DE4417000A1 - Schrittmotor-Steuereinheit - Google Patents
Schrittmotor-SteuereinheitInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Schrittmotor-Steuereinheit zum Beschleunigen und Abbremsen
eines Schrittmotors, um den Schrittmotor an einer sich
ständig ändernden Ziel-Stopposition zu positionieren. Ins
besondere bezieht sich die Erfindung auf eine Schrittmotor-
Steuereinheit, mittels der Vibrationen verringerbar sind,
die auf ein wiederholtes Beschleunigen und Abbremsen des an
sie angeschlossenen Schrittmotors zurückzuführen sind.
In letzter Zeit wurden Motorkonzepte entwickelt, bei
denen die Drosselklappen von Fahrzeugmotoren unter Verwen
dung von Schrittmotoren elektronisch gesteuert werden.
Diese Schrittmotoren arbeiten im jeweiligen Fahrzeug in
Verbindung mit Schrittmotor-Steuereinheiten, die intensiv
zur Steuerung der Betätigung bzw. Inbetriebnahme und des
Anhaltens dieser Motoren verwendet werden.
In diesem Zusammenhang ist es erforderlich, den Öff
nungsgrad jeder Drosselklappe so zu steuern, daß er dem Be
tätigungsmaß des Gaspedals nachgeführt wird bzw. zu diesem
proportional ist. Dieses Erfordernis wird durch eine
Schrittmotor-Steuereinheit erfüllt, die zunächst unter Ver
wendung eines Potentiometers oder dergleichen das Betäti
gungsmaß des Gaspedals mißt. Der jeweilige Meßwert des Po
tentiometers wird in vorbestimmten Zeitabständen abgetastet
und von einem analogen in ein digitales Format umgesetzt,
um als Ziel- bzw. Sollwert zu dienen. Die Steuereinheit
steuert die Stopp- bzw. Halteposition des Schrittmotors in
Übereinstimmung mit dem Sollwert, wodurch der Öffnungsgrad
jeder Drosselklappe gesteuert wird.
Der Unterschied zwischen einer zur Steuerung der Stop
position des Schrittmotors für die Steuerung eines Drossel
klappen-Öffnungsgrads verwendeten Schrittmotor-Steuerein
heit und einer gewöhnlichen Schrittmotor-Steuereinheit wird
nachfolgend erläutert. Zum einen ändert sich das Ausmaß der
Betätigung des Gaspedals mit dem jeweiligen Betriebszustand
des Fahrzeugs ständig. Zum anderen ist es erforderlich, den
Öffnungsgrad der Drosselklappen im Ansprechen auf das Aus
maß der Betätigung des Gaspedals möglichst schnell nachzu
steuern. Ein wesentliches Erfordernis der gattungsgemäßen
Steuereinheit liegt somit darin, den Schrittmotor in Über
einstimmung mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitsmuster
so präzise wie möglich in Betrieb zu setzen und an seiner
vorgesehenen Soll-Stopposition anzuhalten.
Der Bedarf an Steuereinheiten, mittels denen das Betä
tigungsmaß des Gaspedals unter Verwendung eines Schrittmo
tors elektronisch gesteuert werden kann, nimmt derzeit zu.
Eine derartige Steuereinheit zum Ansteuern eines Schrittmo
tors für das Öffnen und Schließen von Drosselklappen ist
beispielsweise in der japanischen Patentoffenlegungsschrift
138855/1986 beschrieben. Bei der dort offenbarten Schritt
motor-Steuereinheit wird der durch das Gaspedal angegebene
Sollwert mit dem momentanen Wert bzw. Istwert des Schritt
motors verglichen, wobei die Umdrehungen des Schrittmotors
in Übereinstimmung mit einer im voraus gespeicherten Tabel
le gesteuert werden, wenn eine Differenz zwischen diesen
beiden Werten vorliegt.
Herkömmliche Schrittmotor-Steuereinheiten der vorste
hend beschriebenen Art leiden an zwei wesentlichen Nachtei
len, die nachstehend näher erläutert werden.
Zunächst soll auf den ersten dieser beiden Nachteile
eingegangen werden. Die Schrittmotor-Steuereinheit tastet
den gemessenen Wert aus dem Potentiometer, mittels dem das
Betätigungsmaß des Gaspedals gemessen wird, in vorbestimm
ten Zeitabständen bzw. Intervallen ab. Der Schrittmotor
wird so angesteuert, daß er sich dem auf diese Weise abge
tasteten Sollwert annähert. Wenn der Sollwert konstant
wird, wird der Schrittmotor gestoppt. Üblicherweise wird
der Schrittmotor dadurch so schnell wie möglich zu seinem
Sollwert bzw. zur Sollposition hin gedreht, daß der Motor
beim Start seiner Drehung beschleunigt und abgebremst bzw.
verzögert wird, wenn der Sollwert erreicht ist. Der Vorgang
des wiederholten Beschleunigens und Abbremsens des Schritt
motors führt in der Regel dazu, daß das vom Schrittmotor
angetriebene System einschließlich der Drosselklappen eine
klopfende Vibration erzeugt. Diese Vibration destabilisiert
die Drosselklappen-Positionen, was dazu führt, daß die
Durchflußrate bzw. -menge des dem Motor zugeführten Ansaug
gemisches instabil wird. Als Folge davon ist es möglich,
daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs nicht mit dem durch
das Betätigungsmaß des Gaspedals vorgegebenen Wert überein
stimmt.
Anhand der in Fig. 6 dargestellten Kennlinie wird nun
mehr schematisch erläutert, wie eine herkömmliche Schritt
motor-Steuereinheit den Schrittmotor ansteuert, wobei der
Schrittmotor eine Vibration erzeugt. In Fig. 6 sind mit dem
Bezugszeichen M diejenigen Änderungen im Sollwert bezeich
net, die mittels des Potentiometers aus dem Betätigungsmaß
des Gaspedals erhalten, in Intervallen mit einer vorbe
stimmten Abtastzeit A als analoge Daten abgetastet und vom
analogen in ein digitales Format umgewandelt werden. Die
Abtastzeit A beträgt gewöhnlich ungefähr 6 Millisekunden,
die unter Berücksichtigung der Rechenprozesse bzw. Tasks
einer Zentraleinheit bzw. CPU, die eine Hauptfahrzeugsteue
rung durchführt und ebenso die verschiedenen vorhandenen
Hilfsgeräte steuert, festgelegt wird.
