DE3407805A1 - Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung fuer eine verbrennungskraftmaschine - Google Patents

Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung fuer eine verbrennungskraftmaschine

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DE3407805A1 DE19843407805 DE3407805A DE3407805A1 DE 3407805 A1 DE3407805 A1 DE 3407805A1 DE 19843407805 DE19843407805 DE 19843407805 DE 3407805 A DE3407805 A DE 3407805A DE 3407805 A1 DE3407805 A1 DE 3407805A1
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Description

kraftmasch i ne
Die Erfindung betrifft eine Kraftsioffzufuhrsteuereinrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine zur Steuerung der zugeführten Kraftstoffmenge, welche insbesondere von einem Schrittmotor angetrieben ist, und Kraf t.stof f zuf uhrsteuermi ttel aufweist.
Als Kraftstoffzufuhrsteuermittel sind beispielsweise Drosselklappen in Ottomotoren und Steuerhebel in Dieselmotoren bekannt. Diese können mit Hilfe eines Schrittmotors angetrieben werden, der in Abhängigkeit von der Stellung des betätigten Gaspedals für eine entsprechende Schrittposition gespeist wird. Auf diese Weise erreicht man die Steuerung der Kraftstoff zuf uhr .
Bei herkömmlichen Kraftstoffzufuhr systemen ändert sich das vom Motor erzeugte Drehmoment in Abhängigkeit von den Spannungsänderungen der Versorgungsspannung am Speisestromkreis des Schrittmotors. Hieraus ergibt sich die Gefahr, daß der Schrittmotor nicht das Drehmoment erzeugt, welches für die
gewünschte Einstellung der Kraftstoff zufuhr erforderlich ist. Dies kann zu einem Schrittausfall führen. Ein Lösungsversuch zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist die Verwendung eines Rückkoppelpotentiometers zur Erfassung der Position des Rotors des Schrittmotors, wodurch eine verbesserte Betriebssicherheit erreicht werden soll.
Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Kraftstoff zufuhr steuereinr ichtung für eine Verbrennungskraftmaschine zu schafffen, bei der die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors gesteuert ist in Abhängigkeit von der Spannung einer VersorgungsspannungsquelIe für den Speisestromkreis des Schrittmotors .
Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Patenanspruch angegebenen Merkmale.
Durch die Erfindung wird ein Kraftstoffzufuhr Steuer system geschaffen, mit dem die einer Verbrennungskraftmaschine zugeführte Kraftstoffmenge durch Antrieb eines Schrittmotors, der mit Kraftstoffzufuhrsteuermitteln verbunden ist und einen Speisestromkreis aufweist, eingestellt wird. Die Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung umfaßt einen Gaspedaldetektor, der die Position des betätigten Gaspedals ermittelt, einen Ver-
sorgungsspannungsdetektor zur Ermittlung der Versorgungsspannung für den Speisestromkreis des Schrittmotors, Motorgeschwindigkeitseinstel lmitte1 für die Geschwindigkeit des Schrittmotors, welche ein Ausgangssignal mit einer von der Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors abhängigen Periode erzeugt, welche hinwiederum vom Äusgangssigna1 des Versorgungsspannungsdetektor abhängt, einen Zielpositionsspeicher zur Speicherung einer Zi el sehrittposition des Schrittmotors, welche abhängt vom Ausgangssignal des Gaspedaldetektors, einen Sehrittpositionierungsspeicher, der die fortlaufenden Schrittpositionen des Schrittmotors speichert, einen Vergleicher zum Vergleichen des Inhalts des Zielpositionsspeichers mit dem Inhalt des Schrittpositionsspeichers jeweils dann, wenn ein Ausgangssignal vom Motorgeschwindigkeitseinstel1 mittel abgegeben wird, sowie eine Treiber stufe, die in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Vergleichers ausgewählte Speiseimpulse dem Motor Speisestromkreis liefert, zum Drehen des Schrittmotors jeweils um einen Schritt in eine Richtung, wobei der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeichers um 1 erhöht wird, oder zum Liefern von Speiseimpulsen an den Motor speisestromkreis zur Drehung des Schrittmotors um einen Schritt in entgegengesetzter Richtung und Verringerung des gespeicherten Inhalts des Schrittpositionsspeichers um 1 so lange, bis der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeichers gleich dem gespeicherten Inhalt des Zielpositionsspei-
chers ist.
