DE102008050165B4 - Antriebssteuerungssystem eines elektrischen Aktuators und dessen Steuerungsverfahren - Google Patents

Antriebssteuerungssystem eines elektrischen Aktuators und dessen Steuerungsverfahren Download PDF

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Abstract

Antriebssteuerungssystem eines elektrischen Aktuators (121) unter Verwendung einer Mehrzahl von Steuereinheiten (113, 114), dadurch gekennzeichnet, dass jede aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) umfasst:eine Diagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Vorliegens einer Anormalität bei der Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators (121), wobei die Anormalität von Steuereinheit (113, 114) zu Steuereinheit (113, 114) differiert;eine Diagnoseergebnis-Übertragungseinrichtung zur Übertragung des Diagnoseergebnisses der eigenen Steuereinheit (113, 114) zu einer anderen Steuereinheit (113, 114);eine Ausgabeeinrichtung eines Anormalitäts-Ermittlungssignals zur Ausgabe eines Anormalitäts-Ermittlungssignals als Signal, das das Diagnoseergebnis der eigenen Steuereinheit (113, 114) anzeigt, wenn zumindest entweder das Diagnoseergebnis der eigenen Steuereinheit (113, 114) oder das übertragene Diagnoseergebnis einer anderen Steuereinheit (113, 114) eine Anormalität anzeigt;einen Anormalitäts-Steuerschaltkreis (321, 307), der angepasst ist, die Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators (121) auf einen Anormalitäts-Steuerungszustand zu transferieren, wenn das Anormalitäts-Ermittlungssignal von mindestens einer aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) ausgegeben wird; undeinen Energieversorgungsschaltkreis (301), der angepasst ist, elektrische Energie an den elektrischen Aktuator (121) und die Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) abzugeben.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungssystem eines elektrischen Aktuators und dessen Steuerungsverfahren, bei dem ein Antrieb des elektrischen Aktuators durch eine Mehrzahl von Steuereinheiten gesteuert wird.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Die japanische Offenlegungsschrift JP 2005 - 224 068 A offenbart ein Steuerungssystem mit einem VEL-Steuergerät und einem Motor-Steuermodul (ECM). Das VEL-Steuergerät steuert einen elektrischen Aktuator (Motor) zum Antreiben eines variablen Ventilmechanismus (VEL-Mechanismus), bei dem die Ventilhubmaße und der Ventil-Betätigungswinkel der Einlass- und Auslassventile eines Motors variabel sind. Das Motor-Steuermodul steuert jede Vorrichtung des Motors. Im Steuerungssystem berechnet das ECM ein Soll-Ventilhubmaß, um das Soll-Ventilhubmaß an das VEL-Steuergerät auszugeben und das ECM diagnostiziert eine Steuerungsanormalität des VEL-Steuergeräts, um ein Signal, das das Diagnoseergebnis anzeigt, und ein Ausgangssignal vom VEL-Steuergerät in eine UND-Schaltung einzugeben. Wenn beide in die UND-Schaltung eingegebenen Signale einem Normalzustand entsprechen, wird einer Treiber- bzw. Antriebsschaltung des elektrischen Aktuators elektrische Energie zugeführt. Wenn zumindest eines der in die UND-Schaltung eingegebenen Signale eine Anormalität anzeigt, wird die der Antriebsschaltung zugeführte elektrische Energie abgestellt.
  • Beim oben offenbarten Steuerungssystem wird die der Antriebsschaltung zugeführte elektrische Energie abgestellt, wenn zumindest eines der in die UND-Schaltung eingegebenen Signale eine Anormalität anzeigt, so dass eine falsche Steuerung des elektrischen Aktuators verhindert werden kann. Wenn jedoch eine Schaltung, die das Signal zur UND-Schaltung ausgibt, versagt, und ein Anzeigesignal, das den Normalzustand anzeigt, aufrecht erhält, kann die der Antriebsschaltung zugeführte elektrische Energie manchmal nicht zwangsweise abgeschaltet werden, obwohl die Diagnose einer Anormalität erfolgt ist.
  • ZUSAMMENFASUNG DER ERFINDUNG
  • Im Hinblick auf die oben geschilderten Probleme ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Übergang auf einen bei Ausfall sicheren Zustand der Steuerung des elektrischen Aktuators sicher durchzuführen, selbst wenn eine Fehlfunktion erzeugt wurde, die die Steuerung des elektrischen Aktuators auf der Basis des Diagnoseergebnisses von einer aus einer Mehrzahl von Steuereinheiten nicht auf den bei Ausfall sicheren Zustand führen kann.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 bzw. 15. Die Unteransprüche offenbaren bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Um die oben genannten Aufgabe zu erreichen, weist jede aus der Mehrzahl der Steuereinheiten eine Funktion zum Diagnostizieren des Vorliegens einer Anormalität bei der Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators auf, sendet das Diagnoseergebnis der eigenen Steuereinheit zu einer anderen Steuereinheit, gibt ein Anormalitäts-Ermittlungssignal als Signal aus, das das Diagnoseergebnis anzeigt, wenn zumindest entweder das Diagnoseergebnis der eigenen Steuereinheit oder das Diagnoseergebnis einer anderen Steuereinheit eine Anormalität anzeigt, und transferiert die Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators auf einen Anormalitäts-Steuerungszustand, wenn das Anormalitäts-Ermittlungssignal von zumindest einer aus der Mehrzahl der Steuereinheiten ausgegeben wird.
  • Figurenliste
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Darin zeigt:
    • 1 eine schematische Ansicht, die einen Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
    • 2 eine Schnittansicht, die einen variablen Hubmechanismus veranschaulicht (eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A von 3);
    • 3 eine Seitenansicht, die den variablen Hubmechanismus veranschaulicht;
    • 4 eine Draufsicht, die den variablen Hubmechanismus veranschaulicht;
    • 5 eine perspektivische Ansicht, die einen exzentrischen Nocken zeigt, der beim variablen Hubmechanismus verwendet wird;
    • 6 eine Schnittansicht, die den Ablauf während eines geringen Hubs des variablen Hubmechanismus veranschaulicht (eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B von 3);
    • 7 eine Schnittansicht, die den Ablauf während eines großen Hubs des variablen Ventilmechanismus veranschaulicht (eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B von 3);
    • 8 eine charakteristische Ansicht, die einen Ventilhub darstellt, der einer Basis-Stirnfläche und einer Nockenoberfläche eines oszillierenden Nockens beim variablen Hubmechanismus entspricht;
    • 9 eine charakteristische Ansicht, die die Ventilsteuerzeiten und den Ventilhub des variablen Hubmechanismus veranschaulicht;
    • 10 eine perspektivische Ansicht, die einen Dreh-Antriebsmechanismus einer Steuerwelle beim variablen Hubmechanismus veranschaulicht;
    • 11 ein Schaltungs-Blockdiagramm, das ein VEL-Steuergerät und ein Steuerungssystem mit einem ECM gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
    • 12 ein Ablaufdiagramm, das einen Diagnoseprozess im VEL-Steuergerät veranschaulicht;
    • 13 ein Ablaufdiagramm, das eine Sensor-Ausgangssignaldiagnose veranschaulicht, die vom VEL-Steuergerät durchgeführt wird;
    • 14 ein Ablaufdiagramm, das eine Sensor-Fehlanpassungsdiagnose veranschaulicht, die vom VEL-Steuergerät durchgeführt wird;
    • 15 ein Ablaufdiagramm, das eine Motor-Überstromdiagnose veranschaulicht, die vom VEL-Steuergerät durchgeführt wird;
    • 16 ein Ablaufdiagramm, das einen Diagnoseprozess im ECM veranschaulicht;
    • 17 ein Ablaufdiagramm, das eine Diagnose eines Ansprechverhaltens einer Feedbacksteuerung veranschaulicht, die vom ECM durchgeführt wird;
    • 18 ein Schaltungs-Blockdiagramm, das ein VEL-Steuergerät und ein Steuerungssystem mit einem ECM gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
    • 19 ein Ablaufdiagramm, das Prozessinhalte eines integrierten Logikbausteins gemäß der zweiten Ausführungsform veranschaulicht;
    • 20 ein Schaltungs-Blockdiagramm, das ein VEL-Steuergerät und ein Steuerungssystem mit einem ECM gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
    • 21 ein Ablaufdiagramm, das einen vom VEL-Steuergerät durchgeführten Diagnoseprozess gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
    • 22 ein Ablaufdiagramm, das Prozessinhalte des ECMs bei der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
    • 23 ein Ablaufdiagramm, das einen von einer dritten Steuereinheit durchgeführten Diagnoseprozess gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht;
    • 24 ein Ablaufdiagramm, das einen Reset-Prozess veranschaulicht, der vom VEL-Steuergerät gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird; und
    • 25 ein Ablaufdiagramm, das einen Reset-Prozess veranschaulicht, der vom ECM gemäß der vierten Ausführungsform durchgeführt wird.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend beschrieben.
  • 1 ist eine schematische Ansicht, die einen Fahrzeugmotor zeigt, der ein Steuerungssystem für einen elektrischen Aktuator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. In 1 wird eine Ausgangsleistung eines Motors 101 über ein Getriebe (nicht dargestellt) auf ein Antriebsrad eines Fahrzeugs übertragen.
  • Eine elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 ist an einem Saugrohr 102 des Motors 101 angeordnet. In der elektronisch gesteuerten Drosselklappe 104 treibt ein Drosselklappenmotor 103a das Öffnen und Schließen eines Drosselklappenventils 103b an. Durch die elektronisch gesteuerte Drosselklappe 104 und ein Einlassventil 105 wird Luft in eine Brennkammer 106 aufgenommen.
  • Verbrennungsabgas aus jedem Zylinder entweicht durch ein Auslassventil 107 aus der Brennkammer 106 in eine Abgasleitung 108 und das Verbrennungsabgas wird in die Atmosphäre ausgestoßen, nachdem es durch einen vorderen Katalysator 109a und einen hinteren Katalysator 109b gereinigt wurde, die in der Abgasleitung 108 eingesetzt sind.
  • Das Auslassventil 107 wird zum Öffnen oder Schließen unter Verwendung eines Nockens 111 angetrieben, der an einer auslassseitigen Nockenwelle 110 als Zapfen angeordnet ist, wobei ein maximales Ventilhubmaß, ein Ventil-Betätigungswinkel und eine Ventilsteuerzeit konstant beibehalten werden.
  • Andererseits sind das maximale Ventilhubmaß und der Ventil-Betätigungswinkel beim Einlassventil 105 durch einen variablen Hubmechanismus (VEL-Mechanismus) 112 kontinuierlich variabel.
  • Ein VEL-Steuergerät 113 ist vorgesehen, um mit einem Motor-Steuermodul (ECM) 114 in gegenseitiger Verbindung stehen zu können, wobei das ECM 114, das in einer ersten Steuereinheit angeordnet ist, ein maximales Soll-Ventilhubmaß des Einlassventils 105 gemäß einer Betätigungsbedingung berechnet und das ECM 114 das maximale Soll-Ventilhubmaß zum VEL-Steuergerät 113 sendet, das in einer zweiten Steuereinheit angeordnet ist.
  • Wenn das VEL-Steuergerät 113 das maximale Soll-Ventilhubmaß empfängt, führt das VEL-Steuergerät 113 eine Feedbacksteuerung (rückgekoppelte Steuerung oder Regelung) des variablen Hubmechanismus 112 aus, so dass ein momentanes maximales Ventilhubmaß nahe an das maximale Soll-Ventilhubmaß gebracht wird.
