DE4325042A1 - Kraftstoffzufuhr-Steuereinrichtung für Verbrennungsmotoren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftstoffzufuhr- Steueranordnung für Verbrennungsmotoren nach Patentanspruch 1 bzw. 2.

Es handelt sich dabei insbesondere um eine Schrittmotor-An­ triebssteuerung zur Steuerung eines Schrittmotors, welche eine Steuervorrichtung, beispielsweise eine Drosselklappe, zur Steuerung der einen Verbrennungsmotor, wie einem Ben­ zinmotor oder einem Dieselmotor zugeführten Luftmenge oder Kraftstoffmenge antreibt.

Eine derartige Schrittmotor-Antriebssteuerung muß eine hohe Genauigkeit und ein schnelles Ansprechvermögen besitzen.

Wird beispielsweise eine Drosselklappe durch einen Schrittmotor zur Steuerung ihrer Öffnung angetrieben, so muß der Schrittmotor häufig betätigt werden, um die Drosselklap­ pe von ihrer offenen Seite auf ihre geschlossene Seite oder umgekehrt von der geschlossenen Seite auf die offene Seite zu drehen. Dies gilt auch für die Betätigung von Antrieb auf Stoppen oder für das Schalten eines Antriebssteuerbetriebes. Dies alles erfolgt in Abhängigkeit von einem Befehl von einem Antriebssteuersystem bei schnellem Ansprechen auf den Befehl zur Steuerung des Öffnungsbetrages der Drosselklappe.

Der Schrittmotor kann in diesem Falle aufgrund der Träg­ heitskraft der Drosselklappe leicht außer Tritt geraten. Um eine derartige Schrittabweichung zu verhindern, sind ver­ schiedene Möglichkeiten in Betracht gezogen worden. Dabei handelt es sich beispielsweise um die Realisierung eines großen Spielraums bis zu einem erforderlichen Drehmoment des Schrittmotors relativ zu einer Last und insbesondere um das Halten der Phasenerregung unmittelbar vor der Eingabe eines OPP-Signals im Zeitpunkt einer entgegengesetzten Drehung für eine spezielle Zeitperiode (siehe JP-OS Nr. Sho 58-204799) und die Verzögerung der Einspeisung eines Treiberimpulssig­ nals für eine spezielle Zeitperiode (siehe JP-OS Nr. Sho 62-294743).

Der Schrittabweichungszustand tritt nicht nur bei einer ent­ gegengesetzten Drehung auf; es ist selbst bei der entgegen­ gesetzten Drehung schwierig, die Schrittabweichung durch die obengenannten Verfahren zu vermeiden.

Darüber hinaus ist die Vergrößerung eines Drehmomentspiel­ raums des Motors von Problemen begleitet, wobei es sich bei­ spielsweise um die Verwendung eines großen Motors und das Auftreten einer Überhitzung aufgrund eines überhöhten Strom­ verbrauchs handelt.

Wird darüber hinaus eine Augenblicksabschaltung einer Wick­ lung oder eines Kopplers in Betracht gezogen, so geht beim Antrieb mit einem ausreichenden Drehmoment der Synchronismus des Schrittmotors verloren, wodurch die Steuerung der Dros­ selklappenöffnung verloren geht, welche mit hoher Genauig­ keit erfolgen muß.

Neben den vorgenannten Verfahren besteht ein Verfahren zur Steuerung einer Motorstellung darin, einen Wert rückzukop­ peln, der durch einen Sensor detektiert wird, welcher die Stellung bzw. die Öffnung der Drosselklappe detektiert. Die­ ser Stellungssensor muß jedoch sehr genau und sehr zuverläs­ sig sein und macht den Vorteil der Steuerungsmöglichkeit zu­ nichte, die ein Merkmal des Schrittmotors ist.

Hinsichtlich der vorgenannten Nachteile bei bisher bekannten Techniken, mit denen eine Schrittabweichung vollständig nur schwer zu verhindern ist, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kraftstoffzufuhr-Steuereinrich­ tung anzugeben, mit der die Kraftstoffzufuhr im Falle einer Schrittabweichung innerhalb einer kurzen Periode richtig steuerbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Kraftstoffzufuhr-Steuereinrich­ tung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. 2 gelöst.

Bei einer Kraftstoffzufuhr-Steuereinrichtung der erfindungs­ gemäßen Art wird bei der Detektierung des Schrittabwei­ chungszustandes der Steuerwert des Schrittmotors mittels der Schrittanzahl entsprechend der Abweichung zwischen dem Steuerwert und der Steuerstellung korrigiert; im Falle einer Schrittabweichung wird daher der Steuerwert sofort korri­ giert, so daß die Kraftstoffzufuhr-Steuereinrichtung bei nach folgendem Antrieb in die richtige Steuerstellung ge­ bracht werden kann.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand eines Un­ teranspruchs.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen gemäß den Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine generelle schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kraft­ stoffzufuhr-Steuereinrichtung für einen Verbren­ nungsmotor;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines Steuersystems der gleichen Einrichtung;

Fig. 3 ein Flußdiagramm eines Programmsteuerablaufs für die Steuerung eines Schrittmotor-Antriebszustandes im gleichen Steuersystem;

Fig. 4 ein Flußdiagramm eines Schrittabweichungs-Detek­ tierungsprogramms;

Fig. 5 ein Blockschaltbild eines Programms zur Festlegung von Schrittmotor-Antriebszuständen;

Fig. 6 ein Flußdiagramm eines Schrittmotor-Steuerpro­ gramms;

Fig. 7 ein Flußdiagramm einer SM-Aktualisierung sowie einer D- und TM_O-Modifizierung; und

Fig. 8 ein Flußdiagramm eines Schrittmotor-Ausgangspro­ gramms.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Kraftstoffzufuhr-Steuereinrichtung anhand der Fig. 1 bis 8 erläutert.

Fig. 1 zeigt eine generelle schematische Darstellung einer in einem Motorfahrzeug vorgesehenen Kraftstoffzufuhr-Steuer­ einrichtung für einen Verbrennungsmotor.

An einem stromaufwärtigen Ende eines Ansaugluftkanals 2 zur Zufuhr von Kraftstoff zu einem Verbrennungsmotor 1 ist ein Luftfilter 3, in seinem Verlauf eine Drosselklappe 4 zu sei­ nem Öffnen und Schließen und auf der stromabwärtigen Seite ein Kraftstoffeinspritzventil 5 vorgesehen bzw. montiert; die durch das Luftfilter 3 in den Ansaugluftkanal 2 gesaug­ te Luft strömt durch die Drosselklappe 4, durch welche die Luftmenge gesteuert wird. Die Luft strömt dann in einen An­ saugverteiler 6, durch den Luft zusammen mit durch das Kraftstoffeinspritzventil 5 eingespritztem Kraftstoff als Luft/Kraftstoffgemisch über eine Ansaugöffnung in eine Brennkammer 8 strömt, welche durch ein Ansaugventil 7 geöff­ net und geschlossen wird.

Das in die Brennkammer 8 strömende Luft/Kraftstoffgemisch verbrennt zum Antrieb eines Kolbens 9 und strömt dann durch eine Auspufföffnung, welche durch ein Auspuffventil 10 ge­ öffnet und geschlossen wird, und wird sodann über einen Aus­ puffverteiler 11 und einen Auspuffluftkanal aus dem Motor herausgeleitet.

Auf dem Fahrzeugboden, auf dem der Verbrennungsmotor 1 mon­ tiert ist, ist auch ein Gaspedal 12 vorgesehen, das mittels einer Feder in eine Leerlaufstellung eingestellt wird und beim Treten durch einen Fahrer nach unten schwenkt.

Gemäß Fig. 1 sind das Gaspedal 12 und die Drosselklappe 4 mechanisch nicht miteinander verbunden. Der Grad des Nie­ dertretens des Gaspedals 12 wird durch einen Beschleuni­ gungssensor 13 detektiert, welcher aus einem auf einer Schwenkwelle des Gaspedals 12 montierten Potentiometer besteht. Die Drosselklappe 4 wird für das Öffnen und Schließen durch einen Schrittmotor 15 betätigt, welcher in Ab­ hängigkeit von einem Treibersignal von einer ECU 20 arbei­ tet.

