern eines Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwellenwert (APOFULL) gleich oder größer als ein dem Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) entsprechender Wert des Fahrpedal- Stellungsignals (APS) gewählt wird.
10. Verfahren zum Steuern eines Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schwellenwert (APOFULL) auf einen Maximalwert des Fahrpedal-Stellungssignals (APS) festgelegt wird, der dem in Abhängigkeit von der Motorgeschwindigkeit festgesetzten Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) ent­ spricht.
11. Verfahren zum Steuern eines Motors nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Soll-Drosselöffnungsgrades (tTVO) in Abhängigkeit von dem Parameterwert bestimmt wird, der gleich dem ersten Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) ist, wenn der Sollwert (tTE, tQH0TE) gleich oder größer dem ersten Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) ist, und das Fahrpedal-Stellungssignals (APS) kleiner als der zweite Schwellenwert (APOFULL) ist.
12. Vorrichtung zum Steuern eines Motors, mit:
einem Stellglied (3) zum Variieren eines Öffnungsgrades (TVO) eines Drosselven­ tils (4) für einen Motor auf ein Drosselsteuersignal hin unabhängig von einer Fahrpedalbetätigung,
einem Fahrpedalsensor zur Erzeugung eines Fahrpedalsignals, das ein Fahrpedal- Stellungssignal (APS) repräsentiert,
einer Steuereinrichtung (11) zur Festlegung eines Soll-Öffnungsgrades (tTVO) des Drosselventils (4), und
zur Erzeugung des Steuersignals zur Reduzierung der Abweichung des Öffnungs­ grades (TVO) von dem Soll-Öffnungsgrad (tTVO),
dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (11) enthält:
eine Sollwert-Berechnungseinrichtung (S3, S22) zur Berechnung eines Sollwertes (tTE, tQH0TE), der ein von dem Motor zu erreichendes Soll-Motordrehmoment darstellt, in Abhängigkeit von dem Fahrpedal-Stellungssignal (APS);
eine erste Bestimmungseinrichtung (S6 + S7, S25 + S26), die den Soll- Drosselöffnungsgrad (tTVO) in Abhängigkeit von dem Sollwert (tTE, tQH0TE) fest­ legt,
eine erste Vergleichseinrichtung (S5, S24), die den Sollwert (tTE, tQH0TE) mit ei­ nem ersten Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) vergleicht;
eine zweite Vergleichseinrichtung (S9) zum Vergleichen des Fahrpedal- Stellungssignals (APS) mit einem zweiten Schwellenwert (APOFULL),
eine zweite Bestimmungseinrichtung (S10 + S7, S27 + S26) zum Festlegen des Soll-Drosselöffnungsgrades (tTVO) in Abhängigkeit von einem Parameterwert (tTELMT, tQH0LMT), wenn der Sollwert (tTE, tQH0TE) gleich oder größer als der Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) ist, und das Fahrpedal-Stellungssignal (APS) kleiner als der zweite Schwellenwert (APOFULL) ist, und
eine dritte Bestimmungseinrichtung (S11, S28 + S26) zum Festlegen des Soll- Drosselöffnungsgrades (tTVO) in Abhängigkeit von dem Fahrpedal-Stellungssignal (APS) oder einem diesen entsprechenden Wert (tQHOAP), wenn der Sollwert (tTE, tQH0TE) gleich oder größer als der Schwellenwert (tTELMT, tQH0LMT) ist, und das Fahrpedal-Stellungsssignal (APS) gleich oder größer als der zweite Schwellenwert (APOFULL) ist.
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