Zur Erläuterung der Erfindung dienen die beiliegenden Zeichnungen, welche Ausführungsbeispiele darstellen. Es zeigt:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Kraftstoffzufuhr-
steuereinrichtung als Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Mikrocomputers und
von Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen, welche von der Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung nach der Erfindung gebildet werden;
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Gaspedals;
Fig. *f und 5 Flußdiagrarrme zur Erläuterung des Betriebs des Ausführungsbeispiels der Kraftstoffzufuhr steuere inr ichtung und
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Spannungen
und Drehgeschwindigkeiten des Schrittmotors.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel dient ein Schrittmotor 3 zur Betätigung von Kraftstoff zufuhrsteuermitteln, beispiels weise einer Drosselklappe 2. Bei dem Schrittmotor 3 kann es sich um einen Vierphasenschrittmotor handeln, der jeweils mit zwei Phasen gespeist wird.
Die Erfindung ist anwendbar bei Verbrennungskraftmaschinen, beispielsweise Ottomotoren oder Dieselmotoren.
Die Fig. 1 zeigt eine Kr aft stoff zufuhr Steuereinrichtung als Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Steuerung der Kraftstoffmenge, welche einer Verbrennungskraftmaschine 1, beispielsweise einem Benzinmotor zugeführt wird. Die Verbrennungskraftmaschine 1 besitzt die Drosselklappe 2, die in bestimmte Drosselöffnungen einstellbar ist, zur Steuerung der Menge des Kraftstoff-Luftgemisches, welches den Zylindern des Motors zugeführt wird. Die Drosselklappe 2 ist gekoppelt an den Schrittmotor 3, der in Stufen mit Hilfe eines Speisestromkreises ^ in Abhängigkeit von Zwe i phasenspe i se impu 1 sen angetrieben wird. Die Speise impulse werden von einer Motortreiberstufe 6 geliefert. Die Versorgungsspannung einer VersorgungsspannungsquelIe 5 ist an den Speisestromkreis 4 gelegt.
Die Position eines Gaspedals, das durch Niederdrücken betätigt ist, wird erfaßt von einem Gaspedaidetektor 7, und eine Zielschrittposition des Schrittmotors 3, welche der erfaßten Stellung des Gaspedals entspricht, wird in einem Zielpositionsspeicher 8 abgespeichert. Die Spannung der VersorgungsspannungsquelIe 5 wird von einem Versorgungsspannungsdetektor 9 erfaßt. Dieser steuert eine Motor geschwindigkeitseinstel1 -einheit 10 zur Erzeugung von Ausgangs impulsen mit einer Periode, die abhängt von der Drehgeschwindigkeit (P.P.S.) des Schrittmotors 3, welche hinwiederum abhängt von der Spannung der Versorgungsquelle 5.
Die Schrittposition eines Rotors des Schrittmotors 3 entspricht der Ventilöffnung der Drosselklappe 2. Die gerade vorhandene Schrittposition des Rotors des Schrittmotors 3 wird in einem Schrittpositionsspeicher 11 gespeichert. 3edesmal dann, wenn ein Ausgangsimpuls von der Motorgeschwindigkeitseinstelleinheit 10 erzeugt wird, vergleicht ein Vergleicher 12 den gespeicherten Inhalt des Schrittpositionsspeichers 11 mit dem gespeicherten Inhalt des Zielpositionsspeichers 8.
Wenn der gespeicherte Inhalt des Zielpositionsspeichers 8 größer ist als der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeichers 11 als Ergebnis des Vergleichs im Vergleicher 12,
liefert die Motortreiberstufe 6 Speiseimpulse an den Speisestromkreis k zum Antrieb des Schrittmotors 3 um einen Schritt zur Betätigung der Drosselklappe 2 in Öffnungsrichtung um einen bestimmten Schwenkwinkel, der einem Schritt des Schrittmotors 3 entspricht. Der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeichers 11 wird erneuert durch Anheben um 1. Wenn der gespeicherte Inhalt des Zielpositionsspeichers geringer ist als der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeichers 11 als Ergebnis des Vergleichsvor gangs im Vergleicher 12, liefert die Motortreiber stufe 6 Speiseimpu1 se an den Speisestromkreis 4, um den Schrittmotor 3 um einen Schritt anzutreiben zur Betätigung der Drosselklappe 2 in Schließrichtung um einen Winkelbereich, welcher einem Schritt des Schrittmotors 3 entspricht. Der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeichers 11 wird erneuert durch Verringerung um 1. Wenn der gespeicherte Inhalt des Zielpositionsspeichers 8 gleich ist dem gespeicherten Inhalt des Schrittpositionsspeichers 11 als Ergebnis des Vergleichs im Vergleicher 12, wird der Schrittmotor 3 nicht mehr angetrieben. Das bedeutet, daß die Drosselklappe 2 in der gleichen Öffnungsstellung wie vorher gehalten wird. Der vorstehende Betrieb wird jedesmal dann wiederholt, wenn ein Ausgangs impu Is von der Motorgeschwindigkei tsei.nstel leinheit 10 zur Steuerung der Kraftstoffmenge, welche der Verbrennungskraftmaschine zugeführt wird, abgegeben wird.
