DE3015832A1 - Verfahren und vorrichtung zum steuern und/oder regeln der luftmengenzufuhr bei verbrennungskraftmaschinen - Google Patents

Description

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Beschreibung;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung bzw. ein System zum Steuern und/oder Hegeln der Luftmengenzufuhr bei Brennkraftmaschinen und insbesondere bei Motoren in Kraftfahrzeugen.

In den letzten Jahren wurde die Luftverschmutzung durch Stickoxide HO , Kohlenmonoxid CO, gasförmige Schwefelverbindungen usw., die mit den Autoabgasen in die Luft gelangen, zu einem schwerwiegenden Umweltproblem.· Darüberhinaus wurde der Preis für Kraftstoff wegen der begrenzten Ölvorkommen immer höher. Um die durch Abgase von Kraftfahrzeugen hervorgerufene Luftverschmutzung zu verhindern und um möglichst wenig Kraftstoff zu verbrauchen, ist es immer wichtiger geworden, bei Kraftfahrzeugen die Motordrehzahl auch im Leerlauf genau zu steuern bzw. zu regeln.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Vorrichtungen anzugeben, mit denen die Leerlaufdrehzahl genau und den KraftfahrzeugebetrLebszuständen entsprechend gesteuert bzw. geregelt werden kann.

Das in Anspruch 1 angegebene Steuer- bzw. Regelsystem löst erfindungsgemäss die gestellte Aufgabe.

Mit dem in Anspruch 11 angegebenen Steuer- bzw. Regelsystem wird ebenfalls die gestellte Aufgabe gelöst.

Ein erfindungsgemässes Verfahren zur Lösung der gestellten Aufgabe ist in Anspruch 20 angegeben.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

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Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem erfindungsgemässen Verfahren wird die Leerlaufdrehzahl eines Motors dadurch gesteuert bzw. geregelt, dass die Strömungsmenge bzw. die Strömungsgeschwindigkeit der Luft, die durch einen Leerlauf-Luftkanal und eine Umgehungsleitung, die die Drosselklappe in einem Luftansaugrohr überbrückt, strömt, gesteuert bzw. geregelt wird.

Gemäss einem wesentlichen Merkmal der Erfindung wird die Leerlaufdrehzahl durch Steuern bzw. Regeln der Luftmengenzufuhr in Abhängigkeit von der Motor- oder Kühlwasserbzw. Kühlmitteltemperatur gesteuert bzw. geregelt. Die in Abhängigkeit von der Motor- oder Kühlmittel-Temperatur ermittelte Motordrehzahl wird in Abhängigkeit anderer Betriebszustände, wie etwa der Schalterstellung eines Schalters, der die neutrale Lage bzw. die Leerlauflage des Schalthebels feststellt, der Getriebeart, der Tatsache, ob eine Klimaanlage eingeschaltet ist oder nicht usw. zusätzlich verändert bzw. korrigiert. Es ist weiterhin vorteilhaft, bei Abfall der Fahrzeugbatteriespannung die Bezugs- bzw·' Soll-Drehzahl zu erhöhen, die zuvor auf der Grundlage der Kühlmitteltemperatur und weiterer Betriebsparameter festgelegt wurde. Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann gewünschtenfalls die Soll-Drehzahl auch von Hand eingestellt'bzw. verstellt werden.

Bei der (rückgekoppelten) Regelung (feedback-control) für die Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Mikrorechners wird das von einem Steuer- bzw. Regelsignalgenerator erzeugte Signal, der ein propo-'rtionales und ein integrales Element umfasst, so rückgekoppelt, dass die Luftmengenzufuhr geregelt wird. Bei herkömmlichen Steuer- bzw. Regelsystemen sind die Konstanten der proportionalen und integralen Elemente feste Grossen. Da der Ansprechzeitraum, der vom Zeitpunkt, bei dem die Ansaugsluftmenge geändert wird, bis zu

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dem Zeitpunkt reicht, bei dem die Motordrehzahl sich dann tatsächlich ändert, mit ansteigender Drehzahl kurzer wird, wenn die Drehzahl relativ niedrig ist, tritt eine nachteilige Ansprechverzögerung auf. Wenn der Motor dagegen mit relativ hoher Drehzahl läuft, spricht die Regelung sehr schnell an, so dass Regelschwingungen und Überschwingungen auftreten können. Um dies zi verhindern, werden die proportionalen und integralen Kon stanten in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl und der Differenz zwischen der Soll- und der Ist-Drehzahl verändert. Mit dem erfindungsgemässen Steuer- und/oder Regelsystem und mit dem erfindungsgemässen Steuer- und/oder Regelverfahren zur Steuerung der Leerlaufdrehzahl von Brennkraftmaschinen ist es möglich, die Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Motorbetriebszuständen genau" "einzustellen.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung wird die Drehzahl in Abhängigkeit von der Motor- bzw. Kühlmitteltemperatur gesteuert bzw. geregelt, um die Drehzahl der Drehzahl anzupassen, die in Abhängigkeit von der Motor- oder Kühlmitteltemperatur ermittelt bzw. festgelegt wurde.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Soll-Drehzahl auf einen konstanten Wert innerhalb eines vorgegebenen Kühlmitteltemperaturbereichs gehalten, der dem nornalen Temperaturbereich der TJmgebungsluft entspricht.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in besonders vorteilhafter Weise darin, die auf der Grundlage der Kühlmitteltemperatur festgelegte Soll-Drehzahl in Abhängigkeit weiterer Betriebsparameter des Motors, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob ein Gang eingelegt ist oder nicht, ob eine Klimaanlage eingeschaltet ist oder nicht, was für ein Getriebe vorhanden ist usw.

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zu jsr-erändern bzw. zu korrigieren.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Soll-Drehzahl bei einem Spannungsabfall der Fahrzeugbatteriespannung erhöht. Weiterhin ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, die Soll-Drehzahl von Hand einzustellen oder zu verstellen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Steuer- bzw. Regelsignalgenerator mit einem proportionalen und einem integralen Element vorgesehen, wobei die Konstante des proportionalen Elements und die Konstante des integralen Elements in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl und von der Differenz zwischen der Soll- und der Ist-Drehzahl bei einer Regelung verändert werden können.

Mit der vorliegenden Erfindung wird also ein Steuer- bzw. Regelsystem zur Steuerung bzw. Regelung der angesaugten Luftmenge bzw. der Ansaugströmungsgeschwindigkeit insbesondere für eine Brennkraftmaschine in Kraftfahrzeugen geschaffen, das Änderungen der Motorbetriebszustände gut folgen kann. Das System umfasst eine Schaltungsanordnung, die eine Soll-Drehzahl in Abhängigkeit der Motortemperatur festlegt, die mit einem Motortemperaturfühler gemessen wird. Die Soll-Temperatur wird innerhalb eines vorgegebenen Motortemperaturbereichs auf eir.er vorgegebenen, konstanten oder gleichbleibenden Drehzahl gehalten. Bei dem erfindungsgemässen System ist weiterhin eine Schaltungseinrichtung vorgesehen, die ein Steuer- bzw. Regelsignal zum Steuern bzw. Regeln der Menge der angesaugten Luft in Abhängigkeit von der festgelegten Soll-Drehzahl erzeugt. Das Steuer- bzw. Regelsignal ändert das Mass für die Erhöhung und Abnahme der angesaugten Luftmenge in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl und der Drehzahldifferenz zwischen der Soll- und der Ist-Drehzahl.

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G-emäss einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schaltungseinrichtung vorgesehen, die eine Korrekturgrösse für die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit von einer Änderung der Motorlast im Leerlaufzustand, einem Spannungsabfall der Batteriespannung und einer Änderung der erforderlichen Luftmenge für den Motor ermittelt.

Bei dem erfindungsgemässen Steuer- bzw. Regelsystem wird die Soll-Drehzahl auf -einer gleichbleibenden bzw. konstanten Drehzahl innerhalb eines vorgegebenen Motor- oder Kühl-ΊΟ mittel-Temperaturbereichs gehalten, der dem normalen Temperaturbereich der Umgebung entspricht.

Auf diese Weise ist auch das Anlassen des Motors bei kaltem Motor recht zufriedenstellend und wirkungsvoll, so dass der Ausstoss luftverschmutzender Komponenten in den Abgasen nicht erhöht und wenig Kraftstoff verbraucht wird.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Ansauglüftmenge bei Brennkraftmaschinen wird zunächst die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit von der Motortemperatur festgelegt. Wenn die Motortemperatur in einem vorgegebenen Bereich liegt, wird die Soll-Drehzahl auf einen vorgegebenen Wert gehalten, der vergleichsweise höher als in einem normalen Temperaturbereich ist. Ein Steuer- bzw. Regelsignal, das die Ansaugluftmenge steuert bzw. regelt, wird in Abhängigkeit von der Drehzahldifferenz zwischen der Soll- und der Ist-Drehzahl erzeugt. Das Ansprechverhalten des Steuer- bzw. RegelSignalgenerators wird in Abhängigkeit der Ist-Drehzahl und der Differenz zwischen der Ist- und der Soll-Drehzahl geändert. Vorzugsweise wird die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit von der Motorbelastüng verändert bzw. korrigiert, die von den Betriebszuständen bzw. vom Eingeschaltetsein bzw. vom Vorhandensein verschiedener Motorausrüstungseinrichtungen abhängt. Darüber-

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hinaus entspricht der Motortemperaturbereich, innerhalb dem die Soll-Drehzahl konstant gehalten wird, dem Temperaturbereich der Aussenluft, um den Motor bei Kaltstart schnell warmlaufen lassen zu können. Dadurch wird der Kraftstoffverbrauch für das Warmlaufen des Motors und die Belastung der Umwelt mit Abgasen verringert.

Mit der vorliegenden Erfindung wird also ein elektroniscles, automatisches Steuer- bzw. Kegelsystem zum Steuern und/οι er Regeln der Luftansaugmenge für eine Brennkraftmaschine geschaffen, die in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Das erfindungsgemässe System umfasst eine (offene) Steuerung (open loop control) und eine (rückgekoppelte) Regelung (feedback control), die entsprechend den Motorbetriebszuständen selektiv eingreifen. Bei diesem System ist ein Temperaturbereich vorgesehen, innerhalb dem das System die Drehzahl auf eine vorgegebene ., konstanten'Drehzahl steuert bzw. regelt. Der vorgegebene Temperaturbereich entspricht dem normalen Temperaturbereich der TJmgebungsluft, so dass das Anlassen bzw. das Warmlaufen bei kaltem Motor hinsichtlich der Abgase und des Kraftstoffverbrauchs verbessert wird. Das erfindungsgemässe System, umfasst weiterhin Einrichtungen, mit denen Regelungsgrössen bzw. Bedingungen für eine Regelung bei bestimmten Motorbetriebszuständen festgelegt werden. Bei einer Regelung wird die Regelgeschwindigkeit eines Regelsignals, das an eine elektrisch betätigte Einstellvorrichtung zum Ändern der Ansaugluftraenge angelegt wird, in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl und einer Drehzahldifferenz zwischen der Ist- und der Soll-Drehzahl festgelegt, wobei die Soll-Drehzahl entsprechend der Motor- oder Kühlmitteltemperatur vorgegeben ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen be L-spielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer Brennkraftmaschine,im Zusammenhang mit der das er-

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findungsgemässe Steuer- bzw. Regelsystem verwendet wird,
eine graphische Darstellung, die die Abhängigkeit der Soll-Drehzahl von der Kühlmitteltemperatur wiedergibt,

Pig. J eine graphische Darstellung mit gegenüber Fig. 2 modifizierten Kurvenverläufen, wobei in Pig. 3 die Änderung der Soll-Drehzahl in Abhängigkeit von verschiedenen anderen Betriebspararaetern des Motors, beispielsweise in Abhängigkeit davon, ob ein Gang eingelegt ist, eine Klimaanlage eingeschaltet ist, welche Art- von Getriebe das Kraftfahrzeug aufweist usw. dargestellt ist,

Pig. 4 ein Plussdiagramm für einen Programmablauf, mit dem die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit davon, ob ein Gang eingelegt ist oder nicht, ob die Klimaanlage eingeschaltet ist oder nicht und welche Getriebeart vorliegt, korrigiert bzw. verändert wird,

Pig. 5 ein Plussdiagramm für einen Programmablauf, mit dem die Soll-Drehzahl bei abfallender Fahrzeugbatteriespannung korrigiert bzw. geändert wird, Pig. 6(A) eine Darstellung, anhand der ein Register zum

Speichern einer Ist-Drehzahl erläutert wird, Pig. 6(B) eine Darstellung, anhand der ein Register zum Speiehern einer Soll-bzw. Bezügsdrehzahl erläutert wird, Pig. 7(-A-) eine Darstellung eines. Registers,anhand der die Speicherung eines elektrischen Spannungswerts erläutert wi£d, der angelegt werden soll, wenn die Soll-Drehzahl von Hand eingestellt wird, (Pig. 7(ß) eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen ansteigender Spannung und zunehmender Drehzahl wiedergibt,
Pig. 8(A) bis 8(E) Darstellungen, anhand denen ein Vorgang zur Änderung der Soll-Drehzahl bei Handbetätigung erläutert wird,

Pig. 9 eine graphische Darstellung, die eine Änderung der

Proportionalitätskonstante eines Steuer- bzw. Regelwerts wiedergibt,

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Pig.iO eine graphische Darstellung, die die Änderung

der Integrationskonstante des Steuer- bzw. Regelwerts wiedergibt.

