DE10065488A1 - Luftansaugmengensteuereinrichtung für Brennkraftmaschinen - Google Patents
Luftansaugmengensteuereinrichtung für BrennkraftmaschinenInfo
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Abstract
Selbst wenn die Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs angelassen wird, nachdem ein Drosselklappenbetätigungsglied oder dergleichen ausgetauscht wurde, ohne daß eine Magnetpolposition eines Rotors eines Stromrichtermotors zum Antrieb der Drosselklappe gelernt wurde, kann die Brennkraftmaschinenleistung ordnungsgemäß geregelt werden, so daß das Fahrzeug sicher fährt. Eine derartige Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine Brennkraftmaschine ist mit einer Drosselklappe ausgerüstet, die auf einer Drehwelle in einem Luftansaugkanal der Brennkraftmaschine angebracht ist, mit einem Motor, der einen mit der Drehwelle gekuppelten Rotor aufweist, und mit einem Drosselklappensensor zur Feststellung des Öffnungsgrades der Drosselklappe, so daß die Drosselklappe durch den Motor geregelt wird, auf der Grundlage verschiedener Arten von Brennkraftmaschinenbetriebsinformation. Die Einrichtung weist weiterhin eine Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit auf, die dazu dient, den Motor schrittweise so anzutreiben, daß eine Magnetpolposition des Rotors gelernt wird, die von dem Drosselklappensensor festgestellt wird, eine Rotormagnetpolpositions-Speichereinheit, in welcher der Rotormagnetpolpositions-Lernwert gespeichert wird, und eine Magnetpolpositions-Feststelleinheit zum Antrieb des Motors bis zu einer vorbestimmten Schrittposition auf solche Weise, daß der Magnetpolpostitions-Lernwert festgestellt wird, der in der Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit gespeichert ist, zusammen ...
Description
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Anmeldung
Nr. 11-373810, die am 28. Dezember 1999 in Japan eingereicht
wurde, und deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende
Anmeldung eingeschlossen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Ansaugluftmengensteuer- oder Regeleinrichtung für eine
Brennkraftmaschine, welche die Luftansaugmenge, die der
Brennkraftmaschine zugeführt wird, mit Hilfe einer
Drosselklappe, die durch einen Motor zu einer Drehbewegung
veranlaßt werden kann, steuern oder regeln kann.
Üblicherweise ist eine Brennkraftmaschine, die bei einem
Fahrzeug vorgesehen ist, mit einer Drosselklappe in einem
Luftansaugweg versehen, die entsprechend der Betätigung eines
Gaspedals durch den Fahrer des Fahrzeugs geöffnet und
geschlossen wird. Daher wird die Luftmenge, die von der
Brennkraftmaschine angesaugt wird, entsprechend dem Ausmaß
der Betätigung des Gaspedals gesteuert bzw. geregelt.
Ein derartiger Vorgang des Steuerns bzw. Regelns der
Luftansaugmenge kann dadurch durchgeführt werden, daß die
Drosselklappe mit dem Gaspedal über eine mechanische Kupplung
verbunden wird, beispielsweise einen Gelenkmechanismus, ein
Kabel oder dergleichen.
Die Steuerung bzw. Regelung der Luftansaugmenge unter
Verwendung einer derartigen mechanischen Kupplung weist
jedoch folgende Schwierigkeiten auf. Die Beziehung zwischen
dem Ausmaß des Niederdrückens oder dem Ausmaß der Betätigung
und dem Drosselklappenöffnungsgrad ist nämlich eindeutig ohne
irgendeinen Freiheitsgrad festgelegt. Da der Bereich für die
Beziehung zwischen dem Gaspedal und der Drosselklappe
begrenzt ist, wird darüber hinaus der Freiheitsgrad in Bezug
auf die Montage des mechanischen Kupplungsteils am Fahrzeug
eingeschränkt.
Seit kurzem nimmt das Bedürfnis zu, die
Brennkraftmaschinenleistung frei steuern bzw. regeln zu
können, und zwar zum Zweck der Verbesserung eines
Luftansaugmengensteuer- oder Regelgeräts für eine
Brennkraftmaschine mit Benzindirekteinspritzung, bei welcher
Benzin direkt in die Zylinder der Brennkraftmaschine
eingespritzt wird, sowie zum Zweck der Erhöhung der
Stabilität des Fahrverhaltens des Fahrzeugs, und um das
Fahrgefühl bei der Beschleunigung zu verbessern. Zur
Erfüllung derartiger Bedürfnisse kann ein elektronisch
gesteuertes oder geregeltes Drosselklappengerät, das durch
das sogenannte Verfahren "Fahren per Leitung" verwirklicht
wird, eines der wirksamsten Luftansaugmengensteuer- oder
Regelgeräte darstellen.
Das elektronisch gesteuerte bzw. geregelte
Drosselklappengerät ist so ausgelegt, daß eine Drosselklappe
unter Verwendung des Verfahrens "Fahren per Leitung"
gesteuert bzw. geregelt wird, wobei das voranstehend erwähnte
Gaspedalkabel wegfällt, und das Ausmaß des Niederdrückens des
Gaspedals elektrisch festgestellt wird, so daß die
Drosselklappe zu einer entsprechenden Bewegung durch den
Motor veranlaßt wird. Dies führt dazu, daß die Drosselklappe
unabhängig von der Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer
betrieben werden kann, so daß die Brennkraftmaschinenleistung
frei gesteuert bzw. geregelt werden kann.
Bei einer Benzin-Direkteinspritzbrennkraftmaschine wird das
Luft-Kraftstoffverhältnis über einen weiten Bereich geändert,
von einem stöchiometrischen Luft-Kraftstoffverhältnis
(stöchiometrisches A/F-Verhältnis) bis zu einem äußerst
mageren Luft-Kraftstoffverhältnis (äußerst mageres
A/F-Verhältnis). Es ist allerdings ein erheblicher
Unterschied zwischen dem Drehmoment, das beim Betrieb mit
stöchiometrischem A/F-Verhältnis erzeugt wird, und jenem
Drehmoment vorhanden, das im Betrieb mit einem äußerst
mageren A/F-Verhältnis erzeugt wird, und zwar selbst beim
selben Drosselklappenöffnungsgrad. Um Drehmomentänderungen zu
unterdrücken, die auftreten, wenn das
Luft-Kraftstoffverhältnis zwischen dem äußerst mageren
A/F-Verhältnis und dem stöchiometrischen A/F-Verhältnis
umgeschaltet wird, ist eine Korrektur der Luftansaugmenge
erforderlich.
Zur Lösung derartiger Schwierigkeiten wurde ein elektronisch
gesteuertes oder geregeltes Drosselklappengerät eingesetzt.
Weiterhin beschreibt die 1993 veröffentlichte
Offenlegungsschrift einer japanischen Patentanmeldung
Nr. 5-240070 ein Drosselklappensteuer- oder Regelsystem,
welches eine äußerst exakte Öffnungsgradsteuercharakteristik
einer Drosselklappe dadurch erzielen kann, daß der Rotor
eines Stromrichtermotors (eines bürstenlosen Motors) über ein
Reduktionsgetriebe oder ein Untersetzungsgetriebe mit der
Drehwelle der Drosselklappe gekuppelt wurde.
Bei diesem Steuer- oder Regelsystem für die Drosselklappe
wird ein Detektor für die elektromotorische Gegenspannung
oder ein Stromschaltdetektor vorgesehen, um eine
elektromotorische Gegenspannung festzustellen, die in den
Statorwicklungen (nachstehend als "Phasen" bezeichnet) des
Stromrichtermotors auftritt, wenn die Phasen des
Stromrichtermotors umgeschaltet werden. Dies führt dazu, daß
ein teurer, hochgenauer Drehdetektor, wie er voranstehend
geschildert wurde, weggelassen werden kann.
Die voranstehend geschilderte, herkömmliche Steuerung bzw.
Regelung der Ansaugluftmenge einer Brennkraftmaschine zum
Steuern bzw. Regeln der Drosselklappe bringt allerdings
folgende Schwierigkeiten mit sich.
Erstens ist zum Umschalten der Erregerphase des
Stromrichtermotors entweder der Detektor für die
elektromagnetische Gegenspannung oder der Stromdetektor
erforderlich, so daß es erforderlich wird, die
Signaleingabeschnittstelle einer Motorsteuer- bzw.
Regeleinrichtung zu vergrößern, was einen hohen Kostenaufwand
bedeutet. Darüber hinaus kann in dem Detektorsystem für die
elektromagnetische Gegenspannung die elektromagnetische
Gegenspannung nur dann festgestellt werden, wenn der
Stromrichtermotor bei einer Drehzahl betrieben wird, die
nicht niedriger als eine vorbestimmte Drehzahl ist. Daher
wird es schwierig, die elektromagnetische Gegenspannung in
einem derartigen Zustand festzustellen, bei welchem sich die
Vorgänge des Drehbetriebs bzw. Anhaltens häufig wiederholen,
wie dies bei der Regelung oder Steuerung einer Drosselklappe
der Fall ist.
Weiterhin kann, wenn die Erregerphase auf der Grundlage eines
von einem Drosselklappensensor abgeleiteten Ausgangssignals
umgeschaltet wird, eine Positionsverschiebung der
Erregerphasenumschaltpositionen auftreten, hervorgerufen
durch die Toleranzen der Eigenschaften des
Reduktionsgetriebes und des Drosselklappensensors.
Weiterhin wird im Betrieb des Stromrichtermotors dann, wenn
eine bestimmte Erregerphase auf die nächste Erregerphase auf
der Grundlage des Ausgangssignals umgeschaltet wird, welches
von dem Detektor für die elektromagnetische Gegenspannung
abgeleitet ist, oder von dem Stromumschaltdetektor, der Strom
plötzlich stark geändert, so daß in einem Fall, in welchem
eine Verschiebung oder Abweichung des Ausgangssignals des
betreffenden Detektors in Bezug auf die Änderung des
magnetischen Flusses auftritt, der an die Phase angelegt
wird, das von dem Motor erzeugte Drehmoment Sprünge aufweist.
Daher tritt die Schwierigkeit auf, daß der
Drosselklappenöffnungsgrad plötzlich geändert wird. Daher
kann ein Erregersystem mit drei Phasen verwendet werden, bei
welchem die Erregerströme, die sinusförmig sind, der Phase U,
Phase V und der Phase W zugeführt werden, und zwar unabhängig
voneinander. Bei einem derartigen Erregersystem mit drei
Phasen tritt allerdings folgende Schwierigkeit auf. Es ist
nämlich ein Detektor erforderlich, der exakt den Drehwinkel
des Rotors des Motors messen kann.
Daher läßt sich das folgende Erregerphasensteuer- oder
Regelsystem für die Wicklungen mit drei Phasen überlegen. Bei
einem derartigen Steuer- oder Regelsystem wird dann, wenn ein
Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, ein Stromrichtermotor
(bürstenloser Motor) schrittweise angetrieben, so daß er eine
geometrische Positionsbeziehung zwischen einer
Rotormagnetpolposition und einem Stator auf der Grundlage
eines Sensorausgangssignals von einem Drosselklappensensor
lernt; der sich ergebende Lernwert wird in einem batterie-
gepufferten Speicher gespeichert, beispielsweise einem RAM,
und einem nicht-flüchtigen Speicher, beispielsweise einem
EEPROM. Wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet wird, wird
ein Motorerregerphasenwinkel, bei welchem der zugehörige
Motor erregt wird, auf der Grundlage sowohl des
Ausgangswertes des Drosselklappensensors als auch des
Lernwertes für die Rotormagnetpolposition berechnet.
Nunmehr wird ein Fall überlegt, in welchem ein derartiges
Steuer- oder Regelsystem für die Erregerphase mit drei
Wicklungen bei einem Betätigungsglied eingesetzt wird, bei
welchem eine Drosselklappe in einer mittleren
Öffnungsposition gehalten wird, wenn der Motor zur Betätigung
der Drosselklappe nicht mit Strom versorgt oder erregt wird.
