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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Positionierungssteuervorrichtung
mit einer Referenzpositionslernfunktion und genauer noch bezieht
sie sich auf eine Positionierungssteuervorrichtung mit einer Referenzpositionslernfunktion
derart, um eine Steuergenauigkeit zu verbessern, ohne durch gealterte
Verschlechterung, Halterungsbedingungen etc. beeinflusst zu werden.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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Konventionell
war eine Vorrichtung bekannt, die Lernen einer Referenzposition
in einer Positionierungssteuervorrichtung mit einem Positionssensor, wie
etwa einem Potentiometer, durchführen
kann, wie z. B. in der offengelegten
japanischen
Patentanmeldung Nr. 5-332191 mit dem Titel ”Throttle
Reference Opening Detection Device” beschrieben. Diese Vorrichtung
lernt eine Referenzposition, um die Verschlechterung einer Steuergenauigkeit
wegen Halterungsspiel oder Spielräumen in Antriebsteilen und
einem Positionssensor, der Ausdehnung eines Drahtes im Fall eines
Bestätigungsglieds,
das den Draht verwendet, etc. zu verhindern.
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Beim
Lernen der Referenzposition wird ein fixierter Stopper an einer
Position installiert, die eine Referenz wird, und ein Positionierungssteuerobjekt, d.
h. ein Objekt, dessen Position zu steuern ist, wird kontinuierlich
angesteuert, um sich in eine Richtung in Richtung des fixierten
Stoppers zu bewegen, bis es in einen Anschlag mit dem Stopper platziert
ist. Die Ablesung eines Positionssensors, wenn sich das Positionierungsobjekt
nicht mehr bewegen können
wird, wird als eine Referenzposition gelernt.
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Selbst
bei einer Änderung
in dem Befestigungszustand des Positionssensors ist es immer möglich, die
genaue Position des Positionierungsobjekts von der Referenzposition
durch Konvertieren, durch Kalkulationen, den Ausgabewert oder Lesen des
Positionssensors in eine relative Position in Bezug auf die Referenzposition
zu erfassen. Entsprechend wird es durch Durchführen einer genauen Positionierungssteuerung
unter Verwendung der relativen Position möglich, die Positionierungssteuerung auf
eine genaue Weise auszuführen.
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Die
Positionierungssteuervorrichtung mit der konventionellen Referenzpositionslernfunktion,
wie in der oben erwähnten
Veröffentlichung
gezeigt, bestimmt die Referenzposition durch Bringen des Positionierungsobjekts
in einen Anschlag gegen den Stopper beim Lernen der Referenzposition.
Aus irgendwelchen Gründen
könnte
das Positionierungsobjekt nicht angesteuert werden können, um
sich in die Richtung des Stoppers zu bewegen. In Fällen zum
Beispiel, wo das Positionierungsobjekt, beim Start seines Betriebs
in eine Richtung in Richtung des Stoppers aus Gründen, wie etwa Festfressen
eines Fremdgegenstands, Anhaften von Kohlenstoff etc., zeitweilig
nicht angesteuert werden kann, wird die Anfangsposition des Positionierungsobjekts
als eine Referenzposition gelernt, selbst wenn die Anfangsposition
von einer ursprünglichen
oder inhärenten
Referenzposition weit entfernt ist. Als ein Ergebnis könnte die
folgende Positionierungssteuerung schädlich beeinflusst werden.
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Des
weiteren ist es üblich,
eine relativ große Steuerverstärkung in
der Positionierungssteuerung einzustellen, sodass das Positionierungsobjekt
eine Zielposition so schnell wie möglich erreichen kann. Das heißt, eine
Antriebskraft zum Ansteuern des Positionierungsobjekts wird häufig auf
einen großen Wert
eingestellt. Wenn unter einer derartigen Bedingung, in der die Antriebskraft
groß ist,
die Zielposition für
eine Positionierungssteuerung auf einen Standort eingestellt wird,
in dem das Positionierungsobjekt den Stopper nicht erreichen kann,
selbst wenn es die Zielposition überläuft (z.
B. kann die Stopperposition auf einen Standort innerhalb eines verschiebbaren Bereiches
und außerhalb
eines Bereiches, in dem das Positionierungsziel gewöhnlich eingestellt
wird, eingestellt sein), wird es keine Notwendigkeit zum Betrachten
eines Schadens an einem Ansteuermechanismus, wie etwa einem Motor,
Getriebe und dergleichen, zum Ansteuern des Positionierungsobjekts wegen
einem Aufschlag geben, der anderenfalls erzeugt würde, wenn
das Positionierungsobjekt in Anschlag gegen den Stopper platziert
wird. Der Anschlag des Positionierungsobjekts gegen den Stopper
ist jedoch für
das Lernen einer Referenzposition unabdingbar, und deshalb wird
es einen Schaden an dem Antriebsmechanismus wegen einem Aufschlag geben,
der durch den Anschlag des Positionierungsobjekts gegen den Stopper
verursacht wird.
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DE 199 60 796 betrifft
ein System zum Steuern eines elektromagnetisch betätigten Ventils.
Das Ventil beinhaltet einen Elektromagneten, ein Ankerelement, das
durch den Elektromagneten angetrieben wird, und ein anderes Ventil,
das durch das Ankerelement angetrieben wird. Das elektromagnetisch
betätigte
Ventil wird durch ein Steuerungssystem gesteuert mit einer Positionserfassungseinheit,
einer Geschwindigkeitserfassungseinheit, einem Abschnitt zum Herleiten
einer Zielgeschwindigkeit, einem Vergleicherabschnitt und einem
Steuerungsabschnitt.
