DE102006019673B4

DE102006019673B4 - Elektronische Drosselsteuervorrichtung

Info

Publication number: DE102006019673B4
Application number: DE102006019673.2A
Authority: DE
Inventors: Shinji Watanabe
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2014-09-18
Anticipated expiration: 2026-04-28
Also published as: US7171946B1; DE102006019673A1; JP4121091B2; JP2007138743A

Abstract

Eine elektronischen Drosselsteuervorrichtung, umfassend: – ein Drosselventil (13), das eine Menge von Ansaugluft abstimmt, die in einen Verbrennungsmotor angesaugt wird, – einen Drosselöffnungssensor (14), der eine tatsächliche Drosselöffnungsposition des Drosselventils (13) erfasst, – ein Drosselbetätigungsglied (3), das einen Gleichstrommotor (10) zum Ansteuern des Drosselventils (13) und einen Zwischenöffnungspositions-Stoppmechanismus (32, 34, 35) zum Halten des Drosselventils (13) in einer Zwischenöffnungs-Stoppposition, wenn der Gleichstrommotor (10) nicht erregt ist, enthält, und – eine elektronische Steuereinheit (4), die im Betrieb ausgelegt ist: – das Drosselbetätigungsglied (3) derart anzusteuern, dass die tatsächliche Drosselöffnungsposition, die durch den Drosselöffnungssensor (14) erfasst wird, mit einer Zieldrosselöffnungsposition übereinstimmt, und – einen unterbrochenen Stromkreis zu dem Gleichstrommotor (10) festzustellen, wenn das Drosselventil (13) für eine vorbestimmte Zeitperiode einen Zustand fortsetzt, in dem: – der Absolutwert einer Öffnungspositionsabweichung zwischen der tatsächlichen Drosselöffnungsposition und der Zwischenöffnungs-Stoppposition kleiner oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist, und – in dem der Absolutwert einer Steuerabweichung zwischen der Zieldrosselöffnungsposition und der tatsächlichen Drosselöffnungsbereich größer oder gleich einem zweiten vorbestimmten Wert ist, dadurch gekennzeichnet, die elektronische Steuereinheit (4) ferner im Betrieb ausgelegt ist, die tatsächliche Drosselöffnungsposition zu erfassen wenn der Gleichstrommotor (10) nicht erregt ist, wobei das Drosselventil (13) in der Zwischenöffnungs-Stoppposition gestoppt ist, und die so erfasste tatsächliche Drosselöffnungsposition als einen Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition zu speichern und diesen bei der Berechnung der Öffnungspositionsabweichung zu verwenden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Drosselsteuervorrichtung (Klappensteuervorrichtung), die dazu dient, einen Stromkreisunterbrechungsfehler eines Motors zu erfassen in einem Drosselbetätigungsglied zum Steuern des Umfangs oder Grades einer Öffnung eines Drosselventils (Drosselklappe), das in einem Zuführungsrohr eines Fahrzeugmotors angeordnet ist.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In einer Drosselsteuervorrichtung zum Erfassen eines unterbrochenen Stromkreises eines Motorerregungssystems in einem Drosselbetätigungsglied wird ein Motor zum Ansteuern eines Drosselventils auf eine Art und Weise von PWM (Impulsbreitenmodulation) gesteuert, und ein Motorstrom wird durch Ändern einer relativen Einschaltdauer der Ansteuerung in der PWM-Steuerung gesteuert, sodass der Grad einer Öffnung des Drosselventils zu einem Zielöffnungsgrad abgestimmt wird. Wenn in einer derartigen Drosselsteuervorrichtung die relative Einschaltdauer der Ansteuerung höher als ein vorbestimmter Wert ist, und wenn der Strom, der durch den Motor fließt, kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, wird bestimmt, dass ein unterbrochener Stromkreis auftritt (siehe z. B. die JP H03-189 717 B2 ).
Es ist jedoch notwendig, den Strom zu erfassen, der durch den Motor fließt, um einen unterbrochenen Stromkreis zu finden, sodass es ein Problem gibt, dass eine Stromerfassungsschaltung erforderlich ist, was somit zu den Kosten der Herstellung davon beiträgt.
Im Fall, wo das Drosselbetätigungsglied angesteuert wird zu arbeiten durch Steuern des Motorstroms durch PWM-Ansteuerung ist außerdem eine elektrische Zeitkonstante des Motors, der in dem Drosselbetätigungsglied verwendet wird, allgemein klein, und daher ist die Pulsierung (Welligkeit) des Motorstroms, die wegen der Ein-/Aus-Steuerung der Erregung einer Motorwicklung zur Zeit einer PWM-Ansteuerung generiert wird, groß, sodass der erfasste Wert des Motorstroms abhängig von Stromerfassungszeitsteuerung in einer PWM-Ansteuerperiode auch stark variieren wird, was somit ein anderes Problem aufwirft, dass es schwierig wird, die Einstellung eines Stromwertes, der für die Bestimmung einer Erfassung eines unterbrochenen Stromkreises verwendet wird, richtig durchzuführen.
Im Fall, wo ein Nebenschlusswiderstand für eine Erfassung des Motorstroms vorgesehen ist, sodass ein Motorstromsignal, das durch den Nebenschlusswiderstand fließt, als ein Spannungssignal zu einem AD-Wandler eingegeben wird und in einer vorbestimmten Zeitsteuerung, die mit der oben erwähnten PWM-Ansteuerperiode synchronisiert ist, um den Motorstrom zu erfassen, AD-konvertiert wird, gibt es außerdem ein weiteres Problem, dass die Verarbeitungslast des Mikrocomputers erhöht wird.
