DE19829808B4 - Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Drosselklappe mit einem bürstenlosen Motor und einem Getriebe - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Drosselklappe mit einem bürstenlosen Motor und einem Getriebe Download PDF

Info

Publication number
DE19829808B4
DE19829808B4 DE19829808A DE19829808A DE19829808B4 DE 19829808 B4 DE19829808 B4 DE 19829808B4 DE 19829808 A DE19829808 A DE 19829808A DE 19829808 A DE19829808 A DE 19829808A DE 19829808 B4 DE19829808 B4 DE 19829808B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor
learning
magnetic pole
output level
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19829808A
Other languages
English (en)
Other versions
DE19829808A1 (de
Inventor
Shinji Watanabe
Tadashi Tubakiji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Publication of DE19829808A1 publication Critical patent/DE19829808A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19829808B4 publication Critical patent/DE19829808B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/04—Engine intake system parameters
    • F02D2200/0404—Throttle position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2250/00—Engine control related to specific problems or objectives
    • F02D2250/16—End position calibration, i.e. calculation or measurement of actuator end positions, e.g. for throttle or its driving actuator
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Flow Control (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

Verfahren zum Steuern eines Öffnungsgrades (θ0, θr) einer Drosselklappe (11) einer Fahrzeugmaschine, die an einen Rotor (16) eines bürstenlosen Motors (18) über ein Getriebe (15) gekoppelt ist, durch Steuerung der Stromversorgung zu Statorspulen (17) des Motors (18),
– wobei zum Zeitpunkt des Stoppens der Fahrzeugmaschine (Ausschalten des Zündschalters)
– der Motor (18) schrittweise um einen vorgegebenen Winkel angetrieben wird, indem ein elektrischer Strom der Statorspule (17) entsprechend einem Stromflussmuster mit einer vorgegebenen Phase zugeführt wird, und
– ein Lernwert der Magnetpolposition des Rotors (16) bestimmt wird durch Ausführen der Operation des Lernens der Position der Magnetpole entsprechend den im folgenden noch angegebenen Schritten S1 bis S5, basierend auf einem Pegel (VTPS), der von einem Drosselöffnungsgradsensor (13, TPS), der mit dem Rotor (16) über ein Untersetzungsgetriebe verbunden ist, für die Abgabe eines Signals ausgegeben wird, das einen Pegel (VTPS) entsprechend der Drehposition der Magnetpole des Rotors (16) aufweist;...

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern einer Drosselklappe einer Fahrzeugmaschine unter Verwendung eines bürstenlosen Motors und eines Getriebes.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • In einer allgemeinen Fahrzeugmaschinen-Steuereinrichtung ist ein Drosselventil (im Folgenden auch: Drosselklappe) in einem Einlaßkanal zum Ansaugen von Luft, die einer Maschine zugeführt werden soll, vorgesehen und öffnet oder schließt sich im Ansprechen auf die Betätigung eines Gaspedals oder Gashebels durch einen Fahrer, um die Ansaugluftmenge für die Maschine in Abhängigkeit von dem Betätigungsbetrag des Gaspedals zu steuern. Die Steuerung der Luftansaugmenge für die Maschine kann durch Verbinden des Drosselventils und des Gaspedals durch eine mechanische Verbindungseinrichtung, beispielsweise durch ein Gelenk oder einen Draht, erreicht werden. Jedoch ist in einem Verbindungsverfahren unter Verwendung einer derartigen mechanischen Verbindungseinrichtung der Zusammenhang zwischen dem Betätigungsbetrag des Gaspedals und der Öffnung des Drosselventils fest vorgegeben, da keinerlei Freiheit in der Steuerung des Drosselventils besteht, und die Positionsbeziehung zwischen dem Drosselventil und dem Gaspedal ist beschränkt, wodurch die Installationsposition der Verbindungseinrichtung bei Installation in einem Kraftfahrzeug begrenzt ist.
  • Eine Steuereinrichtung für das Fahren bei konstanter Geschwindigkeit, eine Traktions-Steuereinrichtung und dergleichen, sind in vergangener Zeit in einem Kraftfahrzeug installiert worden, um automatisch den Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs zu steuern. Deshalb muß das Drosselventil unabhängig von der Betätigung des Gaspedals durch den Fahrer gesteuert werden und die Steuerung des Drosselventils wird ausgeführt, indem das Drosselventil elektrisch mit einem Motor oder dergleichen verbunden wird. Beispielsweise offenbart JP 1-315641 A ein Verfahren zum Steuern der Öffnung eines Drosselventils unter Verwendung eines bürstenlosen Motors. Wenn ein Motor mit einem Bürstenkommutator verwendet wird, wird ein Hysteresedrehmoment in einer Richtung entgegengesetzt zu der normalen Richtung eines Rotors durch den Druck einer Bürstenausrichtungseinrichtung erzeugt, wodurch eine Steuerung der Position eines Drosselventils erschwert wird. Das Verfahren der obigen Veröffentlichung besteht darin, die Öffnung des Drosselventils dadurch zu steuern, daß der bürstenlose Motor schrittweise angesteuert wird. Die JP 5-240070 A offenbart eine Technologie zum Verbessern der Steuerungsfähigkeit eines Drosselventils durch Verbinden des Rotors eines bürstenlosen Motors und der Drehwelle eines Drosselventils über eine Geschwindigkeits-Verringerungseinrichtung oder ein Getriebe. Diese Veröffentlichung offenbart auch eine Technologie zum Umschalten eines Stroms, der an die Phase eines bürstenlosen Motors geführt werden soll, mit einem Umkehrspannungs-Detektor zum Erfassen einer in der Statorspule erzeugten Umkehrspannung (die nachstehend als eine "Phase" bezeichnet wird) des bürstenlosen Motors oder mit einem Stromänderungs-Detektor ohne Verwendung eines Rotationsdetektors mit hoher Genauigkeit.
  • Da jedoch in der oben beschriebenen herkömmlichen Einrichtung zum Steuern der Luftansaugmenge für eine Maschine durch Steuern eines Drosselventils ein Umkehrspannungs-Detektor oder ein Stromänderungs-Detektor benötigt wird, um die Erregungsphase eines bürstenlosen Motors zu ändern, weist ein Drossel-Stellglied, gebildet durch das Drosselventil und den bürstenlosen Motor zum Ansteuern des Drosselventils, einen komplizierten und großen Aufbau auf, und die Anzahl von Komponenten des Signaleingabeinterfaceabschnitts einer Steuereinrichtung zum Steuern des Motors nimmt zu.
  • Wenn die Erregungsphase nur auf der Grundlage des Ausgangssignals des Drosselöffnungssensors geändert wird, treten Verschiebungen der Umschaltposition der Erregungsphase bedingt durch Toleranzen der Eigenschaften einer Geschwindigkeitsverringerungs-Einrichtung und des Drosselöffnungssensors auf.
  • Wenn die Erregungsphase auf Grundlage des Ausgangs des Umkehrspannungs-Detektors oder Stromänderungs-Detektors von einer Phase auf eine andere geändert wird, ändert sich ferner ein Strom, der durch die Phase fließt, abrupt. Wenn das Signal des Detektors durch eine Änderung in einem an die Phase angelegten Magnetfeld verschoben wird, werden deshalb die erzeugten Drehmomente des Motors diskontinuierlich, wodurch das Öffnen der Drossel abrupt geändert wird. Um dieses Problem zu behandeln, kann ein Dreiphasen-Erregungssystem zum Zuführen von Erregungsströmen an die U-, V- und W-Phasen des bürstenlosen Motors durch unabhängige sinusförmige Wellen verwendet werden. Jedoch wird ein Detektor zum genauen Messen des Drehwinkels des Motors für dieses Dreiphasen-Erregungssystem benötigt, wodurch der Aufbau des Drossel-Stellglieds kompliziert und groß wird.
  • DE 689 18 337 T2 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines bürstenlosen Motors zum Stellen der Drosselklappe einer Fahrzeugmaschine. Wenn festgestellt wird, dass die Erfassung der Magnetpolposition mittels Detektoren fehlerhaft ist, wird der bürstenlose Motor als Schrittmotor aufgrund von Signalen unabhängig von der erfassten Magnetpolposition schrittweise betrieben. Jedoch geht DE 689 18 337 T2 nicht auf den Fall ein, dass zwischen dem Motor und der Drosselklappe ein Getriebe zwischengeschaltet ist.
  • DE 43 13 391 A beschreibt in Bezug auf die Steuerung eine Drosselklappe eine Regeleinrichtung für einen Schrittmotor, die es ermöglicht eine Ist-Schrittzahl einer Soll-Schrittzahl genau nachzuführen. Dazu wird vorübergehend eine kürzere Erregungsdauer festgelegt und die Soll-Schrittzahl nach der kürzeren Erregungsdauer nochmals überprüft und die endgültige Erregungsdauer bestimmt. Mit der Positionsbestimmung der Magnetpole des Schrittmotors im Zusammenhang mit dem Einsatz eines Getriebes zwischen Schrittmotor und Drosselklappe beschäftigt sich DE 43 13 391 A1 nicht.
  • DE 44 17 000 A1 beschreibt eine Schrittmotor-Steuereinheit zur Steuerung der Drosselklappe in einer Fahrzeugmaschine, die den Schrittmotor bei Abweichungen entsprechend einem Beschleunigungs- oder Abbremsprogramm steuert, um den Schrittmotor beim Sollwert zu stoppen. Auch die DE 44 17 00 A1 beschäftigt sich nicht mit der Positionsbestimmung der Magnetpole des Schrittmotors im Zusammenhang mit dem Einsatz eines Getriebes zwischen Schrittmotor und Drosselklappe.
  • Eine Antriebsvorrichtung für einen Schrittmotor, bei der eine Initialisierung nach dem Abschalten der Fahrzeugmaschine durchgeführt wird, beschreibt DE 44 26 457 A1 , ohne das Problem der Positionsbestimmung der Magnetpole des Schrittmotors im Zusammenhang mit dem Einsatz eins Getriebes zwischen Schrittmotor und Drosselklappe zu berühren.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der obigen Probleme des Standes der Technik durchgeführt, und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zum Steuern des Öffnungsgrades einer Drosselklappe einer Fahrzeugmaschine bereitzustellen, mit denen die Drosselklappe mit einem bürstenlosen Motor und einem Getriebe ohne Verwendung eines Positionsdetektors für den bürstenlosen Motor mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 2, zu der sich vorteilhafte Ausgestaltungen aus den Unteransprüchen ergeben.
  • Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich näher aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Diagramm, das die Konfiguration einer Einrichtung zum Steuern der Luftansaugmenge für eine Maschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ein Diagramm, das die Einzelheiten einer Motoransteuereinrichtung zeigt;
  • 3 eine Tabelle, die den Magnetpol jeder Phase in jedem Erregungsmuster zeigt;
  • 4a bis 4f Diagramme, die die Magnetpolpositions-Beziehung zwischen Statoren und einem Rotor in jedem Erregungsmuster zeigen;
  • 5 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einem Erregungsmuster und einer TPS-Spannung zur Zeit einer schrittweisen Ansteuerung eines Motors zeigt;
  • 6a und 6b Diagramme, die eine Schrittposition in einem Rotorzusammensetzungszustand A zeigen;
  • 7 ein Zeitdiagramm, das eine schrittweise Drehung in dem Rotorzusammensetzungszustand A zeigt;
  • 8a und 8b Diagramme, die eine Schrittposition in einem Rotorzusammensetzungszustand B zeigt;
  • 9 ein Zeitdiagramm, das eine schrittweise Drehung in dem Rotorzusammensetzungszustand B zeigt;
  • 10 ein Steuerflußdiagramm zum schrittweisen Ansteuern eines Rotors gemäß der Ausführungsform 1;
  • 11 ein Zeitdiagramm, das eine schrittweise Drehung in dem Rotorzusammensetzungszustand B gemäß der Ausführungsform 1 zeigt;
  • 12 ein Steuerflußdiagramm zum Lernen der Magnetpolposition eines Rotors gemäß der Ausführungsform 1;
  • 13 ein Steuerzeitdiagramm zum Erlernen der Magnetpolposition eines Rotors gemäß der Ausführungsform 1; und
  • 14a bis 14c Diagramme, die den Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel eines Rotors und der Stromwellenform und der Flußwellenform jeder Phase und die Wellenform eines Ausgangsdrehmomets in einem Sinuswellen-Erregungssystem gemäß der Ausführungsform 1 zeigen.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Ausführungsform 1
  • 1 ist ein Diagramm, das die Konfiguration eines Systems zum Steuern eines Drosselventils unter Verwendung einer Einrichtung zum Steuern der Luftansaugmenge für eine Maschine gemäß der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt. Ein Bezugszeichen 10 bezeichnet ein Drosselstellglied zum Einstellen der Luftansaugmenge für eine nicht dargestellte Maschine und 20 eine Einrichtung zum Steuern der Luftansaugmenge für die Maschine, die das Drosselstellglied 10 steuert. Das Drosselstellglied 10 umfaßt ein Drosselventil 11 zum Ändern des Öffnungsbereichs eines Ansaugluftkanals B, eine Drehwelle 12 zum Haltern des Drosselventils 11, einen Drosselöffnungssensor (TPS) 13, der an einem Ende 12a der Drehwelle 12 vorgesehen ist, zum Erfassen des Drehwinkels (Drosselöffnung) der Drehwelle 12, 14 eine Zurückholfeder, die an dem Ende 12a der Drehwelle 12 vorgesehen ist, um das Drosselventil in Richtung auf seine Schließrichtung vorzuspannen, eine Geschwindigkeits-Verringerungseinrichtung 15, die mechanisch mit dem anderen Ende 12b der Drehwelle 12 verbunden ist, und einen bürstenlosen Motor 18 mit Statorspulen 17 und einem Rotor 16, der mit der Geschwindigkeits-Verringerungseinrichtung 15 verbunden ist.
  • Die Einrichtung 20 zum Steuern der Ansaugluftmenge für eine Maschine umfaßt eine Ziel- oder Sollöffnungs-Einstelleinrichtung 21 zum Berechnen einer Sollöffnung θ0 des Drosselventils auf Grundlage von verschiedener Fahrzeuginformation, wie beispielsweise einem Ausgangswert VAPS, der den Betätigungsbetrag eines nicht dargestellten Gaspedals (oder Gashebels) eines Gaspedal-Öffnungssensors (APS) anzeigt, einer Maschinengeschwindigkeit Ne und einer Maschinenkühlwassertemperatur Ta, eine Motorstrom-Berechnungseinrichtung 22 zum Berechnen eines Motorphasenstroms aus einer Öffnungsdifferenz Δθ zwischen dieser Sollöffnung θ0 des Drosselventils und einer tatsächlichen Öffnung θr des Drosselventils, die ein Eingangssignal von dem Drosselöffnungssensor (TPS) 13 ist, eine Rotormagnetpol-Positionslerneinrichtung 23 zum Erfassen und Lernen der Magnetpolposition des Rotors 16 mit dem Drosselöffnungssensor 13 durch schrittweises Ansteuern des bürstenlosen Motors 18, eine Rotordrehwinkel-Berechnungseinrichtung 24 zum Ermitteln des Drehwinkels des Rotors 16 aus dem Ausgang des Drosselöffnungssensors 13 und dem gelernten Wert der Rotormagnetpolpositions- Lerneinrichtung 23, eine Motorerregungsphasen-Berechnungseinrichtung 25 zum Berechnen des Erregungsverhältnisses jeder Statorspule 17 auf Grundlage des aus der Rotordrehwinkel-Berechnungseinrichtung 24 ermittelten Drehwinkels des Rotors, eine Motorsteuereinrichtung 26 zum Ausgeben eines PWM-Tastverhältnisses äquivalent zu dem Stromwert jeder Statorspule 17 auf Grundlage eines Stromwerts von der Motorphasenstrom-Berechnungseinrichtung 22 und dem Erregungsverhältnis aus der Motorerregungsphasen-Berechnungseinrichtung 25, eine Motoransteuereinrichtung 27 zum Zuführen eines Stroms an den bürstenlosen Motor 10 auf Grundlage eines Ansteuersignals von der Motorsteuereinrichtung 26, eine Einstelleinrichtung 28 für Erregungsmuster für die schrittweise Ansteuerung zum Einstellen eines Stromanlegungsmusters, das an jede Statorspule 17 zugeführt werden soll, wenn der bürstenlose Motor 18 schrittweise angesteuert wird, eine Einstelleinrichtung 29 für Erregungszeiten für die schrittweise Ansteuerung zum Einstellen der Erregungszeit der Erregungsmuster für die schrittweise Ansteuerung, eine Rotorschrittpositions-Erfassungseinrichtung 30 zum Erfassen, welches Erregungsmuster zum Ansteuern des bürstenlosen Motors 18 auf eine erste Schrittposition verwendet wird, eine Schlüsselschalter-EIN/AUS-Beurteilungseinrichtung 31 als eine Lernstart-Beurteilungseinrichtung, um auf Grundlage eines Zündschaltersignals und einem Maschinengeschwindigkeitsdatenwert Ne zu beurteilen, ob das Lernen der Magnetpolposition des Rotors gestartet werden kann oder nicht, und ein EEPROM 32 zum Speichern eines gelernten Werts der Magnetpolposition des Rotors.
  • Die Rotormagnetpolpositions-Lerneinrichtung 23 umfaßt eine Lerneinrichtung 23a für die vollständig geschlossene Position der Drossel zum Erfassen und Erlernen einer Magnetpolposition des Rotors 16 an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils, eine Magnetpolpositions-Lerneinrichtung 23b zum Erfassen und Lernen einer Magnetpolposition des Rotors 16 während einer schrittweisen Ansteuerung, eine Lerneinrichtung 23c für die vollständig offene Position der Drossel zum Erfassen und Lernen einer Magnetpolposition des Rotors 16 an der vollständig offenen Position des Drosselventils, und ein Backup-RAM 23d zum vorübergehenden Speichern einer Magnetpolposition des Drosselventils und dergleichen. Wenn das Beurteilungsergebnis mit der Schlüsselschalter-EIN/AUS-Beurteilungseinrichtung 31 AUS ist und der bürstenlose Motor 18 auf Grundlage eines Erregungsmusters von der Einstelleinrichtung 28 für Erregungsmuster zur schrittweisen Ansteuerung angesteuert wird und eine Erregungszeit von der Einstelleinrichtung 29 für Erregungszeiten zur schrittweisen Ansteuerung angesteuert wird, wird die Magnetpolposition des Rotors 16 des bürstenlosen Motors 18 gelernt. Das Backup-RAM 23d ist eine Anfangswert-Speichereinrichtung zum Speichern eines gelernten Werts der Magnetpolposition des Rotors, wenn die Rotorschrittpositions-Erfassungseinrichtung 30 die Erfassung der Drehung des Rotors um den ersten Schritt gemäß einem Erregungsmuster ausführt.
  • 2 ist ein Aufbaudiagramm, das die Einzelheiten der Motoransteuereinrichtung 27 zeigt. Die Motoransteuereinrichtung 27 umfaßt Schaltelemente 27a einer ersten Stufe und Schaltelemente 27b einer letzten Stufe zum Ansteuern einer auf der stromaufwärts liegenden Seite angeordneten Ansteuerstufe einer Dreiphasen-Brückenschaltung der Statorspulen 17, bestehend aus U-, V- und W-Phasen durch einen Ansteuerstrom von der Motorsteuereinrichtung 26, Schaltelemente 27c zum Ansteuern einer auf der stromabwärts gelegenen Seite angeordneten Ansteuerstufe, einen Stromdetektor 27d zum Erfassen eines durch jede Statorspule 17 fließenden Stroms, und einen Überstrom-Detektor 27e. Der Ausgang des Überstrom-Detektors 27e wird an die Motorsteuereinrichtung 26 angelegt. Der Überstrom-Detektor 27e schützt den bürstenlosen Motor 18 vor einem Überstrom durch Ausschalten eines Motoransteuersignals von der Motorsteuereinrichtung 26, wenn ein Überstrom erfaßt wird. Die U-, V- und W-Phasen der Statorspulen 17 sind zwischen die Batterie B und die Masse G durch die Schaltelemente 27b der letzten Stufe und die Schaltelemente 27c geschaltet. Das heißt, die Motoransteuereinrichtung 27 steuert die Schaltelemente 27a durch einen PWM-Tastverhältnisausgang von der Motorsteuereinrichtung 26, um die Phase eines Stroms, der durch jede Phase der Statorspulen 17 fließt, zu steuern und den Rotor 16 zu drehen.
  • Der Betrieb der oben strukturierten Einrichtung 20 zum Steuern der Ansaugluftmenge für eine Maschine wird nachstehend beschrieben.
  • Zunächst wird eine Beschreibung des Lernbetriebs für die vollständig geschlossene Position des Drosselventils vorgenommen.
  • Wenn das Zündschaltersignal aus ist und die Maschinengeschwindigkeit Ne "0" ist, dann beurteilt die Schlüsselschalter-EIN/AUS-Beurteilungseinrichtung 31, ob der Schlüsselschalter ein ist. Bei der Beurteilung, daß der Schlüsselschalter aus ist, stellt die Lerneinrichtung 23a für die vollständig geschlossene Position die Sollöffnungsspannung auf einem gelernten Wert der vollständig geschlossenen Position ein, um das Drosselventil 11 an seine vollständig geschlossene Position durch eine Öffnungsrückkopplungssteuerung zurückzuführen, wenn die Drosselöffnungsspannung gleich oder größer als eine vorgegebene Öffnungsspannung (beispielsweise 0,7 V) ist, schaltet das Ansteuersignal der Motorsteuereinrichtung 26 aus, wenn die Drosselöffnungsspannung unter die obige vorgegebene Öffnungsspannung fällt, um so das Drosselventil 11 an seine vollständig geschlossene Position durch die Federkraft der Rückführungsfeder 14 zurückzuführen, und speichert eine Ausgangsspannung (Drosselöffnungsspannung) von dem Drosselöffnungssensor 13 in dem RAM 23d als einen gelernten Wert der vollständig geschlossenen Position, wenn das Drosselventil 11 an seiner vollständig geschlossenen Position vollständig stabil wird (beispielsweise nach einem Ablauf einer vorgegebenen Zeit, zum Beispiel 0,5 Sekunden, nachdem eine Öffnungsspannungsänderung 20 mV oder kleiner bei einem Abtastzyklus von ungefähr 15 ms wird). Wenn die Drosselöffnungsspannung kleiner als die vorgegebene Öffnungsspannung ist, nachdem bestätigt wird, daß das Drosselventil 11 an seiner vollständig geschlossenen Position stabil ist, dann wird eine Ausgangsspannung von dem Drosselöffnungssensor 13 in dem RAM 23d als ein Lernwert der vollständig geschlossenen Position gespeichert. Da das Lernen der Magnetpolposition des Rotors nach dem Lernen der vollständig geschlossenen Position ausgeführt wird, wird der Lernbetrieb der Magnetpolposition des Rotors gesperrt, wenn das Lernen der vollständig geschlossenen Position nicht abgeschlossen ist.