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DE 196 24 901 beschreibt
ein Strömungssteuerventil.
Ein Ventil ist mit einer Ventilspindel verbunden und wird durch
die Federkraft einer über
die Ventilspindel einwirkenden Feder geschlossen. Das Ventil wird
geöffnet,
wenn ein Schrittmotor die Ventilspindel mittels einer Rotorwelle
gegen die Kraft der Feder in Axialrichtung verschiebt. Ein Zwischenraum befindet
sich zwischen der Rotorwelle und der in Sitzposition befindlichen
Ventilspindel.
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JP 09-317548 A betrifft
ein Referenzpositionslernverfahren für ein Drosselventil. Das öffnen eines
Drosselventils wird detektiert, basierend auf Signalen, die ausgegeben
werden von einem Drosselsensor an dem Drosselventil eines Verbrennungsmotors.
Eine Referenzposition des Drosselventils wird gelernt vom öffnen des
Drosselventils, detektiert wenn ein spezifiziertes Signal angelegt
wird an einem externen Anschluss an einem elektronischen Steuergerät.
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JP 05-321733 A betrifft
ein Drosselsteuergerät.
Ein durch ein Gaspedal betriebenes Drosselventil und ein Unterdrosselventil
sind in Reihe im Inneren eines Lufteinlassgangs angeordnet. Das
Unterdrosselventil wird von einem Schrittmotor angetrieben, der
durch einen Mikrocomputer gesteuert wird, basierend auf Detektionssignalen
von Öffnungssensoren
von den zwei Drosselventilen und einem Gaspedalöffnungssensor. Der Mikrocomputer
speichert die Anzahl der Antriebspulse an den Schrittmotor von einer
total offenen Position des Unterdrosselventils bis das Ausgangssignal
des Öffnungssensors
keine Änderungen
durchführt,
wodurch die geschlossene Position des Teildrosselventils gelernt
wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts
des Obigen zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, eine Positionierungssteuervorrichtung
vorzusehen, in der ein Positionierungsobjekt eine Position eines
zeitweiligen Ziels, die zur Positionierungssteuerung eingestellt
ist, schnell erreichen kann, und die verhindern kann, dass ein Mechanismus
zum Ansteuern des Positionierungsobjekts beschädigt wird, wenn ein Lernen
der Referenzposition ausgeführt
wird, nachdem das Positionierungsobjekt die Position eines zeitweiligen
Ziels erreicht hat.
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Mit
dem obigen Ziel vor Augen befindet sich die vorliegende Erfindung
in einer Positionierungssteuervorrichtung, die umfasst: einen Positionsdetektor
zum Erfassen der Position eines Positionierungsobjekts; einen Zielpositionsgenerator
zum Erzeugen eines Zielpositionssignals basierend auf einer Ausgabe
von dem Positionsdetektor; und eine Ansteuereinheit zum Ansteuern
des Positionierungsobjekts basierend auf einer Ausgabe von dem Zielpositionsgenerator.
Der Zielpositionsgenerator umfasst eine Steuereinheit zum Einstellen
einer Position eines zeitweiligen Ziels des Positionierungsobjekts
und Lernen einer Referenzposition des Positionierungsobjekts mit
einer Steuerverstärkung,
die an die Steuereinheit gegeben wird. Die Steuerverstärkung umfasst
eine erste Steuerverstärkung,
die bis zu der Zeit gültig
ist, wenn das Positionierungsobjekt die eingestellte Position eines
zeitweiligen Ziels erreicht, und eine zweite Steuerverstärkung, die
kleiner als die erste Steuerverstärkung ist, und die nach der
Zeit gültig ist,
wenn das Positionierungsobjekt die Position eines zeitweiligen Ziels
erreicht hat, bis das Lernen der Referenzposition abgeschlossen
ist.
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Mit
dieser Anordnung ist es durch Verwendung der ersten Steuerverstärkung, um
eine große Antriebskraft
vorzusehen, für
das Positionierungsobjekt möglich,
die Position eines zeitweiligen Ziels vom Einschalten der Energieversorgung
so schnell wie möglich
zu erreichen, wodurch die Zeit, die zum Abschließen des Lernens der Referenzposition
erforderlich ist, reduziert wird, wohingegen durch Verwendung der
zweiten Verstärkung,
um eine kleine Antriebskraft vorzusehen, der Aufschlag, der verursacht wird,
wenn das Positionierungsobjekt in Anschlag gegen einen Stopper während des
Lernens der Referenzposition gebracht wird, reduziert werden kann, wodurch
es möglich
gemacht wird, einen Schaden an der Positionierungssteuervorrichtung
zu verhindern.
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Die
obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden einem Durchschnittsfachmann aus der folgenden detaillierten
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, genommen Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen,
leichter offensichtlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
ein Blockdiagramm, das eine Positionierungssteuervorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ist
eine schematische bauliche Ansicht, die eine Ventilantriebseinheit
zeigt, die mit einer Positionierungssteuervorrichtung mit einer
Referenzpositionslernfunktion versehen ist, die durch Anwenden der
vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das die Details einer elektronischen Steuereinheit
der in 2 gezeigten vorliegenden Erfindung zeigt.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das eine Steuerprozedur der elektronischen Steuereinheit
der vorliegenden Erfindung, die in 3 gezeigt
wird, zeigt.
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5 ist
ein Flussdiagramm, das Details einer Referenzpositionslernverarbeitung,
die in 4 gezeigt wird, zeigt.
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6 ist
eine erläuternde
Ansicht, die eine Positionsänderung
zeigt, wenn das Lernen der Referenzposition normal abgeschlossen
wird.