Im Fall ferner, wo das Motorstromsignal für Stromerfassung mittels einer Glättungsschaltung für den Zweck einer Reduzierung der Verarbeitungslast des Mikrocomputers zu glätten ist, entsteht noch ein weiteres Problem einer Generierung einer Erfassungsverzögerung.
Aus der DE 39 38 378 A1 ist eine Drosselsteuervorrichtung bekannt, die ein Übereinstimmen eines Sollwertes für eine Drosselposition mit einem entsprechenden Istwert innerhalb einer „Einstellzeit” überwacht und gegebenenfalls eine Abfrage durchführt, ob der gemessene Istwert der Stellgliedposition eine fallende Tendenz zeigt. Diese Druckschrift offenbart des Weiteren, dass die Bewegung des Stellglieds in Richtung seiner Leerlauf- bzw. vorgegebenen geschlossenen Position eine elektrische Störung charakterisiert. Die Druckschrift offenbart jedoch nicht ein Erlernen einer Leerlaufposition des Stellglieds, wenn der das Stellglied antreibende Motor keine Erregung erfährt. Des Weiteren sind der Druckschrift keine Hinweise auf eine Problematik bezüglich mechanischer Toleranzen des entsprechenden Rückführmechanismus entnehmbar, die die genaue Stoppposition des Stellglieds von Modell zu Modell, oder auch innerhalb ein und derselben Vorrichtung während des Betriebs, variieren lassen.
Aus der DE 38 24 631 A1 ist ferner eine Vorrichtung zur Fehlfunktionsüberprüfung einer Leerlaufregelungsanordnung für eine Brennkraftmaschine bekannt. Dabei wird ein Stellmotor einer Prüfbewegung unterzogen, während dieser der Drosselklappenwinkel überwacht wird. Dieser Druckschrift ist jedoch nicht zu entnehmen, die automatische Rückführung der Drosselklappe bei fehlendem Antrieb, d. h. fehlender Erregung des Antriebsmotors, für die Diagnose eines unterbrochenen Stromkreises zu dem entsprechenden Motor auszunutzen.
Aus der DE 102 07 314 A1 ist ferner ein Vorgang einer automatischen Rückführung einer Drosselklappe durch ein Wiederherstellelement bekannt, sowie ein Vorgabestopper und ein Leerlaufstopper, die die Klappe bei einer vorbestimmten Position halten.
Aus der DE 102 54 233 A1 ist ferner eine Motorsteuervorrichtung an einem Fahrzeug bekannt, wobei im Sinne einer Schaltungsanormalitäts-Erfassung der Motorstrom zu einem Gleichstrommotor und ein entsprechender Leckstrom mit einem vorbestimmten Wert verglichen werden.
Schließlich ist aus der DE 10 2004 018 676 A1 ein Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine bekannt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Entsprechend besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine elektronische Drosselsteuervorrichtung vorzusehen, die zum Erfassen eines Stromkreisunterbrechungsfehlers eines Motors ohne Erfassen eines Motorstroms fähig ist.
Die genannten Probleme werden durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine Konstruktionsansicht um ein Drosselventil herum, das in einer Zwischenöffnungs-Stoppposition gestoppt ist.
3 ist eine Konstruktionsansicht um das Drosselventil herum, das in der Nähe seiner vollständig geschlossenen Position gestoppt ist.
4 ist eine Grafik, die die Ausgangscharakteristik eines Drosselöffnungssensors veranschaulicht.
5 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm, das das Erscheinen der Änderung in einer Ausgabe des Drosselöffnungssensors veranschaulicht, wenn die Erregung eines Motors unterbrochen wurde, wobei das Drosselventil in der vollständig geöffneten Position ist.
6 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm, das das Erscheinen der Änderung in der Ausgabe des Drosselöffnungssensors veranschaulicht, wenn ein Stromkreisunterbrechungsfehler des Motors aufgetreten ist, wobei das Drosselventil in einem geringen Öffnungsbereich ist.
7 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Stromkreisunterbrechungsfehler-Bestimmungsverarbeitung in der elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
8 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Stromkreisunterbrechungsfehler-Bestimmungsverarbeitung in einer elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Hierin nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben, während auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen wird.
Ausführungsform 1.
Bezug nehmend auf die Zeichnungen ist 1 ein Blockdiagramm, das die Konfiguration einer elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 und 3 sind Konfigurationsansichten um ein Drosselventil herum, und 4 ist eine Grafik, die die Ausgangscharakteristik eines Drosselöffnungssensors veranschaulicht.
Die elektronische Drosselsteuervorrichtung, die allgemein bei 1 bezeichnet wird, enthält einen Beschleunigeröffnungssensor (APS) 2, der die Position eines nicht dargestellten Gaspedals als den Grad einer Öffnung eines Beschleunigers erfasst (hierin nachstehend als eine Gaspedalöffnung bezeichnet), ein Drosselbetätigungsglied 3, das die Menge von Ansaugluft steuert, die in einen nicht dargestellten Motor angesaugt wird, und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 4, die das Drosselbetätigungsglied 3 steuert.
Das Drosselbetätigungsglied 3 enthält einen Gleichstrommotor 10, ein Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 11, das die Drehung eines Gleichstrommotors 10 abbremst, um dadurch seine Antriebskraft zu erhöhen, eine Drosselwelle 12, zu der die Drehung des Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebes 11 übertragen wird, ein Drosselventil 13, das einen nicht dargestellten Ansaugluftdurchgang in Übereinstimmung mit der Drehung der Drosselwelle 12 öffnet und schließt, um dadurch die Menge von Ansaugluft zu steuern, und einen Drosselöffnungssensor (TPS) 14, der mit der Drosselwelle 12 verbunden ist, zum Erfassen der Position des Drosselventils 13 als eine tatsächliche Drosselöffnungsposition.
