DE102013001620B4

DE102013001620B4 - Elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung

Info

Publication number: DE102013001620B4
Application number: DE102013001620.7A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Jinbo; Shigehiko Sugimori
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2012-02-28
Filing date: 2013-01-30
Publication date: 2018-09-13
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: GB201300897D0; JP2013177848A; GB201302106D0; GB2499893B; DE102013001620A1; GB2499893A; JP5961403B2

Abstract

Elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung (1), umfassend:
einen Aktuator (22, 23), der eine Drosselklappe (21) antreibt;
eine Rückstellfeder (24), die die Drosselklappe (21) in Richtung eines vollständigen Schließens drängt;
einen Drosselöffnungsgradsensor (3), der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) erfasst;
einen Beschleuniger-Öffnungsgradsensor (4), der einen angegebenen Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) wegen einer Bedienung eines Beschleunigerbedienelement als einen vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrad erfasst; und
eine Steuervorrichtung (8), die auf der Grundlage eines durch den Beschleuniger-Öffnungsgradsensor (4) erfassten, vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrads einen Sollöffnungsgrad der Drosselklappe (21) berechnet, um an dem Aktuator (22, 23) eine Rückkopplungsregelung in der Weise auszuführen, dass ein durch den Drosselöffnungsgradsensor (3) erfasster Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) an einen berechneten Sollöffnungsgrad angepasst ist, wobei
die Steuervorrichtung (8) eine Diagnoseeinheit (83a) enthält, die die Drosselklappe (21) durch Antrieb des Aktuators (22, 23) in Richtung eines Öffnens steuert und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) nach Verstreichen einer ersten vorgegebenen Zeitdauer in einem ersten Bereich (ΔW1) in einen ersten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, wodurch ein Defekt der Rückstellfeder (24) durch Ausführen eines Anomaliediagnoseprozesses diagnostiziert wird,
und wobei die Diagnoseeinheit (83a) die erste vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage eines Zustands der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung (1) entsprechend einer Zeitdauer, bis der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) in dem ersten Bereich (ΔW1) konvergiert, berechnet und einstellt, vor einer Unterscheidung der Diagnoseeinheit (83a), die unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) in dem ersten Bereich (ΔW1) in dem Anomaliediagnoseprozess konvergiert.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung und bezieht sich insbesondere auf eine elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung, die durch Antriebssteuern eines Aktuators eine Rückkopplungsregelung eines Öffnungsgrads einer Drosselklappe auf einen Sollöffnungsgrad ausführt, so dass sich eine Antriebskraft des Aktuators einer Druckkraft einer Rückstellfeder widersetzt.
In den letzten Jahren ist eine elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung vorgeschlagen worden, die einen Aktuator, der eine Drosselklappe öffnet und schließt, und eine Rückstellfeder, die die Drosselklappe in Richtung eines vollständigen Schließens drängt, enthält und die durch Antriebssteuern des Aktuators eine Rückkopplungsregelung eines Öffnungsgrads einer Drosselklappe auf einen Sollöffnungsgrad ausführt, so dass sich eine Antriebskraft des Aktuators einer Druckkraft einer Rückstellfeder widersetzt.
Als eine Konfiguration zum Diagnostizieren einer Anomalie einer solchen elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gibt es Konfigurationen, die in den japanischen Patentoffenlegungsschriften JP H11 - 190 230 A und JP 2011 - 7 115 A offenbart sind.
Die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP H11 - 190 230 A offenbarte Erfindung bezieht sich auf eine Drosselklappen-Steuervorrichtung einer Kraftmaschine und auf ein Drosselklappen-Steuerverfahren hiervon, wobei die Erfindung genauer eine Konfiguration vorschlägt, in der ein Defekt einer Rückstellfeder durch Unterbrechen der Einschaltung von Leistung zu einem Aktuator, nachdem er eine Drosselklappe in einem Zustand, in dem die Kraftmaschine abgeschaltet ist, auf einen Diagnoseöffnungsgrad geöffnet hat, und durch Erfassen eines zurückgestellten Zustands der Drosselklappe nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer seit der Unterbrechung der Einschaltung diagnostiziert wird.
Allerdings ist es gemäß dem in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP H11 - 190 230 A beschriebenen Anomaliediagnoseverfahren denkbar, dass, wenn die Druckkraft der Rückstellfeder nicht ausreicht, die Drosselklappe selbst dann keine Rückstelloperation in den Ausgangszustand ausführt, wenn die Rückstellfeder normal ist und als Ergebnis kann die Genauigkeit der Anomaliediagnose abnehmen.