  • Nachstehend wird eine Beschreibung des Lernbetriebs der Magnetpolposition des Rotors vorgenommen.
  • Wenn das Zündschaltersignal aus ist, die Maschinengeschwindigkeit Ne "0" ist, die Schlüsselschalter-EIN/AUS-Beurteilungseinrichtung 31 beurteilt, daß der Schlüsselschalter ein ist und die Lerneinrichtung 23a für die vollständig geschlossene Position ein Lernen der vollständig geschlossenen Position abschließt, dann schreitet die Einrichtung 20 zum Steuern der Luftansaugmenge für eine Maschine zu dem Lernbetrieb der Magnetpolposition des Rotors mittels der Magnetpolpositions-Lerneinrichtung 23b fort.
  • Die Motorsteuereinrichtung 26 gibt an die Motoransteuereinrichtung 27 ein PWM-Tastverhältnis äquivalent zu dem Phasenstrom jeder Statorspule 17 auf Grundlage eines konstanten Tastverhältnisses (z. B. 50%), berechnet zum Zuführen eines Motorphasenstroms äquivalent zu einem Ansteuerdrehmoment, das für die schrittweise Drehung des Rotors 16 des Drosselstellglieds 10 und ein Erregungsverhältnis, das z. B. durch sechs Erregungsmuster und einen Ausgang an die Motorsteuereinrichtung 26 bestimmt wird, aus und sendet einen Befehl zum Ändern der Erregungsmuster sequentiell in der Richtung zum Öffnen des Drosselventils 11. Aufgrund dieses Betriebs dreht sich der Rotor 16 des bürstenlosen Motors 18 schrittweise um einen Winkel von beispielsweise 30° jedesmal dann, wenn der Ausgang des Erregungsmusters geändert wird.
  • 3 zeigt den Zusammenhang zwischen Erregungsmustern (1) bis (6), einem Magnetpol, der in jeder Phase (U-, V- und W-Phasen) der Statorspulen 17 erzeugt wird, und die Richtung einer Ansteuerung des Drosselventils 11, wenn der Rotor 16 des bürstenlosen Rotors 18 mit drei Phasen und vier Polen schrittweise angesteuert wird. Eine Erregungsphase, in der ein Phasenstrom in die Statorspulen 17 hineinfließt, ist durch einen S-Pol (stromaufwärtsliegende Seite) gezeigt, und eine Erregungsphase, in der ein Phasenstrom von den Statorspulen 17 herausfließt, ist durch einen N-Pol (stromabwärtsliegende Seite) gezeigt. Die 4a bis 4f zeigen den Magnetpolpositions-Zusammenhang zwischen den Statorspulen 17 und dem Rotor 16, wenn sich der Rotor 16 gemäß der obigen Erregungsmuster (1) bis (6) schrittweise dreht und sich beruhigt, nachdem das Drosselventil sich an seiner vollständig geschlossenen Position (Anfangsanordnung) befindet. Die leeren Magnetpole der Statorspulen 17 sind S-Pole, und die Magnetpole, die von den schrägen Linien angezeigt werden, sind N-Pole. Hinsichtlich der Anfangsposition des Aufbaus oder der Zusammensetzung werden die Statorspulen 17 für den bürstenlosen Motor 18 nicht erregt, das Drosselventil 11 wird an seine vollständig geschlossene Position zurückgeführt, und die Statorspulen 16 und der Rotor 17 sind in solcher Weise angeordnet, daß die Grenzlinie M1 des Magnetfelds des Rotors und die U-Phasen-Referenzlinie M2 der Statorspulen zueinander ausgerichtet sind. In 4 ist der Drehwinkel des Rotors, der von einer durchgezogenen Linie angedeutet wird, ein Drehwinkel, wenn die Drehrichtung in Uhrzeigerrichtung ist, und der Drehwinkel des Rotors, der von einer gepunkteten Linie angedeutet wird, ist ein Drehwinkel, wenn die Drehrichtung in die Gegenuhrzeigerrichtung ist, wenn das Drosselventil in seine Öffnungsrichtung angesteuert wird.
  • Gemäß dem Erregungsmuster (1), wie in 4a gezeigt, dreht sich der Rotor 16 an einem Winkel von 15° in einer Richtung zur vollständigen Öffnung des Drosselventils aus seiner Anfangsposition der Anordnung (vollständig geschlossene Position des Drosselventils) und kommt zur Ruhe. Danach dreht sich der Rotor 16 gemäß dem Erregungsmuster (2), wie in 4b gezeigt, an einen Winkel von 30° in der Richtung zur vollständigen Öffnung des Drosselventils und beruhigt sich an einem Winkel von 45° von seiner Anfangsposition. Wenn in ähnlicher Weise das Erregungsmuster an die Erregungsmuster (3) bis (6) sequentiell geändert wird, wie in den 4c bis 4f gezeigt, dreht sich der Rotor 16 jedesmal um 30°, um das Drosselventil 1 in Richtung auf seine vollständig geöffnete Seite anzusteuern bzw. anzutreiben.
  • 5 zeigt den Zusammenhang zwischen Erregungsmustern für die U-Phase (Δ), V-Phase (☐) und die W-Phase (O) der obigen Statorspulen, dem Strom und dem Magnetpolmuster jeder Phase, der Schrittposition des Rotors 16 in jedem Erregungsmuster, einer Drosselöffnung und einer TPS-Spannung, wenn der Rotor des bürstenlosen Motors 18 zur Zeit eines Lernens der Magnetpolposition des Rotors schrittweise angesteuert wird. In der Figur bezeichnet Δ die U-Phase, das ☐ bezeichnet die V-Phase und O bezeichnet die W-Phase, der freigelassene Magnetpol jeder Phase ist ein S-Pol, und ein Magnetpol, der durch die schrägen Linien angezeigt wird, ist ein N-Pol.
  • In einem nicht-erregten Zustand befindet sich das Drosselventil 11 in seiner vollständig geschlossenen Position, und ein TPS-Spannungswert VTPS an diesem Punkt ist gleich VS0. Gemäß dem Erregungsmuster (1) fließt ein Phasenstrom in die V-Phase hinein, um einen S-Pol zu bilden, und ein Phasenstrom fließt aus den W- und U-Phasen heraus, um einen N-Pol zu bilden. Aufgrund der Anziehungskraft, die von den Magnetpolen der Statorspulen 17 und den Magnetpolen des Rotors 16 erzeugt wird, dreht sich der Rotor 16 schrittweise und kommt an einer Position, an der die TPS-Spannung VTPS gleich zu VS1 wird (siehe 4a), zur Ruhe. Da ein Phasenstrom in ähnlicher Weise in die V- und W-Phasen hineinfließt, um einen S-Pol zu bilden, und ein Phasenstrom aus der U-Phase herausfließt, um einen N-Pol gemäß dem Erregungsmuster (2) zu bilden, dreht sich der Rotor 16 aufgrund der Anziehungskraft, die von den Magnetpolen der Statorspulen 17 und den Magnetpolen des Rotors 16 erzeugt wird, schrittweise und kommt an einer Position, an der die TPS-Spannung VTPS gleich zu VS2 (siehe 4b) wird, zur Ruhe. In dieser Weise dreht sich der Rotor 16 jedesmal dann, wenn das Erregungsmuster (3), (4)... geändert wird schrittweise und kommt zur Ruhe, der Drehwinkel des Rotors nimmt zu und die TPS-Spannung VTPS, die die Öffnung des Drosselventils anzeigt, nimmt schrittweise von VS3 bis VS4... zu.
  • Da die Positionsbeziehung zwischen der Magnetpolposition des Rotors 16 des bürstenlosen Motors 18 und den Statorspulen 17 zur Zeit der Zusammensetzung oder des Zusammenbaus nicht eingestellt wird, ist nicht bekannt, welches Erregungsmuster von der Einstelleinrichtung 28 für die Erregungsmuster zur schrittweisen Ansteuerung verwendet wird, um eine schrittweise Drehung zu starten.
  • Beispielsweise, und wie in 6a gezeigt, wenn die Statorspulen 17 des bürstenlosen Motors 18 nicht erregt werden, wird das Drosselventil 11 durch die Rückholfeder 14 an seine vollständig geschlossene Position zurückgeführt und die Statorspulen 17 und der Rotor 16 sind in solcher Weise angeordnet, daß die Grenzlinie M1 des Magnetfelds des Rotors und die U-Phasen-Referenzlinie M2 der Statorspulen zueinander wie bei der obigen Anfangsposition des Zusammenbaus ausgerichtet sind (Zusammenbauzustand A), der Rotor 16 dreht sich schrittweise an einem Winkel von 15° und kommt gemäß dem Erregungsmuster (1) von der Einstelleinrichtung 28 für Erregungsmuster zur schrittweisen Ansteuerung zur Ruhe, wie in 6b gezeigt. Danach nimmt durch sequentielles Ändern des Erregungsmusters, wie in dem Graph von 7 gezeigt, jedesmal, wenn das Erregungsmuster geändert wird, die Ausgangsspannung des Drosselöffnungssensors 13 schrittweise zu. Das heißt, in einem nicht-erregten Zustand befindet sich das Drosselventil 11 an seiner vollständig geschlossenen Position und der TPS-Spannungswert VTPS an diesem Punkt ist gleich VS0. Danach dreht sich der Rotor 16 während einer vorgegebenen Erregungszeit t1 von der Einstelleinrichtung 29 für die Erregungszeit zur schrittweisen Ansteuerung an einen Winkel von 15° und kommt an einer Position zur Ruhe, an der der TPS-Spannungswert VTPS gemäß dem Erregungsmuster (1) gleich VS1 wird. Die Rotormagnetpolpositions-Lerneinrichtung 24 liest den TPS-Spannungswert VS1 als einen gelernten Wert der Magnetpolposition des Rotors. Gemäß den Erregungsmustern (2) bis (6) wird der Rotor in ähnlicher Weise jedesmal um 30° gedreht und kommt an einer Position zur Ruhe, an der die TPS-Spannung jeweils gleich VS2 bis VS6 wird. Deshalb liest die Rotormagnetpolpositions-Lerneinrichtung 24 die TPS-Spannungswerte VS2 bis VS6 als gelernte Werte der Magnetpolposition des Rotors an jeweiligen Schrittpositionen. In dieser Weise ist in einem Zusammenbauzustand, der in 6a gezeigt ist, der gelernte Wert der Magnetpolposition des Rotors an einer ersten Schrittposition ein Wert an einer Position von 15° hinsichtlich des Drehwinkels des Rotors von der vollständig geschlossenen Position.
