DE69820344T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung einer Drosselklappe in einer Brennkraftmaschine - Google Patents

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät (Vorrichtung) und Verfahren zur Steuerung einer Drosselklappe, die durch ein Schrittmotor betätigt wird und die in einem Luftansaugdurchlass in einer Brennkraftmaschine angeordnet ist.
  • Die Maschinenausgangsleistung einer Dieselbrennkraftmaschine wird hauptsächlich durch Steuerung der Kraftstoffeinspritzmenge eingestellt. Herkömmlich war daher eine präzise Steuerung der Ansaugluftmenge nicht erforderlich. Die in letzter Zeit entstandene Anforderung zum Reinigen von Dieselabgas erfordert jedoch ein Abgasrückführungsgerät (EGR-Gerät). Das EGR-Gerät führt einen Teil des Abgases, das aus jeder Verbrennungskammer ausgestoßen wird, in den Luftansaugdurchlass zurück. Das Mischverhältnis des Abgases zu der Ansaugluft, das durch den Luftansaugdurchlass strömt, ist ein wichtiger Faktor beim Erhalt eines so sauberen Abgases wie möglich, ohne Stören des Betriebs der Brennkraftmaschine. Das korrekte Mischverhältnis erfordert eine feine Steuerung der Ansaugluftmenge.
  • Ein Gerät zur korrekten Steuerung der Ansaugluftmenge ist beispielsweise in dem japanischen Patent Nr. 61-20268 offenbart. Dieses Gerät weist eine Drosselklappe auf, die ohne Ineinandergreifen mit dem Beschleunigungspedal (Fahrpedal) funktionieren kann, und einen Motor auf, der sowohl in Vorwärts- als auch Rückwärtsrichtung zur Betätigung der Drosselklappe in Drehung versetzt werden kann. Die japanische Offenlegungsschrift Nr. 3-225038 und die japanische Offenlegungsschrift Nr. 61-226540 offenbaren Ansaugluftmengensteuerungsgeräte, die einen Schrittmotor als Drosselklappenbetätigungsmotor verwenden. Der Rotationswinkel des Schrittmotors wird sehr korrekt durch einen Antriebsimpuls gesteuert, der dem Motor zugeführt wird. Der Schrittmotor ist daher in der Lage, den Winkel der Drosselklappe mit hoher Genauigkeit zu steuern.
  • Wenn die Antriebsspannung oder Batteriespannung, die an den Schrittmotor anzulegen ist, unter einen normalen Pegel abfällt, wird das Antriebsdrehmoment des Motors unzureichend, wodurch ein Außerschrittfallen des Motors wahrscheinlich wird. Wenn ein Außerschrittfallen auftritt, entspricht der Rotationswinkel des Motors nicht genau dem Winkel der Drosselklappe, die folglich nicht präzise gesteuert werden kann. Wenn die Batteriespannung abfällt, stellen daher die in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 3-225038 und der japanischen Offenlegungsschrift Nr. 61-226540 offenbarten Geräte die Drehzahl des Schrittmotors auf einen geringeren Wert als die normale Drehzahl ein, um ein ausreichendes Antriebsdrehmoment des Motors zu gewährleisten und das Außerschrittfallen zu vermeiden. Das heißt, dass, wenn irgendwas den Betrieb des Motors stört, der Betrieb des Motors eingeschränkt wird, um eine derartige Störung zu vermeiden.
  • Wenn der Schlüsselschalter ausgeschaltet wird oder irgendein Maschinenfehler auftritt, sollte die Brennkraftmaschine unmittelbar gestoppt werden. Dies erfordert, dass die Drosselklappe prompt geschlossen wird, um Luftzufuhr zu den Verbrennungskammern zu blockieren. Falls die Drehzahl des Schrittmotors geringer als die normale Drehzahl ist, kann die Drosselklappe nicht schnell geschlossen werden. Somit ist es unmöglich, die Brennkraftmaschine unmittelbar zu stoppen, und erhöht sich die Vibration beim Stoppen der Brennkraftmaschine. Wenn der Betrieb des Motors wie in dem vorstehend beschriebenen Fall beschränkt ist, kann die Drosselklappe nicht schnell auf einen vorbestimmten Winkel eingestellt werden.