Im Zusammenhang mit den obigen Problemen bezieht sich die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2011 - 7 115 A offenbarte Erfindung auf eine Drosselsteuervorrichtung einer Brennkraftmaschine, wobei die Erfindung genauer eine Konfiguration vorschlägt, in der ein Defekt einer Rückstellfeder dadurch diagnostiziert wird, dass eine Drosselklappe in Richtung eines Öffnens angesteuert wird und beurteilt wird, ob ein Öffnungsgrad der Drosselklappe nach Verstreichen einer vorgegebenen Zeitdauer bei einem vorgegebenen Diagnoseöffnungsgrad konvergiert.
Die US 2004 / 0 149 260 A1 offenbart eine Drosselklappensteuervorrichtung. Ein ECU führt EIN/AUS-Entscheidungen an einem Zündschalter durch. Bei ausgeschaltetem Zündschalter wird beurteilt, ob die Spannungsmessung für eine vollständig geöffnete Stellung einer Drosselklappe abgeschlossen ist. Wenn diese vollständig ist, wird eine elektrische Leistung für einen Gleichstrommotor abgeschaltet. Ein TPS-Ausgangsspannungswert wird eingelesen, und es wird beurteilt, ob eine bestimmte Zeitspanne abgelaufen ist oder nicht. Wenn die angegebene Zeitspanne abgelaufen ist und wenn der Ausgangsspannungswert VTPS eines Drosselklappensensors gleich oder größer als ein vorgegebener Wert ist, dann wird eine Beurteilung vorgenommen, dass es sich um einen Bruchfehler der Rückholfeder handelt.
Die DE 41 11 078 C2 offenbart eine Vorrichtung zur Verwendung in einer Brennkraftmaschine mit einer Drosselklappe und einer Rückführfeder zum Bewegen der Klappe in einer Richtung. Die Vorrichtung weist einen Drosselklappenstellungssensor zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das die festgestellte Stellung der Drosselklappe anzeigt, und eine Signalquelle zum Erzeugen eines elektrischen Signals, das eine erforderliche Stellung der Drosselklappe angibt, auf. Die Vorrichtung weist ferner ein Drosselklappenstellglied, das im Ansprechen auf ein Regelsignal betätigbar ist, um die Drosselklappe in die erforderliche Stellung zu bewegen, auf. Die Vorrichtung weist eine Regeleinheit zum Bilden einer Regelkreis-Drosselklappenstellungsregelung, die einen integralen Korrekturterm in Abhängigkeit von einer festgestellten Abweichung der festgestellten Drosselklappenstellung von der erforderlichen Drosselklappenstellung verwendet, um das Regelsignal zu erzeugen, auf.
Weitere Betriebs- und Diagnoseverfahren für Drosselklappen sind in der JP H11 - 229 943 A und der JP H03 - 222 848 A offenbart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Gemäß der Betrachtung durch die vorliegenden Erfinder ist es in der Konfiguration der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP H11 - 190 230 A denkbar, dass, wenn die Druckkraft der Rückstellfeder nicht ausreicht, die Drosselklappe selbst dann keine Rückstelloperation in den Ausgangszustand ausführt, wenn die Rückstellfeder normal ist, wobei die Genauigkeit der Anomaliediagnose im Ergebnis abnehmen kann. Allerdings wird die Drosselklappe in der Konfiguration der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2011 - 7 115 A einmal in Richtung eines Öffnens angesteuert, und es kann gesagt werden, dass die Erfindung ein solches technisches Problem, das die Genauigkeit der Anomaliediagnose verringert, was in der Konfiguration der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP H11 - 190 230 A angenommen wird, überwindet.
Allerdings wird in den Konfigurationen eine vorgegebene Zeitdauer bis zur Ausführung der Diagnose auf einen vorgegebenen festen Wert, genauer, auf eine ausreichende Zeitdauer, damit der Öffnungsgrad der Drosselklappe bei einem Öffnungsgrad (einem Anfangsöffnungsgrad) zum Zeitpunkt der Unterbrechung einer Antriebskraft des Aktuators oder bei einem vorgegebenen Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, eingestellt. Somit ist es gemäß den Anomaliediagnoseverfahren denkbar, dass für die Defektdiagnose der Rückstellfeder mehr Zeit als notwendig verbraucht wird. Darüber hinaus wird insbesondere dann, wenn die Anomaliediagnose vor dem Start der Kraftmaschine ausgeführt wird, vor dem Start der Kraftmaschine viel Zeit verbraucht, so dass es denkbar ist, dass die Startleistung der Kraftmaschine abnehmen kann.
Um diese Probleme zu überwinden, kann ferner gemäß der Betrachtung durch die vorliegenden Erfinder ein Verfahren des einfachen Verringerns einer vorgegebenen Zeitdauer bis zur Ausführung der Diagnose betrachtet werden. Falls die vorgegebene Zeitdauer bis zur Ausführung der Diagnose verringert wird, obgleich die Drosselklappe in Richtung des Anfangsöffnungsgrads oder des vorgegebenen Diagnoseöffnungsgrads betätigt wird, kann allerdings eine fehlerhafte Beurteilung derart vorgenommen werden, dass der Öffnungsgrad der Drosselklappe nicht bei dem Anfangsöffnungsgrad oder bei dem vorgegebenen Diagnoseöffnungsgrad konvergiert ist.
