DE4426467C2 - Vorrichtung zum Steuern eines Schrittmotors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Steuern eines mit einem Saugluftmengen-Regelventil einer Brennkraftmaschine verbundenen Schrittmotors.

Es gibt eine Saugluftmengen-Steuervorrichtung zum Antreiben eines Saugluftmengen-Regelventils, um die Saugluftmenge der Brennkraftmaschine durch einen Schrittmotor zu regeln. Es ist bekannt, daß die Saugluftmengen-Steuervorrichtung eine Schrittmotor-Antriebssteuerung verwendet, um einen Schritt­ motor anzutreiben. Ein Schrittmotor wird als Resultat eines Erregungsmusters angetrieben, das aus einer Vielzahl von vorbestimmten Erregungsmustern des Schrittmotors ausgewählt und dem Schrittmotor zugeführt wird, wobei die ausgewählten Erregungsmuster nacheinander geschaltet werden. Die Rich­ tung, in der der Schrittmotor angetrieben wird, wird durch Umschalten der Schaltfolge des gewählten Erregungsmusters in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung geändert.

Wenn bei einer herkömmlichen Saugluftmengen-Steuervor­ richtung ein Saugluftmengen-Regelventil geöffnet wird, wird der Schrittmotor durch Vorwärtsschalten des Erregungsmusters eine erforderliche Anzahl von Malen in Vorwärtsrichtung an­ getrieben. Wenn dagegen das Saugluftmengen-Regelventil ge­ schlossen wird, wird der Schrittmotor durch Schalten des Erregungsmusters eine erforderliche Anzahl von Malen in Rückwärtsrichtung angetrieben.

Im allgemeinen werden die Richtung, in der das Erregungsmu­ ster geschaltet wird, wenn der Schrittmotor angetrieben wird, und die Anzahl von Malen des Schaltens des Erregungs­ musters auf der Basis der Beziehung zwischen der Ist- und der Soll-Position des Schrittmotors und der Differenz zwi­ schen diesen Positionen bestimmt.

Die Soll-Position des Schrittmotors ist ein Indikator, der dem Soll-Öffnungsgrad des Saugluftmengen-Regelventils ent­ spricht. Die Soll-Position des Schrittmotors wird auf der Basis des optimalen Öffnungsgrads des Saugluftmengen-Regel­ ventils, der dem Betriebszustand der Brennkraftmaschine entspricht und vorher in einem Speicher gespeichert wurde, berechnet.

Die Ist-Position des Schrittmotors ist ein Indikator für den Ist-Öffnungsgrad des Saugluftmengen-Regelventils. Die Ist- Position des Schrittmotors wird auf solche Weise bestimmt, daß die Position zu dem Zeitpunkt, zu dem die Initialisie­ rung im Schrittmotor beendet ist, als eine Referenzposition angenommen und die Anzahl von Malen, die das Erregungsmuster geschaltet wird, entlang der Richtung summiert wird, in der das Erregungsmuster geschaltet wird, wenn der Schrittmotor an der der Referenzposition entsprechenden Position ange­ trieben wird.

Die Initialisierung das Schrittmotors wird gewöhnlich bei ausgeschaltetem Schlüsselschalter durchgeführt, wenn die Stromversorgung unterbrochen ist. Daher wird der Vorrichtung zum Antreiben und Steuern des Schrittmotors ein elektrischer Strom für eine feste Zeitdauer nach Abschalten des Schlüs­ selschalters zugeführt. Die Initialisierung wird in der Festzeit nach Abschalten des Schlüsselschalters durchge­ führt. Verfahren zum Initialisieren des Schrittmotors um­ fassen ein Verfahren, das beispielsweise in der JP-OS 57-26238 offenbart ist.

Aus der JP-OS 57-26238 ist eine Vorrichtung zum Steuern eines mit einem Saugluftmengen-Regelventil einer Brennkraftmaschine verbundenen Schrittmotors bekannt. Die Vorrichtung umfaßt eine elektronische Schaltung, die eine Verarbeitungseinheit, eine Rücksetzzeit-Abgabemusterhalteeinheit und eine Erregungsmuster- Vorgabeeinrichtung aufweist. Die Verarbeitungseinheit ist zur Abgabe eines Erregungsmusters vorgesehen, um den Schrittmotor anzutreiben und dadurch das Saugluftmengen-Regelventil einzu­ stellen. Die Rücksetzzeit-Abgabemusterhalteeinheit ist zum Speichern eines Erregungsmusters vorgesehen, das dann ausgegeben wird, wenn die Verarbeitungseinheit rückgesetzt ist. Die Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung ist zur Vorgabe eines ersten Antriebswertes des Schrittmotors des Saugluftmengen-Regelventils vorgesehen, wobei die Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung den ersten Antriebswert an die Verarbeitungseinrichtung abgibt, um den Schrittmotor anzutreiben und das Saugluftmengen-Regelventil in eine Stand-by-Position zu stellen.