Fig.11 ein Flussdiagramm für einen Programmablauf, mit dem ein Steuer- bzw. Regelwert verändert bzw. korrigiert wird, der verwendet wird, wenn die Soll-Drehzahl höher als die Ist-Drehzahl ist und

Fig.12 ein Flussdiagramm für einen Programmablauf, mit dem der Steuer- bzw. Regelwert korrigiert wird, wenn die Ist-Drehzahl höher als die Soll-Drehzahl ist.

Die Zeichnungen und insbesondere Fig. 1 zeigt schematisch. den generellen Aufbau einer Brennkraftmaschine - nachfolgend kurz "Motor" genannt - mit einem rechnergesteuerten Kraftstoff-Einspritzsystem. Diese Anordnung eines Motors ist insbesondere für Kraftfahrzeuge vorgesehen. Ein die Luftmenge bzw. die Luft durchflussmenge steuerndes System. - nachfolgend kurz als "Luftmengensteuersystem" bezeichnet gemäss der vorliegenden Erfindung ist im Zusammenhang mit diesem Motor dargestellt. Selbstverständlich kann das erfindungsgemasse Luftmengensteuersystem auch im Zusammenhang mit anderen Motoren verwendet werden, die mit einem im Fahrzeug vorhandenen Mikrorechner gesteuert werden können.

Jeder Motorzylinder 12 eines Motors 10 steht mit einem Luftansaugrohr 20 in Verbindung, das ein Lufteinlassrohr 20 mit einer Luftreinigungseinrichtung bzw. einem Luftfilter 24 zum Reinigen der angesaugten Luft, ein Luftdurchflussmesser 26, der in Strömungsrichtung gesehen nach dem Lufteinströmrohr 22 angeordnet ist und die Menge der durch ihn hindurchfliessenden angesaugten Luft misst, eine Drosselkammer 28, in der sich eine Drosselklappe 30 befindet, die über ein (nicht dargestelltes) Gaspedal in ihrer Lage verändert wird, so dass die Strömungsmenge der durch die Drosselklappe hindurch strömenden, angesaugten Luft eingestellt werden kann, sowie einen Rohrverteiler

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32 umfasst, der mehrere Abzweigungen bzw. Leitungen aufweist, obwohl dies aus Fig. 1 nicht deutlich, hervorgeht. Der Luftdurchflussmesser 32 arbeitet beispielsweise in einem anderen Motorsteuersystem zusammen, das etwa die Kraftstoffeinspritzmenge steuert bzw. festlegt. Auch dies geht aus Fig. 1 nicht deutlich hervor. Am Rohrverteiler 32 ist eine Kraftstoff-Einspritzdüse bzw. ein Kraftstoffinjektor 34 vorgesehen. Die mit der Kraftstoff-Einspritzdüse 34-eingespritze Kraftstoffmenge wird mit einer Einstelleinrichtung, beispielsweise einem (nicht dargestellten) elektromagnetischen Steuerorgan gesteuert. Die Einstelleinrichtung wird mit einem anderen Steuersystem eelektrisch betätigt, das die Kraftstoff-Einspritzmenge, den Kraftstoff-Einpritzzeitpunkt usw. in Abhängigkeit vom Motorbetriebszustand festlegt, der durch verschiedene, die Motorparameter ermittelnde Abfühleinrichtungen festgestellt wird. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kraftstoff-Einspritzdüse 34· im Rohrverteiler 32 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, die Einspritzdüse in bekannter Weise in der Brennkammer 12 anzuordnen.

Es ist weiterhin ein Leerlauf-Luftkanal 36 vorgesehen, dessen Öffnungen in der Drosselklappenkammer 28 liegen. Die eine Öffnung 38 des Leerlauf-Luftkanals 36 befindet sich in Strömungsrichtung gesehen vor der Drosselklappe 30 und die andere Öffnung 4-0 befindet sich in Strömungsrichtung gesehen hinter der Drosselklappe 30, so dass der Leerlauf-Luftkanal 36 die Drosselklappe 30 überbrückt. Eine Leerlauf-Einstellschraube 42 befindet sich im Leerlauf-Luftkanal 36. Die Leerlauf-Einstellschraube 4-2 ist automatisch mittels einer im weiteren noch zu beschreibenden elektronischen Steuereinrichtung verstellbar, um die Strömungsmenge der Ansaugluft, die durch den Leerlauf-Luftkanal 36 strömt, einstellen zu können. Im Zusammenhang mit dem Luftansaugrohr 20 ist weiterhin eine Neben- bzw. Umgehungsleitung 4-4· vorgesehen, deren eines Ende 46 zwischen dem Durchflussmesser 26 und der Drosselklappe 30 und deren anderes Ende 48 in

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Strömungsrichtung gesehen hinter der Drosselklappe 30 nahe des Rohrverteilers 32 zum Luftansaugrohr hin offen ist. Diese Umgehungsleitung 44 überbrückt die Drosselklappe 30 und verbindet den in Strömungsrichtung gesehenen Teil vor der Drosselklappe 30 mit dem Rohrverteiler 32. Ein Leerlaufsteuerventil 50 befindet sich in der Umgehungsleitung und besteht im wesentlichen aus zwei Kammern 52 und 54,' die durch ein Diaphragma bzw. eine Membran 56 voneinander getrennt sind. Die Kammer 54 steht in Verbindung mit der Umgehungsluft. Die Umgehungsleitung 44 ist also auf Grund des Leerlauf-Steuerventils 50 in zwei Bereiche 43 und 45 unterteilt, die in Strömungsrichtung gesehen vor bzw. hinter der Ventilöffnung 57 des Ventils 50 liegen. Das Leerlauf-Steuerventil 50 besitzt einen Ventilkegel 58,der derart in der Ventilöffnung 57 angeordnet ist, dass er zwischen zwei Stellungen hin- und herbewegt werden kann, wobei in der einen Stellung die beiden Bereiche 43 und 45 der Umgehungsleitung 44 bei offenem Ventil miteinander in Verbindung stehen und in der anderen Stellung das Ventil geschlossen ist. Der Ventilkegel 58 besitzt einen Stössel 60, dessen oberen Ende an der Membran 56 befestigt ist, so dass der Stössel von der Membran 56 bewegt wird. Die Membran 56 ist in der Zeichnung nach unten gedrückt, so dass der Ventilkegel 58 vom Ventilsitz 62 abgehoben ist. Eine Spiral-Druckfeder 64 ist in der Kammer 52 des Leerlauf-Steuerventils 50 vorgesehen. Das Ventil 50 ist daher normalerweise offen, so dass die Bereiche 43 und 45 der Umgehungsleitung 44 über die Ventilöffnung 57 miteinander in Verbindung stehen.

Die Kammer 52 des Leerlauf-Steuerventils 50 steht über eine Unterdruckleitung 67 mit einer Kammer 66 eines Druckregulierventils 68 in Verbindung, das einen konstanten Unterdruck liefert.Das Druckregulierventil 68 ist mittels einer Membran 72 in zwei Kammern 66 und 70 unterteilt. Die Kammer 66 des Druckregulierventils 68 steht auch mit dem Rohrverteiler 32 in Verbindung, so dass über die Leitung 74 der Unterdruck des Rohrverteilers 32 auch in der Kammer 66

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herrscht. Die Kammer 70 ist in an sich bekannter Weise nach aussen hin offen. An der Membran 72 ist ein Ventilelement 76 befestigt, das einen am Ende der Leitung 74 vorgesehenen Ventilsitz 78 gegenüber angeordnet ist. In den Kammern 66 und 70 befinden sich jeweils spiralförmige Druckfedern 71 und 73· Der Federdruck der Federn 71 und 73 hebt sich im wesentlichen auf, wenn die Membran 72 die neutrale Stellung einnimmt. Obwohl dies in der Figur nicht dargestellt, ist, kann die Kammer 66 auch mit einem Auspuffgas-Rückführ-(exhaust-gas recirculation-EGR-OSteuerventil verbunden sein, wodurch ein Teil der durch eine Abgasleitung 80 fliessenden Abgase wieder in den Rohrverteiler 32 gelangt.

Die Membran 72 wird bei Inderung des Gleichgewichts zwischen dem Unterdruck in der Kammer 66 und dem Atmosphärendruck in der Kammer 70 nach obenoder nach unten bewegt, so dass ν das Ventilglied 76 zum Ventilsitz 78 hin oder von ihm weg bewegt wird, wodurch ein Bezugs-Unterdruck für das Leerlauf-Steuerventil 50 eingestellt wird. Der mit dem Druckregulierventil 68 eingestellte Bezugs-Unterdruck gelangt über eine eine öffnung 69 aufweisende Unterdruckleitung 67 in die Kammer 51 des Leerlauf-Einstell- bzw. Steuerventils 50. Die Öffnung 69 bewirkt, dass sich der Unterdruck in der · Kammer 52 nicht zu abrupt ander;, so dass das Ventil 50 sanft und kontinuierlich arbeitet.

Die Kammer 52 des Leerlauf-Steuerventils 50 steht weiterhin über eine Luftleitung 81 mit einer Kammer 82 eines Lufteinlassventils 84 in Verbindung, das mit einer Membran 88 in zwei Kammern 82 und 86 unterteilt ist. Die Kammer 82 steht auch über eine Leitung 90 mit dem Luftansaugohr 20 in Strömungsrichtung gesehen vor der Drosselklappe 30 in Verbindung. Ein elektromagnetisches Betätigungsorgan 92 befindet sich in der Kammer 86 und wird in Abhängigkeit von einer Impulsfolge, die auf der Grundlage eines vom Steuersignalgenerator kommenden Steuersignals erzeugt wird, elek-

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trisch betätigt, wobei der Steuersignalgenerator Teil einer im weiteren noch zu beschreibenden Steuereinheit im Zusammenhang mit einem Mikrorechner ist. An der Membran 88 ist ein Ventilglied 94 befestigt, das auf Grund des Betätigungsorgans 92 elektromagnetisch verschoben werden kann. Durch Ändern der Impulsbreite in Abhängigkeit vom Steuersignal wird das Verhältnis zwischen dem Erregerund Entregerzeitraum des Betätigungsorgans 92 verändert, so dass das Verhältnis zwischen den, Zeiträumen der Öffnung und Schliessung des Ventils 94 verändert wird und damit sich auch die durch das Lufteinlassventil 84 hindurchströmende Luftmenge ändert. In der Kammer 86 ist weiterhin eine spiralförmige Druckfeder 96 vorgesehen, die die Membran zusammen mit dem Ventilglied 94 zum Ende der Leitung 90 nin drückt, so dass das Ventilglied 94 auf einem am Ende der Leitung 90 vorgesehenen Ventilsitz 98 sitzt. Durch den über das Drucksteuerventil 68 herrschenden Unterdruck wird die Membran 56 zusammen mit dem Ventilglied 58 bewegt, so, dass der Luftstrom durch die Umgehungsleitung 44 ge~ steuert wird. Der Unterdruck in der Kammer 52 wird durch . Steuerung der Luftmenge eingestellt, die durch das Lufteins'trömventil 84 und die Luftleitung 81 strömt.