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7 ist
eine erläuternde
Ansicht, die eine Positionsänderung
zeigt, wenn eine Position eines zeitweiligen Ziels noch nicht erreicht
wurde.
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8.
ist eine erläuternde
Ansicht, die eine Positionsänderung
in dem Fall zeigt, wo ein Positionierungsobjekt eine Position eines
zeitweiligen Ziels erreicht hat, aber nicht mehr angesteuert werden kann,
wenn eine Energieversorgung eingeschaltet wird.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Hierin
nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung detailliert beschrieben, während Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen genommen wird.
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1 ist
ein Funktionsblockdiagramm einer Positionierungssteuervorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die in 1 dargestellte
Positionierungssteuervorrichtung umfasst ein Positionserfassungsmittel 102,
wie etwa einen Positionsdetektor, zum Erfassen der Position eines
Positionierungsobjekts 101 und Erzeugen eines entsprechenden
Positionssignals, ein Zielpositionserzeugungsmittel 103,
wie etwa einen Zielpositionsgenerator, zum Erzeugen eines Zielpositionssignals
basierend auf dem Positionssignal, das von dem Positionserfassungsmittel 102 ausgegeben
wird, und ein Ansteuermittel 104, wie etwa eine Ansteuereinheit,
zum Ansteuern des Positionierungsobjekts 101, basierend
auf der Ausgabe von dem Zielpositionserzeugungsmittel 103.
Das Zielpositionserzeugungsmittel 103 umfasst ein Steuermittel,
wie etwa eine Steuereinheit, zum Durchführen des Lernens einer Referenzposition
des Positionierungsobjekts 101. Das Steuermittel arbeitet,
um eine Steuerverstärkung,
die an das Ansteuermittel 104 gegeben wird, auf eine derartige
Weise einzustellen, dass die Steuerverstärkung eine erste Steuerverstärkung, bis
das Positionierungsobjekt 101 eine eingestellte Position eines
zeitweiligen Ziels erreicht, und eine zweite Zielverstärkung annimmt,
die kleiner als die erste Steuerverstärkung ist, von oder nach der
Zeit, wenn das Positionierungsobjekt 101 die Position eines
zeitweiligen Ziels erreicht hat, bis zu der Zeit, wenn das Lernen
der Referenzposition abgeschlossen ist.
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2 ist
eine schematische bauliche Ansicht, die eine Ventilansteuereinheit
zeigt, die an einer Auspuffrohrleitung eines Motors angeordnet ist und
mit einer Positionierungssteuervorrichtung mit einer Referenzpositionslernfunktion
versehen ist, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird.
Ein Motor 201, der in einem Kraftfahrzeug oder dergleichen
installiert ist, stößt Verbrennungsgase
aus einer Auslassöffnung
aus, die von einem Dämpfer 202 in die
Umgebungsatmosphäre
durch ein Abgasrohr oder Rohrleitung 203 ausgestoßen werden.
In der Ventilansteuereinheit ist ein ansteuerbares Ventil 205 in
dem Auspuffrohr 203 als das Positionierungsziel 101 installiert.
Das Ventil 205 wird angesteuert, um den Ausstoßdruck der
Verbrennung oder Auspuffgase einzustellen, um dadurch die Ausgangsleistung des
Motors 201 zu steuern. Die Ventilansteuereinheit umfasst
den Motor 201, den Dämpfer 202,
das Auspuffrohr 203, einen Stopperanschlagteil 204,
das Ventil 205, einen Stopper 206, einen Motor 207 als das
Ansteuermittel 104, einen Positionssensor 208 als
das Positionserfassungsmittel 102, eine elektronische Steuereinheit 209 als
das Zielpositionserzeugungsmittel 103 und eine Antriebswelle 210.
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Das
Ventil 205 ist in dem Auspuffrohr 203 installiert
und es ist ein Steuerobjekt, das einer Positionierungssteuerung,
unterzogen wird. Der Stopperanschlagteil 204 ist außerhalb
des Auspuffrohrs 203 angeordnet und operativ mit dem Ventil 205 und
dem Motor 207 mittels der Antriebswelle 210 verbunden. Der
Motor 207 wird durch einen Steuerbefehlsstrom angesteuert,
der von der elektronischen Steuereinheit 209 ausgegeben
wird, um die Position des Ventils 205 einzustellen.
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Der
Positionssensor 208 umfasst ein Potentiometer, das direkt
an dem Stopperanschlagteil 204 oder indirekt an dem Motor 207 oder
dergleichen zum Konvertieren der absoluten Position des Ventils 205 in
ein auszugebendes elektrisches Signal angebracht ist. Die elektronische
Steuereinheit 209 kalkuliert eine Zielposition des Ventils 205 basierend
auf Eingaben von dem Positionssensor 208, verschiedenen
anderen Sensoren und Schaltern durch eine vorgeschriebene Verarbeitung
und gibt einen entsprechenden Steuerbefehlsstrom an den Motor 207 basierend
auf der so kalkulierten Zielventilposition aus.
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Es
könnte
eine individuelle Differenz in der Position des Ventils 205 infolge
der Befestigungszustände
des Ventils 205 und des Positionssensors 208 erzeugt
werden. Um entsprechend eine genaue Positionssteuerung durchzuführen, wird
ein Lernen der Referenzposition ausgeführt, um eine Referenzposition
zu kalkulieren, wodurch die Positionierungssteuerung durch Verwendung
der relativen Position des Ventils 205 in Bezug auf die
Referenzposition durchgeführt
wird. Beim Lernen der Referenzposition wird der Stopperanschlagteil 204 in
eine Richtung angesteuert, um das Ventil 205 zu schließen, sodass der Stopperanschlagteil 204 in
Anschlag gegen den Stopper 206 platziert wird. Als ein
Ergebnis wird die Ausgabe des Positionssensors 208 unverändert sein,
und der Ausgabewert oder Lesung des Positionssensors zu dieser Zeit
wird als die Referenzposition gelernt.