  • Wenn die Statorspulen des bürstenlosen Motors 18 nicht erregt werden, wie auch in 8a gezeigt, wird das Drosselventil 11 an seine vollständig geschlossene Position durch die Rückholfeder 14 zurückgeführt und die Statorspulen 17 und der Rotor 16 sind in solcher Weise angeordnet (Zusammenbauzustand B), daß die Grenzlinie M1 des Magnetfelds des Rotors von der U-Phasen-Referenzlinie M2 der Statorspulen bei 45° in einer Gegenuhrzeigerrichtung verschoben ist, wenn der Rotor 16 gemäß dem Erregungsmuster (1) von der Einstelleinrichtung 28 für Erregungsmuster zur schrittweisen Ansteuerung für eine vorgegebene Erregungszeit t1 von der Einstelleinrichtung 29 für Erregungszeiten zur schrittweisen Ansteuerung angesteuert wird, wird die Drehung des Rotors 16 verzögert und das Erregungsmuster wird auf das Erregungsmuster (2) geändert, während die Position des Rotors 16 nicht zur Ruhe gekommen ist. Wie in 8b gezeigt, dreht sich daher der Rotor 16 schrittweise um einen Winkel von 90° und kommt zur Ruhe. 9 ist ein Graph, der den Zusammenhang zwischen Erregungsmustern und der TPS-Spannung für die schrittweise Drehung des Rotors zeigt, wenn der Anfangszustand derart ist, wie in 8a gezeigt. In einem nicht-erregten Zustand befindet sich das Drosselventil 11 an seiner vollständig geschlossenen Position und der TPS-Spannungswert VTPS an diesem Punkt ist VK0. Wenn der Rotor 16 gemäß dem Erregungsmuster (1) für eine vorgegebene Erregungszeit t1 von der Einstelleinrichtung 29 für Erregungszeiten zur schrittweisen Ansteuerung angesteuert wird, wird die Drehung des Rotors verzögert, weil die Grenzlinie M3 des Magnetfelds des Rotors von der U-Phasen-Referenzlinie M2 der Statorspulen versetzt ist und das Erregungsmuster wird auf das Erregungsmuster (2) geändert, wenn sich der Rotor um einen Winkel von 60° oder mehr dreht (siehe 8b). Deshalb liest die Rotormagnetpolpositions-Lerneinrichtung 24 einen Spannungswert VK1, der größer als der obige TPS-Spannungswert VS1 ist, als einen gelernten Wert der Magnetpolposition des Rotors. Danach dreht sich der Rotor 16 schrittweise an einen Winkel von 30° und kommt an einer Position zur Ruhe, an der die TPS-Spannung gleich zu VK2 wird, gemäß dem Erregungsmuster (2). In Abhängigkeit von den Erregungsmustern (3) bis (6) dreht sich der Rotor 16 jedesmal um einen Winkel von 30° und kommt an einer Position zur Ruhe, an der die TPS-Spannung jeweils gleich VK3 bis VK6 wird.
  • Da somit in einem in 8a gezeigten Zusammenbauzustand (Zusammenbauzustand B) eine instabile Position, die einen Drehwinkel des Rotors von 15° oder mehr von der vollständig geschlossenen Position ist, als ein gelernter Wert der Magnetpolposition des Rotors gelesen wird, wird ein Erfassungsfehler der Magnetpolposition (VS1 – VK1) erzeugt. Da die Berechnung der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils 11 durch ein Extrapolationsverfahren unter Verwendung der obigen ersten und zweiten Lernwerte der Magnetposition des Rotors (VK1 und VK2) ausgeführt wird, wie in 9 gezeigt, ist der Erfassungsfehler (ERO) der Magnetpolposition an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils beträchtlich groß. Deshalb ist eine Verringerung des Motorerzeugungsdrehmoments verursacht durch den Erfassungsfehler (ERO) der Magnetpolposition in der Nähe der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils groß, und das Drosselventil kann in dem schlechtesten Fall nicht gesteuert werden.
  • In der Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung wird ein Lernwert der Magnetpolposition des Rotors in Abhängigkeit von einem Rotorsteuerungsflußdiagramm für die schrittweise Ansteuerung zum Lesen und Beurteilen eines Lernwerts der in 10 gezeigten Magnetpolposition des Rotors ermittelt. Es wird zunächst beurteilt, ob sämtliche Erregungsmuster N (1) bis (6) zum Ansteuern des Rotors 16 schrittweise verwendet werden (Schritt S101). Wenn sämtliche Erregungsmuster verwendet werden, da die Erfassung einer ersten Schrittposition in den Erregungsmustern (1) bis (6) nicht ausgeführt werden konnte, geht die Routine zum Schritt S106, um zu beurteilen, daß der Lernbetrieb der Magnetpolposition des Rotors fehlerhaft ist, und um die Verarbeitung abzuschließen. Wenn sämtliche Erregungsmuster nicht verwendet werden, wird ein erster vorgegebener Spannungswert VSC1 (beispielsweise 50 mV) und ein zweiter vorgegebener Spannungswert VSC2 (beispielsweise 30 mV) eingestellt, die TPS-Spannung VSn1 beim schrittweisen Ansteuern in Abhängigkeit von dem Erregungsmuster n wird gemessen, und es wird beurteilt, ob die TPS-Spannung VSn1 die Beziehung VSn1 ≥ (VS0 + VSC1) erfüllt (Schritt S102). Wenn VSn1 die obige Beziehung nicht erfüllt ist, dann geht die Routine zum Schritt S108, um das Erregungsmuster zu erneuern (n = n + 1) und um die Verarbeitung abzuschließen.
  • Wenn die obige TPS-Spannung VSn1 die obige Beziehung erfüllt, wird das Erregungsmuster n für eine vorgegebene Zeit, beispielsweise für die gleiche Zeit wie die Erregungszeit t1 beibehalten, die TPS-Spannung VSn2 beim schrittweisen Ansteuern gemäß dem Erregungsmuster n wird gemessen, und es wird beurteilt, ob die TPS-Spannung VSn2 die Beziehung VSn2 ≥ (VS0 + VSC1) erfüllt (Schritt S103). Wen die TPS-Spannung VSn2 die obige Bedingung nicht erfüllt, dann geht die Routine zum Schritt S108, um das Erregungsmuster (n = n + 1) zu erneuern und um die Verarbeitung abzuschließen.
  • Wenn die TPS-Spannung VSn2 die obige Bedingung erfüllt, dann wird das Erregungsmuster n noch für eine vorgegebene Erregungszeit t1 aufrechterhalten, die TPS-Spannung VSn3 beim schrittweisen Ansteuern in Abhängigkeit von dem Erregungsmuster n wird gemessen, und es wird beurteilt, ob diese TPS-Spannung VSn3 die Beziehung VSn3 ≥ (VS0 + VSC1) erfüllt (Schritt S104). Wenn die TPS-Spannung VSn3 die obige Beziehung nicht erfüllt, dann geht die Routine zum Schritt S108, um das Erregungsmuster zu erneuern (n = n + 1) und um die Verarbeitung abzuschließen.
  • Wenn die obige TPS-Spannung VSn3 die obige Beziehung erfüllt, wird beurteilt, ob eine Differenz zwischen VSn2 und VSn3 die Beziehung |VSn2 – VSn3| ≤ VSC2 erfüllt (Schritt S105). Wenn die Differenz zwischen VSn2 und VSn3 die obige Beziehung nicht erfüllt, dann geht die Routine zum Schritt S106, um zu beurteilen, daß der Lernbetrieb der Magnetpolposition des Rotors fehlerhaft ist und um die Verarbeitung abzuschließen. Wenn die TPS-Spannungen VSn1, VSn2 und VSn3 sämtliche obigen Bedingungen erfüllen, wird beurteilt, daß die Drehung und die Beruhigung in geeigneter Weise in dem Erregungsmuster n ausgeführt werden, die TPS-Spannung VSn3 wird in dem RAM 23b als ein Lernwert der Magnetpolposition des Rotors an der ersten Schrittposition gespeichert, das obige Erregungsmuster n, das den Lernwert der Magnetpolposition des Rotors spezifiziert, wird ebenfalls in dem RAM 23d gespeichert, und das Muster wird erneuert (n = n + 1), um die Verarbeitung abzuschließen (Schritt S107). Der gelernte Wert der Magnetpolposition des Rotors an der ersten Schrittposition und das Erregungsmuster n werden als Referenzwerte für die Berechnung des Drehwinkels des Rotors, der durch die Anwendung der Drosselöffnungsspannung ermittelt wird, wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet ist, und für die Berechung der Erregungsphase (Erregungsverhältnis jeder Phase) des Motors in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Rotors verwendet.
  • 11 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel der schrittweisen Drehung des Rotors in dem oben beschriebenen Zusammenbauzustand B zeigt. Nachdem die TPS-Spannung VS0 an der vollständig geschlossenen Position gemessen ist, wird der Rotor 16 in Abhängigkeit von dem Erregungsmuster (1) für eine vorgegebene Erregungszeit t1 schrittweise angesteuert und die TPS-Spannung VS11 wird gemessen. Da die Spannung VS11 die Beziehung VS11 ≥ (VS0 + VSC1) nicht erfüllt, wird das Erregungsmuster (1) geändert, der Rotor 16 wird in Abhängigkeit von dem Erregungsmuster (2) für eine vorgegebene Erregungszeit t1 angesteuert, und die TPS-Spannung VS21 beim Ansteuern in Abhängigkeit von dem Erregungsmuster (2) wird nach der vorgegebenen Erregungszeit t1 gemessen. Da die TPS-Spannung VS21 die Beziehung VS21 ≥ (VS0 + VSC1) erfüllt, nachdem die Erregungszeit t1 weiter gehalten wird, wird die TPS-Spannung VS22 beim Ansteuern in Abhängigkeit von dem Erregungsmuster (2) gemessen. Da auch VS22 die Beziehung VS22 ≥ (VS0 + VSC1) erfüllt, nachdem die Erregungszeit t1 weiter gehalten wird, wird die TPS-Spannung VS23 gemessen. Wenn VS23 die Beziehung VS23 ≥ (VS0 + VSC1) erfüllt, wird beurteilt, ob VS23 die Beziehung |VS22 – VS23| ≤ VSC2 erfüllt. Wenn VS22 und VS23 die obigen Bedingungen erfüllen, wird beurteilt, daß die Drehung und Beruhigung in geeigneter Weise in dem Erregungsmuster (2) ausgeführt werden, die TPS-Spannung VS23 wird in dem RAM 23d als ein Lernwert der Magnetpolposition des Rotors an der ersten Schrittposition (Anfangswert) gespeichert, das obige Erregungsmuster (2), das den gelernten Wert der Magnetpolposition des Rotors spezifiziert, wird ebenfalls in dem RAM 23d gespeichert, und das Erregungsmuster wird auf das Erregungsmuster (3) geändert. Da die Magnetpolposition des Rotors an einer Position zur Ruhe kommt, an der die TPS-Spannung gleich VS23 ist, wie oben beschrieben, dreht sich der Rotor 16 jedesmal um einen Winkel von 30° in Abhängigkeit von den Erregungsmustern (3) bis (6) und beruhigt sich an Positionen, an denen die TPS-Spannung jeweils gleich VS3 bis VS6 ist. Deshalb ist das Berechnungsergebnis der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils 11, das durch das Extrapolationsverfahren unter Verwendung der ersten und zweiten Lernwerte der Magnetpolposition des Rotors (VS23 und VS3) erhalten wird, fast gleich zu dem TPS-Spannungswert VS0 an der vollständig geschlossenen Position und der Erfassungsfehler (ERO) der Magnetpolposition an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils ist extrem klein.