  • Sowohl das ECM 114 als auch das VEL-Steuergerät 113 umfassen Mikrocomputer.
  • Verschiedene Erfassungssignale werden von einem Luftmengenmesser 115, einem Gaspedalssensor 116, einem Kurbelwinkelsensor 117, einem Drosselklappensensor 118 und einem Wassertemperatursensor 119 in das ECM 114 eingegeben. Der Luftmassensensor 115 erfasst eine Ansaugluftmenge des Motors 101. Der Gaspedalssensor 116 erfasst eine Gaspedalstellung gemäß einem Betätigungsbetrag eines Gaspedals, das von einem Fahrer des Fahrzeugs betätigt wird. Der Kurbelwinkelsensor 117 erfasst ein Kurbelwellen-Drehsignal von einer Kurbelwelle 120. Der Drosselklappensensor 118 erfasst eine Öffnungs-TVO des Drosselklappenventils 103b. Der Wassertemperatursensor 119 erfasst eine Kühlwassertemperatur des Motors 101.
  • Ein Kraftstoff-Einspritzventil 131 ist in einem Einlasskanal 130 auf einer stromaufwärtsseitigen Seite des Einlassventils 105 jedes Zylinders vorgesehen. Das Kraftstoff-Einspritzventil 131 kann bei einem Motor mit Direkteinspritzung verwendet werden, bei dem der Kraftstoff direkt in die Brennkammer 106 eingespritzt wird.
  • Das ECM 114 berechnet eine Kraftstoff-Einspritzimpulsdauer (eine Kraftstoff-Einspritzmenge) auf der Basis der verschiedenen Erfassungssignale und gibt ein Einspritzimpulssignal der Impulsdauer an das Kraftstoff-Einspritzventil 131 aus. Danach bewirkt das ECM 114, dass das Kraftstoff-Einspritzventil 131 den Kraftstoff proportional zur Impulsdauer einspritzt, um die Kraftstoffzufuhr zum Motor 101 zu steuern.
  • Darüber hinaus berechnet das ECM 114 einen Zündzeitpunkt (einen Zündzeitpunkt-Voreilwinkel) auf der Basis der Kraftstoff-Einspritzimpulsdauer (Motorlast) und einer Drehzahl des Motors, um den Zündzeitpunkt einer Zündkerze 132 zu steuern.
  • 2 bis 4 zeigen jeweils einen detaillierten Aufbau des variablen Hubmechanismus 112.
  • Der in 2 bis 4 dargestellte variable Hubmechanismus 112 umfasst ein Paar von Einlassventilen 105 und 105, eine hohle Nockenwelle (Antriebswelle) 13, die drehbar von einem Nockenwellenlager 14 eines Zylinderkopfes 11 gehalten wird, zwei exzentrische Nocken 15 und 15 (Antriebsnocken), die als Dreh-Nocken an der Nockenwelle 13 angeordnet sind, eine Steuerwelle 16, die oberhalb der Nockenwelle 13 angeordnet ist und vom gleichen Lager 14 drehbar gehalten wird, ein Paar von Kipphebeln 18 und 18, das von der Steuerwelle 16 mit dem dazwischen eingeschobenen Steuernocken 17 schwenkbar abgestützt wird, und ein Paar von Schwingnocken 20 und 20, das an oberen Endbereichen der Einlassventile 105 und 105 mit jeweils dazwischen eingeschobenen Stößeln 19 und 19 unabhängig angeordnet ist.
  • Die exzentrischen Nocken 15 und 15 und die Kipphebel 18 und 18 sind durch Verbindungsarme 25 und 25 miteinander verbunden und die Kipphebel 18 und 18 und die Schwingnocken 20 und 20 sind durch Verbindungselemente 26 und 26 miteinander verbunden.
  • Die Kipphebel 18 und 18, die Verbindungsarme 25 und 25 und die Verbindungselemente 26 und 26 bilden den Übertragungsmechanismus.
  • Mit Bezug auf 5 umfasst der exzentrische Nocken 15, der im Wesentlichen eine Ringform aufweist, einen Nocken-Hauptkörper 15a mit einem kleinen Durchmesser und einen Flanschbereich 15b, der an einer Außenseiten-Endfläche des Nocken-Hauptkörpers 15a einstückig vorgesehen ist. Eine Nockenwellen-Einschuböffnung 15c ist ausgebildet, um den exzentrischen Nocken 15 in einer inneren Achsenrichtung zu durchdringen, und ein Achsenmittelpunkt X des Nocken-Hauptkörpers 15a ist von einem axialen Mittelpunkt Y der Nockenwelle 13 um ein vorgegebenes Maß verschoben.
  • Die exzentrischen Nocken 15 sind zudem über Nockenwellen-Einschuböffnungen 15c außerhalb des Bereichs der Stößel 19 auf die Nockenwelle 13 aufgepresst und daran befestigt, um den Stößel 19 nicht störend zu beeinflussen.
  • Mit Bezug auf 4 ist der Kipphebel 18 ausgebildet, um sich im Wesentlichen in einer Kurbelform zu krümmen und ein ventraler Basisbereich 18a wird vom Steuernocken 17 drehbar abgestützt.
  • Eine Stiftöffnung 18d ist ausgebildet, um einen Endbereich 18b zu durchdringen, der aus einem äußeren Endbereich des Basisbereichs 18a herausragt, und ein Stift 21, der mit einem vordersten Bereich des Verbindungsarms 25 verbunden ist, ist in eine Stiftöffnung 18d eingepresst. Eine Stiftöffnung 18e ist ausgebildet, um den anderen Endbereich 18c zu durchdringen, der aus einem inneren Endbereich des Basisbereichs 18a herausragt, und ein Stift 28, der mit einem Endbereich 26a jedes Verbindungselementes 26 verbunden ist, ist in die Stiftöffnung 18e eingepresst.
  • Der Steuernocken 17 weist eine zylindrische Form auf und ist an einem Außenumfang der Steuerwelle 16 befestigt. Wie in 2 dargestellt, ist ein Achsenmittelpunkt P1 des Steuernockens 17 von einem Achsenmittelpunkt P2 des Steuernockens 16 um α verschoben.
  • Mit Bezug auf 2, 6 und 7 weist der Schwingnocken 20 von der Seite gesehen im Wesentlichen eine U-Form auf, die Nockenwelle 13 ist in eine Lageröffnung 22a eingepasst und wird durch diese drehbar gelagert, die Lageröffnung 22a ist ausgebildet, um einen im Wesentlichen ringförmigen Basis-Endbereich 22 zu durchdringen, und eine Stiftöffnung 23a ist ausgebildet, um einen Endbereich 23 zu durchdringen, der auf der Seite des anderen Endbereichs 18c des Kipphebels 18 angeordnet ist.
  • Ferner sind eine Basis-Kreisfläche 24a auf der Seite des Basis-Endbereichs 22 und eine Nockenfläche 24b, die sich in einer Bogenform von der Basis-Kreisfläche 24a zur Endflankenseite des Endbereichs 23 erstreckt, an einer Unterseite des Schwingnockens 20 ausgebildet. Die Basis-Kreisfläche 24a und die Nockenfläche 24b berühren vorgegebene Positionen an den Oberseiten eines jeden der Stößel 19 gemäß einer Schwingposition des Schwingnockens 20.
  • Das heißt, vom Gesichtspunkt der in 8 dargestellten Ventil-Hubcharakteristik ist, wie in 2 dargestellt, ein vorgegebener Winkelbereich θ1 der Basis-Kreisfläche 24a ein Basis-Kreisintervall, ein so genanntes Rampenintervall erstreckt sich vom Basis-Kreisintervall θ1 bis zu einem vorgegebenen Winkelbereich θ2 der Nockenfläche 24b, und ein Hubintervall erstreckt sich vom Rampenintervall bis zu einem vorgegebenen Winkelbereich θ3 der Nockenfläche 24b.
  • Ferner umfasst der Verbindungsarm 25 einen ringförmigen Basisbereich 25a und ein vorstehendes bzw. nasenförmiges Ende 25b, das an einer vorgegebenen Position an einer Außenumfangsfläche des Basisbereichs 25a vorgesehen ist. Eine Befestigungsöffnung 25c ist an einer Mittenposition des Basisbereichs 25a ausgebildet, um an der Außenumfangsfläche des Nocken-Hauptkörpers 15a des exzentrischen Nockens 15 drehbar befestigt zu sein. Eine Stiftöffnung 25d ist ausgebildet, um das nasenförmige Ende 25b zu durchdringen, und ein Stift 21 ist drehbar in die Stiftöffnung 25d eingesetzt.
  • Außerdem ist das Verbindungselement 26, das eine vorgegebene Länge aufweist, geradlinig ausgebildet. Im Verbindungselement 26 sind Stift-Durchgangsöffnungen 26c und 26d ausgebildet, die kreisförmige. Endbereiche 26a und 26b durchdringen. Die Endbereiche von Stiften 28 und 29, die in die Stiftöffnungen 18d und 23a des anderen Endbereichs 18c des Kipphebels 18 und den Endbereich 23 des Schwingnockens 20 eingepresst sind, sind in die Stift-Durchgangsöffnungen 26c und 26d drehbar eingesetzt.
  • Sicherungsringe 30, 31 und 32 zur Kontrolle der Bewegung in axialer Richtung des Verbindungsarms 25 oder des Verbindungselements 26 sind jeweils an einem Endbereich jedes Stifts 21, 28 und 29 angeordnet.
  • Bei obiger Anordnung ändert sich, wie in 6 und 7 dargestellt, das maximale Ventilhubmaß gemäß einer Positionsbeziehung zwischen dem Achsenmittelpunkt P2 der Steuerwelle 16 und dem Achsenmittelpunkt P1 des Steuernockens 17 und der Drehantrieb der Steuerwelle 16 verändert den Achsenmittelpunkt P2 der Steuerwelle 16 relativ zum Achsenmittelpunkt P1 des Steuernockens 17, um dadurch das maximale Ventilhubmaß zu verändern.
  • Bei der in 10 dargestellten Anordnung wird die Steuerwelle 16 von einem Motor (einem elektrischen Aktuator) 121 drehbar in einem vorgegebenen Drehwinkelbereich angetrieben, der durch einen Anschlag begrenzt ist, und ein Winkel der Steuerwelle 16 wird vom Motor 121 verändert, wobei dadurch das maximale Ventilhubmaß und der Ventil-Betätigungswinkel des Einlassventils 105 in einem variablen, vom Anschlag (siehe 9) begrenzten Bereich kontinuierlich verändert wird.
  • Als Motor 121 wird um Beispiel ein Gleichstrom-Servomotor eingesetzt.
  • Mit Bezug auf 10 ist eine Drehwelle des Motors 121 parallel zur Steuerwelle 16 angeordnet und ein Kegelradgetriebe 122 ist an der Vorderseite der Drehwelle befestigt.
  • Andererseits ist ein Paar von Streben 123a und 123b an der Vorderseite der Steuerwelle 16 befestigt und eine Gewindemutter 124 ist um eine Welle herum drehbar gelagert, die die vordersten Bereiche des Paars von Streben 123a und 123b verbindet und parallel zur Steuerwelle 16 angeordnet ist.