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3 ist
ein Blockdiagramm, das den detaillierten Aufbau innerhalb der elektronischen
Steuereinheit 209 zeigt. Die elektronische Steuereinheit 209 umfasst
eine Ansteuerschaltung 301 und einen Mikrocomputer 302 als
das Steuermittel, wie in 3 gezeigt. Ein Steuerbefehlsstromsignal,
das durch den Mikrocomputer 302 kalkuliert wird, wird in
die Ansteuerschaltung 301 eingegeben, die wiederum einen
entsprechenden Steuerbefehlsstrom an den Motor 207 ausgibt.
Der Mikrocomputer 302 umfasst eine Eingabeportvorrichtung 303,
eine Ausgabeportvorrichtung 304, eine CPU 305,
einen RAM 306 und einen ROM 307, von denen alle
gegenseitig miteinander durch einen bilateralen gemeinsamen Bus 308 verbunden
sind.
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Das
Positionssignal, das von dem Positionssensor 208 ausgegeben
wird, wird in die Eingabeportvorrichtung 303 eingegeben,
die das Eingangssignal richtig verarbeitet. Das so verarbeitete
Signal wird an die CPU 305 und den RAM 306 entsprechend einem
Befehl der CPU 305 basierend auf einem Steuerprogramm,
das in dem ROM 307 gespeichert ist, ausgegeben. Die Ausgabeportvorrichtung 304 gibt
einen Steuerbefehlsstrom an den Motor 207 durch die Ansteuerschaltung 301 gemäß einem
Befehl der CPU 305 aus.
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Die
CPU 305 verarbeitet verschiedene Operationskalkulationen
und Signale basierend auf dem Steuerprogramm, das in dem ROM 307 gespeichert wird,
wie in 4 gezeigt. Wenn eingeschaltet, speichert der RAM 306 darin
zeitweilig Variablen etc., basierend auf dem Steuerprogramm, das
in 4 gezeigt wird.
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Als
nächstes
wird nachstehend der Steuerungsfluss in der vorliegenden Erfindung
beschrieben, der durch den Mikrocomputer 32 erreicht wird, während auf
das in 4 gezeigte Flussdiagramm Bezug genommen wird.
Wenn die Energieversorgung eingeschaltet wird, um der elektronischen
Steuereinheit 209 elektrische Energie zuzuführen, liest der
Mikrocomputer 32 in dem Steuerprogramm, das in dem ROM 307 gespeichert
wird. Anschließend werden
ein Zähler
und ein Flag, die in dem RAM 306 eingestellt sind, initialisiert,
und es wird eine Verarbeitung von Schritt 401 gestartet.
In Schritt 401 werden die jeweiligen Ausgabesignale des
Positionssensors 208 und anderer Sensoren, die mit der
elektronischen Steuereinheit 209 verbunden sind, durch
die Eingabeportvorrichtung 303 in die CPU 305 eingegeben.
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Danach
wird in Schritt 402 eine Verarbeitung ausgeführt, um
eine Zielposition für
eine gewöhnliche Operation
basierend auf den jeweiligen Signalen, die in Schritt 401 eingegeben
werden, zu kalkulieren. In Schritt 403 wird eine Referenzpositionslernverarbeitung
basierend auf einem Positionssignal, das von dem Positionssensor 208 in
Schritt 401 eingegeben wird, durchgeführt. Wenn das Lernen der Referenzposition
bereits abgeschlossen wurde, wird die Zielposition, die in Schritt 402 kalkuliert
wird, als eine Endzielposition kalkuliert. Wenn andererseits das Lernen
der Referenzposition noch nicht abgeschlossen wurde, wird die Lernverarbeitung
durchgeführt, während fortgefahren
wird, den Stopperanschlagteil 204 in die Richtung des Stoppers 206 anzusteuern. Wenn
das Lernen noch nicht abgeschlossen wurde, selbst wenn eine vorgeschriebene
Zeitdauer verstrichen ist, wird das Lernen zwangsweise beendet. Eine
detaillierte Erläuterung
der Referenzpositionslernverarbeitung wird später beschrieben.
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In
Schritt 404 wird die Endzielposition in einen entsprechenden
Steuerbefehlstromwert zum Ansteuern des Motors 207 konvertiert,
sodass die Zielposition die Endzielposition wird, die in Schritt 403 kalkuliert
wird. Der so erhaltene Steuerbefehlstromwert wird durch die Ausgabeportvorrichtung 304 an die
Ansteuerschaltung 301 ausgegeben. Danach wird wieder eine
Rückkehr
zu Schritt 401 durchgeführt,
womit die Verarbeitung fortgesetzt wird.
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5 zugekehrt,
ist diese Figur ein Flussdiagramm, das Details der Referenzpositionslernverarbeitung
zeigt, die in Schritt 403 ausgeführt wird, wie in 4 gezeigt.