  • Nachstehend wird eine Beschreibung der Verarbeitung zum Lernen der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils und der Magnetpolposition des Rotors, wenn der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, unter Bezugnahme auf ein in 12 gezeigtes Flußdiagramm und ein in 13 gezeigtes Zeitdiagramm vorgenommen. Durch die Schlüsselschalter-EIN/AUS-Beurteilungseinrichtung 31 wird beurteilt, ob der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist (Schritt S201). Wenn der Schlüsselschalter nicht ausgeschaltet ist, geht die Routine zum Schritt S210, um die Rückkopplungssteuerung der Öffnungsposition des Drosselventils so auszuführen, daß die Öffnung des Drosselventils mit der Sollöffnung übereinstimmen sollte (Verarbeitungsphase A in 13).
  • Wenn der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist, wird beurteilt, ob die Drosselöffnungsspannung VTPS gleich oder kleiner als eine vorgegebene Öffnungsspannung VR1 ist (Schritt S202).
  • Wenn VTPS > Vr1 ist, dann geht die Routine zum Schritt S209, um den vorher gelernten Wert der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils als die Sollöffnung einzustellen, und dann zum Schritt S210, um die Rückkopplungssteuerung der Öffnungsposition des Drosselventils auszuführen (Verarbeitungsphase B in 13). Wenn die Drosselöffnungsspannung VTPS gleich oder kleiner zu der vorgegebenen Öffnungsspannung Vr1 ist, wird beurteilt, ob das Lernen der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils abgeschlossen ist (Schritt S203). Wenn das Lernen nicht abgeschlossen ist, dann geht die Routine zum Schritt S204, um das Motoransteuersignal auszuschalten, um das Drosselventil 11 an seine vollständig geschlossene Position durch die Vorspannkraft der Rückholfeder 14 zurückzuführen und das Lernen der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils auszuführen (Verarbeitungsphase C in 13), wodurch die Drosselöffnungsspannung VTPS an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils in dem RAM 23d als die vollständig geschlossene Position VS0s des Drosselventils gespeichert wird.
  • Wenn in dem obigen Schritt S203 beurteilt wird, daß das Lernen der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils abgeschlossen ist, wird die erste Schrittposition VS10 beim schrittweisen Ansteuern des Rotors in Richtung auf die offene Seite des Drosselventils bei dem Lernen der Magnetpolposition des Rotors erfaßt (Verarbeitungsphase D in 13) (Schritt S205). Danach wird der Rotor 16 in Richtung auf die vollständig offene Seite des Drosselventils in Abhängigkeit von einem Erregungsmuster von der Einstelleinrichtung 28 für Erregungsmuster zur schrittweisen Ansteuerung bei Intervallen einer vorgegebenen Erregungszeit t1 (z. B. 75 ms) von der Einstelleinrichtung 29 für Erregungszeiten zur schrittweisen Ansteuerung angesteuert und jede Schrittposition wird in dem RAM 23d als ein Drosselöffnungs-Spannungswert (VS20, VS30, VS40...) (Schritt S206) gespeichert. Ferner wird der Betrag einer Änderung in der Schrittposition (Vwot – VSn0), die eine Differenz zwischen der erfaßten Schrittposition Vwot des Rotors 16 und einer Schrittposition VSn0 vor der Schrittposition Vwot ist, ermittelt.
  • Wenn der Betrag einer Änderung in der Schrittposition gleich oder kleiner als ein vorgegebener Wert Vr2 ist und die Anzahl von Schritten aus der vollständig geschlossenen Position kleiner als eine vorgegebene Anzahl von Schritten ist, dann wird beurteilt, daß sich das Drosselventil 11 an seiner vollständig offenen Position befindet und die Schrittposition Vwot wird in dem RAM 23d als ein gelernter Wert der vollständig offenen Position des Drosselventils gespeichert (Schritt S207).
  • Wenn das Lernen der vollständig offenen Position des Drosselventils abgeschlossen ist, da die Einstelleinrichtung 28 für Erregungsmuster zur schrittweisen Ansteuerung die Erregungsmuster rückwärts ändert (von (6) bis (5), (4), (3)...(1)), um den Rotor 16 schrittweise von der vollständig offenen Position des Drosselventils in die Richtung eines vollständigen Schließens des Drosselventils anzusteuern, wird jede Schrittposition in dem RAM 23d als ein Drosselöffnungs-Spannungswert VSnC, ... VS4C, VS3C, VS2C) gespeichert (Schritt S208). Wenn das Drosselventil 11 an seine vollständig geschlossene Position wieder durch die obige schrittweise Ansteuerung zurückgeführt wird, dann wird die Drosselöffnungsspannung VTPS an der vollständig geschlossenen Position in dem RAM 23d als die vollständig geschlossene Position VS0e des Drosselventils nach dem Lernbetrieb der Magnetpolposition des Rotors gespeichert, ein Durchschnittswert VSn (VSn = (VS0 + VSnC)/2) der Schrittposition VSn0 auf der offenen Seite des Drosselventils und der Schrittposition VSnC auf der geschlossenen Seite des Drosselventils wird als ein gelernter Wert jeder Schrittposition berechnet und dieser gelernte Wert VSn der Schrittposition wird in dem Backup-RAM 23d als ein gelernter Wert der Magnetpolposition des Rotors gespeichert und an das EEPROM 32 geschrieben (Schritt S211), um die Verarbeitung des Lernens der Magnetpolposition des Rotors abzuschließen. Die obigen Schritte S205 bis S208 entsprechen der Verarbeitungsphase D in 13, und der obige Schritt S211 entspricht der Verarbeitungsphase E. In 13 ist ein nicht gezeigtes Leistungsrelais ein Relais zum Zuführen von Leistung an die Einrichtung 20 zum Steuern der Einlaßluftmenge für eine Maschine und wird eingestellt, um eine vorgegebene Zeit (z. B. 7 Sekunden) ausgeschaltet zu sein, nachdem der Schlüsselschalter ausgeschaltet ist.
  • Wenn eine Leistungszuführung an die Einrichtung 20 zum Steuern der Ansaugluftmenge für eine Maschine unterbrochen wird, dann wird das RAM 23d gelöscht. Deshalb wird unmittelbar nach der Entfernung einer Batterie, d. h. eine Leistungszuführung an die Einrichtung 20 zum Steuern der Ansaugluftmenge für eine Maschine wird wieder aufgenommen, der vorher gelernte Wert der Magnetpolposition des Rotors aus dem EEPROM 32 gelesen und in dem RAM 23d gespeichert. Ferner wird bei Intervallen einer vorgegebenen Anzahl von Malen des EIN/AUS-Betriebs des Schlüsselschalters der Schlüsselschalter-EIN/AUS-Beurteilungseinrichtung 31 als der Lernstart-Beurteilungseinrichtung, d. h. dem Lesebetrieb des gelernten Werts der Magnetpolposition des Rotors, ein von der Rotormagnetpolpositions-Lerneinrichtung 23 berechneter, gelernter Wert an das EEPROM 32 geschrieben, um den gelernten Wert zu erneuern.
  • Nachstehend wird eine Beschreibung des Betriebs der Einrichtung 20 zum Steuern der Ansaugluftmenge für eine Maschine angegeben, wenn der Schlüsselschalter eingeschaltet wird, nachdem das Lernen der Magnetpolposition des Rotors abgeschlossen ist.
  • Wenn der Schlüssel eingeschaltet wird, nachdem das Lernen der Magnetpolposition des Rotors abgeschlossen ist, führt die Einrichtung 20 zum Steuern der Ansaugluftmenge für eine Maschine die Rückkopplungssteuerung der Öffnungsposition des Drosselventils so durch, daß die Drosselöffnung mit der Sollöffnung übereinstimmen sollte. Das heißt, die Sollöffnungs-Einstelleinrichtung 21 führt eine Berechnung und eine Einstellung einer Solldrosselöffnung θ0 auf Grundlage von verschiedenen Fahrzeugdaten, wie einem Ausgangswert Vaps von dem Gaspedal-Öffnungssensor (APS), der Maschinengeschwindigkeit Ne, der Fahrzeuggeschwindigkeit Va und der Maschinenkühlwassertemperatur Ta aus. Die Motorstrom-Berechnungseinrichtung 22 berechnet eine Öffnungsdifferenz Δθ = (θ0 – θr) aus der Sollöffnung θ0 des Drosselventils von der Sollöffnungs-Einstelleinrichtung 21 und der tatsächlichen Öffnung θr des Drosselventils aus dem Drosselöffnungssensor (TPS) 13. Wenn Δθ positiv ist, dann berechnet die Motorstrom-Berechnungseinrichtung 22 einen derartigen Motorphasenstrom, daß der Phasenstrom des Bürstenmotors 18 erhöht wird, da die tatsächliche Öffnung θr des Drosselventils kleiner als die Sollöffnung θ0 des Drosselventils ist. Wenn Δθ negativ ist, dann berechnet die Einrichtung 22 einen derartigen Motorphasenstrom, daß der Phasenstrom des bürstenlosen Motors 18 verringert wird, da die tatsächliche Öffnung θr des Drosselventils größer als die Sollöffnung θ0 des Drosselventils ist. Für die Berechnung des Motorphasenstroms aus der Öffnungsdifferenz Δθ wird allgemein ein PID-Steuerverfahren verwendet. Die PID-Steuerung des Motorphasenstroms Im dient dazu, den Phasenstrom Im so zu steuern, daß die Funktionen zum Steuern des Phasenstroms Im so vorgenommen werden, daß die obige Differenz Δθ, die durch die folgende Gleichung (5) dargestellt wird, "0" wird. Im = Im0 + Kp·Δθ + K1·ΣΔθdt + KD·Δθ/dt (5)
    • Im:
    Motorphasenstrom, der durch eine PID-Berechnung erhalten wird;
    Im0:
    Phasenstrom für eine Sollöffnung θ0 des Drosselventils;
    Kp:
    Proportionale Verstärkung;
    KI:
    Integrale Verstärkung
    KD:
    Differentielle Verstärkung
  • Das Berechnungsergebnis des Motorphasenstroms Im, das von der obigen Gleichung (5) ermittelt wird, wird an die Motorsteuereinrichtung 26 angelegt. Ferner berechnet die Motordrehwinkel-Berechnungseinrichtung 24 den Drehwinkel des Rotors 16 auf Grundlage eines Drosselöffnungssignalausgangs vTPS von dem Drosselöffnungssensor 13 und einem gelernten Wert VSn der Magnetpolposition des Rotors von der Rotormagnetpolpositions-Lerneinrichtung 23 und gibt ihn an die Motorerregungsphasen-Berechnungseinrichtung 25 aus. Die Motorerregungsphasen-Berechnungseinrichtung 25 berechnet ein Erregungsverhältnis für jede Statorspule 17 unabhängig auf Grundlage des Drehwinkels des Rotors. Die Motorsteuereinrichtung 26 gibt an die Motoransteuereinrichtung 27 ein PWM-Tastverhältnis entsprechend einem Stromwert IS für jede Statorspule 17 auf Grundlage des Stromwerts Im von der Motorstrom-Berechnungseinrichtung 22 und dem Erregungsverhältnis von der Motorerregungsphasen-Berechnungseinrichtung 25 aus. Die Motoransteuereinrichtung 27 schaltet die Schaltelemente in Abhängigkeit von einem PWM-Tastverhältnis-Ansteuersignal entsprechend dem Stromwert Is für jede Statorspule 17 ein und aus und liefert einen Strom an die gewünschten Phasen des bürstenlosen Motors 18.