Wenn in diesem Fall ein Wechselschalter eingeschaltet wird,
um den Motor in Betrieb zu setzen, ohne daß vorher die
voranstehend geschilderte Lernoperation für die
Rotormagnetpolposition durchgeführt wird, nachdem gewisse
Bauteile des Betätigungsgliedes ausgetauscht wurden, dann
paßt der Lernwert für die Rotormagnetpolposition nicht mehr
zur tatsächlichen Rotormagnetpolposition des
Betätigungsgliedes, also nach dem Austausch gewisser
Bestandteile des Betätigungsgliedes. Daher kann die Steuerung
oder Regelung der Drosselklappenöffnung nicht durch Antrieb
des Motors durchgeführt werden. Daher wird die
Brennkraftmaschine angelassen, wobei sich die Drosselklappe
in der mittleren Öffnungsposition befindet und dort
festliegt, und daher treten Schwierigkeiten wie
beispielsweise eine anomale Erhöhung der
Brennkraftmaschinendrehzahl und dergleichen auf, wenn die
Steuer- bzw. Regeleinrichtung diesen unkontrollierbaren
Zustand der Drosselklappe nicht erkennt.
Die vorliegende Erfindung soll die voranstehend geschilderten
Schwierigkeit überwinden, und daher besteht ihr Ziel in der
Bereitstellung einer Steuer- oder Regeleinrichtung für die
Luftansaugmenge für eine Brennkraftmaschine, welche
kostengünstig ist, und hervorragende Eigenschaften in Bezug
auf die Sicherheit als auch Steuer- bzw. Regelbarkeit
aufweist.
Unter Berücksichtigung dieser Gesichtspunkte wird gemäß der
vorliegenden Erfindung eine Steuer- oder Regeleinrichtung
(wobei diese beiden Begriffe nachstehend synonym gebraucht
werden, falls nicht ausdrücklich anders angegeben) für die
Luftansaugmenge für eine Brennkraftmaschine zur Verfügung
gestellt, welche aufweist: eine Drosselklappe, die auf einer
Drehwelle in einem Ansaugkanal der Brennkraftmaschine
angebracht ist; einen Drosselklappensensor zur Feststellung
des Öffnungsgrades der Drosselklappe; einen Motor, der einen
Rotor aufweist, der mit der Drehwelle gekuppelt ist, um die
Drosselklappe auf der Grundlage verschiedener Arten von
Brennkraftmaschinenbetriebsinformation anzutreiben; eine
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit zum stufenweisen Antrieb
des Motors auf solche Weise, daß eine Magnetpolposition des
Rotors gelernt wird, die von dem Drosselklappensensor
detektiert wird eine Rotormagnetpolpositions-Lernwert-
Speichereinheit, in welcher die Magnetpolposition des Rotors
gespeichert wird, die von der Rotormagnetpolpositions-
Lerneinheit gelernt wird, und zwar als Magnetpolpositions-
Lernwert; und eine Magnetpolpositions-Feststelleinheit zur
Feststellung des Magnetpolpositions-Lernwertes, der in der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit gespeichert
ist, zusammen mit der Magnetpolposition des Motors bei der
vorbestimmten, schrittweisen Position, die von dem
Drosselklappensensor detektiert wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine
Magnetpolpositions-Lernoperation der Rotormagnetpolpositions-
Lerneinheit durchgeführt, wenn ein Schlüsselschalter
ausgeschaltet ist.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird eine Magnetpolpositions-Feststelloperation der
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit durchgeführt, wenn
ein Schlüsselschalter eingeschaltet ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist die Luftansaugmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine weiterhin einen Anhaltemechanismus für
einen mittleren Öffnungsgrad auf, um die Öffnungsposition der
Drosselklappe auf eine Position mit mittlerem Öffnungsgrad
einzustellen, unter solchen Bedingungen, wenn der Motor nicht
mit Strom versorgt wird, wenn ein Schlüsselschalter
eingeschaltet ist, wobei eine Magnetpolpositions-
Feststelloperation der Rotormagnetpolpositions-
Feststelleinheit so durchgeführt wird, daß der Rotor
schrittweise angetrieben wird, von der mittleren
Öffnungsgradposition aus zu einer ersten
Rotormagnetpolpositions-Lernposition in Richtung auf das
vollständige Schließen der Drosselklappe.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
beurteilt die Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit, daß
der Rotormagnetpolpositions-Lernwert, der in der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit gespeichert
ist, nicht mit der Magnetpolposition des Motors
übereinstimmt, wenn eine Abweichung zwischen dem
Rotormagnetpolpositions-Lernwert und der
Rotormagnetpolposition, die von dem Drosselklappensensor
festgestellt wird, wenn der Motor schrittweise zu einer
vorbestimmten Rotormagnetpolpositions-Lernposition bewegt
wird, nachdem ein Schlüsselschalter eingeschaltet würde,
größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
sperrt dann, wenn die Rotormagnetpolpositions-
Feststelleinheit feststellt, daß der Rotormagnetpolpositions-
Lernwert nicht mit der Magnetpolposition des Motors
übereinstimmt, die von dem Drosselklappensensor festgestellt
wird, die Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit die
Ausführung der Drosselklappenöffnungsgradsteueroperation, bis
der Schlüsselschalter ausgeschaltet wird, stellt fest, daß
anscheinend eine Positionsrückkopplungsstörung auftritt, gibt
eine Warnung aus, und stellt den Drosselklappenöffnungsgrad
auf die mittlere Öffnungsgradposition ein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird eine Magnetpolpositions-Feststelloperation der
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit gesperrt, wenn eine
Batteriespannung kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert
ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird eine Magnetpolpositions-Feststelloperation der
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit gesperrt, wenn die
Öffnungsposition der Drosselklappe außerhalb eines
vorbestimmten Bereiches liegt, unmittelbar nach dem
Einschalten eines Schlüsselschalters.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sperrt
dann, wenn die Rotormagnetpolpositions-Lernoperation noch
nicht durchgeführt wurde, die Rotormagnetpolpositions-
Feststelleinheit die Ausführung der
Drosselklappenöffnungsgradsteueroperation, sperrt die
Drosselklappenöffnungsgradsteueroperation, bis der
Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, beurteilt, daß
anscheinend eine Positionsrückkopplungsstörung auftritt, gibt
eine Warnung aus, und stellt den Drosselklappenöffnungsgrad
auf die mittlere Öffnungsgradposition ein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
weist die Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit
auf: einen flüchtigen Speicher, der von einer Batterie mit
Strom versorgt wird, um eine Speicheroperation festzuhalten;
sowie einen nicht-flüchtigen Speicher. Wenn ein
Schlüsselschalter eingeschaltet wird, wobei die Batterie
nicht von dem flüchtigen Speicher getrennt wurde, führt die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit eine
Rotormagnetpolpositions-Feststelloperation dadurch durch, daß
sie einen Magnetpolpositions-Lernwert verwendet, der in dem
flüchtigen Speicher gespeichert ist, wogegen dann, wenn der
Schlüsselschalter eingeschaltet wird, nachdem die Batterie
von dem flüchtigen Speicher getrennt wurde, die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit eine
Rotormagnetpolpositions-Feststelloperation dadurch
durchführt, daß sie den Magnetpolpositions-Lernwert
verwendet, der in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert
ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
lernt die Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit eine
vollständig Position der Drosselklappe auf der Grundlage des
Spannungswertes, der von dem Drosselklappensensor ausgegeben
wird, wenn ein Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor ausgegeben wird, nachdem der Rotor
schrittweise von der mittleren
Drosselklappenöffnungsgradposition aus in Richtung auf das
vollständige Schließen der Drosselklappe angetrieben wurde,
kleiner oder gleich einem vorbestimmten Spannungswert ist,
sowie dann, wenn eine Abweichung zwischen einem ersten
Spannungswert, der von dem Drosselklappensensor in einer
vorherigen Schrittposition der Drosselklappe ausgegeben wird,
und einem zweiten Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor in einer momentanen Schrittposition der
Drosselklappe ausgegeben wird, kleiner oder gleich einem
vorbestimmten Wert ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
lernt die Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit eine
vollständig geöffnete Position der Drosselklappe auf der
Grundlage des Spannungswertes, der von dem
Drosselklappensensor ausgegeben wird, wenn ein Spannungswert,
der von dem Drosselklappensensor ausgegeben wird, nachdem der
Rotor schrittweise von der Öffnungsgradposition der
vollständig geschlossenen Drosselklappe in Richtung auf die
vollständig geschlossene Drosselklappe angetrieben wurde,
größer oder gleich einem vorbestimmten Spannungswert ist,
sowie dann, wenn eine Abweichung zwischen einem ersten
Spannungswert, der von dem Drosselklappensensor in einer
vorherigen Schrittposition der Drosselklappe ausgegeben wird,
und einem zweiten Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor in einer momentanen Schrittposition der
Drosselklappe ausgegeben wird, kleiner oder gleich einem
vorbestimmten Wert ist.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
wird dann, wenn der Drosselklappensensor entweder die
vollständig geschlossene Position oder die vollständig
geöffnete Position der Drosselklappe feststellt, die
Richtung, in welcher der Rotor schrittweise angetrieben wird,
dadurch umgekehrt, daß Erregermuster umgeschaltet werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch
dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Ausbildung einer
Luftansaugmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines
Drosselklappenbetätigungsglieds, das mit einem
Anhaltemechanismus für einen mittleren Öffnungsgrad
versehen ist, und bei der
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der
Erfindung verwendet wird;
Fig. 3 eine detaillierte Darstellung des Aufbaus einer
Motorantriebseinheit, die in der
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der
Erfindung verwendet wird;
Fig. 4 eine Positionsbeziehung zwischen einem Magnetpol
eines Stators und einem Magnetpol eines Rotors bei
jeweiligen Erregungsmustern, die bei der
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der
Erfindung eingesetzt werden;
Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung von Erregermustern
bei schrittweisen Operationen, die von der
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der
Erfindung durchgeführt werden;
Fig. 6 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der
Schrittantriebssteuerung eines Rotors, die von der
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der
Erfindung durchgeführt wird;
Fig. 7 die Beziehung zwischen einem Strom, einem
magnetischen Fluß, und einem Drehmoment in jeder
Phase eines Sinuswellen-Erregersystems, das bei der
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der
Erfindung verwendet wird; und
Fig. 8 eine Tabelle, welche ein Schrittantriebsmuster
erläutert, das bei der
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der
Erfindung verwendet wird.
Fig. 1 zeigt schematisch die Ausbildung einer
Luftansaugmengensteuereinrichtung (wie voranstehend erwähnt,
werden die Begriffe Steuereinrichtung und Regeleinrichtung
synonym verwendet, falls nicht ausdrücklich anders angegeben)
für eine Fahrzeug-Brennkraftmaschine gemäß einer ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Die Brennkraftmaschinen-Luftansaugmengensteuereinrichtung,
die in Fig. 1 insgesamt mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet
ist, dient dazu, ein Drosselklappenbetätigungsglied 10 zu
steuern, welches die Menge der Ansaugluft regeln kann, die
von einer Brennkraftmaschine (nicht dargestellt) angesaugt
wird, die so ausgebildet ist, daß sie auf einem Fahrzeug wie
einem Kraftfahrzeug angebracht werden kann. Das
Drosselklappenbetätigungsglied 10 weist eine Drosselklappe 11
auf, die fest an einer Drehwelle 12 angebracht ist, die
drehbar an einem Ansaugrohr oder Ansaugkanal angebracht ist,
einen Drosselklappensensor 13 zur Feststellung des
Öffnungsgrads oder Öffnungswinkels der Drosselklappe 11 und
zur Erzeugung eines entsprechenden Ausgangssignals, eine
Rückstellfeder 14, die an ihrem einen Ende mit der Drehwelle
12 und an ihrem anderen Ende mit einem ortsfesten Abschnitt
der Brennkraftmaschine verbunden ist, um die Drosselklappe
auf deren ursprüngliche oder mittlere, geöffnete Position
vorzuspannen, und einen Stromrichtermotor (bürstenlosen
Motor) 18, der mit der Drehwelle 12 über ein
Drehzahluntersetzungsgetriebe gekuppelt ist, um die Drehwelle
12 und daher die Drosselklappe 11 so anzutreiben, daß sie
sich zusammen drehen. Die Drosselklappe 11 wird mit Hilfe des
Motors 18 zur Drehung veranlaßt, um die Öffnungsfläche des
Ansaugrohrs zu ändern. Der Drosselklappensensor 13 ist an
einem Ende der Drehwelle 12 vorgesehen, um den Drehwinkel
(also den Drosselklappenöffnungsgrad) der Drehwelle 12
festzustellen. Die Rückstellfeder 14, die an ihrem einen Ende
mit der Drehwelle 12 verbunden ist, dient dazu, die
Drosselklappe 11 entweder in Öffnungsrichtung oder in
Schließrichtung vorzuspannen, so daß die Drosselklappe 11
dazu veranlaßt wird, sich in ihre Ausgangslage zurückzudrehen
(also eine mittlere Winkelposition). Der Stromrichtermotor
(bürstenloser Motor) 18 weist einen Rotor 16 und eine
Statorwicklung 17 auf. Der Rotor 16 ist über ein
Reduktionsgetriebe 15 in Form eines Untersetzungsgetriebes
mit der Statorwicklung 17 gekuppelt. Dieses
Reduktionsgetriebe 15 ist am anderen Ende der Drehwelle 12
angeordnet.