Die elektronische Steuereinheit 4 enthält einen Mikrocomputer 16, der ein Rückkopplungssteuersignal zum Steuern der tatsächlichen Drosselöffnungsposition auf eine Rückkopplungsart durch Verwenden eines Beschleunigeröffnungssignals von dem Beschleunigeröffnungssensor 2, ein Drosselöffnungs-Positionssignal von dem Drosselöffnungssensor 14 und ein Motordrehzahlsignal ausgibt, und eine Ansteuerschaltung 17, die den Gleichstrommotor 10 basierend auf dem Rückkopplungssteuersignal von dem Mikrocomputer 16 steuert.
Der Mikrocomputer 16 enthält einen A/D-Wandler 20, der das eingegebene Beschleunigeröffnungssignal, das eingegebene Drosselöffnungs-Positionssignal und das eingegebene Motordrehzahlsignal in einen entsprechenden Grad einer Beschleunigeröffnung, eine tatsächliche Drosselöffnungsposition bzw. eine Motordrehzahl A/D-konvertiert, eine Zielkalkulationseinheit 21, die eine Zieldrosselöffnungsposition basierend auf dem Grad der Beschleunigeröffnung und der Motordrehzahl kalkuliert, eine Rückkopplungs-(F/B)-Steuersektion 22, die ein Rückkopplungssteuersignal enthält durch Ausführen von Rückkopplungssteuerkalkulation so, um die tatsächliche Drosselöffnungsposition mit der Zieldrosselöffnungsposition übereinstimmen zu lassen, und einen Timer 23 zum Messen der Zeit.
Das Rückkopplungssteuersignal ist z. B. ein Betriebszeitsignal zu der Zeit einer PWM-Ansteuerung, und die Ansteuerschaltung 17 dient dazu, einen gewünschten Betrag von Strom in den Gleichstrommotor 10 fließen zu lassen, um dadurch das Drosselventil 13 zu drehen.
Nun wird auf einen Aufbau um das Drosselventil 13 herum Bezug genommen, während auf 2 verwiesen wird.
Die folgenden Stopp sind um das Drosselventil 13 herum angeordnet. D. h. ein vollständig schließender Stopp 31 ist in einer Position angeordnet, in der ein Einlassrohr 30 vollständig geschlossen ist, wenn das Drosselventil 13 durch Anstoß gegen den Stopp 31 gestoppt ist (hierin nachstehend als eine vollständig geschlossene Stoppposition bezeichnet). Ein ZwischenöffnungsStopp 32 ist in einer Position angeordnet, in der das Einlassrohr 30 in einem Zwischengrad einer Öffnung geöffnet ist, wenn das Drosselventil 13 durch Anstoß gegen den Stopp 32 gestoppt ist (hierin nachstehend als eine Zwischenöffnungs-Stoppposition bezeichnet). Ein vollständig öffnender Stopp 33 ist in einer Position angeordnet, in der das Einlassrohr 30 vollständig geöffnet ist, wenn das Drosselventil 13 durch Anstoß gegen den Stopp 33 gestoppt ist (hierin nachstehend als eine vollständig geöffnete Stoppposition bezeichnet).
Außerdem sind an dem Drosselventil 13 angebracht eine Rückführungsfeder 34, die das Drosselventil 13 drängt, zu dem Stopp einer vollständigen Schließung 31 zu drehen, und eine Öffnungsfeder 35, die das Drosselventil 13 drängt, in der entgegengesetzten Richtung zu dem Stopp einer vollständigen Öffnung 33 zu drehen. Hier wird vermerkt, dass um das Drosselventil 13 in der Zwischenöffnungs-Stoppposition zu stoppen, wenn die Antriebskraft von dem Gleichstrommotor 10 nicht an die Drosselwelle 12 angelegt wird, eine drängende Kraft F₂ der Öffnungsfeder 35 größer als eine drängende Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34 eingestellt ist. Die Rückführungsfeder 34, die Öffnungsfeder 35, deren Kräfte entsprechend und der ZwischenöffnungsStopp 32 werden insgesamtals ein Zwischenöffnungspositions-Stoppmechanismus bezeichnet, oder bilden diesen.
Als Nächstes wird auf eine Beziehung zwischen diesen Kräften verwiesen, die an der Drosselwelle 12 wirken. Es wird vermerkt, dass in 2 das Drosselventil 13 gezeigt wird, als in der Zwischenöffnungs-Stoppposition gestoppt zu sein, wenn der Gleichstrommotor 10 in einen nicht-erregten Zustand gebracht ist, und in 3 das Drosselventil 13 gezeigt wird, als in eine Stelle in der Nähe der vollständig schließenden Stoppposition platziert zu sein unter der Ansteuerung des Gleichstrommotors 10 während der Leerlaufdrehzahlsteuerung des Motors.
Wenn der Gleichstrommotor 10 in einen nicht-erregten Zustand gebracht ist, wird das Drehmoment, das durch den Gleichstrommotor 10 generiert wird, Null, sodass die Antriebskraft FM des Gleichstrommotors 10, die zu der Drosselwelle 12 durch das Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe 11 übertragen wird, auch Null wird. Zu dieser Zeit wirken die drängende Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34 und die drängende Kraft F₂ der Öffnungsfeder 35 an der Drosselwelle 12 so, um einander entgegenzuwirken, da aber die drängende Kraft F₂ der Öffnungsfeder 35 größer als die drängende Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34 eingestellt ist, wird das Drosselventil 13 durch Anstoßen gegen den ZwischenöffnungsStopp 32 gestoppt.