  • Die Druckschrift DE 195 19 747 A1 (Druckschrift D1) offenbart ein Gerät und ein Verfahren zur Steuerung einer Drosselklappe, wie sie in den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche definiert sind. Genauer offenbart Druckschrift D1 ein System und eine Betätigungseinrichtung zur Steuerung der Leistung einer Brennkraftmaschine durch Steuerung einer Drosselklappe. Deren Winkelposition ist durch einen Schrittmotor veränderbar, der durch eine Steuerungseinrichtung gesteuert wird. Weiterhin ist ein mechanischer Leerlaufstop vorgesehenen, der die Bewegung der Drosselklappe durch Blockieren des Betriebs des Motors beschränkt.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Steuerungsgerät und Steuerungsverfahren bereitzustellen, die einer Drosselklappe und der Verwendung eines Schrittmotors gut steuern können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Gerät zur Steuerung einer Drosselklappe gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst, und alternativ durch ein Verfahren zur Steuerung einer Drosselklappe gelöst, wie es in dem unabhängigen Patentanspruch 11 dargelegt ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Andere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind anhand der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben, in der als Beispiel die Prinzipien der Erfindung veranschaulicht sind.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnung
  • Die Erfindung ist zusammen mit deren Aufgabe und Vorteilen unter Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein schematisches Aufbaudiagramm einer Dieselbrennkraftmaschine, die mit einem Drosselklappensteuerungsgerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgerüstet ist,
  • 2 ein Blockschaltbild des elektrischen Aufbaus der Dieselbrennkraftmaschine gemäß 1,
  • 3 ein Flussdiagramm einer EGR-Steuerungsprozedur (Abgasrückführungssteuerungsprozedur) gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 4A einen Graphen, der das Verhältnis zwischen Maschinendrehzahl, Kraftstoffeinspritzmenge und grundsätzliches Soll-Abhebungsausmaß darstellt,
  • 4B einen Graphen, der das Verhältnis zwischen einer Kühlmitteltemperatur und einem Kühlmitteltemperaturkompensationskoeffizienten darstellt,
  • 4C einen Graphen, der das Verhältnis zwischen einem Ansaugdruck und einem Ansaugdruckkompensationskoeffizienten darstellt,
  • 4D einen Graphen, der das Verhältnis zwischen einem endgültigen Soll-Abhebungsausmaß und einer grundsätzlichen Steuerungsgröße darstellt,
  • 4E einen Graphen, der das Verhältnis zwischen einem Wert, der durch Subtrahieren eines tatsächlichen Anhebungsausmaßes von dem endgültigem Soll-Anhebungsausmaß erhalten wird, und einer Rückkopplungssteuerungsgröße darstellt,
  • 5 ein Flussdiagramm von Prozeduren zur Berechnung der Soll-Schrittzahl eines Schrittmotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
  • 6 einen Graphen des Verhältnisses zwischen Maschinendrehzahl, Kraftstoffeinspritzmenge und Soll-Schrittzahl,
  • 7 ein Flussdiagramm, das Schritte zur Berechnung der tatsächlichen Schrittzahl (Ist-Schrittzahl) des Schrittmotors gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 8 ein Flussdiagramm, das Schritte zur Einstellung einer Impulsrate gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 9 ein schematisches Aufbaudiagramm, das eine Dieselbrennkraftmaschine veranschaulicht, die mit einem Drosselklappensteuerungsgerät gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung ausgerüstet ist,
  • 10 eine seitliche Querschnittsansicht der Drosselklappe und eines Klappen- bzw. Ventilantriebsmechanismus,
  • 11 eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 11-11 in 10 genommen ist,
  • 12 eine Querschnittsansicht, die teilweise ein in dem Ventilantriebsmechanismus gemäß 11 vorgesehenes angetriebenes Zahnrad sowie dessen Umgebungsstruktur darstellt,
  • 13 eine Querschnittsansicht eines Schrittmotors von vorne,
  • 14 eine seitliche Querschnittsansicht des Schrittmotors gemäß 13,
  • 15A eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 15A-15A in 14 genommen ist,
  • 15B eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 15B-15B in 14 genommen ist,
  • 16A eine Darstellung zur Beschreibung des Betriebsprinzips eines Schrittmotors,
  • 16B eine Darstellung zur Beschreibung des Betriebsprinzips des Schrittmotors,
  • 17 eine Tabelle zur Beschreibung, wie eine Spannung an jede Spule des Schrittmotors angelegt wird,
  • 18 einen Graphen, der das Verhältnis zwischen Maschinendrehzahl, Kraftstoffeinspritzmenge und Soll-Schrittzahl darstellt,
  • 19 ein Flussdiagramm, das Steuerungsschritte für den Schrittmotor gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 20 eine Tabelle, die das Verhältnis zwischen einer Batteriespannung und einer Impulsrate darstellt,
  • 21 ein Flussdiagramm, das Schritte zur Berechnung der Soll-Schrittzahl eines Schrittmotors eines dritten Ausführungsbeispiels darstellt, und
  • 22 eine Flussdiagramm, das eine Anormalitätserfassungsprozedur gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel darstellt.
  • Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Nachstehend ist unter Bezugnahme auf 1 bis 8 ein Ansaugdrosselklappensteuerungsgerät gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie es in 1 dargestellt ist, weist eine Dieselbrennkraftmaschine 1 eine Vielzahl von Zylindern auf, die jeweils eine Verbrennungskammer 12 aufweisen. In dem Ansaughub (Ansaugtakt) der Brennkraftmaschine 1 öffnet ein Ansaugventil 114 eine Ansaugöffnung 113. Folglich wird Außenluft (Ansaugluft), die über einen Luftreiniger 3 in den Luftansaugdurchlass 2 eingenommen wird, jeder Verbrennungskammer 12 zugeführt. Eine Kraftstoffeinspritzpumpe 14 führt Kraftstoff jeder Einspritzdüse 11 unter Druck über eine Kraftstoffleitung 119 zu. Die Einspritzdüse 11 spritzt den Kraftstoff in die zugehörige Verbrennungskammer 12 ein. In dem Abgashub der Brennkraftmaschine 1 öffnet ein Abgasventil 123 eine Abgasöffnung 122 zum Ausstoß des Abgases über einen Abgasdurchlass 7.
  • Eine Ansaugdrosselklappe (Ansaugdrosselklappenventil) 4 ist in der Mitte des Luftansaugdurchlasses 2 zur Einstellung der Ansaugluftmenge angeordnet, die der Verbrennungskammer 11 zuzuführen ist. Ein Schrittmotor 40 betätigt die Drosselklappe 4 zur Einstellung des Winkels der Drosselklappe 4 auf einen gewünschten Wert auf der Grundlage eines Steuerungssignals aus einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 19. Ein Schalter für die vollständig geöffnete Position (Vollöffnungsschalter) 39 wird eingeschaltet, wenn die Drosselklappe 4 vollständig geöffnet ist oder sich in der Nähe der vollständig geöffneten Position befindet, und der Schalter 39 wird ausgeschaltet, wenn sich die Drosselklappe 4 in irgendeiner anderen Position befindet.