Mit dem Bezugszeichen P ist der momentane Schritt
(Drehposition) bezeichnet, in dem sich der Schrittmotor be
findet. Der momentane Schritt P wird gemäß der Darstellung
in Fig. 6 Schritt für Schritt geändert. Mit dem Bezugszei
chen MSPD ist der Zustand bzw. Verlauf von an den Schritt
motor angelegten Ansteuerimpulsen bezeichnet. Genauer ge
sagt ergibt sich der Verlauf dieser Ansteuerimpulse aus ei
ner Ansteuerfrequenz und einer Erregungszeit bzw. Ein
schaltzeit. Die Ansteuerfrequenz und die Erregungszeit je
der der dem Motor zugeführten Signalzustände bzw. Impulse
sind beispielsweise in der in Fig. 5 gezeigten Tabelle dar
gestellt. Der durch diese zwei Werte festgelegte Signalzu
stand wird durch die Differenz zwischen dem Sollwert und
der momentanen Position des Schrittmotors bestimmt.
Wenn sich der Wert von M während des Betriebs ändert,
tritt zwischen dem Sollwert und der momentanen Position des
Schrittmotors eine Differenz MA auf. Der Schrittmotor wird
daraufhin von MSPD = 1 auf MSPD = 2 beschleunigt, um die
Differenz MA zu beseitigen. Wenn sich die momentane Positi
on des Schrittmotors dem Sollwert annähert, wird der
Schrittmotor von MSPD = 2 auf MSPD = 1 abgebremst bzw. ver
zögert, um die beim Anhalten des Motors auftretende Vibra
tion zu verringern.
Wie aus der in Fig. 5 gezeigten Tabelle ersichtlich ist,
nimmt die Gesamtzeit B, während der der Schrittmotor auf
die vorstehend beschriebene Weise beschleunigt und abge
bremst wird, einen Wert von 6,858 ms an, wie dies aus Fig. 6
hervorgeht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Erre
gungszeit bei MSPD = 1 eine Dauer von 2000 µs (2 ms) und
bei MSPD = 2 eine Dauer von 1429 µs (1,429 ms) aufweist.
Es ist aus Messungen bekannt, daß die von der vorste
hend beschriebenen Schrittmotor-Steuereinheit angesteuerten
Drosselklappen periodische Klopfvibrationen erzeugen, wie
dies in Fig. 6 durch die mit S bezeichnete Kurve angedeutet
ist. Diese Klopfvibration der Drosselklappen destabilisiert
ihre jeweilige Position und führt somit dazu, daß die
Durchflußrate des dem Motor zugeführten Ansauggemisches in
stabil wird. Als Folge davon ist es möglich, daß die Ge
schwindigkeit des Fahrzeugs mit dem durch das Betätigungs
maß des Gaspedals vorgegebenen Wert nicht übereinstimmt.
Wenn die Klopfvibration des Schrittmotors ein beträcht
liches Ausmaß erreicht hat, kann sie zu einem Außerschritt-
Zustand führen, bei dem der Schrittmotor nicht mehr in der
Lage ist, den Befehlsimpulsen zu folgen. Auch ein derarti
ger Zustand hindert das Fahrzeug daran, seine Geschwindig
keit mit dem durch das Gaspedal vorgegebenen Wert in Über
einstimmung zu halten.
Nachfolgend wird auf den zweiten der vorstehend erwähn
ten beiden Hauptnachteile einer herkömmlichen Schrittmotor-
Steuereinheit eingegangen. Wenn die Schrittmotor-Steuerein
heit den Schrittmotor anhält bzw. stoppt, vibriert das vom
Schrittmotor angesteuerte System noch für einige Zeit, was
somit dazu führt, daß die Durchflußrate des dem Motor zuge
führten Ansauggemisches für eine bestimmte Zeitdauer insta
bil wird. Dies führt ebenfalls zu dem fehlerhaften Zustand,
daß die Fahrzeuggeschwindigkeit nicht mit dem vom Gaspedal
vorgegebenen Wert übereinstimmt.
Wenn beispielsweise die Drehrichtung des Schrittmotors
umgeschaltet werden muß, ist es bei einer herkömmlichen
Schrittmotor-Steuereinheit zur Vermeidung der vorgenannten
Nachteile erforderlich, die Drosselklappen auf die Soll-
Stopposition einzustellen und dort für mindestens 20 bis 30
ms zu belassen, bevor die Drehrichtungsumkehr stattfindet.
Diese Korrekturmaßnahme ruft notwendigerweise eine Verzöge
rung bei der Nachführung bzw. Regelung auf, wenn Änderungen
in dem vom Gaspedal vorgegebenen Wert auftreten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Aus
schaltung der vorgenannten Nachteile herkömmlicher Geräte
eine Schrittmotor-Steuereinheit gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 zu schaffen, mittels der das Auftreten von
Klopfvibrationen minimiert werden kann, wenn der an sie an
geschlossene Schrittmotor periodisch beschleunigt und abge
bremst wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kenn
zeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen ge
löst.
Die Erfindung schlägt demgemäß eine Schrittmotor-Steu
ereinheit vor, die folgende Einrichtungen aufweist:
eine Abtasteinrichtung, die in Intervallen einer vorbe stimmten Abtastzeit einen Sollwert abtastet, der eine Dreh position repräsentiert, an der ein in eine eine bestimmte Eigenfrequenz aufweisendes Antriebssystem eingebauter Schrittmotor seine Drehung beendet, wenn die vorbestimmte Abtastzeit abgelaufen ist, wobei sich der Sollwert über der Zeit ändert; und
eine Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungsein richtung, die den Schrittmotor nach der Ermittlung der je weiligen Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert und einer momentanen Drehposition des Schrittmotors beschleu nigt und den Schrittmotor so abbremst, daß dieser bei dem Sollwert stoppt, wenn die Drehposition dem Sollwert angenä hert ist; und
wobei die vorbestimmte Abtastzeit aus einer periodi schen Zeit gewählt ist, aus der eine der Eigenfrequenz des Antriebssystems entsprechende Zeitdauer ausgenommen ist.
eine Abtasteinrichtung, die in Intervallen einer vorbe stimmten Abtastzeit einen Sollwert abtastet, der eine Dreh position repräsentiert, an der ein in eine eine bestimmte Eigenfrequenz aufweisendes Antriebssystem eingebauter Schrittmotor seine Drehung beendet, wenn die vorbestimmte Abtastzeit abgelaufen ist, wobei sich der Sollwert über der Zeit ändert; und
eine Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungsein richtung, die den Schrittmotor nach der Ermittlung der je weiligen Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert und einer momentanen Drehposition des Schrittmotors beschleu nigt und den Schrittmotor so abbremst, daß dieser bei dem Sollwert stoppt, wenn die Drehposition dem Sollwert angenä hert ist; und
wobei die vorbestimmte Abtastzeit aus einer periodi schen Zeit gewählt ist, aus der eine der Eigenfrequenz des Antriebssystems entsprechende Zeitdauer ausgenommen ist.