Wenn der Motor 10 im Leerlauf läuft, ist die Drosselklappe 30 im wesentlichen geschlossen, so dass keine oder nur wenig Ansaugluft durch die Drosselklappe 30 hindurchgeht. Daher strömt die Ansaugluft im Leerlauf durch sowohl den Leerlauf-Luftkanal 36 als auch durch die Umgehungsleitung 44, die beide die Drosselklappe 30 überbrücken und eine Verbindung zwischen dem Bereich vor der Drosselklappe 30 und dem Bereich nach der Drosselklappe 30 herstellen.

Die durch den Leerlauf-Luftkanal 36 hindurchströmende Luftmenge wird mit der Leerlauf-Einstellschraube 33 eingestellt, und die durch die Umgehungsleitung 44 strömende Luftmenge wird durch das Leerlauf-Steuerventil 50 eingestellt. Das Leerlauf-Steuerventil 50 wird durch Unterdruck betätigt, der vom Einlass-Rohrverteiler 32 über die Leitung 74, das

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Druckregulierventil 78 uncl die Unterdruckleitung 67 kommt. Der Unterdruck in der Kammer 52 wird durch die von aussen einströmende Luft eingestellt, die durch die Leitung 90, das elektromagnetische Ventil 84- und die Leitung 81 strömt. Das Ventilelement 58 steuert die durch die Umgehungsleitung 44 strömende Luftmenge mittels des in der Kammer 52 herrschenden Unterdrucks. Da . die Motordrehzahl von der Menge der angesaugten Luft abhängt, kann die Motordrehzahl auch durch Ändern der durch den Leerlauf-Luftkanal 36 und die Umgehungsleitung 44 strömenden Luftmenge verändert werden, wenn der Motor 10 im Leerlauf arbeitet.

Nachfolgend soll der Steuervorgang zum Einstellen der Ansaugluftmenge mittels Steuerung des elektromagnetischen Betätigungsorgans 92 beschrieben werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Ansaugluftmenge und damit auch die Motordrehzahl im Leerlauf auch durch Einstellen der Leerlauf-Einstellschraube 42 eingestellt bzw. gesteuert werden kann. Obgleich dies in Pig. 1 nicht explicit dargestellt ist, wird die Einstell-Steuerschraube 42 durch ein Betätigungsorgan gesteuert, das in Abhängigkeit von Be tätigungsSignalen elektrisch arbeitet, die von einem im weiteren noch zu beschreibenden Mikrorechner bereitgestellt werden. Die Betätigungssignale werden in Abhängigkeit von den Steuersignalen erzeugt.

Wie Fig. 1 zeigt, umfasst ein für die automatische Steuerung der Luftansaugmenge verwendeter Mikrorechner 100 im wesentlichen eine Zentraleinheit bzw. einen Prozessor (CPU) 102, einen Speicher 104 und eine Eingabe-/Ausgabe-Einheit 106, d. h. eine Schnittstelle bzw. ein Interface. Dem Mikrorechner 100 werden verschiedene Sensorsignale.als Eingangssignale zugeführt, etwa :
- einen Kurbel-Impuls und einen Kurbel-Referenz- bzw. Standardimpuls, wobei der Kurbelimpuls bei jedem Winkelgrad oder jeweils einem bestimmten Winkelgrad, der grosser als ein Winkelgrad ist, des Kurbelwinkels und der Kurbel-

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-Standardimpuls bei ,jedem vorgegebenen Kurbel-Standard-winkel mittels eines Kurbelwinkel sen sol's 110 erzeugt werden, der den Drehwinkel einer Kurbelwelle 112 misst, und wobei der Kurbelinrpuls und der Kurbel-Standardimpuls dem Mikrorechner 100 als Eingangssignal zugeleitet werden, die die Drehzahl und den Kurbelwinkel angeben,

- ein Kühlmitteltemperatursignal, das von einem Temperaturfühler 114 erzeugt wird, der in einem um den Motorzylinder 12 herum angeordneten Kühlmittelkanal 116 angebracht und dem Kühlmittel 118 ausgesetzt ist, und der in Abhängigkeit von der Temperatur des Kühlmittels ein Analogsignal erzeugt und dieses Signals über einen Analog-/Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 120 der Eingabe-/ Ausgabe-Einheit 106 zuleitet, wobei das Kühlmitteltemperatur signal im A/D-Umsetzer 120 in einen digitalen Code (ein Binärsignal) umgesetzt wird, der bzw. das als Eingangssignal für den Mikrorechner geeignet ist,

- ein Drosselklappen-Winkelsignal, das von einem Analogsignal abgeleitet wird, das mittels eines Drosselklappen-Winkelsensors 122 erzeugt wird, der einen veränderlichen Widerstand 124 aufweist, wobei das Analogsignal mittels eines A/D-Umsetzers 126 in ein Digitalsignal umgesetzt wird,

- ein Signal von einem Schalter 128, der bei Auskuppeln bzw. einer neutralen Kraftübertragung geschaltet wird, wobei dieses Signal als EIW-/AUS-Signal eingegeben wird,

- ein der Fahrzeuggeschwindigkeit entsprechendes Signal, das von einem Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser 130 kommt, und das ein EIN-/AUS-Signal ist, welches als EIN-Signal vorliegt, wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs kleiner als eine vorgegebene Geschwindigkeit, beispielsweise 8 kph, und im anderen Falle ein AUS-Signal ist, und

- ein Batteriespannungssignal, das über den A/D-Umsetzer 129 von der Batterie 127 kommt.

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Bei der dargestellten Ausführungsform wird im Drosselklappen-Winkelsensor 122 ein veränderlicher Widerstand 124 zum Feststellen der geschlossenen Stellung der Drosselklappe verwendet. Anstelle des veränderlichen Widerstands 124 kann jedoch auch ein EIN-/AUS-Schalter verwendet werden, der sich im eingeschalteten Zustand befindet, wenn die Drosselklapps 30 geschlossen ist.

Fig. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Kühlmitteltemperatur T und der Bezugs-Drehzahl Hg·^ als ein Beispiel der Steuerkennlinien bei der offen-prozessgekoppelten Steuerung bzw. der sogenannten Open-Loop-Steuerung gemäss der vorliegenden Erfindung. Die Bezugsdrehzahl Ng-gm ist die gewünschte Drehzahl entsprechend der Kühlmitteltemperatur. Das Impulstastverhältnis des am Betätigungsorgan 92 anliegenden Impulssignals wird in Abhängigkeit vom Steuersignal festgelegt, das der Bezugsdrehzahl Nggm in der Open-Loop-Steuerung entspricht. Die Steuerkennlinien bzw.-eigenschaften gemäss der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand des Beispiels der Kühlmitteltemperatur als Steuerparameter zur Bestimmung der gewünschten Bezugsdrehzahl Ng-gm beschrieben. Es können jedoch auch andere Faktoren als Steuerparameter verwendet werden. Beispielsweise kann die Motortemperatur ebenfalls als Steuerparameter zur Bestimmung der Beζugsdrehzahl ΚΓσ-pm verwendet werden.

Wie Fig. 2 zeigt,wird die Leerlaufdrehzahl des Motors bei normalen Betriebsbedingungen, bei denen das Kühlmittel auf 60° C bis 95° C erwärmt wird, gemäss der vorliegenden Erfindung auf 600 Upm gehalten. Wenn die Kühlmitteltemperatur über dem oben genannten HOrmalbereich liegt und also überhitzt ist, wird die Beiugs-Leerlaufdrehzahl auf bis zu 1400 Upm erhöht, so das 5 die Kühlmittel-Umlaufgeschwindigkeit erhöht und die Men je der Kühlluft, die durch einen (nicht dargestellten) Kühler strömt, vergrössert wird, um den "ίοtor wirkungsvoll zu kühlen. Wenn die Kühlmitteltemperatur dagegen unterhalb des normalen Bereicht liegt,

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wird die Bszugs-Leerlaufdrehzahl ebenfalls bis au 1600 üpm erhöht, um den Motor schnell warmlaufen zu lassen und die Leerlaufdrehzahl im richtigen Motorbetriebszustand zu stabilisieren. Einer der wichtigsten Aufgaben der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Bezugs-Drehzahl bei einer bestimmten kühlen Temperatur des Kühlmittels zu spezifizieren. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist der spezifische Temperaturbereich 0° C bis 30° C und die spezifische Bezugs-Motordrehzahl in dem spezifischen Temperaturbereich beträgt 1400 TJpm. Die spezifische Bezugs-Drehzahl wird in dem zuvor genannten spezifischen Temperaturbereich konstant gehalten. Der Grund zur Spezifizierung des Temperaturbereichs des Kühlmittels und der konstanten Drehzahl innerhalb dieses Bereichs besteht darin, dass mit Ausnahme aussergewöhnlich kalten Vetters die Kühlmitteltemperatur sich normalerweise in diesem Bereich befindet, wenn der Motor das erste Mal angelassen wird.

Bei dem Steuervorgang mit einem Mikrorechner wird die Bezugs-Drehzahl auf zwei Weisen ermittelt, d. h. mittels einer sogenannten offenen (open-loop) Steuerung und einer Regelung bzw. Rückkoppel-Steuerung. Bei der Regelung wird das Irapulstastverhältnis (das Verhältnis der Impulsbreite zu einem Impulszyklus) des zum elektromagnetischen Ventil 84- rückgekoppelten Impulssignals in Abhängigkeit vom Steuersignal ermittelt, das der Bezugs-Drehzahl Ng^ wie bei der offenen Steuerung entspricht und das entsprechend der Differenz zwischen der tatsächlichen Drehzahl und der Bezugs-Drehzahl ermittelt wird. Die Regelung (feedback control) wird entsprechend der Stellung der Drosselklappe, die durch den Drosselklappenwinkelsensor 122 ermittelt wird, der Stellung der Kraftübertragung bzw. des Getriebes, wie sie vom neutralen Schalter 128 ermittelt wird der vom Fahrzeuggeschwindigkeitsmesser 130 ermittelten Fahrzeuggeschwindigkeit^usw. ausgeführt. In jedem Fall wird

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die auszuführende Regelung mit Bezug auf die Fahr ze ugfahrzustände vorgenommen, die im Mikrorechner vorhanden sind, beispielsweise in Bezug auf den Zustand, bei dem die Drosselklappe geschlossen ist, und die Kraftübertragung bzw. das Getriebe sich in einer neutralen Stellung befindet, oder bei dem Zustand, bei dem die Drosselklappe geschlossen ist und die Fahrzeuggeschwindigkeit unter 8 km/h liegt. Wenn die Fahrzeug-Antriebs- bzw. Fahrzustände nicht zur Durchführung einer Regelung (feedback control) geeignet sind, führt der Mikrorechner mittels einer Ablesung aus Tabellen eine offene Steuerung (open loop control) aus. Bei der offenen Steuerung wird die Bezugs-Drehzahl Ng_ET, d. h. das Steuersignal in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur durch Ablesen aus einer Tabelle ermittelt. Wie bereits beschrieben, ist das Steuersignal das Signal, welches das Impulstastverhältnis des Impuls signale s bestimmt.

Die im Festwertspeicher ROM des Speichers 104- gespeicherten Tabellendaten werden in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur ausgelesen. Die folgende Tabelle gibt den Zusammenhang zwischen der Kühlmitteltemperatur (TW) und der entsprechenden Bezugs-Drehzahl Nggm wieder, wenn die Tabelle zuvor in 32 Bytes eines Festwertspeichers ROM gespeichert wurde.