Die Fig. 2 zeigt einen Mikrocomputer und Eingabe- und Ausgabeeinrichtungen, welche von der Kraftstoffzufuhrsteuereinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet werden.
Der Mikrocomputer, welcher mit 30 bezeichnet ist, besitzt einen bekannten Aufbau und umfaßt einen Eingabeteil 31, eine Zentralrechnereinheit (CPU) 32, einen Mikroprograrrmspeicher (ROM) 33, einen Randomspeicher (RAM) 34, einen Ausgabeteil 35 und einen einstellbaren Zeitgeber 36 mit einer Zählzeitsteuerung. Der ROM 33 speichert ein Prograrmn zur Steuerung der CPU 32 zur Erzielung der im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschriebenen Arbeitsweise. Der Mikrocomputer 35 ist funktionell äquivalent zur Motor treiber stufe 6, zum Zielpositionsspeicher 8, zur Motorgeschwindigkeitseinstelleinheit 10, zum Schrittpositionsspeicher 11 und zum Vergleicher 12.
Die Spannung der Versorgungsspannung 5 wird von einem Analog/Digitalwandler 13 in ein numerisches Signal umgewandelt. Der Analog/Digitalwandler 13 dient als Versorgungsspannungsdetektor 9. Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist ein Gaspedal 14 schwenkbar an einer Pedalwelle eines Lagers 20, das an einer stationären Unterlage vorhanden ist, gelagert. Das Gaspedal 14 besitzt einen Schenkel, der sich über den Fahrzeugboden in der Nähe des Fahrersitzes erstreckt. Ferner be-
sitzt er einen entgegengesetzt gerichteten Schenkel, der mit einer Spiralfeder 15 verbunden ist, die das Gaspedal 14 normalerweise im Uhrzeigersinn um das Lager 20 schwenkt. Die Pedalwelle des Gaspedals 14 ist mit einem Potentiometer 16 verbunden, so daß durch das Potentiometer 16 die Position des betätigten Gaspedals 14 erfaßt werden kann. Eine vom Potentiometer 22 abgegriffene Ausgangsspannung wird von einem Analog/Digitalwandler 17 in ein numerisches Signal verwandelt, welches in den Eingabeteil 31 eingegeben wird. Demgemäß wirken das Potentiometer 16 und der Analog/Digitalwandler 17 als Gaspedaldetektor 7 des Ausführungsbeispiels der Fig. 1.
Der Eingabeteil 31 umfaßt eine MuItiplexerschaltung zur wahlweisen Weiterleitung der numerischen Signale, weiche von den Analog/Digitalwandlern 13 und 17 kommen, an die CPU 32 in Abhängigkeit von einem Wählsignal, welches die CPU 32 in Abhängigkeit von der Steuerung durch das im RCM 33 abgespeicherte Programm abgegeben wird.
Der einstellbare Zeitgeber 36 umfaßt einen Frequenzteiler zur Frequenzteilung eines Taktsignals im Mikrocomputer 30 sowie einen programmierbaren Abwärtszähler zum Abwärtszählen des frequenzgeteilten Ausgangssignals des Frequenzteilers. Ein Frequenzteilungsverhältnis für den Frequenzteiler und ein vorbest inrmter Wert für den programmierbaren Abwärtszähler
können durch das im ROM 33 abgespeicherte Programm über die CPU 32 eingestellt werden. Der einstellbare Zeitgeber 36 liefert ein Unterbrechungssignal nach Ablauf einer Zeitperiode, die bestimmt ist durch das Frequenzteilungsverhältnis und den voreingestellten Wert.
Die CPU 32 verarbeitet die eingelesenen Eingaben, speichert die Eingaben in vor best inrmten Speicherbereichen des RAM 34, erneuert die abgespeicherten Inhalte des RAM 34, führt eine Datenverarbeitung in Abhängigkeit vom im RCM 33 abgespeicherten Programm durch in Abhängigkeit vom Unterbrechungssignal und liefert verarbeitete Au.sgangsdaten über den Ausgabeteil 35 an den Motorspeisestrom 3, k in Abhängigkeit vom im ROM 38 abgespeicherten Programm. Der Ausgabeteil 35 besitzt eine Verriegelungsschaltung, welche eine Ausgabetei1 nummer von der CPU 32 empfangen kann und vorübergehend Ausgangsdaten im angegebenen Ausgabeteil speichern kann und die gespeicherten Ausgangsdaten an den Motor speisestromkreis k weitergibt.