Wenn der Gleichstrommotor 10 angesteuert wird, in der gleichen Richtung wie die der drängenden Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34 zu drehen (hierin nachstehend als eine vollständig geschlossene Richtung bezeichnet), wird der Wert der Summe der Antriebskraft FM von dem Gleichstrommotor 10 und der drängenden Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34 größer als die drängende Kraft F₂ der Öffnungsfeder 35, sodass das Drosselventil 13 durch Anstoßen gegen den vollständig schließenden Stopp 31 gestoppt wird.
Wenn andererseits der Gleichstrommotor 10 angesteuert wird, in einer Richtung entgegengesetzt zu der der drängenden Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34 zu drehen (hierin nachstehend als die vollständig öffnende Richtung bezeichnet), wird die Antriebskraft FM von dem Gleichstrommotor 10 größer als die drängende Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34, sodass das Drosselventil 13 durch Anstoßen gegen den vollständig öffnenden Stopp 33 gestoppt wird.
Ferner wird der Gleichstrommotor 10 angesteuert, in einer Richtung entgegengesetzt zu der der drängenden Kraft F₂ der Öffnungsfeder 35 zu drehen, um das Drosselventil 13 zu veranlassen, sich in der vollständig geschlossenen Richtung zu drehen, wodurch das Drosselventil 13 in der Nähe der vollständig geschlossenen Stoppposition durch eine Balance zwischen der Summe der Antriebskraft FM des Gleichstrommotors 10 und der drängenden Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34 und der drängenden Kraft F₂ der Öffnungsfeder 35 gestoppt werden kann, wie in 3 gezeigt wird. Die Position des Drosselventils 13 kann mittels der ECU 4 durch Verwenden eines Signals überwacht werden, das als das Drosselöffnungs-Positionssignal von dem Drosselöffnungssensor (TPS) 14 ausgegeben wird, der mit der Drosselwelle 12 verbunden ist.
Als Nächstes wird auf die Ausgangscharakteristik des Drosselöffnungssensors 14 Bezug genommen, während auf 4 verwiesen wird.
Der Drosselöffnungssensor 14 gibt ein Signal für eine vollständig geschlossene Position VTL von z. B. 0,5 V aus, wenn das Drosselventil 13 in der vollständig geschlossenen Stoppposition gestoppt ist, und ein Signal für eine vollständig geöffnete Position VTH von z. B. 4,5 V, wenn das Drosselventil 13 in der vollständig geöffneten Stoppposition gestoppt ist. Auch gibt der Drosselöffnungssensor 14 ein Signal einer Zwischenöffnungs-Stoppposition VTM von z. B. 0,8 V aus, wenn der Gleichstrommotor 10 in dem nicht-erregten Zustand ist, und wenn das Drosselventil 13 in der Zwischenöffnungs-Stoppposition gestoppt ist.
5 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm, das die Änderung des Drosselöffnungs-Positionssignals veranschaulicht, wenn die jeweiligen Öffnungspositionen des Drosselventils 13 gelernt werden, wobei ein Zündschlüsselschalter ausgeschaltet ist.
Nun wird Bezug auf das Lernen der jeweiligen Öffnungspositionen des Drosselventils 13 genommen, wobei der Zündschlüsselschalter ausgeschaltet ist.
Wenn ein Signal, das anzeigt, dass der nicht dargestellte Motorschlüsselschalter in einen ausgeschalteten Zustand gewechselt hat, zu dem Mikrocomputer 16 eingegeben wird, wird die Zeitsteuerung des Timers 23 gestartet, und dieser Startzeitpunkt wird als t₀ eingestellt. Zur gleichen Zeit wird der Gleichstrommotor 10 angesteuert, das Drosselventil 13 zu veranlassen, bis zu der vollständig geschlossenen Stoppposition zu drehen, und wird dann zeitweilig gestoppt, sodass das Drosselöffnungs-Positionssignal von dem Drosselöffnungssensor 14 als ein Lernwert der vollständig geschlossenen Position VTLLN gelesen und gespeichert wird. Danach wird der Gleichstrommotor 10 erneut betrieben, um das Drosselventil 13 bis zu der vollständig geöffneten Stoppposition zu drehen, und wird dann zeitweilig gestoppt, sodass das Drosselöffnungs-Positionssignal von dem Drosselöffnungssensor 14 als ein Lernwert der vollständig geöffneten Position VTHLN gelesen und gespeichert wird. Hier wird vermerkt, dass das Lesen und Speichern des Drosselöffnungs-Positionssignals zu der Zeit, wenn das Drosselventil in jeder Stoppposition auf diese Art und Weise gestoppt ist, als Lernen bezeichnet wird.
Wenn die Zufuhr von Leistung zu dem Gleichstrommotor 10 unterbrochen ist, z. B. durch Betätigen eines nicht dargestellten Relais, nachdem das Lernen des Lernwertes der vollständig geöffneten Position VTMLN abgeschlossen wurde (in einem Zeitpunkt t = t₁), wird das Drosselventil 13 zu der Zwischenöffnungs-Stoppposition zurückgeführt, z. B. nach dem Ablauf von 1,0 Sekunde in der Zeit, wenn die Rückführungsfeder 34 normal ist. Entsprechend stimmt das Drosselöffnungs-Positionssignal mit der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTM überein.
Dann wird das Drosselöffnungs-Positionssignal nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit, wie etwa z. B. 3 Sekunden (in einem Zeitpunkt t = t₂), was ein ausreichender Spielraum für das Drosselventil 13 ist, zu der Zwischenöffnungs-Stoppposition bei Unterbrechung der Zufuhr von Leistung zu dem Gleichstrommotor 10 zurückzukehren (in einem Zeitpunkt t = t₁), als ein Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTMLN gelesen und gespeichert.
