DE19537744A1

DE19537744A1 - Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasrückführventils

Info

Publication number: DE19537744A1
Application number: DE19537744A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Kadowaki
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1994-10-14
Filing date: 1995-10-10
Publication date: 1996-04-18
Also published as: US5579743A; JPH08114157A; KR960014604A; KR100254059B1

Description

Diese Patentanmeldung geht zurück auf die am 14. Oktober 1994 eingereichte japanische Patentanmeldung Nr. 6-248232, deren Priorität beansprucht und deren Inhalt hiermit einbezogen wird.

Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Initialisierung eines Schrittmotors und bezieht sich ins besondere auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines Abgas rückführventils, bei der ein in einem Abgasrückführkanal angeordnetes Abgasrückführventil durch einen Schrittmotor betätigt wird.

Verwandter Stand der Technik

Unter Abgasrückführvorrichtungen (sogenannten EGR-Vor richtungen (EGR, exhaust gas recirculation)) der in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. H.2-38783 (US Pa tent Nr. 4,391,244) gezeigten Art sind solche, die unter Verwendung eines Schrittmotors als eine Einrichtung zum Betätigen eines Abgasrückführventils zur Steuerung der rückgeführten Abgasmenge den Öffnungsgrad des Abgasrück führventils fein steuern können.

Um die Drehlage des Schrittmotors und den Öffnungsgrad des Abgasrückführventils korrekt in Übereinstimmung zu bringen, ist es bei diesen Vorrichtungen - bevor das Ab gasrückführventil gesteuert wird - erforderlich, den Schrittmotor zu initialisieren und die Drehlage des Schrittmotors sicher in die vollständig geschlossene Stellung (Referenzlage) des Abgasrückführventils zu brin gen. Daher wird in herkömmlichen Abgasrückführvorrichtun gen der Schrittmotor unmittelbar nach dem Ausschalten des Zündschalters initialisiert; zur Durchführung dieser In itialisierung ist eine Hauptrelais-Steuerschaltung vorge sehen, um ein Spannungsversorgungs-Hauptrelais für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Ausschalten des Zünd schalter in einem eingeschalteten Zustand zu halten, so daß dem Schrittmotor für eine vorbestimmte Zeitdauer nach dem Ausschalten des Zündschalters Strom zugeführt werden kann. Der Schrittmotor wird während dieser Zeitdauer in itialisiert.

Da jedoch die Initialisierung (die Rückkehr in die voll ständig geschlossene Stellung) des Schrittmotors bei sol chen, wie vorstehend beschriebenen herkömmlichen Vorrich tungen nach dem Ausschalten des Zündschalters ausgeführt wird, besteht dann, wenn der Schrittmotor während der Ab gasrückführsteuerung (EGR-Steuerung) außer Schritt gerät bzw. die Synchronisation verliert, keine Möglichkeit, den auf den Synchronisationsverlust zurückzuführenden Positi onsfehler zu korrigieren (d. h., es besteht keine Möglich keit, die Initialisierung durchzuführen), bis der Zünd schalter ausgeschaltet wird, so daß die Abgasrückführ steuerung mit dem außer Schritt geratenen Schrittmotor fortgesetzt wird und die Wahrscheinlichkeit besteht, daß hierdurch eine ,Verringerung der Ausgangswerte, beispiels weise der Ausgangsleistung, der Brennkraftmaschine und eine Verschlechterung des Fahrverhaltens des Fahrzeugs verursacht wird.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Initiali sierungssteuerung des Schrittmotors zu verbessern.

Darüber hinaus soll die Erfindung eine Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasrückführventils bereitstellen, wel che während der Abgasrückführsteuerung einen Positions fehler, der auf einen Synchronisationsverlust des Schrittmotors zurückzuführen ist, korrigieren und die Ab gasrückführsteuerung mit hoher Genauigkeit ausführen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vor richtung zur Steuerung eines Abgasrückführventils, ge kennzeichnet durch einen Schrittmotor zum Betätigen eines in Mittenposition in einem Abgasrückführkanal angeordne ten Abgasrückführventils zum Rückführen eines Teils der Abgase aus einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine in ein Ansaugsystem derselben; und eine Initialisierungs steuereinrichtung zum Initialisieren des Schrittmotors derart, daß dann, wenn ein Sollöffnungsgrad des Abgas rückführventils während eines Abgasrückführ-Steuervor gangs den Wert "vollständig geschlossen" annimmt, das Ab gasrückführventil betätigt wird, bis ein Ventilkörper des Abgasrückführventils gegen einen Ventilsitz desselben in Anlage gerät.

Demzufolge betätigt oder steuert eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung ein zur Strömungssteuerung in einem Strömungskanal angeordnetes Ventil, beispielsweise ein in einem Abgasrückführkanal zum Rückführen eines Teils des Abgases aus einer Abgasanlage einer Brennkraftmaschine in einen Ansaugtrakt derselben angeordnetes Abgasrückführ ventil, und umfaßt eine Initialisierungssteuereinrich tung, beispielsweise eine Abgasrückführsteuerung, zum In itialisieren des Schrittmotors während der Ventilbetäti gung, wenn ein Sollöffnungsgrad des Ventils den Wert "vollständig geschlossen" annimmt, durch Schließen des Ventils, bis ein Ventilkörper desselben gegen einen Ven tilsitz anliegt bzw. stößt.

Bevorzugt initialisiert die Initialisierungssteuerein richtung den Schrittmotor und schließt das Abgasrückführ ventil jedesmal dann, wenn der Sollöffnungsgrad des Ab gasrückführventils den Wert "vollständig geschlossen" an nimmt.

Im Zuge des Schließens des Abgasrückführventils und des Initialisierens des Schrittmotors betätigt bzw. steuert darüber hinaus die Initialisierungssteuereinrichtung den Schrittmotor bevorzugt über eine größere Anzahl von Schritten als der tatsächlichen Anzahl von Schritten von der gegenwärtigen Position zu der dem vollständigen Schließen entsprechenden Position des Abgasrückführven tils entspricht.

Die Initialisierungssteuereinrichtung kann ferner derart angeordnet sein, daß selbst dann, wenn sich der Sollöff nungsgrad des Abgasrückführventils während der Initiali sierung ändert, die Initialisierungssteuereinrichtung der Initialisierung Priorität einräumt und diese beendet.

Kurzbeschreibung der Zeichnung

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Gesamtaufbaus einer Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasrückführven tils gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Abgasrückführventils (EGRV, exhaust gas recirculation valve);

Fig. 3 eine Blockdarstellung einer Steueranlage;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung in Form einer Abgasrückführventil-Steuerroutine;

Fig. 5 eine zur Berechnung von Sollschrittzahlen verwen dete Tabelle;

Fig. 6 ein den Zusammenhang zwischen dem Drosselklappen- Öffnungsgrad TA und einem Drosselklappenöffnungsgrad-Kor rekturfaktor KEGVTA darstellendes Schaubild;

Fig. 7 eine zur Ermittlung einer neuen Betriebsart aus einer gegenwärtigen Betriebsart und einer Tabellenbe zeichnung verwendete zweidimensionale Tabelle;

Fig. 8A bis 8D Zeitdiagramme, die Betriebsarten und Steu ersignale zeigen, wenn ein Abgasrückführventil von einem angehaltenen Zustand in einen Öffnungszustand überführt wird;

Fig. 9A bis 9D Zeitdiagramme, die Betriebsarten und Steu ersignale zeigen, wenn ein Abgasrückführventil von einem angehaltenen Zustand in einen Schließzustand überführt wird;

Fig. 10A bis 10D Zeitdiagramme, die Betriebsarten und Steuersignale zeigen, wenn ein Abgasrückführventil von einem Öffnungszustand in einen angehaltenen Zustand über führt wird;

Fig. 11A bis 11D Zeitdiagramme, die Betriebsarten und Steuersignale zeigen, wenn ein Abgasrückführventil von einem Schließzustand in einen angehaltenen Zustand über führt wird;

Fig. 12A bis 12D Zeitdiagramme, die Betriebsarten und Steuersignale zeigen, wenn ein Abgasrückführventil von einem Öffnungszustand in einen Schließzustand überführt wird;

Fig. 13A bis 13D Zeitdiagramme, die Betriebsarten und Steuersignale zeigen, wenn ein Abgasrückführventil von einem Schließzustand in einen Öffnungszustand überführt wird;

Fig. 14A bis 14D Signalverläufe von Schrittmotor- Steuerimpulsen, wenn die Bewegungsrichtung des Ventilkör pers umgekehrt wird;

Fig. 15 eine Tabelle, die Zusammenhänge zwischen Be triebsarten und Verzögerungszeiten darstellen;

Fig. 16 ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung in Form einer Ermittlungsroutine zur Festlegung von Initialisierungsbe dingungen;

Fig. 17 ein Ablaufdiagramm der Verarbeitung in Form einer Initialisierungssteuerroutine;

Fig. 18A bis 18D vereinfachte Darstellungen eines Schrittmotor-Ansteuerprinzips;

Fig. 19 ein Ablaufdiagramm, welches den Verarbeitungsab lauf einer Initialisierung bei vierphasiger Ansteuerung zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbei spiele.