Der Motor speisestromkreis k wird mit den Ausgangssignalen des Ausgabeteils 35 versorgt. Das heißt, es werden beim vorliegenden Ausführungsbeispiel Zweiphasenspeiseimpulse abgegeben und verstärkt, und sie dienen zur Versorgung von Speisestatorspulen in zwei Phasen des Schrittmotors 3.
-U-
Das im ROM 33 abgespeicherte Programm ist in FI ußdiagr airmen der Figuren k und 5 dargestellt. Die Betriebsweise der Kraftstofizufuhrsteuereinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Figuren k und 5 erläutert.
Beim Start des Programm löscht der Mikrocomputer die Inhalte des Motorgeschwindigkeitsspeicherbereichsjdes Zielpositionsspeicherbereichs und des Schrittpositionsspeicherbereichs im RAM 34. Ferner stellt er den einstellbaren Zeitgeber 36 auf einen Zeitgeberbetrieb ein. Dann wird ein Bitmuster entsprechend einer Phasenanzahl und dem Speisebetrieb des Schrittmotors 3 in einem dafür vorgesehenen Speicherbereich des RAM 34 zur Initialisierung abgespeichert (Programmsehritt a). Da der Schrittmotor, welcher beim beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet wird, ein Vierphasenschrittmotor ist, der jeweils mit zwei Phasen gespeist wird, umfaßt das Bitmuster beispielsweise ein 8-Bitmuster von 33 (H), (wobei ("H") eine hexadezimale Darstellung bedeutet), und vier niederwertige Bits werden zum Antrieb des Schrittmotors verwendet. Die vier verwendeten Bits entsprechen von der niedrigstwertigen Stelle den a-, b-, c- und d-Phasen des Schrittmotors. Wenn der. Schrittmotor in der Ordnung von ...a- und b-Phasen und b- und c-Phasen, c- und d-Phasen, d- und a-Phasen... gespeist wird, wird der Rotor des Schrittmotors im Uhr zeigersinn gedreht und öffnet dabei die Drosselklappe 2. Wenn im umgekehr-
ten Fall der Motor in der Ordnung von ...a- und d-Phasen, d- und c-Phasen, c- und b-Phasen, b- und a-Phasen ... gespeist wird, wird der Rotor des Schrittmotors entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und schließt dabei die Drosselklappe
Der gespeicherte Inhalt des Speisemusterspeicherbereichs wird über dem Ausgabeteil 35 an den Motor speisestromkreis Ψ geleitet, welcher das Speisemuster verstärkt und den Schrittmotor 3'damit speist (Programmsehritt b). In Abhängigkeit von der Durchführung des Prograrmnschr i ttes b werden die a- und b-Phasen des Schrittmotors gespeist und bringen den Rotor des Schrittmotors in eine Bezugsschrittposition, in welcher die Drosselklappe 2 vollständig geschlossen ist. Der Schrittmotor wird dann abgeschaltet, so daß sein Rotor in der Bezugsschrittposition stehenbleibt. Im Progranmschritt c wird der einstellbare Zeitgeber 36 auf eine Anfangszeitperiode eingestellt, die der Reziprokwert der Drehgeschwindigkeit (P.P.S.) des Schrittmotors 3 ist, mit der die Drosselklappe 2 jeweils mit der niedrigstmöglichen Spannung der Versorgungsspannungsquelle antreibbar ist, d. h. die Periode der Speiseimpulse für den Antrieb des Schrittmotors 3. Nachdem der Zeitgeber 36 eingestellt ist, werden die vom Analog/Digitalwandler 13 kommenden Daten ausgelesen (Programmsehritt d). Die Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors 3 wird aus einer Nachschlagtabelle entnommen, die die Sehrittmotorgeschwin-
digkeit und entsprechende Spannungen der Spannungsquelle 5 enthält (Programmsehritt e). Die Schrittmotorgeschwindigkeit, welche den vom Analog/Digitalwandler 13 konrmenden numerischen Ausgangsdaten entspricht, wird im Motorgeschwindigkeitsspeicherbereich abgespeichert (Prograrrmschr i 11 f). Die Drehgeschwindigkeiten (P.P.S.) sind in der Nachschlagetabelle als deren Reziprokwerte bzw. Perioden gespeichert. Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, ist die Nachschlagtabelle so angeordnet, daß die Speicherimpulsperiode kurzer wird (das bedeutet, daß die Drehgeschwindigkeit größer wird) bei anwachsender Spannung.