Erfindungsgemäß wird die vorbestimmte Abtastzeit somit
aus einer periodischen Zeit ausgewählt, aus der diejenige
Zeitdauer bzw. Periode ausgenommen ist, die der Eigenfre
quenz des vom Schrittmotor angetriebenen Antriebssystems
entspricht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
liegt die Eigenfrequenz des vom Schrittmotor angetriebenen
Systems in einem Bereich von 150 bis einschließlich 180 Hz
und die periodische Zeit liegt in einem Bereich, aus dem
der der Eigenfrequenz entsprechende Bereich von 5,5 ms bis
6,8 ms ausgenommen ist, wobei die periodische Zeit vorzugs
weise auf einen Bereich von 6,8 ms bis 11,0 ms eingestellt
wird.
Im Betrieb betätigt der erfindungsgemäße Schrittmotor
die Drosselklappen des Motors über ein vom Schrittmotor an
getriebenes System. Entsprechende Versuche belegen, daß die
Resonanz- bzw. Eigenfrequenz des vom Schrittmotor angetrie
benen Systems einschließlich der Drosselklappen und des
Schrittmotors in den Bereich von 150 bis 180 Hz fällt. Die
Abtasteinrichtung der Schrittmotor-Steuereinheit tastet den
Sollwert über ein Potentiometer ab, das dasjenige Ausmaß
mißt, in dem das Gaspedal über die Zeit betätigt wird. Die
Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungseinrichtung
berechnet die Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert
und der momentanen Position des Schrittmotors, beschleunigt
den Schrittmotor in Übereinstimmung mit der berechneten
Differenz, bremst den Schrittmotor ab, wenn sich die momen
tane Position des Schrittmotors dem Sollwert annähert, und
stoppt den Schrittmotor bei dem Sollwert. Das Beschleunigen
und Abbremsen des Schrittmotors wird daher in den Interval
len der Abtastzeit wiederholt.
Die Abtastzeit fällt nicht mit der Zeitdauer von 6,8
bis 5,5 ms zusammen, die der Eigenfrequenz des vom Schritt
motor angetriebenen Systems entspricht. Wenn das Beschleu
nigen und Abbremsen des Schrittmotors in den Intervallen
der Abtastzeit wiederholt wird, kann somit verhindert wer
den, daß die Drosselklappen unter Erzeugung einer Klopfvi
bration schwingen. Dies ermöglicht es, die Drosselklappen
mit hoher Präzision zu steuern, so daß die Durchflußrate
des dem Motor zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches höchst
genau gesteuert wird. Da beim Anhalten des Schrittmotors
eine nur geringe Klopfvibration aus den Drosselklappen auf
tritt, klingt die Vibration zum Stoppzeitpunkt des Motors
in sehr kurzer Zeit aus. Hierdurch ist ein sehr schnelles
Ansprechen auf jegliche Änderung des Betätigungsmaßes des
Gaspedals gewährleistet.
Die Erfindung wird nunmehr anhand der Beschreibung ei
nes Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 anhand eines Blockschaltbilds ein Ausführungsbei
spiel der erfindungsgemäßen Schrittmotor-Steuereinheit;
Fig. 2 anhand eines Signaldiagramms schematisch das Ver
fahren der Ansteuerung eines in Fig. 1 gezeigten Schrittmo
tors;
Fig. 3 anhand eines Flußdiagramms die prinzipielle Ar
beitsweise eines von der Schrittmotor-Steuereinheit durch
geführten Steuerungsablaufs;
Fig. 4 eine Tabelle typischer Erregungsmuster des
Schrittmotors;
Fig. 5 eine Tabelle typischer Ansteuerimpulse zum Be
schleunigen und Abbremsen eines Schrittmotors; und
Fig. 6 anhand eines Kurvendiagramms die Art und Weise
der von einer herkömmlichen Schrittmotor-Steuereinheit
durchgeführten Ansteuerung eines Schrittmotors.
In Fig. 1 ist anhand eines Blockschaltbilds ein Ausfüh
rungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schrittmotor-Steue
rungseinheit dargestellt. Gemäß Fig. 1 ist ein für ein Fahr
zeug vorgesehener Benzinmotor 11 mit einem Ansaugrohr 13
verbunden, das eine Mischung aus Benzin und Luft führt. Das
Ansaugrohr 13 ist mit einer Drosselklappe 12 ausgerüstet,
mittels der die Durchflußrate bzw. Durchflußmenge des dem
Benzinmotor 11 zugeführten Luft/Brennstoff-Gemisches einge
stellt werden kann, wobei die Drosselklappe 12 an einer
Drosselklappenwelle 14 drehbar gelagert ist. Die Drossel
klappenwelle 14 ist über ein Untersetzungsgetriebe mit der
Ausgangs- bzw. Abtriebswelle eines Schrittmotors 15 verbun
den.
Der Schrittmotor 15 ist an eine in einer Schrittmotor-
Steuereinheit 17 befindlichen Schrittmotor-Ansteuerschal
tung 18 angeschlossen. Die Ansteuerschaltung 18 ist ihrer
seits an eine Zentraleinheit bzw. CPU 19 angeschlossen, die
als Betriebsablauf-Steuereinheit arbeitet. Die CPU 19 ist
an einen zur zeitweiligen Aufnahme von Daten vorgesehenen
Schreib/Lese-Speicher bzw. an ein RAM 23 sowie an einen
Festwertspeicher bzw. an ein ROM 22 angeschlossen, in dem
Steuerprogramme und andere Quelldaten gespeichert sind.
Das ROM 22 enthält ein Abtastprogramm 24, das von einem
Potentiometer gemessene Beschleunigungsdaten in Zeitabstän
den bzw. Intervallen einer vorbestimmten Abtastzeit T abta
stet. Das ROM 22 beherbergt ferner einen Schrittmotor-Be
schleunigungs- und Verzögerungs-Steuerungsablauf 25. Mit
tels des Steuerungsablaufs 25 wird die Differenz zwischen
dem abgetasteten Wert und der momentanen Position bzw. Ist
position des Schrittmotors berechnet, die Ansteuerschaltung
18 dazu veranlaßt, den Schrittmotor 15 in Übereinstimmung
mit der berechneten Differenz zu beschleunigen, der
Schrittmotor 15 verzögert bzw. abgebremst, wenn sich seine
momentane Position dem abgetasteten Wert nähert, und es
wird der Schrittmotor 15 bei dem abgetasteten Wert angehal
ten bzw. gestoppt.
