Identifikation nichtlinearer mechatronischer Systeme mit ...
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130 5 <strong>Identifikation</strong> und Regelung einer Drosselklappe<br />
Bei älteren Kraftfahrzeugen ist die Drosselklappe mechanisch über einen Seilzug<br />
<strong>mit</strong> dem Gaspedal verbunden, d. h. der Fahrer gibt <strong>mit</strong> der Stellung des Gaspedals<br />
direkt den Winkel der Drosselklappe vor. Daraus ergibt sich eine nur beschränkte<br />
bzw. gar keine Einflussmöglichkeit der Motorelektronik auf die Drosselklappe und<br />
so<strong>mit</strong> auf das Motormoment. Das ist jedoch im Hinblick auf Schadstoffemission und<br />
zunehmende Komfort- und Sicherheitsfunktionen unerlässlich. Aus diesem Grund<br />
ist man bei modernen Kraftfahrzeugen dazu übergegangen, die Drosselklappe durch<br />
einen Gleichstromelektromotor elektrisch anzusteuern. Die Stellung des Gaspedals<br />
wird über einen Sensor abgegriffen und als Momentenwunsch des Fahrers interpretiert.<br />
Die Motorsteuerung regelt die Stellung der Drosselklappe entsprechend des<br />
Momentenwunsches des Fahrers, wobei sämtliche Einflussfaktoren, wie zum Beispiel<br />
der Klimakompressor, berücksichtigt werden können.<br />
Die Anordnung bestehend aus der Drosselklappe, einem Pedalwertgeber und einer<br />
elektronischen Lageregelung der Drosselklappe wird oft als ein E-Gas-System bezeichnet<br />
und ist in Abbildung 5.1 schematisch dargestellt.<br />
PSfrag replacements<br />
<strong>mit</strong><br />
Gaspedal <strong>mit</strong><br />
Pedalwertgeber<br />
Sensoren Aktoren<br />
Motorsteuergerät<br />
Abb. 5.1: E-Gas-System<br />
GNM<br />
Drosselklappe<br />
Der Pedalwertgeber dient zur Umwandlung der Gaspedalposition in ein elektrisches<br />
Signal, das in eine entsprechende Öffnung der Drosselklappe umgesetzt wird. Der<br />
Öffnungswinkel der Drosselklappe kann hierbei, neben der vom Fahrer gewünschten<br />
Beschleunigung, auch in Abhängigkeit einer Vielzahl weiterer motorspezifischer<br />
Messdaten eingestellt werden. So<strong>mit</strong> ermöglicht das E-Gas-System die Beeinflussung<br />
der Gemischbildung nicht nur über die zugegebene Kraftstoffmenge sondern<br />
zusätzlich über die zugeführte Luftmenge. Dem Ziel, den spezifischen Verbrauch der<br />
Fahrzeuge und deren Schadstoffausstoß in bestimmten Betriebszuständen weiter zu<br />
senken, kann auf diese Weise näher gekommen werden.<br />
Weiterhin bietet das E-Gas-Konzept die Möglichkeit, Fahrdynamikregelsysteme wie<br />
ESP (Elektronic-Stability-Program) und ASR (Antriebs-Schlupf-Regelung) durch
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