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der obigen Probleme realisiert, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung ist, die eine fehlerhafte Diagnose eines Defekts einer Rückstellfeder unterbinden kann, während das Startverhalten einer Kraftmaschine verbessert wird.
Die obige Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Zur Lösung der obigen Aufgabe ist es ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung, eine elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung bereitzustellen, umfassend: einen Aktuator, der eine Drosselklappe antreibt; eine Rückstellfeder, die die Drosselklappe in Richtung eines vollständigen Schließens drängt; einen Drosselöffnungsgradsensor, der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe erfasst; einen Beschleuniger-Öffnungsgradsensor, der einen angegebenen Öffnungsgrad der Drosselklappe wegen einer Bedienung eines Beschleunigerbedienelements als einen vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrad erfasst; und eine Steuervorrichtung, die auf der Grundlage eines durch den Beschleuniger-Öffnungsgradsensor erfassten vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrad einen Sollöffnungsgrad der Drosselklappe berechnet, um an dem Aktuator eine Rückkopplungsregelung in der Weise auszuführen, dass ein durch den Drosselöffnungsgradsensor erfasster Öffnungsgrad der Drosselklappe mit einem berechneten Sollöffnungsgrad übereinstimmt, wobei die Steuervorrichtung eine Diagnoseeinheit enthält, die die Drosselklappe durch Antrieb des Aktuators in Richtung eines Öffnens steuert und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe nach Verstreichen einer ersten vorgegebenen Zeitdauer in einen ersten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, oder die den Antrieb des Aktuators unterbricht, um die Drosselklappe durch eine Druckkraft der Rückstellfeder in Richtung eines vollständigen Schließens anzutreiben, und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe nach Verstreichen einer zweiten vorgegebenen Zeitdauer in einen zweiten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, wodurch ein Defekt der Rückstellfeder diagnostiziert wird, und wobei die Diagnoseeinheit die erste vorgegebene Zeitdauer und die zweite vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage eines Zustands der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung berechnet und einstellt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem ersten Aspekt, enthält der Zustand der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung eine Antriebsspannung des Aktuators, und die Diagnoseeinheit berechnet und stellt die erste vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage der Antriebsspannung ein.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem ersten oder zweiten Aspekt, enthält der Zustand der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung eine Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung, und die Diagnoseeinheit berechnet und stellt die erste vorgegebene Zeitdauer oder die zweite vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage der Umgebungstemperatur ein.
Gemäß einem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, zusätzlich zu dem dritten Aspekt, wird die Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung unter Verwendung eines Kraftmaschinentemperatursensors erfasst, der eine Temperatur einer Kraftmaschine erfasst.
In der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Steuervorrichtung die Diagnoseeinheit, die die Drosselklappe durch Antrieb des Aktuators in Richtung des Öffnens steuert und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe nach Verstreichen der ersten vorgegebenen Zeitdauer in den ersten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, oder die den Antrieb des Aktuators unterbricht, um die Drosselklappe durch eine Druckkraft der Rückstellfeder in Richtung des vollständigen Schließens anzutreiben, und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe nach Verstreichen der zweiten vorgegebenen Zeitdauer in den zweiten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, wodurch ein Defekt der Rückstellfeder diagnostiziert wird, und die Diagnoseeinheit berechnet und stellt die erste vorgegebene Zeitdauer und die zweite vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage des Zustands der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung ein. Dementsprechend kann eine vorgegebene Zeitdauer, die mit einer Variation der Zeitdauer bis zum Konvergieren des Öffnungsgrads der Drosselklappe in den ersten oder zweiten Diagnoseöffnungsgrad übereinstimmt, in Abhängigkeit von dem Zustand der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung geeignet eingestellt werden und kann eine fehlerhafte Diagnose eines Defekts der Rückstellfeder unterbunden werden, während das Startverhalten der Kraftmaschine verbessert wird.
In der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Zustand der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung die Antriebsspannung des Aktuators, und die Diagnoseeinheit berechnet und stellt die erste vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage der Antriebsspannung ein. Dementsprechend kann die erste vorgegebene Zeitdauer unter Berücksichtigung der Variation der Zeitdauer bis zum Konvergieren des Öffnungsgrads der Drosselklappe in den ersten Diagnoseöffnungsgrad eingestellt werden, wobei die Variation mit einer Fluktuation der Antriebskraft des Aktuators verbunden ist, und kann eine fehlerhafte Diagnose eines Defekts der Rückstellfeder unterbunden werden, während das Startverhalten der Kraftmaschine verbessert wird.