Zuerst wird der Schrittmotor so angetrieben, daß der maxima­ le Öffnungs/Schließbereich des Saugluftmengen-Regelventils überschritten wird, was dazu führt, daß das Saugluftmengen- Regelventil in einem maximalen Antriebsöffnungsgrad an einem Anschlag anschlägt. Die Position des Schrittmotors zu diesem Zeitpunkt wird als eine Referenzposition angenommen. Dann wird der Schrittmotor angetrieben, so daß die Ist-Position des Schrittmotors eine vorbestimmte Soll-Position des Schrittmotors bei abgeschalteten Schlüsselschalter wird. Die Position des Schrittmotors zu diesem Zeitpunkt wird als eine Stand-by-Position angenommen. Die Ist-Position des Schritt­ motors wird in der Schrittmotor-Antriebssteuervorrichtung gespeichert. Nach der Initialisierung und der Einstellung der Stand-by-Position wird das Stromversorgungsrelais abge­ schaltet, und damit wird der Strom zu der Schrittmotor-An­ triebssteuervorrichtung abgeschaltet.

Bei eingeschaltetem Schlüsselschalter im Betrieb der Brenn­ kraftmaschine beginnt die Schrittmotor-Antriebssteuervor­ richtung eine vorbestimmte Steuerung unter der Annahme durchzuführen, daß die Ist-Position des Schrittmotors mit der in dem Speicher gespeicherten Stand-by-Position über­ einstimmt.

Wenn jedoch nach der Initialisierung der Strom zu der Schrittmotor-Antriebssteuervorrichtung abgeschaltet wird, wird ein in der Schrittmotor-Antriebssteuervorrichtung enthaltener Mikrocomputer rückgesetzt. Bei diesem Rücksetzen gibt der Mikrocomputer ein Signal mit unveränderlichem Ver­ lauf ab, und bei Empfang dieses Signals wird das Erregungs­ muster des Schrittmotors ein bestimmtes Muster. Wenn das Erregungsmuster zu diesem Rücksetzzeitpunkt von demjenigen bei Beendigung der Initialisierung verschieden ist, wird der Schrittmotor fälschlicherweise von dem Erregungsmuster zum Rücksetzzeitpunkt angetrieben.

Die Ist-Position des Schrittmotors bei eingeschaltetem Schlüsselschalter entspricht daher nicht der im Speicher gespeicherten Stand-by-Position, und es tritt ein Fehler auf, was zu dem Problem führt, daß die Schrittmotor-An­ triebssteuervorrichtung das Saugluftmengen-Regelventil nicht präzise steuern kann. Infolgedessen kann die Durchflußrate der Saugluft durch die Brennkraftmaschine nicht präzise eingestellt werden.

In dem Artikel "Positionieren von Schrittmotoren" (W. Zylka, Elektrische Ausrüstung Nr. 4, August 1976, Seite 18-22) ist ein Verfahren zum Positionieren von 5-Phasen-Motoren und der Aufbau einer Steuerelektronik eines Schrittmotors beschrieben. Darin wird die grundsätzliche Funktion einer Schrittmotorsteuerung am Beispiel einer Positioniersteuerung für eine Werkzeugmaschine erläutert. Die Steuerungselektronik umfaßt ein Netzteil, eine Motorsteuerung und einen Mikrocomputer. Es ist jedoch keine Vorrichtung zum Steuern eines Schrittmotors beschrieben, der mit einem Regelventil verbunden ist.

Aus der DE 33 23 868 C2 ist eine Vorrichtung zum Einstellen der Stellung eines Betätigungsorgans für das Starten einer Brennkraftmaschine in einem Kraftstoffzuführsystem beschrieben. Neben einer Spannungsversorgung ist eine zusätzliche Leistungsstufe vorgesehen, die einen Steuerkreis und einen Schrittmotor für eine vorgegebene Zeitdauer mit Spannung dann versorgt, wenn die Spannungsversorgung abgeschaltet, d. h. der Zündschalter ausgeschaltet ist. Diese Spannung wird dazu genutzt, die Stellung für das Starten der Brennkraftmaschine einzustellen und das Ventil in eine "Referenz-Position" zu bringen. Die Steuerung des Schrittmotors erfolgt anhand einer Reihe von Signalen, die abgegeben werden, wenn sich die Vorrichtung in vorbestimmen Zuständen befindet.

Ausgehend vom nächstliegenden Stand der gemäß der JP-OS 57-26238 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Steuern eines mit einem Regelventil verbundenen Schrittmotors bereitzustellen, um ein fehlerhaftes Antreiben des Schrittmotors bei abgeschaltetem Strom zu vermeiden und die Durchflußrate der Saugluft der Brennkraftmaschine mit hoher Präzision und Zuver­ lässigkeit einzustellen.

Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung zum Steuern eines mit einem Saugluftmengen-Regelventil einer Brennkraftmaschine verbundenen Schrittmotors vorgesehen, die einen Mikrocomputer aufweist. Der Mikrocomputer ist mit einem Stromversorgungskreis, einem Einga­ bekreis und einem Ausgabekreis verbunden. Der Mikrocomputer ent­ hält eine Verarbeitungseinheit, eine Rücksetzzeit-Abgabemuster­ halteeinheit und eine Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung. Die Verarbeitungseinheit ist zur Abgabe des Erregungsmusters über den Ausgabekreis vorgesehen, um den Schrittmotor anzutreiben und dadurch das Saugluftmengen-Regelventil einzustellen, und rückge­ setzt ein bestimmtes Erregungsmuster auszugeben. Die Rücksetz­ zeit-Abgabemusterhalteeinheit ist zum Speichern eines Erregungs­ musters vorgesehen, das mit dem bestimmten Erregungsmuster über­ einstimmt. Die Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung ist zur Vor­ gabe eines ersten Antriebswertes des Schrittmotors des Saugluft­ mengen-Regelventils vorgesehen, wobei die Erregungsmuster-Vorga­ beeinrichtung den ersten Antriebswert an die Verarbeitungsein­ richtung abgibt, um den Schrittmotor anzutreiben und das Saug­ luftmengen-Regelventil anschließend in eine Stand-by-Position zu stellen. Dabei gibt die Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung ein letztes Erregungsmuster des zweiten Antriebswertes vor, das mit dem in der Rücksetzzeit-Abgabemusterhalteeinheit gespeicherten Erregungsmuster übereinstimmt, um den Schrittmotor zu initiali­ sieren.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des abhängigen Patentanspruches 2.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 ein Funktionsblockdiagramm der Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 Erregungsmuster eines Schrittmotors und den Be­ trieb eines Saugluftmengen-Regelventils;

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm des Schrittmotors;

Fig. 5 ein Flußdiagramm des Betriebs des Schrittmotors;

Fig. 6 ein Ablaufdiagramm des Betriebs des Schrittmotors; und

Fig. 7 ein Flußdiagramm des Betriebs des Schrittmotors.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen wird eine Aus­ führungsform beschrieben. Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform, wobei die Leerlaufdrehzahl einer Brenn­ kraftmaschine zu steuern ist. 1 ist eine zu steuernde Brenn­ kraftmaschine, 2 ist ein Luftmengenmesser, der im Einlaß einer Ansaugleitung 7 der Brennkraftmaschine 1 angeordnet ist, 4 ist eine Drosselklappe, die in der Ansaugleitung 7 angeordnet ist, und ein Saugluftmengen-Regelventil 31 ist in einem Saugluftkanal 8 angeordnet, der die Drosselklappe 4 umgeht. Das Saugluftmengen-Regelventil 31 wird von einem Vierphasen-Einpol-Schrittmotor 3 angesteuert. 10 ist eine Steuervorrichtung, die folgendes aufweist: einen Eingabe­ kreis 101 zum Empfang von Ausgangssignalen eines Drehzahl­ sensors 6, der die Zahl der Umdrehungen der Brennkraftma­ schine 1 aufnimmt, und von Signalen des Luftmengenmessers 2; einen Stromversorgungskreis 102 zum Ein/Ausschalten der Stromversorgung; einen Mikrocomputer 103 mit einem ROM 106 und einem RAM 107; und einen Ausgabekreis 104, um Schritt­ motorantriebssignale 201, 202, 203 und 204 abzugeben, wenn der Ausgabekreis ein Ausgangssignal vom Mikrocomputer 103 empfängt. 5 ist eine Batterie, die als Stromversorgung dient; 9A ist ein Schlüsselschalter zur Steuerung der Zu­ fuhr/Unterbrechung von Strom; und 9B ist ein Stromversor­ gungsrelais zum Abschalten des Stroms zum Mikrocomputer 103 auf der Grundlage des Ausgangssignals der Steuervorrichtung 10.

Die beiden Schrittmotorantriebssignale 201 und 202 werden nach Maßgabe eines Signals 205 erzeugt, das von dem Mikro­ computer 103 abgegeben wird. Da jedoch das Schrittmotoran­ triebssignal 202 durch ein invertierendes Element 108 abge­ geben wird, ist die Ein/Aus-Logik des Schrittmotorantriebs­ signals 201 entgegengesetzt zu derjenigen des Schrittmotor­ antriebssignals 202. Beide Schrittmotorantriebssignale 203 und 204 werden nach Maßgabe eines von dem Mikrocomputer 103 abgegebenen Signals 206 erzeugt. Da jedoch das Schrittmotor­ antriebssignal 204 durch ein invertierendes Element 109 ab­ gegeben wird, ist die Ein/Aus-Logik des Schrittmotoran­ triebssignals 203 entgegengesetzt zu derjenigen des Schritt­ motorantriebssignals 204.