Die Luftansaugmengensteuereinrichtung 20 zum Steuern bzw.
Regeln des Drosselklappenbetätigungsgliedes 10 weist eine
Sollöffungseinstellvorrichtung 21 auf, eine
Motorstromberechnungseinheit 22, eine
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit 23, eine
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit 29, eine
Rotordrehwinkeldetektoreinheit 24, eine
Motorerregerphasenberechnungseinheit 25, eine Motorsteuerung
26, eine Motorantriebseinheit 27, eine
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28, eine
Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30, und eine
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31.
Die Sollöffnungseinstelleinheit 21 berechnet einen
Solldrosselklappenöffnungsgrad "θ0" für die Drosselklappe 12,
auf der Grundlage verschiedener Arten von
Fahrzeugbetriebsinformation, beispielsweise der Eingabe eines
Gaspedalöffnungsgradsensors (APS), einer
Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute), einer
Fahrzeuggeschwindigkeit, und einer Wassertemperatur von
Wasser oder einem Kühlmittel zum Kühlen der
Brennkraftmaschine. Die Motorstromberechnungseinheit 22
berechnet einen Motorphasenstrom auf der Grundlage einer
Öffnungsgradabweichung "Δθ" zwischen dem
Solldrosselklappenöffnungsgrad "θ0" und einem tatsächlichen
Drosselklappenöffnungsgrad "θr". Dieser tatsächliche
Drosselklappenöffnungsgrad entspricht einem Eingangssignal,
das von dem Drosselklappensensor (TPS) 13 stammt. Die
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit 23 lernt eine
Magnetpolpositionsbeziehung zwischen dem Stator 17 und dem
Rotor 16, die von dem Drosselklappensensor 13 dadurch erfaßt
wird, daß der Stromrichtermotor 18 schrittweise angetrieben
wird. Die Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit 29
speichert den gelernten Wert, der von der
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit 23 erhalten wird. Die
Rotordrehwinkeldetektoreinheit 24 erfaßt einen Drehwinkel des
Rotors 16 auf der Grundlage des Sensorausgangssignals des
Drosselklappensensors 13 und des Lernwertes, der in der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit 29
gespeichert ist. Die Motorerregerphasenberechnungseinheit 25
berechnet getrennt Erregerverhältnisse der jeweiligen
Statorwicklungen 17 unter Erregerbedingungen auf der
Grundlage des Drehwinkels des Rotors, der von der
Rotordrehwinkeldetektoreinheit 24 festgestellt wird. Die
Motorsteuerung 26 gibt ein Impulsbreitenmodulations-
Tastverhältnis entsprechend dem Strom jeder dieser
Statorwicklungen 27 unter Erregerbedingungen aus, auf der
Grundlage des Stromwertes der Motorstromberechnungseinheit 22
und des Erregerverhältnisses, das von der
Motorerregerphasenberechnungseinheit 25 stammt. Die
Motortreibereinheit 27 liefert einen Motorstrom an den
Stromrichtermotor 18 in Reaktion auf das Treibersignal, das
von der Motorsteuerung 26 stammt. Die
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 erregt die
jeweiligen Statorwicklungen 17 des Stromrichtermotors 18
entsprechend einem vorbestimmten Erregermuster, um so den
Stromrichtermotor 18 schrittweise anzutreiben. Die
Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30 stellt fest, ob eine
Rotormagnetpolposition mit dem Magnetpolpositions-Lernwert
übereinstimmt oder nicht, der in der Rotormagnetpolpositions-
Lernwert-Speichereinheit 29 gespeichert ist. Diese
Rotormagnetpolposition entspricht einem
Sensorausgangssignalwert des Drosselklappensensors 13 in
einem Fall, in welchem dann, wenn der Schlüsselschalter
eingeschaltet wird, der Rotor 16 durch die
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 bis zu einer
vorbestimmten Magnetpolposition bewegt wird, die in der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit 29
gespeichert ist. Die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
empfängt sowohl ein Schaltsignal für die Zündung (IG) als
auch ein Brennkraftmaschinendrehzahlsignal "Ne", um so zu
beurteilen, ob der Schlüsselschalter ein- oder ausgeschaltet
ist. Es wird darauf hingewiesen, daß die
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit 29 mit einem
flüchtigen Speicher ausgerüstet ist, der von einer Batterie
gepuffert wird, um seine Speicheroperation beizubehalten,
sowie mit einem nicht-flüchtigen Speicher versehen ist. Die
Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30 stellt die
Magnetpolpositionen auf folgende Art und Weise fest: Wenn der
Schlüsselschalter eingestellt ist, in einem Zustand, in
welchem die Batterie nicht von dem flüchtigen Speicher
getrennt ist, wird der Magnetpolpositions-Lernwert, der in
dem flüchtigen Speicher gespeichert ist, zur Feststellung der
Magnetpolpositionen verwendet, wogegen in Fällen, in welchen
der Schlüsselschalter eingeschaltet wird, unmittelbar nachdem
die Batterie von dem flüchtigen Speicher getrennt wurde, der
Magnetpolpositions-Lernwert, der in dem nicht-flüchtigen
Speicher gespeichert ist, zur Feststellung der
Magnetpolpositionen verwendet wird.
Weiterhin wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
feststellt, daß der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, der
Schalter S1 durch ein Ausgangssignal von der
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
betätigt wird, um alternativ die
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 mit der
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit 23 zu verbinden, so daß
das Erregermuster, das von der
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 eingestellt
wird, von der Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit 23 gelesen
wird. Dies führt dazu, daß die Rotormagnetpolpositions-
Lerneinheit 23 so arbeitet, daß die Rotormagnetpolpositions-
Lernwert-Speichereinheit 29 einen derartigen
Drosselklappenöffnungsgradspannungswert, welcher dem
Stromrichtermotor 18 zugeführt wird, in jeder Schrittposition
speichert, wenn die Drosselklappe 11 schrittweise in Richtung
auf ihre vollständig geschlossene Position auf der Grundlage
der Erregermuster angetrieben wird.
Weiterhin wird, wenn die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
feststellt, daß der Schlüsselschalter eingestellt wird, der
Schalter S1 so umgeschaltet, daß er die
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 mit der
Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30 verbindet, so daß das
Erregermuster, das von der
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 eingestellt
wird, von der Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30
ausgelesen wird. Daher stellt die Magnetpolpositions-
Feststelleinheit 30 einen momentanen Magnetpolpositions-
Lernwert fest, der aus der Rotormagnetpolpositions-Lernwert-
Speichereinheit 29 ausgelesen wird, und am nächsten an der
vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe liegt,
mit einem zugehörigen Erregermuster, welches durch den
Magnetpolpositions-Lernwert hervorgerufen wird, der von der
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 ausgelesen
wird.
In Bezug auf den Schalter S2 wird, wenn die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
feststellt, daß der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, der
Schalter S2 so betätigt, daß er die
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 mit der
Motorsteuerung 26 verbindet, um das Erregermuster von der
Einheit 28 an die Motorsteuerung 26 zu liefern. Daher wird
ein Motortreibersignal entsprechend dem Erregermuster von der
Motorsteuerung 26 an die Motortreibereinheit 27 ausgegeben.
Weiterhin wird, wenn die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
feststellt, daß der Schlüsselschalter eingeschaltet ist, der
Schalter S2 umgeschaltet, damit die
Motorerregerphasenberechnungseinheit 25 mit der
Motorsteuerung 26 verbunden wird, so daß die Einheit 25 an
die Motorsteuerung 26 ein
Impulsbreitenmodulationstastverhältnis entsprechend der Größe
des Stroms ausgibt, welcher jeder der Erregerstatorwicklungen
17 zugeführt werden soll, wobei die Stärke des Stroms von der
Motorerregerphasenberechnungseinheit 25 auf der Grundlage des
Drehwinkels des Rotors berechnet wird, der von der
Rotordrehwinkelberechnungseinheit 24 erhalten wird.
Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau eines
Drosselklappenbetätigungsgliedes, das mit einem
Anhaltemechanismus für einen mittleren Öffnungsgrad versehen
ist, und bei der Brennkraftmaschinen-
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform verwendet wird. Die Antriebskraft, die von
dem Stromrichtermotor 18 erzeugt wird, wird an die
Drosselklappendrehwelle 12 übertragen, um die Drosselklappe
11 über das Reduktionsgetriebe 15 anzutreiben. Ein
Ventilhebel 12a ist mit der Drosselklappendrehwelle 12
gekuppelt. Eine Vorspannkraft "F1" wird an den Ventilhebel
12a durch eine Drosselklappenrückstellfeder 14a angelegt, um
die Drosselklappe 11 in die vollständig geschlossene Richtung
zu drücken.
Eine Drosselklappenöffnungsvorrichtung 12b arbeitet so, daß
sie die Drosselklappe 11 in Richtung auf deren vollständig
geöffneten Zustand zwingt, unter der Einwirkung einer
Vorspannkraft "F2" einer Rückstellfeder 14b. Die Beziehung
zwischen der Rückstellkraft F1 der
Drosselklappenrückstellfeder 14a und der Vorspannkraft F2 der
Rückstellfeder 14b ist so gewählt, daß F1 < F2 ist. Wenn der
Stromrichtermotor 18 nicht mit Strom versorgt wird, wird
daher die Drosselklappenöffnungsvorrichtung 12b gegen die
Anschlag 19c für die Position des mittleren Öffnungsgrads
durch die Vorspannkraft F2 der Rückstellfeder 14b
heruntergedrückt. Daher wird die Drosselklappe 11 in der
Position des mittleren Öffnungsgrads angehalten, so daß der
Rückstellvorgang durchgeführt werden kann.
Zu jenen Zeiten, in welchen die Drosselklappe 11 durch den
Stromrichtermotor 18 geöffnet oder geschlossen wird, wird die
Drehung des Drosselklappenhebels 12a sowohl durch einen
Anschlag 19a für die vollständige Öffnung als auch einen
Anschlag 19b für das vollständige Schließen begrenzt, so daß
sowohl eine Position einer vollständig geöffneten
Drosselklappe als auch eine Position einer vollständig
geschlossenen Drosselklappe festgelegt oder begrenzt werden
können.
Fig. 3 zeigt Einzelheiten der Motortreibereinheit 27. Die
Motortreibereinheit 27 liefert einen Strom an die
Statorwicklung 17 des Stromrichtermotors 18 in Reaktion auf
ein Treibersignal von der Motorsteuerung 26. Die
Motortreibereinheit 27 weist eine Vorstufengruppe mit
Schaltelementen 27a1 bis 27a3 auf; eine Endstufengruppe mit
Schaltelementen 27b1 bis 27b3; eine stromabwärtige Gruppe mit
Endstufenschaltelementen 27c1 bis 27c3; einen Stromdetektor
27b zur Feststellung der Ströme, die durch Statorwicklungen
Wu, Wv und Ww fließen, sowie einen Überstromdetektor 27e zur
Feststellung eines zu hohen Stroms auf der Grundlage des
Stroms, der von dem Stromdetektor 27d festgestellt wird. Die
Vorstufenschaltelemente 27a1 bis 27a3 dienen dazu, eine
stromaufwärtige Treiberstufe einer dreiphasigen
Brückenschaltung zu treiben. Ein Ausgangssignal des
Überstromdetektors 27e wird der Motorsteuerung 26 zugeführt.