Eine Antriebswelle 15a des Schrittmotors 15 ist auf der gleichen Achse wie eine Ventilwelle 4a der Drosselklappe 4 montiert, wobei eine Verbindung statt über eine Geschwin­ digkeitsschaltverbindung, wie beispielsweise ein Getriebe, direkt über eine Kupplung 16 erfolgt.

Winkel der normalen und der entgegengesetzten Rotation des Schrittmotors 15 werden zu Öffnungs- und Schließwinkeln der Drosselklappe 4. Diese Öffnungs- und Schließwinkel der Drosselklappe 4 werden durch einen aus einem Potentiometer bestehenden Drosselklappensensor 14 detektiert, wobei die Signale der detektierten Winkel in die ECU 20 eingegeben werden.

Auf der stromaufwärtigen Seite des Ansaugluftkanals 2 ist ein Atmosphärendruck-Sensor 21 vorgesehen. Auf der strom­ abwärtigen Seite der Drosselklappe 4 ist ein Ansaugluft­ druck-Sensor 22 vorgesehen, welcher den Absolutdruck der Ansaugluft detektiert. Auf der stromabwärtigen Seite ist weiter hinten ein Ansauglufttemperatur-Sensor 23 vorge­ sehen, der die Ansauglufttemperaturen detektiert.

An einer geeigneten Stelle im Bereich der Brennkammer des Verbrennungsmotors 1 ist ein Wassertemperatursensor 24 vorgesehen, welcher die Kühlwassertemperatur detektiert; innerhalb eines Verteilers ist ein Kurbelwinkelsensor 25 und an geeigneten Stellen ein Motordrehzahlsensor 26, ein Fahr­ zeuggeschwindigkeitssensor 27 und ein Antriebsraddrehzahl­ sensor 28 vorgesehen.

Von den vorgenannten Sensoren wird jeweils ein Detektorsig­ nal in die ECU 20 eingegeben.

Weiterhin sind in dieser Steuereinrichtung ein ACG-Sensor 30 zur Detektierung des Feldstroms einer Drehstromlicht­ maschine, ein Servolenkungsschaltung 31 zur Detektierung der Funktion des Servolenksystems, ein Klimaanlagenschalter 32 zur Detektierung der Funktion der Klimaanlage, ein Starter­ schalter 33 zur Detektierung der Funktion eines Starters, ein Batteriespannungssensor 34 zur Detektierung der Batte­ riespannung, ein Gangwählschalter 35 zur Detektierung der Gangstellung eines Schalthebels sowie ein Schaltstellungs­ schalter 36 zur Detektierung der Schaltstellung vorgesehen. Alle diese Schalter und Sensoren liefern jeweils ein Detek­ torsignal für die ECU 20. In einem von der Batterie ausge­ henden Hauptbatteriekabel ist ein aus einem Hall-Element bestehender Stromsensor 37 zur Detektierung einer elektri­ schen Last vorgesehen, der ein Detektorsignal für die ECU 20 liefert.

Weiterhin sind für eine Selbstfahrtsteuerung (AC-Steuerung) ein Bremsschalter 40, ein AC-Hauptschalter 41, ein AC- Einstellschalter 42 sowie ein AC-Wiederaufnahmeschalter 43 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau des Steuersystems, das den Schrittmotor 15 zur Betätigung der Drosselklappe 4 in Abhängigkeit von Signalen von den oben beschriebenen Sen­ soren und Schaltern steuert.

Zunächst wird in einem Prozeß zur Festlegung einer Endziel- Drosselklappenöffnung R_O der Drosselklappe 4 eine für die verschiedenen Situationen erforderliche Drosselklappenöff­ nung berechnet.

Die ECU 20 besitzt fünf oder mehr Berechnungsanordnungen, nämlich eine R_AP-Berechnungsanordnung 51, welche eine Nor­ maldrosselklappenöffnung R_AP in Abhängigkeit von dem vom Be­ schleunigungssensor 13 gelieferten Betrag AP des Tretens des Gaspedals 12 berechnet, eine R_ACR-Berechnungsanordnung 52, welche auf der Basis des Signals unter anderem vom Brems­ schalter 40 die Drosselklappenöffnung R_ACR während einer Selbstfahrtsteuerung in Abhängigkeit von der vom Fahrzeugge­ schwindigkeitssensor 27 gelieferten Fahrzeuggeschwindigkeit V berechnet, eine R_IDL-Berechnungsanordnung 53, welche die Drosselklappenöffnung R_IDL bei Leerlauf in Abhängigkeit von der vom Motordrehzahlsensor 26 gelieferten Motordrehzahl N_E berechnet, eine R_TCS-Berechnungsanordnung 54, welche bei Zugsteuerung eine Drosselklappenöffnung R_TCS in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit V und der vom Antriebsrad­ drehzahlsensor 28 gelieferten Antriebsraddrehzahl V_W be­ rechnet, sowie eine R_INH-Berechnungsanordnung 55 zur Be­ rechnung der Drosselklappenöffnung R_INH bei Begrenzung der Motorausgangsgröße zwecks Vermeidung eines Motorrisses. Die Endziel-Drosselklappenöffnung R_O wird durch eine Zieldros­ selklappenöffnung R_O-Festlegungsanordnung 50 aus den Dros­ selklappenöffnungen R_AP, R_ACR, R_IDL, R_TCS sowie R_INH fest­ gelegt.

Darüber hinaus enthält die ECU 20 eine Betriebszustands- Bestimmungsanordnung 61 zur Bestimmung des Betriebszustan­ des des Fahrzeuges in Abhängigkeit von von den verschie­ denen vorgesehenen Sensoren und Schaltern gelieferten Sig­ nalen, eine Fahrzustands-Bestimmungsanordnung 62 zur Be­ stimmung des Fahrzustandes des Fahrzeuges sowie eine SM- Antriebszustands-Bestimmungsanordnung 60 zur Bestimmung von Antriebszuständen in Bezug auf die Zieldrosselklappenöffnung R_O zum Antrieb des Schrittmotors 15 auf der Basis eines Be­ stimmungsergebnisses von den Bestimmungsanordnungen 61 und 62.

Eine S/M-Antriebssteueranordnung 70 steuert den Antrieb des Schrittmotors 15 zwecks Einstellung der Drosselklappe 4 auf die Zieldrosselklappenöffnugen R_O bei durch die S/M-Antriebs­ zustands-Bestimmungsanordnung 60 festgelegten Antriebszu­ ständen.

Der Schrittmotor ist ein Hybrid-Vierphasen-Schrittmotor, welcher durch ein Zweiphasen-Erregerantriebssystem angetrie­ ben wird.

Der Schrittmotor 15 gewährleistet zusätzlich zum gewöhnli­ chen Zweiphasenantrieb ohne mechanische Drehzahlreduzierung einen hochauflösenden Mikroschrittantrieb unter Ausnutzung von Software für die richtige Anwendung der beiden Antriebs­ betriebsarten: die Zweiphasenbetriebsart und die Mikro­ schrittbetriebsart.

Bei Zweiphasenbetrieb liefert das gewöhnliche Antriebssy­ stem den gleichen Treiberstrom für benachbarte Erregerpha­ sen, wodurch im vorliegendem Beispiel die Drosselklappe um 1,8° pro Schritt gedreht wird. Im Antriebssystem des Mikro­ schrittbetriebs wird den benachbarten Erregerphasen dagegen der Antriebsstrom mit unterschiedlichem Tastverhältnis zu­ geführt. In diesem Mikroschrittbetrieb ist der Drehwinkel von 1,8° pro Schritt der Drosselklappe durch das Tastver­ hältnis auf einen kleineren Winkel als Betrag des Sprungs pro Stufe unterteilt. In diesem Beispiel sind die 1,8° in 16 Teilungen von 0,11° pro Stufe als Einheitssprungbetrag un­ terteilt; eine weitere Unterteilung ist möglich.

Die Drehzahl des Schrittmotors 15 ist proportional zur Trei­ berfrequenz f (pps).

Ist die Treiberfrequenz f groß, so ist auch die Drehzahl groß und gewährleistet ein gutes Ansprechvermögen. Das An­ triebsdrehmoment wird jedoch klein.

Ist andererseits die Antriebsfrequenz f klein, so wird das Ansprechvermögen beeinträchtigt, wobei jedoch das Antriebs­ drehmoment zunimmt.