  • Ein Abgasrückführungsgerät (EGR-Gerät) 140 führt einen Teil des Abgases, das aus jeder Verbrennungskammer 12 in den Abgasdurchlass 7 ausgestoßen wird, in den Luftansaugdurchlass 7 zurück, um das Gas zu der Verbrennungskammer 12 zurückzubringen. Das EGR-Gerät 140 weist einen EGR-Durchlass 8, das ermöglicht, dass ein Teil des Abgases aus dem Abgasdurchlass 7 in den Luftansaugdurchlass 2 strömt und ein EGR-Ventil 9 auf, das die Menge des in dem EGR-Durchlass 8 strömenden Abgases (EGR-Menge) reguliert.
  • Das EGR-Ventil 9 ist ein Membranventil, das den Öffnungsgrad des EGR-Durchlasses 8 unter Verwendung von Unterdruck und atmosphärischen Druck justiert. Das EGR-Gerät 140 weist weiterhin eine Betätigungseinrichtung (Aktuator) 10 zur Justierung des Drucks eines Druckkammer 9a des EGR-Ventils 9 auf. Diese Betätigungseinrichtung 10 weist beispielsweise ein elektrisches Vakuumregulierungsventil auf. Die Betätigungseinrichtung 10 ist mit einer Pumpe 132 über eine Unterdrucköffnung 151 und mit einer Atmosphärenöffnung 153 verbunden, die zu der Außenluft geöffnet ist. Die Betätigungseinrichtung 10 reguliert den Druck der Druckkammer 9a auf der Grundlage des zugeführten Unterdrucks und des Atmosphärendrucks. Die Betätigungseinrichtung 10 wird durch die ECU 19 gesteuert. Die ECU 19 steuert die Betätigungseinrichtung 10 entsprechend der Laufbedingung (dem Laufzustand) der Brennkraftmaschine 1 zur Justierung des Winkels des EGR-Ventils 9, wodurch die EGR-Menge kontinuierlich reguliert wird.
  • Wenn die Menge der Ansaugluft durch die Drosselklappe 4 justiert wird und die EGR-Menge durch das EGR-Ventil 9 justiert wird, kann das Verhältnis der EGR-Menge zu der der Verbrennungskammer 12 zugeführten Luftmenge bzw. das EGR-Verhältnis (Abgasrückführungsverhältnis) frei eingestellt werden. Dies gewährleistet eine korrekte EGR-Steuerung über den gesamten Betriebsbereich der Dieselbrennkraftmaschine 1.
  • Eine Kurbelwelle 23 der Brennkraftmaschine 1 versetzt eine Antriebswelle 129 der Einspritzpumpe 14 in Drehung. Die Einspritzpumpe 14 weist ein Zeitgebersteuerungsventil 15 und ein Überströmventil 16 zur jeweiligen Justierung des Einspritzzeitverlaufs und der Einspritzmenge des aus der Einspitzdüse 11 einzuspritzenden Kraftstoffs auf. Das Zeitgebersteuerungsventil 15 und das Überströmventil 16 werden durch die ECU 19 gesteuert.
  • Ein Maschinendrehzahlsensor 17 in der Einspritzpumpe 14 erfasst die Maschinendrehzahl NE durch die Erfassung der Drehzahl der Antriebswelle 129, die synchron zu der Kurbelwelle 23 dreht. Der (nicht gezeigte) Rotor an der Antriebswelle 129 weist eine Vielzahl von Vorsprüngen auf, die an dessen äußeren Oberfläche gebildet sind. Der Maschinendrehzahlsensor 17 ist ein elektromagnetischer Aufnehmer, der die Vorsprünge erfasst und ein Impulssignal entsprechend der Drehzahl der Antriebswelle 129 zu der ECU 19 sendet.
  • Ein in der Brennkraftmaschine 1 vorgesehener Kühlmitteltemperatursensor 77 erfasst die Temperatur THW des Kühlmittels und sendet ein elektrisches Signal entsprechend dieser Kühlmitteltemperatur THW zur der ECU 19. Ein in dem Luftansaugdurchlass 2 vorgesehener Ansaugdrucksensor 159 erfasst den Druck PM der Ansaugluft in dem Luftansaugdurchlass 2 und sendet ein elektrisches Signal entsprechend dem Ansaugdruck PM zu der ECU 19. Ein Beschleunigungssensor 18, der in der Nähe eines Beschleunigungspedals (Fahrpedals) 24 vorgesehen ist, erfasst das Betätigungsausmaß des Fahrpedals 24 oder einen Fahrpedalwinkel ACCP und sendet ein elektrisches Signal entsprechend dem Fahrpedalwinkel ACCP zu der ECU 19.