Wenn der Überstromdetektor 27e einen zu hohen Strom
feststellt, schaltet der Überstromdetektor 27e das
Motortreibersignal aus, um das Auftreten eines derartigen, zu
hohen Stroms zu verhindern. Die Statorwicklungen Wu, Wv und
Ww des Stromrichtermotors 18 sind über die Endstufengruppe
der Schaltelemente 27b1 bis 27b3 und die stromabwärtige
Endstufengruppe der Schaltelemente 27c1 bis 27c3 zwischen
eine Batterie B und Masse geschaltet.
Im Betrieb veranlaßt die Motorsteuerung 26, daß die
Vorstufenschaltelemente 27a1 und 27a2 leitend werden, damit
die Endstufenschaltelemente 27b1 und 27b2 eingeschaltet
werden. Weiterhin schaltet die Motorsteuerung 26 die
stromabwärtigen Endstufenschaltelemente 27c3 in Reaktion auf
das von der Motorsteuerung 26 gelieferte Steuersignal ein, so
daß ein Strom von der U-Phasenwicklung Wu zur
W-Phasenwicklung Ww fließen kann, und ein anderer Strom von
der V-Phasenwicklung Wv zur W-Phasenwicklung Ww. Daher wird
die Magnetfeldverteilung innerhalb des Stromrichtermotors 18
geändert, so daß der Rotor 16 zur Drehung um einen
vorbestimmten Winkel veranlaßt wird.
Daraufhin veranlaßt die Motorsteuerung 26, daß das
Vorstufenschaltelement 27a1 leitend wird, damit das
Endstufenschaltelement 27b1 eingeschaltet wird. Weiterhin
schaltet die Motorsteuerung 26 die stromabwärtigen
Endstufenschaltelemente 27c2 und 27c3 in Reaktion auf das von
der Motorsteuerung 26 gelieferte Steuersignal ein, so daß ein
Strom von der U-Phasenwicklung Wu zur W-Phasenwicklung Ww
fließen kann, und ein anderer Strom von der U-Phasenwicklung
Wu zur V-Phasenwicklung Wv fließen kann. Dies führt dazu, daß
die Magnetfeldverteilung innerhalb des Stromrichtermotors 18
geändert wird, so daß der Rotor 16 zu einer weiteren Drehung
um einen vorbestimmten Winkel veranlaßt wird.
Weiterhin veranlaßt die Motorsteuerung 26, daß die
Vorstufenschaltelemente 27a1 und 27a3 leiten, damit die
Endstufenschaltelemente 27b1 und 27b3 eingeschaltet werden.
Darüber hinaus schaltet die Motorsteuerung 26 das
stromabwärtige Endstufenschaltelement 27c2 in Reaktion auf
das von der Motorsteuerung 26 gelieferte Steuersignal ein, so
daß ein Strom von der W-Phasenwicklung Ww zur
V-Phasenwicklung Wv fließen kann, und ein anderer Strom von
der W-Phasenwicklung Ww zur V-Phasenwicklung Wv. Daher wird
die Magnetfeldverteilung innerhalb des Stromrichtermotors 18
geändert, so daß der Motor 16 zu einer weiteren Drehung um
einen vorbestimmten Winkel veranlaßt wird.
Da wie voranstehend geschildert die Vorgänge des
Durchschaltens oder Leitens der jeweiligen
Schaltelementgruppen zu vorbestimmten Zeitpunkten
umgeschaltet werden, um die Richtungen der Ströme zu ändern,
welche durch die Wicklungen der jeweiligen Phasen fließen,
wird die Magnetfeldverteilung innerhalb des Motors 10
geändert. Dies führt dazu, daß der Rotor 10 dazu veranlaßt
wird, sich wiederholt schrittweise zu drehen, und zwar
jedesmal um einen vorbestimmten Winkel.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die
Motortreibereinheit 27 unter Verwendung üblicher
Steuerschaltungen für Stromrichtermotoren aufgebaut ist, und
daher erfolgt keine weitere Beschreibung von Einzelheiten, da
die Motortreibereinheit 27 insoweit für die vorliegende
Erfindung nicht wesentlich ist.
Nunmehr wird ein Regelvorgang oder Steuervorgang der
Brennkraftmaschinen-Luftansaugmengensteuer- oder
Regeleinrichtung gemäß dieser ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung erläutert.
Zuerst wird ein Lernvorgang für die Position eines mittleren
Öffnungsgrades der Drosselklappe 11 erläutert.
Wenn bei der Brennkraftmaschinen-
Luftansaugmengensteuereinrichtung 20 sich das
Zündschaltersignal im Zustand "Aus" befindet, und auch die
Brennkraftmaschinendrehzahl "Ne" gleich 0 ist, so beurteilt
dies die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
so, daß der nicht dargestellte Schlüsselschalter
ausgeschaltet ist. Wenn eine
Drosselklappenöffnungsgradspannung, welche den Öffnungsgrad
der Drosselklappe 11 angibt, in einem vorbestimmten
Öffnungsgradspannungsbereich liegt (beispielsweise 0,8 V bis
1,8 V), so wird das Treiber- oder Ausgangssignal der
Motorsteuerung 26 in den Zustand "Aus" geschaltet, oder
ausgeschaltet, und wird die Drosselklappe 11 in die Position
des mittleren Öffnungsgrades infolge der Vorspannkräfte
zurückgestellt, die von der Rückstellfeder 14a und der
Rückstellfeder 14b ausgeübt werden. In einem derartigen
Zustand, in welchem sich die Drosselklappe 11 in der Position
des mittleren Öffnungsgrades mit ausreichender Stabilität
befindet, wird eine Öffnungsgradspannung VS0, die von dem
Drosselklappensensor 13 ausgegeben wird, als Lernwert für die
Position des mittleren Öffnungsgrades gespeichert. Dieser
stabile Zustand kann beispielsweise nach Ablauf einer
vorbestimmten Zeit (beispielsweise 0,5 Sekunden) seit jenem
Zeitpunkt, an welchem eine Änderung der Öffnungsgradspannung
kleiner oder gleich 20 mV wurde, mit einem Abtastzeitraum von
etwa 15 ms aktualisiert werden. Nachdem die Operation zum
Lernen der Position des mittleren Öffnungsgrades durchgeführt
wurde, geht es mit einer Lernoperation für die Position eines
Rotormagnetpols weiter. Wenn die Lernoperation für den
mittleren Öffnungsgrad noch nicht beendet wurde, wird
allerdings ein Übergang von diesem Lernvorgang zum
Lernvorgang für die Position des Rotormagnetpols gesperrt.
Als nächstes wird eine Lernoperation beschrieben, welche eine
Rotormagnetpolposition betrifft.
Wenn bei der Brennkraftmaschinen-
Luftansaugmengensteuereinrichtung 20 sich das
Zündschaltersignal im Zustand "Aus" befindet, und auch die
Brennkraftmaschinendrehzahl "Ne" gleich 0 ist, so beurteilt
dies die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
so, daß der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist. Danach geht
es, wenn der Lernvorgang für die Position des mittleren
Öffnungsgrades der Drosselklappe abgeschlossen ist, mit dem
Lernvorgang für die Rotormagnetpolposition weiter.
Die Motorsteuerung 26 gibt einen PWM-Tastverhältniswert
entsprechend einem Phasenstrom aus, der durch jede der
Statorerregerwicklungen 17 fließt, an die Motortreibereinheit
27, und zwar sowohl auf der Grundlage eines konstanten PWM-
Tastverhältniswertes (beispielsweise 50%) als auch eines
Erregerverhältnisses. Dieser konstante PWM-Tastverhältniswert
wird dazu verwendet, einen Motorphasenstrom zu liefern,
welcher einem Antriebsdrehmoment entspricht, das dazu
benötigt wird, den Rotor 16 des Stromrichtermotors 18
schrittweise anzutreiben. Dieses Erregerverhältnis wird durch
Erregermuster (beispielsweise, sechs unterschiedliche Arten
von Erregermustern) festgelegt, die von der
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 geliefert
werden. Daher legt die Motorsteuerung 26 fest, daß diese
Erregermuster hintereinander geschaltet werden, und zwar in
einer Richtung, um von der Position des mittleren
Öffnungsgrades aus die Drosselklappe 11 zu schließen. Bei der
Ausführung dieser Operation wird der Motor 16 des
Stromrichtermotors 18 wiederholt schrittweise gedreht
(beispielsweise wird der Schrittvorgang mit einem
Rotordrehwinkel von 30 Grad durchgeführt), in Reaktion auf
den Vorgang des Schaltens der jeweiligen Erregermuster.
Eine in Fig. 8 dargestellte Tabelle 1 gibt die Beziehung
zwischen Erregermustern Nr. 1 bis Nr. 6, Magnetpolen, die in
den jeweiligen Phasen erzeugt werden, und
Drosselklappenantriebsrichtungen in einem Fall an, in welchem
der Rotor 16 des Stromrichtermotors 18 mit drei Phasen und
vier Polen schrittweise angetrieben wird. Eine Erregerphase,
in welcher ein Phasenstrom der Statorerregerwicklung 17
zugeführt wird, ist durch einen S-Pol bezeichnet
(stromaufwärtige Seite), wogegen eine Erregerphase, in
welcher ein Phasenstrom von der Statorerregerwicklung 17
stammt, durch einen N-Pol (stromabwärtige Seite) bezeichnet
ist.
Fig. 4 zeigt die Magnetpolpositionsbeziehung zwischen dem
Stator 17 und dem Rotor 16, wenn die
Schrittantriebspositionen des Rotors 16 schrittweise
entsprechend dem jeweiligen Erregermuster Nr. 1 bis Nr. 6
gedreht werden, von der mittleren Position aus, bei welcher
sich die Drosselklappe 11 in der Position ihres mittleren
Öffnungsgrades befindet, wobei der Zusammenbauzustand so ist,
daß die Positionsbeziehung zwischen dem Stator und dem Rotor,
wenn die Drosselklappe 11 in die Position des mittleren
Öffnungsgrades zurückgestellt wird, wenn sich die
Statorwicklung des Stromrichtermotors 18 im nicht erregten
Zustand befindet, so gewählt ist, daß eine
Rotormagnetpolgrenzlinie M1 und eine
Stator-U-Phasenbezugslinie M2 miteinander übereinstimmen.
Bei dem Erregermuster Nr. 6 wird der Rotor 6 schrittweise von
der ursprünglichen Zusammenbauposition aus (der Position mit
mittlerem Öffnungsgrad der Drosselklappe) um einen
Rotordrehwinkel von 15 Grad in Richtung auf die vollständig
geschlossene Drosselklappe angetrieben, so daß seine Position
hierdurch festgelegt ist. Dann wird bei dem Erregermuster
Nr. 5 der Rotor 16 weiter schrittweise angetrieben, um den
Rotor 16 in einer Position festzulegen, die um 45 Grad
gegenüber der ursprünglichen Zusammenbauposition gedreht ist.
Entsprechend wird, wenn das Erregermuster nacheinander von
dem Erregermuster Nr. 4 auf das Erregermuster Nr. 1
umgeschaltet wird, der Rotor 16 jedesmal schrittweise um
einen Drehwinkel von 30 Grad angetrieben, um die
Drosselklappe 11 in den vollständig geschlossenen Zustand zu
bewegen.
Fig. 5 zeigt die Beziehung zwischen dem jeweiligen
Erregermuster, den jeweiligen Phasenströmen, welche den
jeweiligen Statorwicklungen für die Phase U, die Phase V und
die Phase W zugeführt werden, den jeweiligen
Phasenmagnetpolmustern, den Schrittdrehpositionen des Rotors
16, den Drosselklappenöffnungsgraden, und den TPS-Spannungen
bei dem jeweiligen Erregermuster in einem Fall, in welchem
der Rotor 16 des Stromrichtermotors 18 schrittweise während
des Lernvorgangs für die Rotormagnetpolposition angetrieben
wird.