Die CPU 19 ist an einen Analog/Digital-Wandler 20 ange
schlossen, um die Beschleunigungsdaten, nämlich die über
das Potentiometer 16 gemessenen analogen Daten, in ein di
gitales Format umzusetzen. Der Analog/Digital-Wandler 20
ist über eine Eingangsschnittstelle bzw. ein Eingangsinter
face 21 an das Potentiometer angeschlossen, um das jewei
lige Ausmaß der Betätigung eines Gaspedals 26 zu messen.
Die den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweisende
Schrittmotor-Steuereinheit 17 arbeitet wie folgt wenn der
Fahrer des Fahrzeugs das Gaspedal 26 betätigt, mißt das Po
tentiometer 16 das jeweilige Ausmaß der Betätigung des Gas
pedals in Form linearer Analogdaten. Die CPU 19 nimmt diese
Analogdaten aus dem Potentiometer 16 über die Eingangs
schnittstelle 21 in Intervallen der Abtastzeit T auf. Die
auf diese Weise zugeführten Daten werden vom Ana
log/Digital-Wandler 20 von diesem analogen in ein digitales
Format umgewandelt. Die digitalisierten Daten werden im RAM
23 als abgetasteter Sollwert gespeichert. Bei diesem Aus
führungsbeispiel ist die Abtastzeit T auf beispielsweise 8
ms eingestellt.
Die Abtastzeit T ist aus folgendem Grund auf den ge
nannten Wert von 8 ms eingestellt: Die Abtastzeit T fällt
nicht mit irgendeiner Zeitdauer bzw. Periode zusammen, die
der Resonanz- bzw. Eigenfrequenz des vom Schrittmotor ange
triebenen Systems zum Betätigen der Drosselklappen 12 des
Fahrzeugmotors entspricht; weiterhin fällt die Abtastzeit T
nicht mit solchen Zeitdauern zusammen, die gebrochenen
Vielfachen der Eigenfrequenz entsprechen. Mit anderen Wor
ten, das vom Schrittmotor 15 angetriebene System hat eine
im Bereich zwischen 150 und 180 Hz liegende Eigenfrequenz
und die gebrochenen Vielfachen bzw. Bruchteile dieser Fre
quenz erstrecken sich im Bereich von 75 bis 90 Hz und von
50 bis 60 Hz, die sich durch Multiplikation der Eigenfre
quenz durch entsprechende Bruchzahlen (von beispielsweise
1/2 oder 1/3) ergeben. Wenn die Abtastzeit T vom Abtastpro
gramm 24 daher beispielsweise auf den Wert von 8 ms vorein
gestellt wird, fällt die Abtastzeit T somit nicht mit den
der Eigenfrequenz (150 Hz bis 180 Hz) entsprechenden Zeit
dauern von 6,8 bis 5,5 ms, den dem Frequenzbereich von 75
Hz bis 90 Hz entsprechenden Zeitdauern von 13,3 bis 11,1 ms
oder den dem Frequenzbereich von 50 Hz bis 60 Hz entspre
chenden Zeitdauern von 20,0 bis 16,6 ms zusammen.
In Fig. 2 ist beispielhaft dargestellt, wie der Schritt
motor bei diesem Ausführungsbeispiel angesteuert wird. In
Fig. 2 bezeichnet das Bezugszeichen TSTEP den vom Potentio
meter 16 in Intervallen der Abtastzeit T (= 8 ms) gemesse
nen und vom analogen ins digitale Format umgewandelten
Wert. Mit anderen Worten, bei dem Wert TSTEP handelt es
sich um die Soll-Schrittposition bzw. Soll-Winkelstellung,
an der der Schrittmotor zum Betätigen der Drosselklappen 12
anzuhalten ist. Mit dem Bezugszeichen STEP ist diejenige
Schrittposition bzw. Winkelstellung (nachfolgend lediglich
"Schritt" genannt) bezeichnet, in der sich der Schrittmotor
15 momentan befindet. Gemäß der Darstellung in Fig. 2 wird
der momentane Schritt STEP Schritt für Schritt geändert.
Das Bezugszeichen MSPD repräsentiert den Zustand von An
steuerimpulsen, die dem Schrittmotor 15 zugeführt werden.
Im einzelnen setzt sich jeder dieser Signalzustände bzw.
Impulse aus einer Ansteuerfrequenz und einer Erregungszeit
bzw. Einschaltzeit zusammen, wie dies aus der in Fig. 5 ge
zeigten Tabelle hervorgeht.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 die Art und
Weise des Beschleunigens und Abbremsens des Schrittmotors
15 näher erläutert. Bei Fig. 3 handelt es sich um ein Fluß
diagramm, das die von der Schrittmotor-Steuereinheit 17
nach Maßgabe des in ihr gespeicherten Schrittmotor-Be
schleunigungs- und Verzögerungs-Steuerungsablaufs 25 durch
geführten Verarbeitungsschritte darstellt. Der in Fig. 3 ge
zeigte Steuerungsablauf wird bei einer von einem Zeitgeber
ausgelösten Unterbrechung (Interrupt) gestartet, wenn der
Schrittmotor 15 jeden seiner Schritte beendet. In einem im
Flußdiagramm mit S1 bezeichneten Steuerungsschritt wird der
momentane Schritt des Schrittmotors 15 (STEP in Fig. 2) um
den Wert 1 hin zum Sollschritt (TSTEP) erhöht. In einem
Schritt S2 berechnet der Schrittmotor-Beschleunigungs- und
Verzögerungs-Steuerungsablauf 25 die Differenz zwischen dem
Soll schritt TSTEP und dem momentanen Schritt STEP des
Schrittmotors 15 und betrachtet den Absolutwert der berech
neten Differenz als eine Schrittdifferenz DSTEP.