Nun wird nachstehend die Referenzpositionslernverarbeitung erläutert, während auf 6 Bezug
genommen wird, die eine Positionsänderung zeigt, wenn das Lernen
der Referenzposition normal abgeschlossen wird. Zuerst wird eine
Position eines zeitweiligen Ziels p2 als eine Zielposition eingestellt,
selbst wenn die Anfangsposition p1 des Positionierungsobjekts 101 an
einer beliebigen Stelle ist, unmittelbar nachdem die Energieversorgung
eingeschaltet wird (zu Zeitpunkt t1). Danach wird der Prozess zum
Lernen der Referenzposition des Positionierungsobjekts 101 (das
Ventil 205) mit einer Steuerverstärkung ausgeführt, die
durch die Ansteuerschaltung 301 an den Motor 207 gegeben
wird. Die Steuerverstärkung
umfasst eine erste Steuerverstärkung,
die gültig
oder effektiv ist, bis eine eingestellte Position eines zeitweiligen
Ziels erreicht wird (zu Zeitpunkt t2), und eine zweite Steuerverstärkung mit
einem Wert, der kleiner als der der ersten Steuerverstärkung ist,
die gültig
oder effektiv ist von der Zeit, wenn eine zweite Anfangszielposition
erreicht wird, bis zu der Zeit, wenn die Referenzpositionslernverarbeitung
abgeschlossen ist (d. h. von Zeitpunkt t2 bis Zeitpunkt t4). Wenn
die Position eines zeitweiligen Ziels p2 innerhalb einer Ankunftsgrenzzeit
für das zeitweilige
Ziel oder einer Dauer T1 (zu Zeitpunkt t2) erreicht wird, wird das Positionierungsobjekt 101 angesteuert,
sich in einer Richtung zu bewegen (d. h. in einer Schließrichtung),
um gegen den Stopper 206 anzuschlagen, wie in 2 gezeigt.
Zu dieser Zeit wird das Positionierungsobjekt 101 durch
eine begrenzte Kraft derart angesteuert, um sowohl den Motor 207 als
auch den Stopperanschlagteil 204 durch den Anschlag des
Positionierungsobjekts 101 gegen den Stopper 206 nicht
zu beschädigen.
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Der
Stopperanschlagteil 204 beginnt innerhalb einer Lernabschlussgrenzzeit
oder Dauer T2 (zu Zeitpunkt t3) gegen den Stopper 206 anzuschlagen. Wenn
sich der Zustand, in dem sich die Ausgabe des Positionssensors 208 nicht ändert, für eine Sperrbestimmungszeit
oder Dauer T3 fortsetzt, wird die gegenwärtige Position des Stopperanschlagteils 204 als
eine Referenzposition gelernt und das Lernen wird abgeschlossen
(zu Zeitpunkt t4). Danach wird die Steuerung auf die gewöhnliche
Steuerung verlagert. Das ”zeitweilige
Ziel” der
Zielposition wird für den
Zweck des Bestätigens
eingestellt, dass das Lernen der Referenzposition gültig oder
effektiv wird. Die Zielposition des Ventils 205 wird auf
die Position des ”zeitweiligen
Ziels” eingestellt,
bevor das Lernen der Referenzposition durch seinen Anschlag gegen
den Stopper 206 gestartet wird. Wenn das Ventil 205 die Position
des ”zeitweiligen
Ziels” erreicht,
wird bestimmt, dass das Ventil 205 normal arbeitet. Wenn mit
anderen Worten das Ventil 205 die Position des ”zeitweiligen
Ziels” nicht
erreichen kann, nachdem die Energieversorgung eingeschaltet wird,
wird erachtet, dass es irgendeine Anomalie in einer Umgebung geben
kann, wo das Ventil 205 angesteuert wird, sich zu bewegen.
Somit wird offenkundig, dass es unmöglich ist, eine richtige Referenzposition
zu kalkulieren, selbst wenn das Lernen der Referenzposition unter
einer derartigen Bedingung ausgeführt wird. Deshalb wird eine
Steuerung durch Verwendung einer voreingestellten Referenzposition,
die vorher eingestellt wurde, durchgeführt.
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In 7 wird
eine Positionsänderung
gezeigt, wenn die Position eines zeitweiligen Ziels nicht erreicht
werden kann. Nachdem die Energieversorgung eingeschaltet wird (zu
Zeitpunkt t1), wird das Ventil 205 angesteuert, sich von
seiner Anfangsposition p1 in die Position eines zeitweiligen Ziels
p2 zu bewegen. Wenn zu dieser Zeit das Ventil 205 aus irgendwelchen
Gründen
in einer bestimmten Position nicht mehr angesteuert werden kann,
bevor es die Position eines zeitweiligen Ziels erreicht, wird gemäß dem Stand
der Technik die Position, in der das Ventil 205 gestoppt
ist, als eine Referenzposition angenommen und es wird ein falsches
Lernen ausgeführt.
Im Gegensatz dazu wird gemäß der vorliegenden
Erfindung um zu überprüfen, ob
die Ventilansteuerumgebung normal ist, bestimmt, ob das Ventil 205 die
Position eines zeitweiligen Ziels erreicht hat und nur nachdem bestimmt
ist, dass die Ventilansteuerumgebung normal ist, wird das Lernen
der Referenzposition durchgeführt.
Obwohl Details später
beschrieben werden, wenn das zeitweilige Ziel noch nicht erreicht wurde,
selbst wenn die Ankunftsgrenzzeit für das zeitweilige Ziel T1 verstrichen
ist, wird das Lernen der Referenzposition zwangsweise abgeschlossen
oder beendet und die voreingestellte Position wird als eine Referenzposition
eingestellt.
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Wenn
jedoch das Ventil 205 die Position des ”zeitweiligen Ziels” in seinem
Anfangszustand erreicht hat, nachdem die Energieversorgung eingeschaltet
ist, wird die Ventilansteuerumgebung als normal zu sein bestimmt,
selbst wenn es eine Anomalie in der Betriebsbedingung des Ventils 205 gibt. Um
so ein derartiges Problem zu bewältigen,
wird die Position des ”zeitweiligen
Ziels” auf
einen Standort ”außerhalb
eines vorgeschriebenen Bereiches” eingestellt, und wenn die Referenzposition,
die durch das Lernen der Referenzposition kalkuliert wird, ”außerhalb
des vorgeschriebenen Bereiches ist, wird bestimmt, dass das Lernen
der Referenzposition ungültig
ist. Als ein Ergebnis wird eine Steuerung durch Verwendung der voreingestellten
Referenzposition ausgeführt.