Im Zustand ohne Stromzufuhr befindet sich die Drosselklappe
11 in der Position des mittleren Öffnungsgrades, und weist
der TPS-Spannungswert dieselbe Spannung auf wie der Lernwert
VS0 für die Spannung für den mittleren Öffnungsgrad. Beim
Anlegen des Erregermusters Nr. 6 fließen Phasenströme in die
Phase U und die Phase V so, daß ein S-Pol ausgebildet wird,
und fließt ein Phasenstrom von der Phase W aus so, daß ein
N-Pol ausgebildet wird, so daß der Rotor 16 schrittweise
durch Anziehungskräfte angetrieben wird, die zwischen diesen
N/S-Polen und den Magnetpolen des Rotors 16 hervorgerufen
werden, und dann wird der Rotor 16 an einer Position
entsprechend einem TPS-Spannungswert von VS1 angehalten oder
festgelegt.
Entsprechend führt das Anlegen des Erregermusters Nr. 5 dazu,
daß ein Phasenstrom in die Phase U fließt, so daß ein S-Pol
ausgebildet wird, und Phasenströme von der Phase V und der
Phase W aus fließen, so daß ein N-Pol ausgebildet wird, so
daß der Rotor 16 schrittweise durch Anziehungskräfte
angetrieben wird, die zwischen den N/S-Polen und den
Magnetpolen des Rotors 16 erzeugt werden, so daß dann der
Rotor 16 an einer Position entsprechend einem
TPS-Spannungswert von VS2 angehalten oder festgelegt wird.
Da die Positionsbeziehung zwischen der Magnetpolposition des
Motorrotors 16 und der Statorwicklung 17 nach dem Zusammenbau
nicht eingestellt wird, gibt es keine feste Vorgabe für einen
ersten Schrittvorgang. Daher ist unbekannt, welches
Erregermuster von der
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 auf den ersten
Schrittvorgang folgt. Entsprechend würde sich die
Schrittdrehposition des Rotors 16 infolge dessen Antriebs um
einen ersten Schritt in Abhängigkeit sowohl von der
Zusammenbaupositionsbeziehung zwischen der Magnetpolposition
des Motorrotors 16 und der Statorwicklung 17 ändern, als auch
in Abhängigkeit von einem ersten Erregermuster
(beispielsweise dem Erregermuster Nr. 6) des Schrittantriebs.
Es wäre daher unmöglich, festzustellen, ob diese
Schrittdrehposition, ausgehend von der Position des mittleren
Öffnungsgrades aus, auf der Seite des vollständig geöffneten
oder der Seite des vollständig geschlossenen Zustands liegt.
Daher wird in der Rotormagnetpolpositions-Lernwert-
Speichereinheit 29 der Magnetpolpositions-Lernwert VS1 für
jene Schrittposition gespeichert, die an der Seite des
vollständig geschlossenen Zustands liegt, und am nächsten an
der Position des mittleren Öffnungsgrades (Lernwert VS0 für
die Spannung für den mittleren Öffnungsgrad), und
entsprechend dem Erregermuster, das zum Bewegen des Rotors 16
in diese Position eingesetzt wurde (im vorliegenden Fall,
Erregermuster Nr. 6).
Fig. 6 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung eines
Lernvorgangs für die Position des mittleren Öffnungsgrades
der Drosselklappe und eines Lernvorgangs für die
Rotormagnetpolposition, wenn der Schlüsselschalter
ausgeschaltet ist, sowie zur Erläuterung eines
Rotormagnetpolpositions-Feststell- oder Bestätigungsvorgangs,
der unmittelbar nach Einschalten des Schlüsselschalters
durchgeführt wird.
In einem Schritt S101 beurteilt die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
auf der Grundlage eines vorbestimmten Wertes, der in dem RAM
gespeichert ist, ob der Schlüsselschalter unmittelbar nach
Abtrennen der Batterie eingeschaltet oder ausgeschaltet ist.
Wenn festgestellt wird, daß die Batterie einmal abgetrennt
ist, dann werden im Schritt S101 aus dem EEPROM der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert, der Lernwert (VS0) für die
Spannung entsprechend der Position des mittleren
Öffnungsgrades, der Magnetpolpositions-Lernwert VS1 der
Schrittposition, die sich an der Seite des vollständig
geschlossenen Zustands und am nächsten an der Position des
mittleren Öffnungsgrades befindet, und das Erregermuster
ausgelesen, das zum Bewegen des Rotors zu dieser
Schrittposition verwendet wurde (also beim vorliegenden
Beispiel das Erregermuster Nr. 6).
Wenn die Batterie nicht abgetrennt ist, beurteilt im Schritt
S102 die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31,
ob der Schlüsselschalter eingeschaltet ist oder nicht. Wenn
festgestellt wird, daß der Schlüsselschalter ausgeschaltet
ist, geht die Steuerung zum Schritt S103 über, in welchem
eine Initialisierungsprozeßoperation durchgeführt wird. Wenn
eine Initialisierungsprozeßendmarke im Schritt S103
eingestellt ist, geht der Steuervorgang mit dem vorherigen
Schritt S102 weiter, in welchem eine ähnliche Prozeßoperation
durchgeführt wird. Im Gegensatz hierzu wird, wenn die
Initialisierungsprozeßendmarke nicht gesetzt ist, der
Initialisierungsprozeß gemäß Schritt S104 durchgeführt.
In dem Initialisierungsprozeß gemäß Schritt 104 wird der
Stromrichtermotor 18 zuerst nicht mit Strom versorgt, sodaß
die Drosselklappenöffnungsvorrichtung 12b gegen den Anschlag
19c für die Position des mittleren Öffnungsgrades durch die
Vorspannkraft S2 der Rückstellfeder 14b heruntergedrückt
wird, um so die Drosselklappe 11 in die Position des
mittleren Öffnungsgrades zurückzustellen. Dann wird der
Lernvorgang für die Spannung (nämlich die Spannung VS0 in
Fig. 5) für die Position des mittleren Öffnungsgrades
durchgeführt, auf der Grundlage der Ausgangsspannung des
Drosselklappensensors 13 nach Ablauf eines vorbestimmten
Zeitraums (beispielsweise 0,5 Sekunden), in welchem die
Drosselklappenöffnungsgradposition ausreichend stabil
geworden ist.
Nachdem der Lernvorgang für die Spannung für die Position des
mittleren Öffnungsgrades durchgeführt wurde, wird der
Stromrichtermotor 18 schrittweise dadurch angetrieben, daß
hintereinander die in der voranstehend geschilderten Tabelle
1 angegebenen Erregermuster von dem Erregermuster Nr. 6 auf
das Erregermuster Nr. 1 umgeschaltet werden, in Richtung auf
den vollständig geschlossenen Zustand der Drosselklappe.
Sowohl der Magnetpolpositions-Lernwert (also VS1 bei dem
Vorgang gemäß Fig. 5) in Richtung auf den vollständig
geschlossenen Zustand hin, der am nächsten an dem Lernwert
für die Spannung für die Position des mittleren
Öffnungsgrades liegt (VS0 bei dem Vorgang gemäß Fig. 5), als
auch das Erregermuster (also das Erregermuster Nr. 6 bei dem
Vorgang gemäß Fig. 5), das zum Bewegen des
Stromrichtermotors 18 in dieser Magnetpolposition verwendet
wurde, werden in der Magnetpolpositions-Lernwert-
Speicherschaltung 29 gespeichert. Weiterhin wird der Rotor 16
des Stromrichtermotors 18 schrittweise in Richtung auf die
Seite der vollständig geschlossenen Drosselklappe
entsprechend dem Erregermuster angetrieben, das von der
Schrittantriebserregermustereinstelleinheit 28 zu jeder
vorbestimmten Erregerzeit t1 (beispielsweise 75 ms) geliefert
wird. Dann werden die jeweiligen Schrittpositionen als die
Drosselklappenöffnungsgradspannungen (VS2, VS3, VS4, . . .)
gespeichert.
Wenn ein Schrittpositionsänderungsbetrag (|VSn - VSn - 1|)
zwischen einer vorherigen Schrittposition VSn - 1 und einer
momentanen Schrittposition VSn während des
Schrittantriebsvorgangs des Motors 16 kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Wert Vsr ist, und wenn der
Drosselklappenöffnungsgradspannungswert kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist (beispielsweise 0,7 V),
beurteilt dies die Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30 so,
daß die Drosselklappe 11 die vollständig geschlossene
Position erreicht hat, und daher wird eine Schrittposition
Vc1s (also VS7 bei dem Vorgang gemäß Fig. 5) als ein
Lernwert für die vollständig geschlossene Position der
Drosselklappe gespeichert, und wird darüber hinaus das
voranstehend geschilderte Erregermuster auf ein derartiges
Erregermuster umgeschaltet, daß die Drosselklappe geöffnet
wird (es wird nämlich das Erregermuster Nr. 6 auf das
Erregermuster Nr. 1 umgeschaltet, von dort aus auf das
Erregermuster Nr. 2, . . ., bei dem Beispiel von Fig. 5), der
Rotor 16 wird schrittweise in Richtung auf den vollständig
geöffneten Zustand der Drosselklappe angetrieben, und dann
werden die Drosselklappenöffnungsgradspannungswerte an den
jeweiligen Schrittpositionen als Magnetpolpositions-Lernwerte
gespeichert.
Wenn ein Schrittpositionsänderungsbetrag (|VSn - VSn - 1|)
zwischen einer vorherigen Schrittposition VSn - 1 und einer
momentanen Schrittposition VSn während des
Schrittantriebsvorgangs des Rotors 16 kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Wert Vsr ist, und wenn der
Drosselklappenöffnungsgradspannungswert kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist (beispielsweise 4,0 V), dann
beurteilt dies die Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30 so,
daß die Drosselklappe 11 die vollständig geöffnete Position
erreicht hat, und daher wird eine Schrittposition Vwot (nicht
bei dem Vorgang von Fig. 5 gezeigt) als Lernwert für die
vollständig geöffnete Position der Drosselklappe gespeichert,
und darüber hinaus das voranstehend erläuterte Erregermuster
auf ein derartiges Erregermuster umgeschaltet, daß die
Drosselklappe geöffnet wird (bei dem Beispiel von Fig. 5
wird, wenn das Erregermuster in der vollständig geöffneten
Position das Erregermuster Nr. 1 ist, dann das Erregermuster
auf das Erregermuster Nr. 6 umgeschaltet, und von dort aus
auf das Erregermuster Nr. 5, . . .), der Rotor 16 wird
schrittweise in Richtung auf die vollständig geschlossene
Drosselklappe angetrieben, und dann werden die
Drosselklappenöffnungsgradspannungswerte an den jeweiligen
Schrittpositionen als Magnetpolpositions-Lernwerte
gespeichert.
Im Schritt S105 stellt die Rotormagnetpolpositions-
Lerneinheit 23 fest, ob die Schrittposition während des
Initialisierungsvorgangs von der Position des mittleren
Öffnungsgrades der Drosselklappe über die vollständig
geschlossene Position der Drosselklappe und die vollständig
geöffnete Position der Drosselklappe zu der Position des
mittleren Öffnungsgrades der Drosselklappe zurückgekehrt ist
(also VS0 bei dem Vorgang gemäß Fig. 5). Wenn die
Schrittposition nicht in die Position des mittleren
Öffnungsgrades zurückgekehrt ist, wird der
Initialisierungsvorgang gemäß Schritt S104 fortgesetzt. Wenn
dagegen die Schrittposition in die Position entsprechend dem
mittleren Öffnungsgrad zurückgekehrt ist, beurteilt dies die
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit 23 so, daß der
Rotormagnetpolpositions-Lernvorgang beendet wurde. Dann wird
der Magnetpolpositions-Lernwert in den gepufferten RAM im
Schritt S106 eingeschrieben, und wird eine
Initialisierungsbearbeitungsendmarke gesetzt. Dann geht der
Prozeßvorgang mit dem Schritt S102 weiter, in welchem ein
entsprechender Prozeßvorgang durchgeführt wird.