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Tabelle

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Kühlmittel temperatur TW (oc)	Soll- bzw. Bezugs- Drehzahl NSET (^^	Soll- bzw. Kühlmittel temperatur TV	Soll- bzw Bezugs- Drehzahl NSET
117 und darüber	1400	36,5	1225
104	1000	33	1325
94	600	29,5	1400
80	600	22	1400
59,5	600	10	1400
55,5	725	1	1400
51,5	837,5	_/).	1425
47,5	937,5	10,5	14?5
43,5	1012,5	18,5	1525
40,5	1100	-30 und	1600

darunter

Bei dem dargestellten Beispiel wird die Drehzahl in Schritten von 12,5 Upm erhöht. Wenn die Kühlmitteltemperatur zwischen zwei vorgegebenen Werten liegt, wird die Bezugs-Drehzahl Ng-g^ durch Interpolation bestimmt.

Das Steuersignal, das bei der offenen Steuerung durch Eingehen in die zuvor angegebene Tabelle mit der entsprechenden Kühlmitteltemperatur erhalten wird, muss weiterhin im Hinblick auf die Art der Kraftübertragung bzw. der Getriebe bzw. Gangstellung, die Batterie spannung und die Betriebsstellung der Klimaanlage korrigiert werden. Die am Motor auftretende Last hängt nämlich von der Art der Kraftübertragung bzw. dem eingelegten Gang ab. Weiterhin ist bei einem Getriebe mit Handschaltung die Belastung des Motors bei Einkuppeln grosser als bei einem automatisehen Getriebe, so dass auch eine höhere Motordrehzahl erforderlich ist. Venn die Batteriespannung beispielsweise unter 12 Volt absinkt, ist es dagegen erforderlich, die Batterie schnell aufzuladen, um die Spannung zu erhöhen.

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Daher soll die Leerlauf-Drehzahl erhöht v/erden. Wenn die Klimaanlage eingeschaltet ist, ist die Motorlast grosser, um die Klimaanlage zu betreiben. In den Fig. 3 bis 5 sind Möglichkeiten dargestellt, um Korrekturen des Steuersignals in Abhängigkeit von der Art der Kraftübertragung, den Einschaltzuständen der Klimaanlage und der Batteriespannung zu korrigieren.

Fig. 3 zeigt verschiedene Kurven, die die Änderung der Bezugs-Drehzahl Kggrp entsprechend der Kühlmitteltemperatur wiedergeben. Die in Pig. 3 dargestellten Kurven sind gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Kurve modifiziert, wobei die in Fig. 2 dargestellte Kurve die Basis-Bezugsdrehzahl Ng_ET wiedergibt, die in Abhängigkeit der Kühlmitteltemperatur ermittelt wurde. Die Angabe "AT-A/COFF-IF gibt einen Fahrzeug-Betriebszustand an, bei dem die im Kraftfahrzeug verwendete Kraftübertragung bzw. das im Kraftfahrzeug verwendete Getriebe ein automatisches Getriebe (AT), die Klimaanlage (A/C) ausgeschaltet (OFF) ist und sich das Getriebe in neutraler bzw. Leerlaufstellung (N) befindet. Die mit "AiE-A/C-OFF-H" bezeichnete Kurve gibt die Basis-Bezugsdrehzahlkurve wieder. Die anderen Kurven zeigen jeweils korrigierte Bezugs-Leerlaufdrehzahlen NgjjT' die bezüglich der Kraftübertragung bzw. der Getriebeart, des Einschaltzustandes der Klimaanlage und der Getriebstellung korrigiert ist.

Wenn ein Handschaltgetriebe (MT) bei einem Fahrzeug verwendet wird, wird die kleinste Bezugs-Drehzahl um 50 bis 650 üpra erhöht, weil in diesem Falle die Motorlast im Vergleich zu einem automatischen Getriebe grosser ist. Wenn im automatischen Getriebe (AT) ein Gang eingelegt ist bzw. in der Antriebsstellung (D) und daher der Neutralschalter ausgeschaltet ist, wird die maximale Bezugs-Drehzahl Ng-gm auf 800 Upm und nicht entsprechend der Kühlmitteltemperatur eingestellt, so dass das Fahrzeug nicht

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langsam weiterfährt bzw. kriecht (creep). Bei einem Handschaltgetriebe (MT) wird die maximale Bezugs-Drehzahl Ng-g^, auf 800 Upm eingestellt. Wenn beim Handschaltgetriebe ein Gang eingelegt ist bzw. das Handschaltgetriebe in der Antriebsstellung ist, ist es erforderlich, die maximale Drehzahl zu begrenzen, um ein zu starkes Ansteigen der Steuerwerte der Steuersignale bei der Regelung in Abhängigkeit von der momentanen Drehzahlabnähme zu verhindern, wenn die Kupplung zu greifen beginnt. Wenn sich das Getriebe in neutraler Stellung (N) befindet, wird die Bezugs-Drehzahl in Abhängigkeit von der Kühlmitteltemperatur verändert, um den Motor bei kaltem Motor schnell auf Betriebstemperatur zu bringen, oder um den überhitzten Motor schnell auf eine niedrigere Temperatur zu bringen.

Wenn die Klimaanlage eingeschaltet ist, wird die Bezugs-Drehzahl N_SErp allgemein auf mehr als 800 Upm erhöht, um die Klimaanlage im eingeschalteten Zustand (ON) betreiben zu können. Bei einem automatischen Getriebe (AT), bei dem ein Gang eingelegt ist (D), wird die Bezugs-Drehzahl NgET J^edoctl normalerweise auf 700 Upm eingestellt und wird auf höchstens 800 Upm eingestellt, um ein Weiterfahren bzw. Kriechen des Fahrzeugs zu verhindern.

Entsprechend den zuvor beschriebenen hauptsächlichen Korrekturen der Basis-Bezuf;sdrehzahl Ν_βΕΤ, wird die Bezugs-Drehzahl entsprechend der nachfolgend angegebenen Tabelle II korrigiert:

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:002 V VO J¹

Tabelle II

Klimaanlage

(V)

Automatisches Getriebe

(AT)

Gang einge- Leerlauf -

legt stellung

(Upm) (Upm)

Handschaltgetriebe

(MT) Gang ein- Leerlauf-

?elegt stellung Upm; (Upm)

Ein

Au s

i 800
έ 700

£ 800

"" ⁸⁰⁰

= 600

10

^{= 800}

= 800 £ 650

^650

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In Tabelle II bedeutet "Gang eingelegt" bei automatischem Getriebe den ersten und zweiten Gang, den Antriebsgang und den Rückwärtsgang, und beim Handschaltgetriebe den ersten bis fünften Gang und den Rückwärtsgang, und die Angabe "Leerlaufstellung" bedeutet, dass der Gang sowohl beim automatischen als auch beim Handschaltgetriebe in der Parkstellung und der neutralen bzw. Leerlaufstellung liegt.

In Pig. 3 sind Kurven oder Kurventeile, die wenigstens teilweise denselben Vert auf v/eisen, voneinander getrennt dargestellt, um klar jede Ku3-ve für die Basis-Bezugsdrehzahl darzustellen, die von der Kühlmitteltemperatur unabhängig ist. ;

Für die offene bzw. Open-Loop-Steuerung ist in I¹Xg. 4 ein Plussdiagramm für eir. Korrekturprogramm dargestellt, das Durchlaufen wird, um die Basis-Bezugsdrehzahl ifgjjT in Abhängigkeit von der Art des Getriebes, in Abhängigkeit davon, ob ein Gang eingelegt ist oder nicht, und.in Abhängigkeit davon, ob die Klimaanlage eingeschaltet ist oder nicht, zu korrigieren. Zunächst werden beim Programmschritt 202 die Tabellendaten, die entsprechend dem in Fig. 2 dargestellten Kennlinien der Basis-Bezugsdrehzahl·

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eingegebn worden sind, in Abhängigkeit vom Kühlmitteltemperatursignal ausgelesen, das vom Kühlmitteltemperatursensor 114 (vgl. Fig. 1) bereitgestellt wird. Die durch Ablesen auf der Tabelle ermittelte Bezugs-Drehzahl N_gET wird in ein Register A eingeschrieben. Danach wird beim Abfrage schritt 204 abgefragt, ob es sich beim Getriebe um ein automatisches oder Handschaltgetriebe handelt. Wenn es sich um ein Handschaltgetriebe handelt, wird die im Register A gespeicherte Bezugs-Drehzahl Ng-™ beim Programmschritt 206 folgendermassen korrigiert: Wenn die Bezugs-Drehzahl Ng-g^ kleiner als 600 Upm ist, wird sie auf 650 Upm korrigiert. Wenn dagegen ein automatisches Getriebe vorliegt, springt das Programm zum Abfrageschritt 208 über. Das Programm geht auch zum Abfrage schritt 208 über, wenn der Programmschritt 206 bei Vorliegen eines Handschaltgetriebes ausgeführt ist. Beim Abfrage schritt 208 wird abgefragt, ob die Klimaanlage eingeschaltet ist oder nicht. Wenn die Klimaanlage einge schaltet' ist, so wird beim Ab frage schritt 210 von Neuem abgefragt, ob es sich um ein Handschaltgetriebe handelt. Wenn dies der Fall ist, wird die im Register A gespeicherte Bezugs-Drehzahl dann in einem Programmschritt 216 auf 800 Upm korrigiert bzw. geändert', wenn die im Register A gespeicherte Bezugs-Drehzahl kleiner als 800 Upm ist. Wenn dagegen ein automatisches Getriebe vorliegt, wird beim Programmachritt 212 abgefragt, ob ein Gang eingelegt ist oder nicht. Wenn kein Gang eingelegt ist, bzw. wenn der Gangschalthebel in der Leerlaufstellung liegt, wird zum Programmschritt 216 übergegangen. Wenn die im Register A gespeicherte Bezugs-Drehzahl· Ng^ dagegen kleiner als 700 Upm ist, wird diese im Programmschritt 214 ■ auf 700 Upm geändert. Nach Korrektur der Bezugs-Drehzahl ^NSET ^mi* ^{dem Pro}S^ram[tischritt 214 und 216, oder wenn beim Abfrageschritt 208 festgestellt wurde, dass die Klimaanlage nicht eingeschaltet ist, wird beim Schritt 218 abgefragt, ob das Getriebe in Leerlaufstellung liegt. Wenn das

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Getriebe sich in Leerlaufstellung befindet, wird zum Programmscb.rd.tt 222 gesprungen. Beim Programmschritt 222 wird die Bezugs-Drehzahl Ngvrn von Hand in Schritten von 50 Upm geändert. Das von Hand ausgelöste Korrektureingangssignal erhält man über ein externes Eingabegerät. Die Art und Weise, wie die Bezugs-Drehzahl ^a-gm von Hand geändert bzw. korrigiert wird, wird nachfolgend anhand der Pig. 8(A) und 8(B) beschrieben.

Wenn die Spannung der Fahrzeugbatterie, abfällt,· ist es erforderlich, die Batterie wieder zu laden. Um die Fahrzeugbatterie wieder schnell aufzuladen, sollte die Motorleerlauf-Drehzahl zeitweilig erhöht werden. Wenn die Batteriespannung unter 12 Volt abfällt, wird die Motorleerlauf-Drehzahl erhöht. Vorzugsweise sollte die Motorleerlauf-Drehzahl erhöht werden, wenn die Batteriespannung über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg unter 12 Volt bleibt. Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Programm, das abläuft, wenn die Batteriespannung abfällt.

Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm für ein Programm, mit dem die Motor-Drehzahl bei abfallender Batterispannung erhöht wird. Bei der dargestellten Ausführungsform läuft das Programm zur Erhöhung der Leerlaufgeschwindigkeit ab, wenn die Batteriespannung für einen Zeitraum, der sechsmal den Durchläufen des Programms entspricht, unter 12 Volt bleibt. Wenn die Motorleerlauf-Drehzahl erhöht wird, wird die Bezugs-Drehzahl ^Wm in Schritten von 100 Upm, jedoch nicht über 800 Upm erhöht. Der einfacheren Erläuterung und des besseren Verständnisses halber wird hier mit der Erläuterung des Abfrageschritts 318 begonnen, bei dem festgestellt wird, ob die Batteriespannung grosser als 12 Volt ist. Wenn die Batteriespannung grosser als 12 Volt ist, wird ein Befehl im Programmschritt 320 ausgeführt, die Drehzahl nicht zu erhöhen. Wenn die Batterispannung dagegen unter 12 Volt liegt, wird beim Programmschritt 322 der Zählerstand eines Zählers um eins erhöht. Der Zäh-

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lerstand wird abgefragt, um festzustellen, ob er 16 ist, und wenn er 16 ist, wird ein Befehl gemäss dem Programmschritt 324 ausgeführt, um die Bezugs-Drehzahl ligpm ^zu erhöhen. Nach Ausführung dieses Befehls zur Erhöhung der Bezugs-Drehzahl wird der Zählerstand des Zählers vorzugsweise wieder auf Null zurückgesetzt.Wenn der Befehl zur Erhöhung ausgeführt wird, wird die Drehzahl beim Programmschritt 302 abgefragt, ob sie bereits erhöht wurde. Wenn dies nicht der Fall ist, wird ein Zeitmesser ausgelöst, der den Zeitraum misst, bei dem die Motorleerlauf-Drehzahl zu steigen beginnt, und es wird zum Programmschritt 308 übergegangen. Wenn die Drehzahl erhöht wird und bei der Abfrage 302 sich ein JA ergibt, wird beim Abfrage schritt 304 der vom Zeitnehmer gemessene Zeitraum abgefragt, ob die erhöhte Leerlauf-Drehzahl über einen vorgegebenen Zeitraum, beispielsweise über 5 Minuten hinweg, beibehalten worden ist. Wenn dies nicht der'Fall ist, springt das Programm zum Abfrageschritt 308, bei dem festgestellt wird, ob die im Register A gespeicherte Bezugs-Drehzahl Ng™ grosser als 800 Upm ist.

Da es nicht erforderlich ist, die Drehzahl zu erhöhen, wenn die Bezugs-Drehzahl Ng-grp höher als 800 Upm ist, springt das Programm auf ENDE, wenn beim Abfrageschritt die Antwort JA ist. Wenn dagegen beim Abfrage schritt 308 ein NEIN herauskommt, wird die im Register A gespeicherte Bezugs-Drehzahl Ng-gm beim Programmschritt 312 um 100 Upm erhöht. Die erhöhte Motor-Drehzahl Ng-^ wird beim Programmschritt 314 abgefragt, ob sie über 800 Upm liegt. Wenn die erhöhte Drehzahl Ng-gm 800 Upm übersteigt, wird sie beim Programmschritt 316 auf 800 Upm korrigiert. Wenn die erhöhte Motor-Drehzahl Ng_ET dagegen kleiner als 800 Upm ist, wird zum Programmende gesprungen. Wenn bei beiden Programmschritten 3ß4 und 314 die Abfragen die Antworten JA ergaben, d. h. wenn die Motor-Drehzahl langer als 5 Minuten aufrechterhalten wurde, wird die Erhöhung der Motorleerlauf-Drehzahl beim Programmschritt 306 beendet, um wieder zur

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zuvor eingestellten Bezugs-Drehzahl zurückzukehren. Wenn die Motor-Drehzahl Nggi beim Abfrageschritt 310 bereits erhöht wurde, springtdas Programm zum Abfrageschritt über, um die Batteriespannung abzufragen.

Durch das in Abhängigkeit von einem Spannungsabfall bei der Batteriespannung auszuführende, zuvor beschriebene Programm wird die Leerlauf-Drehzahl erhöht, wenn die Batteriespannung über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg .beibehalten bleibt. Wenn die Batteriespannung kurzzeitig abfällt, wird die Motordrehzahl daher nicht erhöht, so dass sie nicht auch kurzzeitig auftretende Spannungsabfälle anspricht, die durch den Betrieb von Fahrzeugeinrichtungen hervorgerufen werden können. Da das Programm die Motorleerlauf-Drehzahl auf maximal 800 TJpm begrenzt, wird auch verhindert, dass das !Fahrzeug langsam weiterfährt bzw. "kriecht" (insbesondere bei einem automatischen Getriebe).

Nachfolgend sollten die Pig. 6(A) und (B) sowie 7(A) und (B) beschrieben werden, in denen "Verfahrensweisen zum Speichern eines Werts in einem Register dargestellt sind. Bei einem Fahrzeug, bei dem die Motor-Drehzahl von Fahrer eingestellt wird und keine Einrichtungen für eine Regelung vorhanden sind, kann die Motorleerlauf-Drehzahl von Hand eingestellt werden. Für eine geregelte Brennkraftmaschine muss der Steuerwert bzw. das Steuersignal durch manuelle Einstellung der Drehzahl von Hand korrigiert werden. Für eine Korrektur von Hand weist das erfindungsgemasse Steuersystem eine externe Eingabeeinheit ISCV auf. Mit der externen Eingabeeinheit ISCT ist ein veränderlicher Widerstand verbunden, der von Hand eingestellt werden kann. Durch Einstellen des Widerstandswerts dieses veränderlichen Widerstands wird die Eingangsspannung in einen Bereich von 0 V bis 5 V verändert, mit der dann die Bezugs-Drehzahl Ng-gm eingestellt wird. Fig. 6(A) zeigt ein Register zum Festhalten der momentanen Motor-Drehzahl Hpp^. Die Speicher-

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kapazität des Registers beträgt zwei Bytes mit 8 Bit, und die Drehzahl c.aten werden als Binärzahl gespeichert, die ein Vielfaches von 12,5 Upm ist. Pig. 6(B) zeigt ein Register, mit dem die Bezugs-Drehzahl Mg-g™ festgehalten wird. Das Register weist acht Bits, also ein Byte auf, um die Drehzahldaten bis zu einem Maximalwert von 3187,5 Upm zu speichern. I¹Ig. 7(-A) zeigt ein Register IVAR, das über die externe Eingabeeinheit ISCV eingegebene Spannung nach Umsetzung in ein digitales Signal speichert.

Das Regist3r weist acht Bits, also ein Byte auf, in dem die mit der externen Eingabeeinheit eingegebene Spannung in Einheiten von 20 mV und bis zu einem Höchstwert von etwa 5 V gespeichert wird. Der Zusammenhang zwischen der von aussen eingegebenen Spannung und der Zunahme der Drehzahl wird aus Fig. 7(B) deutlich. Wie Pig. 7(B) zeigt, wird die Motor-Drehzahl Ng-^m in Schritten von 50 Upm erhöht. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel geben die oben angeschriebenen Spannungswerte die mittleren Spannungen entsprechend der Erhöhungsschritte der Motor-Drehzahl an. In Pig. 7(B) sind jeweils spezifische Spannungen entsprechend den jeweiligen erhöhten Motor-Drehzahlen angegeben. Diese Spannungen können jedoch auf Grund von Fehlern bei der Analog-/Digital-Umsetzung und auf Grund von Ungleichmässigkeiten der veränderlichen Register etwas schwanken. Um derartige Schwierigkeiten zu vermeiden, wird die in digitale Form umgesetz1P Spannung der externen Eingabeeinheit (vgl. Fig. 8(A)) mit 11000000 (vgl. Fig. 8(B)) einer UWD-Verknüpfung unterzogen. Das Ergebnis ist ABOOOOOO, wie in Fig. 8(C) dargestellt ist.

Das Ergebnis gemäss Fig. 8(C) wird um vier Bits nach rechts verschoben, so dass sich der Wert OOOOABOO, wie in Fig. 8(D) dargestellt ist, ergibt. Da A und B Binärwerte sind, ist der in Fig. 8(D) dargestellte Wert deshalb entweder 0100, 1000 oder 11C0. Diese Werte entsprechen 50, 100 bzw. 150 Upm. Dieser Wert wird dann N_t:,·^ zuaddiert.

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Motor-Drehzahl und der Bezugs-Drehzahl gesteuert bzw. geregelt. Um die Differenz ΔΝ zu ermitteln, wird die ' Bezugs-Drehzahl Ngjjm mit der momentanen Drehzahl H-ppM verglichen, die durch das Kurbelwinkelsensorsignal vorliegt. Die Differenz AN ( Δ^Egp^-Ng^) zwischen der Bezugs-Drehzahl Ng_ET und der momentanen Drehzahl Ngp_M wird also auf diese Weise erhalten. Entsprechend dieser Differenz ΑΉ liegt der Mikrorechner das Steuersignal fest. Das Steuersignal ist ein Ausgangssignal des Steuersignalgenerators, das aus einem proportionalen Bestandteil und einem integralen Bestandteil besteht. Der Mikrorechner legt weiterhin die Impulsbreite des ImPuIa" signals zur Steuerung des elektromagnetischen Betätigungsorgans 92 fest. Dadurch wird die Menge der angesaugten Luft bei Leerlauf des Motors in dem spezifischen Betriebszustand gesteuert, so dass die momentane Drehzahl Ujjp^ in einer entsprechenden Grosse mit der Bezugs-Drehzahl Ν_οτ?πη übereinstimmt.

Bei der Regelung des Motors wird das proportionale Element des Steuersignalgenerators normalerweise dazu verwendet, die Änderungsrate des Steuersignals, d. h. die Ansprechcharakteristik des Regelsystems und die Geschwindigkeit, mit der die momentane Drehzahl Enpiyr der Bezugs-Drehzahl Ng-π,φ angeglichen wird, zu ändern. Wenn das proportionale Element zu gross ist und dadurch die Änderungsrate des Steuersignals zu hoch ist, wird das Impulstastverhältnis des Impulssignals, welches dem Betätigungsorgan 92 bereitgestellt wird, in unerwünschter Weise häufig geändert. ·· Dadurch entstehen im Regelsystem Regelschwingungen auf Grund der häufigen Änderung des Impulstastverhältnisses des Steuersignals, welches das elektromagnetische Betätigungsorgan 92 steuert. Da der Ansprechzeitraum von dem Zeitpunkt, zu dem die Strömungsmenge der Ansaugluft geändert wird, bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Drehzahl tatsächlich verändert wird, mit ansteigender Drehzahl kür-

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Die nachfolgend angegeben Tabelle III zeigt ein Beispiel unter der Annahme, dars die extern eingegebene Spannung 3,2 Volt beträgt, die Bezugs-Drehzahl Ng^ 600 Upm ist und diese um 100 Upm erhöht werden soll. Es sei hierbei weiterhin angenommen, dass der Wert des Registers IVAE im Beispiel 1 den Wert 2,8 und in Beispiel II den Wert 3,2 besitzt.

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	(D	Tabelle III	Beispiel II (3,2V)
	(2)	Beispiel I (2,8V)	10100000
IVAR	(3)	10001100	11000000
Konstante	U)	11000000	10000000
(1) und (2)	(5)	10000000	00001000
Um 4· Bits nach rechts ver schieben	(6)	00001000	00110000 (600 Upm)
NSET	00110000 (600 Upm)	00111000 (700 Upm)
(4) und (5)	00111000 (700 Upm)

Das logische Produkt von (1) und (2) wird daher nicht von UngleichmäsEigkeiten bzw. Ungeradheiten bei der Einstellung beeinflusst. Daher kann die Erhöhung der Motor-Drehzahl Nggm in Einheiten von 50 Upm genau durchgeführt werden. Wie in Fig. 8(B) dargestellt ist, besteht ein noch zulässiger Bereich fir Änderungen oder Schwankungen der gemessenen Spannung, innerhalb dem durch das zuvor beschriebene Korrekturverfahren Fehler verhindert werden können.