Nachstehend wird ein bevorzugtes, bei einer Vierzylinder- Viertakt-Brennkraftmaschine angewandtes Ausführungsbei spiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung be schrieben. Zunächst wird anhand der Fig. 1 der Gesamtauf bau eines Brennkraftmaschinen-Steuersystems und eines Ab gasrückführ-Steuersystems beschrieben.

Ein Luftmengenmesser 23, eine Drosselklappe 24 und ein Ausgleichsbehälter 25 sind in einer Ansaugleitung 90 an geordnet. Ein Ansauglufttemperatursensor 27, der die Tem peratur der Ansaugluft mißt, ist in der Nähe des Luftmen genmessers 23 angeordnet, und ein Leerlaufschalter 26, der eingeschaltet ist, wenn die Drosselklappe 24 voll ständig geschlossen ist, ist mit der Drosselklappe 24 verbunden.

Eine Nebenschlußleitung 28, die die Drosselklappe 24 um gehend an dieser vorbeiführt, ist zwischen den stromauf wärtigen und stromabwärtigen Seiten der Drosselklappe 24 vorgesehen, und ein Leerlaufdrehzahl-Steuerventil (ISCV) 29, dessen Ventilöffnungsgrad durch ein (in der Figur nicht dargestelltes) Solenoid gesteuert wird, ist in die ser Nebenschlußleitung 28 angeordnet. Das Tastverhältnis des zu diesem Leerlaufdrehzahl-Steuerventil hin fließen den elektrischen Stroms wird zur Steuerung des Öffnungs grads des Ventils und damit zur Steuerung der durch die Nebenschlußleitung 28 fließenden Ansaugluftmenge gesteu ert, wodurch die Leerlaufdrehzahl einer Brennkraftmaschi ne 32 gesteuert und auf einer Solldrehzahl gehalten wird. Der Ausgleichsbehälter 25 ist mit einem Ansaugkrümmer 30 und über Einlaßventile 31 mit Verbrennungskammern 33 der Brennkraftmaschine 32 verbunden. Für jeden Zylinder ragt ein Kraftstoffeinspritzventil 10 in den Ansaugkrümmer hinein. Aus diesen Kraftstoffeinspritzventilen 10 wird Kraftstoff in durch den Ansaugkrümmer 30 strömende Luft eingespritzt. Die Verbrennungskammern 33 sind über Aus laßventile 34 und einen Auslaßkrümmer 35 mit einem Kata lysator 36 verbunden.

Eine Zündeinrichtung oder Zündspule 39 erzeugt eine Hoch spannung, die von einem Verteiler 40 an Zündkerzen 37 verteilt wird. Ein Drehwinkelsensor 41 erfaßt die Drehung der Welle des Verteilers 40 und erzeugt beispielsweise bei jeweils 30° Kurbelwinkel ein Brennkraftmaschinen- Drehzahlsignal, welches einem Mikrocomputer 21 zugeführt wird. Ein Wassertemperatursensor 42 zum Erfassen der Kühlwassertemperatur der Brennkraftmaschine ist so ange ordnet, daß er teilweise durch den Motorblock hindurch in einen Wasserkanal 43 hineinragt.

Ein Sauerstoffsensor 44 ist so angeordnet, daß er teil weise in den Auslaßkrümmer 35 hineinragt, und erfaßt die Sauerstoffkonzentration im Abgas, bevor dieses in den Ka talysator 36 eintritt. Der Auslaßkrümmer 35 auf der stromaufwärtigen Seite dieses Sauerstoffsensors 44 ist durch eine Abgasrückführleitung 45 mit dem Ausgleichsbe hälter 25 auf der stromabwärtigen Seite der Drosselklappe 24 verbunden, und ein Abgasrückführkühler 46 sowie ein Abgasrückführventil (EGRV) 15 sind in dieser Abgasrück führleitung 45 angeordnet. Der Abgasrückführkühler 46 senkt die Temperatur des durch die Abgasrückführleitung 45 strömenden Abgases. Der Ventilöffnungsgrad des Abgas rückführventils 15 ändert sich in Übereinstimmung mit ei nem über eine Motorsteuerschaltung 47 und einer Schaltung 48 zur Erfassung einer Leitungsunterbrechung von dem Mi krocomputer 21 zugeführten Ansteuersignal.

Nachstehend wird der Aufbau des Abgasrückführventils 15 unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben. Das Abgasrück führventil 15 umfaßt einen Vierphasen-Schrittmotor 15a mit 64 Polen, einen Ventilkörper 57, eine äußere Druckfe der 51 und eine innere Druckfeder 52. Der Schrittmotor 15a umfaßt Erregerspulen 53, einen Rotor 54, eine Schrau be 55 und eine Motorwelle 56. Eine Welle 58 ist an dem Ende der Motorwelle 56 mittels Platten bzw. Scheiben 63a und 63b angebaut, der Ventilkörper 57 ist an dem Ende dieser Welle 58 befestigt, und der Ventilöffnungsgrad wird durch Einstellen der Lage dieses Ventilkörpers be züglich eines Ventilsitzes 59 eingestellt. Die Öffnung des Ventilsitzes 59 verbindet einen Eingangsport 60, in welchen Abgas einströmt, und einen Ausgangsport 61, aus welchem Abgas ausströmt. Die äußere Druckfeder 51 ist mit einem Ende an der Platte 63b und mit dem anderen Ende an einem Gehäuse 62 befestigt und preßt die Motorwelle 56 und die Welle 58 gegen den Ventilsitz 59 (d. h. in Schließrichtung des Ventils). Die innere Druckfeder 52 ist zwischen den Platten 63a und 63b angeordnet und wird normalerweise durch eine Halteeinrichtung bzw. einen Stopper an der Platte 63a zurückgehalten, wie in Fig. 2 dargestellt.

Nachstehend wird die Funktionsweise dieses Abgasrückführ ventils 15 beschrieben. Wenn sich der Rotor 54 aufgrund eines dem Schrittmotor 15a zugeführten Steuersignals dreht, wird diese Drehbewegung in eine lineare Bewegung umgesetzt und durch die Schraube 55 auf die Motorwelle 56 übertragen. Wenn sich der Schrittmotor 15a in Vorwärts richtung dreht, bewegt sich die Motorwelle 56 zu diesem Zeitpunkt entgegen der Federkraft der äußeren Druckfeder 51 in die Aufwärtsrichtung der Fig. 2, und der Ventilkör per 57 wird durch die Welle 58 von dem Ventilsitz 59 (in Öffnungsrichtung des Ventils) weg bewegt. Hierdurch wird der Eingangsport 60 über die Öffnung des Ventilsitzes 59 mit dem Ausgangssport 61 verbunden.

Wenn sich andererseits der Schrittmotor 15a in Rückwärts richtung dreht, bewegt sich die Motorwelle 56 in die Ab wärtsrichtung der Fig. 2, d. h. in die Richtung, in welche sie durch die Federkraft der äußeren Druckfeder 51 ge drückt wird, der Ventilkörper 57 wird durch die Welle 58 in Richtung des Ventilsitzes 59 (in Schließrichtung des Ventils) bewegt, und der Ventilkörper 57 kommt dicht ge gen den Ventilsitz 59 in Anlage, wie in der Figur darge stellt. Wenn sich hiernach der Schrittmotor 15a weiter in Rückwärtsrichtung dreht, bewegt sich die Motorwelle 56 entgegen der Federkraft der inneren Druckfeder 52 weiter nach unten. Dies bewirkt, daß die Welle 58 und der Ven tilkörper 57 in der Abwärtsrichtung der Fig. 2 über den Federweg der inneren Druckfeder 52 hinaus verfahren wer den. Hierdurch wird der Ventilkörper 57 stärker gegen den Ventilsitz 59 gepreßt, und Abgasleckagen aus dem Ein gangsport 60 in den Ausgangsport 61 werden verhindert.