In der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält der Zustand der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung die Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung, und die Diagnoseeinheit berechnet und stellt die erste oder die zweite vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage der Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung ein. Dementsprechend kann die erste oder die zweite vorgegebene Zeitdauer unter Berücksichtigung der Variation der Zeitdauer bis zum Konvergieren des Öffnungsgrads der Drosselklappe in den ersten oder in den zweiten Diagnoseöffnungsgrad eingestellt werden, wobei die Variation mit einer Fluktuation der Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung verbunden ist, und kann eine fehlerhafte Diagnose eines Defekts der Rückstellfeder unterbunden werden, während das Startverhalten der Kraftmaschine verbessert wird.
In der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung erfasst die Diagnoseeinheit unter Verwendung des Kraftmaschinentemperatursensors, der eine Temperatur der Kraftmaschine erfasst, die Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung. Dementsprechend kann die Temperatur eines Drosselklappenmechanismus in der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung zum Zeitpunkt eines Warmneustarts oder dergleichen genauer erfasst werden und kann die erste oder die zweite vorgegebene Zeitdauer unter Berücksichtigung der Variation der Zeit bis zum Konvergieren des Öffnungsgrads der Drosselklappe in den ersten oder in den zweiten Diagnoseöffnungsgrad eingestellt werden, wobei die Variation mit einer Fluktuation der Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung verbunden ist.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf eines ersten Diagnoseprozesses der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt; und
3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Ablauf eines ersten Diagnoseprozesses und eines zweiten Diagnoseprozesses der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden werden anhand der Zeichnungen Ausführungsformen einer elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ausführlich erläutert.
[Konfiguration einer elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung]
Zunächst wird eine Konfiguration einer elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand von 1 ausführlich erläutert.
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform an einem Fahrzeug (nicht gezeigt), üblicherweise an einem Motorrad, angebracht und enthält einen Drosselklappenmechanismus 2, einen Drosselöffnungsgradsensor 3, einen Beschleuniger-Öffnungsgradsensor 4, einen Einlasslufttemperatursensor 5, einen Wassertemperatursensor 6, einen Öltemperatursensor 7 und eine elektronische Steuereinheit (ECU) 8.
Der Drosselklappenmechanismus 2 ist in einem Einlassluftsystem einer Kraftmaschine (nicht gezeigt) des Fahrzeugs angeordnet, um eine Drosselklappe 21 anzutreiben, die ein Einströmvolumen der Luft in das Innere der Kraftmaschine einstellt. Der Drosselklappenmechanismus 2 enthält einen Motor 23, der die Drosselklappe 21 über ein Zahnrad 22 öffnet oder schließt, und eine Rückstellfeder 24, die die Drosselklappe 21 in Richtung eines vollständigen Schließens drängt. Das Zahnrad 22 und der Motor 23 fungieren als ein Aktuator, der die Drosselklappe 21 antreibt.
Der Drosselöffnungsgradsensor 3 erfasst einen Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 und gibt an die ECU 8 ein elektrisches Signal aus, das den erfassten Öffnungsgrad angibt. Der Beschleuniger-Öffnungsgradsensor 4 erfasst einen durch eine Bedienung eines Beschleunigergriffs (nicht gezeigt) angegebenen Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 als einen vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrad und gibt an die ECU 8 ein elektrisches Signal aus, das den erfassten vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrad angibt. Der Beschleunigergriff ist ein Beschleunigerbedienelement, wobei seine Art nicht auf den Griff beschränkt ist. Zum Beispiel nimmt der Beschleunigergriff eine Art eines Beschleunigerpedals an, wenn das Fahrzeug ein Vierradfahrzeug ist.
Der Einlasslufttemperatursensor 5 erfasst eine Einlasslufttemperatur der Kraftmaschine und gibt an die ECU 8 ein elektrisches Signal aus, das die erfasste Einlasslufttemperatur angibt. Der Wassertemperatursensor 6 erfasst eine Temperatur von Kühlwasser der Kraftmaschine und gibt an die ECU 8 ein elektrisches Signal aus, das die erfasste Temperatur des Kühlwassers angibt. Der Öltemperatursensor 7 erfasst eine Temperatur des Schmieröls der Kraftmaschine und gibt an die ECU 8 ein elektrisches Signal aus, das die erfasste Temperatur des Schmieröls angibt.