Wenn die Rückkoppelsteuerung tzw. Regelung erfolgt, wird die Motor-Drehzahl entsprechend der momentanen oder Ist-Drehza] J^RPM sowie einer Differenz /JN zwischen der momentanen bzw.Ist-

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zer wird, treten Rege!schwingungen häufiger in höhere Drehzahlbereichen auf. Wenn die Drehzahl dagegen niedriger ist, wird dieser Ansprechzeitraum eher langer als erforderlich sein und daher kann der Motor abgewürgt werden bzw. zum Stillstand kommen. G-emäss der vorliegenden Erfindung wird daher das Ansprechverhalten des Regelsystems durch Verringern des propon:ioanlen Bestandteils bzw. Elements bei höheren Drehzahlbereichen und durch Erhöhen des proportionalen Bereichs bzw. des proportionalen Elements bei niedrigeren Drehzahlbereichen verbessert, um die dem Regelsystem anhaftenden unterschiedlichen Ansprechzeiträume des Motors auszugleichen. Fig. 9 zeigt eine graphische Darstellung der erfindungsgeraässen Einstellung des proportionalen Elements bzw. Bereichs oder der proportionalen Konstante im Abhängigkeit von der Differenz ΔΉ im Leerlauf zustand des Motors. Wie aus Fig. 9 zu ersehen sit, wird der proportionale Bereich bzw. das proportionale Element bzw. die proportionale Eonstante auf Null eingestellt, um eine Regelschwingung bzw. ein Überschwingen beim Motor zu verhindern, wenn die augenblickliche Drehzahl Nvvpiyr höher als die Bezugs-Drehzahl Nggm ist und daher ein Impulssignal mit kleinerem Impulstastverhältnis am Betätigungsorgan 92 auftritt. Wenn die augenblickliche Motor-Drehzahl Kgp^ dagegen kleiner als die Bezugs-Drehzahl ^gET ^^st' ^⁸* äie proj)ortionale Konstante proportional dem Quadrat der Differenz Δ ΓΓ der augenblicklichen und der Bezugs-Drehzahl. Dadurch wird das Abwürgen des Motors auch dann sicher verhindert, wenn die Drehzahl bezüglich der Bezugs-Drehzahl rocht niedrig ist.

Es ist weiterhin erforderlich, eine integrale Konstante bzw. ein integrales El.ement des Steuersignalgenerators zu verändern, um die Änderungsrate des Steuersignals in Abhängigkeit von der Differenz Λ Ii und der augenblicklichen Drehzahl Ngpjw einzustellen. Fig. 10 zeigt Kennlinien der integralen Konstante bzw. des integralen Elements. In Fig. 10 sind Zeitkonstanten TC und TC der integralen Elemente

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des Steuersignalgenerators dargestellt. Das Ausgangssignal des integralen Elements des Steuersignalgenerators nimmt beispielsweise mit einer Rate bzw. einem Verhältnis von 0,5 % des Ausgangssignals des integralen Elements pro Zahl der Zeitkonstanten TC bzw. TC ab oder zu. Beispielsweise gibt TC=1 wieder, dass das Ausgangssignal um 0,5 % pro einer Motordrehung abnimmt, und TC'=15 besagt, dass das Ausgangssignal um 0,5 % alle 15 Motordrehungen zunimmt. Um zu verhindern, dass beim Motor Über- bzw. Rege!schwingungen auftreten, wird die Zahl TC entsprechend einem Anstieg der augenblicklichen Drehzahl und entsprechend einer Abnahme der Differenz A. N zwischen der augenblicklichen und der Bezugs-Drehzahl erhöht. Die Zahl TC wird bei ansteigender augenblicklicher Drehzahl und bei Abnahme des Absolutwertes der Differenz Δ.Ν erhöht.

Aus Pig. 10 geht hervor, dass der Bereich auf der linken Seite der strichpunktlinierten Geraden (L) ^als leerer Raum verbleibt,was nicht der Pail bei einer tatsächlichen Betriebsweise des Motors der Fall sein würde, wenn die Leerlauf-Drehzahl auf 600 Upm eingestellt wird. Es sei weiter darauf hingewiesen, dass dann, wenn die Motor-Drehzahl unter 1200 Upm liegt, der TC=3-Bereich sich zu höheren Werten von Δ N erstreckt, um das Abwürgen des Motors zu verhindern, was durch die schnelle Abnahme der Drehzahl in diesem Bereich leicht eintreten könnte. Obgleich die Fig. 9 und 10 nicht linear sich ändernde Kennlinien der proportionalen und integralen Konstante bzw. des proportionalen und integralen Elements zeigen, ist ei: dennoch möglich, die Konstanten nahezu linear zu ändern.

Die Pig. 11 und 12 zeigen Flussdiagramme von Programmen, die durchlaufen werden, um die integrale Konstante in Abhängigkeit von der Differenz Δ N und der augenblicklichen Motor-Drehzahl M"tvdm ^zu bestimmen. Fig. 11 zeigt ein Flussdiagramm, für ein abzuarbeitendes Programm, mit dem

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die integrale Konstante ermittelt wird, wenn die augenblickliche Drehzahl ^-^pm niedriger als die Bezugs-Drehzahl Ng-gfji ist, und Fig. 12 zeigt ein Flussdiagramm eines zu durchlaufenden Programms, wenn die augenblickliche Drehzahl Ngp_M grosser als die Drehzahl Hg_E/p ist. Wenn der Mikrorechner die■integrale Konstante in Abhängigkeit von der Differenz aw und der augenblicklichen Drehzahl Νρρτντ bestimmt, fragt der Mikrorechner zunächst ab, ob die momentane Drehzahl Ngp_M über oder unter der Bezugs-Drehzahl Ng^ liegt, und dann wird das zu durchlaufende Programm gewählt.

Inzwischen ist in einem Rechnergesteuerten Motorsteuersystem ein Wert ISCqu des Steuersignals für eine im Leerlauf laufende Brennkraftmaschine mit der nachfolgend angegebenen Gleichung ermittelt worden:

+ isc_AT + isc_TR + isc_AS + ₀₁₁

(Formel I)

Hierbei ist ISC_W der Basiswert des Steuersignals, der

von der Motortemperatur abhängt, ^^AT ^e^~ⁿ ^^er^ ^zur Korrektur im Zusammenhang

mit einem automatischen Getriebe, und ISC.g ein Korrekturwert für die Beschleunigung bzw. Drehzahl-Verringerung des Motors, und ISCz-n- ein Korrekturwert für die Regelung bzw.

Prozess-Steuerung.

Fig. 11 zeigt ein Projjrammablauf zur Bestimmung des Korrekturwerts ISC₀T durch !Regelung, wobei dieses Programm bei jeder Motordrehung ausgeführt wird, wenn die momentane bzw.Ist Drehzahl iYgp^ kleiner als die Bezugs-bzw.Soll-Drehzahl Beim Abfrageschritt 402 wird festgestellt, ob der Zählerstand PN. kleiner oder gleich UuIl ist. Der Zählerstand

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PN. des Zählers ist kleiner oder gleich Null, wenn die augenblickliche Drehzahl N^p^ höher als die Bezugs-Drehaahl

Wenn der Zählerstand PF. des Zählers daher kleiner oder gleich Null ist, wird der Zählerstand im Programmschritt 404 ea£ Null zurückgesetzt. Nach Löschen des Zählerstands PN. mit dem Programmschritt 404, oder wenn der Zählerstand PN grosser als Null ist, wird das Ausgangssignal des Proportionalelements des Steuersignalgenerators mit dem Programmschritt 406 berechnet. Der Rechenvorgang zur Berechnung der proportionalen Konstante wird ausgeführt, und die Differenz Δ N wird mit der proportionalen Konstante, wie diese beispielsweise in Fig. dargestellt ist, multipliziert und dann ergibt sich das Ausgangssignal des Proportionalelements (LP). Danach wird der mit dem Programm;.;chritt 406 erhaltene Ausgangswert LP der Summe des Regel- bzw. Steuersignals Ί-η-πφ (= ISC.m + ISCLto + ^SC._G) statt der Regel- bzw. Steuerwert

₀ der Regelung beim Programmschritt 408 zuaddiert. Nach Addition des Regel- bzw. Steuerwerts Iqut ^zum -^^Us" gangswert LP, wird bezüglich der Summe (LP + Iquj) geprüft, ob ein Überlauf auftritt. Mit dem Programmschritt 410 wird die Differenz 4 N zwischen der augenblicklichen Drehzahl Njv™- und der Bezugs-Drehzahl Hg·™, im Register A gespeichert. Mit dem Programmschritt 410 wird die in einem Eingaberegister PNRPM + 1 gespeicherte augenblichliche Drehzahl N-^p^ im Register B gespeichert. Mit dem Schritt 412 wird abgefragt, ob die augenblickliche Drehzahl ^jjpjvf höher als 100 Upm ist. Wenn dies der Pail ist, erfolgt ein Programmsprung zum Programmschritt 422, im anderen Falle, zum Abfrage schritt 414. Mit dem Programmschritt wird der Zählerstand PN des Zählers um eins erhöht. Beim Programmschritt 414 wird festgestellt, ob die im Register A gespeicherte Differenz Δ. N kleiner als 150 Ump ist. Wenn die Differenz /^N grosser als 150 Upm ist, erfolgt ein Spurng zum Programmschritt 420, in dem der Zählerstand des Zählers um 3 erhöht-wird, im anderen Falle geht das

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Programm zum Programmschritt 416 über, bei dem geprüft wird, ob die im Register B gespeicherte Drehzahl Ngp_M kleiner als 450 Upm ist. Wenn die augenblickliche Drehzahl Ngpjvj kleiner als 450 Upm ist, erfolgt ein Prograinmsprung zum Programmschritt 426, sonst zum Programmschritt 418. Mit dem Programmschritt 426 wird der Zählerstand PN^ des Zählers auf Full rückgesetzt. Beim Programmschritt 418 wird der Zählerstand PN des Zählers um 5 erhöht. Der mit dem Programmschritt 418, 410 oder 422 erhöhte Zählerstand des Zählers PN^ wird mit dem Programmschritt 424 abgefragt, um zu ermitteln, ob der Zählerstand PN. den Wert 15 oder einen höheren Wert aufweist. Wenn der Zählerstand PN. 15 oder grosser ist, erfolgt ein Programmsprung zum Programmschritt 426. Im anderen Falle springt das Programm zum Programmende. Wenn die augenblickliche Drehzahl Ngp_M kleiner als 450 Upm ist, oder der Zählerstand PN. den Wert 15 oder einen grösseren Wert aufweist, nachdem der Zählerstand PN^ mit dem Programmschritt 426 auf Null rückgesetzt worden ist, wird der Zählerstand Al eines Eorrekturzählers, der dem Ausgangssignal des integralen Elements entspricht, um eins erhöht, um das Ausgangssignal des integralen Elements um 0,5 % pro Erhöhung um 1 zu erhöhen, und danach wird mit dem Programmschritt 428 abgefragt, ob danach ein Überlauf eintritt.

Wenn die augenblickliche Drehzahl Ngp^- kleiner als 450 Upm und der Absolutwert der Differenz N zwischen der augenblicklichen Drehzahl N-^_n und der Bezugs-Drehzahl N_SET grosser als 150 XJpm ist, d. h. wenn die Drehzahl sich in dem Bereich TC = 1 in Fig. 10 befindet, wird der Korrekturzählerstand ΔΙ pro Motor'drehung um 1 erhöht. Wenn die momentane Drehzahl N^p^ grosser oder gleich 450 Upm, jedoch kleiner als 1000 Upm ist, und wenn der Absolutwert der Differenz N zwischen der augenblicklichen Drehzahl -^BPM ^uri^ ^^er Bezugs-Drehzahl Ng-g™ grosser als 150 Upm ist,

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d. h., wenn die Drehzahl im Bereich TC ~ 3 in Fig. 10 liegt, wird der Korrekturzählerstand ΔI alle drei Motorumdrehungen um 1 erhöht. Wenn die augenblickliche Drehzahl ^RPM kleiner ^als 1000-Upm und der Absolutwert der Differenz Δ Ν kleiner als 150 Upm ist, d. h., wenn die Drehzahl im Bereich TC = 5 in Fig. 10 liegt, wird der Korrekturzählerstand A I alle fünf Motordrehungen um 1 erhöht. Wenn die augenblickliche Drehzahl Ντν™, über 1000 Upm liegt, d. h., wenn die Drehzahl in Fig. 10 im Bereich TC = 15 liegt, wird der Korrekturzählerstand ΔI alle fünfzehn Umdrehungen um 1 erhöht. Wie bereits zuvor beschrieben, wird der Korrekturwert LSC^ bei jeder Erhöhung des Korrekturzählerstands /\I um 1 um 0,5 % des Ausgangssignals des integralen Elements erhöht.