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In 8 wird
eine Positionsänderung
gezeigt, wenn das Positionierungsobjekt 101 nicht mehr angesteuert
werden kann, obwohl die Position eines zeitweiligen Ziels bei Einschalten
der Energieversorgung erreicht wurde. Da in diesem Fall die Anfangsposition
des Positionierungsobjekts 101 bereits seine Position eines
zeitweiligen Ziels ist, wird unmittelbar nach dem Einschalten der
Energieversorgung bestimmt, dass die Position eines zeitweiligen
Ziels erreicht wurde und ein Lernen der Referenzposition wird gestartet
wie es ist. Da es jedoch unmöglich
ist, das Positionierungsobjekt 101 anzusteuern, wird die Position
des Positionierungsobjekts 101 als eine Referenzposition
kalkuliert, nachdem die Sperrbestimmungszeit oder Dauer T3 verstrichen
ist. Die so kalkulierte Referenzposition ist jedoch gewöhnlich außerhalb
des Bereiches, in dem eine normale Referenzposition erhalten wird,
wenn das Lernen der Referenzposition normal abgeschlossen ist. Entsprechend
wird bestimmt, dass das Lernen der Referenzposition ungültig ist
und es wird eine Steuerung durch Verwendung einer voreingestellten
Referenzposition, die im voraus eingestellt wurde, ausgeführt.
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Das
heißt
in dem Anfangszustand des Ventils 205 beim Einschalten
der Energieversorgung, wenn die Ventilposition ”außerhalb des vorgeschriebenen
Bereiches” ist
und wenn das Ventil 205 die Position des ”zeitweiligen
Ziels” erreicht
hat und wenn es eine Anomalie in dem Ventilbetrieb gibt, wird die Referenzposition,
die gemäß dem Lernen
einer Referenzposition kalkuliert wird, ”außerhalb des vorgeschriebenen
Bereiches” sein.
Wenn es andererseits eine Anomalie mit der Ventil position ”in dem
vorgeschriebenen Bereich” gibt,
kann die Position des ”zeitweiligen
Ziels” nicht
erreicht werden und wenn es deshalb eine Anomalie in dem Ventilbetrieb
gibt, wird es als ”das
Lernen der Referenzposition ist ungültig” bestimmt.
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Als
nächstes
werden die jeweiligen Schritte der Referenzpositionslernverarbeitung
gemäß dem in 5 gezeigten
Flussdiagramm beschrieben. Jedes Mal, wenn die Vorrichtung bei Einschalten
der Energieversorgung in ihrem Anfangszustand ist, wurde das Lernen
einer Referenzposition noch nicht abgeschlossen. In einem derartigen
Zustand werden jedes Flag und der Zähler wie folgt eingestellt.
Das heißt
ein Lernabschlussflag wird auf ”0” gelöscht; ein Ankunftsflag
des zeitweiligen Ziels wird auch auf ”0” gelöscht; die Zielposition wird
auf die Position des ”zeitweiligen
Ziels” eingestellt;
und ein Sperrbestimmungszähler
wird auf ”0” gelöscht.
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In
Schritt 501 wird bestimmt, ob die vorbestimmte Zeit T2
oder mehr seit Einschalten der Energieversorgung verstrichen ist.
Wenn die vorbestimmte Zeit T2 verstrichen ist, fährt der Fluss zu Schritt 517 fort,
wo die Lernverarbeitung ungeachtet des Zustands eines Fortschritts
des Lernens der Referenzposition beendet wird und danach die Steuerung
auf die gewöhnliche
Steuerung verlagert wird. Details dazu werden später beschrieben. Wenn andererseits die
vorbestimmte Zeit T2 oder mehr noch nicht verstrichen ist, fährt der
Fluss zu Schritt 502 fort, wo bestimmt wird, ob das Ventil 205 die
Position eines zeitweiligen Ziels gerade einmal erreicht hat.
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Wenn
das Ventil 205 die Position eines zeitweiligen Ziels erreicht
hat, fährt
der Fluss zu Schritt 503 fort, wo das Lernen der Referenzposition
ausgeführt
wird. Details dazu werden später
beschrieben. Wenn andererseits die Position eines zeitweiligen Ziels
noch nicht erreicht wurde, fährt
der Fluss zu Schritt 513 fort, wo bestimmt wird, ob die
vorbestimmte Zeit T1 oder mehr seit Einschalten der Energieversorgung
verstrichen ist. Dies geschieht dazu um zu bestimmen, ob das Ventil 205 die
Position eines zeitweiligen Ziels noch nicht erreicht hat, selbst wenn
die vorbestimmte Zeit T1 verstrichen ist, und mit anderen Worten
wird bestimmt, ob die Ventilansteuerumgebung anomal ist.
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Wenn
in Schritt 513 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit
T1 oder mehr seit Einschalten der Energieversorgung verstrichen
ist, fährt
der Fluss zu Schritt 510 fort, wo die Referenzpositionslernverarbeitung
beendet wird, und danach die Steuerung auf die gewöhnliche
Steuerung verlagert wird. Details dazu werden später beschrieben. Wenn andererseits in
Schritt 513 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit T1
oder mehr noch nicht verstrichen ist, fährt der Fluss zu Schritt 514 fort,
wo bestimmt wird, ob die gegenwärtige
Position des Ventils 205 die Position eines zeitweiligen
Ziels erreicht hat. Wenn die Position eines zeitweiligen Ziels erreicht
wurde, fährt
der Fluss zu Schritt 515 fort, wo das Ankunftsflag des zeitweiligen
Ziels auf ”1” gesetzt
wird.