Durch Lernen des Lernwertes der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTMLN in der Zeit, wenn der Motorschlüsselschalter ausgeschaltet sein kann, ist es möglich, die Abweichung der Zwischenöffnungs-Stoppposition wegen der mechanischen Toleranz des Zwischenöffnungspositions-Stoppmechanismus zu beseitigen.
6 ist ein Zeitsteuerungsdiagramm, das die Änderung des Drosselöffnungs-Positionssignals veranschaulicht, wenn der Zündschlüsselschalter in dem eingeschalteten Zustand ist und wenn ein Fehlerzustand eines unterbrochenen Stromkreises in dem Gleichstrommotor 10 während der Zeit auftritt, wenn die ECU 4 das Drosselbetätigungsglied 3 auf eine Art und Weise von Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung steuert.
Wenn ein Fehlerzustand eines unterbrochenen Stromkreises in dem Gleichstrommotor 10 auftritt (in einem Zeitpunkt t = t₃), wird die Antriebskraft FM des Gleichstrommotors 10 Null, sodass nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit (in einem Zeitpunkt t₄) das Drosselventil 13 zu der Zwischenöffnungs-Stoppposition unter der Aktion der drängenden Kraft F₂ der Öffnungsfeder 35 zurückgeführt wird, die größer als die drängende Kraft F₁ der Rückführungsfeder 34 eingestellt ist, und das Drosselöffnungs-Positionssignal kommt dazu, mit der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTM übereinzustimmen.
Der Fehlerzustand eines unterbrochenen Stromkreises des Gleichstrommotors 10 kann erfasst werden durch Verifizieren, dass das Drosselventil 13 in der Zwischenöffnungs-Stoppposition ist, aus der Tatsache, dass der Absolutwert einer Öffnungspositionsabweichung zwischen der tatsächlichen Drosselöffnungsposition und der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTM kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Wert ist, ebenso wie durch Verifizieren, dass sich ein Motorstrom erhöht, um eine Steuerabweichung zwischen der Zieldrosselöffnungsposition und der tatsächlichen Drosselöffnungsposition auf Null zu reduzieren unter der Wirkung von Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung, aus der Tatsache, dass der Absolutwert der Steuerabweichung größer oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert ist.
7 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Stromkreisunterbrechungsfehler-Bestimmungsverarbeitung in der elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Es wird nun auf die Prozedur von Stromkreisunterbrechungs-Bestimmungsverarbeitung in der elektronischen Drosselsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, während auf 7 verwiesen wird.
In Schritt S1 wird, in jeder vorbestimmten Verarbeitungsperiode von z. B. 5 ms bestimmt, ob ein Stromkreisunterbrechungsflag F gesetzt wurde, und wenn das Stromkreisunterbrechungsflag F gesetzt wurde, fährt der Steuerfluss zu Schritt S13 fort, wohingegen wenn das Stromkreisunterbrechungsflag F nicht gesetzt wurde, der Steuerfluss zu Schritt S2 fortfährt.
In Schritt S2 wird bestimmt, ob das Drosselventil 13 unter Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung (F/B-Steuerung) ist, und wenn das Drosselventil 13 nicht unter Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S14 fort, wohingegen wenn das Drosselventil 13 unter Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung ist, der Steuerfluss zu Schritt S3 fortfährt.
In Schritt S3 wird bestimmt, ob der Absolutwert der Öffnungspositionsabweichung |VTPS – VTMLN| zwischen der tatsächlichen Drosselöffnungsposition VTPS und dem Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTMLN gleich oder kleiner einem ersten vorbestimmten Wert V₁ (z. B. 0,05 V) ist, und wenn der Absolutwert der Öffnungspositionsabweichung |VTPS – VTMLN| den ersten vorbestimmten Wert V₁ überschreitet, fährt der Steuerfluss zu Schritt S8 fort, wohingegen wenn der Absolutwert der Öffnungspositionsabweichung |VTPS – VTMLN| gleich oder kleiner dem ersten vorbestimmten Wert V₁ ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S4 fort.
In Schritt S4 wird bestimmt, ob der Absolutwert der Steuerabweichung |VTPS – VTAG| zwischen der tatsächlichen Drosselöffnungsposition VTPS und der Zieldrosselöffnungsposition VTAG größer als ein zweiter vorbestimmter Wert V₂ (z. B. 0,1 V) ist, und wenn der Absolutwert der Steuerabweichung |VTPS – VTAG| kleiner als der zweite vorbestimmte Wert V₂ ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S8 fort, wohingegen wenn der Absolutwert der Steuerabweichung |VTPS – VTAG| gleich oder größer dem zweiten vorbestimmten Wert V₂ ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S5 fort.
In Schritt S5 wird bestimmt, ob der Absolutwert der Änderungsgeschwindigkeit |ΔVTAG| der Zieldrosselöffnungsposition in einer vorbestimmten Verarbeitungsperiode kleiner oder gleich einem dritten vorbestimmten Wert V₃ (z. B. 0,05 V) ist, und wenn der Absolutwert der Änderungsgeschwindigkeit |ΔVTAG| den dritten vorbestimmten Wert V₃ überschreitet, fährt der Steuerfluss zu Schritt S8 fort, wohingegen wenn der Absolutwert der Änderungsgeschwindigkeit |ΔVTAG| kleiner oder gleich dem dritten vorbestimmten Wert V₃ ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S6 fort.