Fig. 2 ist ein Funktionsblockdiagramm der Ausfüh­ rungsform. 11 ist eine Verarbeitungseinheit, 13 ist eine Stand-by-Position-Halteeinheit, um die Position des Schrittmotors 3 während dessen Stand-by-Phase zu speichern, wobei diese Einheit von einer Sicherstellungs-Stromver­ sorgung 12 versorgt wird, so daß die Stand-by-Position nach Stromabschaltung gehalten werden kann; 14 ist eine Rück­ setzzeit-Abgabemusterhalteeinheit zum Halten eines Musters, das an den Schrittmotor 3 abgegeben wird, wenn die Verarbei­ tungseinheit 11 rückgesetzt wird, wobei das Abgabemuster zum Rücksetzzeitpunkt vorher bereitgestellt wird; 15 ist eine Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung zur Vorgabe eines Erregungsmusters zum Antreiben des Schrittmotors 3 während der Initialisierung und bei Einstellung der Stand-by-Posi­ tion, wobei das Erregungsmuster dem Antriebsschritt des Schrittmotors 3 entspricht; 16 ist eine Stromversorgungs- Steuereinheit zur Durchführung der Ein/Aussteuerung der Stromversorgung nach Maßgabe eines Ausgangssignals von der Verarbeitungseinheit 11; 17 ist eine Ausgabeeinheit zur Zuführung eines von der Verarbeitungseinheit 11 abgegebenen Erregungsmusters an den Schrittmotor 3; 31 ist ein Saugluft­ mengen-Regelventil, das von dem Schrittmotor 3 angetrieben wird; 32 ist ein Anschlag zur Begrenzung des Öffnungs/­ Schließbereichs des Saugluftmengen-Regelventils 31. Die Verarbeitungseinheit 11, die Sicherungs-Stromversorgung 12, die Stand-by-Position-Halteeinheit 13, die Rücksetzzeit- Abgabemusterhalteeinheit 14 und die Erregungsmuster-Vor­ gabeeinrichtung 15 entsprechen dem Mikrocomputer 103 von Fig. 1. Die Stromversorgungs-Steuereinheit 16 entspricht dem Stromversorgungskreis 102 und dem Stromversorgungsrelais 9B, und die Ausgabeeinheit 17 entspricht dem Ausgabekreis 104 von Fig. 1.

Fig. 3 zeigt die Beziehung zwischen Erregungsmustern, die auf der Basis der Schrittmotorantriebssignale 201, 202, 203 und 204 und der Richtung, in der das Saugluftmengen-Regel­ ventil 31 bewegt wird, bestimmt sind. Ein Erregungsmuster A1 ist eines, bei dem die Schrittmotorantriebssignale 201, 202, 203 und 204 EIN, AUS, EIN bzw. AUS sind. Ebenso ist ein Er­ regungsmuster A2 eines, bei dem die Signale 201, 202, 203 und 204 EIN, AUS, AUS bzw. EIN sind; ein Erregungsmuster A3 ist eines, bei dem die Signale 201, 202, 203 und 204 AUS, EIN, AUS bzw. EIN sind; und ein Erregungsmuster A4 ist eines, bei dem die Signale 201, 202, 203 und 204 AUS, EIN, EIN bzw. AUS sind. Wenn gemäß der Figur das Erregungsmuster wie folgt geschaltet ist: A1 → A2 → A3 → A4 → A1, wird der Schrittmotor 3 in Vorwärtsrichtung angetrieben, und das Saugluftmengen-Regelventil 31 wird zur Öffnungsseite bewegt. Wenn dagegen das Erregungsmuster wie folgt geschaltet ist: A4 → A3 → A2 → A1 → A4, wird der Schrittmotor 3 in Rück­ wärtsrichtung angetrieben, und das Saugluftmengen-Regel­ ventil 31 wird in Schließrichtung bewegt.

Nachstehend wird der Betrieb unter Bezugnahme auf die Ab­ laufdiagramme des Betriebs bei ausgeschaltetem Schlüssel­ schalter gemäß den Fig. 4 und 6 und unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 5 und 7 beschrieben.

Wenn der Schlüsselschalter 9A ausgeschaltet wird (bei Schlüssel-Aus), wird zu diesem Zeitpunkt das Stromversor­ gungsrelais 9B eingeschaltet, und ein elektrischer Strom wird der Steuervorrichtung 10 für eine feste Zeitdauer während der Schlüssel-Aus-Zeit zugeführt. Die Initialisie­ rung wird gestartet, wenn der Schlüsselschalter 9A aus­ geschaltet wird, und wird während dieser Zeitdauer durch­ geführt.