In einem Schritt S3 wird die Schrittdifferenz DSTEP mit
einem Ansteuerimpulszustand MSPD verglichen. Wenn die
Schrittdifferenz DSTEP nicht größer als der Ansteuerimpuls
zustand MSPD ist (d. h., wenn im Schritt S3 die Antwort NEIN
erhalten wird), wird zu einem Schritt S4 verzweigt. Wenn
die Schrittdifferenz DSTEP ungleich dem Ansteuerimpulszu
stand MSPD ist (wenn also im Schritt S4 die Antwort NEIN
erhalten wird), wird zu einem Schritt S5 verzweigt. Wenn
nunmehr erkannt wird, daß die Schrittdifferenz DSTEP klei
ner als der Ansteuerimpulszustand MSPD ist, wird der Wert
von MSPD im Schritt S5 um 1 verringert. Dem Schritt S5
schließt sich ein Schritt S7 an.
Wenn der Vergleich der Schrittdifferenz DSTEP mit dem
Ansteuerimpulszustand MSPD ergibt, daß DSTEP größer als
MSPD ist (wenn also im Schritt S3 die Antwort JA erhalten
wird), dann wird der Wert von MSPD in einem Schritt S6 um 1
erhöht. Dem Schritt S6 folgt der Schritt S7. Wenn die
Schrittdifferenz DSTEP gleich dem Ansteuerimpulszustand
MSPD ist (wenn also im Schritt S4 die Antwort JA erhalten
wird), wird ohne jede Änderung von MSPD zum Schritt S7 ver
zweigt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sei vorausgesetzt,
daß ein Vierphasen-Schrittmotor verwendet wird, der in ei
ner 1-2-Phasen-Erregungssteuerung betrieben wird. Der
Schrittmotor 15 wird im Schritt S7 daher unter Verwendung
des in Fig. 4 gezeigten Musters erregt, das dem niederwerti
gen Dreibit-Wert des momentanen Schritts des Schrittmotors
15 (STEP) entspricht, der durch 8 Bits gekennzeichnet ist.
Die Ansteuerfrequenz und die Erregungszeit bzw. Einschalt
zeitdauer der bei der Erregung verwendeten Ansteuerimpulse
werden gemäß der Darstellung in Fig. 5 bestimmt. Nachdem die
auf diese Weise festgesetzte Erregungszeit abgelaufen ist,
wird erneut der Schritt S1 erreicht.
Nachfolgend wird der in Fig. 3 gezeigte Verarbeitungsab
lauf in näheren Einzelheiten erläutert. Wenn sich der
Schrittmotor 15 in der in Fig. 2 mit ST1 bezeichneten
Schrittposition befindet, kann diese Schrittposition bei
spielsweise als Referenzschritt bzw. Bezugsschrittposition
genommen werden. In diesem Fall gilt, daß STEP = 0; ein Er
höhen der Schrittposition stellt daraufhin den Wert STEP =
1 ein (Schritt S1).
Da TSTEP = 6 und STEP = 1, wird im Schritt S2 ein Wert
DSTEP = 5 erhalten. Da MSPD = 0 und DSTEP = 5, folgt, daß
DSTEP < MSPD, womit im Schritt S3 auf JA entschieden wird.
Der Wert von MSPD wird im Schritt S6 daraufhin von 0 auf 1
inkrementiert. Aus der Tabelle der Fig. 4 wird auf der Basis
der niedrigwertigen drei Bits der momentanen Schrittpositi
on des Motors 15 ein Erregungsmuster ausgewählt. Das ge
wählte Erregungsmuster wird dem Schrittmotor 15 im Schritt
S7 über die Ansteuerschaltung 18 zugeführt. Da MSPD = 1,
werden dem Schrittmotor 15 gemäß der Darstellung in Fig. 5
im Schritt S8 Ansteuerimpulse mit einer Ansteuerfrequenz
von 500 pps (Impulse pro Sekunde) für eine Erregungszeit von
2000 µs (2 ms) zugeführt. Dies bewegt die momentane Positi
on des Schrittmotors 15 (STEP) zur Schrittposition ST2.
Die Schrittposition ST2, in der DSTEP = 6-2 = 4
(Schritt S2) und MSPD = 1 (Antwort JA im Schritt S3), ent
spricht dem Schritt ST1, weshalb eine erneute Erläuterung
entbehrlich ist. Der Wert von MSPD wird daraufhin im
Schritt S6 auf den Wert 2 inkrementiert. Daraufhin beginnt
die Beschleunigung des Schrittmotors 15 hin zum Sollschritt
TSTEP. Da nunmehr MSPD = 2, wird der Schrittmotor 15 gemäß
der Darstellung in Fig. 5 im Schritt S8 nunmehr mit Ansteue
rimpulsen einer Ansteuerfrequenz von 700 pps über eine Er
regungszeitdauer von 1,429 ms versorgt. Dies bewegt die mo
mentane Position des Schrittmotors 15 (STEP) zur Schrittpo
sition ST3.
In der Schrittposition ST3 gilt, daß DSTEP = 6-3 = 3
(Schritt S2) und MSPD = 2 (Antwort JA im Schritt S3). Der
Wert von MSPD wird daraufhin im Schritt S6 auf 3 inkremen
tiert. Der Schrittmotor 15 wird zum Sollschritt bzw. zur
Sollschrittposition TSTEP hin weiter beschleunigt. Da nun
mehr MSPD = 3, werden dem Schrittmotor 15 gemäß der Dar
stellung in Fig. 5 im Schritt S8 Ansteuerimpulse mit einer
Ansteuerfrequenz von 843 pps über eine Erregungszeitdauer
von 1,186 ms zugeführt. Dies bewegt die momentane Position
des Schrittmotors 15 (STEP) zur Schrittposition ST4.
In der Schrittposition ST4 gilt, daß DSTEP = 6-4 = 2
(Schritt S2) und MSPD = 3 (Antwort NEIN im Schritt S3). Der
Wert von MSPD wird daraufhin im Schritt S5 auf den Wert 2
dekrementiert. Der Schrittmotor 15 beginnt daraufhin, zur
Sollschrittposition TSTEP hin abzubremsen. Da nunmehr MSPD
= 2, werden dem Schrittmotor 15 gemäß der Darstellung in
Fig. 5 im Schritt S8 Ansteuerimpulse mit einer Ansteuerfre
quenz von 700 pps über eine Erregungszeitdauer von 1,429 ms
zugeführt. Dies bewegt die momentane Position des Schritt
motors 15 (STEP) zur Schrittposition STS.