  • Ein Schlüsselschalter 20 und ein Startschalter 21 sind mit der ECU 19 verbunden. Der Schlüsselschalter 20 wird zur Aktivierung der Brennkraftmaschine 1 eingeschaltet und wird zum Stoppen der Brennkraftmaschine 1 ausgeschaltet. Der Starterschalter 21 wird eingeschaltet, wenn ein (nicht gezeigter) Startermotor zum Starten der Brennkraftmaschine 1 läuft, und wird ausgeschaltet, wenn der Startermotor gestoppt wird. Die Ein-/Aus-Zustände dieser Schalter 20 und 21 werden der ECU zugeführt. Eine Batterie 22 führt verschiedenen elektrischen Vorrichtungen einschließlich der ECU 19 und des Schrittmotors 40 Energie zu. Dies ECU 19 empfängt ebenfalls Informationen über die Spannung VB der Batterie 22.
  • Nachstehend ist der elektrische Aufbau der Dieselbrennkraftmaschine 1 unter Bezugnahme auf das Blockschaltbild gemäß 2 beschrieben. Die ECU 19 weist einen Nur-Lesespeicher (ROM) 61 auf, in dem verschiedene Steuerungsprogramme zur Kraftstoffeinspritzsteuerung, Kraftstoffeinspritzzeitverlaufssteuerung, EGR-Steuerung (Abgasrückführungssteuerung), Ansaugluftmengensteuerung usw. der Brennkraftmaschine 1 sowie Funktionsdaten zur Berechnung von Werten entsprechend den verschiedenen Bedingungen gespeichert sind. Die ECU 19 weist weiterhin eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU) 60, einen wahlfreien Speicher (RAM) 62 und ein Sicherungs-RAM 63 auf. Die CPU 60 führt arithmetische Operationen auf der Grundlage der in dem ROM 61 gespeicherten Programme aus. Das RAM 62 speichert zeitweilig die von der CPU 60 bereitgestellten Operationsergebnisse und aus verschiedenen Sensoren zugeführten Daten und dergleichen. Das Sicherungs-RAM 63 hält notwendige Daten, wenn die Energiezufuhr zu der ECU 19 blockiert ist. Die CPU 60, das ROM 61, das RAM 62 und das Sicherungs-RAM 63 sind mit einer Eingabeschnittstelle 66 und einer Ausgabeschnittstelle 67 durch einen Bus 64 verbunden.
  • Die Ausgangssignale des Ansaugdrucksensors 159, des Beschleunigungssensors 18 und des Kühlmitteltemperatursensors 77 werden zeitweilig in jeweiligen Puffern 69 gespeichert. Die in den einzelnen Puffern 69 gespeicherten Signale werden aufeinander folgend von einem Multiplexer 68 auf der Grundlage von Befehlen aus der CPU 60 ausgewählt, werden in digitale Signale durch einen Analog-Digital-Wandler 65 umgewandelt und werden dann zu der Eingangsschnittstelle 66 gesendet. Das Impulssignal aus dem Maschinendrehzahlsensor 17 wird durch eine Signalverlaufsformungsschaltung 71 binarisiert und wird dann zu der Eingangsschnittstelle 66 gesendet. Die Ein-/Aus-Signale aus dem Schlüsselschalter 20, dem Starterschalter 21 und dem Vollöffnungsschalter 39 werden der Eingangsschnittstelle 66 zugeführt. Weiterhin werden Informationen der Spannung VB der Batterie 22 der Eingangsschnittstelle 66 über den Analog-Digital-Wandler 65 gesendet.
  • Treibern 72, 73, 74 und 75, die mit der Ausgangsschnittstelle 67 verbunden sind, werden Anweisungssignale aus der CPU 60 zugeführt. Auf der Grundlage der Anweisungssignale aus der CPU 60 treiben die einzelnen Treiber 72 bis 75 die jeweils den Schrittmotor 40, die Betätigungseinrichtung 10, das Zeitgebersteuerungsventil 15 und das Überströmventil 16 an.
  • Der Schrittmotor 40 wird durch das von dem Treiber 72 ausgegebene Impulssignal angetrieben. Je größer die Frequenz des dem Schrittmotor 40 zugeführten Impulssignals ist, desto schneller werden die Antriebsdrehzahlen des Schrittmotors 40 und der Drosselklappe 4, die durch den Motor 40 angetrieben wird. Die Frequenz des Impulssignals wird durch die Impulsanzahl pro Sekunde oder Impulsrate PPS (Impuls per Sekunde, pulse per econd) ausgedrückt. Das heißt, je größer der Wert der Impulsrate ist, desto schneller werden die Antriebsdrehzahlen des Schrittmotors 40 und der Drosselklappe 4.
  • Nachstehend ist die EGR-Steuerung (Abgasrückführungssteuerung) besonders beschrieben. 3 zeigt ein Flussdiagramm, das individuelle Prozesse einer "EGR-Steuerungsroutine" veranschaulicht. Diese Routine wird durch die ECU 19 als ein Interruptprozess (Unterbrechungsprozess) beispielsweise alle 8 ms ausgeführt.
  • Wenn der Prozess durch die ECU 19 in diese Routine eintritt, berechnet die ECU 19 zunächst ein grundsätzliches Soll-Abhebungsausmaß ELBSE auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Kraftstoffeinspritzmenge QFIN in Schritt 100.
  • Das grundsätzliche Soll-Anhebungsausmaß ELBSE ist ein Referenzwert für das EGR-Anhebungsausmaß. Wie es in 4A gezeigt ist, sind Funktionsdaten, die das Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl NE, die Kraftstoffeinspritzmenge QFIN und das grundsätzliche Soll-Anhebungsausmaß ELBSE definieren, in dem ROM 61 der ECU 19 gespeichert. Die ECU 19 greift auf diese Funktionsdaten bei der Berechnung des grundsätzlichen Soll-Anhebungsausmaßes ELBSE zu.