Das Prograrrm schreitet dann zum Prograrrmschr itt g fort, bei welchem die vom Analog/Digitalwandler 17 kommenden Ausgangsdaten gelesen werden. Im nachfolgenden Prograrrmschr i tt h wird eine Ziel sehrittposition aus einer Nachschlagtabelle entnommen, welche Zielschrittpositionen und entsprechende Gaspedalstellungen enthält. Im Programmschritt i wird die Zielschrittposition, welche den vom Analog/Digitalwandler 17 konrmenden Ausgangsdaten entspricht, im Zielpositionsspeicherbereich abgespeichert. Die Zielschrittpositionen sind in der Nachschlagtabelle als Sehr i ttmotor sehr i ttnurrmern gespeichert, wobei die vollständige Schließstellung der Drosselklappe 2 als Bezugsschrittposition dient.
Dem Progranmschritt i folgen andere Progranmschritie, die jedoch nicht in direktem Bezug zur Erfindung stehen. Anschließend kehrt das Programm zum Progr arrmschr i 11 d zurück und wiederholt die Prograrrmschr i tte d bis i und die anderen Prograrrmschritte. Wenn während der Wiederholung der vorstehenden Prograrrmschr i tte die Spannung der Spannungsversorgungsquelle 5 geändert wird, wird der gespeicherte Inhalt des Motorgeschwindigkeitsspeicherbereichs erneuert in Abhängigkeit von der Spannung der Spannungsversorgungsquelle 5. Wenn während der Wiederholung der gleichen Prograrrmschr i tte die Position des Gaspedals geändert wird, wird der gespeicherte Inhalt im Zielpositionsspeicherbereich geändert in Abhängigkeit von der neuen Gaspedalstellung.
Der einstellbare Zeitgeber 36, welcher im Prograrrmschr i tt c auf die Anfangszeitperiode eingestellt wurde, führt eine Zeitzählung durch mittels Frequenzteilung des Taktsignals im Mikrocomputer 30 und Abwärtszählen des frequenzgeteilten Taktsignals und liefert ein Unterbrechungssignal jedesmal, wenn die eingestellte Anfangszeitperiode verstrichen ist, während das Prograrrm die Hauptroutine durchführt, die zusammengesetzt ist aus den Prograrrmschr i t ten d bis i und zurück zu d. Das Prograrrm wird dann durch das Unterbrechungssignal so beeinflußt, daß die Ausführung der Hauptroutine unterbrochen wird, nachdem ein Befehlssignal des ROM 33, welches dann aus-
geführt wird, wenn das erzeugte Unterbrechungssignal beendet ist, und es wird dann eine Unterbrechungsroutine bzw. eine Sehrittmotorantriebsroutine, wie sie in Fig. 5 veranschaulicht ist, durchgeführt.
Wie aus Fig. 5 zu ersehen ist, beginnt die gaspeda1gesteuerte Routine durch Vergleich des gespeicherten Inhalts des Zielpositionsspeicherbereichs mit dem gespeicherten Inhalt des Schrittpositionsspeicherbereichs (Programmsehritt k). Wenn der einstellbare Zeitgeber die Anfangszeitperiode erreicht, verbleibt der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeicherbereiches im eingerichteten Zustand. Der Zielpositionsspeicherbereich speichert eine Ziel sehrittpositionsnunrmer, welche der Gaspedalpos i ton unmittelbar vor der Erzeugung des Unterbrechungssignales entspricht. Wenn das Gaspedal nicht betätigt wird, ist der gespeicherte Inhalt des Zielpos i t ions spei eherbereiehes 0.