In der Schrittposition ST5 gilt, daß DSTEP = 6-5 = 1
(Schritt S2) und MSPD = 2 (Antwort NEIN im Schritt S3). Der
Wert von MSPD wird daraufhin im Schritt S5 auf den Wert 1
dekrementiert. Der Schrittmotor 15 wird daher weiter zur
Sollschrittposition TSTEP hin abgebremst. Da nunmehr MSPD =
1, werden dem Schrittmotor 15 gemäß der Darstellung in
Fig. 5 im Schritt S8 Ansteuerimpulse mit einer Ansteuerfre
quenz von 500 pps über eine Erregungszeitdauer von 2,000 ms
zugeführt. Dies bewegt die momentane Position des Schritt
motors 15 (STEP) zur Schrittposition ST6.
In der Schrittposition ST6 erreicht die von der
Schrittposition ST1 aus akkumulierte Gesamt-Erregungszeit
dauer B1 einen Wert von 8,044 ms. Mit der Abtastzeit T = 8
ms wird die Sollschrittposition TSTEP auf 12 geändert. Da
nunmehr gilt, daß DSTEP = 12-6 = 6 (Schritt S2) und MSPD
= 1 (Antwort JA im Schritt S3), wird der Wert von MSPD im
Schritt S6 auf den Wert 2 inkrementiert. Der Schrittmotor
15 wird daraufhin zur Sollschrittposition TSTEP hin be
schleunigt. Der Ansteuerungsvorgang des Schrittmotors 15
wird daraufhin in ähnlicher Weise wie vorstehend beschrie
ben in Übereinstimmung mit dem in Fig. 3 gezeigten Flußdia
gramm durchgeführt.
Gemäß der Darstellung in Fig. 2 haben die Zeitdauern, in
denen der Schrittmotor 15 beschleunigt und abgebremst wird,
folgende Längen: B1 = 8,044 ms, B2 = 8,270 ms und B3 =
8,270 ms. Diese Zeitdauern stimmen nicht mit der Zeitdauer
von 6,8 bis 5,5 ms überein, die der Eigenfrequenz des vom
Schrittmotor 15 zur Betätigung der Drosselklappen 12 ange
triebenen Systems entspricht. Ferner stimmen diese Zeitdau
ern nicht mit der Zeitdauer von 13,3 bis 11,1 ms oder der
von 20,0 bis 16,6 ms überein, die denjenigen gebrochenen
Vielfachen der Eigenfrequenz entsprechen, deren Bereich von
75 bis 90 Hz bzw. von 50 bis 60 Hz verläuft.
Gemäß vorstehender Beschreibung weist die erfindungsge
mäße Schrittmotor-Steuereinheit 17 eine Abtastzeit T auf,
die nicht mit der Zeitdauer von 6,8 bis 5,5 ms, die der im
Bereich von 150 bis 180 Hz liegenden Eigenfrequenz des vom
Schrittmotor angetriebenen Systems entspricht, oder nicht
mit der Zeitdauer von 13,3 bis 11,1 ms oder von 20,0 bis
16,6 ms zusammenfällt, die denjenigen gebrochenen Vielfa
chen der Eigenfrequenz entspricht, deren Bereich zwischen
75 und 90 Hz und zwischen 50 und 60 Hz liegt. Dadurch wird
erreicht, daß das im wesentlichen in den Intervallen der
Abtastzeit durchgeführte Beschleunigen und Abbremsen des
Schrittmotors 15 in den Drosselklappen 12 keinerlei Reso
nanz mit einer Klopfvibration hervorruft, wie dies in Fig. 2
durch den mit S bezeichneten Kurvenverlauf angedeutet ist.
Die Drosselklappen 12 werden dadurch mit hoher Genauigkeit
angesteuert, wodurch die Menge des dem Motor 11 zugeführten
Ansauggemisches präzise gesteuert wird. Da das Anhalten des
Schrittmotors 15 in den Drosselklappen 12 nur eine geringe
Klopfvibration hervorruft, klingt die zum Zeitpunkt des An
haltens des Motors auftretende Vibration in sehr kurzer
Zeit aus. Dies gewährleistet ein schnelles Ansprechen auf
jegliche Änderung im Betätigungsmaß des Gaspedals.
Nachfolgend werden einige mögliche Abwandlungen des
vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung
aufgezeigt. Obgleich beim obigen Ausführungsbeispiel die
Abtastzeit auf einen Wert von 8 ms eingestellt ist, ist es
beispielsweise möglich, jede andere Abtastzeit einzustel
len, solange diese nicht mit den Zeiträumen von 6,7 bis 5,6
ms, von 13,3 bis 11,1 ms oder von 20,0 bis 16,6 ms zusam
menfällt; eine derart gewählte Abtastzeit gestattet es dem
vom Schrittmotor angetriebenen System zur Betätigung der
Drosselklappen nicht, eine Resonanz hervorzurufen. In die
sem Zusammenhang sei angemerkt, daß eine Abtastzeit von 20
ms oder mehr möglicherweise Probleme beim Nachregeln erfaß
ter Änderungen im Betätigungsmaß des Gaspedals bereiten
kann; die Abtastzeit sollte daher vorzugsweise zwischen 6,8
ms und 11,0 ms liegen oder 5,5 ms und weniger betragen. Ob
gleich es sich bei dem vorstehend beschriebenen Ausfüh
rungsbeispiel um eine Schrittmotor-Steuereinheit zum Betä
tigen von Drosselklappen handelt, ist die Erfindung gleich
wohl in anderen Anwendungsfällen einsetzbar, bei denen ein
Schrittmotor benötigt wird, um schnell auf einen sich stän
dig ändernden Sollwert zu reagieren.
Zusammenfassend ist somit festzuhalten, daß die erfin
dungsgemäße Schrittmotor-Steuereinheit eine Abtastzeit auf
weist, die nicht mit derjenigen Zeitdauer, die der Eigen
frequenz des vom Schrittmotor angetriebenen Systems ent
spricht, oder mit derjenigen Zeitdauer zusammenfällt, die
einem gebrochenen Vielfachen dieser Eigenfrequenz ent
spricht. Da das im wesentlichen in Intervallen der Abtast
zeit durchgeführte Beschleunigen und Abbremsen des Schritt
motors in den Drosselklappen keine Resonanz mit einer
Klopfvibration hervorruft, werden die Drosselklappen mit
hoher Genauigkeit gesteuert. Dies wiederum gestattet es,
die Menge des dem Motor zugeführten Ansauggemisches präzise
zu steuern. Da das Anhalten des Schrittmotors lediglich ei
ne sehr geringe Klopfvibration in den Drosselklappen her
vorruft, klingt die zum Stoppzeitpunkt des Motors auftre
tende Vibration in sehr kurzer Zeit ab. Dies stellt ein
schnelles Ansprechen des vom Schrittmotor angetriebenen Sy
stems auf jegliche Änderung im Betätigungsmaß des Gaspedals
sicher.