  • Das grundsätzliche Soll-Anhebungsausmaß ELBSE an einem Punkt in der zweidimensionalen Ebene des Graphen gemäß 4A, das durch die Maschinendrehzahl NE und die Kraftstoffeinspritzmenge QFIN definiert ist, nimmt einen Wert an, der kontinuierlich über einen Bereich von 0 mm bis 6 mm variiert. Die Einheit "mm3/st" der Kraftstoffeinspritzmenge QFIN gemäß 4A ist eine Einheit der Kraftstoffeinspritzmenge pro Hub eines Kolbens.
  • Die Maschinendrehzahl NE wird auf der Grundlage des aus dem Maschinendrehzahlsensor 17 ausgegebenen Impulssignals erhalten. Die Kraftstoffeinspritzmenge QFIN wird beispielsweise anhand einer nachstehend beschriebenen Gleichung (1) auf der Grundlage einer Vielzahl von Parametern, die den Laufzustand (Laufbedingung) der Brennkraftmaschine 1 wiedergeben, einschließlich der Maschinendrehzahl NE, des Fahrpedalwinkels ACCP, des Ansaugdrucks PM und der Kühlmitteltemperatur PHW erhalten. QFIN = min{f(NE, ACCP), g (NE, PM, THW)} (1)dabei bezeichnet "f" eine Funktion mit der Maschinendrehzahl NE und dem Fahrpedalwinkel ACCP als Parameter, bezeichnet "G" eine Funktion mit der Maschinendrehzahl NE, dem Ansaugdruck PM und der Kühlmitteltemperatur THW als Parameter, und bezeichnet "min" eine Funktion, die entweder einen durch die Funktion "f" erhaltenen Wert oder einen durch die Funktion "g" erhaltenen Wert nimmt, je nachdem welcher kleiner ist. Die Funktionsdaten sind in dem ROM 61 gespeichert.
  • In dem nächsten Schritt 101 berechnet die ECU 19 einen Kühlmitteltemperaturkompensationskoeffizienten METHW auf der Grundlage der Kühlmitteltemperatur THW. Das ROM 61 enthält Funktionsdaten, die das Verhältnis zwischen der Kühlmitteltemperatur THW und dem Kühlmitteltemperaturkompensationskoeffizienten METHW definieren, wie es in 4B dargestellt ist. Die ECU 19 greift auf diese Funktionsdaten zu, wenn der Kühlmitteltemperaturkompensationskoeffizient METHW berechnet wird. Wie es in 4B veranschaulicht ist, nimmt der Kühlmitteltemperaturkompensationskoeffizient METHW einen Wert über einen Bereich von beispielsweise 0 bis 1 mit Änderung der Kühlmitteltemperatur THW an. Die Kühlmitteltemperatur THW wird auf der Grundlage des aus dem Kühlmitteltemperatursensor 77 ausgegebenen Signals erhalten.
  • In Schritt 102 berechnet die ECU 19 einen Ansaugdruckkompensationskoeffizienten MEPM auf der Grundlage des Ansaugdrucks PM. Das ROM 61 enthält Funktionsdaten, die das Verhältnis zwischen dem Ansaugdruck PM und dem Ansaugdruckkompensationskoeffizienten MEPM definieren, wie es in 4C dargestellt ist. Die ECU 19 bezieht sich auf diese Funktionsdaten bei Berechnung des Ansaugdruckkompensationskoeffizienten MEPM. Wie es in 4C veranschaulicht ist, nimmt der Ansaugdruckkompensationskoeffizient MEPM einen Wert über einen Bereich von beispielsweise 0 bis 1 mit Variation des Ansaugdrucks PM an. Der Ansaugdruck PM wird auf der Grundlage des aus dem Ansaugdrucksensor 159 ausgegebenen Signals erhalten.
  • In Schritt 103 berechnet die ECU 19 ein endgültiges Soll-Anhebungsausmaß ELTRG unter Verwendung des grundsätzlichen Soll-Anhebungsausmaßes LBSE, des Kühlmitteltemperaturkompensationskoeffizienten METHW und des Ansaugdruckkompensationskoeffizienten MEPM. Das endgültige Soll-Anhebungsausmaß ELTRG wird durch die nachstehende Gleichung (2) berechnet. ELTRG = ELBSE × METHW × MEPM (2)
  • In dem nächsten Schritt 104 liest die ECU 19 ein gegenseitiges Anhebungsausmaß (Ist-Anhebungsausmaß) ELACT des EGR-Ventil 9 auf der Grundlage eines Erfassungssignals aus einem (nicht gezeigten) Anhebungssensors aus.
  • Dann berechnet die ECU 19 eine grundsätzliche Steuerungsgröße IEBSE auf der Grundlage des endgültigen Soll-Anhebungsausmaßes ELTRG in Schritt 105. Das ROM 61 enthält Funktionsdaten, die das Verhältnis zwischen dem endgültigem Soll-Anhebungsausmaß ELTRG und der grundsätzlichen Steuerungsgröße IEBSE definieren, wie es in 4D gezeigt ist. Die ECU 19 greift auf diese Funktionsdaten bei Berechnung der grundsätzlichen Steuerungsgröße IEBSE zu. Wie es in 4D veranschaulicht ist, nimmt die grundsätzliche Steuerungsgröße IEBSE einen Wert über einen Bereich von beispielsweise 300 mA bis 500 mA mit Variation des endgültigen Soll-Anhebungsausmaß ELTRG an.