Dadurch, daß der Öffnungsgrad des Abgasrückführventils 15 auf diese Art und Weise gesteuert wird, wird die Menge des durch den Abgasrückführkühler 46 angesaugten Abgas stroms und dadurch die in den Ansaugkrümmer 30 rückge führte Abgasmenge gesteuert.

Die Motorsteuerschaltung 47 gemäß Fig. 1 ist eine Schal tungsanordnung, die eine Vielzahl von den vier Phasen der Erregerspulen 53 des Schrittmotors 15a aufeinanderfolgend zugeführten Phasen-Ansteuersignalen erzeugt. Diese Steu ersignale werden mittels der Schaltung 48 zur Erfassung einer Leitungsunterbrechung den Erregerspulen 53 zuge führt. Die Schaltung 48 zur Erfassung einer Leitungsun terbrechung ist eine Schaltungsanordnung, welche eine Leitungsunterbrechung an den Erregerspulen 53 des Schrittmotors 15a erfaßt und ein Erfassungssignal er zeugt, welches dem Mikrocomputer 21 zugeführt wird. Ein Ein/Aus-Signal aus dem Zündschalter (IG) wird diesem Mi krocomputer 21 ebenfalls zugeführt.

Der Mikrocomputer 21, der den Betrieb der verschiedenen, in Fig. 1 gezeigten Teile steuert, besitzt einen Aufbau gemäß Fig. 3. Teile aus Fig. 3, die ebenfalls der Fig. 1 entnehmbar sind, sind mit denselben Bezugszeichen wie be reits in Fig. 1 bezeichnet. Bezugnehmend auf Fig. 3 weist der Mikrocomputer 21 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 70, einen Festspeicher (ROM) 71 zum Speichern von Verarbeitungsprogrammen und noch zu beschreibenden Tabel len, einen als temporären Datenspeicher verwendeten Schreib/Lesespeicher (RAM) 72, einen Sicherungsspeicher (Sicherungs-RAM) 73 zum Halten von Daten nach dem Abstel len der Brennkraftmaschine und einen Taktgenerator 74 zum Zuführen eines Haupttakts zu der CPU 70 auf. Die vorste henden Elemente sind durch eine bidirektionale Busleitung 75 miteinander verbunden. Eine Eingangs-Schnittstellen schaltung bzw. ein Eingangs-Interface 76, ein Analog- Digital-Umsetzer/Multiplexer 77 und eine Eingangs/Aus gangs-Schnittstellenschaltung bzw. ein Eingangs/Ausgangs- Interface 78 sind ebenfalls mit der Busleitung 75 verbun den. Das Ausgangssignal des Eingangs-Interface 76 wird dem A/D-Umsetzer 77 zugeführt.

Erfassungssignale aus dem Luftmengenmesser 23, dem An sauglufttemperatursensor 27, dem Wassertemperatursensor 42 und dem Sauerstoffsensor 44 sowie eine Batteriespan nung VB werden über das Eingangs-Interface 76 getrennt dem A/D-Umsetzer zugeführt und nach einer darin erfolgten Umsetzung in digitale Daten aufeinanderfolgend bzw. se quentiell auf die Busleitung 75 ausgegeben.

Ferner werden ein Erfassungssignal aus dem Leerlaufschal ter 26, ein Drehzahl-Erfassungssignal aus dem Drehwinkel sensor 41 und das Erfassungssignal aus der Schaltung 48 zur Erfassung einer Leitungsunterbrechung durch das Ein gangs/Ausgangs-Interface 78 getrennt auf die Busleitung 75 ausgegeben. Darüber hinaus werden vorbestimmte Steuer signale durch die CPU 70 über die Busleitung 75 und das 5 Eingangs/Ausgangs-Interface 78 getrennt der Zündspule 39, den Kraftstoffeinspritzventilen, dem Leerlaufdrehzahl- Steuerventil 29 und der Motorsteuerschaltung 47 zuge führt.

Nachstehend wird die Funktionsweise der in Fig. 1 gezeig ten Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasrückführventils zur Steuerung des Abgasrückführventils 15 beschrieben. In Übereinstimmung mit einer in dem Festspeicher 71 in dem Mikrocomputer 21 gespeicherten Folge von Anweisungen wird die in Fig 4 dargestellte Abgasrückführventil-Steuerrou tine in Abständen von beispielsweise jeweils 4 ms ausge führt. Zunächst wird in dieser Routine in einem Schritt 100 ermittelt, ob ein Flag FEGRINT, welches anzeigt, ob die Initialisierung des Schrittmotors 15a abgeschlossen ist, den Wert "1" besitzt oder nicht. Falls dieses Flag FEGRINT den Wert "0" besitzt, d. h., falls die Initiali sierung nicht abgeschlossen ist, wird die Routine ohne Ausführung der nachfolgenden Schritte beendet.

Falls andererseits das Flag FEGRINT den Wert "1" besitzt, d. h., falls die Initialisierung abgeschlossen ist, schreitet der Verarbeitungsablauf zu einem Schritt 101 fort, in dem ermittelt wird, ob ein Flag FEGRFAIL, wel ches anzeigt, ob ein Leitungsunterbrechungs-Erfassungs signal aus der Schaltung 43 zur Erfassung einer Leitungs unterbrechung zugeführt wurde oder nicht und ob eine Fehlfunktion des Abgasrückführventils 15 anhand der durch den Luftmengenmesser 23 erfaßten Ansaugluftströmung er faßt wurde, den Wert "1" besitzt. Ist dies der Fall, so wird ermittelt, daß der Zustand des Abgasrückführventils 15 abnormal ist, und die Routine wird beendet. Wenn ande rerseits das Flag FEGRFAIL nicht gleich "1" ist (d. h., wenn es den Wert "0" besitzt), so wird ermittelt, daß der Zustand des Abgasrückführventils 15 normal ist, und eine Sollschrittzahl TSTEP (Schritt 102) wird berechnet.

Diese Berechnung der Sollschrittzahl TSTEP wird durchge führt, indem eine Tabellenschrittzahl STEPB unter Bezug nahme auf eine vorab in dem Festspeicher 71 gespeicherte und in Fig. 5 gezeigte zweidimensionale Tabelle mit Dreh zahlwerten NE und Ansaugluftstrom-Werten QN berechnet und diese mit einem Drosselklappenöffnungsgrad-Korrekturfak tor KEGVTA, der Fig. 6 im wesentlichen zu dem Dros selklappen-Öffnungsgrad TA umgekehrt proportional ist, multipliziert. Im Zuge der Berechnung der Tabellen schrittzahl STEPB werden zwischen den Zellen der Tabelle gemäß Fig. 5 liegende Werte durch Interpolation berech net. Die Sollschrittzahl TSTEP beispielsweise besitzt ei nen kleinsten Wert "0" und zeigt einen vollständig geöff neten Zustand bei einem größten Wert von "60" sowie einen vollständig geschlossenen Zustand bei Werten zwischen "5" und "0" an.

Nach der Berechnung der vorstehend erwähnten Sollschritt zahl TSTEP wird ermittelt, ob der Absolutwert der Diffe renz zwischen der Sollschrittzahl TSTEP und einer gegen wärtigen Schrittzahl ESTEP, der der CPU 70 als Öffnungs grad des Abgasrückführventils 15 bekannt ist, kleiner ist als "2" (Schritt 103). Dies dient dazu, Regelschwingungen durch Bereitstellen eines zwei Schritte breiten Totbe reichs zu verhindern.

Wenn der Absolutwert hierbei gleich oder größer ist als 2, d. h. wenn |TSTEP - ESTEP| 2, werden die Größen der Sollschrittzahl TSTEP und der gegenwärtigen Schrittzahl ESTEP verglichen (Schritt 104). Zu Zeitpunkten wie bei spielsweise nach dem Starten der Brennkraftmaschine ist TSTEP < ESTEP, da das Abgasrückführventil 15 normalerwei se vollständig geschlossen ist. In diesem Fall schreitet der Verarbeitungsablauf zu einem Schritt 105 fort und er mittelt, ob ein Zähler COPN gleich "0" ist oder nicht. Falls dieser Zähler COPN nicht gleich "0" ist, so wird er auf "0" gesetzt (Schritt 106). Falls der Zähler COPN gleich "0" ist, so nimmt der Verarbeitungsablauf Bezug auf eine in Fig. 7 gezeigte und in dem Festspeicher 71 gespeicherte Betriebsartentabelle und berechnet eine neue Betriebsart aus der gegenwärtigen Betriebsart und der Ta bellenbezeichnung bzw. Tabellenzeile TEGROPN (Schritt 107) in der Tabelle.