  • Ein Kegelradgetriebe 126, das mit dem Kegelradgetriebe 122 im Eingriff steht, ist an einer Vorderseite eines Gewindestabs 125 befestigt, der mit der Gewindemutter 124 im Eingriff steht. Der Gewindestab 125 wird durch die Drehung des Motors 121 gedreht und die Position der Gewindemutter 124, die mit dem Gewindestab 125 im Eingriff steht, wird in der axialen Richtung des Gewindestabs 125 verschoben, wobei die Steuerwelle 16 dadurch gedreht wird.
  • Die Richtung, in die die Position der Gewindemutter 124 näher an das Kegelradgetriebe 126 gebracht wird, ist eine Richtung, in die das maximale Ventilhubmaß reduziert wird, und die Richtung, in die die Position der Gewindemutter 124 vom Kegelradgetriebe 126 wegbewegt wird, ist eine Richtung, in die das maximale Ventilhubmaß vergrößert wird.
  • Mit Bezug auf 10 ist ein Potentiometer-Winkelsensor 127 zur Erfassung eines Drehwinkels der Steuerwelle 16 an der Vorderseite der Steuerwelle 16 vorgesehen. Das VEL-Steuergerät 113 führt eine Feedbacksteuerung des durch den Motor 121 fließenden Stroms durch, so dass der momentane Winkel der Steuerwelle 16, der vom Winkelsensor 127 erfasst wurde, nahe an einen Soll-Winkel (der äquivalent zum maximalen Soll-Ventilhubmaß ist) gebracht wird, der vom ECM 114 berechnet wurde.
  • 11 zeigt einen Schaltungsaufbau des VEL-Steuergeräts 113 (zweite Steuereinheit) und des ECMs 114 (erste Steuereinheit) gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Mit Bezug auf 11 wird eine Batteriespannung einem Energieversorgungsschaltkreis 301 des VEL-Steuergeräts 113 zugeführt und elektrische Energie wird der CPU 302 über den Energieversorgungsschaltkreis 301 zugeführt.
  • Außerdem wird die Energieversorgungsspannung vom Energieversorgungsschaltkreis 301 über eine Energieversorgungs-Pufferschaltung 303 einem externen Winkelsensor 127 zugeführt und das Ausgangssignal des Winkelsensors 127 wird durch eine Eingangsschaltung 304 in die CPU 302 eingelesen.
  • Die Winkelsensoren 127 sind doppelt vorgesehen und zwei Systeme (304a und 304b) sind entsprechend den Winkelsensoren 127a und 127b auch in der Eingangsschaltung 304 vorgesehen. In einem Normalzustand, in dem die Erfassungswinkel der Sensoren im Wesentlichen gleichgroß zueinander sind, wird der Motor 121 auf der Basis eines Durchschnittswerts der Erfassungswinkel der Sensoren oder eines der Sensorausgangssignale gesteuert.
  • Darüber hinaus ist eine Motor-Antriebsschaltung 305 für den Antrieb des Motors 121 vorgesehen und ein Pulsbreiten-Modulationssignal PWM wird von der CPU 302 in die Motor-Antriebsschaltung 305 als manipulierte Variable zum Antrieb des Motors 121 in einer normalen Drehrichtung und einer Drehung in umgekehrter Richtung eingegeben.
  • Die Batteriespannung wird der Motor-Antriebsschaltung 305 über eine extern vorgesehene Relaisschaltung 306 zugeführt und die Relaisschaltung 306 wird von einer Relais-Antriebsschaltung 307 ein- und ausgeschaltet.
  • Eine Strom-Erfassungsschaltung 308 ist zudem vorgesehen, um einen Strom des Motors 121 zu erfassen.
  • Die Relais-Antriebsschaltung 307 schaltet die Relaisschaltung 306 ein, um der Motor-Antriebsschaltung 305 elektrische Energie zuzuführen, wenn das Ausgangssignal einer UND-Schaltung (einer logischen Multiplikationsschaltung) 321 auf einen hohen Pegel (1) gesetzt ist, und die Relais-Antriebsschaltung 307 schaltet die Relaisschaltung 306 ab, um die der Motor-Antriebsschaltung 305 zugeführte elektrische Energie abzustellen, wenn das Ausgangssignal der UND-Schaltung 321 auf einen niedrigen Pegel (0) gesetzt ist.
  • Während ein Portausgangssignal der CPU 302 des VEL-Steuergeräts 113 in einen der beiden Eingangsanschlüsse der UND-Schaltung 321 eingegeben wird, wird ein Portausgangssignal einer CPU 114a des ECMs 114 über eine Interfaceschaltung (I/F-Schaltung) 114b in den anderen Eingangsanschluss der UND-Schaltung 321 eingegeben und die logische Multiplikation jedes Portausgangssignals wird durchgeführt.
  • Das VEL-Steuergerät 113 umfasst eine Kommunikationsschaltung 309, um einen Informationsaustausch mit dem ECM 114 abzuwickeln. Ferner umfasst das ECM 114 eine Kommunikationsschaltung 114c, um einen Informationsaustausch mit dem VEL-Steuergerät 113 abzuwickeln, wodurch der wechselseitige Informationsaustausch zwischen dem VEL-Steuergerät 113 und dem ECM 114 abgewickelt werden kann.
  • Der Datenaustausch wird zwischen dem VEL-Steuergerät 113 und dem ECM 114 über ein CAN (Controller Area Network) abgewickelt, das eine Fahrzeug-Netzwerkspezifikation ist.
  • Der Sollwinkel der Steuerwelle 16, der vom ECM 114 auf der Basis der Gaspedalstellung und der Drehzahl des Motors berechnet wurde, wird an das VEL-Steuergerät 113 übertragen und der momentane Winkel der Steuerwelle 16, der vom Winkelsensor 127 erfasst wurde, wird vom VEL-Steuergerät 113 zum ECM 114 gesendet.
  • Ferner diagnostizieren das VEL-Steuergerät 113 und das ECM 114 jeweils einzeln das Vorliegen einer Anormalität bei der Antriebssteuerung des Motors 121 (beim variablen Hubmechanismus 112) und das VEL-Steuergerät 113 und das ECM 114 übertragen sich die Diagnoseergebnisse gegenseitig. Wenn die Anormalität zumindest entweder beim eigenen Diagnoseergebnis oder beim anderen Diagnoseergebnis vorliegt, sind das VEL-Steuergerät 113 und das ECM 114 konfiguriert, das Ausgangssignal (Ausgangssignal des Anormalitäts-Ermittlungssignals) zur UND-Schaltung 321 so einzustellen, dass das Ausgangssignal der UND-Schaltung 321 auf den niedrigen Pegel (0) gesetzt wird. Der detaillierte Diagnoseprozess im VEL-Steuergerät 113 und ECM 114 wird nachfolgend beschrieben.
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine des vom VEL-Steuergerät 113 durchgeführten Prozesses darstellt, und es wird vorrausgesetzt, dass der Prozess von 12 zu jeder vorgegebenen Periode ausgeführt wird.
  • In einem Schritt S001 übernimmt das VEL-Steuergerät 113 die Informationen vom ECM 114.
  • Die Informationen umfassen zusätzlich zum Diagnoseergebnis des ECMs 114 z. B. den Sollwinkel (das maximale Soll-Ventilhubmaß) der Steuerwelle 16.
  • In einem Schritt S002 führt das VEL-Steuergerät 113 eine Fehlerdiagnose des Winkelsensors 127a (Sensors 1) aus. Auf die gleiche Weise wie im Schritt S002 führt das VEL-Steuergerät 113 in einem Schritt S003 eine Fehlerdiagnose des Winkelsensors 127b (Sensors 2) durch.
  • In einem Schritt S004 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob die Ausgangssignale der Winkelsensoren 127a und 127b zueinander passen (Fehlanpassungsdiagnose), oder nicht.
  • In einem Schritt S005 ermittelt das VEL Steuergerät 113, ob durch den Motor 121 ein Überstrom fließt, oder nicht.
  • Die Diagnoseinhalte der Schritte S002 bis S005 werden nachfolgend detailliert beschrieben.
  • In einem Schritt S006 überträgt das VEL-Steuergerät 113 die Diagnoseergebnisse der Schritte S002 bis S005 an das ECM 114.
  • In einem Schritt S007 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob die Anormalitätsbestimmung in einem der Schritte S002 bis S005 erfolgt ist, oder nicht, und/oder ob die Anormalitätsbestimmung bei der Diagnose seitens des ECMs 114 erfolgt ist, oder nicht.
  • Wenn die Anormalitätsbestimmung in einem der Schritte S002 bis S005 erfolgt ist, und/oder wenn die Anormalitätsbestimmung bei der Diagnose seitens des ECMs 114 erfolgt ist, rückt die Routine zu einem Schritt S008 vor und das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 wird auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt, um die Relaisschaltung 306 abzuschalten.
  • Nicht nur im Fall, in dem die Anormalität bei der Diagnose auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 erzeugt wird, sondern auch in dem Fall, in dem die Anormalität bei der Diagnose auf der Seite des ECMs 114 erzeugt wird, wird die Relaisschaltung 306 folglich abgeschaltet, um die der Motor-Antriebsschaltung 305 zugeführte elektrische Energie abzustellen.
  • Daher wird der Motor 121 üblicherweise angetrieben, um das maximale Ventilhubmaß einzustellen, wobei ein anormaler Wert verhindert werden kann, wenn die Anormalität erzeugt wurde.
  • Wenn das Ausgangssignal vom VEL-Steuergerät 113 an die UND-Schaltung 321 auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt ist, was dem Anormalitäts-Ermittlungssignal entspricht, wird, selbst wenn das Ausgangssignal auf der Seite des ECMs 114 an die UND-Schaltung 321 auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt wird, das Ausgangssignal von der UND-Schaltung 321 auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt und die Relaisschaltung 306 ausgeschaltet, um dadurch die elektrische Energie abzustellen, die der Motor-Antriebsschaltung 305 zugeführt wird.
  • Selbst wenn eine Störung, bei der das Eingangssignal an die UND-Schaltung 321 nicht auf den niedrigen Pegel gesetzt werden kann, auf der Seite des ECMs 114 erzeugt wird, kann die Relaisschaltung 306 demzufolge ausgeschaltet werden, weil das Eingangssignal an die UND-Schaltung 321 auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 auf den niedrigen Pegel gesetzt wird.
  • An dieser Stelle kann, während das Ausgangssignal an die UND Schaltung 321 auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt ist, ein Signal als Steuersignal an die Motor-Antriebsschaltung 305 ausgegeben werden, um einen Befehl bereitzustellen, um den durch den Motor 121 fließenden Strom zu stoppen.
  • In diesen Fällen kann der durch den Motor 121 fließende Strom selbst bei einer Anormalität gestoppt werden, bei der die Relaisschaltung 306 durch das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 nicht ausgeschaltet werden kann.
  • Im Falle einer unbedeutenden Anormalität wird das hochpegelige Signal in die UND-Schaltung eingegeben, um die Relaisschaltung 306 im eingeschalteten Zustand zu belassen, in dem das Steuersignal an die Motor-Antriebsschaltung 305 begrenzt werden kann, während die Zufuhr der elektrischen Energie an die Motor-Antriebsschaltung 305 andauert.
  • Beispiele für die Begrenzung des Steuersignals umfassen die folgenden: der variable Bereich des maximalen Ventilhubmaßes des variablen Hubmechanismus 112 wird bis zu einem vorgegebenen niedrigen Hubbereich begrenzt; und das maximale Soll-Ventilhubmaß des variablen Hubmechanismus 112 wird auf einen zuvor abgespeicherten Referenzwert festgelegt.