Im Gegensatz hierzu stellt, wenn die
Schlüsselschaltereinschalt/Ausschaltbeurteilungseinheit 31
feststellt, daß der Schlüsselschalter eingeschaltet ist, die
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit 23 fest, ob der
Magnetpolpositions-Lernvorgang in einen Zustand, in welchem
kein Lernen stattfindet, übergegangen ist, und zwar durch
Überprüfung einer Marke im Schritt S107. Wenn der
Magnetpolpositions-Lernvorgang in den Zustand ohne Lernen
übergegangen ist, wird der Prozeßvorgang im Schritt S112
durchgeführt.
Falls der Magnetpolpositions-Lernvorgang durchgeführt wurde,
liest dann im Schritt S108 die Magnetpolpositions-
Feststelleinheit 30 den Magnetpolpositions-Lernwert aus der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit 29 aus, und
werden sowohl der Magnetpolpositions-Lernwert (also VS1 bei
dem Vorgang gemäß Fig. 5) in Richtung auf den vollständig
geschlossenen Zustand, welcher jener Wert ist, der am
nächsten an dem Spannungslernwert für die Position des
mittleren Öffnungsgrades liegt (VS0 bei dem Vorgang von Fig.
5), also auch das Erregermuster (also das Erregermuster Nr. 6
bei dem Vorgang gemäß Fig. 5), das zum Antrieb des Rotors 16
in dieser Magnetpolposition verwendet wurde, hieraus
ausgelesen.
Dann wird der Stromrichtermotor 18 schrittweise unter
Verwendung dieses Erregermusters (also des Erregermusters Nr.
6 bei dem Vorgang gemäß Fig. 5) angetrieben, und wenn eine
Absolutwertabweichung zwischen der
Drosselklappenöffnungsgradspannung VS in der Schrittposition
zu diesem Zeitpunkt und dem Magnetpolpositions-Lernwert (also
VS1 bei dem Vorgang von Fig. 5) in Richtung auf den
vollständig geschlossenen Zustand, welcher jener Wert ist,
der am nächsten an dem Spannungslernwert für die Position
entsprechend dem mittleren Öffnungsgrad liegt (VS0 bei dem
Vorgang von Fig. 5), nicht kleiner als ein vorbestimmter
Wert (beispielsweise 0,1 V) ist, so stellt die
Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30 fest, daß der
Magnetpolpositions-Lernwert nicht mit der
Rotormagnetpolposition des Stromrichtermotors 18
übereinstimmt.
In einem nächsten Schritt S112 wird infolge der Tatsache, daß
kein Antriebssteuervorgang der Drosselklappe 11 durch den
Stromrichtermotor 18 durchgeführt wird, die Zufuhr
elektrischer Energie zum Stromrichtermotor 18 durch ein
Relais (nicht dargestellt) unterbrochen, so daß die
Drosselklappe 11 in die Position des mittleren Öffnungsgrades
zurückgestellt wird, und wird eine
Positions-F/B-Fehlfunktionsmarke gesetzt. Bis der
Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, wird der
Drosselklappenöffnungsgradsteuervorgang gesperrt, und wird
ebenfalls eine Warnleuchte (nicht gezeigt) eingeschaltet.
Dann wird in einem Schritt S113 ein
Rückstellbearbeitungsvorgang durchgeführt. Dieser
Rückstellbearbeitungsvorgang dient dazu, eine derartige
Brennkraftmaschinenleistungssteuerung bzw. -regelung
durchzuführen (bei welcher beispielsweise die Gesamtanzahl
der Brennkraftmaschinenzylinder, in denen eine Verbrennung
stattfindet, entsprechend dem Ausmaß der Betätigung des
Gaspedals gesteuert wird) durchgeführt, wie dies für die
Rückstellbewegung in der Position des mittleren
Öffnungsgrades der Drosselklappe geeignet ist.
Wenn die Magnetpolpositions-Feststelleinheit 30 feststellt,
daß der Magnetpolpositions-Lernwert mit der
Rotormagnetpolposition des Stromrichtermotors 18
übereinstimmt, so stellt die Magnetpolpositions-
Feststelleinheit 30 im Schritt S109 fest, ob der
Magnetpolpositions-Lernwert in den EEPROM eingeschrieben ist
oder nicht, also ob beispielsweise die Gesamtanzahl an
Initialisierungsbearbeitungsvorgängen eine vorbestimmte
Anzahl erreicht hat. Falls festgestellt wird, daß der
Magnetpolpositions-Lernwert in den EEPROM eingeschrieben ist,
so wird ein anderer Magnetpolpositions-Lernwert, der in dem
Puffer-RAM gespeichert ist, in den EEPROM im Schritt S110
eingeschrieben, und dann wird im Schritt S111 der normale
Drosselklappenöffnungsgradsteuervorgang durchgeführt, der
nachstehend noch genauer erläutert wird.
Es wird darauf hingewiesen, daß das (nicht dargestellte)
Stromversorgungsrelais einem Relais entspricht, das zum
Liefern elektrischer Energie an die
Luftansaugmengensteuereinrichtung für die Brennkraftmaschine
verwendet wird, und so eingestellt ist, daß es nach einem
vorbestimmten Zeitraum (beispielsweise 7 Sekunden) nach
Abschalten des Schlüsselschalters abgeschaltet wird.
Nunmehr erfolgt die Beschreibung einer Brennkraftmaschinen-
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß einer zweiten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Sowohl die
Ausbildung als auch der Betriebsablauf der
Brennkraftmaschinen-Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß
dieser Ausführungsform sind im wesentlichen ebenso wie jene,
die bezüglich der voranstehend geschilderten ersten
Ausführungsform erläutert wurden. Allerdings wird bei der
zweiten Ausführungsform die voranstehend erläuterte
Polpositionsfeststellung der Rotormagnetpolpositions-
Feststelleinheit 30 gesperrt, wenn ein
Batteriespannungsmeßwert, der von einer
Batteriespannungsdetektoreinheit (nicht gezeigt) festgestellt
wird, kleiner oder gleich einem vorbestimmten Spannungswert
(beispielsweise 10 V) ist, und daher führt die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit 30 nicht die
Magnetpolpositions-Feststell/Beurteilungsvorgänge durch, wenn
ein Zustand mit instabiler Batteriespannung vorhanden ist,
beispielsweise beim Anlassen der Brennkraftmaschine.
Nunmehr erfolgt die Beschreibung einer Brennkraftmaschinen-
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß einer dritten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Sowohl der Aufbau
als auch der Betriebsablauf der Brennkraftmaschinen-
Luftansaugmengensteuereinrichtung gemäß der dritten
Ausführungsform sind im wesentlichen ebenso wie jene, die
bezüglich der voranstehend erläuterten ersten Ausführungsform
beschrieben wurden. Allerdings wird bei der dritten
Ausführungsform der voranstehend geschilderte
Magnetpolpositions-Feststellvorgang gesperrt, wenn die
Drosselklappenöffnungsgradspannung unmittelbar nach dem
Einschalten des Schlüsselschalters nicht in einem
vorbestimmten Öffnungsgradspannungsbereich liegt, der auf der
Grundlage sowohl der Positionierungstoleranz des
Anhaltemechanismus für die Position des mittleren
Öffnungsgrades als auch der Eigenschaftstoleranz des
Drosselklappensensors 13 festgelegt wird.
Als nächstes wird der normale
Drosselklappenöffnungsgradvorgang beschrieben, der
durchgeführt wird, wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet
wird.
Falls ein Magnetpolpositions-Lernwert mit einer
Rotormagnetpolposition des Stromrichtermotors 18
übereinstimmt, infolge der Tatsache, daß ein
Rotormagnetpolpositions-Feststellvorgang durchgeführt wird,
wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet wird, stellt die
Sollöffnungseinstelleinheit 21 einen
Solldrosselklappenöffnungsgrad "θ0" ein, der für verschiedene
Arten von Fahrzeuginformation geeignet ist, beispielsweise
den Betätigungsgrad des Gaspedals, die
Brennkraftmaschinendrehzahl (Umdrehungen pro Minute), die
Fahrzeuggeschwindigkeit, usw. Dann berechnet die
Motorstromberechnungseinheit 22 eine Öffnungsgradabweichung
"Δθ" gemäß folgender Formel (1). Die berechnete
Öffnungsgradabweichung wird in die Motorsteuerung 26
eingegeben. Diese Öffnungsgradabweichung "Δθ" ist gleich der
Differenz zwischen dem tatsächlichen
Drosselklappenöffnungsgrad "θr", der von dem
Drosselklappensensor (TPS) 13 erfaßt wird, und dem
Solldrosselklappenöffnungsgrad "θ0".
Δθ = θ0 - θr (1)
Die Motorstromberechnungseinheit 22 führt folgendermaßen
einen Motorstromsteuervorgang durch. Wenn die
Öffnungsgradabweichung Δθ positiv ist, ist der tatsächliche
Drosselklappenöffnungsgrad kleiner als der Sollöffnungsgrad,
so daß die Motorstromberechnungseinheit 22 den Phasenstrom
des Stromrichtermotors 18 erhöht. Andererseits überschreitet,
wenn die Öffnungsgradabweichung Δθ negativ ist, der
tatsächliche Drosselklappenöffnungsgrad den Sollöffnungsgrad,
so daß die Motorstromberechnungseinheit 22 den Phasenstrom
für den Stromrichtermotor 18 verringert.
Wenn ein Motorphasenstrom aus der Öffnungsgradabweichung Δθ
berechnet wird, wird normalerweise ein PID-Regelgerät
verwendet.
Ein Motorphasenstrom Im, der von diesem PID-Regelgerät
berechnet wird, wird durch die folgende Gleichung (2)
ausgedrückt, und daher wird das PID-Regelgerät so betrieben,
daß es den Phasenstrom so regelt, daß die
Öffnungsgradabweichung Δθ gleich Null wird. Dann wird der
Motorphasenstrom Im, der auf die voranstehend geschilderte
Art und Weise berechnet wurde, der Motorsteuerung 26
zugeführt:
Im = KP . Δθ + KI . ΣΔθdt + KD . Δθ/dt (2)
wobei:
"Im" einen mittels PID berechneten Motorphasenstrom bezeichnet;
"KP" eine Proportionalverstärkung bezeichnet;
"KI" eine Integralverstärkung bezeichnet; und
"KD" eine differentielle Verstärkung bezeichnet.
"Im" einen mittels PID berechneten Motorphasenstrom bezeichnet;
"KP" eine Proportionalverstärkung bezeichnet;
"KI" eine Integralverstärkung bezeichnet; und
"KD" eine differentielle Verstärkung bezeichnet.
Weiterhin berechnet die Rotordrehwinkelberechnungseinheit 24
einen Rotordrehwinkel oder Drehwinkel des Rotors 16 auf der
Grundlage eines Drosselklappenöffnungsgradausgangssignals und
eines Rotormagnetpolpositions-Lernwertes, und berechnet
getrennt die Motorerregerphasenberechnungseinheit 25 das
Erregerverhältnis der jeweiligen Erregerstatorwicklungen 17
auf der Grundlage des Rotordrehwinkels, der von der
Rotordrehwinkeldetektoreinheit 24 erfaßt wird. Die
Motorsteuerung 26 berechnet einen PWM-Tastverhältniswert
entsprechend einem Strom Is, der durch jede der
Statorerregerwicklungen 17 fließt, und zwar auf der Grundlage
sowohl des Stromwertes Im, der von der
Motorphasenstromberechnungseinheit 22 erhalten wird, als auch
des Erregerverhältnisses, das von der
Motorerregerphasenberechnungseinheit 25 erhalten wird. Dann
liefert die Motorsteuerung 26 das berechnete
PWM-Tastverhältnis an die Motortreibereinheit 27.
Die Motortreibereinheit 27 führt eine solche Steuerung durch,
daß sie das jeweilige Schaltelement ein- und ausschaltet, in
Reaktion auf das PWM-Tastverhältnistreibersignal, welches dem
Strom IS jeder der Statorerregerwicklungen 17 entspricht, so
daß ein Strom einer gewünschten Phase zugeführt werden kann.
Als nächstes wird ein Erregersystem mit drei Phasen
beschrieben.