Beispielsweise ist unmittelbar nach dem Starten der Brennkraftmaschine die gegenwärtige Betriebsart (MODE) die Betriebsart "2", da das Abgasrückführventil 15 voll ständig geschlossen ist, wie der Fig. 7 entnommen werden kann. In diesem Fall ist die neue, in Schritt 107 berech nete Betriebsart die Betriebsart "3" gemäß dem Schnitt punkt aus der gegenwärtigen Betriebsart "2" und der Ta bellenzeile TEGROPN. In der Betriebsartentabelle gemäß Fig. 7 benennen die n-Phase (n)-Einträge in der mit "Inhalt" bezeichneten Tabellenzeile Erregungsverfahren.

Nachdem die neue Betriebsart in dem vorangehend erwähnten Schritt 107 berechnet wurde, wird der Zähler COPN auf den Wert "1" gesetzt (Schritt 108), und der Wert der gegen wärtigen -Schrittzahl ESTEP wird um "1" in Richtung der Sollschrittzahl TSTEP erhöht (Schritt 109). Nach der Ab arbeitung dieses Schrittes 109 oder des vorstehend er wähnten Schrittes 106 wird der Wert MODE der neuen Be triebsart anstelle des Werts MODE der gegenwärtigen Be triebsart gespeichert (Schritt 118), und die Routine wird beendet.

Daraufhin wird die Betriebsart bei jeder Ausführung die ser Routine aktualisiert, in dem obigen Beispiel also von 2 nach 3 und anschließend nach 0. Die Betriebsarten von diesem Zeitpunkt des vollständig geschlossenen Zustands zu einem Zeitpunkt des vollständig geöffneten Zustands sowie Änderungen der durch die Erregerspulen 53 zweier beliebiger Phasen der vier Phasen der Erregerspulen 53 fließenden Ströme Φn, Φn-1 sind in den Fig. 8A bis 8D ge zeigt. In den Signalverläufen der Fig. 8A bis 3D stellen die Hochpegel von Φn und Φ-1 Zeitspannen dar, während derer kein Strom fließt, während die Niedrigpegel Zeit spannen darstellen, während derer Strom fließt.

Wenn sich als Ergebnis der Schritte 101 bis 109 und Schritt 118, die jedesmal wiederholt werden, wenn die Routine gemäß Fig. 4 ausgeführt wird, die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP der Sollschrittzahl TSTEP annähert und die Differenz zwischen diesen beiden Schrittzahlen gleich "1" oder "0" wird, so schreitet der Verarbeitungsablauf zu einem Schritt 110 fort, berechnet eine neue Betriebs art aus der gegenwärtigen Betriebsart "0" und der Tabel lenzeile TEGRSTP der Tabelle gemäß Fig. 7, beläßt den Wert von ESTEP auf seinem gegenwärtigen Wert und spei chert die neue Betriebsart MODE (Schritt 118), und been det die Routine.

Wenn in Schritt 104 ermittelt wird, daß TSTEP < ESTEP, so wird ermittelt, ob die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP kleiner ist als "9" (Schritt 111). Ist die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP kleiner als "9", so wird ermittelt, ob ein Zähler CCLS gleich "0" ist (Schritt 112), und der Zähler CCLS um "1" dekrementiert (Schritt 113), falls der Zähler CCLS den Wert "1" oder größer besitzt. Ist der Zähler CCLS gleich "0", so nimmt der Verarbeitungsablauf Bezug auf die in Fig. 7 gezeigte Betriebsartentabelle, berechnet einen neuen Betriebsartenwert MODE aus der ge genwärtigen Betriebsart und der Tabellenzeile TEGRCLX (Schritt 114), und setzt den Wert des Zählers CCLS auf "13" (Schritt 115). Falls andererseits in Schritt 111 er mittelt wird, daß die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP gleich "9" oder größer ist, so wird ein neuer Betriebsar tenwert MODE aus der gegenwärtigen Betriebsart und der Tabellenzeile TEGRCLS berechnet (Schritt 116).

Wenn nach der Abarbeitung des Schritts 115 oder dann, wenn in Schritt 116 eine neue Betriebsart berechnet wird, die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP um "1" dekrementiert wird, um diese der Sollschrittzahl TSTEP anzunähern (Schritt 117), wird der neue Betriebsartenwert MODE an stelle des gegenwärtigen Betriebsartenwerts MODE gespei chert (Schritt 118) und die Routine beendet.

Nach der Abarbeitung des Schritts 113 schreitet der Ver arbeitungsablauf zu einem Schritt 118 fort, ohne die ge genwärtige Schrittzahl ESTEP zu dekrementieren. Daher än dert sich dann, wenn - wie vereinfacht in den Fig. 9A bis 9D dargestellt - der Schrittmotor 15a aus dem angehalte nen Zustand in Betrieb gesetzt wird, um sich in diejenige Richtung zu bewegen, in der er das Abgasrückführventil 15 schließt, die Betriebsart von 2 nach 2, 2, 3, 10, 1, 1, . . . (2 → 2 → 2 → 3 → 10 → 1 → 1 . . . ); ändert sich dann, wenn das Abgasrückführventil 15 aus dem geöffneten Zustand in den angehaltenen Zustand überführt wird, wie vereinfacht in den Fig. 10A bis 10D dargestellt, die Be triebsart von 0 nach 9, 8, 7, 6, 2, . . . (0 → 9 → 8 → 7 → 6 → 2 . . . ); und ändert sich dann, wenn das Abgasrück führventil 15 aus dem geschlossenen Zustand in den ange haltenen Zustand überführt wird, wie vereinfacht in den Fig. 11A bis 11D dargestellt, die Betriebsart von 1 nach 9, 8, 7, 6, 2, . . . (1 → 9 → 8 → 7 → 6 → 2 . . . ).

Die Betriebsarten und Motor-Ansteuersignale für die Um kehr bzw. den Übergang des Abgasrückführventils 15 aus dem geöffneten Zustand in den geschlossenen Zustand sind in den Fig. 12A bis 12D und die Betriebsarten und Motor- Ansteuersignale für die Umkehr des Abgasrückführventils 15 aus dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zu stand sind in den Fig. 13A bis 13D gezeigt.

Da aufgrund der Verwendung der in Fig. 7 gezeigten Be triebsartentabelle in der vorgenannten Art und Weise ein Verzögerungszeitraum bereitgestellt werden kann, wenn der Schrittmotor 15a angehalten, seine Drehrichtung umgekehrt oder er in Gang gesetzt wird, wie in Fig. 15 dargestellt, ist ein stabiler Betrieb des Schrittmotors 15a möglich.

Indem somit die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP derart ge steuert wird, daß sie den Wert der Sollschrittzahl TSTEP, die sich in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine ändert, annimmt, kann der Mikrocompu ter 21 den Öffnungsgrad des Abgasrückführventils 15 in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Brennkraftma schine steuern.

Wenn während der Bewegung in Schließrichtung des Ventils die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP kleiner ist als "9", wird, da die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP auf der Grundlage des Zählers CCLS in Abständen von jeweils 14 Aufrufen der 4 ms-Routine gemäß Fig. 4 (Schritte 111 bis 117 gemäß Fig. 4) um "1" dekrementiert wird, die Bewe gungsgeschwindigkeit des Ventilkörpers 57 des Abgasrück führventils 15 auf einen Ventilschließschritt nach je weils 56 ms (= 4 ms × 14), d. h. auf 1/14 der Geschwindig keit gegenüber dem Fall, in dem die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP "9" oder größer ist, eingestellt.