  • Zum Beispiel kann das maximale Soll-Ventilhubmaß des Referenzwerts auf das maximale Soll-Ventilhubmaß in dem Fall festgelegt werden, in dem das maximale Soll-Ventilhubmaß festgesetzt ist, ohne den variablen Hubmechanismus 112 vorzusehen. Selbst wenn das maximale Soll-Ventilhubmaß festgesetzt ist, kann daher verhindert werden, dass sich das Laufverhalten weitgehend verschlechtert.
  • Wenn die Anormalitätsdiagnose erfolgt ist, wird die Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators demnach durch die begrenzte manipulierte Variable ausgeführt, so dass verhindert wird, dass der elektrischen Aktuator durch die aufgrund der Anormalität bei der Steuerung unzulässig manipulierte Variable gesteuert wird.
  • Ein Beispiel der unbedeutenden Anormatität umfasst den Fall, bei dem einer der Winkelsensoren 127a und 127b normal arbeitet, während der andere versagt.
  • Wenn die Anormalitätsdiagnose auf der Seite des ECMs 114 erfolgt ist, während alle Diagnoseergebnisse in den Schritten S002 bis S005 normal sind, wird das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 nicht direkt auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt, sondern das anormale Diagnoseergebnis auf der Seite des ECMs 114 dauert eine vorgegebene Zeit lang oder länger an, und danach kann das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt werden.
  • Wenn die AUS-Steuerung der Relaisschaltung 306 verzögert wird, kann somit das irrtümliche Ausschalten der Relaisschaltung 306 aufgrund einer temporären Anormalität bei der Informationsübertragung verhindert werden, um die Zuverlässigkeit der bei Ausfall sicheren Steuerung zu verbessern.
  • Die vorgegebene Zeitspanne, die die Verzögerungszeit ist, wird vorab als ausreichende Zeit angepasst, um bestätigen zu können, dass die Anormalität bei der Informationsübertragung nicht erzeugt wurde.
  • In dem Fall, in dem die Informationen, die einen normalen oder anormalen Zustand anzeigen, von der Seite des ECMs 114 nicht empfangen werden können, oder in dem Fall, in dem das Signal, das einen normalen oder anormalen Zustand anzeigt, selbst anormal ist, erfolgt vorzugsweise die Anormalitätsbestimmung, um das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 auf den niedrigen Pegel zu setzen, damit die Relaisschaltung 306 ausgeschaltet werden kann, selbst wenn die Anormalität bei der Informationsübertragung erzeugt wurde.
  • In dem Fall, in dem das Signal anzeigt, dass das von der Seite des ECMs 114 übertragene Diagnoseergebnis nicht normal ist, kann abgeschätzt werden, dass die CPU 114a des ECMs 114 anormal ist. Daher wird das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 ebenfalls auf den niedrigen Pegel gesetzt.
  • Wenn hingegen die Normalitätsermittlung in den Schritten S002 bis S005 erfolgt ist und wenn die Normalitätsdiagnose auf der Seite des ECMs 114 erfolgt ist, rückt die Routine zu einem Schritt S009 vor, und das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 wird auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt.
  • Wenn an dieser Stelle das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 auf der Seite des ECMs 114 ebenfalls auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt wird, wird die Relaisschaltung 306 eingeschaltet, um der Motor-Antriebsschaltung 305 elektrische Energie zuzuführen, was die übliche Antriebssteuerung des Motors 121 ermöglicht.
  • Die Diagnosen der Winkelsensoren 127a und 127b in den Schritten S002 und S003 werden gemäß einem Ablaufdiagramm von 13 ausgeführt.
  • Bei der ersten Ausführungsform wird vorausgesetzt, dass jeder der Winkelsensoren 127a und 127b ein Sensor (z. B. ein Potentiometer) ist, dessen Ausgangsspannung sich gemäß dem Winkel der Steuerwelle 16 verändert.
  • In einem Schritt S101 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob eine Ausgangsspannung des Sensors gleichgroß oder höher als ein vorab gespeicherter oberer Grenzwert (z. B. 4,75V) ist, oder nicht.
  • Der obere Grenzwert ist auf einen hohen Wert eingestellt, der einen üblichen variablen Bereich der Sensor-Ausgangsspannung überschreitet, und der obere Grenzwert ist auf einen Wert eingestellt, den der Sensor im Normalzustand nicht überschreitet.
  • Wenn die Ausgangsspannung des Sensors gleichgroß oder größer als der obere Grenzwert ist, rückt die Routine zu einem Schritt S103 vor und das VEL-Steuergerät 113 ermittelt, ob der Zustand eine vorgegebene Zeit (z. B. eine Sekunde) lang oder länger andauert, oder nicht.
  • Die vorgegebene Zeit wird auf eine minimale Zeit eingestellt, in der die temporäre Spannungsschwankung von einer Spannungsänderung erkannt werden kann, die durch einen Kurzschluss oder eine Leiterbahnunterbrechung verursacht wird.
  • Wenn der Zustand, in dem die Ausgangsspannung des Sensors gleichgroß oder größer als der obere Grenzwert ist, die vorgegebene Zeit lang oder länger andauert, kann das VEL-Steuergerät 113 demzufolge ermitteln, dass nicht die temporäre Anormalität bei der Spannung, sondern die kontinuierliche Anormalität, wie zum Beispiel ein Kurzschluss), erzeugt wurde. In diesen Fällen rückt die Routine zu einem Schritt S105 vor, in dem das VEL-Steuergerät 113 ermittelt, dass das Sensorausgangssignal anormal ist.
  • Wenn das VEL-Steuergerät 113 hingegen ermittelt, dass die Ausgangsspannung des Sensors niedriger als der obere Grenzwert im Schritt S101 ist, rückt die Routine zu einem Schritt S102 vor.
  • Im Schritt S102 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob die Ausgangsspannung des Sensors niedriger als ein vorab gespeicherter unterer Grenzwert (z. B. 0,25V) ist, oder nicht.
  • Der untere Grenzwert ist auf einen niedrigen Wert eingestellt, der den üblichen variablen Bereich der Sensor-Ausgangsspannung unterschreitet, und der untere Grenzwert ist auf einen Wert eingestellt, den der Sensor im Normalzustand nicht unterschreitet.
  • Wenn die Ausgangsspannung des Sensors niedriger als der untere Grenzwert ist, rückt die Routine zum Schritt S103 vor und das VEL-Steuergerät 113 ermittelt, ob der Zustand die vorgegebene Zeit lang oder länger andauert, oder nicht.
  • Wenn der Zustand, in dem die Ausgangsspannung des Sensors niedriger als der untere Grenzwert ist, die vorgegebene Zeit oder länger andauert, kann das VEL-Steuergerät 113 ermitteln, dass nicht die temporäre Anormalität bei der Spannung, sondern die kontinuierliche Anormalität, wie zum Beispiel der Kurzschluss, erzeugt wurde. In diesen Fällen rückt die Routine zum Schritt S105 vor, in dem das VEL-Steuergerät 113 ermittelt, dass das Sensorausgangssignal anormal ist.
  • Wenn die negative Ermittlung im Schritt S102 erfolgt ist, rückt die Routine zum Schritt S104 vor und das VEL-Steuergerät 113 ermittelt, dass die Ausgangsspannung des Sensors in einen korrekten Bereich vom unteren Grenzwert bis zum oberen Grenzwert fällt.
  • Das Verfahren zur Diagnose der Anormalität der Winkelsensoren 127a und 127b ist nicht auf die durch das Ablaufdiagramm von 13 gezeigte Verfahren beschränkt, sondern viele bekannte Diagnoseverfahren können gemäß einem System und einer Art des Winkelsensors angewendet werden.
  • 14 ist ein Ablaufdiagramm, das die detaillierte Fehlanpassungsdiagnose im Schritt S004 zeigt.
  • In einem Schritt S301 wird ein Absolutwert einer Differenz zwischen einem Erfassungswinkel auf der Basis des Ausgangssignals des Winkelsensors 127a und einem Erfassungswinkel auf der Basis des Ausgangssignals des Winkelsensors 127b als Fehlerbetrag berechnet.
  • Der Erfassungswinkel auf der Basis des Sensorausgangssignals soll ein Ergebnis darstellen, bei dem die Ausgangsspannung von jedem der Winkelsensoren 127a und 127b in den Winkel der Steuerwelle 16 umgewandelt wird, wobei die Charakteristik der Umwandlung der Ausgangsspannung in den Winkel eine festgelegte Charakteristik, die gewöhnlich bei jedem Sensor angewendet wird, oder eine Charakteristik sein kann, die von jedem Sensor erlernt wird.
  • In einem Schritt S302 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob der Fehlerbetrag gleichgroß oder höher als ein vorgegebener Wert ist, oder nicht.
  • Der vorgegebene Wert wird vorab auf der Basis eines zulässigen Werts eines Winkelerfassungsfehlers festgelegt. Wenn der Fehlerbetrag gleichgroß oder größer als der vorgegebene Wert ist, ermittelt das VEL-Steuergerät 113, dass ein Fehler, der die zulässige Größe überschreitet, beim Winkel erzeugt wurde, der von zumindest einem der Sensoren erfasst wurde.
  • Wenn der Fehlerbetrag hingegen niedriger als der vorgegebene Wert ist, ermittelt das VEL-Steuergerät 113, dass der Fehler des Winkels, der vom Sensor erfasst wurde, in den zulässigen Bereich fällt und die Routine rückt zu einem Schritt S303 vor. Im Schritt S303 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, dass die Winkelsensoren 127a und 127b normal sind (d. h., dass die Fehlanpassung nicht vorliegt).
  • Wenn im Schritt S302 der Fehlerbetrag gleichgroß oder größer als der vorgegebene Wert ist, rückt die Routine zu einem Schritt S304 vor. Im Schritt S304 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob der Zustand eine vorgegebene Zeit (z. B. eine Sekunde) lang oder länger andauert, oder nicht.
  • Die vorgegebene Zeit wird verwendet, um eine temporäre Abweichung des Erfassungswinkels zwischen den Sensoren von einer Abweichung des Erfassungswinkels zu unterscheiden, der durch die Anormalität beim Sensor verursacht wird. Wenn der Zustand, in dem der Fehlerbetrag gleichgroß oder größer als der vorgegebene Wert ist, eine vorgegebene Zeit lang oder länger andauert, ermittelt das VEL-Steuergerät 113, dass irgendeine Art einer Anormalität in zumindest einem der Sensoren erzeugt wurde und die Routine rückt zu einem Schritt S305 vor. Im Schritt S305 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, dass die Winkelsensoren 127a und 127b anormal sind (d. h., dass die Fehlanpassung erzeugt wurde).
  • In dem Fall, in dem einer der Winkelsensoren 127a und 127b im Wesentlichen normal arbeitet, obwohl die Erzeugung der Leiterunterbrechung oder des Kurzschlusses beim anderen Winkelsensor erfasst wurde, ermittelt das VEL-Steuergerät 113 die geringfügige Anormalität und die elektrische Energie kann der Antriebsschaltung 305 zugeführt werden, um die Feedbacksteuerung unter Verwendung des Erfassungsergebnisses des normal arbeitenden Sensors fortzusetzen. In diesen Fällen wird der variable Bereich des maximalen Ventilhubbetrags des variablen Hubmechanismus 112, wie oben beschrieben, vorzugsweise auf den vorgegebenen Bereich mit geringem Hub begrenzt oder der maximale Soll-Ventilhub wird auf den vorab gespeicherten Referenzwert festgelegt. 15 ist ein Ablaufdiagramm, das die detaillierte Überstrom-Diagnose im Schritt S005 veranschaulicht.