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Danach
fährt der
Fluss zu Schritt 516 fort, wo die Zielposition des Ventils 205 auf ”0” eingestellt wird,
um das Ventil 205 in Anschlag gegen den Stopper 206 beim
Lernen der Referenzposition zu platzieren. Hier ist zu beachten,
dass die stopperseitige Richtung der Zielposition als ”0” eingestellt
wird und dass die Position des Stoppers 206 eingestellt
wird, um größer als
die Ventilposition von ”0” zu sein.
Danach fährt
der Fluss zu Schritt 505 fort, wo die gegenwärtige Ventilposition
als die letzte Ventilposition gespeichert wird, um eine Änderung
in der Ventilposition beim Lernen der Referenzposition zu bestimmen, und
die Subroutine wird beendet.
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Wenn
in Schritt 514 bestimmt wird, dass das zeitweilige Ziel
noch nicht erreicht wurde, fährt
der Fluss zu Schritt 505 fort, wo die gegenwärtige Ventilposition
als die letzte Ventilposition gespeichert wird, und danach wird
die Subroutine beendet.
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Wenn
außerdem
die Position des Ventils 205 bereits die Position eines
zeitweiligen Ziels gerade einmal im Schritt 502 erreicht
hat, fährt
der Fluss zu Schritt 503 fort, wo das Lernen der Referenzposition gestartet
wird. In Schritt 503 wird bestimmt, ob die gegenwärtige Ventilposition
die gleiche ist wie die letzte gespeicherte Ventilposition. Wenn
sie sich voneinander unterscheiden, wird bestimmt, dass das Ventil 205 nicht
in Anschlag mit dem Stopper 206 ist und der Fluss fährt zu Schritt 504 fort,
der zum genauen Bestimmen vorgesehen ist, ob das Ventil 205 gegen
eine weitere Bewegung gesperrt ist. In Schritt 504 wird
der Sperrbestimmungszähler,
der dazu dient zu bestimmen, dass das Ventil 205 gesperrt
ist, wenn sich der Zustand, in dem sich die Ventilposition nicht ändert, für die vorbestimmte
Zeit T3 oder mehr fortsetzt, auf ”0” gelöscht. Danach fährt der
Fluss zu Schritt 505 fort, wo die gegenwärtige Ventilposition als
die letzte Ventilposition gespeichert wird, und die Subroutine wird
beendet.
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Wenn
in Schritt 503 bestimmt wird, dass die gegenwärtige Ventilposition
die gleiche wie die letzte gespeicherte Ventilposition ist, wird
eine Bestimmung vorgenommen, dass das Ventil 205 in Anschlag
gegen den Stopper 206 gehalten wird, und deshalb ist die
Ventilposition unverändert.
Danach fährt
der Fluss zu Schritt 506 fort, wo der Sperrbestimmungszähler um ”1” erhöht wird.
Anschließend
fährt der Fluss
zu Schritt 507 fort, wo bestimmt wird, ob sich der gleiche
Zustand des Sperrbestimmungszählers für die vorbestimmte
Zeit T3 oder mehr fortsetzt. Das heißt es wird eine Bestimmung
vorgenommen, ob sich der Zustand, in dem die gegenwärtige Ventilposition
die gleiche ist wie die letzte Ventilposition, für die vorbestimmte Zeit T3
oder mehr fortsetzt. Wenn er sich für die vorbestimmte Zeit T3
oder mehr nicht fortsetzt, wird bestimmt, dass das Ventil 205 noch nicht
gesperrt wurde. Danach fährt
der Fluss zu Schritt 505 fort und die Subroutine wird beendet.
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Wenn
der oben erwähnte
Zustand für
die vorbestimmte Zeit T3 oder mehr als ein Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 507 andauert, wird bestimmt, dass das Ventil 205 gesperrt
ist und der Fluss fährt
zu Schritt 508 fort, wo die gegenwärtige Ventilposition als eine
zeitweilige Referenzposition eingestellt wird. Danach fährt der
Fluss zu Schritt 509 fort, wo bestimmt wird, ob die so
eingestellte zeitweilige Referenzposition außerhalb des vorgeschriebenen
Bereiches ist. Wenn die zeitweilige Referenzposition außerhalb
des vorgeschriebenen Bereiches ist, fährt der Fluss zu Schritt 510 fort,
wo das Lernen der implementierten Referenzposition ungültig gemacht
wird und ein voreingestellter Wert X1 als eine Referenzposition
eingestellt wird. Wenn der Fluss den Schritt 510 durchläuft oder
die zeitweilige Referenzposition als ein Ergebnis der Bestimmung
in Schritt 509 nicht außerhalb des vorgeschriebenen
Bereiches ist, fährt der
Fluss zu Schritt 511 fort, wo das Lernabschlussflag, das
den Abschluss des Lernens der Referenzposition anzeigt, auf ”1” gesetzt
wird. Danach fährt der
Fluss zu Schritt 512 fort, wo die Normalzielposition, die
in Schritt 402 kalkuliert wird, wie in 4 gezeigt,
als eine formale Zielposition eingestellt wird, und die Subroutine
beendet wird.