  • Danach berechnet die ECU 19 eine Rückkopplungssteuerungsgröße (Regelungsgröße) IEFB auf der Grundlage des endgültigen Soll-Anhebungsausmaß ELTRG und des Ist-Anhebungsausmaßes ELACT in Schritt 106. In dem ROM 61 sind Funktionsdaten gespeichert, die das Verhältnis zwischen der Differenz zwischen dem Ist-Anhebungsausmaß ELACT und dem endgültigem Soll- Anhebungsausmaß ELTRG sowie der Regelungsgröße IEFB definieren, wie es in 4E dargestellt ist. Die ECU 19 greift auf diese Funktionsdaten bei Berechnung der Regelungsgröße IEFB zu. Wie es in 4E dargestellt ist, nimmt die Regelungsgröße IEFB einen Wert über einen Bereich von beispielsweise –300 mA bis 100 mA an.
  • Danach berechnet die ECU 19 eine endgültige Steuerungsgröße IEFIN unter Verwendung der grundsätzlichen Steuerungsgröße IEBSE und der Regelungsgröße IEFB in Schritt 107. Die endgültige Steuerungsgröße IEFIN wird durch die nachstehende Gleichung (3) berechnet: IEFIN = IEBSE + ΣIEFB (3)
  • Die ECU 19 steuert den Treiber 73 derart, dass ein Strom äquivalent zu der endgültigen Steuerungsgröße IEFIN, der in diesen Schritt 107 erhalten wird, durch die Betätigungseinrichtung 10 des EGR-Ventils 9 fließt. Eine EGR-Größe, die für den gegenwärtigen Laufzustand der Brennkraftmaschine 1 geeignet ist, wird auf diese Weise erhalten.
  • Nachstehend ist die Ansaugluftmengensteuerung ausführlich beschrieben. Bei der Implementierung der Ansaugluftmengensteuerung wird der Sollwinkel der Drosselklappe 4 berechnet. Der Winkel der Drosselklappe 4 entspricht der Schrittzahl (natürliche Zahl) des Schrittmotors 40, der die Drosselklappe 4 antreibt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Schrittzahl auf 0 gesetzt, wenn die Drosselklappe 4 vollständig geöffnet ist, und ist auf 230 gesetzt, wenn die Drosselklappe 4 vollständig geschlossen ist. Wenn der Winkel der Drosselklappe 4 kleiner wird, oder wenn die durch die Drosselklappe 4 bestimmte Öffnung des Luftansaugdurchlasses 2 sich verringert, wird die Schrittzahl größer. Dieses Verhältnis zwischen dem Winkel der Drosselklappe 4 und der Schrittzahl des Motors 40 ist lediglich ein mögliches Verhältnis, und zahllose Variationen sind zum Erreichen desselben Ergebnisses möglich.
  • 5 zeigt ein Flussdiagramm, das eine "Soll-Schrittzahlberechnungsroutine" zur Berechnung der Soll-Schrittzahl des Schrittmotors 40 veranschaulicht. Diese Routine wird durch die ECU 19 als ein Interruptprozess alle 8 ms beispielsweise ausgeführt.
  • Wenn die ECU 19 in diese Routine eintritt, berechnet die ECU 19 in Schritt 110 eine Soll-Schrittzahl LSTRG, die den Sollwinkel der Drosselklappe 4 angibt, auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Kraftstoffeinspritzmenge QFIN. Das ROM 61 enthält Funktionsdaten, die das Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl NE, der Kraftstoffeinspritzmenge QFIN und der Soll-Schrittzahl LSTRG definieren, wie es in 6 dargestellt ist. Die ECU 19 greift auf diese Funktionsdaten bei Berechnung der Soll-Schrittzahl LSTRG zu.
  • Die Soll-Schrittzahl LSTRG an einem Punkt auf der zweidimensionalen Ebene des Graphen in 6, der durch die Maschinendrehzahl NE und die Kraftstoffeinspritzmenge QFIN definiert ist, nimmt einen Wert einer natürlichen Zahl über einen Bereich von 0 bis 230 an. Obwohl 6 lediglich Daten in Zusammenhang mit Soll-Schrittzahlen LSTRG von 0, 100 und 200 zur Veranschaulichung des Verhältnisses darstellt, gibt es Daten für jede der Soll-Schrittzahlen LSTRG von 0 bis 230.
  • Die ECU 19 steuert den Schrittmotor 40 über einen Treiber 72, so dass die Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 mit der Sollschrittzahl LSTRG übereinstimmt. Folglich wird die Drosselklappe 4 zu dem Winkel betätigt, der der Sollschrittzahl LSTRG entspricht, wodurch sich die für den gegenwärtigen Laufzustand der Brennkraftmaschine 1 geeignete Ansaugluftmenge ergibt.
  • Die ECU 19 führt eine "Ist-Schrittberechnungsroutine", die in einem Flussdiagramm gemäß 7 veranschaulicht ist, als Steuerung des Schrittmotors 40 zur Bestimmung der Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 oder des Winkels der Drosselklappe 4 aus. Diese Routine wird durch die ECU 19 als ein Interruptprozess bei Intervallen von 5 ms oder 10 ms in Abhängigkeit von dem Pegel der Spannung VB der Batterie 22 ausgeführt.