  • In einem Schritt S401 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob der Strom, der momentan durch den Motor 121 fließt und von der Stromerfassungsschaltung 308 erfasst wurde, gleichgroß oder höher als ein vorgegebener Wert ist, oder nicht.
  • Der vorgegebene Wert ist auf einen Wert eingestellt, der einen Bereich des Stroms, der während des üblichen Steuerungszustands durch den Motor 121 fließt, überschreitet. Wenn der momentane Strom den vorgegebenen Wert überschreitet, besteht eine Möglichkeit, dass ein Transistor in der Antriebsschaltung 305 zerstört wird.
  • Wenn der momentan durch den Motor 121 fließende Strom im Schritt S401 niedriger als der vorgegebene Wert ist, weil der Strom, der in den üblichen Bereich fällt, durch den Motor 121 fließt, rückt die Routine zu einem Schritt S402 vor. Im Schritt S402 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, dass der Strom des Motors 121 normal ist.
  • Wenn im Schritt S401 der momentan durch den Motor 121 fließende Strom hingegen nicht niedriger als der vorgegebene Wert ist, besteht eine Möglichkeit, dass der Transistor zerstört wird. Jedoch besteht auch die Möglichkeit, dass der Strom durch Störungen augenblicklich zunimmt. Daher rückt die Routine zu einem Schritt S403 vor, in dem das VEL-Steuergerät 113 ermittelt, ob der Zustand eine vorgegebene Zeit lang (z. B. 0,1 Sekunden) oder länger andauert, oder nicht.
  • Im Schritt S403 wird die vorgegebene Zeit vorab angepasst, um den momentan erhöhten Strom, der von Störungen verursacht wurde, vom kontinuierlich erhöhten Strom zu unterscheiden, der durch den Defekt und dgl. des Transistors verursacht wurde.
  • Wenn im Schritt S403 der Zustand, in dem der Motorstrom gleichgroß oder größer als der vorgegebene Wert ist, eine vorgegebene Zeit lang oder länger andauert, rückt die Routine zu einem Schritt S404 vor und das VEL-Steuergerät 113 ermittelt, ob der Überstrom durch den Motor 121 fließt, oder nicht.
  • Die Diagnoseaufgabe auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 ist nicht auf die Fehlerdiagnose des Winkelsensors 127 und den Überstrom des Motors 121 beschränkt.
  • 16 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine eines Diagnoseprozesses auf der Seite des ECMs 114 veranschaulicht und es wird vorausgesetzt, dass der Diagnoseprozess von 16 zu jedem vorgegebenen Zeitintervall ausgeführt wird.
  • In einem Schritt S021 empfängt das ECM 114 Informationen vom VEL-Steuergerät 113.
  • Die Informationen umfassen neben dem Diagnoseergebnis des VEL-Steuergeräts 113 z. B. den vom Winkelsensor 127 erfassten momentanen Winkel der Steuerwelle 16.
  • In einem Schritt S022 diagnostiziert das ECM 114 einen Feedback-Steuerungszustand des Motors 121 auf der Basis des Soll-Winkels.
  • Die detaillierte Diagnose im Schritt S022 ist in einem Ablaufdiagramm von 17 dargestellt.
  • In einem Schritt S501 wird ein Absolutwert einer Differenz zwischen dem Soll-Winkel der Steuerwelle 16 und dem momentanen Winkel der Steuerwelle 16, der vom VEL-Steuergerät 113 gesendet wurde, als Fehlerbetrag berechnet.
  • In einem Schritt S502 ermittelt das ECM 114, ob der Fehlerbetrag gleichgroß oder größer als ein vorgegebener Wert ist, oder nicht.
  • Der vorgegebene Wert wird vorab aus der Charakteristik des VEL-Mechanismus 112 und einer Verstärkung der Feedbacksteuerung festgelegt und der vorgegebene Wert wird als Wert festgelegt, der den Fehlerbetrag beim üblichen Feedbacksteuerungszustand kaum überschreitet.
  • Wenn der Fehlerbetrag geringer als der vorgegebene Wert ist, ermittelt das ECM 114, dass die normale Feedbacksteuerung durchgeführt wird, und der momentane Winkel folgt der Änderung beim Soll-Winkel mit einem hinlänglichen Ansprechverhalten und die Routine rückt zu einem Schritt S503 vor. Im Schritt S503 ermittelt das ECM 114, dass die Feedbacksteuerung normal ist.
  • Wenn der Fehlerbetrag hingegen gleichgroß oder größer als der vorgegebene Wert ist, rückt die Routine zu einem Schritt S504 vor und das ECM 114 ermittelt, ob der Zustand, bei dem der Fehlerbetrag gleichgroß oder größer als der vorgegebene Wert ist, eine vorgegebene Zeit (z. B. eine Sekunde) lang oder länger andauert, oder nicht.
  • Manchmal überlagern sich die Störungen auf das Ausgangssignal des Winkelsensors 127, um augenblicklich das Erfassungsergebnis des Winkels zu verändern, wobei der Fehlerbetrag gleichgroß oder größer als der vorgegebene Wert sein kann. Um den Zustand, bei dem der große Fehlerbetrag kontinuierlich erzeugt wird von dem momentan erhöhten Fehlerbetrag zu unterscheiden, der durch einen Einfluss der Störung verursacht wird, ermittelt das ECM 114 daher, ob der Zustand eine vorgegebene Zeit oder länger andauert, oder nicht, und die vorgegebene Zeit wird vorab angepasst.
  • Wenn der Zustand, in dem der Fehlerbetrag gleichgroß oder größer als der vorgegebene Wert ist, die vorgegebene Zeit (z. B. eine Sekunde) lang oder länger andauert, weil das ECM 114 ermittelt, dass nicht der durch einen Einfluss der Störung verursachte Fehlerbetrag, sondern der große Fehlerbetrag kontinuierlich erzeugt wird, rückt die Routine zu einem Schritt S505 vor. Im Schritt S505 ermittelt das ECM 114, dass die Feedbacksteuerung (transientes Ansprechverhalten) anormal ist.
  • Unter Bezugnahme auf 16 ist zu erkennen, dass, wenn das ECM 114 die anormale Feedbacksteuerung im Schritt S022 diagnostiziert, das ECM 114 das Diagnoseergebnis in einem Schritt S023 auf die Seite des VEL-Steuergeräts 113 überträgt.
  • In einem Schritt S024 ermittelt das ECM 114, ob zumindest entweder die vom ECM 114 ausgeführte Feedbacksteuerungs-Diagnose oder das Diagnoseergebnis auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 die Anormalität anzeigt, oder nicht.
  • Wenn zumindest entweder die vom ECM 114 ausgeführte Feedbacksteuerungs-Diagnose oder das Diagnoseergebnis auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 die Anormalität anzeigen, rückt die Routine zu einem Schritt S025 vor. Im Schritt S025 wird das Ausgangssignal vom ECM 14 an die UND-Schaltung 321 auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt, was das Anormalitäts-Ermittlungssignal darstellt, um die Relaisschaltung 306 abzuschalten und dadurch die Zufuhr von elektrischer Energie zur Motor-Antriebsschaltung 305 zu stoppen.
  • Wie oben beschrieben, kann das Ausschalten der Relaisschaltung 306 die Zufuhr von elektrischer Energie zur Motor-Antriebsschaltung 305 stoppen, um den Antrieb des Motors 121 anzuhalten, wenn das ECM 114 diagnostiziert, dass die anormale Feedbacksteuerung erzeugt wird, und das Ausschalten der UND-Schaltung 321 kann die Relaisschaltung 306 ausschalten, um die Zufuhr von elektrischer Energie an die Motor-Antriebsschaltung 305 zu stoppen, wenn die Anormalität des Winkelsensors 127 durch die Diagnose auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 festgestellt wurde, obwohl die Feedbacksteuerung normal ist.
  • Selbst wenn das Eingangssignal an die UND-Schaltung 321 nicht auf den niedrigen Pegel gesetzt werden kann, weil die mit der UND-Schaltung 321 verbundene Ausgangssignalschaltung auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 versagt, kann dementsprechend das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 auf der Seite des ECMs 114 auf den niedrigen Pegel gesetzt werden, um die Zufuhr von elektrischer Energie an die Motor-Antriebsschaltung 305 abzustellen.
  • Wenn das ECM 114 diagnostiziert, dass die Feedbacksteuerung normal ist, während das Diagnoseergebnis auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 anormal ist, wird das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 nicht direkt auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt, das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 wird erst auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt, wenn das anormale Diagnoseergebnis auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 eine vorgegebene Zeit lang oder länger andauert.
  • Wenn die AUS-Steuerung der Relaisschaltung 306 verzögert wird, kann das falsche Ausschalten der Relaisschaltung 306 aufgrund der temporären Anormalität bei der Informationsübertragung somit verhindert werden, um die Zuverlässigkeit der bei Ausfall sicheren Steuerung zu verbessern.
  • Die vorgegebene Zeit, die die Verzögerungszeit darstellt, wird vorab als ausreichende Zeit angepasst, um bestätigen zu können, dass die Anormalität bei der Informationsübertragung nicht erzeugt wurde.
  • In dem Fall, in dem die Informationen, die den normalen oder anormalen Zustand anzeigen, nicht von der Seite des VEL-Steuergeräts 113 empfangen werden können, oder in dem Fall, in dem das Signal, das den normalen oder anormalen Zustand anzeigt, selbst anormal ist, erfolgt bevorzugt die Anormalitätsbestimmung, um das Ausgangssignal an den UND-Schaltkreis 321 auf den niedrigen Pegel zu setzen, damit die Relaisschaltung 306 abgeschaltet werden kann, selbst wenn die Anormalität bei der Informationsübertragung erzeugt wurde.
  • In dem Fall, in dem das Signal, das das Diagnoseergebnis anzeigt, das von der Seite des VEL-Steuergeräts 113 gesendet wurde, nicht regulär ist, kann bestimmt werden, dass die CPU 302 des VEL-Steuergeräts 113 anormal ist. Daher wird das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 ebenfalls auf den niedrigen Pegel gesetzt.
  • Wenn hingegen sowohl die Feedbacksteuerungs-Diagnose, die vom ECM 114 ausgeführt wird, als auch das Diagnoseergebnis auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 im Schritt S024 normal sind, rückt die Routine zu einem Schritt S026 vor. Im Schritt S026 wird das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt, um die Relaisschaltung 306 einzuschalten, wobei dadurch der Antriebsschaltung 305 die elektrische Energie zugeführt wird.
  • Wenn an dieser Stelle das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 ebenfalls auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt wird, wird die Relaisschaltung 306 eingeschaltet, um der Antriebsschaltung 305 die elektrische Energie zuzuführen, so dass die Antriebssteuerung des Motors 121 wie üblich ausgeführt werden kann.
  • Eine Mehrzahl von Kombinationen der Relais, die die elektrischen Aktuatoren und die Antriebs-Energieversorgungen der elektrischen Aktuatoren ein- und ausschalten, können vorgesehen werden. In solchen Fällen können nicht nur die elektrischen Energieversorgungen einheitlich ein- und ausgeschaltet werden, sondern auch lediglich die elektrische Energieversorgung, die mit dem entsprechenden elektrischen Aktuator verbunden ist, kann auf der Basis der Anormalitätsbestimmungseinheit abgestellt werden.