Die ECU 8 ist eine Steuereinheit, die unter Verwendung von Leistung arbeitet, die von einer an einem Fahrzeug angebrachten Batterie B zugeführt wird, wobei sie verschiedene Bestandteile eines Fahrzeugs steuern kann, und sie enthält einen Speicher (nicht gezeigt) und dergleichen. Die ECU 8 enthält eine Aktuatorantriebsschaltung 82 und eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 83. Die Aktuatorantriebsschaltung 82 treibt den Motor 23 an. Die Operationen der Aktuatorantriebsschaltung 82 werden dadurch gesteuert, dass durch die CPU 83 ein Relais 81, das die Batterie B und die Aktuatorantriebsschaltung 82 miteinander verbindet, ein/aus-gesteuert wird. Die CPU 83 kann einen Spannungswert (eine Batteriespannung) zwischen dem Relais 81 und der Aktuatorantriebsschaltung 82 als eine Antriebsspannung des Motors 23 erfassen.
Die CPU 83 arbeitet gemäß einem vorgegebenen Steuerprogramm. Genauer berechnet die CPU 83 auf der Grundlage des durch den Beschleuniger-Öffnungsgradsensor 4 erfassten, vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrads einen Sollöffnungsgrad der Drosselklappe 21 und führt über die Aktuatorantriebsschaltung 82 an dem Motor 23 eine Rückkopplungsregelung in der Weise aus, dass der durch den Drosselöffnungsgradsensor 3 erfasste Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 mit dem berechneten Sollöffnungsgrad übereinstimmt. Die CPU 83 enthält eine Diagnoseeinheit 83a als einen Funktionsblock.
[Anomaliediagnoseprozess]
Die CPU 83 führt in der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 mit einer solchen Konfiguration einen im Folgenden beschriebenen Anomaliediagnoseprozess aus, um einen Defekt der Rückstellfeder 24 zu diagnostizieren.
Das heißt, die CPU 83 führt in dem Anomaliediagnoseprozess einen ersten Diagnoseprozess aus, in dem die CPU 83 die Drosselklappe 21 in Richtung eines Öffnens steuert, und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 nach Verstreichen einer ersten vorgegebenen Zeitdauer in einen ersten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, um einen Defekt der Rückstellfeder 24 zu diagnostizieren, oder führt einen zweiten Diagnoseprozess aus, in dem die CPU 83 die Drosselklappe 21 durch eine Druckkraft der Rückstellfeder 24 in Richtung eines vollständigen Schließens antreibt und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 nach Verstreichen einer zweiten vorgegebenen Zeitdauer in einen zweiten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, um einen Defekt der Rückstellfeder 24 zu diagnostizieren, und diagnostiziert dadurch einen Defekt der Rückstellfeder 24. Der Anomaliediagnoseprozess wird auf der Grundlage des vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrads vor Beginn eines Rückkopplungsregelungsprozesses der Drosselklappe 21 ausgeführt. Bei dieser Konfiguration kann der Rückkopplungsregelungsprozess der Drosselklappe 21 bei Bestätigung des Zustands, in dem die Rückstellfeder 24 normal betreibbar ist, begonnen werden.
Im Folgenden werden Operationen der CPU 83 zur Zeit der Ausführung des Anomaliediagnoseprozesses anhand der 2 und 3 erläutert. In 2 sind einfachheitshalber hauptsächlich Operationen der CPU 83 zur Zeit der Ausführung des ersten Diagnoseprozesses erläutert.
2 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Ablauf des ersten Diagnoseprozesses der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. 3 ist ein Zeitdiagramm, das einen Ablauf des ersten Diagnoseprozesses und des zweiten Diagnoseprozesses der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Das in 2 gezeigte Ablaufdiagramm wird für jeden vorgegebenen Steuerzyklus begonnen, und der erste Diagnoseprozess geht zu einem Prozess in Schritt S1 über.
In dem Prozess in Schritt S1 stellt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 einen Sollöffnungsgrad (ein in 3 gezeigtes Signal L1) der Drosselklappe 21 auf einen ersten Drosselöffnungsgrad ein und sie steuert den Motor 23 über die Aktuatorantriebsschaltung 82 in der Weise an, dass der durch den Drosselöffnungsgradsensor 3 erfasste Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 (ein in 3 gezeigtes Signal L2) auf den ersten Diagnoseöffnungsgrad angepasst ist. Mit dieser Operation ist der Prozess in Schritt S1 abgeschlossen und geht der erste Diagnoseprozess zu einem Prozess in Schritt S2 über.
In dem Prozess in Schritt S2 unterscheidet die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, ob ein Wert eines ersten Merkers FLG1, der angibt, dass der erste Diagnoseprozess in Gang ist, 1 ist, um zu unterscheiden, ob der erste Diagnoseprozess in Gang ist. Wenn der Wert des ersten Merkers FLG1 im Ergebnis der Unterscheidung 0 ist, bestimmt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, dass der erste Diagnoseprozess nicht in Gang ist, und rückt sie den ersten Diagnoseprozess zu einem Prozess in Schritt S3 vor. Wenn der Wert des ersten Merkers FLG1 andererseits 1 ist, bestimmt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, dass der erste Diagnoseprozess in Gang ist, und rückt sie den ersten Diagnoseprozess zu einem Prozess in Schritt S5 vor.