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Wenn
außerdem
in Schritt 501 bestimmt wird, dass die vorbestimmte Zeit
T2 oder mehr seit Einschalten der Energieversorgung verstrichen
ist, fährt
der Fluss zu Schritt 517 fort, wo aus dem Lernabschlussflag
bestimmt wird, ob das Lernen der Referenzposition bereits abgeschlossen
wurde. Wenn es abgeschlossen ist, fährt der Fluss zu Schritt 512 fort
und die Subroutine wird beendet, wohingegen wenn es nicht abgeschlossen
wurde, der Fluss zu Schritt 510 fortfährt, wo die Referenzpositionslernverarbeitung
zwangsweise abgeschlossen wird, und die Subroutine wird beendet.
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Wie
im vorangehenden beschrieben, umfasst gemäß der vorliegenden Erfindung
beim Lernen einer Referenzposition eine Steuerverstärkung eine erste
Steuerverstärkung,
die dazu dient, eine große Antriebskraft
zu erzeugen, und von der Zeit, wenn die Energieversorgung eingeschaltet
ist, bis zu der Zeit, wenn ein Positionierungsobjekt eine Position
eines zeitweiligen Ziels erreicht, verwendet wird, und eine zweite
Steuerverstärkung,
die dazu dient, eine kleine Antriebskraft zu erzeugen, und von der
Zeit, wenn das Positionierungsobjekt die Position eines zeitweiligen
Ziels erreicht hat, bis zu der Zeit, wenn das Lernen der Referenzposition
ausgeführt
wird, verwendet wird. Somit ist es durch Verwendung der ersten Steuerverstärkung, um
eine große
Antriebskraft vorzusehen, für
das Positionierungsobjekt möglich,
die Position eines zeitweiligen Ziels seit dem Einschalten der Energieversorgung
so schnell wie möglich
zu erreichen, wodurch die Zeit, die zum Abschluss des Lernens der
Referenzposition erforderlich ist, reduziert wird, wohingegen durch
Verwendung der zweiten Verstärkung,
um eine kleine Antriebskraft vorzusehen, der Aufschlag, der verursacht
wird, wenn das Positionierungsobjekt in Anschlag gegen einen Stopper
während
des Lernens der Referenzposition gebracht wird, reduziert werden
kann, wodurch es möglich
gemacht wird, Schaden an der Positionierungssteuervorrichtung zu
verhindern.
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Außerdem wird
beim Lernen der Referenzposition eine Position eines zeitweiligen
Ziels eingestellt, und wenn das Positionierungsobjekt die Position
eines zeitweiligen Ziels innerhalb einer vorbestimmten Zeit nicht
erreichen kann, wird bestimmt, dass es unmöglich ist, das Lernen der Referenzposition
aus irgendwelchen Gründen,
wie etwa z. B. dem Auftreten einer Sperrung des Ventils in seiner
Anfangsposition nach Einschalten der Energieversorgung, einem Fehler
eine Ansteuereinheit zum Ansteuern des Positionierungsobjekts etc.,
auf eine korrekte Weise durchzuführen.
In diesem Fall wird eine voreingestellte Position als eine Referenzposition eingestellt,
wodurch es möglich
gemacht wird, das falsche Lernen der Referenzposition zu vermeiden und
die Zeit zu verkürzen,
die bis zum Abschluss des Lernens der Referenzposition erforderlich
ist.
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Wenn
außerdem
innerhalb der vorbestimmten Zeit das Lernen der Referenzposition
nicht abgeschlossen wurde, wird bestimmt, dass es unmöglich ist,
das Lernen der Referenzposition aus irgendwelchen Gründen, wie
etwa der fehlerhaften Einstellung eines Ansteuerdrahts zum Ansteuern
des Positionierungsobjekts, auf eine korrekte Weise durchzuführen. So
wird eine voreingestellte Position als eine Referenzposition eingestellt,
wodurch es möglich
gemacht wird, das falsche Lernen der Referenzposition zu vermeiden
und die Zeit zu verkürzen,
die bis zum Abschluss des Lernens der Referenzposition erforderlich
ist.
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Wenn
ferner die Referenzposition, die durch das Lernen der Referenzposition
erhalten wird, außerhalb
eines vorgeschriebenen Bereiches ist, wird bestimmt, dass es aus
irgendwelchen Gründen
unmöglich
ist, das Lernen der Referenzposition auf eine korrekte Weise durchzuführen. In
diesem Fall wird eine voreingestellte Position als eine Referenzposition
eingestellt, was ist so möglich
macht, das falsche Lernen der Referenzposition zu vermeiden.
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Dazu
umfasst das Positionierungsobjekt ein Ventil, das in einer Auspuffrohrleitung
angeordnet ist, durch welche Verbrennungsgase von einem Motor, der
in einem Fahrzeug installiert ist, in die Umgebungsatmosphäre ausgestoßen werden,
wobei das Ventil durch ein Ansteuermittelangesteuert und gesteuert
wird, um den Auslassdruck der Verbrennungsgase in der Auspuffrohrleitung
einzustellen, wodurch die Ausgangsleistung des Motors gesteuert wird.
Entsprechend kann die vorliegende Erfindung auf eine Ventilansteuereinheit
angewendet werden, die mit einer Positionierungssteuervorrichtung
mit einer Referenzpositionslernfunktion versehen ist.
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Obwohl
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung oben detailliert beschrieben wurde, ist es
selbstverständlich,
dass die vorliegende Erfindung keineswegs auf diese Ausführungsform
begrenzt ist, sondern mit verschiedenen darin vorgenommenen Änderungen
oder Modifikationen in der Praxis umgesetzt werden kann, ohne vom
Geist und Bereich der Erfindung abzuweichen, was in den angefügten Ansprüchen definiert
wird.