  • In der ersten Ausführungsform geben die CPU 302 des VEL-Steuergeräts 113 und die CPU 114a des ECMs 114 die hohen und niedrigen Binärsignale an die UND-Schaltung 321 direkt aus, um dadurch das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 umzuschalten. In der in 18 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung kann das mit zwei Logik-ICs 323a und 323b versehene VEL-Steuergerät 113 so konfiguriert werden, dass die Ausgangssignale von den CPUs 114a und 302 in die Logik-ICs 323a und 323b eingespeist werden, während die Ausgangssignale der Logik-ICs 323a und 323b in die UND-Schaltung 321 eingespeist werden.
  • In der Konfiguration von 18 geben die CPUs 114a und 302 gemäß dem Diagnoseergebnis (dem Vorliegen oder Fehlen einer Anormalität) Signale mit unterschiedlichen Frequenzen an die Logik-ICs 323a und 323b aus und die Logik-ICs 323a und 323b schalten die hohen und niedrigen Pegel des Ausgangssignals an die UND-Schaltung 321 auf der Basis des Frequenz-Erfassungsergebnisses um.
  • Die Logik-ICs 323a und 323b setzen ihr Ausgangssignal auf den hohen Pegel, wenn die Frequenzen von den CPUs 114a und 302 in einen Frequenzbereich fallen, der der Normalbestimmung entspricht. Die Logik-ICs 323a und 323b setzen ihr Ausgangssignal auf den niedrigen Pegel, wenn die Frequenzen von den CPUs 114a und 302 nicht in einen Frequenzbereich fallen, der der Normalbestimmung entspricht. Wenn zumindest einer der Logik-ICs 323a und 323b den niedrigen Pegel ausgibt, wird die Relaisschaltung 306 ausgeschaltet, um die Zuführung von elektrischer Energie an die Motor-Antriebsschaltung 305 zu stoppen.
  • In dem Fall, in dem die Logik-ICs 323a und 323b verwendet werden, wird in den Schritten S008 und S025 ein Signal mit einer Frequenz, die vorab als Frequenz ausgewählt wurde, die den Normalzustand anzeigt, an die Logik-ICs 323a und 323b ausgegeben und in den Schritten S009 und S026 wird ein Signal mit einer Frequenz ausgegeben, die sich von dieser Frequenz unterscheidet.
  • 19 ist ein Ablaufdiagramm, das Prozessinhalte darstellt, die von den Logik-ICs 323a und 323b ausgeführt werden.
  • In einem Schritt S601 lesen die Logik-ICs 323a und 323b die Frequenz des Eingangssignals, das von der CPU 114a oder der CPU 302 bereitgestellt wird.
  • In einem Schritt S602 bestimmen die Logik-ICs 323a und 323b, ob die im Schritt S601 gelesene Frequenz in einem vorab festgelegten Bereich enthalten ist, oder nicht.
  • Unter Berücksichtigung der verschiedenen Variationsfaktoren wird der vorgegebene Bereich mit einem Hauptschwerpunkt auf die Frequenz des Signals festgelegt, das sowohl von der CPU 114a als auch der CPU 302 beim normalen Diagnoseergebnis eingegeben wird.
  • Wenn die Frequenz des Signals, das von der CPU 114a oder der CPU 302 bereitgestellt wird, in den vorgegebenen Bereich fällt, rückt die Routine zu einem Schritt S603 vor und die Logik-ICs 323a und 323b setzen das Ausgangssignal auf den hohen Pegel. Wenn die Frequenz des Signals nicht in den vorgegebenen Bereich fällt, rückt die Routine zu einem Schritt S604 vor und die Logik-ICs 323a und 323b setzen das Ausgangssignal auf den niedrigen Pegel.
  • Wenn die von der CPU 114a oder der CPU 302 an die Logik-ICs 323a und 323b bereitgestellten Signale anormal auf den hohen oder niedrigen Pegel festgesetzt werden, werden dementsprechend beide von den Logik-ICs 323a und 323b bereitgestellten Ausgangssignalpegel auf den niedrigen Pegel gesetzt, um die Relaisschaltung 306 auszuschalten, sodass die Ausfallsicherheit verlässlicher erreicht werden kann.
  • Beim System der zweiten Ausführungsform berechnet das ECM 114 den Sollwinkel und das ECM 114 diagnostiziert die Anormalität der Feedbacksteuerung. Alternativ kann die Diagnose der Anormalität der Feedbacksteuerung von einer dritten Steuereinheit erfolgen, die unabhängig vom VEL-Steuergerät 113 und vom ECM 114 vorgesehen ist.
  • 20 zeigt ein System, das mit einer dritten Steuereinheit 324 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung versehen ist. Die mit einem Mikrocomputer versehene dritte Steuereinheit 324 umfasst eine Informationsübertragungsschaltung 325, die eine wechselseitige Informationsübertragung mit dem VEL-Steuergerät 113 und dem ECM 114 durchführen kann, wobei die Information des Sollwinkels vom ECM 114 in die dritte Steuereinheit 324 eingegeben wird und die Information des momentanen Winkels der Steuerwelle 16 vom VEL-Steuergerät 113 in die dritte Steuereinheit 324 eingegeben wird.
  • Die dritte Steuereinheit 324 sendet das Diagnoseergebnis zum VEL-Steuergerät 113 und zum ECM 114 und das vom VEL-Steuergerät 113 ausgeführte Diagnoseergebnis wird zum ECM 114 übertragen.
  • Die dritte Steuereinheit 324 kann eine Einheit sein, die lediglich die Anormalitätsdiagnose der Feedbacksteuerung ausführt, oder die dritte Steuereinheit 324 kann eine Steuereinheit sein, die sowohl eine Funktion zur Steuerung einer im Fahrzeug befindlichen Vorrichtung (wie z. B. ein Automatikgetriebe, ABS und Vierrad-Antriebsystem) als auch eine Funktion zur Ausführung der Anormalitätsdiagnose der Feedbacksteuerung aufweist.
  • Wie oben beschrieben, wenn die dritte Steuereinheit 324 die Anormalitätsdiagnose der Feedbacksteuerung durchführt, kann eine Berechnungsbelastung des ECMs 114, während die Anormalitätsdiagnose ausgeführt wird, selbst beim anormalen Zustand des ECMs 114 reduziert werden, und das Diagnoseergebnis wird zum VEL-Steuergerät 113 übertragen. Deshalb kann die Relaisschaltung 306 beim anormalen Zustand der Feedbacksteuerung abgeschaltet werden, um die Zuführung von elektrischer Energie zur Motor-Antriebsschaltung 305 zu stoppen.
  • 21 bis 23 sind Ablaufdiagramme, die Prozessinhalte veranschaulichen, die vom VEL-Steuergerät 113, ECM 114 bzw. der dritten Steuereinheit 324 im System ausgeführt werden, das mit der dritten Steuereinheit 324 von 20 versehen ist.
  • 21 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Routine zeigt, die vom VEL-Steuergerät 113 der dritten Ausführungsform ausgeführt wird. Obwohl die Routine von 21 im Wesentlichen ähnlich zu der von 12 ist, unterscheidet sich die Routine von 21 von der Routine von 12 in den Prozessinhalten in den Schritten S701 und S707.
  • Im Schritt S701 empfängt das VEL-Steuergerät 113 das von der dritten Steuereinheit 324 erstellte Diagnoseergebnis, was später beschrieben wird.
  • In den Schritten S702 bis S705, die den Schritten S002 bis S005 ähnlich sind, diagnostiziert das VEL-Steuergerät 113 die Anormalität des Winkelsensors 127 und das Vorliegen des Motor-Überstroms.
  • In einem Schritt S706 überträgt das VEL-Steuergerät 113 die Diagnoseergebnisse des Schritts S702 bis S705 an das ECM 114.
  • In einem Schritt S707 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob die Anormalitätsbestimmung in einem der Schritte S702 bis S705 erfolgt ist, oder nicht, und/oder, ob die dritte Steuereinheit 324 die Anormalitätsdiagnose erzeugt hat, oder nicht.
  • Wenn die Anormalitätsbestimmung in einem der Schritte S702 bis S705 erfolgt ist, und/oder wenn die dritte Steuereinheit 324 die Anormalitätsdiagnose erzeugt hat, rückt die Routine zu einem Schritt S708 vor und das Ausgangssignal an die UND-Schaltung 321 wird auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt.
  • Dementsprechend wird nicht nur in dem Fall, in dem das VEL-Steuergerät 113 die Anormalitätsdiagnose ausführt, sondern auch in dem Fall, in dem die dritte Steuereinheit 324 die Anormalitätsdiagnose ausführt, die Relaisschaltung 306 ausgeschaltet werden, um die Zufuhr von elektrischer Energie an die Motor-Antriebsschaltung 305 abzustellen, und es kann verhindert werden, dass der Motor 121 wie üblich angetrieben wird, wodurch das maximale Ventilhubmaß auf einen anormalen Wert gesteuert werden würde.
  • Wenn das Ausgangssignal vom VEL-Steuergerät 113 zur UND-Schaltung 321 auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt wird, selbst wenn das Ausgangssignal zur UND-Schaltung 321 auf der Seite des ECMs 114 auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt wird, wird das Ausgangssignal der UND-Schaltung 321 auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt und die Relaisschaltung 306 wird ausgeschaltet, um die Zufuhr von elektrischer Energie an die Motor-Antriebsschaltung 305 abzustellen.
  • Selbst wenn eines der Eingangssignale zur UND-Schaltung 321 nicht auf den niedrigen Pegel gesetzt werden kann, weil die Anormalität in einem Signalweg vom ECM 114 zur UND-Schaltung 321 erzeugt wurde, wird demzufolge das andere Eingangssignal zur UND-Schaltung 321 auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 auf den niedrigen Pegel gesetzt, so dass die Relaisschaltung 306 ausgeschaltet werden kann.
  • Obwohl das Ausgangssignal zur UND-Schaltung 321 auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt ist, kann an dieser Stelle das Signal zur Bereitstellung der Anweisung, den durch den Motor 121 fließenden Strom zu stoppen, als Steuersignal an die Motor-Antriebsschaltung 305 ausgegeben werden.
  • In diesen Fällen kann der durch den Motor 121 fließende Strom gestoppt werden, selbst wenn die Anormalität, bei der die Relaisschaltung 306 durch das Ausgangssignal zur UND-Schaltung 321 nicht ausgeschaltet werden kann, erzeugt wurde.
  • Wenn hingegen die Normalitätsermittlung in allen Schritten S702 bis S705 erfolgt ist und wenn die Normalitätsdiagnose auf der Seite der dritten Steuereinheit 324 erfolgt ist, rückt die Routine zu einem Schritt S709 vor und das Ausgangssignal zur UND-Schaltung 321 wird auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt.
  • Wenn das Ausgangssignal zur UND-Schaltung 321 an dieser Stelle auf der Seite des ECMs 114 ebenfalls auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt wird, wird die Relaisschaltung 306 eingeschaltet, um der Motor-Antriebsschaltung 305 elektrische Energie zuzuführen, was die übliche Antriebssteuerung des Motors 121 ermöglicht.
  • 22 ist ein Ablaufdiagramm, das die vom ECM 114 der dritten Ausführungsform ausgeführte Routine veranschaulicht.
  • In einem Schritt S721 empfängt das ECM 114 die Diagnoseergebnisinformation vom VEL-Steuergerät 113 und das ECM 114 empfängt auch die Diagnoseergebnisinformation von der dritten Steuereinheit 324.