In Schritt S6 wird bestimmt, ob der Absolutwert der Änderungsgeschwindigkeit |ΔVTPS| der tatsächlichen Drosselöffnungsposition kleiner oder gleich einem vierten vorbestimmten Wert V₄ ist, und wenn der Absolutwert der Änderungsgeschwindigkeit |ΔVTPS| den vierten vorbestimmten Wert V₄ überschreitet, fährt der Steuerfluss zu Schritt S8 fort, wohingegen wenn der Absolutwert der Änderungsgeschwindigkeit |ΔVTPS| kleiner oder gleich dem vierten vorbestimmten Wert V₄ ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S7 fort.
In Schritt S7 wird bestimmt, ob der Absolutwert einer Motoransteuereinschaltdauer |DUTY| größer oder gleich einem fünften vorbestimmten Wert D₁ ist, und wenn der Absolutwert der Motoransteuereinschaltdauer |DUTY| kleiner als der fünfte vorbestimmte Wert D₁ ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S8 fort, wohingegen wenn der Absolutwert der Motoransteuereinschaltdauer |DUTY| größer oder gleich dem fünften vorbestimmten Wert D₁ ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S10 fort.
In Schritt S8 fährt, da eine Fehlerbestimmungsbedingung nicht erfüllt ist, der Steuerfluss zu Schritt S9 fort, während ein Fehlerbestimmungs-Timerzähler t_f gelöscht wird, und in Schritt S9 wird eine Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung durchgeführt, und die Verarbeitung in einer Verarbeitungsperiode wird terminiert. In Schritt S10 wird der Fehlerbestimmungs-Timerzähler hochgezählt (t_f = t_f + 1), und der Steuerfluss fährt zu Schritt S11 fort.
In Schritt S11 wird bestimmt, ob der Zählwert t_f des Fehlerbestimmungs-Timerzählers größer oder gleich einem vorbestimmten Wert des Timers t_f1, z. B. 0,5 s, ist, und wenn der Zählwert t_f kleiner als der vorbestimmte Wert des Timers t_f1 ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S9 fort, wohingegen wenn der Zählwert t_f größer oder gleich dem vorbestimmten Wert des Timers t_f1 ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S12 fort.
In Schritt S12 wird eine Bestimmung durchgeführt, dass es einen Stromkreisunterbrechungsfehler gibt, sodass ein Fehlerbestimmungsflag F gesetzt wird, und der Steuerfluss zu Schritt S13 fortfährt.
In Schritt S13 wird, als ein Notbetrieb, die Zufuhr von Leistung zu dem Drosselbetätigungsglied 3 unterbrochen, z. B. durch Ausschalten eines nicht dargestellten Relais, sodass das Drosselventil 13 zu der Zwischenöffnungs-Drosselposition in der Form einer Öffnungsposition für einen Notbetrieb zurückgeführt wird, um dadurch die Motorleistung für einen Notbetrieb zu begrenzen, und die Verarbeitung wird terminiert.
In Schritt S14 wird, da die Fehlerbestimmungsbedingung nicht erfüllt ist, es sei denn das Drosselventil 13 ist unter Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung, der Fehlerbestimmungs-Timerzähler t_f gelöscht, und die Verarbeitung in einer Verarbeitungsperiode wird terminiert.
In dieser elektronischen Drosselsteuervorrichtung 1 wird so, durch Konzentration auf die Tatsache, dass bei Auftreten eines Stromkreisunterbrechungsfehlers das Drosselventil 13 zu der Zwischenöffnungs-Stoppposition mittels des Zwischenöffnungspositions-Stoppmechanismus mechanisch zurückgeführt wird, der Absolutwert der Öffnungspositionsabweichung zwischen der tatsächlichen Drosselöffnungsposition und der Zwischenöffnungs-Stoppposition kleiner oder gleich dem ersten vorbestimmten Wert während der Zeit ist, wenn der Gleichstrommotor 10 erregt ist, um eine Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung durchzuführen, verifiziert, dass das Drosselventil 13 zu der Zwischenöffnungs-Stoppposition zurückgeführt wird. Außerdem ist der Absolutwert der Steuerabweichung zwischen der Ziel-Stoppöffnungsposition und der Stoppöffnungsposition größer oder gleich dem zweiten vorbestimmten Wert, sodass verifiziert wird, dass der Motorstrom erhöht wird, um so die Steuerabweichung durch die Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung auf Null zu reduzieren, und wenn sich dieser Zustand über die vorbestimmte Zeit fortsetzt, wird bestimmt, dass das Motorerregungssystem in einem Stromkreisunterbrechungsfehler ist. Als ein Ergebnis ist es möglich, den Stromkreisunterbrechungsfehler des Motorerregungssystems ohne die Notwendigkeit einer Erfassung des Motorstroms auf eine zuverlässige Art und Weise zu erfassen.
Außerdem wird die tatsächliche Drosselöffnungsposition während Nicht-Erregung des Motors gelernt, und der Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition wird verwendet, um die Öffnungspositionsabweichung zu kalkulieren, als eine Folge dessen die Variation der Zwischenöffnungs-Stoppposition wegen der mechanischen Toleranz des Zwischenöffnungspositions-Stoppmechanismus klein wird, sodass der Stromkreisunterbrechungsfehler des Motorerregungssystems genau bestimmt werden kann.
Da die Stromkreisunterbrechungsfehler-Bestimmung nur durchgeführt wird, wenn der Absolutwert der Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Drosselöffnungsposition kleiner oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, ist es ferner möglich, falsche Bestimmung im Fall zu verhindern, wo eine Verzögerung in der Nachfolgeoperation der tatsächlichen Drosselöffnungsposition zu der Zieldrosselöffnungsposition zu der Zeit einer Drosselöffnungs- und Schließoperation auftritt, wie etwa eines Betriebs des Gaspedals durch den Fahrer oder dergleichen.