In dem Prozess in Schritt S3 stellt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 den Wert des ersten Merkers FLG1 auf 1 ein und stellt sie dadurch ein, dass der erste Diagnoseprozess in Gang ist. Mit dieser Einstellung ist der Prozess in Schritt S3 abgeschlossen und geht der erste Diagnoseprozess zu einem Prozess in Schritt S4 über.
In dem Prozess in Schritt S4 erfasst die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 eine Antriebsspannung des Motors 23, und sie bestimmt auf der Grundlage der erfassten Antriebsspannung des Motors 23 die Länge einer ersten vorgegebenen Zeitdauer. Genauer nimmt die Zeitdauer bis zum Konvergieren des Öffnungsgrads der Drosselklappe 21 in den ersten Diagnoseöffnungsgrad zu, falls die Antriebsspannung des Motors 23 abnimmt. Somit liest die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 Daten der ersten vorgegebenen Zeitdauer, die der Antriebsspannung des Motors 23 entsprechen, aus einer Tabelle, die so eingestellt ist, dass die erste vorgegebene Zeitdauer entsprechend einer Abnahme der Antriebsspannung des Motors 23 zunimmt. Daraufhin stellt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 einen Zählwert eines Zeitgebers auf die bestimmte erste vorgegebene Zeitdauer ein. Die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 kann die Länge der ersten vorgegebenen Zeitdauer auf der Grundlage der Antriebsspannung des Motors 23 und der durch den Einlasslufttemperatursensor 5, durch den Wassertemperatursensor 6 und durch den Öltemperatursensor 7 erfassten Temperaturen oder nur auf der Grundlage der durch den Einlasslufttemperatursensor 5, durch den Wassertemperatursensor 6 und durch den Öltemperatursensor 7 erfassten Temperaturen bestimmen. Genauer nimmt z. B. die Viskosität von Ölen und Fetten wie etwa des auf den Drosselklappenmechanismus 2 aufgetragenen Schmierfetts zu und nimmt die Zeitdauer bis zum Konvergieren des Öffnungsgrads der Drosselklappe 21 in den ersten Diagnoseöffnungsgrad zu, wenn die Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 abnimmt. Somit liest die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 die Daten der ersten vorgegebenen Zeitdauer, die der Antriebsspannung des Motors 23 entsprechen, aus einer Tabelle, die so eingestellt ist, dass die erste vorgegebene Zeitdauer entsprechend einer Abnahme der Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 zunimmt. Mit dieser Operation ist der Prozess in Schritt S4 abgeschlossen und geht der erste Diagnoseprozess zu einem Prozess in Schritt S5 über.
In dem Prozess in Schritt S5 unterscheidet die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, ob der Zählwert des Zeitgebers 0 ist, und sie unterscheidet dadurch, ob die erste vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist, seit der Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 so gesteuert wird, dass er an den ersten Diagnoseöffnungsgrad angepasst ist (wobei die Zeit t, die in 3 gezeigt ist, t1 ist). Als ein Ergebnis der Unterscheidung, wenn unterschieden worden ist, dass der Zählwert des Zeitgebers nicht 0 ist, bestimmt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, dass die erste vorgegebene Zeitdauer nicht verstrichen ist, und sie subtrahiert als ein Prozess in Schritt S6 von dem Zählerwert des Zeitgebers 1, um die Folge des ersten Diagnoseprozesses zu beenden. Andererseits, wenn unterschieden worden ist, dass der Zählwert des Zeitgebers 0 ist, bestimmt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, dass die erste vorgegebene Zeitdauer verstrichen ist (wobei die Zeit t, die in 3 gezeigt ist, t2 ist), und sie rückt den ersten Diagnoseprozess zu einem Prozess in Schritt S7 vor.
In dem Prozess in Schritt S7 unterscheidet die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, ob der durch den Drosselöffnungsgradsensor 3 erfasste Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 in einen vorgegebenen Bereich ΔW1 (siehe 3), der einen Öffnungsgrad um ±α des ersten Diagnoseöffnungsgrads enthält, konvergiert ist. Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 im Ergebnis der Unterscheidung nicht in den vorgegebenen Bereich ΔW1 konvergiert ist, rückt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 den ersten Diagnoseprozess zu einem Prozess in Schritt S8 vor. Wenn der Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 andererseits in den vorgegebenen Bereich ΔW1 konvergiert ist, rückt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83 den ersten Diagnoseprozess zu einem Prozess in Schritt S9 vor.