  • In einem Schritt S722 ermittelt das ECM 114, ob die Anormalitätsbestimmung zumindest entweder vom VEL-Steuergerät 113 oder von der dritten Steuereinheit 324 erfolgt ist, oder nicht.
  • Wenn die Anormalitätsbestimmung zumindest entweder vom VEL-Steuergerät 113 oder von der dritten Steuereinheit 324 erfolgt ist, rückt die Routine zu einem Schritt S723 vor, das Ausgangssignal vom ECM 114 zur UND-Schaltung 321 wird auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt und die Relaisschaltung 306 wird ausgeschaltet, um die Zufuhr von elektrischer Energie an die Motor-Antriebsschaltung 305 abzustellen.
  • Wenn die Anormalitätsbestimmung zumindest entweder vom VEL-Steuergerät 113 oder von der dritten Steuereinheit 324 erfolgt ist, wird auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 das Ausgabesignal zur UND-Schaltung 321 auch auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt. Selbst wenn eines der Eingangssignale in die UND-Schaltung 321 nicht auf AUS (den niedrigen Pegel) gesetzt werden kann, weil die Anormalität im Ausgangssignalweg des VEL-Steuergeräts 113 zur UND-Schaltung 321 erzeugt wurde, setzt das ECM 114 jedoch das andere Eingangssignal der UND-Schaltung 321, wie oben beschrieben, auf AUS (den niedrigen Pegel). Wenn das eine der zwei Eingabesysteme der UND-Schaltung 321 normal arbeitet, kann die Relaisschaltung 306 daher ausgeschaltet werden, um die Zufuhr von elektrischer Energie zur Motor-Antriebsschaltung 305 abzustellen.
  • Wenn hingegen die Normalitätsermittlung sowohl vom VEL-Steuergerät 113 als auch von der dritten Steuereinheit 324 durchgeführt wurde, rückt die Routine zu einem Schritt S724 vor und das Ausgangssignal vom ECM 114 zur UND-Schaltung 321 wird auf EIN (den hohen Pegel) gesetzt. Daher kann die Relaisschaltung 306 eingeschaltet werden, um der Motor-Antriebsschaltung 305 elektrische Energie zuzuführen.
  • 23 ist ein Ablaufdiagramm, das die Routine veranschaulicht, die von der dritten Steuereinheit 324 der dritten Ausführungsform durchgeführt wird.
  • In einem Schritt S730 empfängt die dritte Steuereinheit 324 die Information des Sollwinkels an der Steuerwelle 16 vom ECM 114 und die dritte Steuereinheit 324 empfängt die Information des momentanen Winkels an der Steuerwelle 16 vom VEL-Steuergerät 113.
  • In einem Schritt S731 erstellt die dritte Steuereinheit 324 die Anormalitätsdiagnose der Feedbacksteuerung gemäß dem Ablaufdiagramm von 17.
  • In einem Schritt S732 überträgt die dritte Steuereinheit 324 das Diagnoseergebnis der Feedbacksteuerung sowohl an das VEL-Steuergerät 113 als auch das ECM 114.
  • Bei der dritten Ausführungsform wird die der Antriebsschaltung 305 zugeführte elektrische Energie beim Anormalitäts-Steuerungszustand der Antriebssteuerung des Motors 121 (des elektrischen Aktuators) abgestellt. Darüber hinaus kann am VEL-Steuergerät 113 und am ECM 114 ein Reset durchgeführt werden. Eine vierte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Bei der vierten Ausführungsform kann das Reset beim in 11 dargestellten System durchgeführt werden.
  • 24 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Reset-Prozess (Neustart-Prozess) veranschaulicht, der auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 der vierten Ausführungsform ausgeführt wird. In einem Schritt S801 ermittelt das VEL-Steuergerät 113, ob die Anormalitätsermittlung durch die Diagnose des VEL-Steuergeräts 113 selbst und/oder die Diagnose auf der Seite des ECMs 114 erfolgt ist, oder nicht, um das Ausgangssignal vom VEL-Steuergerät 113 zur UND-Schaltung 321 auf den niedrigen Pegel zu setzen (Ausschaltsteuerung der Relaisschaltung 306 wird ausgeführt).
  • Wenn die Relaisschaltung 306 ausgeschaltet ist, rückt die Routine zu einem Schritt S802 vor und die CPU 302 des VEL-Steuergeräts 113 führt den Reset-Prozess (Mikrocomputer-Reset) selbsttätig aus.
  • Wenn die Anormalitätsdiagnose infolge eines Problems bei der CPU 302 des VEL-Steuergeräts 113 erfolgt ist, kann die CPU 302 möglicherweise zum Normalitätszustand zurückkehren, um die übliche Antriebssteuerung des Motors 121 (variabler Hubmechanismus 112) durch den Reset-Prozess auszuführen. Dadurch kann verhindert werden, dass der Motor 121 unnötigerweise im Antriebsstoppzustand verbleibt.
  • Nicht nur die CPU 302 des VEL-Steuergeräts 113 wird selbsttätig einem Reset unterzogen, sondern auch das ECM 114 kann das VEL-Steuergerät 113 (die CPU 302) erneut starten, um den Reset durchzuführen, nachdem die Zufuhr von elektrischer Energie an das VEL-Steuergerät 113 (die CPU 302) vorläufig abgestellt wurde, wenn das ECM 114 die Zufuhr von elektrischer Energie an das VEL-Steuergerät 113 steuert.
  • Wenn das ECM 114 den Reset des VEL-Steuergeräts 113 (der CPU 302) steuert, kann das ECM 114 ferner das VEL-Steuergerät 113 (die CPU 302) nur in dem Fall einem Reset unterziehen, bei dem die Ermittlung einer möglichen Anormalität für das VEL-Steuergerät 113 (die CPU 302) erfolgt ist, weil die Anormalität beim Senden der Informationen vom VEL-Steuergerät 113 (von der CPU 302) vorliegt.
  • In diesen Fällen kann verhindert werden, dass das normal arbeitende VEL-Steuergerät 113 unnötigerweise einem Reset unterzogen wird.
  • 25 ist ein Ablaufdiagramm, das den Reset-Prozess (Neustart-Prozess) veranschaulicht, der vom ECM 114 der vierten Ausführungsform ausgeführt wird. Es wird vorausgesetzt, dass der Reset-Prozess von 25 vom ECM 114 ausgeführt wird, das eine Funktion zum erneuten Starten des Motors 101 aufweist.
  • In einem Schritt S901 ermittelt das ECM 114, ob die Anormalitätsbestimmung durch die Diagnose des ECMs 114 selbst und/oder die Diagnose auf der Seite des VEL-Steuergeräts 113 erfolgt ist, oder nicht, um das Ausgabesignal zur UND-Schaltung 321 auf den niedrigen Pegel zu setzen (die Ausschaltsteuerung der Relaisschaltung 306 wird durchgeführt).
  • Wenn die Relaisschaltung 306 ausgeschaltet ist, rückt die Routine zu einem Schritt S902 vor, worin das ECM 114 ermittelt, ob eine Fahrzeuggeschwindigkeit 0 km/h beträgt und sich der Motor 101 in einem Leerlaufzustand befindet, oder nicht.
  • Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit 0 km/h beträgt und sich der Motor 101 in einem Leerlaufzustand befindet, ermittelt das ECM 114, dass kein Problem auftritt, selbst wenn der Motor 101 zeitweise gestoppt wird, und die Routine rückt zu einem Schritt S903 vor. Im Schritt S903 wird die CPU 114a des ECMs 114 selbsttätig einem Reset unterzogen.
  • Die Kraftstoffzufuhr zum Motor 101 und die Zündung gehen zum Stoppen des Motors 101 durch den Reset verloren. Wenn die CPU 114a des ECMs 114 jedoch nach dem Reset gestartet wird, startet das ECM 114 den Motor 101 erneut.
  • Als Verfahren zum erneuten Starten des Motors 101 kann zusätzlich zum Verfahren zum Starten eines Anlassers unter Verwendung des ECMs 114 ein Verfahren zum Starten des Motors 101 durch die Ausführung der Kraftstoffeinspritzung und Zündung am Zylinder bei einem Expansionshub als Beispiel beim Motor mit Direkteinspritzung angeführt werden.
  • Insbesondere wenn der Steuerungsmechanismus, der den Motor 101 automatisch stoppt und erneut startet, in einem Fahrzeug, das den Leerlaufstopp ausführt oder in einem Hybridfahrzeug eingebaut ist, kann der Motor 101 nach dem Neustart erneut gestartet werden.
  • In dem Fall, in dem die Anormalitätsbestimmung infolge der Störung beim ECM 114 erfolgt, kehrt das ECM 114 möglicherweise zum Normalbetrieb zurück, um die übliche Antriebssteuerung des Motors 121 (des variablen Hubmechanismus 112) durch den oben beschriebenen Reset-Prozess auszuführen. Dadurch kann verhindert werden, dass der Motor 121 unnötigerweise im Antriebsstoppzustand verbleibt.
  • In dem Fall, in dem die Anormalitätsbestimmung erneut erfolgt, um die Relaisschaltung 306 abzustellen, nachdem der Motor 101 erneut gestartet wurde wird das Starten des Motors 101 vorzugsweise abgebrochen.
  • Ferner wird in dem Fall, in dem das ECM 114 und/oder das VEL-Steuergerät 113 einem Reset unterzogen wurden, die Steuerung des Motors 121 vorzugsweise eingeschränkt. Genauer gesagt wird der variable Bereich des maximalen Ventil Hubmaßes des variablen Hubmechanismus 112 auf einen vorgegebenen Bereich mit geringem Hub beschränkt, oder das maximale Soll-Ventilhubmaß des variablen Hubmechanismus 112 wird auf einen vorab gespeicherten Referenzwert festgelegt.
  • Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem die Bestimmung des Normalzustands durch die verschiedenen Diagnosen erfolgt, die sowohl vom ECM 114 als auch vom VEL-Steuergerät 113 durchgeführt wurden, während die Beschränkung für die Steuerung des Motors 121 angewendet wird, die Beschränkung aufgehoben werden, um zum üblichen Steuerungszustand zurückzukehren. Das heißt, der Zustand, in dem die Beschränkung auf die Steuerung angewendet wird, wird beibehalten bis nach dem Neustart die Bestimmung des Normalzustandes erfolgt ist.
  • Daher kann der Motor 121 (der variable Hubmechanismus 112) normalerweise so viel wie möglich betätigt werden, während die Anormalitätsteuerung des Motors 121 verhindert wird.
  • Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist der Motor 121 des variablen Hubmechanismus 112 als Beispiel des elektrischen Aktuators angeführt. Jedoch ist der elektrische Aktuator offensichtlich nicht auf den Motor 121 beschränkt.
  • Die Relais-Antriebsschaltung 307 und die UND-Schaltung 321 können außerhalb des VEL-Steuergeräts 113 oder des ECMs 114 vorgesehen werden.
  • In dem Fall, in dem die Relaisschaltung 306 abgeschaltet wird, um den Antrieb des Motors 121 zu stoppen, wird ein Fahrer vorzugsweise vor dem Übergang auf den bei Ausfall sicheren Zustand (Anormalitäts-Steuerungszustand) unter Verwendung einer Lampe oder dergleichen gewarnt.
  • Der gesamte Inhalt der japanischen Patentanmeldung mit der Nummer JP20070258124 vom 1. Oktober 2007, deren Priorität beansprucht wird, wird hiermit durch Inbezugnahme aufgenommen.