Fig. 7 zeigt die Beziehungen zwischen den jeweiligen
Phasenströmen, einem magnetischen Fluß, und dem Drehmoment in
einem Sinussignal-Erregersystem. Hierbei wird zu dem
Zeitpunkt, an welchem sich die jeweiligen Wicklungen mit dem
magnetischen Fluß des Sinussignals durch Drehen eines Rotors
eines Stromrichtermotors schneiden, wenn jeder Phase ein
sinusförmiger Strom Is zugeführt wird, der dieselbe Phase hat
wie eine Magnetflußdichte "ϕ" sowie eine gleiche Signalform,
ein Drehmoment "Ts", das durch diese Erregung in jeder Phase
erzeugt wird, durch folgende Formel (3) ausgedrückt:
Ts = K × ϕ × Is (3)
Ts = K × ϕ × Is (3)
wobei "K" eine Konstante bezeichnet.
Das Rotordrehmoment des Stromrichtermotors wird als
zusammengesetztes Drehmoment ausgedrückt, das durch
Vereinigung des in der Phase U erzeugten Drehmoments Ts, des
in der Phase V erzeugten Drehmoments Ts, und des in der Phase
W erzeugten Drehmoments Ts erhalten wird. Theoretisch kann
ein Ausgangsdrehmoment erhalten werden, welches keine
Drehmomentbrummkomponente in Bezug auf den Rotordrehwinkel
aufweist.
Das voranstehend erläuterte Erregersystem wird als
Sinussignalerregersystem bezeichnet. Im allgemeinen muß, da
die Erregerströme, welche der jeweiligen Phase zugeführt
werden, sinusförmig in Bezug auf den Rotordrehwinkel geändert
werden müssen, dieser Rotordrehwinkel exakt festgestellt
werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann das
Sinussignalerregersystem dadurch verwirklicht werden, daß
sowohl der Rotormagnetpolpositions-Lernwert als auch das
Ausgangssignal des Drosselklappenöffnungsgradsensors
eingesetzt werden.
Die Beziehung zwischen den PWM-Tastverhältniswerten und den
Rotordrehwinkeln können durch die folgenden Formeln (4), (5)
und (6) ausgedrückt werden:
PWM duty 1 = PWM duty × sin 2 γ (4)
PWM duty 2 = PWM duty × sin 2 γ (γ - 60°) (5)
PWM duty 3 = PWM duty × sin 2 γ (γ + 60°) (6)
wobei "duty" für "Tastverhältnis" steht, und γ den
Rotordrehwinkel bezeichnet.
Wie voranstehend erläutert wird gemäß der vorliegenden
Erfindung bei einer Luftansaugmengensteuereinrichtung für
Brennkraftmaschinen eine Drosselklappe vorgesehen, die auf
einer Drehwelle in einem Luftansaugkanal der
Brennkraftmaschine angebracht ist, ein Motor, der einen mit
der Drehwelle gekuppelten Rotor aufweist, und mit ortsfesten
Windungen versehen ist, sowie ein Drosselklappensensor zur
Feststellung des Öffnungsgrades der Drosselklappe. Die
Drosselklappe wird durch den Motor auf der Grundlage
verschiedener Arten von Fahrzeug- oder
Brennkraftmaschinenbetriebsinformation gesteuert bzw.
geregelt. Die Brennkraftmaschinen-
Luftansaugmengensteuereinrichtung weist weiterhin auf: eine
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit zum schrittweisen Antrieb
des Motors so, daß eine Magnetpolposition des Rotors gelernt
wird, die von dem Drosselklappensensor festgestellt wird;
eine Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit zum
Speichern der Magnetpolposition des Rotors, die von der
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit gelernt wird, als
Rotormagnetpolpositions-Lernwert; und eine
Magnetpolpositions-Feststelleinheit, die dazu dient, mit
Hilfe eines vorbestimmten schrittweisen Antriebs des Motors
den Magnetpolpositions-Lernwert festzustellen, der in der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit gespeichert
ist, mit der Magnetpolposition des Motors, die von dem
Drosselklappensensor festgestellt wird. Wenn ein
Schlüsselschalter eingeschaltet wird, wird der
Magnetpolpositions-Lernwert, der in der
Luftansaugmengensteuereinrichtung gespeichert ist, durch die
Magnetpolposition des Drosselklappenbetätigungsgliedes
festgestellt. Die Luftansaugmengensteuereinrichtung stellt
fest, ob die Drosselklappensteuerung oder -regelung
durchgeführt werden kann, auf der Grundlage des
Feststellbeurteilungsergebnisses, und steuert bzw. regelt die
Brennkraftmaschinenleistung dann entsprechend dem
Beurteilungsergebnis in Bezug auf den
Drosselklappenregelvorgang. Daher können folgende
Auswirkungen erzielt werden. Selbst dann, wenn die
Brennkraftmaschine nach Austausch von Bauteilen wie
beispielsweise eines Drosselklappenbetätigungsgliedes und
dergleichen angelassen wird, ohne den
Rotormagnetpolpositions-Lernvorgang durchzuführen, kann die
Luftansaugmengensteuereinrichtung die
Brennkraftmaschinenleistung ordnungsgemäß steuern bzw.
regeln, und kann einen sicheren Fahrbetrieb aufrechterhalten.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann infolge der Tatsache,
daß ein Magnetpolpositions-Lernvorgang durch die
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit durchgeführt wird, wenn
der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, ein
Rotormagnetpolpositions-Lernvorgang während des Betriebs der
Brennkraftmaschine verhindert werden, und können daher
verschiedene gefährliche Zustände vermieden werden,
beispielsweise ein anomales Ansteigen der
Brennkraftmaschinendrehzahl, eine anomale Beschleunigung des
Fahrzeugs, usw.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es aufgrund der
Tatsache, daß ein Magnetpolpositions-Feststellvorgang der
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit durchgeführt wird,
wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet ist, möglich, zu
bestätigen, ob der Drosselklappenregelvorgang verfügbar ist,
bevor die Brennkraftmaschine angelassen wird, und kann auch
die Brennkraftmaschinenleistung ordnungsgemäß entsprechend
der Tatsache gesteuert bzw. geregelt werden, ob der
Drosselklappenregelvorgang verfügbar ist oder nicht. Daher
kann ein sicherer Fahrbetrieb durchgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die
Luftansaugmengensteuereinrichtung weiterhin einen
Anhaltemechanismus für einen mittleren Öffnungsgrad auf, zum
Einstellen der Drosselklappenöffnungsgradposition auf eine
mittlere Öffnungsgradposition in einem derartigen Zustand, in
welchem der Motor nicht mit Strom versorgt wird, wenn der
Schlüsselschalter eingeschaltet wird, wobei eine
Magnetpolpositions-Feststelloperation der
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit dadurch durchgeführt
wird, daß der Rotor schrittweise von einer mittleren
Öffnungsgradposition zu einer ersten Rotormagnetpolpositions-
Lernposition in Richtung auf die vollständig geschlossene
Drosselklappe bewegt wird. Daher kann die Magnetpolpositions-
Feststelloperation innerhalb eines kurzen Zeitraums
durchgeführt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beurteilt die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit, daß der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert, der in der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit gespeichert
ist, nicht mit der Magnetpolposition des Motors
übereinstimmt, wenn eine Abweichung zwischen einem ersten
Rotormagnetpolpositions-Lernwert und einer zweiten
Rotormagnetpolposition, die von dem Drosselklappensensor
festgestellt wird, wenn der Rotor schrittweise zu einer
vorbestimmten Rotormagnetpolpositions-Lernposition nach
Einschalten des Schlüsselschalters bewegt wird, größer oder
gleich einem vorbestimmten Wert ist. Dies führt zu solchen
Auswirkungen, daß sofort bestätigt werden kann, ob der
Drosselklappenregelvorgang verfügbar ist oder nicht, wenn der
Schlüsselschalter eingeschaltet wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sperrt, wenn die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit beurteilt, daß der
Rotormagnetpolpositions-Lernwert nicht mit der
Magnetpolposition des Motors übereinstimmt, die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit die Ausführung des
Drosselklappenöffnungsgradregelvorgangs bis zu jenem
Zeitpunkt, an welchem der Schlüsselschalter ausgeschaltet
ist, stellt fest, daß eine Positionsrückkopplungsstörung
auftritt, gibt eine Warnung ab, und stellt den
Drosselklappenöffnungsgrad auf eine mittlere
Öffnungsgradposition ein. Daher kann eine Warnung in Bezug
auf die nicht Verfügbarkeit der Drosselklappenregelung an den
Fahrer des Fahrzeugs abgegeben werden, und kann auch die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert werden, so daß die
Fahrsicherheit sichergestellt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird, wenn die
Batteriespannung kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert
ist, der Magnetpolpositions-Feststellvorgang gesperrt. Daher
ist es möglich, fehlerhafte Beurteilungen der
Magnetpolpositions-Feststellung bei niedriger
Batteriespannung zu vermeiden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Magnetpolpositions-
Feststellvorgang in einem Fall gesperrt, bei welchem die
Drosselklappenöffnungsgradposition unmittelbar nach dem
Einschalten des Schlüsselschalters nicht in einem
vorbestimmten Wertebereich liegt. Selbst wenn die
Drosselklappe mechanisch verriegelt ist, ist daher nicht das
Risiko vorhanden, daß die Magnetpolpositions-Feststellung
fehlerhaft erfolgt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sperrt, wenn der
Rotormagnetpolpositions-Lernvorgang nicht durchgeführt wird,
die Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit die Ausführung
des Magnetpolpositions-Feststellvorgangs, sperrt den
Drosselklappenöffnungsgradregelvorgang, bis der
Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, stellt fest, daß eine
Positionsrückkopplungsstörung auftritt, gibt eine Warnung ab,
und stellt den Drosselklappenöffnungsgrad auf die mittlere
Öffnungsgradposition ein. Daher kann eine Warnung an den
Fahrer des Fahrzeugs abgegeben werden, daß die
Drosselklappenregelung nicht verfügbar ist, und kann auch die
Geschwindigkeit des Fahrzeugs verringert werden, wobei die
Fahrsicherheit sichergestellt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit mit einem
flüchtigen Speicher versehen, der von einer Batterie mit
Strom versorgt wird, um einen Speichervorgang
aufrechtzuerhalten, sowie mit einem nicht-flüchtigen
Speicher. Wenn der Schlüsselschalter in einem derartigen
Zustand eingeschaltet wird, in welchem die Batterie nicht von
dem flüchtigen Speicher getrennt ist, führt die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit den
Rotormagnetpolpositions-Feststellvorgang so durch, daß sie
den Magnetpolpositions-Lernwert verwendet, der in dem
flüchtigen Speicher gespeichert ist, wogegen dann, wenn der
Schlüsselschalter eingeschaltet wird, nachdem die Batterie
soeben von dem flüchtigen Speicher getrennt wurde, die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit den
Rotormagnetpolpositions-Feststellvorgang so durchführt, daß
sie den Magnetpolpositions-Lernwert verwendet, der in dem
nicht-flüchtigen Speicher gespeichert ist. Dies ergibt den
Vorteil, daß die Magnetpolpositions-Feststellung immer
ordnungsgemäß durchgeführt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung lernt die
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit die vollständig
geschlossene Position der Drosselklappe auf der Grundlage des
Spannungswertes, der von dem Drosselklappensensor ausgegeben
wird, wenn der Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor ausgegeben wird, nachdem der Rotor
schrittweise von der mittleren Öffnungsgradposition der
Drosselklappe in Richtung auf die vollständig geschlossene
Position der Drosselklappe bewegt wurde, kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Spannungswert ist, und wenn eine
Abweichung zwischen dem Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor in der vorherigen Schrittposition der
Drosselklappe ausgegeben wurde, und jenem Spannungswert, der
von dem Drosselklappensensor in der momentanen
Schrittposition der Drosselklappe ausgegeben wird, kleiner
oder gleich dem vorbestimmten Wert ist. Daher kann die
vollständig geschlossene Position der Drosselklappe einfach
gelernt werden, und kann der Befehlswert für die vollständig
geschlossene Drosselklappe, wenn der Sollöffnungsgrad
eingestellt wird, korrekt gewählt werden, so daß ein
unnötiges Anlegen von Strom an den Motor vermieden werden
kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung lernt die
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit die vollständig geöffnete
Position der Drosselklappe auf der Grundlage des
Spannungswertes, der von dem Drosselklappensensor ausgegeben
wird, wenn der Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor ausgegeben wird, nachdem der Rotor
schrittweise von der Position der vollständig geschlossenen
Drosselklappe aus in Richtung auf die vollständig geöffnete
Drosselklappe bewegt wurde, größer oder gleich einem
vorbestimmten Spannungswert ist, und wenn eine
Spannungsabweichung zwischen dem Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor in der vorherigen Schrittposition der
Drosselklappe ausgegeben wurde, und jenem Spannungswert, der
von dem Drosselklappensensor in der momentanen
Schrittposition der Drosselklappe ausgegeben wird, kleiner
oder gleich dem vorbestimmten Wert ist. Daher kann die
vollständig geöffnete Position der Drosselklappe einfach
gelernt werden, und kann der korrekte Vorgabewert für die
vollständig geöffnete Drosselklappe erhalten werden, wenn ein
Sollöffnungsgrad eingestellt wird, so daß ein unnötiges
Anlegen von Strom an den Motor vermieden werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird im Verlauf des
Magnetpolpositions-Lernvorgangs dann, wenn entweder die
vollständig geschlossene oder die vollständig geöffnete
Position der Drosselklappe festgestellt wird, die
Schrittantriebsrichtung dadurch umgekehrt, daß Erregermuster
umgeschaltet werden. Dadurch kann der Vorgang der
Verringerung der Leistungsabgabe der Brennkraftmaschine
vermieden werden, der anderenfalls hervorgerufen würde, wenn
die Drosselklappe gegen einen Anschlag für ihren vollständig
geschlossenen bzw. vollständig geöffneten Zustand anschlägt,
während der Rotor schrittweise bewegt wird, und kann auch der
Magnetpolpositions-Lernvorgang sicher durchgeführt werden.