Bei der vorliegenden Ausführungsform werden zwei Arten von Treiberfrequenzen f von 600 pps (TM_OH) und 400 pps (TM_OH) verwendet. Die Treiberfrequenz kann in Abhängigkeit von der erforderlichen Drehzahl und dem erforderlichen Antriebs­ drehmoment geteilt werden.

Die Drosselklappenöffnung und der Drehwinkel, welche durch einen Computer digital verarbeitet werden, werden unter Ver­ wendung eines Speichers mit 10 Bit in Form der Anzahl von Schritten im hexadezimalen Zahlensystem ausgedrückt.

Die letzten vier Ziffern (die letzte Ziffer im hexadezimalen Zahlensystem) der 10 Bit entsprechen dem Mikroschrittbe­ trieb, während die höheren Ziffern dem Zweiphasenbetrieb entsprechen.

Daher zeigt 10_H im hexadezimalen Zahlensystem (H bezeichnet das hexadezimale Zahlensystem) den Drehwinkel von 1,8° pro Stufe im Zweiphasenbetrieb; ein Winkel zu OF_H der Einheit 01_H der 16 Unterteilungen entspricht einem Schritt des Mikroschrittbetriebs.

Es sind vier Arten von Kombinationen von Erregerphasen vor­ handen: vier Phasen und eine Phase, eine Phase und zwei Phasen, zwei Phasen und drei Phasen sowie drei Phasen und vier Phasen für jedes von 16 Tastverhältnismustern; es existieren daher insgesamt 64 Formen von Erregungsmustern. Die Anzahl von Schritten, welche kleiner als 40_H sind, ent­ sprechen jeder der 64 Formen von Erregungsmustern.

Im Zweiphasenbetrieb wird der Antrieb des Schrittmotors 15 unter Verwendung eines Zerhackers gesteuert. Im Betrieb der Drosselklappe wird ein Zerhackertastverhältnis zwischen "An­ trieb" und "Halten" geändert; der Wert des Haltetastverhält­ nisses D_HLD ist kleiner als der des Antriebstastverhältnis­ ses D_MOV.

Im folgenden wird der Vorgang der Antriebssteuerung des Schrittmotors 15 anhand der Flußdiagramme nach den Fig. 3 bis 8 erläutert.

Die Flußdiagramme können durch Programme in zwei Arten klassifiziert werden: ein Programm zur Einstellung der Antriebszustände des Schrittmotors 15 (ein Hauptprogramm in Fig. 3 sowie Unterprogramme in den Fig. 4 und 5); und ein Programm zur tatsächlichen Steuerung des Schrittmotors 15 (ein Hauptprogramm in Fig. 6 sowie Unterprogramme in den Fig. 7 und 8).

Das Schrittmotor-Antriebssteuerprogramm gemäß Fig. 3 wird bei einer Unterbrechung von 10 ms abgearbeitet. Zunächst werden die durch den Drosselklappensensor 17 detektierte Drosselklappenöffnung R_TH (Schritt 1) sowie eine Detektor­ information der Sensoren, wie beispielsweise der durch den Beschleunigungssensor 13 detektierte Betrag AP des Gaspe­ daltretens (Schritt 2) gelesen.

Sodann schreitet das Programm zum Schritt 3 fort, in dem die Schrittabweichung des Schrittmotors 15 detektiert wird.

Als Schrittabweichung des Schrittmotors ist der Zustand des Außertrittgeratens zu verstehen, bei dem eine Differenz zwischen einer tatsächlichen Notorstellung und einer lau­ fenden Stellung durch das Schrittmotor-Steuersystem gespei­ chert wird, wenn der Schrittmotor in einem Steuersystem mit offener Schleife gesteuert wird. Gewöhnlich erscheint die Differenz als Stellungsdifferenz in der gleichen Erreger­ phase.

Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Schrittab­ weichung bestimmt, wenn die Differenz zwischen der im Steuersystem für die Drosselklappe 4 gespeicherten lau­ fenden Drosselklappenöffnung SM und der Drosselklappen­ öffnung TH (ein Wert von R_TH in Form der Anzahl von Schrit­ ten) auf der Basis des Signals vom Drosselklappensensor 17 einen speziellen Wert übersteigt.

Dieses Schrittabweichungs-Detektierungsprogramm ist ein Un­ terprogramm gemäß Fig. 4 und wird nachfolgend noch beschrie­ ben. Gemäß Fig. 3 schreitet das Programm zu einem nachfol­ genden Schritt 4 fort, indem die oben beschriebenen Ziel­ drosselklappenöffnungen R_AP, R_IDL, R_INH, R_ACR sowie R_TCS berechnet werden.

In einem nächsten Schritt 5 wird die Endziel-Drosselklappen­ öffnung R_O durch die Festlegungsanordnung 50 für die Ziel­ drosselklappenöffnung R_O aus den so berechneten fünf Arten von Drosselklappenöffnungen R_AP, R_IDL, R_INH, R_ACR sowie R_TCS festgelegt.

Die R_ACR-Berechnungsanordnung 52 arbeitet abgesehen von der Selbstfahrtsteuerung im Sinne des vollen Schließens der Drosselklappe; die R_TCS-Berechnungsanordnung 54 arbeitet abgesehen von der Zugsteuerung im Sinne des vollen Öffnens der Drosselklappe; die R_INH-Berechnungsanordnung 54 arbeitet abgesehen von der Ausgangsgrößenbegrenzung im Sinne der vol­ len Öffnung der Drosselklappe.

In einem nächsten Schritt 8 werden die Schrittmotor-An­ triebsbedingungen auf der Basis der Zieldrosselklappenöff­ nung R_O festgelegt, wodurch das Programm beendet wird.

Nachfolgend wird die Detektierung der Schrittabweichungszu­ stände des Schrittmotors im Schritt 3 anhand des Unterpro­ gramms nach Fig. 4 erläutert.

Zunächst wird unterschieden, ob ein einen nicht normalen Be­ trieb des Schrittmotors 15 selbst anzeigendes Kennzeichen­ signal F_SMFS = "1" ist oder nicht. Ist das Kennzeichensig­ nal F_SMFS = 1, d. h. arbeitet der Schrittmotor 15 nicht nor­ mal, so folgt eine Schrittabweichungsdetektierung durch die­ ses Programm; arbeitet der Schrittmotor 15 normal (F_SMFS = 0), so schreitet das Programm zu einem nächsten Schritt 12 fort, in dem unterschieden wird, ob der Drosselklappensensor 17 ein nicht normales Signal abgibt oder nicht.

Hat der Drosselklappensensor 17 einen nicht normalen Be­ trieb festgestellt, so springt das Programm zu einem Schritt 13, wodurch ein Schrittabweichungs-Zählwert C_ER1 auf der offenen Seite und ein Schrittabweichungs-Zählwert C_ER2 auf der geschlossenen Seite gelöscht wird, um aus diesem Pro­ gramm herauszugehen.

Stellt der Drosselklappensensor einen normalen Betrieb fest, so schreitet das Programm zu einem nächsten Schritt 14 fort, in dem unterschieden wird, ob der Absolutwert |TH-SM| der Abweichung zwischen der durch den Drosselklappensensor 17 detektierten Drosselklappenöffnung TH und der im Steuer­ system gespeicherten laufenden Drosselklappenöffnung SM 2D_H übersteigt.

Wird 2D_H nicht überschritten, so wird eine geringe Wahr­ scheinlichkeit für eine Schrittabweichung festgelegt, wobei das Programm zu einem Schritt 15 fortschreitet, in dem unterschieden wird, ob die Drosselklappenöffnung TH auf der Basis des Signals vom Drosselklappensensor 16 05_H über­ steigt. Ist dies der Fall, so arbeitet der Schrittmotor normal. Das Programm schreitet dann zu einem Schritt 17 vor, um die Schrittabweichungs-Zählwerte C_ER1 und C_ER2 zu lö­ schen, wobei das Programm dann verlassen wird.

Liegt die Drosselklappenöffnung TH unter 05_H, so schreitet das Programm zu einem Schritt 16 fort, in dem unterschieden wird, ob die Zieldrosselklappenöffnung R_O 1,1° übersteigt oder nicht. Wird 1,1° nicht überschritten, so arbeitet der Schrittmotor ohne Schrittabweichung normal. In diesem Falle schreitet das Programm zum Schritt 7 fort; wird 1,1° über­ schritten, so springt das Programm zu einem Schritt 23 zur Verarbeitung der Schrittabweichung auf der geschlossenen Seite im nachfolgend beschriebenen Sinne.