Fig. 12 zeigt das Flussdiagramm eines Programms, mit dom der Korrekturwert ISC^_x durch Regelung ermittelt wird, wenn die augenblickliche Drehzahl Ν·ηρ_Μ grosser als die Beζugsdrehzahl N_ßET ist. Dieses Programm wird bei Jeder Motordrehung durchlaufen. Zunächst wird der Zählerstand PN, mit dem Programmschritt 430 abgefragt, ob er grosser als Null ist. Wenn er grosser als ETuIl ist, wird der Zählerstand PN^ mit dem Programmschritt 432 auf Null rückgesetzt. Nach Rücksetzen des Zählerstandes PN^ auf Null, oder wenn der Zählerstand PN^ kleiner oder gleich Null ist, wird die Differenz Δ Ν zwischen der augenblicklichen Drehzahl Mp-™, und der Bezugs-Drehzahl Ng^ im Register A gespeichert, und die augenblickliche Drehzahl ^NEPM' ^{äie im Ein}Sabereigster PNEPM + 1 gespeichert ist, wird mit dem Programmschritt 434 ins Register B gebracht.

Danach werden die im Register B gespeicherten Daten über die augenblickliche Drehzahl ausgelesen und mit dem Programmschritt 436 abgefragt, ob diese Daten über 2400 Upm liegen. Wenn die augenblickliche Drehzahl Ngp^ grosser als 2400 Upm ist, wird der Zählerstand PN,, mit dem Programmschritt 438 um 1 erniedrigt, und mit dem Programmschritt 440 wird, dann abgefrabt, ob der Zählerstand PN^ gleich

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oder kleiner als -15 ist. Wenn die augenblickliche Drehzahl Ngpjyj kleiner als 2400 Upm ist, wird die im Register A gespeicherte Differenz &Ή ausgelesen und im Programmschritt 442 abgefragt, ob die Differenz Δ Ν kleiner als 150 .ppm ist. Wenn dies der Fall ist, wird der Zählerstand PN^I mit dem Programmschritt 444 um 3 erniedrigt. Danach wird der Zählerstand PN. mit dem Programmschritt 440 abgefragt, ob er kleiner als -15 ist. Wenn die Differenz ΔΙ grosser als 150 Upm ist, wird dxese mit dem Programmschritt 445 abgefragt, ob sie kleiner als 300 Upm ist. Wenn dies der Fall ist, wird der Zählerstand PIi^ mit dem Programmschritt 448 um 5 erniedrigt und danach mit dem Programmschritt 440 abgefragt, ob der Zählerstand PlL kleiner als -15 ist. Wenn die Differenz Δ Ν grosser als 300 Upm ist, wird die augenblickliche Drehzahl N-np^ mit dem Programmschritt 450 nochmals abgefragt und festgestellt, ob sie grosser als 1200 Upm ist. Wenn die augenblickliche Drehzahl Ngp^ kleiner als 1200 Upm ist, wird der Zählerstand PN^ mit dem Programmschritt 443 um 5 erniedrigt. Wenn die augenblickliche Drehzahl ^-cmm grosser oder gleich 1200 Upm ist, wird der Zählerstand PH^ mit dem Programmschritt 452 auf WuIl rückgesetzt. Wenn der Zählerstand ΡΪΓ1 beim Programmschritt 440 als kleiner oder gleich -15 festgestellt wurde, wird der Zählerstand PN^ mit dem Programmschritt 452 auf Null rückgesetzt, anderenfalls springt das Programm zum Programmende. Danach wird der Wert des Korrekturzählerstands Δ I um 1 erniedrigt. Der Eegelungs (feedback-control-)-Wert wird bei jeder Einheit 1 des Korrekturzählerstands Δ I um 0,5 % des Ausgangssignals des integralen Elements verringert.

Zwischen den beiden in Fig. 11 und 12 dargestellten Programmabläufen besteht der grundsätzliche Unterschied, dass die Berechnung des Wertes LP, der dem Ausgangssignal des Proportionalelements entspricht und in Fig. 11 mit dem Programmschritt 406 ausgeführt wird, in Fig. 12 nicht vorgenommen wird. Dies ist der Grund dafür, dass es - wie

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bereits früher erwähnt - im Falle,dass die augenblickliche Drehzahl Ngpjvj grosser als die Bezugs-Drehzahl No-gm ist, nicht notwendig oder nicht wünschenswert ist, eine Regelung bzw. Steuerung des Motors durch den Wert LP zur Vermeidung von Überschwingungen, die sonst beim Motor auftreten wurden, durchzuführen.

Um nochmals auf Fig. 12 einzugehen, wird - wie bereits erwähnt - der Korrekturzählerstand Δ.Ι bei jeweils 15 Motordrehungen um 1 erniedrigt, wenn die augenblickliche Drehzahl N^p^ grosser als 2400 Upm ist, d. h.., wenn die Drehzahl im Bereich TC = 1 in Fig. 10 liegt. Wenn die augenblickliche Drehzahl ^rmw gleich oder kleiner als 2400 Upra, jedoch grosser als 1200 Upm ist, und wenn die Differenz ΛN über 300 Upm liegt, d. h., wenn die Motor-Drehzahl in einem Bereich TC = 1 in Fig. 10 liegt, wird der Korrekturzählerstand Δ I pro einer Motordrehung um erniedrigt. Wenn die augenblickliche Drehzahl N-opM gleich oder kleiner 2400 Upm und die Differenz AN gleich oder kleiner 150 Upm ist, d. h., wenn die Drehzahl in einem Bereich TC = 5 (vgl. Fig. 10) liegt, wird der Korrekturzählerstand /Il alle fünf Motordrehungen um 1 erniedrigt. In allen übrigen Drehzahlbereichen, d. h., wenn

die augenblickliche Drehzahl N-npM grosser als 1200 Upm, jedoch kleiner oder gleich 2400 Upm, und die Differenz Δ Ν grosser als 150 Upm jedoch kleiner als 300 Upm ist, und wenn

die augenblickliche Drehzahl Ngp-^ gleich oder kleiner als 1200 Ump und die Differenz Δ.Ν gleich oder kleiner als 300 Upm ist,

d.h.,wenn man sich im Bereich TC = 3 (vgl. Fig. 10) befindet, wird der Korrekturzählerstand I alle drei Motordrehungen um 1 erniedrigt.

Wenn zwei der Bits (= ein Byte) als Wert für den Korrekturzählerstand 4I und die höchstsignifikante Ziffer jedes

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Zählerstands das Vorzeichen Plus oder Minus des Zählerstands angibt, liegt die Grosse des Korrekturzählersstandes Δ.Ι im Bereich von +127 bis -128. Daher wird der Regel- bzw. Steuerwert in einem Bereich von +64· bis -64 % korrigiert, wenn der Eegel- bzw. Steuerwert von Δ.Ι einen Prozentsatz von 0,5 % entspricht. Wenn der Korrekturzählerwert ^I ausserhalb des zuvor genannten Bereichs, d. h. ausserhalb des Bereichs zwischen +127 und -128 liegt, so wird der Maximalwert 127 oder der Minimalwert -128

"Ό als Korrekturzähler stand bzw. als Korrekturzählerwert Al angesehen. Ein Byte (= 8 Bit) wird für die augenblickliche Motor-Drehzahl ^t^m ia einem Bereich von 12,5 bis 3200 Upm in der Weise verwendet, wie dies in I¹Xg. 6(B) dargestellt ist. Die augenblickliche Drehzahl Ngpivr kann daher einen Maximalswert von 3185,5 "⁰P m (3200 - 12,5) betragen. Wenn die augenblickliche Drehzahl N^™, grosser als 3200 Upm ist, wird sie als 3187,5 Upm angesehen, da Drehzahlen in einem höheren Bereich als 3187,5 Upm für die Leerlaufmotorregelung bzw. -steuerung nicht erforderlich sind.

Tatsächlich treten auch Drehzahlen über 3200 Upm im Leerlauf des Motors üblicherweise nicht auf.

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Claims (26)

1. PATENTANWÄLTE

   TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

   Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Professional Representatives before the European Patent Office Mandataires agrees pres !'Office european des brevets

   Dipl.-Chem. Dr. N, ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister

   Dipl.-Ing, F. E. Müller Siekerwall Y, Triftstrasse 4,

   D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

   WG 0024-/117(3) 24. April 1980

   Mü/Dr.G.

   NISSAN MOTOR COMPANY, LIMITED,

   2, Takara-cho, Kanagawa-ku, Yokohama-sM, Kanagawa-ken,

   Japan

   Verfahren und Vorrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Luftmengenζuiuhr bei Verbrennungskraftmaschinen

   Prioritäten: 24. Ajril 1979, Japan, Ser. Nr. 54-4-9660 29- Mei 1979. Japan, Ser. Nr. 54-65662 29. M?i 1979, Japan, Ser. Nr. 54-65664-

   Patentansprüche

   System zum Steuern und/oder Regeln der Luftmengenzufuhr bei Verbrennungskraftmaschinen, mit einem Luftansaugsteuerventil, das ein Betätigungsorgan aufweist, welches in Abhängigkeit von einem diesem bereitgestellten Steuer- bzw. Regelsignal elektrisch betätigbar ist, mit einer Motortemperatur-Abfühleinrichtung, die ein der Motortemperatur entsprechendes erstes Sensorsignal erzeugt, mit einer Kurbelwinkel-Abfühleinrichtung, die

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   ein zweites, dem Kurbelwink-al entsprechendes Sensorsignal erzeugt, sowie mit einem Mikrorechner, gekennzeichnet durch

   - eine erste Schaltungsanordnung, die in Abhängigkeit vom ersten Sensorsignal eine Soll-Drehzahl (NggrjJ ermittelt, die auf einer gegebenen, gleichbleibenden Drehzahl in einem vorgegebenen Grössenbereich des ersten Sensorsignals entsprechend einem vorgegebenen Mbtortemperaturbereich gehalten wird, und

   - eine zweite Schaltungsanordnung, die das Steuer- bzw. Regelsignal in Abhängigkeit von einer Ist-Drehzahl (Nßpj/p» welche auf Grund des zweiten Sensorsignals (von 110) ermittelt wird, und einer Differenz (.Λ.Ν) zwischen der Soll-Drehzahl und der Ist-Drehzahl bestimmt, um die Luftmengenzufuhr zu verändern und dadurch die Ist-Drehzahl zur Verringerung des Unterschieds zwischen der Ist- und Soll-Drehzahl zu steuern bzw. zu regeln.
2. 2. System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine dritte Schaltungsanordnung, die einen ersten Korrekturwert für die Soll-Drehzahl entsprechend der Motorlast ermittelt und die Motorlast feststelende Einrichtungen (128, 130) aufweist, die Motorparameter abfühlen und die Motorlast ermitteln.
3. 3. System nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine vierte Schaltungsanordnung, die den Motorbetriebszustand in Abhängigkeit der vom ersten und zweiten Sensor (114,120; 110) und der die Motorlast feststellenden Einrichtungen (128, 130) bereitgsstellten Eingangssignale ermittelt,und den Mikrorechner (100) so steuert, dass er entsprechend dem festgestellten Motorbetriebszustand entweder eine Steuerung oder eine Regelung ausführt, sowie einen Regelsignalgenerator mit einem proportionalen und einem integralen Element umfasst, die das Ansprechverhalten des Regelsignalgenerators bei einer Regelung festlegen.