Claims (13)
1. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine, wobei vorgesehen sind:
eine Drosselklappe (11), die auf einer Drehwelle (12) in einem Ansaugkanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist;
ein Drosselklappensensor (13) zur Feststellung des Öffnungsgrades der Drosselklappe (11);
ein Motor (18), welcher einen Rotor (16) aufweist, der mit der Drehwelle (12) zum Antrieb der Drosselklappe (11) auf der Grundlage verschiedener Arten von Brennkraftmaschinenbetriebsinformation gekuppelt ist;
eine Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit (23) zum Antrieb des Motors (18) schrittweise auf solche Weise, daß eine Magnetpolposition des Rotors (16) gelernt wird, die von dem Drosselklappensensor (13) festgestellt wird;
eine Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit (29), die zum Speichern einer Magnetpolposition des Rotors (16) dient, der von der Rotormagnetpolpositions- Lerneinheit (23) als Magnetpolpositions-Lernwert gelernt wird; und
eine Magnetpolpositions-Feststelleinheit (30) zum Antrieb des Motors (18) bis zu einer vorbestimmten Schrittposition auf solche Weise, daß der Magnetpolpositions-Lernwert festgestellt wird, der in der Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit (29) gespeichert ist, mit der Magnetpolposition des Motors (18) bei der vorbestimmten Schrittposition, die von dem Drosselklappensensor (13) festgestellt wird.
eine Drosselklappe (11), die auf einer Drehwelle (12) in einem Ansaugkanal der Brennkraftmaschine angeordnet ist;
ein Drosselklappensensor (13) zur Feststellung des Öffnungsgrades der Drosselklappe (11);
ein Motor (18), welcher einen Rotor (16) aufweist, der mit der Drehwelle (12) zum Antrieb der Drosselklappe (11) auf der Grundlage verschiedener Arten von Brennkraftmaschinenbetriebsinformation gekuppelt ist;
eine Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit (23) zum Antrieb des Motors (18) schrittweise auf solche Weise, daß eine Magnetpolposition des Rotors (16) gelernt wird, die von dem Drosselklappensensor (13) festgestellt wird;
eine Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit (29), die zum Speichern einer Magnetpolposition des Rotors (16) dient, der von der Rotormagnetpolpositions- Lerneinheit (23) als Magnetpolpositions-Lernwert gelernt wird; und
eine Magnetpolpositions-Feststelleinheit (30) zum Antrieb des Motors (18) bis zu einer vorbestimmten Schrittposition auf solche Weise, daß der Magnetpolpositions-Lernwert festgestellt wird, der in der Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit (29) gespeichert ist, mit der Magnetpolposition des Motors (18) bei der vorbestimmten Schrittposition, die von dem Drosselklappensensor (13) festgestellt wird.
2. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
Magnetpolpositions-Lernvorgang der
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit (23) durchgeführt
wird, wenn ein Schlüsselschalter ausgeschaltet ist.
3. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
Magnetpolpositions-Feststellvorgang der
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit (30)
durchgeführt wird, wenn ein Schlüsselschalter
eingeschaltet ist.
4. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
ein Anschlagmechanismus (19c) für den mittleren
Öffnungsgrad vorgesehen ist, um die Öffnungsposition der
Drosselklappe (11) auf eine mittlere
Öffnungsgradposition einzustellen, und zwar in einem
derartigen Zustand, in welchem der Motor (18) nicht mit
Strom versorgt wird, wenn ein Schlüsselschalter
eingeschaltet wird, wobei ein Magnetpolpositions-
Feststellvorgang der Rotormagnetpolpositions-
Feststelleinheit (30) so durchgeführt wird, daß der
Rotor (18) schrittweise von der mittleren
Öffnungsgradposition zu einer ersten
Rotormagnetpolpositions-Lernposition bewegt wird, in
Richtung auf den vollständig geschlossenen Zustand der
Drosselklappe.
5. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit (30)
feststellt, daß der Rotormagnetpolpositions-Lernwert,
der in der Rotormagnetpolpositions-Lernwert-
Speichereinheit (29) gespeichert ist, nicht mit der
Magnetpolposition des Motors (18) übereinstimmt, wenn
eine Abweichung zwischen dem Rotormagnetpolpositions-
Lernwert und der Rotormagnetpolposition, die von dem
Drosselklappensensor (13) festgestellt wird, wenn der
Rotor (16) schrittweise in eine vorbestimmte
Rotormagnetpolpositions-Lernposition bewegt wird,
nachdem ein Schlüsselschalter eingeschaltet wurde,
größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
6. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn
die Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit (30)
feststellt, daß der Rotormagnetpolpositions-Lernwert
nicht mit der Magnetpolposition des Motors (18)
übereinstimmt, die von dem Drosselklappensensor (13)
festgestellt wird, die Rotormagnetpolpositions-
Feststelleinheit (30) die Durchführung des
Drosselklappenöffnungsgradregelvorgangs sperrt, bis der
Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, feststellt, daß
eine Positionsrückkopplungsstörung auftritt, eine
Warnung ausgibt, und den Drosselklappenöffnungsgrad auf
die mittlere Öffnungsgradposition einstellt.
7. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
Magnetpolpositions-Feststellvorgang der
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit (30) gesperrt
wird, wenn die Batteriespannung kleiner oder gleich
einem vorbestimmten Wert ist.
8. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß ein
Magnetpolpositions-Feststellvorgang der
Rotormagnetpolpositions-Feststelleinheit (30) gesperrt
wird, wenn die Öffnungsposition der Drosselklappe (11)
außerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt,
unmittelbar nach Einschalten eines Schlüsselschalters.
9. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn
der Rotormagnetpolpositions-Lernvorgang noch nicht
durchgeführt wurde, die Rotormagnetpolpositions-
Feststelleinheit (30) die Ausführung des
Drosselklappenöffnungsgradregelvorgangs sperrt, den
Drosselklappenöffnungsgradregelvorgang solange sperrt,
bis der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, feststellt,
daß eine Positionsrückkopplungsstörung auftritt, eine
Warnung ausgibt, und den Drosselklappenöffnungsgrad auf
die mittlere Öffnungsgradposition einstellt.
10. Luftansaugmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Rotormagnetpolpositions-Lernwert-Speichereinheit (29)
aufweist:
einen flüchtigen Speicher, der von einer Batterie mit Strom versorgt wird, um einen Speichervorgang aufrechtzuerhalten; und
einen nicht-flüchtigen Speicher;
wobei dann, wenn ein Schlüsselschalter eingeschaltet wird, und die Batterie nicht von dem flüchtigen Speicher getrennt wurde, die Rotormagnetpolpositions- Feststelleinheit (30) einen Rotormagnetpolpositions- Feststellvorgang dadurch durchführt, daß ein Magnetpolpositions-Lernwert verwendet wird, der in dem flüchtigen Speicher gespeichert ist, wogegen dann, wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet wird, unmittelbar nachdem die Batterie von dem flüchtigen Speicher getrennt wurde, die Rotormagnetpolpositions- Feststelleinheit (30) einen Rotormagnetpolpositions- Feststellvorgang dadurch durchführt, daß sie den Magnetpolpositions-Lernwert einsetzt, der in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert ist.
einen flüchtigen Speicher, der von einer Batterie mit Strom versorgt wird, um einen Speichervorgang aufrechtzuerhalten; und
einen nicht-flüchtigen Speicher;
wobei dann, wenn ein Schlüsselschalter eingeschaltet wird, und die Batterie nicht von dem flüchtigen Speicher getrennt wurde, die Rotormagnetpolpositions- Feststelleinheit (30) einen Rotormagnetpolpositions- Feststellvorgang dadurch durchführt, daß ein Magnetpolpositions-Lernwert verwendet wird, der in dem flüchtigen Speicher gespeichert ist, wogegen dann, wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet wird, unmittelbar nachdem die Batterie von dem flüchtigen Speicher getrennt wurde, die Rotormagnetpolpositions- Feststelleinheit (30) einen Rotormagnetpolpositions- Feststellvorgang dadurch durchführt, daß sie den Magnetpolpositions-Lernwert einsetzt, der in dem nicht-flüchtigen Speicher gespeichert ist.
11. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit (23) eine
vollständig geschlossene Position der Drosselklappe (11)
auf der Grundlage des Spannungswertes lernt, der von dem
Drosselklappensensor (13) ausgegeben wird, wenn ein
Spannungswert, der von dem Drosselklappensensor (13)
ausgegeben wird, nachdem der Rotor (16) schrittweise von
der mittleren Öffnungsgradposition der Drosselklappe in
Richtung auf die vollständig geschlossene Richtung der
Drosselklappe bewegt wurde, kleiner oder gleich einem
vorbestimmten Spannungswert ist, sowie dann, wenn die
Abweichung zwischen einem ersten Spannungswert, der von
dem Drosselklappensensor (13) in einer vorherigen
Schrittposition der Drosselklappe (11) ausgegeben wurde,
und einem zweiten Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor (13) in einer momentanen
Schrittposition der Drosselklappe (11) ausgegeben wird,
kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
12. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Rotormagnetpolpositions-Lerneinheit (23) eine
vollständig geöffnete Position der Drosselklappe (11)
auf der Grundlage des Spannungswertes lernt, der von dem
Drosselklappensensor (13) ausgegeben wird, wenn der
Spannungswert, der von dem Drosselklappensensor (13)
ausgegeben wird, nachdem der Rotor schrittweise von der
Position mit vollständig geschlossenem Öffnungsgrad der
Drosselklappe in Richtung der vollständig geöffneten
Drosselklappe bewegt wurde, größer oder gleich einem
vorbestimmten Spannungswert ist, und wenn eine
Abweichung zwischen einem ersten Spannungswert, der von
dem Drosselklappensensor (13) in einer vorherigen
Schrittposition der Drosselklappe (11) ausgegeben wird,
und einem zweiten Spannungswert, der von dem
Drosselklappensensor (13) in einer momentanen
Schrittposition der Drosselklappe (11) ausgegeben wird,
kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
13. Ansaugluftmengensteuereinrichtung für eine
Brennkraftmaschine nach Anspruch 11 oder 12,
dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn
der Drosselklappensensor (13) entweder die vollständig
geschlossene Position oder die vollständig geöffnete
Position der Drosselklappe (11) feststellt, die
Richtung, in welcher der Rotor (16) schrittweise
angetrieben wird, durch Umschaltung von Erregermustern
umgekehrt wird.
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