In dem Prozess in Schritt S8 bestimmt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, dass die Rückstellfeder 24 einen Defekt aufweist, und macht eine Mitteilung über diese Information. Mit dieser Operation ist der Prozess in Schritt S8 abgeschlossen, um die Sequenz des ersten Diagnoseprozesses zu beenden.
In dem Prozess in Schritt S9 bestimmt die Diagnoseeinheit 83a der CPU 83, dass die Rückstellfeder 24 keinen Defekt aufweist. Mit dieser Operation ist der Prozess in Schritt S9 abgeschlossen, um die Sequenz des ersten Diagnoseprozesses zu beenden.
Während sich die obige Erläuterung auf den ersten Diagnoseprozess bezieht, kann der zweite Diagnoseprozess ebenfalls auf dieselbe Weise wie der erste Diagnoseprozess ausgeführt werden, indem der erste Diagnoseöffnungsgrad durch einen zweiten Diagnoseöffnungsgrad, der erste Merker FLG1, der angibt, dass der erste Diagnoseprozess in Gang ist, durch einen zweiten Merker FLG2, der angibt, dass der zweite Diagnoseprozess in Gang ist, die erste vorgegebene Zeitdauer durch eine zweite vorgegebene Zeitdauer und der vorgegebene Bereich ΔW1, der den ersten Diagnoseöffnungsgrad enthält, durch einen vorgegebenen Bereich ΔW2, der den zweiten Diagnoseöffnungsgrad enthält, ersetzt werden. Es wird angemerkt, dass die CPU 83 in dem zweiten Diagnoseprozess die Länge der zweiten vorgegebenen Zeitdauer nur auf der Grundlage der durch den Einlasslufttemperatursensor 5, durch den Wassertemperatursensor 6 und durch den Öltemperatursensor 7 erfassten Temperaturen bestimmt. Es ist bevorzugt, dass die CPU 83 das Relais 81 zur Zeit der Ausführung des zweiten Diagnoseprozesses in einen Zustand einschaltet, in dem der Tastgrad auf 0 eingestellt ist. Dies ist so, da die Belastung für das Zahnrad 22 des Drosselklappenmechanismus 2 hoch wird, wenn die Drosselklappe 21 nur durch die Druckkraft der Rückstellfeder 24 in eine vollständig geschlossene Stellung konvergiert ist. Durch Einschalten des Relais 81 in den Zustand, in dem der Tastgrad auf 0 eingestellt ist, wird der Motor 23 zu einem Widerstand gegen die Druckkraft der Rückstellfeder 24, so dass die Belastung für das Zahnrad 22 des Drosselklappenmechanismus 2 gemildert werden kann.
In der oben beschriebenen Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung treibt die CPU 83 die Aktuatorantriebsschaltung 82 zum Steuern der Drosselklappe 21 in Richtung eines Öffnens an, und sie unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 nach Verstreichen der ersten vorgegebenen Zeitdauer in den ersten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, oder sie treibt die Drosselklappe 21 durch die Druckkraft der Rückstellfeder 24 in Richtung des vollständigen Schließens an, und sie unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe 21 nach Verstreichen der zweiten vorgegebenen Zeitdauer in den zweiten Diagnoseöffnungsgrad 21 konvergiert, wodurch ein Defekt der Drosselklappe 21 diagnostiziert wird. Daraufhin berechnet die CPU 83 auf der Grundlage des Zustands der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 die erste und die zweite vorgegebene Zeitdauer und stellt sie ein. In Übereinstimmung mit dieser Konfiguration können die erste und die zweite vorgegebene Zeitdauer, die an die Zeitvariation bis zum Konvergieren des Öffnungsgrads der Drosselklappe 21 in den ersten und in den zweiten Diagnoseöffnungsgrad angepasst sind, geeignet eingestellt werden, um dadurch zu ermöglichen, dass eine fehlerhafte Diagnose eines Defekts der Rückstellfeder 24 unterbunden wird, während das Startverhalten der Kraftmaschine verbessert wird.
Da die CPU 83 die erste vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage der Antriebsspannung des Motors 23 berechnet und einstellt, kann die erste vorgegebene Zeitdauer dadurch eingestellt werden, dass die Änderung einer Konvergenzzeit der Drosselklappe 21 in den ersten Diagnoseöffnungsgrad wegen einer Schwankung der Antriebsspannung des Motors 23 berücksichtigt wird.
Da die CPU 83 in der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die erste und die zweite vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage der Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 berechnet und einstellt, können die erste und die zweite vorgegebene Zeitdauer durch Berücksichtigung der Änderung der Konvergenzzeit der Drosselklappe 21 bei dem ersten oder bei dem zweiten Diagnoseöffnungsgrad wegen einer Schwankung der Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 eingestellt werden.