Ist andererseits |TH-SM| < 2D_H, so schreitet das Programm zu einem Schritt 18 fort, da eine Wahrscheinlichkeit für das Auftreten einer Schrittabweichung besteht. In diesem Schritt 18 werden die Drosselklappenöffnung TH vom Drosselklappen­ sensor 17 und die gespeicherte Drosselklappenöffnung SM miteinander verglichen, wobei der Schrittmotor eine Schritt­ abweichung auf der offenen Seite erfährt, wenn die Drossel­ klappenöffnung TH größer als die Drosselklappenöffnung SM ist. Das Programm schreitet zu einem Schritt 19 fort, in dem der Schrittabweichungs-Zählwert C_ER1 auf der offenen Seite fortgeschaltet wird, während der Schrittabweichungs-Zähl­ wert C_ER2 auf der geschlossenen Seite gelöscht wird. In einem Schritt 20 wird unterschieden, ob der Schrittabwei­ chungs-Zählwert C_ER auf der offenen Seite einen Schrittab­ weichungs-Bestimmungsschwellwert CE überschritten hat oder nicht. Wird der Schwellwert CE nicht erreicht, so wird dieses Programm verlassen. Wird der Schwellwert CE über­ schritten, so schreitet das Programm zu einem Schritt 21 zur Berechnung eines Schrittabweichungs-Korrekturwertes K_DAC und sodann zu einem Schritt 22 zum Setzen eines Schrittabwei­ chungs-Kennzeichensignals F_DAC auf "1" fort.

Der Schrittabweichungs-Korrekturwert sollte größer als ein ganzzahliges Vielfaches von 40_H sein, bei dem es sich um den TH-SM am nächsten liegenden Wert handelt.

Ist im Schritt 18 TH größer als SM, so schreitet das Pro­ gramm wegen der Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer Schrittabweichung auf der offenen Seite zu einem Schritt 23 fort. In diesem Schritt 23 wird der Schrittabweichungs-Zähl­ wert C_ER1 auf der offenen Seite gelöscht, während der Schrittabweichungs-Zählwert C_ER2 auf der geschlossenen Seite fortgeschaltet wird. In einem Schritt 24 wird unterschieden, ob der Schrittabweichungs-Zählwert C_ER2 auf der geschlos­ senen Seite den Schrittabweichungs-Bestimmungsschwellwert CE überschreitet oder nicht. Liegt der Schrittabweichungs-Zähl­ wert C_ER2 unter dem Schwellwert CE, so wird dieses Programm im Schritt 24 verlassen. Wird der Schwellwert CE überschrit­ ten, so wird in einem Schritt 25 bestimmt, ob die gespei­ cherte Drosselklappenöffnung SM unter 05_H liegt oder nicht. Überschreitet die Drosselklappenöffnung SM 05_H, so schreitet das Programm zu einem Schritt 26 fort, in dem entsprechend dem Schritt 21 der Schrittabweichungs-Korrekturwert K_DAC be­ rechnet wird. Im Schritt 22 wird das Schrittabweichungs- Kennzeichensignal F_DAC auf "1" gesetzt. Liegt die gespei­ cherte Drosselklappenöffnung SM unter 05_H, so befindet sich der Schrittmotor bei voll geschlossener Drosselklappe 4 außer Tritt, wobei das Schrittabweichungs-Kennzeichensignal F_THC für volles Schließen auf "1" gesetzt wird und das Pro­ gramm zum Schritt 22 fortschreitet, in dem das Schrittab­ weichungs-Kennzeichensignal F_DAC auf "1" gesetzt wird.

Ist das Schrittabweichungs-Kennzeichensignal F_DAC im Schritt 22 auf "1" gesetzt, so erfolgt eine Bestimmung, ob die Zeit­ periode des Zeitgebersignals T_SMSF für den nicht normalen Betrieb des Schrittmotors beendet ist oder nicht. Unter der Annahme, daß die Zeitperiode des Zeitgebersignals T_SMSF nicht beendet ist, schreitet das Programm zu einem Schritt 29 fort, in dem der Schrittabweichungs-Auftrittsfrequenz- Zählwert C_DAC gelöscht und das Bestimmungszeitgebersignal T_SMSF rückgesetzt wird (Schritt 30).

Ist das Bestimmungszeitgebersignal T_SMSF rückgesetzt und ge­ startet, so springt das Programm vom Schritt 28 zu einem Schritt 31, wenn der Schrittmotor bis zum Ende des Zeitge­ bersignals T_SMSF erneut außer Tritt gerät; sodann erfolgt eine Entscheidung, ob die erste und dritte Phase der Erre­ gerphasen des Schrittmotors 15 eine Abnormalität aufweisen (Abnormalitäts-Kennzeichensignal F_13FS für die erste und dritte Phase). In einem Schritt 32 erfolgt eine Beurteilung, ob die zweite und vierte Phase eine Abnormalität aufweisen (zweites und viertes Abnormalitäts-Kennzeichensignal F_24FS). Ist bei auf "1" gesetztem Kennzeichensignal F_13FS oder F_24FS eine Abnormalität vorhanden, so wird dieses Programm ver­ lassen. Ist keine Abnormalität vorhanden, so schreitet das Programm zu einem Schritt 33 fort, in dem der Schrittabwei­ chungs-Auftrittsfrequenz-Zählwert C_DAC fortgeschaltet wird. In einem Schritt 34 wird bestimmt, ob der Schrittabwei­ chungs-Auftrittsfrequenz-Zählwert C_DAC den Schrittmotor- Abnormalitätsbestimmungs-Schwellwert CD überschreitet oder nicht. Ist der Schwellwert CD noch nicht erreicht, so springt das Programm zu einem Schritt 30, in dem das Be­ stimmungszeitgebersignal T_SMSF für nicht normal arbeitenden Schrittmotor rückgesetzt wird, um zu prüfen, wann die Schrittabweichung innerhalb von T_SMSF wieder auftritt. Tritt die Schrittabweichung noch auf, so schreitet das Programm vom Schritt 28 zum Schritt 31 fort, um den Schrittabwei­ chungs-Auftrittsfrequenz-Zählwert C_DAC fortzuschalten. Tritt die Schrittabweichung auch nach der Wiederholung des vor­ stehend erläuterten Ablaufs bis zum Überschreiten des Schwellwertes CD durch den Schrittabweichungs-Auftritts­ frequenz-Zählwert C_DAC weiter auf, so schreitet das Pro­ gramm von einem Schritt 34 zu einem Schritt 35 fort, wobei das Kennzeichensignal F_SMSF für nicht normal arbeitenden Schrittmotor auf "1" gesetzt wird.

Ist F_SMSF = 1, so wird dieses Programm im oben erläuterten Schritt 11 verlassen.

Vorstehend wurde das Schrittmotor-Schrittabweichungsdetek­ tierungsprogramm entsprechend dem Schritt 5 nach Fig. 3 erläutert.

Nachfolgend wird anhand des Flußdiagramms nach Fig. 5 das Schrittmotor-Antriebszustands-Bestimmungsprogramm gemäß Schritt 6 nach Fig. 3 erläutert.

Die im Schritt 5 bestimmte Zieldrosselklappenöffnung R₀ wird in eine Anzahl von Schritten TH₀ des Schrittmotors 15 umge­ setzt (Schritt 41), wonach das Programm zum Schritt 42 fort­ schreitet.

Im Schritt 42 wird unterschieden, ob die laufende Schritt­ motor-Treiberfrequenz TM_O (der Unterbrechungs-Zeitgeber- Setzwert der Schrittmotor-Antriebssteuerung) 600 pps (TM_OH) beträgt. Ist TM_O = TM_OH, wird in einem Schritt 43 unter­ schieden, ob das Treiberstrom-Tastverhältnis D_MOV gleich 95% oder größer ist. Ist es kleiner als 95%, so wird in einem Schritt 44 eine hohe Treiberfrequenz TM_OH von 600 pps gesetzt. Ist D_MOV gleich 95% oder größer, so schreitet das Programm zu einem Schritt 45 fort, in dem eine kleine Trei­ berfrequenz T_MOL von 400 pps als Treiberfrequenz TM_O ge­ setzt wird.