Der Grund für das Festlegen der Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilkörpers 57 auf diesen verhältnismäßig niedrigen Wert besteht darin, daß dann, wenn der Ventilkörper 57 auf den Ventilsitz 59 auftrifft, die Möglichkeit besteht, daß der Schrittmotor außer Schritt gerät, wenn sich der Ventilkörper schnell bewegt. Ein weiterer Grund besteht darin, daß der Ventilkörper 57 selbst eine Strömungs steuerungsfunktion besitzt und somit dann, wenn der Ven tilkörper 57 aufgrund des Auftreffens beschädigt wird, die Strömungssteuerung nicht präzise ausführen kann. Wenn die Motorsteuerschaltung 47 die Bewegungsrichtung des Ventilkörpers umkehrt, wie in den Fig. 12A bis 12D, Fig. 13A bis 13D und 14A bis 14D gezeigt, wird ein Ansteuerim puls erzeugt, so daß Strom durch die Erregungsspulen 53 mit gleicher Phase länger als normalerweise fließt. Hier durch wird bewirkt, daß die Umkehr der Bewegungsrichtung sicher erfolgt und daß ein Synchronisationsverlust des Schrittmotors 15a vermieden wird. Die Fig. 14A bis 14D zeigen Ansteuerimpulse für jede Phase, die der Basis ei nes (in den Figuren nicht dargestellten) Transistors zu geführt werden, um die Erregungsspulen 53 der verschiede nen Phasen umzuschalten.

Da an dem Schrittmotor 15a oder dem Abgasrückführventil 15 kein Positionssensor vorgesehen ist, wird die Stellung des Schrittmotors 15a (der Öffnungsgrad des Abgasrück führventils 15) während der Abgasrückführsteuerung da durch ermittelt, daß berechnet wird, wie weit die gegen wärtige Schrittzahl ESTEP von einer Referenzposition ent fernt liegt, und die rückgeführte Abgasmenge wird dadurch gesteuert, daß der Schrittmotor 15a so gesteuert wird, daß die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP (der tatsächliche Öffnungsgrad) mit der Sollschrittzahl TSTEP (dem Sollöff nungsgrad) übereinstimmt. Um diese Abgasrückführsteuerung präzise auszuführen, ist es daher erforderlich, daß die Drehlage des Schrittmotors 15a und der Öffnungsgrad des Abgasrückführventils 15 einander genau entsprechen. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, den Schrittmotor 15a zu initialisieren und die Drehlage des Schrittmotors 15a in geeigneten Zeitabständen sicher in die Referenzla ge des Abgasrückführventils 15 einzustellen.

Bevorzugt wird diese Initialisierung in dem als Referenz lage dienenden vollständig geschlossenen Zustand des Ab gasrückführventils 15 durchgeführt. Die Ursache hierfür ist, daß dann, wenn der vollständig geöffnete Zustand des Abgasrückführventils 15 als Referenzlage herangezogen wird, und dadurch, daß das Abgasrückführventil 15 während der Initialisierung vollständig geöffnet wird, die Wahr scheinlichkeit besteht, daß dies nachteilige Auswirkungen nicht nur auf den Abgasausstoß, sondern ebenfalls auf die Ausgangsparameter, beispielsweise die Ausgangsleistung, der Brennkraftmaschine und das Betriebs- und/oder Fahr verhalten hat.

Demgemäß wird in dem vorliegenden bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel der Schrittmotor 15a mit dem als Referenz lage dienenden vollständig geschlossenen Zustand des Ab gasrückführventils 15 initialisiert. Das Initialisie rungsverfahren wird nachstehend im einzelnen beschrieben.

Eine Routine zur Ermittlung des Vorliegens von Bedingun gen für die Ausführung der Initialisierung gemäß Fig. 16 ist eine Routine, die ermittelt, ob die Bedingungen für die Ausführung der Initialisierung vorliegen. In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Initialisierung des Schrittmotors 15a (Rückkehr in die dem vollständig geschlossenen Zustand entsprechende Lage) zu den folgen den Zeitpunkten [1] bis [3] durchgeführt:

[1] Unmittelbar nachdem der Zündschalter (IG) 49 aus der Ein-Stellung in die Aus-Stellung geschaltet wird.

[2] In dem Zeitraum unmittelbar vor dem Beginn der Abgas rückführsteuerung (wenn beispielsweise bei Erreichen ei ner Kühlwassertemperatur von 60°C mit der Abgasrückführ steuerung begonnen wird zu dem Zeitpunkt, in dem die Kühlwassertemperatur THW einen vorbestimmten Wert, z. B. 55°c, erreicht).

[3] Jedesmal dann, wenn die Sollschrittzahl TSTEP (Sollöffnungsgrad) gleich Null wird ("vollständig ge schlossen").

Beispielsweise liegen unmittelbar nach dem Umschalten des Zündschalters 49 in die Aus-Stellung die Bedingungen für die Ausführung der Initialisierung vor; die Ermittlung gemäß einem Schritt 161 in Fig. 16 ergibt "Ja", der Ver arbeitungsablauf schreitet zu einem Schritt 165 fort, ein Flag FINITOK für das Vorliegen der Bedingungen für die Ausführung der Initialisierung wird auf "l" gesetzt, und die Routine wird beendet. Die Bedingungen für die Ausfüh rung der Initialisierung liegen auch in dem Zeitraum un mittelbar vor dem Beginn der Abgasrückführsteuerung vor, d. h. dann, wenn die zuletzt ermittelte Kühlwassertempera tur THW(i-1) unter einer vorbestimmten Temperatur lag, beispielsweise 55°C, und die nun ermittelte Temperatur THW (i) über der vorbestimmten Temperatur liegt. Die Er mittlung in einem Schritt 162 ergibt "Ja", der Verarbei tungsablauf schreitet zu Schritt 165 fort, das Flag FINI- TOK für das Vorliegen der Bedingungen für die Ausführung der Initialisierung wird auf "1" gesetzt, und die Routine wird beendet. Ferner schreitet der Verarbeitungsablauf auch jedesmal dann, wenn die Sollschrittzahl TSTEP den Wert Null annimmt (volllständig geschlossen), zu Schritt 165 fort, das Flag FINITOK für das Vorliegen der Bedin ungen für die Ausführung der Initialisierung wird auf "1" gesetzt, und die Routine wird beendet.

Wenn andererseits keine der Bedingungen [1] bis [3] für die Ausführung der Initialisierung erfüllt ist, ergeben die Ermittlungen der Schritte 161 bis 163 sämtlich "Nein", der Verarbeitungsablauf schreitet zu Schritt 164 fort, das Flag FINITOK für das Vorliegen der Bedingungen für die Ausführung der Initialisierung wird auf "0" ge setzt, und die Initialisierung wird nicht durchgeführt.

Eine Initialisierungs-Steuerroutine gemäß Fig. 17 reprä sentiert und arbeitet als "Initialisierungs-Steuerein richtung".

In dieser Initialisierungs-Steuerroutine wird in einem Schritt 201 zunächst ermittelt, ob das vorstehend erwähn te Flag FINITOK für das Vorliegen der Bedingungen für die Ausführung der Initialisierung den Wert "1" besitzt. Ist dies nicht der Fall, d. h. ist keine der Bedingungen [1] bis [3] für die Ausführung der Initialisierung erfüllt, so wird die Routine ohne Ausführung der nachfolgenden In itialisierungsverarbeitung beendet.

Falls das Flag FINITOK für das Vorliegen der Bedingungen für die Ausführung der Initialisierung den Wert "1" be sitzt, wird der Schrittmotor 15a initialisiert (Schritte 202 bis 212). Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel erfolgt das Schließen des Abgasrückführventils 15 durch Leiten von Strom durch lediglich zwei entgegengesetzte Phasen des Schrittmotors 15a anstelle des Ansteuerns al ler vier Phasen. Das Schließen erfolgt hier zunächst mit dem als Zweiphasen-Schrittmotor betriebenen Schrittmotor 15a, durch dessen entgegengesetzte Phasen 1 und 3 Strom fließt (Schritt 202), d. h. durch Erregen der Phasen 1 und 3. Sodann wird die in dem Schreib/Lesespeicher 72 gespei cherte gegenwärtige Schrittzahl ESTEP auf das Doppelte der maximalen Schrittzahl (die dem vollständig geöffneten Zustand des Abgasrückführventils 15 entsprechende Schrittzahl; in dem vorliegenden bevorzugten Ausführungs beispiel beispielsweise 60 × 2 = 120) geändert und in den Schreib/Lesespeicher 72 zurückgeschrieben (Schritt 203).

