DE10234665B4 - Positionierungssteuervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Positionierungssteuervorrichtung umfassend: Positionserfassungsmittel (102) zum Erfassen der Position eines Positionierungsobjekts (101); Zielpositionserzeugungsmittel (103) zum Erzeugen eines Zielpositionssignals basierend auf einer Ausgabe von dem Positionserfassungsmittel (102); und Ansteuermittel (104) zum Ansteuern des Positionierungsobjekts (101) basierend auf einer Ausgabe von dem Zielpositionserzeugungsmittel (103); wobei das Zielpositionserzeugungsmittel (103) umfasst ein Steuermittel (209: 305) zum Einstellen einer Position eines zeitweiligen Ziels des Positionierungsobjekts (101) und Lernen einer Referenzposition des Positionierungsobjekts (101) mit einer Steuerverstärkung, die an das Ansteuer mittel (104) gegeben wird, wobei die Steuerverstärkung umfasst eine erste Steuerverstärkung, die bis zu der Zeit gültig ist, wenn das Positionierungsobjekt (101) 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 (101) die Position eines zeitweiligen Ziels erreicht hat, bis das Lernen der Referenzposition abgeschlossen ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • 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.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Positionierungssteuervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 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.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, das die Details einer elektronischen Steuereinheit der in 2 gezeigten vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 4 ist ein Flussdiagramm, das eine Steuerprozedur der elektronischen Steuereinheit der vorliegenden Erfindung, die in 3 gezeigt wird, zeigt.
  • 5 ist ein Flussdiagramm, das Details einer Referenzpositionslernverarbeitung, die in 4 gezeigt wird, zeigt.
  • 6 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Positionsänderung zeigt, wenn das Lernen der Referenzposition normal abgeschlossen wird.
  • 7 ist eine erläuternde Ansicht, die eine Positionsänderung zeigt, wenn eine Position eines zeitweiligen Ziels noch nicht erreicht wurde.
  • 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.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Hierin nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben, während Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen wird.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (5)

  1. Positionierungssteuervorrichtung umfassend: Positionserfassungsmittel (102) zum Erfassen der Position eines Positionierungsobjekts (101); Zielpositionserzeugungsmittel (103) zum Erzeugen eines Zielpositionssignals basierend auf einer Ausgabe von dem Positionserfassungsmittel (102); und Ansteuermittel (104) zum Ansteuern des Positionierungsobjekts (101) basierend auf einer Ausgabe von dem Zielpositionserzeugungsmittel (103); wobei das Zielpositionserzeugungsmittel (103) umfasst ein Steuermittel (209: 305) zum Einstellen einer Position eines zeitweiligen Ziels des Positionierungsobjekts (101) und Lernen einer Referenzposition des Positionierungsobjekts (101) mit einer Steuerverstärkung, die an das Ansteuer mittel (104) gegeben wird, wobei die Steuerverstärkung umfasst eine erste Steuerverstärkung, die bis zu der Zeit gültig ist, wenn das Positionierungsobjekt (101) 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 (101) die Position eines zeitweiligen Ziels erreicht hat, bis das Lernen der Referenzposition abgeschlossen ist.
  2. Positionierungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (209: 305) arbeitet, um das Lernen der Referenzposition zu beenden, wenn das Positionierungsobjekt (101) die Position eines zeitweiligen Ziels innerhalb einer vorbestimmten Zeit noch nicht erreicht hat, und eine voreingestellte Position als die Referenzposition (501502513510) einzustellen.
  3. Positionierungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (209: 305) arbeitet, um eine voreingestellte Position als die Referenzposition einzustellen, wenn das Lernen der Referenzposition innerhalb einer vorbestimmten Zeit, nachdem das Positionierungsobjekt die Position eines zeitweiligen Ziels (501517510) erreicht hat, nicht abgeschlossen wurde.
  4. Positionierungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Steuermittel (209: 305) arbeitet, um eine voreingestellte Position als die Referenzposition einzustellen, wenn die Referenzposition, die durch das Lernen der Referenzposition erzeugt wird, außerhalb eines vorgeschriebenen Bereiches ist (509510).
  5. Positionierungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Positionierungsobjekt (101) ein Ventil (205) ist, das ansteuerbar in einer Auspuffrohrleitung angeordnet ist, durch welche Verbrennungsgase von einem Motor (201), der in einem Fahrzeug installiert ist, in eine Umgebungsatmosphäre ausgestoßen werden, wobei das Ventil durch das Ansteuermittel (104) angesteuert und gesteuert wird, um den Auslassdruck der Verbrennungsgase in der Auspuffrohrleitung einzustellen, um dadurch die Ausgangsleistung des Motors (201) zu steuern.
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