Vorstehend wurde eine Schrittmotor-Steuereinheit offen
bart, die eine Abtaststeuerung aufweist, die den Sollwert
der Position eines Schrittmotors in Intervallen einer vor
bestimmten Abtastzeit abtastet, wobei sich der Sollwert
über der Zeit ändert; ferner ist eine Schrittmotor-Be
schleunigungs- und Verzögerungssteuerung vorgesehen, die
den Schrittmotor bei der Ermittlung einer Differenz zwi
schen dem abgetasteten Sollwert und der momentanen Position
des Schrittmotors beschleunigt und den Schrittmotor ab
bremst, wenn der Sollwert erreicht wird, um den Schrittmo
tor beim Sollwert zu stoppen. Die vorbestimmte Abtastzeit
fällt nicht mit derjenigen Zeitdauer zusammen, die der Ei
genfrequenz eines vom Schrittmotor angetriebenen Systems
entspricht, sowie auch nicht mit derjenigen Zeitdauer, die
jeder Frequenz entspricht, die ein gebrochenes Vielfaches
der Eigenfrequenz ist.
Claims (16)
1. Schrittmotor-Steuereinheit, mit
einer Abtasteinrichtung (16, 20, 21, 24), die in Interval len einer vorbestimmten Abtastzeit (T) einen Sollwert abta stet, der eine Drehposition darstellt, an der ein in ein eine Eigenfrequenz aufweisendes Antriebssystem eingebauter Schrittmotor (15) seine Drehung beendet, wenn die vorbe stimmte Abtastzeit abgelaufen ist, wobei sich der Sollwert über der Zeit ändert; und
einer Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungs einrichtung (18), die den Schrittmotor (15) bei Ermittlung einer Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert und ei ner momentanen Drehposition des Schrittmotors (15) beschleu nigt und den Schrittmotor (15) derart abbremst, daß dieser beim Sollwert gestoppt wird, wenn sich die Drehposition dem Sollwert annähert;
dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Abtast zeit aus einer periodischen Zeit gewählt ist, aus der die jenige Zeitdauer ausgenommen ist, die der Eigenfrequenz des Antriebssystems entspricht.
einer Abtasteinrichtung (16, 20, 21, 24), die in Interval len einer vorbestimmten Abtastzeit (T) einen Sollwert abta stet, der eine Drehposition darstellt, an der ein in ein eine Eigenfrequenz aufweisendes Antriebssystem eingebauter Schrittmotor (15) seine Drehung beendet, wenn die vorbe stimmte Abtastzeit abgelaufen ist, wobei sich der Sollwert über der Zeit ändert; und
einer Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungs einrichtung (18), die den Schrittmotor (15) bei Ermittlung einer Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert und ei ner momentanen Drehposition des Schrittmotors (15) beschleu nigt und den Schrittmotor (15) derart abbremst, daß dieser beim Sollwert gestoppt wird, wenn sich die Drehposition dem Sollwert annähert;
dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Abtast zeit aus einer periodischen Zeit gewählt ist, aus der die jenige Zeitdauer ausgenommen ist, die der Eigenfrequenz des Antriebssystems entspricht.
2. Schrittmotor-Steuereinheit nach Anspruch 1, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Eigenfrequenz des Antriebssystems in
einem Bereich von 150 Hz bis 180 Hz liegt.
3. Schrittmotor-Steuereinheit nach Anspruch 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die periodische Zeit in einem Bereich
liegt, aus dem der der Eigenfrequenz entsprechende Bereich
von 5,5 ms bis 6,8 ms ausgenommen ist.
4. Schrittmotor-Steuereinheit nach Anspruch 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß die periodische Zeit in einem Bereich von
6,9 ms bis 11,0 ms liegt.
5. Schrittmotor-Steuereinheit nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die periodische Zeit auf 8 ms eingestellt
ist.
6. Schrittmotor-Steuereinheit, mit:
einer Abtasteinrichtung (16, 20, 21, 24), die in Interval len einer vorbestimmten Abtastzeit (T) einen Sollwert abtas tet, der eine Drehposition darstellt, an der ein in ein ei ne Eigenfrequenz aufweisendes Antriebssystem eingebauter Schrittmotor (15) seine Drehung beendet, wenn die vorbe stimmte Abtastzeit abgelaufen ist, wobei sich der Sollwert mit der Zeit ändert; und
einer Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungs einrichtung (18), die den Schrittmotor (15) bei Ermittlung einer Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert und ei ner momentanen Drehposition des Schrittmotors (15) beschleu nigt und den Schrittmotor (15) derart abbremst, daß dieser beim Sollwert gestoppt wird, wenn sich die Drehposition dem Sollwert annähert;
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastzeit aus einer periodischen Zeit gewählt ist, aus der diejenige Zeitdauer ausgenommen ist, die einer Frequenz entspricht, die durch Multiplikation der Eigenfrequenz des Antriebssystems mit einer Bruchzahl berechnet wird.
einer Abtasteinrichtung (16, 20, 21, 24), die in Interval len einer vorbestimmten Abtastzeit (T) einen Sollwert abtas tet, der eine Drehposition darstellt, an der ein in ein ei ne Eigenfrequenz aufweisendes Antriebssystem eingebauter Schrittmotor (15) seine Drehung beendet, wenn die vorbe stimmte Abtastzeit abgelaufen ist, wobei sich der Sollwert mit der Zeit ändert; und
einer Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungs einrichtung (18), die den Schrittmotor (15) bei Ermittlung einer Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert und ei ner momentanen Drehposition des Schrittmotors (15) beschleu nigt und den Schrittmotor (15) derart abbremst, daß dieser beim Sollwert gestoppt wird, wenn sich die Drehposition dem Sollwert annähert;
dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastzeit aus einer periodischen Zeit gewählt ist, aus der diejenige Zeitdauer ausgenommen ist, die einer Frequenz entspricht, die durch Multiplikation der Eigenfrequenz des Antriebssystems mit einer Bruchzahl berechnet wird.
7. Schrittmotor-Steuereinheit nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bruchzahl 1/2 ist und daß die berech
nete Frequenz in einem Bereich von 75 Hz bis 90 Hz liegt.