Die CPU 83 erfasst die Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 durch Verwendung der Kraftmaschinentemperatursensoren (des Einlasslufttemperatursensors 5, des Wassertemperatursensors 6 und des Öltemperatursensors 7), die die Temperatur der Kraftmaschine erfassen. Selbst dann, wenn die Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 niedrig ist, trifft es nicht immer zu, dass die Viskosität von auf den Drosselklappenmechanismus 2 aufgetragenen Ölen und Fetten zunimmt. Das heißt, wenn die Kraftmaschine in einem Warmstartzustand ist, kann der Drosselklappenmechanismus 2 warm sein. In diesem Fall nimmt die Viskosität der auf den Drosselklappenmechanismus 2 aufgetragenen Öle und Fette ab. Somit kann der Zustand des Drosselklappenmechanismus 2 durch Erfassen der Temperatur der Kraftmaschine als die Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung 1 genauer erfasst werden.
Die Arten, Anordnungen und Anzahlen der Bestandteile sind in der vorliegenden Erfindung nicht auf die in der obigen Ausführungsform beschriebenen beschränkt, und zweifellos können Änderungen wie etwa das Ersetzen dieser Bestandteile durch andere Elemente mit äquivalenten Betriebswirkungen geeignet vorgenommen werden, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung (1), umfassend: einen Aktuator (22, 23), der eine Drosselklappe (21) antreibt; eine Rückstellfeder (24), die die Drosselklappe (21) in Richtung eines vollständigen Schließens drängt; einen Drosselöffnungsgradsensor (3), der einen Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) erfasst; einen Beschleuniger-Öffnungsgradsensor (4), der einen angegebenen Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) wegen einer Bedienung eines Beschleunigerbedienelement als einen vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrad erfasst; und eine Steuervorrichtung (8), die auf der Grundlage eines durch den Beschleuniger-Öffnungsgradsensor (4) erfassten, vom Beschleuniger angegebenen Öffnungsgrads einen Sollöffnungsgrad der Drosselklappe (21) berechnet, um an dem Aktuator (22, 23) eine Rückkopplungsregelung in der Weise auszuführen, dass ein durch den Drosselöffnungsgradsensor (3) erfasster Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) an einen berechneten Sollöffnungsgrad angepasst ist, wobei die Steuervorrichtung (8) eine Diagnoseeinheit (83a) enthält, die die Drosselklappe (21) durch Antrieb des Aktuators (22, 23) in Richtung eines Öffnens steuert und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) nach Verstreichen einer ersten vorgegebenen Zeitdauer in einem ersten Bereich (ΔW1) in einen ersten Diagnoseöffnungsgrad konvergiert, wodurch ein Defekt der Rückstellfeder (24) durch Ausführen eines Anomaliediagnoseprozesses diagnostiziert wird, und wobei die Diagnoseeinheit (83a) die erste vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage eines Zustands der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung (1) entsprechend einer Zeitdauer, bis der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) in dem ersten Bereich (ΔW1) konvergiert, berechnet und einstellt, vor einer Unterscheidung der Diagnoseeinheit (83a), die unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) in dem ersten Bereich (ΔW1) in dem Anomaliediagnoseprozess konvergiert.
Elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei der der Zustand der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung (1) entsprechend der Zeitdauer, bis der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) in dem ersten Bereich (ΔW1) konvergiert, eine Antriebsspannung des Aktuators (22, 23) enthält und bei der die Diagnoseeinheit (83a) die erste vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage der Antriebsspannung berechnet und einstellt.
Elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Diagnoseeinheit (83a) ein Antreiben des Aktuators (22, 23) zum Antreiben der Drosselklappe (21) in Richtung eines vollständigen Schließens durch eine Druckkraft der Rückstellfeder (24) unterbricht und unterscheidet, ob der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) in einem zweiten Bereich (ΔW2) aufweisend einen zweiten Diagnoseöffnungsgrad nach Verstreichen einer zweiten vorbestimmten Zeit konvergiert, und wobei mindestens eines von dem Zustand der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung (1) entsprechend der Zeitdauer, bis der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) in dem ersten Bereich (ΔW1) konvergiert, und einem Zustand der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung (1) entsprechend der Zeitdauer, bis der Öffnungsgrad der Drosselklappe (21) in einem zweiten Bereich (ΔW2) konvergiert, eine Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung (1) enthält und bei der die Diagnoseeinheit (83a) die erste vorgegebene Zeitdauer und die zweite vorgegebene Zeitdauer auf der Grundlage der Umgebungstemperatur berechnet und einstellt.
Elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtung (1) nach Anspruch 3, bei der die Diagnoseeinheit (83a) die Umgebungstemperatur der elektronisch gesteuerten Drosselvorrichtung (1) unter Verwendung eines Kraftmaschinentemperatursensors (5, 6, 7) erfasst, der eine Temperatur einer Kraftmaschine erfasst.