  • Wenn die ECU 19 zu dieser Routine übergeht, bestimmt die ECU 19 in Schritt 120, ob die gegenwärtig bekannte Ist-Schrittzahl LSACT kleiner als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist. Wenn die Ist-Schrittzahl LSACT kleiner als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist, wird der Schrittmotor 40 gegenwärtig derart gesteuert, dass die Ist-Schrittzahl LSACT sich der Soll-Schrittzahl LSTRG annähert. Wenn die Entscheidung in Schritt 120 positiv ist, geht daher die ECU 19 zu Schritt 121 über, um die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT, die um 1 inkrementiert ist, als neue Ist-Schrittzahl LSACT einzustellen.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 120 negativ ist, bestimmt die ECU 19 in Schritt 122, ob die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT größer als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist. Wenn die Ist-Schrittzahl LSACT größer als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist, wird der Schrittmotor 40 gegenwärtig derart gesteuert, dass sich die Ist-Schrittzahl LSACT der Soll-Schrittzahl LSTRG annähert, wie in dem Fall, in dem die Ist-Schrittzahl LSACT kleiner als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist. Wenn die Entscheidung in Schritt 122 positiv ist, geht daher die ECU 19 zu Schritt 123 über, um die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT um 1 als die die neue Ist-Schrittzahl LSACT herabzusetzen.
  • Nach Ausführung des Prozesses von Schritt 121 oder Schritt 123 geht die ECU 19 zu Schritt 124 über. Wenn die Entscheidung in Schritt 122 negativ ist, oder wenn die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT gleich der Soll-Schrittzahl LSTRG ist, hat die Drosselklappe 4 den Sollwinkel erreicht, und wird der Schrittmotor 40 gestoppt. Dementsprechend geht die ECU 19 direkt zu Schritt 124 ohne Änderung der gegenwärtigen Ist-Schrittzahl LSACT über.
  • In Schritt 124 bestimmt die ECU 19, ob die Batteriespannung VB gleich oder größer als 10 V ist. Wenn die Batteriespannung VB gleich oder größer als 10 V ist, bestimmt die ECU 19, dass der Schrittmotor 40 normal arbeitet und stellt die gegenwärtige Zeit TS auf plus 5 ms als die nächste Interruptzeit TA für diese Routine ein. Wenn die Batteriespannung VB geringer als 10 Volt ist, bestimmt die ECU 19, dass der Betrieb des Schrittmotors 40 beschränkt ist, und stellt die gegenwärtige Zeit TS auf plus 10 ms als die nächste Interruptzeit TS für diese Routine ein. Wenn die Batteriespannung VB abfällt, wird daher das Interruptintervall für diese Routine länger.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, wie im weiteren Verlauf beschrieben ist, der Motor 40 mit einer normalen Drehzahl durch ein Impulssignal mit einer Impulsrate von 200 PPS angetrieben, wenn die Batteriespannung VB gleich oder größer als 10 V ist, was angibt, dass der Schrittmotor 40 mit einem ausreichendem Antriebsdrehmoment ohne Außerschrittfallen rotieren kann. In diesem Fall dreht der Motor 40 alle 5 ms schrittweise vorwärts. Wenn das Interruptintervall der "Ist-Schrittberechnungsroutine" gemäß 7 5 ms ist, wird die Ist-Schrittzahl LSACT alle 5 ms um 1 inkrementiert oder dekrementiert, wenn die Batteriespannung VB gleich oder größer als 10 V ist. Es ist daher möglich, die Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 oder den Winkel der Drosselklappe 4 korrekt zu bestimmen.
  • Wenn demgegenüber die Batteriespannung VB niedriger als 10 V ist, was bedeutet, dass es wahrscheinlich ist, dass der Schrittmotor 40 auf Grund eines unzureichenden Antriebsdrehmoments außer Schritt fällt, wird der Motor 40 mit einer niedrigen Drehzahl durch ein Impulssignal mit einer Impulsrate von 100 PPS angetrieben. Der Motor 40 kann daher mit einem ausreichenden Antriebsdrehmoment ohne Außerschrittfallen rotieren. In diesem Fall rotiert der Motor 40 schrittweise vorwärts alle 10 ms. Wenn das Interruptintervall der "Ist-Schrittberechnungsroutine" gemäß 7 10 ms ist, wird die Ist-Schrittzahl LSACT alle 10 ms um 1 inkrementiert oder dekrementiert, wenn die Batteriespannung VB niedriger als 10 V ist. Dies ermöglicht ebenfalls die korrekte Bestimmung der Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 oder des Winkels der Drosselklappe 4.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie aus dem vorhergehenden hervorgeht, gibt es, wenn die Batteriespannung VB gleich oder größer als 10 V ist, keinen Grund, in dem Betrieb des Schrittmotors 40 einzuschreiten, und der Motor 40 wird mit normaler Drehzahl angetrieben. Wenn die Batteriespannung VB niedriger als 10 V ist, gibt es demgegenüber einen Grund, um in den Betrieb des Schrittmotors 40 einzuschreiten, und der Motor 40 wird mit einer niedrigeren Drehzahl als die normale Drehzahl angetrieben. Das heißt, dass, wenn es einen Grund zum Einschreiten in den Betrieb des Schrittmotors 40 gibt, der Betrieb des Motors 40 begrenzt wird, um eine Störung zu vermeiden.
  • Weiterhin wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Impulsrate des Impulssignals, das dem Schrittmotor 40 zugeführt wird, entsprechend dem Laufzustand der Brennkraftmaschine 1 und entsprechend dem Pegel der Batteriespannung VB geändert. 8 zeigt ein Flussdiagramm einer "Impulsrateneinstellungsroutine". Diese Routine wird durch die ECU 19 als ein Interruptprozess beispielsweise alle 8 ms ausgeführt.