Zuerst gibt der Mikrocomputer 103 eine Position über den maximalen Antriebsbereich des Ventils 31 hinaus als Soll- Position des Schrittmotors 3 vor und schaltet das Erregungs­ muster in der nachstehenden Reihenfolge gemäß Fig. 3: A1 →A2 → A3 → A4 → A1, so daß die Soll-Position mit der Ist- Position des Schrittmotors 3 übereinstimmt. Infolgedessen wird der Schrittmotor 3 entlang der Vorwärtsrichtung bewegt, und das Saugluftmengen-Regelventil 31 wird geöffnet, bis es an einem Anschlag 32 anliegt. Dieser Vorgang wird während eines Zeitraums D1 von Fig. 4 durchgeführt.

Da die Soll-Position des Schrittmotors 3 über den maximalen Antriebsbereich des Regelventils 31 hinaus vorgegeben ist, schaltet der Mikrocomputer 103 das Erregungsmuster in der nachstehenden Reihenfolge gemäß Fig. 3: A1 → A2 → A3 → A4 →A1 auch nach dem Anschlagen des Saugluftmengen-Regelventils 31 an dem Anschlag 32. Dieser Vorgang wird während eines Zeitraums D3 von Fig. 4 ausgeführt. Das Saugluftmengen- Regelventil 31 bleibt jedoch in der vollständig geöffneten Position aufgrund des Anschlags 32, wie die Vollinie in Fig. 4 zeigt. Die Strichlinie in Fig. 4 zeigt die Position des Schrittmotors 3.

Dann wird die vollständige Offenstellung am Anschlag als Referenzöffnung angenommen, und der Mikrocomputer 103 gibt die Ist-Position des Schrittmotors 3 an der der Referenz­ öffnung entsprechenden Position vor. Wenn die der Referenz­ öffnung entsprechende Position mit Y2 und die Ist-Position des Schrittmotors 3 am Ende des Zeitraums D3 als Y1 be­ zeichnet werden, führt der Mikrocomputer 103 eine Operation durch, um Y1 durch Y2 zu ersetzen. Somit ist Y1 - Y2 = x, wobei x der Anzahl von Malen entspricht, die das Erregungs­ muster geschaltet wird, nachdem das Saugluftmengen-Regel­ ventil 31 an dem Anschlag 32 angelangt ist. Dadurch wird die Initialisierung beendet.

Dann gibt der Mikrocomputer 103 das Saugluftmengen-Regel­ ventil 31 während der Schlüssel-Aus-Zeit mit der Soll-Öff­ nung (Stand-by-Position Y3) vor. Da der normale Stand-by- Öffnungsgrad des Saugluftmengen-Regelventils 31 mit einem Zwischenöffnungsgrad des maximalen Antriebsbereichs vorge­ geben ist, schaltet der Mikrocomputer 103 das Erregungsmu­ ster in der nachstehenden Reihenfolge entsprechend Fig. 3: A4 → A3 → A2 → A1 → A4, bis die Ist-Position des Schrittmo­ tors 3 an die Stand-by-Position Y3 angepaßt ist, die der Soll-Position entspricht. Infolgedessen wird der Schrittmo­ tor 3 entlang der Gegenrichtung zur Schließseite bewegt. Wenn die Ist-Position des Schrittmotors 3 mit der Soll- Position (Stand-by-Position Y3) übereinstimmt, wird der Betrieb während der Schlüssel-Aus-Zeit beendet. Dieser Vorgang wird während eines Zeitraums D2 von Fig. 4 durch­ geführt.

Danach beendet der Mikrocomputer 103 ein Ausgangssignal 207 und schaltet das Stromversorgungsrelais 9B aus, um den Strom abzuschalten. Zu diesem Zeitpunkt wird der Mikrocomputer 103 momentan in den Rücksetzzustand gebracht. Da vom Mikrocom­ puter 103 abgegebene Signale 205 und 206 ständig auf vorbe­ stimmte Ausgänge fixiert sind, werden in dem Rücksetzzustand die Schrittmotorantriebssignale 201, 202, 203 und 204 feste Ausgänge jedes der Erregungsmuster A1 bis A4 von Fig. 3. Wenn die Erregungsphase zu diesem Zeitpunkt als das Erre­ gungsmuster A1 von Fig. 3 angenommen wird, wird das Saug­ luftmengen-Regelventil 31 entlang der Richtung angetrieben, in der es geöffnet wird, wenn das Erregungsmuster zum Zeit­ punkt der Beendigung der Operation in der Schlüssel-Aus-Zeit zu dem Erregungsmuster A4 wird, und das Saugluftmengen- Regelventil 31 wird entlang der Schließrichtung angetrieben, wenn das Erregungsmuster zum Zeitpunkt der Beendigung des Betriebs während der Schlüssel-Aus-Zeit zum Erregungsmuster A2 wird. Wenn also das Erregungsmuster zum Zeitpunkt der Beendigung der Operation während der Schlüssel-Aus-Zeit ein anderes als das Erregungsmuster A1 von Fig. 3 ist, wird der Schrittmotor 3 unnötig angetrieben.