  • Obwohl nur selektive Ausführungsformen gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen und zu beschreiben, ist es dem Durchschnittsfachmann angesichts dieser Offenbarung offensichtlich, dass viele Änderungen und Modifikationen davon erfolgen können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie in den anliegenden Ansprüchen definiert ist.
  • Zusammenfassend ist festzustellen: Bei einem Aspekt der vorliegenden Erfindung diagnostiziert jede aus einer Mehrzahl von Steuereinheiten, die den Antrieb eines elektrischen Aktuators steuern, das Vorliegen einer Anormalität bei der Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators, wobei die Anormalität von Steuereinheit zu Steuereinheit differiert; die Steuereinheit überträgt ihr Diagnoseergebnis an eine andere Steuereinheit; die Steuereinheit gibt ein Signal der Anormalitätsbestimmung als Signal aus, das ihr Diagnoseergebnis anzeigt, wenn zumindest entweder ihr Diagnoseergebnis oder das Diagnoseergebnis einer anderen Steuereinheit eine Anormalität anzeigt; und die Steuereinheit transferiert die Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators auf einen Anormalitäts-Steuerungszustand, wenn das Signal der Anormalitätsbestimmung von zumindest einer aus der Mehrzahl der Steuereinheiten ausgegeben wurde.
  • Bezugszeichenliste
    • 11
    Zylinderkopf
    13
    Nockenwelle
    14
    Nockenwellenlager
    15
    exzentrische Nocken
    15a
    Nockenwellen-Hauptkörper
    15b
    Flankenbereich
    15c
    Einschuböffnung
    16
    Steuerwelle
    17
    Steuernocken
    18
    Kipphebel-Arm
    18a
    ventraler Basisbereich
    18b
    Endbereich
    18c
    Endbereich
    18d
    Stiftöffnung
    18e
    Stiftöffnung
    19
    Stößel
    20
    oszillierender Nocken
    22a
    Lageröffnung
    23a
    Stiftöffnung
    24a
    Basis-Kreisfläche
    24b
    Nockenfläche
    25
    Verbindungsarm
    25a
    ringförmiger Basisbereich
    25b
    nasenförmiges Ende
    25c
    Befestigungsöffnung
    25d
    Stiftöffnung
    26
    Verbindungselement
    26a, 26b
    Endbereiche des Verbindungselements
    26c, 26d
    Stift-Durchgangsöffnungen
    28
    Stift
    30,31,32
    Sicherungsringe
    101
    Motor
    102
    Ansaugleitung
    103a
    Drosselklappenventil-Motor
    103b
    Drosselklappenventil
    104
    Drosselklappe
    105
    Einlassventil
    106
    Brennkammer
    107
    Auslassventil
    108
    Abgasleitung
    109a
    vorderer Katalysator
    109b
    hinterer Katalysator
    110
    auslassseitige Nockenwelle
    111
    Nockenwelle
    112
    variabler Hubmechanismus, VEL-Mechanismus
    113
    VEL-Steuergerät
    114
    ECM
    114a
    CPU
    114b
    Interfaceschaltung
    115
    Luftmengenmesser
    116
    Gaspedalssensor
    117
    Kurbelwinkelsensor
    118
    Drosselklappensensor
    119
    Wassertemperatursensor
    121
    Motor, elektrische Aktuator
    122
    Kegelradgetriebe
    123a, 123b
    Streben
    124
    Gewindemutter
    125
    Gewindestab
    126
    Kegelradgetriebe
    127, 127a, 127b
    Winkelsensor
    130
    Einlasskanal
    131
    Kraftstoff-Einspritzventil
    132
    Zündkerze
    301
    Energieversorgungsschaltung
    302
    CPU
    303
    Energieversorgungs-Pufferschaltung
    304
    Eingangsschaltung
    304a ,304b
    Systeme
    305
    Motor-Antriebsschaltung
    306
    Relaisschaltung
    307
    Relais-Antriebsschaltung
    308
    Strom-Erfassungsschaltung
    321
    UND-Schaltung

Claims (19)

  1. Antriebssteuerungssystem eines elektrischen Aktuators (121) unter Verwendung einer Mehrzahl von Steuereinheiten (113, 114), dadurch gekennzeichnet, dass jede aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) umfasst: eine Diagnoseeinrichtung zum Diagnostizieren des Vorliegens einer Anormalität bei der Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators (121), wobei die Anormalität von Steuereinheit (113, 114) zu Steuereinheit (113, 114) differiert; eine Diagnoseergebnis-Übertragungseinrichtung zur Übertragung des Diagnoseergebnisses der eigenen Steuereinheit (113, 114) zu einer anderen Steuereinheit (113, 114); eine Ausgabeeinrichtung eines Anormalitäts-Ermittlungssignals zur Ausgabe eines Anormalitäts-Ermittlungssignals als Signal, das das Diagnoseergebnis der eigenen Steuereinheit (113, 114) anzeigt, wenn zumindest entweder das Diagnoseergebnis der eigenen Steuereinheit (113, 114) oder das übertragene Diagnoseergebnis einer anderen Steuereinheit (113, 114) eine Anormalität anzeigt; einen Anormalitäts-Steuerschaltkreis (321, 307), der angepasst ist, die Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators (121) auf einen Anormalitäts-Steuerungszustand zu transferieren, wenn das Anormalitäts-Ermittlungssignal von mindestens einer aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) ausgegeben wird; und einen Energieversorgungsschaltkreis (301), der angepasst ist, elektrische Energie an den elektrischen Aktuator (121) und die Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) abzugeben.
  2. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 1 wobei die Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) umfassen: eine erste Steuereinheit (114), die angepasst ist, einen Sollwert für die Steuerung des elektrischen Aktuators (121) zu berechnen und auszugeben; und eine zweite Steuereinheit (113), die angepasst ist, den von der ersten Steuereinheit (114) berechneten Sollwert und einen momentanen Wert einzulesen und eine manipulierte Variable des elektrischen Aktuators (121) zu berechnen.
  3. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Anormalitäts-Steuerschaltkreis (321, 307) im Anormalitäts-Steuerzustand die Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators (121) auf der Basis einer begrenzten manipulierten Variablen ausführt.
  4. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 1 oder 2 wobei der Anormalitäts-Steuerschaltkreis (321, 307) im Anormalitäts-Steuerzustand den Antrieb des elektrischen Aktuators (121) stoppt.
  5. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 4, wobei der Anormalitäts-Steuerschaltkreis (321, 307) im Anormalitäts-Steuerzustand die Zuführung von elektrischer Energie an eine Antriebsschaltung (305) des elektrischen Aktuators (121) stoppt und die Antriebsschaltung den Antrieb des elektrischen Aktuators (121) stoppt, um den elektrischen Aktuator (121) auszuschalten.
  6. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 4, wobei der Anormalitäts-Steuerschaltkreis (321, 307), der einen logischen Verknüpfungsschaltkreis (321) umfasst, der angepasst ist, um eine logische Verknüpfung eines Anormalitäts-Ermittlungssignals, das von jeder aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) ausgegeben wird, auszuführen, zwischen einem Zustand, in dem der Antrieb des elektrischen Aktuators (121) gestoppt ist, und einem Zustand umschaltet, in dem der Antrieb des elektrischen Aktuators (121) gemäß dem Ausgangssignal des logischen Verknüpfungsschaltkreises zulässig ist.
  7. Antriebssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei eine Steuereinheit (324), die eine Funktion zur Diagnose einer Steuerungsfunktion in einer anderen Steuereinheit (113, 114) aufweist, in der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114, 324) eingeschlossen ist.
  8. Antriebssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ausgabeeinheit des Anormalitäts-Ermittlungssignals die Ausgabe des Anormalitäts-Ermittlungssignals verzögert, wenn das Anormalitäts-Ermittlungssignal auf der Basis des anormalen Diagnoseergebnisses bei einer anderen Steuereinheit (113, 114) ausgegeben wird.
  9. Antriebssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Anormalitäts-Steuerschaltkreis (321, 307) im Anormalitäts-Steuerzustand einen Prozess zum erneuten Starten von zumindest einer aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) umfasst.
  10. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 9, wobei eine aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113,114) eine Motor-Steuereinheit (114) umfasst, die angepasst ist, die Kraftstoffzufuhr zu einem Fahrzeugmotor (101) zu steuern, und die Motor-Steuereinheit (114) erneut gestartet wird, wenn sich der Motor (101) in einem Leerlaufzustand befindet und/oder das Fahrzeug angehalten ist.
  11. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 10, wobei die Motor-Steuereinheit (114) eine Funktion zum Starten des Fahrzeugmotors (101) aufweist und der Fahrzeugmotor wieder gestartet ist, nachdem dessen Neustart ausgeführt ist.
  12. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Motor-Steuereinheit (114) bei der Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators (121) eine Beschränkung vornimmt, nachdem deren Neustart ausgeführt ist.
  13. Antriebssteuerungssystem nach Anspruch 12, wobei die Motor-Steuereinheit (114) die Beschränkung der Antriebssteuerung fortsetzt, bis eine Normalitätsermittlung für eine Funktion der erneut gestarteten Steuereinheit (113, 114) erfolgt ist.
  14. Antriebssteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei zumindest entweder die Anormalitäts-Steuereinheit (321, 307) oder der Energieversorgungsschaltkreis (301) in einer aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) eingeschlossen ist.
  15. Verfahren zur Antriebssteuerung eines elektrischen Aktuators (121) unter Verwendung einer Mehrzahl von Steuereinheiten (113, 114), wobei das Verfahren, das von jeder Steuereinheit (113, 114) ausgeführt wird, die folgenden Schritte aufweist: Diagnostizieren des Vorliegens einer Anormalität bei der Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators (121), wobei die Anormalität von Steuereinheit zu Steuereinheit differiert; Übertragen des Diagnoseergebnisses der eigenen Steuereinheit (113, 114) zu einer anderen Steuereinheit (113, 114); Ausgeben eines Anormalitäts-Ermittlungssignals als ein Signal, das das Diagnoseergebnis von der eigenen Steuereinheit (113, 114) anzeigt, wenn zumindest entweder das Diagnoseergebnis der eigenen Steuereinheit (113, 114) oder das Diagnoseergebnis einer anderen Steuereinheit (113, 114) eine Anormalität anzeigt; und Transferieren der Antriebssteuerung des elektrischen Aktuators (121) auf einen Anormalitäts-Steuerungszustand, wenn das Anormalitäts-Ermittlungssignal von mindestens einer aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) ausgegeben wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei die Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) umfasst: eine erste Steuereinheit (114), die angepasst ist, einen Sollwert für die Steuerung des elektrischen Aktuators (121) zu berechnen und zuzuführen; und eine zweite Steuereinheit (113), die angepasst ist, eine manipulierte Variable des elektrischen Aktuators (121) durch Einlesen des von der ersten Steuereinheit (114) berechneten Sollwerts und eines momentanen Werts zu berechnen.
  17. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Anormalitäts-Steuerungszustand einen Zustand umfasst, in dem der Antrieb des elektrischen Aktuators (121) auf der Basis einer beschränkten manipulierten Variablen oder eines Zustands ausgeführt wird, in dem der Antrieb des elektrischen Aktuators (121) gestoppt ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 15, wobei eine Steuereinheit (324) mit einer Funktion zum Diagnostizieren einer Steuerfunktion bei einer anderen Steuereinheit (113, 114) in der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114, 324) eingeschlossen ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Anormalitäts-Steuerungszustand einen Prozess zum erneuten Starten von zumindest einer aus der Mehrzahl der Steuereinheiten (113, 114) umfasst.
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