  • 14a bis 14c sind Diagramme, die den Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel des Rotors 16 des bürstenlosen Motors 18 und der Stromwellenform und einer Flußwellenform jeder Phase und eines Ausgangsdrehmoments (Rotordrehmoments) in einem Erregungssystem mit sinusförmigen Wellen darstellen. Wenn ein ähnlicher in 14a gezeigter sinusförmiger Strom Is mit der gleichen Phase wie eine Flußdichte ϕ, wie in 14b gezeigt, an jede Phase der Statorspulen 17 geliefert wird, wenn jede Statorspule 17 die Flußdichte ϕ schneidet, die sich durch die Drehung des Rotors 16 innerhalb der Statorspulen 17 sinusförmig ändert, kann ein Drehmoment Ts jeder Phase, das durch die Erregung erzeugt wird, durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden. Ts = k·ϕ·Is (k ist eine Konstante)
  • Das Drehmoment des Rotors des bürstenlosen Motors wird durch einen Synthesevektor der erzeugten Drehmomente Ts von U-, V- und W-Phasen ausgedrückt, und ein Ausgangsdrehmoment ohne eine Welligkeit, wie in 14c gezeigt, kann durch den Drehwinkel des Rotors erhalten werden.
  • Da in dem sinusförmigen Erregungssystem ein Erregungsstrom, der an jede Phase geliefert werden soll, durch sinusförmige Wellen gemäß dem Drehwinkel des Rotors geändert werden muß, muß der Drehwinkel des Rotors 16 mit Genauigkeit erfaßt werden. In der Ausführungsform 1, so wie sie voranstehend beschrieben wurde, wird der Drehwinkel γ des Rotors 16 durch das Extrapolationsverfahren unter Verwendung des Drosselöffnungssignalausgangs VTPS und des gelernten Werts VSn der Magnetpolposition des Rotors von der Rotormagnetpolpositions-Lerneinrichtung 23 berechnet, um das Erregungsverhältnis jeder Statorspule 17 zu ermitteln, und ein PWM-Tastverhältnis entsprechend dem Stromwert Is jeder Statorspule 17 wird an die Motoransteuereinrichtung 27 ausgegeben, um so einen Erregungsstrom, der an jede Phase geliefert werden soll, durch sinusförmige Wellen in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Rotors zu ändern.
  • Der Zusammenhang zwischen dem Drehwinkel γ des Rotors und dem PWM-Tastverhältnis jeder Phase kann durch die folgenden Gleichungen (6) bis (8) ausgedrückt werden. PWM-Tastverhältnis 1 = PWM-Tastverhältnis × sin2γ (6) PWM-Tastverhältnis 2 = PWM-Tastverhältnis × sin2 (γ – 60°) (7) PWM-Tastverhältnis 3 = PWM-Tastverhältnis × sin2 (γ + 60°) (8)
    • γ:
    Drehwinkel eines Rotors (°)
  • Wenn gemäß der Ausführungsform 1 eine Elektrizität an jeder Statorspule 17 des bürstenlosen Motors 18 für eine vorgegebene Erregungszeit in Abhängigkeit von einer Vielzahl von Erregungsmustern zum schrittweisen Ansteuern des bürstenlosen Motors 18 angelegt wird und die erste Schrittposition des Rotors 1 erfaßt wird, dann wird eine Erregungszeit für einen ersten Schritt länger als die oben vorgegebene Erregungszeit gemacht, um das Lernen der Magnetpolposition des Rotors nach der ersten Schrittposition und der Beruhigung des Rotors 16 auszuführen und ein an die Statorspulen 17 anzulegender Strom Is wird auf Grundlage des Lernwerts VSn der Magnetpolposition des Rotors erhalten durch dieses Lernen der Magnetpolposition des Rotors und dem Ausgang VTPS des Drosselöffnungssensors gesteuert.
  • Deshalb kann das Lernen der genauen Magnetpolposition des Rotors ohne Einstellen der Beziehung zwischen der Magnetpolposition des Rotors 16 des bürstenlosen Motors 18 und der Position der Statorspulen 17 zur Zeit des Zusammenbaus ausgeführt werden und ein Erregungsstrom, der an jede Phase der Statorspulen 17 geführt werden soll, kann genau durch sinusförmige Wellen in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Rotors geändert werden. Demzufolge kann eine abrupte Änderung in dem Drehmoment des bürstenlosen Motors 18, die auftritt, wenn die Statorspulen 17 umgeschaltet werden, ohne Verwendung eines Positionsdetektors mit hoher Genauigkeit unterdrückt werden, und die Steuerungsfähigkeit des Erregungsstroms kann verbessert werden.
  • Ausführungsform 2
  • In der obigen Ausführungsform 1 wird die Drosselöffnungsspannung VS0 an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils zu einer Drosselöffnungsspannung VS0s an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils erhalten in der Verarbeitungsphase C (siehe 13) vor dem Lernbetrieb der Magnetpolposition des Rotors gemacht. In der Ausführungsform 2 wird der gelernte Wert VS0 der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils in dem RAM 23d als ein Durchschnittswert von Drosselöffnungsspannungen (VS0s und VS0e) an der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils vor und nach dem Lernbetrieb der Magnetpolposition des Rotors gespeichert. Deshalb kann die Genauigkeit des gelernten Werts VS0 der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils durch Erfassen der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils vor und nach jeder Drehung des Rotors 16 verbessert werden.
  • Ausführungsform 3
  • In der Ausführungsform 3 wird der Betrag des Erfassungsfehlers der Magnetpolposition, der durch die Druckkraft der Rückholfeder 14 erzeugt wird, vorher ermittelt und der Lernwert VSn der Magnetpolposition des Rotors ermittelt durch die Rotormagnetpolpositions-Lerneinrichtung 23, wenn der Schlüsselschalter ausgeschaltet wird, wird in der Ausführungsform 1 unter Verwendung eines vorgegebenen Werts Vsp entsprechend dem Betrag des Erfassungsfehlers der Magnetpolposition korrigiert. Das heißt, da ein Lastdrehmoment, das von der Druckkraft der Rückholfeder 14 erzeugt wird, an den Rotor 16 angelegt wird, wenn ein Initialisierungsbetrieb zum Lernen der Magnetpolposition des Rotors ausgeführt wird, kommt der Rotor 16 an einer Position zur Ruhe, an der das Erzeugungsdrehmoment des bürstenlosen Motors 18 zur Zeit eines Initialisierungsbetriebs und das Lastdrehmoment gut im Gleichgewicht sind. Da sich diese zur Ruhe gekommene Position von der zur Ruhe gekommenen Position des Rotors 16 unterscheidet, wenn er keine Last hat, wird diese Differenz vorher als eine TPS-Ausgangsspannung Vsp entsprechend der Differenz und dem gelernten Wert VSn, der Magnetpolposition des Rotors durch Vsp korrigiert, um die Genauigkeit des gelernten Werts der Magnetpolposition des Rotors zu verbessern und die Verantwortung des bürstenlosen Motors zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß kann das Lernen der genauen Magnetpolposition des Rotors ausgeführt werden und ein an jede Phase der Statorspulen anzulegender Erregungsstrom kann genau durch sinusförmige Wellen in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Rotors geändert werden. Demzufolge kann die Steuerungsfähigkeit des Erregungsstroms des Motors ohne Verwendung eines Positionsdetektors mit hoher Genauigkeit verbessert werden.
  • Erfindungsgemäß kann das Lernen der genauen Magnetpolposition des Rotors ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann der Lernbetrieb der Magnetpolposition, des Rotors während dem Lauf der Maschine verhindert werden und eine Gefahr, die von einem abnormalen Anstieg der Maschinengeschwindigkeit und einer abnormalen Beschleunigung eines Fahrzeugs verursacht wird, kann verhindert werden.
  • Erfindungsgemäß kann der Lernbetrieb der Magnetpolposition des Rotors während des Laufs der Maschine mit größerer Sicherheit verhindert werden.
  • Erfindungsgemäß kann die vollständig geschlossene Position der Drossel genau erfaßt werden und die Erfassung der Drehung des ersten Schritts des Rotors durch die Rotorschrittpositions-Erfassungseinrichtung kann mit Leichtigkeit ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Beruhigung des Rotors nach einer Drehung ohne einen Ausfall und unabhängig von dem Zusammenhang zwischen der Magnetpolposition des Rotors und der Position der Statorspulen ausgeführt wird, wenn das Drosselventil vollständig geschlossen ist.
  • Da erfindungsgemäß das Erregungsmuster, in dem die Magnetpolposition des Rotors und die Position der Statorspulen, wenn sich das Drosselventil in einem vollständig geschlossenen Übereinstimmungszustand befindet, aufrechterhalten wird, kann die Beruhigung des Rotors nach jeder Drehung ohne einen Fehler ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann das Lernen der genauen Magnetpolposition des Rotors unabhängig von der Beziehung zwischen der Magnetpolposition des Rotors und der Position der Statorspulen ausgeführt werden, wenn das Drosselventil vollständig geschlossen ist, die Steuerungsfähigkeit des Erregungsstroms des Motors kann ohne Verwendung eines Positionsdetektors mit hoher Genauigkeit verbessert werden und eine abrupte Änderung in dem Drehmoment des Motors, die auftritt, wenn die Statorspulen umgeschaltet werden, kann verhindert werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Beruhigung des Rotors nach jeder Drehung ohne Fehler ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann das Lernen der Magnetposition des Rotors effizient ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß kann die vollständig offene Position des Drosselventils gelernt werden, ein Wert, der die vollständig offene Position des Drosselventils von der Solldrosselöffnungs-Einstelleinrichtung anzeigt, wird genau und es kann verhindert werden, daß ein Strom, der größer als erforderlich ist, in den Motor hineinfließt.
  • Erfindungsgemäß kann der gelernte Wert der Magnetpolposition des Rotors gespeichert werden und nach der Entfernung einer Batterie gehalten werden.
  • Da erfindungsgemäß der vorher gelernte Wert der Magnetpolposition des Rotors aus dem RAM gelesen werden kann, kann die Steuerung des Drosselventils unmittelbar nach Beurteilung des Starts des Lernvorgangs ausgeführt werden.
  • Erfindungsgemäß ist die Datenmenge, die an das EEPROM geschrieben werden soll, begrenzt, und die Lebensdauer des EEPROM kann sichergestellt werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Lerngenauigkeit der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils verbessert werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Genauigkeit des gelernten Werts der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils weiter verbessert werden.
  • Erfindungsgemäß kann das Aufprallen des Drosselventils an seiner vollständig geschlossenen Position durch die Druckkraft der Rückholfeder unterdrückt werden, die Lernzeit kann verkürzt werden und die Lerngenauigkeit der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils kann verbessert werden.