In Schritten 264 bis 206 wird daraufhin mittels eines wiederholten Verarbeitungsablaufs, in welchem die gegen wärtige Schrittzahl ESTEP jedesmal dann um "1" dekremen tiert wird, wenn der Schrittmotor 15a durch die Zweipha sen-Ansteuerung seiner ersten und dritten Phase um einen Schritt in Schließrichtung gesteuert wird, das Abgasrück führventil 15 durch die Zweiphasen-Ansteuerung der ersten und dritten Phase des Schrittmotors 15a geschlossen, bis die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP den Wert "0" annimmt in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach 120 Schrit ten). Im Zuge dieses Verarbeitungsablaufs wird jedesmal dann, wenn der Schrittmotor 15a um einen Schritt weiter bewegt wird, eine Interruptverarbeitung einer in Fig. 18 dargestellten Ansteuer- bzw. Betätigungsgeschwindigkeit- Steuerroutine durchgeführt, und - wie später noch im ein zelnen beschrieben wird - die Ansteuergeschwindigkeit des Schrittmotors 15a (die Stromflußdauer pro einem Schritt) in Übereinstimmung mit der Batteriespannung VB ermittelt.

Nachdem das Schließen des Abgasrückführventils 15 unter Ansteuerung des Schrittmotors 15a als Zweiphasen- Schrittmotor durch durch die erste und dritte Phase ge leiteten Strom auf diese Weise erfolgt ist, werden die Phasen, durch welche Strom geleitet wird, geändert, und der Schließvorgang wird auf ähnliche Art und Weise unter Ansteuerung des Schrittmotors 15a als Zweiphasen- Schrittmotor durch durch diesmal die zweite und vierte Phase geleiteten Strom erneut ausgeführt (Schritte 207 bis 211). Ist der Schließvorgang unter Verwendung der er sten und der dritten Phase sowie der zweiten und der vierten Phase wie obenstehend beschrieben beendet, schreitet der Verarbeitungsablauf zu einem Schritt 212 fort, ein Flag FEGRINT, welches anzeigt, daß die Initia lisierung des Schrittmotors 15a abgeschlossen ist, wird auf den Wert "1" gesetzt, und der Verarbeitungsablauf kehrt zu der vorstehend beschriebenen und in Fig. 4 ge zeigten Abgasrückführventil-Steuerroutine zurück.

Nachstehend wird das Ansteuerprinzip des Schrittmotors 15a unter Bezugnahme auf die Fig. 18A bis 18D beschrie ben. In den Fig. 13A bis 18D wird aus Vereinfachungsgrün den der Fall eines Vierphasen-Vierpol-Schrittmotors be schrieben; in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel be sitzt der Schrittmotor 15a jedoch einen Vierphasen- Merfachpol-Aufbau (genauer: einen Vierphasen-Aufbau mit 64 Polen) entsprechend beispielsweise dem in der japani schen offengelegten Patentveröffentlichung Nr. S. 60-81442 offenbarten Schrittmotor, um eine bessere magnetische Haltekraft des Rotors bereitzustellen und um höhere An steuergeschwindigkeiten zu ermöglichen.

Wie in Fig. 18A gezeigt, richtet sich dann, wenn Strom nur durch die Erregerspule S1 geleitet wird, der N-Pol des Magnetrotors 91 zu dieser hin aus, da sich auf der Innenseite der Erregerspule S1 ein S-Pol ausbildet. Wie in Fig. 18C gezeigt, richtet sich der N-Pol des Magnetro tors 91 dann, wenn Strom nur durch die Erregerspule S2 geleitet wird, zu dieser hin aus, da sich auf der Innen seite der Erregerspule S2 ein S-Pol ausbildet. Auf diese Weise wir der Magnetrotor 91 im Uhrzeigersinn um 90° ge dreht.

Auf vergleichbare Weise wird danach die Drehung des Ma gnetrotors 91 im Uhrzeigersinn um die Welle 92 fortge setzt, indem aufeinanderfolgend Strom in der Reihenfolge S3, S4, S1 . . . durch die Erregerspulen geleitet wird, wie jeweils in den Fig. 18D, 18B, 18A . . . dargestellt. Durch Umkehren der Richtung, in der Strom durch die Erregerspu len S1 bis S4 geleitet wird, wird der Magnetrotor 91 ent gegen dem Uhrzeigersinn um die Welle 92 gedreht. Falls eine Drehung des Magnetrotors 91 im Uhrzeigersinn den Ventilkörper 57 schließt, so bewegt eine Drehung des Ma gnetrotors 91 entgegen dem Uhrzeigersinn den Ventilkörper 57 in Öffnungsrichtung des Ventils. Normalerweise werden zwei Phasen des Schrittmotors 15a gleichzeitig erregt, jedoch beruht die Drehung weiterhin im wesentlichen auf dem in den Fig. 18A bis 18D dargestellten Prinzip.

In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird unter Ver wendung der ersten und dritten Phase des Schrittmotors 15a zunächst ein Zweiphasen-Motor geschaltet bzw. aufge baut; in diesem Fall existieren als Normalzustände nur die in den Fig. 18A bis 18D gezeigten Zustände. Während des Antriebs in Schließrichtung des Ventils sollte sich der Magnetrotor 91 wie vorstehend beschrieben im Uhrzei gersinn drehen. Wenn jedoch der Stromfluß von der ersten auf die dritte Phase wechselt, kann nicht eindeutig ent schieden werden, ob sich der Magnetrotor 91 in Schließ richtung des Ventils (im Uhrzeigersinn) oder in Öffnungs richtung des Ventils (entgegen dem Uhrzeigersinn) dreht, da die Bedingungen gleich sind und sich der Magnetrotor 91 in jede der Richtungen drehen kann. Dies ist ein Pro blem, welches dann auftritt, wenn der Schrittmotor 15a mit Zweiphasen-Ansteuerung eingesetzt wird. Während der Zweiphasen-Ansteuerung wird die Drehrichtung durch ande re, von außen angreifende Kräfte sowie durch Trägheits kräfte bestimmt.

Da jedoch die Motorwelle 56 durch die Federkraft der äu ßeren Druckfeder 51 wie in Fig. 2 dargestellt in Ventil- Schließrichtung gedrückt wird, ist es bei dem Schrittmo tor 15a gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungs beispiel möglich, den Schrittmotor 15a durch Zweiphasen- Ansteuerung in Schließrichtung des Ventils zu steuern, bis der Ventilkörper vollständig geschlossen ist, so daß das obenstehend erwähnte Problem beseitigt wird.

Da der den Öffnungsgrad des Abgasrückführventils 15 ein stellende Schrittmotor 15a in einer offenen Regelschleife gesteuert wird, verschlechtert sich die Genaugkeit der Steuerung stark, wenn während der Abgasrückführsteuerung aus irgendwelchen Gründen ein Synchronisationsverlust auftritt und der Schrittmotor 15 außer Schritt gerät. Falls es jedoch möglich ist, die Initialisierung fallwei se bzw. gelegentlich selbst während der Abgasrückführ steuerung auszuführen, kann ein Positionierungsfehler des Schrittmotors 15a während der Abgasrückführsteuerung kor rigiert werden.

Demgemäß werden in dem vorliegenden bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel, wie vorstehend beschrieben, jedesmal dann der Schrittmotor 15a initialisiert und der Ventilkörper 57 des Abgasrückführventils 15 geschlossen, bis dieser gegen den Ventilsitz 59 anliegt, wenn die Sollschrittzahl TSTEP (der Sollöffnungsgrad) während der Abgasrückführ steuerung den Wert "0" (vollständig geschlossen) annimmt. Daher kann jedesmal dann, wenn die Sollschrittzahl TSTEP während der Abgasrückführsteuerung den Wert "vollständig geschlossen" annimmt, ein auf einen Synchronisationsver lust oder dergleichen zurückzuführender Positionierungs fehler des Schrittmotors 15a korrigiert werden.

In diesem Fall wird, da der Schrittmotor 15a jedesmal dann initialisiert wird, wenn die Sollschrittzahl TSTEP den Wert "vollständig geschlossen" annimmt, ein Positio nierungsfehler des Schrittmotors 15a häufiger korrigiert, so daß die Genauigkeit der Abgasrückführsteuerung höher ist. Bei der Vorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel ist es jedoch nicht erforderlich, jedesmal dann die In itialisierungsverarbeitung auszuführen, wenn die Soll schrittzahl TSTEP während der Abgasrückführsteuerung den Wert "vollständig geschlossen" annimmt; vielmehr kann dies (da Synchronisationsverluste nicht allzu häufig auf treten) intermittierend erfolgen.