Wenn das Gaspedal 14 betätigt wird, ist der gespeicherte Inhalt des Zielpositionsspeicherbereiches größer als der gespeicherte Inhalt des Sehrittpositionsspeieherbereiches, und der gespeicherte Inhalt des Speisemusterspeicherbereichs wird um 1 Bit nach links gedreht (Programmsehritt 1). Die Linksdrehung bewirkt, daß der gespeicherte Inhalt des Speisemuster· Speicherbereichs sich von 33 (H)*auf 66 (H) ändert. Das neu
eingestellte Speisemuster wird über den Ausgabeteil 35 weitergeleitet (Programmsehritt m). In Abhängigkeit vom ausgegebenen Speisemuster werden die b- und c-Phasen des Schrittmotors 3 über den Motorspeisestromkreis k gespeist. Der Rotor des Schrittmotors 3 wird dabei um einen Schritt im Uhrzeigersinn weitergerückt. Hierdurch wird die Drosselklappe 2 um einen Winkelbereich verschwenkt, welcher einem Schritt des Schrittmotors 3 entspricht. Dann wird das neue Speisemuster 66 (H) anstelle des vorherigen 5peisemusters 33 (H) im Speisemuster Speicherbereich gespeichert (Programmsehritt n). Der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeicherbereiches wird dann um 1 erhöht (Programmsehritt o). In Abhängigkeit von dieser Erhöhung wird der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeicherbereiches erneuert in die Daten, welche der neuen Öffnungsstellung der Drosselklappe 2 entsprechen, die beim Programmschritt m erreicht wurde. Der Erneuerung des gespeicherten Inhalts des Schrittpositionsspeicherbereiches folgt ein Programmschritt p, in welchem der einstellbare Zeitgeber 36 auf eine Zeitperiode eingestellt wird, die dem gespeicherten Inhalt des Motorgeschwindigkeitsspeicherbereiches entspricht. Der einstellbare Zeitgeber 36 wird dann auf einen Wert eingestellt, der der Spannung der Versorgungsspannungsquelle 5 entspricht. Das Programm schreitet vom Programmschr i tt ρ zum Progranrmschr i tt q weiter, während welchem eine Unterbrechung möglich ist und kehrt dann zur Hauptrouti-
ne zurück.
Wenn der gespeicherte Inhalt des Zie 1 positionsspeicherbereichs gleich ist dem gespeicherten Inhalt des Schrittpositionsspeicherbereichs, im Pr ogr anrmschr i 11 k, werden die Programmschritte ρ und q nachfolgend auf den Prograrrmschr i 11 k durchgeführt, und das Programm kehrt dann zur Hauptroutine zurück. Zu diesem Zeitpunkt wird der Schrittmotor 3 weder im Uhrzeigersinn noch entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben. Die Öffnungsstellung der Drosselklappe 2 wird daher beibehalten.
Der im vorstehenden beschriebene Betrieb startet von dem Zeit punkt an, zu welchem der einstellbare Zeitgeber 36 die Anfangszeitperiode erreicht. Eine Verarbeitung, bei welcher der einstellbare Zeitgeber 36 auf eine Zeitperiode im Prograrrmschritt ρ eingestellt wird und der variable Zeitgeber 36 eine derartige Zeitperiode erreicht, ist die gleiche wie ein derartiger Betrieb. 3edesmal, wenn die Prograrrmschr i t te k, 1 bis q durchgeführt werden, wird der Motor speisestromkreis k nacheinander mit Speiseimpu1 sen von ..., 33 (H), 66 (H), CC (H), 99 (H), 33 (H), ... versorgt. Demzufolge werden die a- und b-Phasen, b- und c-Phasen, c- und d-Phasen, d- und a-Phasen, a- und b-Phasen... des Schrittmotors nacheinander versorgt, jedesmal, wenn die Prograrrmschr i tte k, 1 bis q aus-
geführt werden. Auf diese Weise wird die Drosselklappe 2 in Öffnungsrichtung geschwenkt. Die Periode, während welcher der Schrittmotor 3 bei jedem Schritt angetrieben wird, ist gleich der Zeitperiode, die im einstellbaren Zeitgeber 36 im Prograrmnschr i tt b eingestellt wurde. Die Zeitperiode entspricht der Spannung der SpannungsversorgungsquelIe 5. Je höher die Spannung der SpannungsversorgungsquelIe 5 ist, um so größer ist die Drehgeschwindigkeit, mit welcher der Schrittmotor 3 schrittweise angetrieben wird.