  • Erfindungsgemäß kann das Aufprallen des Drosselventils an seine vollständig geschlossene Position durch die Druckkraft der Rückholfeder unterdrückt werden, die Lernzeit kann verkürzt werden und die Lerngenauigkeit der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils kann verbessert werden.
  • Erfindungsgemäß kann die Lerngenauigkeit der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils weiter verbessert werden.
  • Erfindungsgemäß kann die vollständig geschlossene Position des Drosselventils genau erfaßt werden, die Erfassung der Drehung des ersten Schritts durch die Motorschrittpositions-Erfassungseinrichtung kann mit Leichtigkeit ausgeführt werden und das fehlerhafte Lernen der Magnetpolposition des Rotors an der ersten Schrittposition kann verhindert werden.

Claims (7)

  1. Verfahren zum Steuern eines Öffnungsgrades (θ0, θr) einer Drosselklappe (11) einer Fahrzeugmaschine, die an einen Rotor (16) eines bürstenlosen Motors (18) über ein Getriebe (15) gekoppelt ist, durch Steuerung der Stromversorgung zu Statorspulen (17) des Motors (18), – wobei zum Zeitpunkt des Stoppens der Fahrzeugmaschine (Ausschalten des Zündschalters) – der Motor (18) schrittweise um einen vorgegebenen Winkel angetrieben wird, indem ein elektrischer Strom der Statorspule (17) entsprechend einem Stromflussmuster mit einer vorgegebenen Phase zugeführt wird, und – ein Lernwert der Magnetpolposition des Rotors (16) bestimmt wird durch Ausführen der Operation des Lernens der Position der Magnetpole entsprechend den im folgenden noch angegebenen Schritten S1 bis S5, basierend auf einem Pegel (VTPS), der von einem Drosselöffnungsgradsensor (13, TPS), der mit dem Rotor (16) über ein Untersetzungsgetriebe verbunden ist, für die Abgabe eines Signals ausgegeben wird, das einen Pegel (VTPS) entsprechend der Drehposition der Magnetpole des Rotors (16) aufweist; und – wobei zum Zeitpunkt des Betreibens der Fahrzeugmaschine (Einschalten des Zündschalters) – der Strom, der der Statorspule (17) des bürstenlosen Motors (18) zugeführt wird, gesteuert wird auf der Basis des Lernwertes der Magnetpolposition des Rotors (16) und dem Ausgangspegel (VTPS) des Drosselöffnungsgradsensors (13), mit den Schritten: S1) Zuerst, Stoppen der Stromversorgung zu der Statorspule (17), Erfassen des Ausgangspegels (VS0) des Drosselöffnungsgradsensors (13) unter der Bedingung, dass die Drosselklappe (11) durch eine Rückholfeder (14) in eine vollständig geschlossene Stellung zurückgeführt ist und Speichern des erfassten Ausgangspegels (VS0) als Lernwert (VS0) bei der vollständig geschlossenen Stellung. S2) Danach, um den Rotor (16) schrittweise um einen vorgegebenen Winkel anzutreiben, Zuführen eines Stromes zu der Statorspule (17), basierend auf dem Stromflussmuster (n = 1 bis 6), wobei das Muster zu jeder einer vorgegebenen ersten Stromzufuhrzeitperiode (t1) umschaltet, Messen des Ausgangspegels (VSn1) des Drosselöffnungsgradsensors (13) bei jedem Zeitübergang der ersten Zeitperiode (t1) und Beurteilen, ob die Veränderung des Ausgangspegels (VSn1) gegenüber dem Lernwert (VS0) einen vorgegebenen Pegel (VSC1) übersteigt. S3) Falls der Ausgangspegel (VSn1) des Drosselöffnungsgradsensors (13) entsprechend des Stromflussmusters n den Lernwert (VS0) bei der vollständig geschlossenen Stellung um den vorgegebenen Pegel (VSC1) übersteigt, Voranschreiten zum Schritt S4, falls die Veränderung den Pegel (VSC1) nicht übersteigt, Zurückkehren zum Schritt S2 nach Verändern des Stromflussmsters von n zu n + 1, Wiederholen der Operation des Beurteilens, ob die Veränderung des Ausgangspegels (VSn1) des Drosselöffnungsgradsensors (13) den vorgegebenen Wert (VSC1) gegenüber dem Lernwert (VS0) in der vollständig geschlossenen Stellung übersteigt, bis das Stromflussmuster bestimmt ist, bei dem die Veränderung des Öffnungsgrads den vorgegebenen Wert übersteigt, falls das Stromflussmuster bestimmt ist, das die obige Beurteilungsbedingung erfüllt, Voranschreiten zum Schritt S4 und falls es nicht bestimmt werden kann, Feststellen, dass das Lernen fehlgeschlagen ist, und Beenden der Operation des Lernens der Magnetpolposition des Rotors. S4) Zuführen eines Stroms zu der Statorspule (17) entsprechend dem Stromflussmuster n für eine zweite Stromzufuhrzeitperiode (t2), die länger ist als die erste Stromzufuhrzeitperiode (t1), wiederum Messen des Ausgangspegels des Drosselöffnungsgradsensors (13) und Vergleichen des gemessenen Ausgangspegels (VSn2) mit dem zuvor gemessenen Ausgangspegel (VSn1). S5) Falls die Differenz zwischen dem verglichenen Wert des zu diesem Zeitpunkt gemessenen Ausgangspegels (Vsn2) und dem zuvor gemessenen Ausgangspegel (VSn1) geringer ist als der zweite vorgegebene Wert (VSC2), Speichern des Ausgangspegels (VSn2) als erstem Lernwert der Magnetpolposition, abgeglichen zur ersten Zeit und falls der verglichene Wert des Ausgangspegels (VSn2), gemessen zu dieser Zeit, mit dem zuvor gemessenen Ausgangspegel (VSn1) den zweiten vorgegebenen Wert (VSc2) übersteigt, Feststellen, dass das Lernen fehlgeschlagen ist, und Beenden der Operation des Lernens der Magnetpolposition des Rotors. S6) Schrittweises Antreiben des Rotors (16) durch aufeinanderfolgendes Weiterschalten des Stromflussmusters zu jeder zuvor bestimmten ersten Stromzufuhrzeitperiode (t1) von der ersten gelernten Magnetpolposition des Rotors (16) aus, um jeweils Spannungswerte (VS20, VS30, VS40...) des Drosselklappenöffnungsgradsensors (13) abzuspeichern, den Betriebsbereich von der vollständig geschlossenen Stellung zu der vollständig geöffneten Stellung der Drosselklappe überdeckend, wobei der Ausgangspegel (VSn0) als Lernwert der Magnetpolposition angesehen wird.
  2. Vorrichtung zum Steuern eines Öffnungsgrades (θ0, θr) einer Drosselklappe (11) einer Fahrzeugmaschine, die an einen Rotor (16) eines bürstenlosen Motors (18) über ein Untersetzungsgetriebe (15) gekoppelt ist, durch Steuerung der Stromversorgung zu Statorspulen (17) des Motors (18), mit einer Muster-Einstelleinrichtung (28), die eine Vielzahl von Erregungsmustern zum schrittweisen Ansteuern des Motors (18) einstellt; einer Rotorschrittposition-Erfassungseinrichtung (30), welche die Rotorschrittposition des Rotors (16) des Motors (18) erfasst, die durch das Erregungsmuster zum schrittweisen Ansteuern des Motors (18) angesteuert wird; einem Drosselöffnungsgradsensor (13), der mit dem Rotor (16) des Motors (18) über ein Untersetzungsgetriebe verbunden ist, und die ein Signal abgibt, das einen Pegel (VTPS) entsprechend der Drehposition der Magnetpole des Rotors (16) aufweist; einer Rückholfeder (14), die die Drosselklappe (11) in Schließrichtung vorspannt; einer Beurteilungseinrichtung (31), die den EIN/AUS-Schaltzustand eines Schlüsselschalter für die Feststellung beurteilt, ob ein Lernen der Magnetpolposition des Rotors gestartet werden kann, wenn ein Zündschalter in einem AUS-Zustand ist und die Fahrzeugmaschine gestoppt ist; und einer Magnetpolposition-Lerneinrichtung (23), die die Position von Rotor-Magnetpolen auf Grundlage des Ausgangssignals des Drosselöffnungssensors (13) mittels der folgenden Schritte erfasst und lernt: S1) Zuerst, Stoppen der Stromversorgung zu der Statorspule (17), Erfassen des Ausgangspegels (VS0) des Drosselöffnungsgradsensors (13) unter der Bedingung, dass die Drosselklappe (11) durch eine Rückstellfeder (14) in eine vollständig geschlossene Stellung zurückgeführt ist und Speichern des erfassten Ausgangspegels (VS0) als Lernwert (VS0) bei der vollständig geschlossenen Stellung. S2) Danach, um den Rotor (16) schrittweise um einen vorgegebenen Winkel anzutreiben, Zuführen eines Stromes zu der Statorspule (17), basierend auf dem Stromflussmuster (n = 1 bis 6), wobei das Muster zu jeder einer vorgegebenen ersten Stromzufuhrzeitperiode (t1) umschaltet, Messen des Ausgangspegels (VSn1) des Drosselöffnungsgradsensors (13) bei jedem Zeitübergang der ersten Zeitperiode (t1) und Beurteilen, ob die Veränderung des Ausgangspegels (VSn1) gegenüber dem Lernwert (VS0) einen vorgegebenen Pegel (VSC1) übersteigt. S3) Falls der Ausgangspegel (VSn1) des Drosselöffnungsgradsensors (13) entsprechend des Stromflussmusters n den Lernwert (VS0) bei der vollständig geschlossenen Stellung um den vorgegebenen (VSC1) übersteigt, Voranschreiten zum Schritt S4, falls die Veränderung den Pegel (VSC1) nicht übersteigt, Zurückkehren zum Schritt S2 nach Verändern des Stromflussmusters von n zu n + 1, Wiederholen der Operation des Beurteilens, ob die Veränderung des Ausgangspegels (VSn1) des Drosselöffnungsgradsensors (13) den vorgegebenen Wert (VSC1) gegenüber dem Lernwert (VS0) in der vollständig geschlossenen Stellung übersteigt, bis das Stromflussmuster bestimmt ist, bei dem die Veränderung des Öffnungsgrads den vorgegebenen Wert übersteigt, falls das Stromflussmuster bestimmt ist, das die obige Beurteilungsbedingung erfüllt, Voranschreiten zum Schritt S4 und falls es nicht bestimmt werden kann, Feststellen, dass das Lernen fehlgeschlagen ist, und Beenden der Operation des Lernens der Magnetpolposition des Rotors. S4) Zuführen eines Stroms zu der Statorspule (17) entsprechend dem Stromflussmuster n für eine zweite Stromzufuhrzeitperiode (t2), die länger ist als die erste Stromzufuhrzeitperiode (t1), wiederum Messen des Ausgangspegels des Drosselöffnungsgradsensors (13) und Vergleichen des gemessenen Ausgangspegels (VSn2) mit dem zuvor gemessenen Ausgangspegel (VSn1). S5) Falls die Differenz zwischen dem verglichenen Wert des zu diesem Zeitpunkt gemessenen Ausgangspegels (Vsn2) und dem zuvor gemessenen Ausgangspegel (VSn1) geringer ist als der zweite vorgegebene Wert (VSC2), Speichern des Ausgangspegels (VSn2) als erstem Lernwert der Magnetpolposition, abgeglichen zur ersten Zeit und falls der verglichene Wert des Ausgangspegels (VSn2), gemessen zu dieser Zeit, mit dem zuvor gemessenen Ausgangspegel (VSn1) den zweiten vorgegebenen Wert (VSc2) übersteigt, Feststellen, dass das Lernen fehlgeschlagen ist, und Beenden der Operation des Lernens der Magnetpolposition des Rotors. S6) Schrittweises Antreiben des Rotors (16) durch aufeinanderfolgendes Weiterschalten des Stromflussmusters zu jeder zuvor bestimmten ersten Stromzufuhrzeitperiode (t1) von der ersten gelernten Magnetpolposition des Rotors (16) aus, um jeweils Spannungswerte (VS20, VS30, VS40...) des Drosselklappenöffnungsgradsensors (13) abzuspeichern, den Betriebsbereich von der vollständig geschlossenen Stellung zu der vollständig geöffneten Stellung der Drosselklappe überdeckend, wobei der Ausgangspegel (VSn0) als Lernwert der Magnetpolposition angesehen wird. und ferner mit einer Motorsteuereinrichtung (26) zum Steuern des Stromflusses in den Wicklungen des Stators des bürstenlosen Motors auf der Basis des Lernwertes der Magnetpolposition des Rotors (16) und dem Ausgangspegel (VTPS) des Drosselöffnungsgradsensors (13), wenn die Fahrzeugmaschine in Betrieb ist (Einschalten des Zündschalters).