Da der Schrittmotor 3 durch Schalten von Erregungsmustern angetrieben wird, und zwar ohne Rücksicht darauf, wie weit der Schrittmotor 3 aus der vorbestimmten Position entlang der Öffnungs- oder Schließrichtung angetrieben wird, ist das Erregungsmuster bei Rückkehr in die vorbestimmte Position das gleiche wie das Erregungsmuster, bevor das Saugluft­ mengen-Regelventil 31 angetrieben wird. Wenn also das Erre­ gungsmuster in der Stand-by-Position Y3 und zum Rücksetz­ zeitpunkt das gleiche ist, kann ein unnötiges Antreiben zum Rücksetzzeitpunkt vermieden werden.

Dieser Betrieb wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 2, 6 und 7 erläutert. Fig. 6 zeigt den Operationsablauf in einem Fall, in dem während der Periode D3 von Fig. 4 keine Opera­ tion ausgeführt wird.

Die Verarbeitungseinheit 11 von Fig. 2 treibt den Schritt­ motor 3 zuerst entsprechend dem Flußdiagramm von Fig. 7 an, bis das Saugluftmengen-Regelventil 31 an dem Anschlag 32 anschlägt (ST1). Dieser Vorgang wird in einer Periode D1 von Fig. 6 durchgeführt. Dann treibt die Verarbeitungseinheit 11 den Schrittmotor 3 an, so daß das Saugluftmengen-Regelventil 31 die Bereitschaftsöffnung Y3 erreicht, die von der Erre­ gungsmuster-Vorgabeeinrichtung 15 abgegeben wird (ST2). Die­ ser Vorgang wird in einer Periode D2 von Fig. 6 ausgeführt. In ST2 gibt die Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung 15 die Stand-by-Position Y3 nach Maßgabe eines Befehls von der Verarbeitungseinheit 11 vor, so daß das Erregungsmuster zu diesem Zeitpunkt das gleiche wie das abgegebene Erregungs­ muster zum Rücksetzzeitpunkt wird, das vorher in der Rück­ setzzeit-Abgabemusterhalteeinheit 14 gespeichert wurde. Die Verarbeitungseinheit 11 führt die Operation von ST2 nach Maßgabe eines Ausgangssignals von der Erregungsmuster-Vor­ gabeeinrichtung 15 aus. Dann gibt die Verarbeitungseinheit 11 die vorgegebene Stand-by-Position Y3 an die Stand-by- Position-Halteeinheit 13 ab, in der die Stand-by-Position Y3 gespeichert wird (ST3). Da die Stand-by-Position-Halteein­ heit 13 von der Sicherungsstromversorgung 12 versorgt wird, kann die Stand-by-Position auch nach dem Abschalten des Stroms beibehalten werden. Nach diesen Operationen ST1 bis ST3 gibt die Verarbeitungseinheit 11 einen Stromabschaltbe­ fehl an die Stromversorgungs-Steuereinheit 16 ab, so daß die Stromversorgung abgeschaltet wird (ST4). Danach unterbricht die Verarbeitungseinheit 11 ihren Betrieb, bis sie von dem Schlüsselschalter 9A aktiviert wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 wird ein Fall be­ schrieben, in dem das Erregungsmuster, nachdem das Saug­ luftmengen-Regelventil 31 an dem Anschlag angeschlagen ist, weiterhin x-mal geschaltet wird, wie Fig. 4 zeigt.

Wenn dabei die Initialisierung des Schrittmotors 3 von dem Schrittmotor 3 durchgeführt wird, stimmt die Anzahl von Malen, die der Schrittmotor 3 entlang der Öffnungsrichtung angetrieben wird, nicht mit der Anzahl von Malen überein, die der Schrittmotor 3 entlang der Schließrichtung ange­ trieben wird (also mit der Anzahl von Malen des Schaltens des Erregungsmusters). Damit also der Schrittmotor 3 nicht zum Rücksetzzeitpunkt einen unnötigen Betrieb ausführt, muß die Differenz x zwischen der Anzahl von Malen des integrier­ ten Antreibens entlang der Öffnungsrichtung und der Anzahl von Malen des integrierten Antreibens entlang der Schließ­ richtung während der Initialisierung ein Vielfaches von 4 (der Anzahl von Erregungsmustern des Schrittmotors 3) sein. Zu diesem Zeitpunkt stimmt das Erregungsmuster des Schritt­ motors 3 bei Beendigung der Priode D1 von Fig. 4 mit dem Erregungsmuster des Schrittmotors 3 bei Beendigung der Periode D3 überein. Der Mikrocomputer 103 bestimmt auf der Grundlage dieser Bedingung die Anzahl von Malen x, die der Schrittmotor 3 während der Initialisierung entlang der Öffnungsrichtung zu der Soll-Position angetrieben wird, seit das Saugluftmengen-Regelventil 31 an dem Anschlag angeschla­ gen ist.