Wenn der Schrittmotor 3 angetrieben wird und die Drosselklappe 2 geöffnet wird, kann sich ein Zustand ergeben, bei welchem der gespeicherte Inhalt des Zielpositionsspeicherbereiches geringer ist als der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeicherbereiches im Progranrmschr i tt k. Wenn dies der Fall ist, ist das Gaspedal von einer bestimmten Gaspedalposition, die der gerade vorhandenen Drosselklappenöffnungsstellung entspricht, zurückverbracht worden. Wenn dies geschieht, wird der gespeicherte Inhalt des Speisemusterspeicherbereichs um 1 Bit nach rechts gedreht (Progranrmschr i tt s). Die Rechtsdrehung des Speisemusters bewirkt die Erneuerung des Speisemusters von 33 (H) auf 99 (H), von 99 (H) auf CC (H), von CC (H) auf 66 (H) bzw. von 66 (H) auf 33 (H). Dieser Vorgang ist entgegengesetzt zu dem im Progranrmschr i tt Das erneuerte Speisemuster wird über den Ausgabeteil 35 wei-
tergeleitet (Prograrrmschr i tt t). Die gespeisten Phasen des Schrittmotors 3 werden dann geändert von den a- und b-Phasen zu den d- und a-Phasen, von den d- und a-Phasen zu den c- und d-Phasen, von den c- und d-Phasen zu den b- und c-Phasen bzw. von den b- und c-Phasen zu den a- und b-Phasen. Der Schrittmotor wird dabei um einen Schritt entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Demzufolge wird die Drosselklappe 2 um einen Winkelbereich verschwenkt in Richtung zur Schließstellung hin. Dieser Schwenkwinkelbereich entspricht einem Schritt des Schrittmotors 3. Dann wird das neue Speisemuster anstelle des vorherigen Speisemusters im Speisemusterspeicherbereich abgespeichert (Prograrrmschr i tt u). Der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeicherbereiches wird dann um 1 erniedrigt (Programmsehritt v). In Abhängigkeit von dieser Verringerung wird der gespeicherte Inhalt des Schrittpositionsspeicherbereichs in Daten geändert, die der neuen Öffnungsstellung der Drosselklappe 2, welche beim Progranrmschr i tt t erreicht wurde, entsprechen. Der Erneuerung des gespeicherten Inhalts des Sehrittpositionsspeicherbereichs folgt die Ausführung der Programmschritte ρ und q. Dann kehrt das Programm zur Hauptroutine zurück. Jedesmal, wenn die Programmschritte k, s bis q durchgeführt werden, wird der Motor speisestromkreis k aufeinanderfolgend mit den Speiseimpulsen von ...33 (H), 99(H),
CC (H), 66 (H), 33 (H) versorgt. Demzufolge wird der Schrittmotor 3 entgegen dem Uhr zeigersinn um einen Schritt
gedreht jedesmal, wenn die Programm ehritte k, s bis q durchgeführt werden. Auf diese Weise wird die Drosselklappe 2 in Schließrichtung geschwenkt. Die Zeitdauer, während welcher der Schrittmotor 3 bei jedem Schritt angetrieben wird, ist gleich der Zeitdauer, die im einstellbaren Zeitgeber 36 im Prograrrmschr i tt ρ eingestellt wurde. Diese Zeitdauer entspricht der Spannung der VersorgungsspannungsquelIe 5. 3e höher die Spannung der Spannungsversorgungsque1Ie 5 ist, um so größer ist die Drehgeschwindigkeit, mit der der Schrittmotor 3 schrittweise angetrieben wird.
Der vorstehende Betrieb wird wiederholt, bis die Drosselklappe 2 so eingestellt ist, daß die angestrebte Öffnungsstellung erreicht wird, und zwar mit einer Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors 3, die abhängig ist von der Versorgungsspannung, die am Motorspeisestromkreis k anliegt.
Die Erfindung läßt sich ebenfalls anwenden bei einem Schrittmotor, der eine andere Phasenanzahl als k aufweist, und der mit einer anderen Phasenanzahl als 2 Phasen jedesmal gespeist wird. Es ist hierzu lediglich erforderlich, daß die jeweiligen Speisemuster Bitmuster sind, die den Phasenanzahlen, welche zur Anwendung kommen, und dem Speisebetrieb des Schrittmotors entsprechen.
Die Erfindung ist im vorstehenden beschrieben im Zusammenhang mit dem Betrieb eines Ottomotors. Die Erfindung kann jedoch auch bei Dieselmotoren zur Anwendung kommen. Es wird dann der Steuerhebel einer Kraftstoffeinspritzeinrichtung durch den Schrittmotor 3 betätigt.
Bei der Erfindung wird der Schrittmotor mit einer Drehgeschwindigkeit angetrieben, die der Versorgungsspannung entspricht, welche an den Motor speisestromkreis k zur Speisung des Schrittmotors gelegt ist. Es wird daher die Gefahr vermieden, daß ein Schrittausfall auftritt, selbst wenn die Ver sorgungsspannung, welche an den Motorspeisestromkreis gelegt wird, sich ändert.