  3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Magnetpolpositions-Lerneinrichtung erfasster und gelernter Wert in einem Backup-RAM (23d) und einem EEPROM (32) gespeichert wird.
  4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein gelernter Wert der Magnetpolposition des Rotors aus dem EEPROM (32) gelesen und in dem Backup-RAM (23d) gespeichert wird, wenn eine Batterieversorgung nach einem Entfernen einer Batterie wieder hergestellt wird.
  5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein von der Magnetpolposition-Lerneinrichtung erfasster und gelernter Wert in dem EEPROM (32) dann gespeichert wird, wenn die Beurteilungseinrichtung (31) eine bestimmte Anzahl von Malen feststellt, dass das Lernen der Magnetpoleposition des Rotors gestartet werden kann.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine Lerneinrichtung (23a) für die vollständig geschlossene Position der Drosselklappe (11) zum Lernen der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils auf Grundlage des Ausgangs des Drosselöffnungssensors (13), wobei das Lernen der vollständig geschlossenen Position des Drosselventils nach dem Lernen der Magnetpolposition des Rotors ausgeführt wird.
  7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchschnittswert der gelernten Werte der vollständig. geschlossenen Position der Drosselklappe als ein Lernwert der vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe genommen wird.
DE19829808A 1997-11-18 1998-07-03 Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Drosselklappe mit einem bürstenlosen Motor und einem Getriebe Expired - Fee Related DE19829808B4 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-317443 1997-11-18
JP31744397A JP3628855B2 (ja) 1997-11-18 1997-11-18 エンジンの吸入空気量の制御方法及びその制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19829808A1 DE19829808A1 (de) 1999-05-27
DE19829808B4 true DE19829808B4 (de) 2008-09-04

Family

ID=18088285

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19829808A Expired - Fee Related DE19829808B4 (de) 1997-11-18 1998-07-03 Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Drosselklappe mit einem bürstenlosen Motor und einem Getriebe

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6067960A (de)
JP (1) JP3628855B2 (de)
KR (1) KR100300533B1 (de)
DE (1) DE19829808B4 (de)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3275898B2 (ja) * 1999-03-18 2002-04-22 株式会社デンソー モータ駆動装置
JP3929665B2 (ja) * 1999-12-28 2007-06-13 三菱電機株式会社 エンジンの吸入空気量制御装置
US6588400B2 (en) 2001-05-14 2003-07-08 Delphi Technologies, Inc. Multi-strike throttle minimum learning system
JP4084982B2 (ja) * 2002-09-12 2008-04-30 株式会社ケーヒン ブラシレスモータの駆動装置及び駆動方法
US6918373B1 (en) 2004-03-17 2005-07-19 Visteon Global Technologies, Inc. Single wire control method for electronic throttle systems
JP4279212B2 (ja) * 2004-06-28 2009-06-17 ヤマハ発動機株式会社 船舶のエンジン制御装置
US7771401B2 (en) * 2006-06-08 2010-08-10 Angiodynamics, Inc. Selective renal cannulation and infusion systems and methods
JP4530037B2 (ja) * 2007-12-21 2010-08-25 株式会社デンソー 内燃機関の吸気制御装置
JP5740566B2 (ja) * 2010-02-26 2015-06-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 移動体
DE102010063326A1 (de) 2010-05-25 2011-12-01 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines Stellgebers mit einem bürstenlosen Elektromotor
DE102011005566A1 (de) * 2011-03-15 2012-09-20 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Stellgebersystems mit einem elektronisch kommutierten Stellantrieb
JP5648854B2 (ja) 2011-12-16 2015-01-07 株式会社デンソー モータ制御装置
JP5772790B2 (ja) * 2012-08-02 2015-09-02 株式会社デンソー バルブ装置
JP5583258B1 (ja) * 2013-09-26 2014-09-03 三菱電機株式会社 スロットル学習制御装置
JP6301240B2 (ja) * 2014-02-07 2018-03-28 本田技研工業株式会社 車両用バッテリ充電装置
JP6444186B2 (ja) * 2015-01-21 2018-12-26 本田技研工業株式会社 スロットル弁の制御装置
KR101745935B1 (ko) * 2015-04-13 2017-06-12 캄텍주식회사 밸브 개방 초기 구간에서의 개도 정밀 제어가 가능한 egr 밸브
SE539527C2 (en) * 2016-01-05 2017-10-10 Scania Cv Ab Spring return throttle actuator, method of control thereof and throttle assembly
SE539525C2 (en) * 2016-01-05 2017-10-10 Scania Cv Ab Spring return throttle actuator, method of control thereof and throttle assembly
JP6939707B2 (ja) * 2018-05-30 2021-09-22 トヨタ自動車株式会社 車両システム
KR20200059848A (ko) * 2018-11-22 2020-05-29 현대자동차주식회사 Bldc 모터 과부하 감지 장치 및 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01315641A (ja) * 1988-06-14 1989-12-20 Mitsubishi Electric Corp スロットルアクチュエータの制御装置
JPH05240070A (ja) * 1992-02-27 1993-09-17 Hitachi Ltd 内燃機関のスロットルアクチュエータ及び内燃機関の吸入空気量制御装置
DE4313391A1 (de) * 1992-04-24 1993-11-04 Aisan Ind Regeleinrichtung fuer einen schrittmotor
DE4417000A1 (de) * 1993-05-20 1994-11-24 Toyota Motor Co Ltd Schrittmotor-Steuereinheit
DE4426467A1 (de) * 1993-07-29 1995-02-02 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung und Verfahren zum Antreiben eines Schrittmotors

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3543896B2 (ja) * 1996-06-20 2004-07-21 三菱電機株式会社 エンジンの吸入空気量制御装置
JP3600418B2 (ja) * 1997-11-14 2004-12-15 三菱電機株式会社 アクチュエータ制御装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01315641A (ja) * 1988-06-14 1989-12-20 Mitsubishi Electric Corp スロットルアクチュエータの制御装置
JPH05240070A (ja) * 1992-02-27 1993-09-17 Hitachi Ltd 内燃機関のスロットルアクチュエータ及び内燃機関の吸入空気量制御装置
DE4313391A1 (de) * 1992-04-24 1993-11-04 Aisan Ind Regeleinrichtung fuer einen schrittmotor
DE4417000A1 (de) * 1993-05-20 1994-11-24 Toyota Motor Co Ltd Schrittmotor-Steuereinheit
DE4426467A1 (de) * 1993-07-29 1995-02-02 Mitsubishi Electric Corp Vorrichtung und Verfahren zum Antreiben eines Schrittmotors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Fahrplan vom Tablett" in: industrieelektrik + elektronik, 31. Jg., 1986, Heft 6 *

Also Published As

Publication number Publication date
JP3628855B2 (ja) 2005-03-16
US6067960A (en) 2000-05-30
JPH11148405A (ja) 1999-06-02
DE19829808A1 (de) 1999-05-27
KR19990044787A (ko) 1999-06-25
KR100300533B1 (ko) 2001-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19829808B4 (de) Verfahren und Einrichtung zum Steuern einer Drosselklappe mit einem bürstenlosen Motor und einem Getriebe
DE3836240C2 (de)
DE10255890B4 (de) Motoranormalitäts-Detektionsgerät und elektrisches Servolenksteuersystem
DE10330809B4 (de) Motorsteuerungsgerät
DE102007013752B4 (de) Elektrisches Energieerzeugungs-Steuersystem
DE102012222080B4 (de) Motorsteuervorrichtung
DE112007000702B4 (de) Bürstenlose Motorvorrichtung
DE102008043296B4 (de) Motorsteuerungsgerät
EP2499737B1 (de) Verfahren zum plausibilisieren des drehmomentes einer elektrischen maschine und maschinenregler zur regelung einer elektrischen maschine und zur durchführung des verfahrens
DE60320329T2 (de) Elektrische Servolenkung
DE102006000260B4 (de) Steuerungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine mit einer Komponente
DE102008037543A1 (de) Motorsteuervorrichtung, Fahrzeuglüfter-Ansteuervorrichtung und Motorsteuerverfahren
DE19811844B4 (de) Stellglied-Steuereinrichtung
DE10065488B4 (de) Luftansaugmengensteuereinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE102007000370A1 (de) Steuersystem für eine Maschine mit Hilfsvorrichtung und zugehöriges Maschinensteuerverfahren
DE102011001278A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Steuern eines Anhaltens der Drehung eines Elektromotors zur Verwendung in Maschinen für die Herstellung
DE102013008191A1 (de) Magnetpolpositionsermittlungsvorrichtung zum Ermitteln einer Position des Magnetpols des Rotors in einem Permanentmagnet - Synchronmotor
DE4430671B4 (de) Steuerungssytem zum Steuern des Luftüberschußverhältnisses einer einen Generator/Motor verwendenden Brennkraftmaschine
DE102007028914B4 (de) Einrichtung zum Steuern und/oder Regeln der Geschwindigkeit eines elektrischen Motors
DE102014224705A1 (de) Steuerungsgerät und Shift-By-Wire-System mit demselben
DE102012216640A1 (de) Antriebsvorrichtung für einen bürstenlosen Motor
DE10162170B4 (de) Verfahren zur Steuerung eines Induktionsgenerators
DE112018001221T5 (de) Schaltbereichssteuerungsvorrichtung
EP0690556B1 (de) Stillstandserkennung beim Wiederanlassen eines stromrichtergespeisten Drehstrommotors ohne Drehzahlgeber
DE68918337T2 (de) Steuergerät für Drosselklappenstellantriebe.

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130201