Darüber hinaus wird bei der Vorrichtung gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel selbst dann, wenn sich die Sollschrittzahl TSTEP während der Initialisierung ändert, der Initiali sierung Priorität eingeräumt und diese auf jeden Fall be endet. D.h. dann, wenn die Initialisierung einmal begon nen hat, wird diese nach teilweiser Durchführung selbst dann nicht unterbrochen, wenn sich die Sollschrittzahl TSTEP ändert, sondern bis zu ihrem Abschluß weiter ausge führt. In diesem Fall wird dann, wenn sich die Soll schrittzahl TSTEP unmittelbar ändert, nachdem sie den Wert "vollständig geschlossen" angenommen hat, die Ant wort auf diese Änderung verzögert. Bei der Abgasrückführ steuerung wird ein vollständig geschlossenes Abgasrück führventil 15 jedoch nicht zu Problemen wie beispielswei se einer Leistungsabnahme der Brennkraftmaschine oder ei ner Verschlechterung ihres Betriebsverhaltens führen, so daß bevorzugt die Anzahl der Initialisierungen erhöht und damit vermieden wird, daß die Abgasrückführsteuerung mit einem nicht synchronisierten Schrittmotor 15a fortgesetzt wird.

Da im Zuge der Initialisierung der Schrittmotor 15a über den zweifachen Wert der maximalen Schrittzahl, beispiels weise 120 Schritte, in Schließrichtung des Ventils ge steuert wird, ist es außerdem selbst während eines Zwei phasen-Motorbetriebs, in welchem die tatsächliche Schrittzahl ESTEP und die Drehung des Schrittmotors 15a aufgrund eines leichten Synchronisationsverlustes nicht übereinstimmen, möglich, den Ventilkörper 57 in einen vollständig geschlossenen Zustand zu verfahren, in wel chem dieser fest bzw. dicht gegen den Ventilsitz 59 an liegt, so daß selbst dann, wenn sich der tatsächliche Schritt und der Sollschritt bzw. die tatsächliche Schrittzahl ESTEP und die Sollschrittzahl TSTEP unter scheiden, ein vollständiges Schließen des Abgasrückführ ventils 15 erreicht wird.

Die Anzahl von Schritten, durch bzw. über welche der Schrittmotor 15a in Schließrichtung des Ventils bewegt wird, muß nicht gleich der zweifachen maximalen Schrittzahl sein, sondern kann beispielsweise gleich der zweifachen gegenwärtigen Schrittzahl gesetzt werden, um die für den Schließvorgang benötigte Zeit zu verkürzen. Es ist lediglich erforderlich, daß die Anzahl der Schrit te, über welche der Motor gesteuert wird, etwas größer ist als die gegenwärtige Schrittzahl, d. h. sie muß eine Anzahl von Schritten derart sein, daß der Ventilkörper 57 sicher gegen den Ventilsitz 59 in Anlage kommt.

Der Rotor 54 wird sich weniger wahrscheinlich nicht oder in die Ventil-Öffnungsrichtung drehen und sich stabiler bzw. zuverlässig drehen, wenn der Vierphasen-Schritt motor 15a als Zweiphasen-Schrittmotor und nicht als Vier phasen-Schrittmotor angesteuert wird. Da die erste und die dritte Phase und dann die zweite und die vierte Phase angesteuert werden, ist ein vollständiges Schließen fer ner selbst bei einer Leitungsunterbrechung möglich, und Probleme wie beispielsweise die Unmöglichkeit, den Ven tilkörper 57 während der Initialisierung in die vollstän dig geschlossene Stellung zu bringen, treten nicht auf.

Bei dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel wer den zunächst die erste und die dritte Phase und sodann die zweite und die vierte Phase angesteuert, jedoch kann dies natürlich umgekehrt erfolgen, so daß die erste und die dritte Phase nach der zweiten und der vierten Phase angesteuert werden.

Ferner muß im Zuge der Initialisierung während der Abgas rückführsteuerung der Vierphasen-Schrittmotor 15a nicht zweiphasig angesteuert werden, sondern die Initialisie rung kann alternativ dadurch bewirkt werden, daß der Vierphasen-Schrittmotor 15a vierphasig angesteuert wird. Der Verarbeitungsablauf für den Fall der Initialisierung mittels vierphasiger Ansteuerung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 19 beschrieben.

Zunächst wird in einem Schritt 231 ermittelt, ob ein Flag FINITOK für das Vorliegen von Bedingungen zur Ausführung der Initialisierung den Wert "1" besitzt. Falls dieses den Wert "0" besitzt, wird die Routine ohne Ausführung der nachfolgenden Initialisierungsverarbeitung beendet. Wenn andererseits das Flag FINITOK für das Vorliegen der Bedingungen zur Ausführung der Initialisierung den Wert "1" besitzt, wird ermittelt, ob die gegenwärtige Schritt zahl ESTEP (der tatsächliche Öffnungsgrad) kleiner ist als "9" (Schritt 232). Ist ESTEP < 9, werden die gegen wärtige Schrittzahl auf "16" geändert (Schritt 232) und 16 Schließschritte ausgeführt. Dies dient dazu, daß ein Schließen des Ventils durch mehr Schritte als die tat sächliche Anzahl von Schritten, die das Ventil geöffnet ist, erfolgt, um das Abgasrückführventil 15 selbst dann sicher in die Referenzlage (vollständig geschlossen) zu überführen, wenn der Schrittmotor 15a die Synchronisation teilweise verloren hat. Daraufhin wird in Schritt 234 er mittelt, ob der Zähler CCLS den Wert "0" besitzt oder nicht. Falls der Zähler CCLS nicht den Wert "0" besitzt, wird dieser um "1" dekrementiert (Schritt 241).

Besitzt andererseits der Zähler CCLS den Wert "0", so nimmt der Verarbeitungsablauf Bezug auf die Betriebs artentabelle gemäß Fig. 7, berechnet eine neue Betriebs art aus der gegenwärtigen Betriebsart und der Tabellen zeile TEGRCLX in der Tabelle (Schritt 235) und legt den Wert des Zählers CCLS auf "13" fest (Schritt 236).

Falls in dem vorstehend erwähnten Schritt 232 ermittelt wird, daß die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP gleich "9" oder größer ist, so wird ein neuer Betriebsartenwert MODE aus der gegenwärtigen Betriebsart und der Tabellenzeile TEGRCLS der Tabelle berechnet (Schritt 237). Nach der Ab arbeitung dieses Schrittes 237 oder des vorstehend er wähnten Schrittes 236 wird, um den Schließvorgang auszu führen, die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP um "1" dekre mentiert (Schritte 238 und 239), bis diese den Wert "0" erreicht. Daraufhin wird der neue Betriebsartenwert MODE anstelle des gegenwärtigen Betriebsartenwerts MODE ge speichert (Schritt 240), und der Verarbeitungsablauf wird beginnend mit Schritt 234 wiederholt. Nachdem in die ge genwärtige Schrittzahl ESTEP in Schritt 238 dekrementiert wurde, wird zu diesem Zeitpunkt ermittelt, ob dieser ESTEP-Wert gleich "0" ist oder nicht (Schritt 239), und falls ja, die Routine beendet.

Wenn die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP kleiner ist als "9" beträgt, da die gegenwärtige Schrittzahl ESTEP auf der Grundlage des Zählers CCLS nach jeweils 14 Aufrufen dieser Routine (Verarbeitung alle 4 ms) um "1" abnimmt, als Ergebnis des obenstehenden Verarbeitungsablaufs die Bewegungsgeschwindigkeit des Ventilkörpers 57 des Abgas rückführventils 15 1 Schritt nach jeweils 56 ms (4 ms × 14), d. h. 1/14 des für eine gegenwärtige Schrittzahl von "9" oder größer vorliegenden Werts. Der Grund hierfür be steht darin, daß dann, wenn der Ventilkörper 57 aus Fig. 2 auf den Ventilsitz 59 auftrifft, die Möglichkeit be steht, daß der Schrittmotor außer Schritt gerät, wenn sich der Ventilkörper 57 schnell bewegt. Außerdem besitzt der Ventilkörper 57 selbst eine Strömungssteuerungsfunk tion und kann somit dann, wenn der Ventilkörper 57 auf grund des Auftreffens beschädigt wird, die Strömungs steuerung nicht präzise ausführen. Wenn die Motorsteuer schaltung 47 die Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 57 umkehrt, wie in den Fig. 12A bis 12D, Fig. 13A bis 13D und 14A bis 14D gezeigt, wird ein Ansteuerimpuls erzeugt, so daß Strom durch die Erregungsspulen 53 mit gleicher Phase länger als normalerweise fließt. Hierdurch wird be wirkt, daß die Umkehr der Bewegungsrichtung sicher er folgt und daß ein Synchronisationsverlust des Schrittmo tors 15a vermieden wird.

In dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird der Schrittmotor 15a auf der Grundlage der Verarbeitung entsprechend Schritt 161 gemäß Fig. 16 unmittelbar, nach dem der Zündschalter 49 aus dem Ein-Zustand in den Aus- Zustand geschaltet wird, initialisiert. Alternativ kann jedoch die Abarbeitung des Schrittes 161 entfallen und die Initialisierung nicht unmittelbar nach dem Schalten des Zündschalters 49 in den Aus-Zustand ausgeführt wer den. In diesem Fall ist eine Hauptrelais-Steuerschaltung zum Halten des Stromversorgungs-Hauptrelais im Ein-Zu stand für eine vorbestimmte Zeit, nachdem der Zündschal ter 49 ausgeschaltet wurde, nicht erforderlich, so daß der Schaltungsaufbau vereinfacht werden kann.

Die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbei spiel kann mit verschiedenartigen, im technologischen Rahmen des Ausführungsbeispiels erfolgenden Änderungen verwirklicht werden, so beispielsweise mit einer Integra tion der Notorsteuerschaltung 47 in den Mikrocomputer 21 oder in das Abgasrückführventil 15.

Wie anhand der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, können in Übereinstimmung mit der Vorrichtung gemäß dem vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiel auf den Ver lust der Synchronisation oder dergleichen zurückzuführen de Lage- oder Positionierungsfehler des Schrittmotors während der Abgasrückführsteuerung durch Initialisierung des Schrittmotors während der Abgasrückführsteuerung kor rigiert werden, da dann, wenn der Sollöffnungsgrad des Abgassteuerventils den Wert "vollständig geschlossen" an nimmt, der Schrittmotor durch Schließen des Abgasrück führventils bis zum Anschlag dessen Ventilkörpers gegen den Ventilsitz verfahren und initialisiert wird, so daß es möglich ist, eine Situation, in der die Abgasrückführ steuerung mit nicht korrigierten Positionierungsfehlern fortgesetzt und demzufolge die Ausgangsleistung der Brennkraftmaschine herabgesetzt und das Fahrverhalten des Fahrzeugs beeinträchtigt wird, zu vermeiden.

Ferner wird, falls jedesmal dann der Schrittmotor initia lisiert und das Abgasrückführventil geschlossen wird, wenn dessen Sollöffnungsgrad den Wert "vollständig ge schlossen" annimmt, ein Positionierungsfehler des Schrittmotors häufiger korrigiert, so daß die Genauigkeit der Abgasrückführsteuerung weiter erhöht werden kann.

Da im Zuge des Schließens des Abgasrückführventils zur Initialisierung des Schrittmotors der Schrittmotor über eine größere Anzahl als der tatsächlichen, dem Weg aus der gegenwärtigen Lage in die vollständig geschlossene Lage des Abgasrückführventils entsprechenden Anzahl von Schritten gesteuert wird, legt sich darüber hinaus der Ventilsitz des Abgasrückführventils fest bzw. dicht gegen den Ventilsitz an, so daß die Rückkehr des Ventilkörpers in seine Ausgangslage (seine vollständig geschlossene La ge) sichergestellt ist, bevor die Initialisierungsverar beitung beendet wird.

Außerdem kann der Korrektur von auf Synchronisationsver luste und dergleichen zurückzuführenden Positionierungs fehlern Priorität eingeräumt werden, falls auch dann, wenn sich der Sollöffnungsgrad des Abgasrückführventils während der Initialisierung ändert, die Initialisierungs steuereinrichtung der Initialisierung Priorität gibt.

Die Vorrichtung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbei spiel ist nicht auf Abgasrückführ-Steueranlagen be schränkt, sondern findet Anwendung in einer Vielzahl von Anlagen, in welchen ein Schrittmotor eingesetzt wird.

Wie vorstehend beschrieben wurde, kann eine Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasrückführventils einer Brenn kraftmaschine während der Abgasrückführsteuerung auf Syn chronisationsverluste eines ein Abgasrückführventil betä tigenden Schrittmotors zurückzuführende Positionierungs fehler korrigieren und die Abgasrückführsteuerung mit er höhter Genauigkeit durchführen. Eine Steuereinrichtung initialisiert den Schrittmotor während der Abgasrückführ steuerung, wenn der Sollöffnungsgrad des Abgasrückführ ventils den Wert "vollständig geschlossen" annimmt, durch Ansteuern des Schrittmotors derart, daß ein Ventilkörper gegen einen Ventilsitz in Anlage kommt.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasrückführven tils, gekennzeichnet durch
einen Schrittmotor (15a) zum Betätigen eines in Mit tenposition in einem Abgasrückführkanal (45) angeordneten Abgasrückführventils (15) zum Rückführen eines Teils der Abgase aus einer Abgasanlage (35) einer Brennkraftmaschi ne in ein Ansaugsystem (30) derselben; und
eine Initialisierungssteuereinrichtung (21) zum In itialisieren des Schrittmotors derart, daß dann, wenn ein Sollöffnungsgrad (TSTEP) des Abgasrückführventils während eines Abgasrückführ-Steuerbetriebs den Wert "vollständig geschlossen" annimmt, das Abgasrückführventil betätigt wird, bis ein Ventilkörper (57) des Abgasrückführventils gegen einen Ventilsitz (59) desselben in Anlage gerät.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Initialisierungssteuereinrichtung den Schrittmotor jedesmal dann initialisiert, wenn der Soll öffnungsgrad des Abgasrückführventils den Wert "voll ständig geschlossen" annimmt, um den Ventilkörper derart zu verfahren, daß dieser in Anlage gegen den Ventilsitz gerät.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß die Initialisierungssteuereinrichtung bei der Initialisierung des Schrittmotors den Schrittmotor über eine Anzahl von Schritten steuert, die größer ist als ei ne tatsächliche, zum Verfahren des Abgasrückführventils aus seiner gegenwärtigen Lage in seine vollständig ge schlossene Lage erforderliche Anzahl von Schritten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Schrittmotor ein Vierphasen-Schrittmotor ist; und daß die Initialisierungssteuereinrichtung den Schrittmotor durch Ansteuern zunächst einer der Gruppen von Phasen 1 und 3 oder 2 und 4 und nachfolgend der je weils anderen Gruppen von Phasen 2 und 4 oder 1 und 3 in itialisiert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Initialisierungssteuereinrichtung den Schrittmotor über eine Anzahl von Schritten steuert, die größer ist als eine tatsächliche, zum Verfahren des Ab gasrückführventils aus seiner gegenwärtigen Lage in seine vollständig geschlossene Lage erforderliche Anzahl von Schritten, wenn das Abgasrückführventil zur Initialisie rung des Schrittmotors durch die Initialisierungssteuer einrichtung geschlossen wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da durch gekennzeichnet, daß die Initialisierungssteuerein richtung die Initialisierung des Schrittmotors unter Be vorzugung der Steuerung des Abgasrückführventils selbst dann fortsetzt, wenn sich der Sollöffnungsgrad des Abgas rückführventils während der Initialisierung ändert.

7. Steuervorrichtung, gekennzeichnet durch einen Fluidkanal (45);
ein einen Ventilkörper (57) und einen Ventilsitz (59) aufweisendes und in dem Fluidkanal zur Steuerung der durch diesen hindurchtretenden Fluidströmung angeordnetes Ventil (15);
einen mit dem Ventilkörper zum Verfahren des Ventil körpers gekoppelten Schrittmotor (15a); und
eine Initialisierungssteuereinrichtung (21) zum In itialisieren des Schrittmotors derart, daß dann, wenn ein Sollöffnungsgrad (TSTEP) des Ventils während eines Fluidströmungs-Steuerbetriebs den Wert "vollständig ge schlossen" annimmt, der Ventilkörper (57) verfahren wird, bis dieser gegen den Ventilsitz (59) in Anlage kommt.