Ist im Schritt 42 die laufende Treiberfrequenz TM_O nicht gleich TM_OH, d. h. es gilt TM_OL, so schreitet das Programm zu einem Schritt 47 fort, in dem unterschieden wird, ob das Treibertastverhältnis D_MOV = 40% oder größer ist. Ist das Treibertastverhältnis kleiner als 40%, so schreitet das Programm zum Schritt 44 fort, in dem eine hohe Treiberfre­ quenz TM_OH von 600 pps als Treiberfrequenz TM_O gesetzt wird. Ist es gleich 40% oder größer, so schreitet das Programm zu einem Schritt 48 fort, in dem eine kleiner Treiberfrequenz TM_OL von 400 pps als Treiberfrequenz TM_O rückgesetzt wird.

Ist die Treiberfrequenz TM_O gleich der hohen Treiberfrequenz TM_OH (600 pps), so ist es möglich, ein für den richtigen Antrieb des Schrittmotors 15 erforderliches ausreichendes Antriebsdrehmoment durch Verringerung der Treiberfrequenz auf die kleine Frequenz TM_OL (400 pps) zu realisieren, weil der Schrittmotor 15 dem Einfluß von Versorgungsspannungs­ schwankungen aufgrund einer Änderung der elektrischen Last bei einem Treibertastverhältnis D_MOV von 95% oder mehr un­ terliegt.

Ist dagegen die Treiberfrequenz TM_O gleich der kleinen Trei­ berfrequenz TM_OL (400 pps) bei einem Treibertastverhältnis D_MOV unterhalb von 40%, so kann das Ansprechvermögen bei Aufrechterhaltung des ausreichenden Antriebsdrehmomentes durch Erhöhung der hohen Treiberfrequenz auf die hohe Fre­ quenz TM_OH (600 pps) verbessert werden.

Ist die hohe Treiberfrequenz TM_OH im Schritt 44 gesetzt, so wird die Treibertastverhältnis-Tabelle für TM_OH im Schritt 45 ausgelesen, um in Abhängigkeit von der Batteriespannung V_B D_MOVH zu wählen. Sodann wird D_MOVH auf das Treibertast­ verhältnis D_MOV gesetzt (Schritt 46).

Ist im Schritt 48 die kleine Treiberfrequenz TM_OL auf die Treiberfrequenz TM_O gesetzt, so wird in einem Schritt 49 die Treibertastverhältnis-Tabelle für TM_OL ausgelesen, wodurch in Abhängigkeit von der Batteriespannung V_B D_MOVL gesetzt und dieser Wert auf das Treibertastverhältnis D_MOV gesetzt wird (Schritt 50).

Nach dem Setzen des Treibertastverhältnisses D_MOV, wird in einem Schritt 51 in Abhängigkeit von der Batteriespannung V_B das Haltetastverhältnis D_HLD aus der Haltetastverhältnis-Ta­ belle ausgelesen.

Weiterhin wird in einem Schritt 52 aus der Tabelle auf der Basis der Batteriespannung V_B ein Tastverhältnis-Korrektur­ koeffizient K_µD ausgelesen.

Gemäß dem vorstehend beschriebenen Programm werden vier Schrittmotor-Antriebsbedingungen, nämlich die Treiberfre­ quenz TM_O, das Treibertastverhältnis D_MOV, das Haltetast­ verhältnis D_HLD sowie der Tastverhältnis-Korrekturkoeffi­ zient K_µD festgelegt.

Sodann wird in einem Schritt 53 unterschieden, ob die Mo­ tordrehzahl NE kleiner als eine spezielle Drehzahl N₁ ist oder nicht. Überschreitet die Motordrehzahl N_E N₁, so wird ein erzwungenes Zweiphasen-Kennzeichensignal F2Φ auf "0" gesetzt (Schritt 54); wird N₁ nicht überschritten, so schreitet das Programm zu einem Schritt 55 fort, in dem das erzwungene Zweiphasen-Kennzeichensignal F2 Φ auf "1" ge­ setzt wird, wodurch der erzwungene Zweiphasenantrieb an­ gezeigt wird.

Der Schrittmotor wird durch den erzwungenen Zweiphasenan­ trieb zwecks Reduzierung des Stromverbrauchs angetrieben, bis der Motor auf eine Motordrehzahl, die kleiner als ein spezieller Wert ist, gestartet ist. Um diesen Zweiphasen­ antrieb anzuzeigen, wird das erzwungene Zweiphasen-Kenn­ zeichensignal F2Φ auf "1" gesetzt.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 6 bis 8 ein Ablauf zur tatsächlichen Steuerung des Antriebs des Schrittmotors 15 bei auf diese Weise gesetzten Bedingungen beschrieben.

Zunächst wird im Hauptprogramm der Schrittmotorsteuerung gemäß Fig. 6 in einem Schritt 61 die vorher gesetzte Trei­ berfrequenz TM_O gesetzt, wonach dieses Programm in einem Unterbrechungszyklus auf der Basis der Treiberfrequenz TM_O abgearbeitet wird.

In einem Schritt 62 wird eine gespeicherte Differenz zwi­ schen der Anzahl von Schritten TH_O der Zieldrosselklappen­ öffnung und der Anzahl von Schritten SM der laufenden Dros­ selklappenöffnung als Zielanzahl von Schritten S_CMD verwen­ det und danach in einem Schritt 63 die Drehrichtung des Schrittmotors 15 festgelegt.

Das bedeutet, daß die folgenden Kennzeichensignale gesetzt werden: Ein Drehrichtungs-Kennzeichensignal F_DIR, das die Drehrichtung des Schrittmotors 15 zur offenen und geschlos­ senen Seite anzeigt, ein Kennzeichensignal F_OPP für entge­ gensetzte Drehung, das die umgekehrte Drehrichtung anzeigt, sowie ein Halte-Kennzeichensignal F_HLD.

Sodann wird in einem Schritt 64 der Zustand des Schrittab­ weichungs-Kennzeichensignals F_DAC beurteilt; liegt eine "1" vor, so schreitet das Programm zu einem Schritt 65 fort. So­ dann wird nach Setzen des Schrittabweichungs-Kennzeichensig­ nals F_DAC auf "0" der Zustand des Schrittabweichungs-Kenn­ zeichensignals F_THC für volles Schließen festgelegt (Schritt 66). Liegt eine "0" vor, so schreitet das Programm zu einem Schritt 67 fort, in dem der in den Schritten 21 und 26 be­ rechnete Schrittabweichungs-Korrekturwert K_DAC der gespei­ cherten Drosselklappenöffnung SM hinzuaddiert wird, um eine neue gespeicherte Drosselklappenöffnung SM zu realisieren, wodurch die Schrittabweichung durch Kompensation der ge­ speicherten Drosselklappenöffnung SM korrigiert wird. Da­ nach springt das Programm zu einem Schritt 90.

Ist im Schritt 66 das Schrittabweichungs-Kennzeichensignal F_THC für volles Schließen auf "1" gesetzt, so schreitet das Programm zu einem Schritt 68 fort, in dem dieses Kennzei­ chensignal F_THC auf "0" gesetzt wird, wobei auch das Mikro­ schritt-Kennzeichensignal F_µ auf "0" gesetzt wird (Schritt 69). Danach wird die gespeicherte Drosselklappenöffnung SM auf den unteren Grenzwert SM_L gesetzt, um die Schrittabwei­ chungskorrektur durch Kompensation der gespeicherten Dros­ selklappenöffnung SM durchzuführen. Sodann springt das Pro­ gramm auf den Schritt 90.

Ist die gespeicherte Drosselklappenöffnung SM kompensiert, so wird der Schrittmotor 15 so angetrieben und gesteuert, daß die Drosselklappe die Zielöffnung einnimmt, wodurch das Außertrittfallen in einer kurzen Zeitperiode beseitigt wird und auf die weitere Schrittmotorsteuerung kein Einfluß aus­ geübt wird.

Es braucht daher für die Vermeidung des Außertrittfallens kein großer Drehmomentspielraum für den Motor vorgesehen werden, wobei die Schrittabweichungskorrektur zuverlässig innerhalb kurzer Zeit über eine Steuerung mit offener Schleife durchführbar ist.