Da die Position des Kraftstoffzufuhrsteuermittels, welches als Drosselklappe ausgebildet sein kann, jedesmal durch den gespeicherten Inhalt im Schrittpositionsspeicher erfaßt ist, ist ein Rückkopplungspotentiometer nicht erforderlich für den Schrittmotor. Die Betätigungseinrichtung für die Kraftstoff zufuhr steuermi ttel benötigt daher nur einen geringen Raum.
3 Schrittmotor
4 Motor speisestromkreis
6 Motortreiberstufe
7 Gaspedaldetektor
8 Zielpositionsspeicher
9 Versorgungsspannungsdetektor
10 Motorgeschwindigkeitseinstelleinheit
11 Schrittpositionsspeicher
12 Vergleicher 31 Eingabeteil
35 Ausgabeteil
36 einstellbarer Zeitgeber
a Speichern des Speisemusters b Ausgabe des Speisemusters c Einstellen der Motoranfangsgeschwindigkeit d Spannungsermittlung e Ermitteln der Geschwindigkeit aus Nachschlagetabelle f Speichern der Geschwindigkeit g Ermitteln der Gaspedalstellung h Ermitteln der Zielschrittposition aus Nachschlagtabelle i Speichern der Zielschrittposition
k Vergleich der vorhandenen Position mit der Zielschritt posi tion
I Drehen des Speisemusters um i Bit nach links m Ausgabe η Speichern des Speisemusters ο Erhöhen der vorhandenen Schrittposition um ρ Einstellen der Motorgeschwindigkeit q Möglichkeit der Unterbrechung s Drehen des Speisemusters um 1 Bit nach rechts t Ausgabe u Speichern des Speisemusters ν Verringern der vorhandenen Schrittposition um
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Claims (1)

  1. Patentanwälte
    Steinsdorfstr. 21-22 · D-8000 München 22 · Tel. 089 / 22 94 41 · Telex: 5 22208
    TELEFAX: GR.3 89/2716063 · GR.3 + RAPIFAX + RICOH 89/2720480 ■ GR.2 + INFOTEC 6000 89/2720481
    109*8 N/Le
    Diesel Kilo Co., LTD.
    Patentanspruch:
    ©..„„.„,., „,.„.,„.„.„.,„„..,.,„.,
    Verbrennungskraftmaschine zugeführten Kraftstoffmenge, die eingestellt wird durch Kraftstoffzufuhrsteuermittel, die von einem durch einen Motorspeisestromkreis gespeisten Schrittmotor betätigt werden, gekennzeichnet durch
    (a) einen Gaspedal detektor (7), der die jeweilige Stellung
    des betätigten Gaspedals feststellt;
    (b) einen Versorgungsspannungsdetektor (9), der die an den Motor spe i ses ΐ r omkre i s (^f) gelegte Versorgungsspannung erfaßt ;
    (c) eine Motor geschwindigkeitseinste 1leinheit (10) zur Erzeugung eines Ausgangssignals in einer von der Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors abhängigen Zeitdauer, welche dem Ausgangssignal des Versorgungsspannungsdetektors (9) entspricht;
    (d) einen Zielpositionsspeicher (8) zur Speicherung der Zi el sehrittposition des Schrittmotors (3), die abhängt vom Ausgangssignal des Gaspedaldetektors (7);
    (e) einen Schrittpositionsspeicher (11) zur Speicherung der gerade vorhandenen Sehrittposition des Schrittmotors (3);
    (f) einen Vergleicher (12) zum Vergleichen des gespeicherten Inhalts des Zielpositionsspeichers (8) mit dem gespeicherten Inhalt des Sehrittpositionsspeichers (11), jedesmal dann, wenn ein Ausgangssignal von der Motorge-
    schwindigkeitseinstelleinheit (10) ausgegeben wird und
    (g) eine Motor treiber stufe (6), die in Abhängigkeit vom Aus gangssignal des Vergleichers (12) wahlweise Speiseimpulse dem Motorspeisestromkreis (4) liefert zum Antrieb des Schrittmotors (3) um einen Schritt in die eine Richtung, wobei der gespeicherte Inhalt des Schrittposi tionsspeichers (11) um eins erhöht wird bzw. zur Lieferung von Spei seimpu1 sen an den Motorspeisestromkreis (Ό zur Drehung des Schrittmotors (3) um jeweils einen Schritt in die entgegengesetzte Richtung und Verringerung des gespeicherten Inhalts im Schrittpositionsspeicher (11) um eins, bis der gespeicherte Inhalt im Schrittpositionsspeicher (11) gleich ist dem gespeicherten Inhalt im Zielpositionsspeicher (8).
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