Wie das Ablaufdiagramm von Fig. 5 zeigt, treibt die Ver­ arbeitungseinheit 11 von Fig. 2 den Schrittmotor 3, bis das Saugluftmengen-Regelventil 31 an dem Anschlag 32 anschlägt (ST11). Dieser Vorgang wird während der Periode D1 von Fig. 4 durchgeführt. Dann treibt die Verarbeitungseinheit 11 den Schrittmotor 3 weiter um die Anzahl x von Malen (ST12). x ist als ein Vielfaches von 4 auf der Basis eines Ausgangs­ signals von der Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung 15 be­ stimmt. Dieser Vorgang wird während der Periode D3 von Fig. 4 ausgeführt. Dann gibt die Verarbeitungseinheit 11 die Position des Schrittmotors 3 an einer Referenzposition vor, die der Referenzposition entspricht. Das heißt, Y1 wird mit Y2 vorgegeben (ST13). Dadurch ist der Initialisierungsvor­ gang beendet.

Dann treibt die Verarbeitungseinheit 11 den Schrittmotor 3, so daß das Saugluftmengen-Regelventil 31 die Stand-by-Posi­ tion Y3 erreicht, die von der Erregungsmuster-Vorgabeein­ richtung 15 abgegeben wird (ST2). Dieser Vorgang wird wäh­ rend der Periode D2 von Fig. 4 ausgeführt. In ST2 gibt die Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung 15 das Erregungsmuster an der Stand-by-Position Y3 vor, so daß es dem Erregungsmuster entspricht, das zum Rücksetzzeitpunkt abgegeben wurde und vorher in der Rücksetzzeit-Abgabemusterhalteeinheit 14 ge­ speichert wurde. Dann gibt die Verarbeitungseinheit 11 die Stand-by-Position Y3 an die Stand-by-Position-Halteeinheit 13 ab, in der die Stand-by-Position Y3 gespeichert wird (ST3). Nach diesen Operationen ST11 bis ST3 gibt die Ver­ arbeitungseinheit 11 einen Stromabschaltbefehl an die Strom­ versorgungs-Steuereinheit 16 ab, so daß der Strom abgeschal­ tet wird (ST4). Danach beendet die Verarbeitungseinheit 11 ihren Betrieb, bis sie durch den Schlüssel aktiviert wird.

Wie oben beschrieben, wird das Erregungsmuster während der Schlüssel-Ein-Zeit mit dem Erregungsmuster des Mikrocompu­ ters 103 während einer Rücksetzzeit in Übereinstimmung ge­ bracht, und die Soll-Position wird so vorgegeben, daß der Wert des Anschlagens am Anschlag während der Initialisierung ein Vielfaches von 4 wird. Dadurch ist es möglich, das Erre­ gungsmuster während der Schlüssel-Aus-Zeit mit dem Muster des Mikrocomputers 103 zum Rücksetzzeitpunkt in Überein­ stimmung zu bringen. Das Erregungsmuster des Mikrocomputers 103 zum Rücksetzzeitpunkt wird vorher bestimmt.

Die Herstellung der Übereinstimmung zwischen dem Erregungs­ muster während der Schlüssel-Aus-Zeit und dem Erregungsmu­ ster des Mikrocomputers 103 zum Rücksetzzeitpunkt auf die oben beschriebene Weise macht es möglich, ein fehlerhaftes Antreiben des Schrittmotors 3 während der Schlüssel-Ein-Zeit zu verhindern. Es ist daher möglich, das Saugluftmengen- Regelventil 31 zum nächsten Schlüssel-Ein-Zeitpunkt mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit zu steuern.

Wenn die Sicherungsstromversorgung 12 ausgeschaltet ist, kann der Mikrocomputer 103, da er den Öffnungsgrad des Saugluftmengen-Regelventils 31 während der Schlüssel-Ein- Zeit nicht erkennen kann, das Erregungsmuster während der Schlüssel-Ein-Zeit nicht vorgeben. In einem solchen Fall kann der Mikrocomputer 103 ersatzweise einen vorbestimmten Wert, z. B. eine 0-Position als den Anfangswert in der Po­ sition zur Schlüssel-Ein-Zeit vorgeben, und die oben beschriebene Initialisierung wird gestartet, um die Stand- by-Position vorzugeben. Der Mikrocomputer 103 stellt das Saugluftmengen-Regelventil 31 in den Stand-by-Öffnungsgrad, so daß das Erregungsmuster in der Stand-by-Position während der Schlüssel-Aus-Zeit dem Muster zum Rücksetzzeitpunkt auf der Basis dieses Anfangswerts entspricht. Wenn dieser Vor­ gang durchgeführt wird, wird das Saugluftmengen-Regelventil 31 auch dann nicht fehlerhaft betätigt, wenn der Mikrocom­ puter 103 nach dem Einschalten des Schlüssels rückgesetzt wird.