Ist F_DAC im Schritt 64 gleich 0, so ist der Schrittmotor nicht außer Tritt; das Programm schreitet daher zu einem Schritt 71 fort, in dem unterschieden wird, ob das erzwun­ gene Zweiphasen-Kennzeichensignal F2Φ = "1" ist oder nicht. Liegt eine "1" vor, so schreitet das Programm zu einem Schritt 73 fort. Ist dies nicht der Fall, so schreitet das Programm zu einem Schritt 72 fort, in dem unterschieden wird, ob die Zielanzahl von Schritten S_CMD = 10_H ist oder nicht.

Ist die Zielanzahl von Schritten F_CMD = 10_H oder größer, so schreitet das Programm zu einem Schritt 73 fort. Liegt die Anzahl unterhalb von 10_H, so schreitet das Programm zu einem Schritt 81 fort.

Im Falle des Zweiphasenbetriebs schreitet das Programm zum Schritt 73 fort. Ist das erzwungene Zweiphasen-Kennzeichen­ signal F2Φ = "1" oder übersteigt die Zielanzahl von Schrit­ ten 10_H, so schreitet das Programm zum Schritt 73 fort. Ist andererseits F2Φ = 0 und S_CMD < 10_H, so schreitet das Pro­ gramm zu einem Schritt 81 fort, um den Schrittmotor im Mikroschrittbetrieb anzutreiben.

Schreitet das Programm bei Zweiphasenbetrieb zum Schritt 73 fort, so wird durch das Mikroschritt-Kennzeichensignal F_µ unterschieden, ob im vorhergehenden Schritt der Mikro­ schrittbetrieb vorhanden war oder nicht. Ist F_µ = 0 und liegt kein Mikroschrittbetrieb vor und war der vorhergehen­ de Betrieb der Zweiphasenbetrieb, so schreitet das Programm zu einem Schritt 76 im Unterprogramm fort, indem die ge­ speicherte Drosselklappenöffnung SM aktiviert und eine Ände­ rung im Tastverhältnis D sowie in der Treiberfrequenz TM_O durchgeführt wird. War der vorhergehende Betrieb der Mikro­ schrittbetrieb F_µ = 1, so schreitet das Programm zu einem Schritt 74 fort, in dem unterschieden wird, ob die erste Ziffer der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM gleich O_H im hexadezimalen Zahlensystem ist oder nicht. Ist die erste Ziffer gleich O_H, so wird das Mikroschritt-Kennzei­ chensignal F_µ auf "0" gesetzt (Schritt 75) und es wird das Unterprogramm gemäß Schritt 76 abgearbeitet.

Im Unterprogramm im Schritt 76 gemäß Fig. 7 wird zunächst unterschieden, ob die Zielanzahl von Schritten S_CMD gleich 9_H oder mehr ist (Schritt 101); liegt die Zielanzahl von Schritten unter 9_H, so ist für den Schrittmotor ein Zwei­ phasenantrieb möglich, der im Haltezustand gehalten werden kann. Das Programm schreitet daher zu einem Schritt 102 fort, in dem aus dem Halte-Kennzeichensignal F_HLD unter­ schieden wird, ob sich der Schrittmotor im Haltezustand befand oder nicht. War der vorhergehende Zustand der Hal­ tezustand (F_HLD = 1), so wird bei Aufrechterhaltung des vorhergehenden Zustandes das vorliegende Unterprogramm ver­ lassen. War der vorhergehende Zustand der Antriebszustand (F_HLD = 0), so schreitet das Programm zu einem Schritt 103 fort, in dem das Halte-Kennzeichensignal F_HLD = 1 ist und der laufende Antriebszustand in den Haltezustand überführt wird. Daher wird zur Anzeige eines größeren Tastverhältnis­ ses ein Tastverhältnis-Kennzeichensignal F_DUP auf "1" ge­ setzt (Schritt 104), um das Tastverhältnis zur Erhöhung der Halteleistung zu vergrößern. Weiterhin wird die Treiber­ frequenz TM_O auf eine lange Periode TM_DLY (etwa 100 pps) gesetzt (Schritt 105), um eine nachfolgende Unterbrechung für eine spezielle Zeitperiode zu verhindern, wodurch ein bei der Überführung von Antriebszustand in den Haltezustand mögliche Vibration eingeschränkt wird und der Schrittmotor schnell in einen stabilisierten Haltezustand eintritt.

Wird der Schrittmotor im Schritt 101 mit einer Zielanzahl von Schritten von 9_H oder mehr angetrieben, so schreitet das Programm zu einem Schritt 106 fort, in dem das Halte-Kenn­ zeichensignal F_HLD auf 0 gesetzt wird; in einem Schritt 107 wird unterschieden, ob das Kennzeichensignal F_OPP für ent­ gegengesetzte Drehung auf "1" gesetzt ist oder nicht. Im Falle einer entgegengesetzten Drehung (F_OPP = 1) springt das Programm zu einem Schritt 104, wodurch das Tastverhältnis- Kennzeichensignal F_DUP auf "1" und TM_DLY auf die Treiber­ frequenz TM_O gesetzt wird, womit eine Vibration und ein Schrittabweichungszustand verhindert werden, die bei Umkehr der Drehrichtung des Schrittmotors 15 auftreten können. Dies erfolgt dadurch, daß eine hohe Halteleistung beibehalten und eine nachfolgende Unterbrechung für eine spezielle Zeitpe­ riode verhindert wird.

Wird im Schritt 107 die Drehrichtung des Schrittmotors 15 mit dem Kennzeichensignal F_OPP = 0 für entgegengesetzte Drehung nicht umgekehrt, so schreitet das Programm zu einem Schritt 108 fort, in dem der Zustand des Drehrichtungs-Kenn­ zeichensignals F_DIR festgelegt wird. Um den Schrittmotor auf die offenen Seite (F_DIR = 0) zu drehen, wird zur Realisie­ rung einer neuen gespeicherten Drosselklappenöffnung SM der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM 10_H (entsprechend einem Schritt im Zweiphasenbetrieb) hinzuaddiert (Schritt 109). Wird der Schrittmotor dagegen auf die geschlossene Seite (F_DIR = 1) gedreht, so wird zur Aktualisierung der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM 10_H von der gespei­ cherten Drosselklappenöffnung SM subtrahiert (Schritt 110).

Vorstehend wurde der Zweiphasenbetrieb erläutert. War der vorhergehende Betrieb der Zweiphasenbetrieb oder war die erste Ziffer der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM im vorhergehenden Mikroschrittbetrieb unabhängig von der Ab­ arbeitung des Unterprogramms für die gespeicherte Drossel­ klappenöffnung SM, deren erste Ziffer im vorhergehenden Mikroschrittbetrieb zufällig gleich 0_H war, nicht O_H, so erfolgt eine Rückführung zum Programm nach Fig. 6 und sodann ein Fortschreiten vom Schritt 74 zum Schritt 75. In diesen Schritten wird der Zustand des Drehrichtungs-Kennzeichen­ signals F_DIR unterschieden. Soll der Schrittmotor auf die offene Seite (F_DIR = 0) gedreht werden, so wird die erste Ziffer der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM aufgerun­ det, um eine neue gespeicherte Drosselklappenöffnung SM festzulegen (Schritt 78). Soll der Schrittmotor dagegen auf die geschlossene Seite (F_DIR = 1) gedreht werden, so wird die erste Ziffer der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM abgerundet, um die gespeicherte Drosselklappenöffnung SM zu aktualisieren (Schritt 79).

Da die erste Ziffer der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM für Zweiphasenantrieb auf- oder abgerundet wird, kann der Schrittmotor glatt vom Mikroschrittantrieb auf den Zweipha­ senantrieb übergehen, ohne daß Schwierigkeiten, wie bei­ spielsweise eine zeitweilige umgekehrte Drehung von der Zielrichtung auf die entgegengesetzte Richtung auftreten.

Vom Schritt 78 oder 79 schreitet das Programm zum Schritt 80 fort, in dem das Mikroschritt-Kennzeichensignal F_µ auf "0" gesetzt wird, wodurch ein Übergang in das tatsächliche Aus­ gangsprogramm (Schritt 90) zusammen mit dem Unterprogramm im Schritt 76 stattfindet, wobei dem Schrittmotor 15 Leistung auf der Basis der aktualisierten gespeicherten Drosselklap­ penöffnung SM zugeführt wird.