8. Schrittmotor-Steuereinheit nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die periodische Zeit in einem Bereich
liegt, aus dem der der berechneten Frequenz entsprechende
Bereich von 11,1 ms bis 13,3 ms ausgenommen ist.
9. Schrittmotor-Steuereinheit nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Bruchzahl 1/3 ist und daß die berech
nete Frequenz in einem Bereich von 50 Hz bis 60 Hz liegt.
10. Schrittmotor-Steuereinheit nach Anspruch 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß die periodische Zeit in einem Bereich
liegt, aus dem der der berechneten Frequenz entsprechende
Bereich von 16,6 ms bis 20,0 ms ausgenommen ist.
11. Schrittmotor-Steuereinheit nach einem der Ansprüche 1
bis 10, gekennzeichnet durch eine Drosselklappe (12), die
derart mit dem Schrittmotor (15) verbunden ist, daß die
Drosselklappe (12) vom Schrittmotor zum Öffnen und Schließen
angesteuert wird, wobei die Drosselklappe drehbar in einem
Ansaugrohr, über das einem Motor (11) ein Luft/Brennstoff-
Gemisch zugeführt wird, angeordnet ist.
12. Steuergerät zum Steuern des Öffnens und Schließens ei
ner Drosselklappe eines Motors unter Verwendung eines mit
der Drosselklappe verbundenen Schrittmotors, mit:
einer Abtasteinrichtung (16, 20, 21, 24), die in Interval len einer vorbestimmten Abtastzeit (T) einen Sollwert abta stet, der eine Drehposition darstellt, an der ein in ein eine Eigenfrequenz aufweisendes Antriebssystem eingebauter Schrittmotor (15) seine Drehung beendet, wenn die vorbe stimmte Abtastzeit abgelaufen ist, wobei sich der Sollwert mit der Zeit ändert;
einer Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungs einrichtung, die den Schrittmotor (15) bei Ermittlung einer Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert und einer mo mentanen Drehposition des Schrittmotors (15) beschleunigt und den Schrittmotor (15) derart abbremst, daß dieser beim Sollwert gestoppt wird, wenn sich die Drehposition dem Sollwert annähert; und
einer Ansteuereinrichtung (18), die den Schrittmotor (15) in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Abtastzeit über die Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungsein richtung ansteuert, um das Öffnen und Schließen der Dros selklappe (12) zu steuern;
gekennzeichnet durch eine Wähleinrichtung (19), die die vorbestimmte Abtastzeit aus einer periodischen Zeit wählt, aus der eine Zeitdauer ausgenommen ist, die der Eigenfre quenz des Antriebssystems entspricht, wobei die gewählte periodische Zeit der Ansteuereinrichtung (18) als Abtastzeit zugeführt wird.
einer Abtasteinrichtung (16, 20, 21, 24), die in Interval len einer vorbestimmten Abtastzeit (T) einen Sollwert abta stet, der eine Drehposition darstellt, an der ein in ein eine Eigenfrequenz aufweisendes Antriebssystem eingebauter Schrittmotor (15) seine Drehung beendet, wenn die vorbe stimmte Abtastzeit abgelaufen ist, wobei sich der Sollwert mit der Zeit ändert;
einer Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungs einrichtung, die den Schrittmotor (15) bei Ermittlung einer Differenz zwischen dem abgetasteten Sollwert und einer mo mentanen Drehposition des Schrittmotors (15) beschleunigt und den Schrittmotor (15) derart abbremst, daß dieser beim Sollwert gestoppt wird, wenn sich die Drehposition dem Sollwert annähert; und
einer Ansteuereinrichtung (18), die den Schrittmotor (15) in Übereinstimmung mit der vorbestimmten Abtastzeit über die Schrittmotor-Beschleunigungs- und Verzögerungsein richtung ansteuert, um das Öffnen und Schließen der Dros selklappe (12) zu steuern;
gekennzeichnet durch eine Wähleinrichtung (19), die die vorbestimmte Abtastzeit aus einer periodischen Zeit wählt, aus der eine Zeitdauer ausgenommen ist, die der Eigenfre quenz des Antriebssystems entspricht, wobei die gewählte periodische Zeit der Ansteuereinrichtung (18) als Abtastzeit zugeführt wird.
13. Steuergerät nach Anspruch 12, gekennzeichnet, durch ein
Ansaugrohr (13), das mit dem Motor (11) verbunden ist und in
dem die Drosselklappe (12) drehbar angeordnet ist.
14. Steuergerät nach Anspruch 12 oder 13, gekennzeichnet
durch:
eine Recheneinrichtung, die auf der Basis der Diffe renz zwischen dem abgetasteten Sollwert und der momentanen Drehposition des Schrittmotors (15) eine Schrittzahl-Diffe renz berechnet;
eine Speichereinrichtung, die bei jeder Schrittzahl Antriebszustände des Schrittmotors speichert; und
eine Vergleichseinrichtung, die die von der Rechenein richtung berechnete Schrittzahl-Differenz mit der in der Speichereinrichtung gespeicherten Schrittzahl vergleicht;
wobei die Ansteuereinrichtung (18) den Schrittmotor (15) auf der Basis eines Vergleichsergebnisses der Vergleichs einrichtung in Übereinstimmung mit den in der Speicherein richtung gespeicherten Antriebszuständen ansteuert.
eine Recheneinrichtung, die auf der Basis der Diffe renz zwischen dem abgetasteten Sollwert und der momentanen Drehposition des Schrittmotors (15) eine Schrittzahl-Diffe renz berechnet;
eine Speichereinrichtung, die bei jeder Schrittzahl Antriebszustände des Schrittmotors speichert; und
eine Vergleichseinrichtung, die die von der Rechenein richtung berechnete Schrittzahl-Differenz mit der in der Speichereinrichtung gespeicherten Schrittzahl vergleicht;
wobei die Ansteuereinrichtung (18) den Schrittmotor (15) auf der Basis eines Vergleichsergebnisses der Vergleichs einrichtung in Übereinstimmung mit den in der Speicherein richtung gespeicherten Antriebszuständen ansteuert.
15. Steuergerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß sich die in der Speichereinrichtung gespeicherten An
triebszustände aus einer Ansteuerfrequenz und einer Erre
gungszeit des Schrittmotors (15) zusammensetzen.
16. Steuergerät nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet
durch einen Speicher zum Speichern von Erregungsmustern zum
Erregen des Schrittmotors (15), wobei die Ansteuereinrich
tung (18) den Schrittmotor (15) auf der Basis der Erregungs
muster ansteuert.
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