Da die Stromkreisunterbrechungsfehler-Bestimmung nur durchgeführt wird, wenn der Absolutwert der Motoransteuereinschaltdauer während Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung größer oder gleich dem vorbestimmten Wert ist, kann des weiteren der vierte vorbestimmte Wert für den Absolutwert der Steuerabweichung zwischen der Zieldrosselöffnungsposition und der tatsächlichen Drosselöffnungsposition, was eine Leerlaufbestimmungsbedingung oder Kriterium für das Motorerregungssystem ist, kleiner eingestellt werden, sodass es möglich ist, einen Fehlererfassungs-Öffnungsbereich zu erweitern und ebenso falsche Bestimmung zu verhindern.
Somit kann die Stromkreisunterbrechungsfehler-Erfassung für das Drosselbetätigungsglied 3 basierend auf der tatsächlichen Drosselöffnungsposition, der Zieldrosselöffnungsposition und dem Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition ohne die Notwendigkeit einer Erfassung des Motorstroms erfasst werden, sodass es möglich ist, genaue Fehlererfassung bei geringen Kosten auszuführen.
Da die Ausgangsleistung des Motors begrenzt ist, wenn eine Fehlerbestimmung durchgeführt wird, kann der Fahrer außerdem über eine derartige Anomalie informiert werden, sodass es möglich ist, Sicherheit während einer Reise des Fahrzeugs sicherzustellen, indem der Fahrer aufgefordert wird, einen frühen Austausch von anomalen Teilen durch normale vorzunehmen.
Ausführungsform 2.
In der oben erwähnten elektronischen Drosselsteuervorrichtung 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der zweite vorbestimmte Wert V₂, der in dem gesamten Öffnungsbereich gemeinsam ist, als ein Schwellwert für eine Bestimmung eines Stromkreisunterbrechungsfehlers entsprechend dem Absolutwert der Steuerabweichung zwischen der Zieldrosselöffnungsposition VTAG und der tatsächlichen Drosselöffnungsposition VTPS ungeachtet der Ansteuerrichtung des Drosselventils 13 verwendet, aber in einer elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden unterschiedliche Bestimmungswerte entsprechend dem Absolutwert der Steuerabweichung für die Stromkreisunterbrechungsfehler-Bestimmung des Motorerregungssystems verwendet, abhängig von der Ansteuerrichtung des Drosselventils 13 mit Bezug auf die Zwischenöffnungs-Stoppposition. D. h. als derartige Bestimmungswerte wird ein sechster vorbestimmter Wert V_2C von z. B. 0,1 V verwendet, wenn das Drosselventil 13 angesteuert wird, in seiner vollständig geschlossenen Richtung zu drehen, wohingegen ein siebter vorbestimmter Wert V_2O von z. B. 0,5 V verwendet wird, wenn das Drosselventil 13 angesteuert wird, in seiner vollständig geöffneten Richtung zu drehen. Die Konfiguration dieser zweiten Ausführungsform mit Ausnahme des obigen ist der der ersten Ausführungsform ähnlich, und daher werden gleiche Komponenten oder Teile durch die gleichen Symbole identifiziert, während eine detaillierte Erläuterung davon weggelassen wird.
8 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur einer Stromkreisunterbrechungsfehler-Bestimmungsverarbeitung in der elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Es wird nun auf die Prozedur der Stromkreisunterbrechungsfehler-Bestimmungsverarbeitung in der elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, während auf 8 verwiesen wird. Hier wird vermerkt, dass in der Prozedur von 8 die gleichen Symbole den gleichen Verarbeitungsblöcken wie in 7 beigefügt sind, während eine Erläuterung davon weggelassen wird.
In Schritt S100 wird bestimmt, ob die Zieldrosselöffnungsposition VTAG kleiner oder gleich dem Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTMLN ist, und wenn die Zieldrosselöffnungsposition VTAG kleiner oder gleich dem Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTMLN ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S101 fort, wohingegen wenn die Zieldrosselöffnungsposition VTAG den Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTMLN überschreitet, der Steuerfluss zu Schritt S102 fortfährt.
In Schritt S101 wird bestimmt, ob eine Steuerabweichung, die durch Subtrahieren der Zieldrosselöffnungsposition VTAG von der tatsächlichen Drosselöffnungsposition VTPS erhalten wird, größer oder gleich dem sechsten vorbestimmten Wert (Schwellwert der vollständig geschlossenen Seite) V_2C (z. B. 0,1 V) ist, und wenn die Steuerabweichung kleiner als der Schwellwert der vollständig geschlossenen Seite V_2C ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S8 fort, wohingegen wenn die Steuerabweichung größer oder gleich dem Schwellwert der vollständig geschlossenen Seite V_2C ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S5 fort.
In Schritt S102 wird bestimmt, ob eine Steuerabweichung, die durch Subtrahieren der tatsächlichen Drosselöffnungsposition VTPS von der Zieldrosselöffnungsposition VTAG erhalten wird, größer oder gleich dem siebten vorbestimmten Wert (Schwellwert der vollständig geöffneten Seite) V_2O (z. B. 0,5 V) ist, und wenn die so erhaltene Steuerabweichung kleiner als der Schwellwert der vollständig geöffneten Seite V_2O ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S8 fort, wohingegen wenn die Steuerabweichung größer oder gleich dem Schwellwert der vollständig geöffneten Seite V_2O ist, fährt der Steuerfluss zu Schritt S5 fort.