Vorstehend wurde die Zweiphasenbetrieb-Verarbeitung be­ schrieben. Ist der Betrieb im Schritt 71 nicht der erzwun­ gene Zweiphasenbetrieb (S2Φ = 0) und liegt die Zielanzahl von Schritten F_CMD im Schritt 72 unter 10_H, so tritt das Programm in den Mikroschrittbetrieb ein. Im Schritt 81 wird das Mikroschritt-Kennzeichensignal F_µ auf "1" gesetzt und im Schritt 82 wird unterschieden, ob der vorhergehende Betrieb der Mikroschrittbetrieb vom vorhergehenden Mikroschritt- Kennzeichensignal F_µ war oder nicht. War auch der vorherge­ hende Betrieb der Mikroschrittbetrieb (vorhergehendes F_µ 1), so schreitet das Programm zum Schritt 83 fort, in dem aus dem Kennzeichensignal F_OPP für entgegengesetzte Drehung unterschieden wird, ob die Drehrichtung umgekehrt werden soll oder nicht. Wird die Drehrichtung nicht umgekehrt (F_OPP = 0), so schreitet das Programm zum Schritt 87 fort. Im Falle der umgekehrten Drehung (F_OPP = 1), d. h. bei Um­ kehrung der Drehrichtung des Schrittmotors im vorhergehen­ den Mikroschrittbetrieb und im laufenden Mikroschrittbe­ trieb, springt das Programm zu einem Schritt 105 des Pro­ gramms zur Aktualisierung von SM nach Fig. 7, in dem die Treiberfrequenz TM_O auf TM_DLY gesetzt wird, wodurch eine nachfolgende Unterbrechung für eine spezielle Zeitperiode (etwa 10 ms) zur Begrenzung von Vibrationen und Verhinde­ rung einer Schrittabweichung des Schrittmotors verhindert wird.

Ist im Schritt 82 der vorhergehende Betrieb der Zweiphasen­ betrieb, so schreitet das Programm zum Schritt 84 fort, wo­ bei durch das Halte-Kennzeichensignal F_HLD unterschieden wird, ob ein Haltebefehl vorliegt oder nicht. Liegt ein Haltebefehl vor (S_HLD = 1), so schreitet das Programm zum Schritt 85 fort, in dem das Halte-Kennzeichensignal F_HLD auf "0" gesetzt wird, um den Haltezustand zu löschen, wonach das Programm zum Schritt 87 fortschreitet.

Wird der Antriebsbefehl (F_HLD = 0) im Schritt 84 im vorher­ gehenden Zweiphasenbetrieb (F_µ = 0) gegeben, so springt das Programm zum Schritt 104 nach Fig. 7, in dem das Tastverhältnis-Kennzeichensignal F_DUP auf "1" gesetzt wird, während im Schritt 105 TM_DLY auf die Antriebsfrequenz TM_O gesetzt wird.

Erfolgt eine Änderung vom Zweiphasenantrieb zum Mikro­ schrittantrieb, so wird das Tastverhältnis des dem Schritt­ motor 15 zuzuführenden Stroms erhöht und gleichzeitig die nächste Unterbrechung für eine spezielle Periode verhindert, wodurch Vibrationen eingeschränkt und eine Schrittabweichung verhindert werden.

Im Schritt 87 wird der Zustand des Drehrichtungs-Kennzei­ chensignals F_DIR unterschieden. Wird der Schrittmotor auf die offene Seite F_DIR = 0 gedreht, so schreitet das Pro­ gramm zum Schritt 88 fort, in dem die Zielanzahl von Schrit­ ten S_CMD der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM hinzu­ addiert wird, um diese zu aktualisieren. Wird der Schritt­ motor dagegen auf die geschlossene Seite (F_DIR = 1) ge­ dreht, so schreitet das Programm zum Schritt 89 fort, in dem die Zielanzahl von Schritten S_CMD von der gespeicherten Drosselklappenöffnung SM subtrahiert wird, um diese zu aktualisieren.

Ist die gespeicherte Drosselklappenöffnung SM im oben be­ schriebenen Sinne aktualisiert, so schreitet das Programm unter Eintritt in das Ausgangsprogramm zu einem Schritt 90 fort, um dem Schrittmotor Leistung zuzuführen.

Dieses Programm ist in Fig. 8 dargestellt. Zunächst wird die aktualisierte gespeicherte Drosselklappenöffnung SM in einem Schritt 141 zeitweise im M gespeichert und sodann unter­ schieden, ob dieser gespeicherte Wert M gleich 40_H oder größer ist (Schritt 142); übersteigt der gespeicherte Wert 40_H, so schreitet das Programm zu einem Schritt 143 fort, in dem 40H vom gespeicherten Wert M subtrahiert wird, um einen neuen gespeicherten Wert M festzulegen, wonach das Programm zum Schritt 142 zurückkehrt, in dem beurteilt wird, ob der gespeicherte Wert M nach der Subtraktion 40_H überschreitet oder nicht.

Durch Wiederholung der Schritte 142 und 143 kann der gespei­ cherte Wert M unter Ausnutzung eines Restes der Division des anfänglich gespeicherten Wertes M durch 40_H erhalten werden. Wird der Rest so gewonnen, so schreitet das Programm vom Schritt 142 zu einem Schritt 144 fort, um den gespeicherten Wert M dieses Restes zur Festlegung der Erregungsphase auf die Zählzahl C_NOM zu setzen.

Diese Zählzahl C_NOM liegt im Bereich von 00_H bis 3F_H (0 bis 63). Die Erregerphase des nachfolgend zu erregenden Schritt­ motors 15 kann durch Tabellenauslesung auf der Basis dieser Zählzahl C_NOM festgelegt werden. Bei Mikroschrittbetrieb kann das Tastverhältnis benachbarter Erregerphasen eben­ falls durch Tabellenauslesung festgelegt werden.

Nach dem Setzen dieser Zählzahl C_NOM im Schritt 145 wird im Schritt 104 (Fig. 7) unterschieden, ob das Tastverhältnis- Kennzeichensignal F_DUP auf "1" gesetzt wurde. Ist F_DUP = 1, so wird das Tastverhältnis-Kennzeichensignal F_DUP in einem Schritt 148 auf "0" gesetzt, wonach das Programm zu einem Schritt 150 springt. Ist F_DUP = 0, so wird in einem Schritt 146 unterschieden, ob das Mikroschritt-Kennzeichensignal F_µ = "1" ist. Bei Mikroschrittbetrieb (F_µ = 1) schreitet das Programm zu einem Schritt 152 fort, in dem die Antriebs­ steuerung des Mikroschrittbetriebs gesetzt wird; bei Zweiphasenbetrieb (F_µ = 0) schreitet das Programm zu einem Schritt 147 fort, in dem aus dem Halte-Kennzeichensignal F_HLD unterschieden wird, ob ein Haltebefehl vorhanden ist oder nicht. Ist der Haltebefehl vorhanden (F_HLD = 1), so schreitet das Programm zum Schritt 148 fort, in dem der Zweiphasen-Haltezustand gesetzt wird. Auch bei einem Hal­ tebefehl (F_HLD = 0) schreitet das Programm zum Setzen des Zweiphasen-Antriebszustandes zum Schritt 150 fort.

Sind kein Tastverhältnis-Befehl (F_DUP = 0) und kein Halte­ befehl (F_HLD = 1) im Zweiphasenbetrieb (F_µ = 0) vorhanden, so schreitet das Programm zum Schritt 148 fort, in dem der Halte-Tastverhältniswert D_HLD auf die Zerhackertastverhält­ nisse Φ1, 3D und Φ2, 4D des Erregerstromes der Einzelphase und drei Phasen sowie zwei Phasen und vier Phasen des Schrittmotors 15 gesetzt wird. Sodann wird in einem Schritt 149 die Erregerphase durch Tabellenauslesung auf der Basis der Zählzahl C_NUM festgelegt.