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4. 4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine vierte Schaltungsanordnung, die einen zweiten Korrekturwert für die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit von einem Abfall den· Fahrzeugbatterie spannung ermittelt, wenn sie langer als einen vorgegebenen Zeitraum hinweg unter einem vorgegebenen Wert bleibt.
5. 5· System each einem der Ansprüche Λ bis 4, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (ISCY), mit der das Steuerbzw. Regelsignal von Hand korrigiert wird.
6. 6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, dass die Motorlast in Abhängigkeit von der Getriebeart, davon, ob ein Gang eingelegt ist oder nicht und/oder ob eine Klimaanlage eingeschaltet ist oder nicht, bestimmt ist.
7. 7- System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Iritte Schaltungsanordnung die Soll-Drehzahl bei einem Handschaltgetriebe auf einen kleinsten Wert beschrän :t und die Drehzahl bei eingelegtem Gang auf ei.ien g?össten Wert begrenzt.
8. 8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 7) dadurch gekennzeichne';, dass die vierte Schaltungsanordnung Konstanten des proportionalen unl integralen Elements des Regelsignalgenerators in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl (Nßpjvj) und der Differenz des UN) zwischen der Ist-Drehzahl und der Soll-Drehzahl festlegt, um das Ansprechverhalten des Regelsignalgenerators festzulegen.
9. 9- System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konstante des proportionalen Elements Null ist, wenn die Ist-Drehzahl grosser als die Soll-Drehzahl ist.

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10. 10. System nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbereich von O⁰ G bis 30° C reicht und die gleichbleibende Drehzahl U/Min, beträgt.
11. 11. System zum Steuern und/oder Regeln der Luftmengenzufuhr bei Verbrennungskraftmaschinen für Kraftfahrzeuge, gekennzeichnet durch

    - eine Umgehungsleitung (44) , die im Zusammenhang mit einem ein Lufteintrittsrohr (22) und einen Einlassrohrverteiler (32) einer Brennkraftmaschine (10) verbindenden Luftansaugrohr (20) vorgesehen ist und eine im Luftansaugrohr (20) vorgesehene Drosselklappe (30) überbrückt, so dass das Lufteintrittsrohr mit dem Einlassrohrverteiler (32) über die Umgehungsleitung (44) in Verbindung steht,

    - ein Luftansaug-Steuerventil (50), das in der Umgehungs leitung (44) angeordnet ist und ein elektromagnetisches Betätigungsorgan (84) aufweist, dessen Verhältnis zwischen dem Zeitraum im erregten und nicht erregten Zustand in Abhängigkeit von einem an ihn anliegenden Steuer- bzw. Regelsignal verändert wird, um dementsprechend das Luftansaug-Steuerventil (50) zu öffnen oder zu schliessen,

    - einen Mikrorechner (100), der eine Schnittstelle (106), einen Speicher (104) und eine Zentraleinheit (102) aufweist, und Eingangssignale entweder bei einer Steuerung oder einer Regelung verarbeitet, um Steuer- bzw. Regelsignale zu erzeugen, die dem Betätigungsorgan (84) des Luftansaugsteuerventils (50) bereitgestellt werden,

    - einen ersten Sensor (114), der die Motortemperatur misst und ein dementsprechendes erstes Sensorsignal erzeugt, das dem Mikorrechner (100) bereitgestellt wird,

    - eine erste Schaltungsanordnung, die in Abhängigkeit vom ersten Sensorsignal eine Soll-Drehzahl ()

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    ermittelt, die auf einer gegebenen, gleichbleibenden Drehzahl in einem vorgegebenen Grössenbereich des ersten Sensorsignals entsprechend einem vorgegebenen Motortemperaturbereich gehalten wird, und

    - eine zweite Schaltungsanordnung, die das Steuer- bzw. Regelsignal in Abhängigkeit von einer Ist-Drehzahl ^BPrP- "Wol⁰^ ^au-f Grund des zweiten Sensorsignals (von 110) ermittelt wird, und einer Differenz (Δ N) zwischen der Soll-Drehzahl und der Ist-Drehzahl bestimmt, um die Luftmengenzufuhr zu verändern und dadurch die Ist-Drehzahl zur Verringerung des Unterschieds zwischen der Ist- und Soll-Drehzahl zu steuern bzw. zu regeln.
12. 12. System nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch

    - eine dritte Schaltungsanordnung, die die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit von der Getriebeart verändert und bei Vorliegen eines Haridschaltgetriebes die kleinste Soll-Drehzahl in einem vorgegebenen Masse erhöht, und

    - eine fünfte Schaltungsanordnung, die in Abhängigkeit davon, ob ein Gang eingelegt ist oder nicht, die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit davon ändert und die grösste Soll-Drehzahl auf einen vorgegebenen Wert begrenzt, wenn ein Gang eingelegt ist.
13. 13· System nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch

    - eine sechste Schaltungsanordnung, die die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit davon ändert, ob eine im Kraftfahrzeug vorhandene Klimaanlage eingeschaltet ist oder nicht.
14. 14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, gekennzeichnet durch eine siebente Schaltungsanordnung, die die Soll-Drehzahl in Abhängigkeit davon, ob die Fahrzeugbatterie spannung unter einem vorgegebenen Wert abge-

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    fallen ist, ändert und die Soll-Drehzahl in einem vorgegebenen Masse erhöht.
15. 15· System nach einem der Ansprüche 11 bis 14-, gekennzeichnet durch

    - einen zweiten Sensor (110), der die Ist-Drehzahl misst und ein dem Mikrorechner (100) bereitgestelltes zweites Sensorsignal entsprechend der Ist-Drehzahl erzeugt, und

    - eine achte Schaltungsanordnung, die die Daten über die Ist-Drehzahl verarbeitet, die Differenz (dir) zwischen der Ist- und der Soll-Drehzahl ermittelt und das Ansprechverhalten eines bei Regelung wirkenden Regelsignalgenerators festlegt, um das Steuerbzw. Regelsignal entsprechend dieser Differenz (ΛΝ) und der Ist-Drehzahl zu erzeugen.
16. 16. System nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelsignalgenerator ein proportionales und ein integrales Element umfasst, deren Konstanten entsprechend der aus der Ist- und Soll-Drehzahl ermittelten Differenz (ΛϊΓ) und der Ist-Drehzahl verändert werden, die Konstante ces proportionalen Elements auf einen gleichbleibenden Wert gehalten wird, wenn die Ist-Drehzahl kleiner als die Soll-Drehzahl ist, die ausserhalb eines gegebenen Bereichs dieser Differenz (ΔΝ) liegt, die Konstante des proportionalen Elements allmählich verringert wird, um entsprechend der Abnahme der Differenz ( Ζ[ϊΓ) auf -ITuIl abzunehmen ,und bei Null gehalten wird, wenn die Ist-Drehzahl höher als die Soll-Drehzahl ist, und die Konstante des integralen Elements entsprechend sowohl der Ist-Drehzahl als auch dem Absolutwert der Differenz (AI) festgelegt ist.
17. 17· System nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturbereich zwischen 0 C und 30° C liegt und die gleichbleibende Soll-Drehzahl.

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    innerhalb des vorgegebenen Temperaturbereichs 1400 Upm ist.
18. 18. System nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Betrag, mit dem die kleinste Soll-Drehzahl erhöht wird, wenn ein Handschaltgetriebe vorliegt, 50 Upm ist.
19. 19· System nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene maximale Soll-Drehr.ahl Upm beträgt.
20. 20. Verfahren zum Steuern und/oder Hegeln der Luftraengenzufuhr bei Verbrennungskraftmaschinen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

    (a) Ermitteln einer Soll-Drehzahl in Abhängigkeit von der Motortemperatur, wobei eine erste Schaltungsanordnung eine Tabelle gespeichert hat, die Soll-Drehzahlen für die jeweiligen Motortemperaturen enthält und einen vorgegebenen Temperaturbereich umfasst, um die Soll-Drehzahl auf einer vorgegebenen gleichbleibenden Drehzahl zu halten, und wobei der Temperaturbereich der normale Aussenluft-Temperaturbereich ist,

    (b) Korrigieren der Soll-Drehzahl in Abhängigkeit von der Getriebeart und Erhöhen der kleinsten Soll-Drehzahl um einen gegebenen Wert bei einem Handschal tgetriebe ,

    (c) "!feststellen ob ein 'Jang eingelegt ist oder nicht, um in Abhängigkeit davon die Soll-Drehzahl zu verändern und Begrenzen der grössten Soll-Drehzahl auf einen vorgegebenen Wert, wenn ein Gang eingelegt ist,

    (d) Korrigieren der Soll-Drehzahl in Abhängigkeit davon, ob eine im Kraftfahrzeug vorhandene Klimaanlage eingeschaltet ist oder nicht,

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    (e) Verwenden der Ist-Dreh.zah.1 zur Bestimmung der Differenz zwischen der Ist- und der Soll-Drehzahl und Bestimmen der Konstanten eines proportionalen und eines integralen Elements eines Signalgenerators, der bei Regelung ein Steuer- bzw.. Regel signal in Abhängigkeit von dieser Differenz und der Ist-Drehzahl erzeugt,

    (f) Festlegen und Erzeugen eines Impulssignals mit einem Impulstastverhältnis, das vom Steuer- bzw. Regelsignal abhängt, und Abgeben dieses Impulssignals an ein elektromagnetisch betriebenes Betätigungsorgan eines Luftansaugsteuerventils, um in Abhängigkeit von dem Impulssignal das Verhältnis der Zeiträume

    zu ändern, während denen das Betätigungsorgan erregt und entregt ist, um dadurch die Luftmengenzufuhr zu steuern bzw. zu regeln.
21. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass - der Temperaturbereich zwischen 0° C und 30° C liegt, und dass die gleichbleibende Drehzahl 1400 Upm beträgt.
22. 22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Wert, mit dem die kleinste Soll- Drehzahl beim Schritt (b) bei Vorliegen eines Handschaltgetriebes erhöht wird, 50 Upm beträgt, und dass die mit dem Verfahisnsschritt (c) festgelegte, vorgegebene grösste Soll-Drehzahl bei eingelegtem Gang 800 Upra beträgt.
23. 23· Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Drehzahl bei Spannungsabfall der Fahrzeugbatterie verändert wird, wenn die Batteriespannung langer als ein vorgegebener Zeitraum hinweg unterhalb eines vorgegebenen Spannungswerts bleibt, und dass die Soll-Drehzahl um einen vorgegebenen Wert erhüLt; wird.

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24. 24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Spannung 12 Volt beträgt, der vorgegebene Wert für die Erhöhung der Soll-Drehzahl 1OC Upm beträgt und die Erhöhung der Soll-Drehzahl bei abgefallener Batterie spannung nicht über 800 Upm hinaus erhöht wird.
25. 25- Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Regelsignalgenerator ein proportionales und ein integrales Element umfasst, wobei die Konstante des proportionalen Elements auf einen vorgegebenen gleichbleibenden Wert gehalten wird, wenn die Ist-Drehzahl kleiner als die ßoll- Drehzahl, die einen vorgegebenen Wert überschreitet, ist, wobei die Konstante des proportionalen Elements entsprechend der Abnahme der Differenz auf Null verringert und auf Null gehalten wird, wenn die Ist-Drehzahl höher als die Soll-Drehzahl ist, und wobei die Konstante des integralen Elements sowohl in Abhängigkeit von der Ist-Drehzahl als auch vom Absolutwert der Differenz verändert wird.
26. 26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert des Steuer- bzw. Regelsignals auf einen Überfluss hin überwacht wird, wobei der Wert des Steuer- bzw. Regelsignals durch acht Datenbits in einem Bereich von +127 bis -128 dargestellt wird und die Überwachung auf einen Überfluss einen Bereich der Grosse des Steuer- bzw. Regelsignals durch Ermitteln des grössten und kleinsten Werts festlegt, wenn dieser Wert ausserhalb dieses Bereichs liegt, und dass dieser Wert auf den grössten oder kleinsten Wert korrigiert wird.

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