Somit werden in der elektronischen Drosselsteuervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Schwellwert der vollständig geschlossenen Seite V_2C in dem Fall, dass die Zieldrosselöffnungsposition VTAG auf der vollständig geschlossenen Seite von dem Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTMLN ist, und der Schwellwert der vollständig geöffneten Seite V_2O in dem Fall, dass die Zieldrosselöffnungsposition VTAG auf der vollständig geöffneten Seite von dem Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition VTMLN ist, individuell getrennt voneinander eingestellt.
In einem geringen Drosselöffnungsbereich, in dem die tatsächliche Drosselöffnungsposition von der Zwischenöffnungs-Stoppposition zu der vollständig geschlossenen Seite so gesteuert wird, um den Motor bei Leerlaufgeschwindigkeit laufen zu lassen, ist es möglich, einen erhöhten Erfassungsöffnungsbereich und verbesserte Erfassungsempfindlichkeit sicherzustellen, indem der Schwellwert für die Steuerabweichung eingestellt wird klein zu sein.
In einem hohen Drosselöffnungsbereich, in dem die tatsächliche Drosselöffnungsposition von der Zwischenöffnungs-Stoppposition zu der vollständig geöffneten Seite gesteuert wird, ist es durch Einstellen des Schwellwertes für die Steuerabweichung groß zu sein, möglich, einen Spielraum gegenüber falscher Erfassung in einem Fall sicherzustellen, wo eine Verzögerung in der Nachfolgeoperation der tatsächlichen Drosselöffnungsposition zu der Zieldrosselöffnungsposition in der Zeit einer Drosselöffnungs- und Schließoperation auftritt, wie etwa eines Betriebs des Gaspedals durch den Fahrer oder dergleichen. Als ein Ergebnis wird ein vorteilhafter Effekt dadurch erhalten, dass es möglich ist, sowohl eine befriedigende Erfassungsempfindlichkeit in dem Motorleerlaufgeschwindigkeits-Steuerbetriebsbereich als auch einen Verhinderungsspielraum falscher Bestimmung in dem hohen Drosselöffnungsbereich sicherzustellen.

Claims

Eine elektronischen Drosselsteuervorrichtung, umfassend: – ein Drosselventil (13), das eine Menge von Ansaugluft abstimmt, die in einen Verbrennungsmotor angesaugt wird, – einen Drosselöffnungssensor (14), der eine tatsächliche Drosselöffnungsposition des Drosselventils (13) erfasst, – ein Drosselbetätigungsglied (3), das einen Gleichstrommotor (10) zum Ansteuern des Drosselventils (13) und einen Zwischenöffnungspositions-Stoppmechanismus (32, 34, 35) zum Halten des Drosselventils (13) in einer Zwischenöffnungs-Stoppposition, wenn der Gleichstrommotor (10) nicht erregt ist, enthält, und – eine elektronische Steuereinheit (4), die im Betrieb ausgelegt ist: – das Drosselbetätigungsglied (3) derart anzusteuern, dass die tatsächliche Drosselöffnungsposition, die durch den Drosselöffnungssensor (14) erfasst wird, mit einer Zieldrosselöffnungsposition übereinstimmt, und – einen unterbrochenen Stromkreis zu dem Gleichstrommotor (10) festzustellen, wenn das Drosselventil (13) für eine vorbestimmte Zeitperiode einen Zustand fortsetzt, in dem: – der Absolutwert einer Öffnungspositionsabweichung zwischen der tatsächlichen Drosselöffnungsposition und der Zwischenöffnungs-Stoppposition kleiner oder gleich einem ersten vorbestimmten Wert ist, und – in dem der Absolutwert einer Steuerabweichung zwischen der Zieldrosselöffnungsposition und der tatsächlichen Drosselöffnungsbereich größer oder gleich einem zweiten vorbestimmten Wert ist, dadurch gekennzeichnet, die elektronische Steuereinheit (4) ferner im Betrieb ausgelegt ist, die tatsächliche Drosselöffnungsposition zu erfassen wenn der Gleichstrommotor (10) nicht erregt ist, wobei das Drosselventil (13) in der Zwischenöffnungs-Stoppposition gestoppt ist, und die so erfasste tatsächliche Drosselöffnungsposition als einen Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition zu speichern und diesen bei der Berechnung der Öffnungspositionsabweichung zu verwenden.
Elektronische Drosselsteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die tatsächliche Drosselöffnungsposition, die erfasst wird, wenn der Gleichstrom-Motor (10) nicht erregt ist, wobei das Drosselventil (13) in der Zwischenöffnungs-Stoppposition gehalten wird, als ein Lernwert der Zwischenöffnungs-Stoppposition bei der Berechnung der Öffnungspositionsabweichung verwendet wird.
Elektronische Drosselsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, nur wenn die Änderungsgeschwindigkeit der Zieldrosselöffnungsposition kleiner oder gleich einem dritten vorbestimmten Wert ist, und wenn die Änderungsgeschwindigkeit der tatsächlichen Drosselöffnungsposition kleiner oder gleich einem vierten vorbestimmten Wert ist, die Feststellung eines unterbrochenen Stromkreises des Gleichstrom-Motors (10) durchgeführt wird.
Elektronische Drosselsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, nur wenn der Absolutwert einer Motorensteuereinschaltdauer während der Drosselöffnungs-Rückkopplungssteuerung des Drosselbetätigungsgliedes (3) größer oder gleich einem fünften vorbestimmten Wert ist, die Feststellung eines unterbrochenen Stromkreises des Gleichstrom-Motors (10) durchgeführt wird.
Elektronische Drosselsteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei Schwellwerte entsprechend dem Absolutwert der Steuerabweichung abhängig von der Ansteuerrichtung des Drosselventils (13) mit Bezug auf die Zwischenöffnungs-Stoppposition getrennt eingestellt werden.