Ist kein Tastverhältnis-Befehl (F_DUP = 0) aber der An­ triebsbefehl (F_HLD = 0) im Zweiphasenbetrieb (F_µ = 0) vor­ handen, so schreitet das Programm zum Schritt 150 fort, in­ dem der Antriebs-Tastverhältniswert D_MOV auf die Zerhacker­ tastverhältnisse Φ1, 3D und Φ2, 4D des Einzel- und Drei­ phasen- sowie des Zweiphasen- und Vierphasen-Erregerstroms des Schrittmotors 15 gesetzt wird. Im nächsten Schritt 151 wird die Erregerphase durch Tabellauslesung auf der Basis des Zählwertes C_NUM festgelegt.

Der Antriebs-Tastverhältniswert D_MOV ist natürlich größer als der Halte-Tastverhältniswert D_HLD, wobei die Haltelei­ stung während des Haltens klein sein kann.

Ist kein Tastverhältnisbefehl (F_DUP = 1) gegeben worden, so springt das Programm über den Schritt 148 zum Schritt 50, so daß für die Zerhackertastverhältnisse Φ1, 3D und Φ2, 4D ein großer Tastverhältniswert D_MOV gesetzt wird.

Wird die Drehung des Schrittmotors im Zweiphasenbetrieb um­ gekehrt, wenn eine Verschiebung vom Antriebs- auf den Hal­ tezustand und eine Verschiebung vom Zweiphasenantrieb auf den Mikroschrittantrieb erfolgt, so wird das Tastverhält­ nis-Kennzeichensignal F_DUP im Schritt 104 (Fig. 7) zum Zwecke der Einschränkung von Vibrationen auf "1" gesetzt, um eine Schrittabweichung des Schrittmotors zu verhindern. Sodann wird das Zerhackertastverhältnis des Erregerstroms auf einen großen Antriebstastverhältniswert D_MOV gesetzt.

Ist ein Mikroschrittbetrieb-Befehl (F_µ = 1) gegeben worden, so schreitet das Programm vom Schritt 146 zum Schritt 152 fort, in dem die Erregerphase und die Tastverhältnisse Yn (Einzel- und Dreiphasentastverhältnis) sowie Zn (Zwei- und Vierphasentastverhältnis) im Mikroschrittbetrieb auf der Basis der Zählzahl C_NUM auf einer Tabelle ausgelesen wer­ den.

Im nächsten Schritt 153 wird der im Schritt 53 (Fig. 5) aus der Batteriespannung V_B festgelegte Tastverhältnis-Korrek­ turkoeffizient K_µD den Tastverhältnissen Yn und Zn hinzuad­ diert, wonach die Produkte dieser Multiplikation auf die Ein- und Dreiphasen- sowie Zwei- und Vierphasen-Zerhacker­ tastverhältnisse Φ1, 3D und Φ2, 4D gesetzt werden.

Nach diesem Setzen der Zweiphasenantriebs- und Mikroschritt­ antriebs-Erregerphasen und des Tastverhältnisses der Erre­ gerphasen wird im Schritt 154 zur Steuerung des Antriebs des Schrittmotors 15 ein Treibersteuersignal für ihn ausgegeben.

Erfindungsgemäß wird der Schrittmotor 15 im oben beschrie­ benen Sinne gesteuert. Speziell bei einer Schrittabweichung wird diese sofort detektiert (Schritte 14, 20 und 24), wobei ein Schrittabweichungs-Korrekturwert K_DAC addiert wird (Schritte 21 und 26) und dieser Wert K_DAC sodann der gespei­ cherten Drosselklappenöffnung SM hinzuaddiert wird, wodurch diese korrigiert (Schritt 67) und damit die Schrittabwei­ chung in einer kurzen Zeitperiode korrigiert wird.

Es muß daher kein großer Spielraum für das Antriebsdreh­ moment eingestellt werden, so daß eine Steuerung mit offener Schleife durchführbar ist.

Die vorliegende Ausführungsform ist für die Kraftstoffzu­ fuhrsteuerung sowohl für Dieselmotoren als auch für Benzin­ motoren geeignet.

Erfindungsgemäß wird das Auftreten der Schrittabweichung durch die Schrittabweichungs-Detektoreinrichtung detektiert, wobei eine Steuerwert-Korrekturanordnung einen Steuerwert unter Verwendung der Anzahl von Korrekturschritten korri­ giert, welche durch die Schrittabweichungs-Schrittwert-Be­ rechnungsanordnung berechnet wird; daher kann die Schritt­ abweichungskorrektur in einer kurzen Zeitperiode durchge­ führt werden, wodurch das Rücksetzen der Drosselklappen- Steuerfunktion in den ursprünglichen richtigen Zustand mög­ lich wird.

Diese Schrittabweichungskorrektur erfolgt auf richtige Kor­ rekturwerte und kann richtig und sicher durchgeführt werden, so daß die Einstellung eines großen Antriebsdrehmoment- Spielraums nicht notwendig ist und dadurch eine Steuerfunk­ tion mit offener Schleife nicht beeinträchtigt wird.

Claims (3)

1. Kraftstoffzufuhr-Steuereinrichtung für einen eine Kraftstoffzufuhr-Einstellvorrichtung (4) zur Einstel­ lung einer ihm zugeführten Ansaugluftmenge oder Kraft­ stoffmenge, einen Schrittmotor (15) zum Antrieb der Kraftstoffzufuhr-Einstellvorrichtung (4) sowie eine Steuerwert-Ausgabeanordnung (20) zur Ausgabe eines Steuerwertes für den Schrittmotor (15) aufweisenden Verbrennungsmotor (1) mit
einem Stellungssensor (17) zur Detektierung der Steuer­ stellung der Kraftstoffzufuhr-Einstellvorrichtung (4),
einer Schrittabweichungs-Detektoranordnung (S14) zur Detektierung der Schrittabweichung des Schrittmotors (15) auf der Basis eines Steuerwertes von der Steuer­ wert-Ausgabeanordnung (20) und einer durch den Stel­ lungssensor (17) detektierten Steuerstellung,
einer Schrittabweichungs-Schrittwert-Berechnungsanord­ nung (S21, S26) zur Umsetzung einer Abweichung zwischen Steuerwert und Steuerstellung im Zeitpunkt der Detek­ tierung einer Schrittabweichung des Schrittmotors (15) durch die Schrittabweichungs-Detektoranordnung (S14) in eine Anzahl von Schritten des Schrittmotors (15) und
einer Steuerwert-Korrekturanordnung (S67) zur Korrek­ tur des Steuerwertes des Schrittmotors (15) mittels der durch die Schrittabweichungs-Schrittwert-Berechnungsan­ ordnung (S21, S26) festgelegten Schrittanzahl.

2. Kraftstoffzufuhr-Steuereinrichtung für einen eine Kraftstoffzufuhr-Einstellvorrichtung (4) zur Einstel­ lung einer ihm zugeführten Ansaugluftmenge oder Kraft­ stoffmenge, einen Schrittmotor (15) zum Antrieb der Kraftstoffzufuhr-Einstellvorrichtung (4) sowie eine Steuerwert-Ausgabeanordnung (20) zur Ausgabe eines Steuerwertes für den Schrittmotor (15) aufweisenden Verbrennungsmotor (1) mit
einem Stellungssensor (17) zur Detektierung der Steuer­ stellung der Kraftstoffzufuhr-Einstellvorrichtung (4),
einer Schrittabweichungs-Detektoranordnung (S14) zur Detektierung der Schrittabweichung des Schrittmotors (15) auf der Basis eines Steuerwertes von der Steuer­ wert-Ausgabeanordnung (20) und einer durch den Stel­ lungssensor (17) detektierten Steuerstellung,
einer Vollschließ-Schrittabweichungs-Unterscheidungs­ anordnung (S25) zur Unterscheidung, ob ein im Zeitpunkt der Detektierung einer Schrittabweichung des Schritt­ motors (15) durch die Schrittabweichungs-Detektoranord­ nung (S14) festgelegte Steuerwert kleiner als eine spe­ zielle Stellung ist oder nicht, und
eine Substitutionsanordnung (S70) zur Substitution des Steuerwertes durch einen speziellen Wert, wenn die Vollschließ-Schrittabweichungs-Unterscheidungsanordnung (S25) die Steuerstellung als kleiner als eine spezielle Stellung unterscheidet.

3. Kraftstoffzufuhr-Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerwert des Schrittmotors (15) eine gespeicherte laufende Stellung (SM) ist, welche so gesteuert wird, daß die Steuerstel­ lung einem angezeigten Wert (TH_O) des Schrittmotors (15) entspricht.