Wenn also der Mikrocomputer 103 das Saugluftmengen-Regel­ ventil 31 aus der 0-Position in die Stand-by-Position stellt, ist es möglich, das Erregungsmuster während der Schlüssel-Ein-Zeit in Übereinstimmung mit dem Erregungsmu­ ster zum Rücksetzzeitpunkt zu bringen, wenn der Rest, der durch Division der Differenz x' zwischen der Anzahl von Malen des Treibens entlang der Öffnungsrichtung und der Anzahl von Malen des Treibens entlang der Schließrichtung durch 4 erhalten wird, zu 0 wird.

Wenn die Differenz x' kein Vielfaches von 4 ist, führt der Mikrocomputer 103 die folgende Operation aus. Wenn der durch Division der Differenz x' zwischen der 0-Position und der Stand-by-Position erhaltene Rest 1 ist, bringt der Mikro­ computer 103 das Erregungsmuster, das um 1 entlang der Schließrichtung von dem Muster zum Rücksetzzeitpunkt ver­ schoben ist, in Übereinstimmung mit dem Erregungsmuster während der Schlüssel-Ein-Zeit. Wenn der durch Division der Differenz x' zwischen der 0-Position und der Stand-by-Posi­ tion durch 4 erhaltene Rest n ist, bringt der Mikrocomputer 103 gleichermaßen das Erregungsmuster, das um n von dem Muster zum Rücksetzzeitpunktt verschoben ist, in Überein­ stimmung mit dem Erregungsmuster während der Schlüssel-Ein- Zeit.

Da bei der Erfindung der Mikrocomputer 103 nur das Erregungsmuster des Schrittmo­ tors 3 in der Stand-by-Position in Übereinstimmung mit dem Erregungsmuster zum Rücksetzzeitpunkt bringen muß, kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgelegt sein, daß das Erregungsmuster in jeder Position vorher in dem Speicher der Steuervorrichtung gespeichert wird und der Schrittmotor 3 von dem Erregungsmuster, das der Position entspricht, ange­ trieben wird. Bei der ersten Ausführungsform wird zwar die Erfindung mit der Steuervorrichtung für die Leerlaufdrehzahl angewandt, die gleichen Vorteile können aber erhalten wer­ den, wenn sie mit einer Steuervorrichtung für die AGR (Ab­ gasrückführung) oder für die Spülluftdurchflußrate angewandt wird.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Steuern eines mit einem Saugluftmengen- Regelventil (31) einer Brennkraftmaschine (1) verbundenen Schrittmotors (3), mit einem Mikrocomputer (11, 12, 13, 14, 15; 103) mit jeweils einem mit ihm verbundenen Stromversorgungskreis (102), Eingabekreis (101), und Ausgabekreis (17; 104), wobei der Mikrocomputer (11, 12, 13, 14, 15; 103) enthält:
eine Verarbeitungseinheit (11), die Erregungsmuster über den Ausgabekreis (17; 104) abgibt, um den Schrittmotor (3) anzutreiben und dadurch das Saugluftmengen-Regelventil (31) einzustellen, und die rückgesetzt ein bestimmtes Erregungsmuster ausgibt;
eine Rücksetzzeit-Abgabemusterhalteeinheit (14), um ein Erregungsmuster zu speichern, das mit dem bestimmten Erregungsmuster übereinstimmt; und
eine Erregungsmuster-Vorgabeeinrichtung (15), um einen er­ sten Antriebswert des Schrittmotors (3) des Saugluftmengen- Regelventils (31) vorzugeben, wobei die Erregungsmuster-Vor­ gabeeinrichtung (15) den ersten Antriebswert an die Verarbei­ tungseinrichtung (11) abgibt, um den Schrittmotor (3) anzutrei­ ben und das Saugluftmengen-Regelventil (31) in eine Referenzposition zu stellen, und weiterhin einen zweiten Antriebswert des Schrittmotors (3) vorgibt, um das Saugluftmengen-Regelventil (31) anschließend in eine Stand-by- Position zu stellen, wobei die Erregungsmuster- Vorgabeeinrichtung (15) ein letztes Erregungsmuster des zweiten Antriebswertes vorgibt, das mit dem in der Rücksetzzeit- Abgabemusterhalteeinheit (14) gespeicherten Erregungsmuster übereinstimmt, um den Schrittmotor (3) zu initialisieren.

2. Vorrichtung zum Steuern eines Schrittmotors nach Anspruch 1, wobei ein Anschlag zur Begrenzung des Bewegungsbereiches des Saugluftmengen-Regelventils (31) vorgesehen ist, und der Anschlag in einer Position angeordnet ist, die der Referenzposition entspricht, und wobei die Erregungsmuster- Vorgabeeinrichtung (15) die Erregungsmuster für den ersten Antriebswert derart ausgibt, daß die Erregungsmuster nach der Begrenzung weiter ausgegeben werden, wobei das letzte Erregungsmuster dem Erregungsmuster am Anschlag entspricht.