  • Wenn die ECU 19 in diese Routine eintritt, bestimmt die ECU 19 in Schritt 130 ob der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet ist. Wenn der Schlüsselschalter 20 eingeschaltet ist, das heißt, wenn die Brennkraftmaschine 1 läuft, geht die ECU 19 zu Schritt 131 über.
  • In Schritt 131 bestimmt die ECU 19, ob die Maschinendrehzahl NE größer als ein vorbestimmter Wert NE1 (beispielsweise 5500 Umdrehungen/Minute) ist. Wenn die Entscheidung negativ ist, bestimmt die ECU 19, dass die Maschinendrehzahl NE sich innerhalb eines erlaubten Bereichs befindet und geht zu Schritt 132 über.
  • In Schritt 132 bestimmt die ECU 19, ob die Batteriespannung VB niedriger als 10 V ist oder nicht. Wenn die Entscheidung negativ ist, das heißt, wenn die Batteriespannung VB gleich oder größer als 10 V ist, geht die ECU 19 zu Schritt 135 über, um die Impulsrate auf 200 PPS einzustellen. Das heißt, wenn die Maschine mit einer zulässigen Drehzahl läuft und die Batteriespannung VB hoch genug ist, um den Betrieb des Schrittmotors 40 nicht zu stören, wird der Motor 40 mit normaler Drehzahl angetrieben.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 132 positiv ist oder wenn die Batteriespannung VB niedriger als 10 V ist, geht die ECU 19 zu Schritt 133 über, um die Impulsrate auf 100 PPS einzustellen. Das heißt, dass, wenn es wahrscheinlich ist, dass der Schrittmotor 40 auf Grund der abgesenkten Batteriespannung VB außer Schritt fällt, der Motor 40 zur Vermeidung eines Außerschrittfallens mit einer niedrigeren Drehzahl als die normale Drehzahl angetrieben, selbst obwohl die Brennkraftmaschine 1 mit einer zulässigen Drehzahl läuft.
  • Wenn der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet ist oder irgendeine Betätigung zum Stoppen der Brennkraftmaschine 1 in Schritt 130 ausgeführt wird, geht die ECU 19 zu Schritt 134 über. Wenn die Entscheidung in Schritt 131 positiv ist, bestimmt die ECU 19, dass die Maschinendrehzahl NE sich außerhalb des zulässigen Bereichs befindet und die Brennkraftmaschine 1 nicht korrekt läuft, wobei die ECU 19 zu Schritt 134 übergeht.
  • In Schritt 134 stellt die ECU 19 die Soll-Schrittzahl LSTRG des Schrittmotors 40 auf 230 entsprechend der vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe 4 ein, um die Luftströmung zu der Verbrennungskammer 12 zu blockieren. In dem nächsten Schritt 135 stellt die ECU 19 die Impulsrate auf 200 PPS ein, um den Schrittmotor 40 mit normaler Drehzahl anzutreiben, ungeachtet des Pegels der Batteriespannung VB.
  • Insbesondere steuert, wenn der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet ist oder wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht korrekt läuft, die ECU 19 den Schrittmotor 40 derart, dass die Drosselklappe 4 zwangsweise zu der vollständig geschlossenen Position betätigt wird, um die Brennkraftmaschine 1 zu stoppen. In diesem Fall steuert die ECU 19 den Schrittmotor 40 mit normaler Drehzahl, so dass die Drosselklappe 4 schnell zu der vollständig geschlossenen Position bewegt wird.
  • Wie aus dem vorhergehenden hervorgeht, wird, wenn das Stoppen der Brennkraftmaschine 1 notwendig wird, der Schrittmotor 40 mit normaler Drehzahl und nicht mit der niedrigen Drehzahl angetrieben, selbst falls die Batteriespannung VB niedriger als 10 V ist. Das heißt, dass, wenn es notwendig ist, die Brennkraftmaschine 1 zu stoppen, ein promptes Stoppen der Brennkraftmaschine 1 eine größere Priorität als die Verhinderung eines Außerschrittfallens des Schrittmotors 40 hat. Wenn der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet wird oder wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht korrekt läuft, wird daher die Drosselklappe unmittelbar vollständig geschlossen, um die Brennkraftmaschine 1 schnell zu stoppen. Da die Luftströmung zu der Verbrennungskammer flink durch die Drosselklappe 4 blockiert wird, wird die Vibration, die beim Stoppen der Brennkraftmaschine 1 auftreten kann, unterdrückt.
  • Falls die Batteriespannung VB niedriger als 10 V ist, was bedeutet, dass ein außer Schritt fallen des Schrittmotors 40 wahrscheinlich ist, und der Motor 40 mit normaler Drehzahl angetrieben wird, würde nichts signifikantes Auftreten, wenn die Drosselklappe 4 vollständig geschlossen wird. Das heißt, dass, wenn die Drosselklappe 4 die vollständig geschlossene Position erreicht, die Drosselklappe 4 sich nicht über diese Position hinaus bewegt. Wenn die Drosselklappe 4 die vollständig geschlossene Position erreicht und an dieser Position gehalten wird, kann die ECU 19 leicht die Schrittzahl des Schrittmotors 40 entsprechend der vollständig geschossenen Position bestimmen. Selbst falls der Schrittmotor 40 bei Antrieb der Drosselklappe 4 zu der vollständig geschlossenen Position außer Schritt fällt, treten keine Probleme auf, solang wie die Drosselklappe 4 die vollständig geschlossene Position erreicht.
  • Obwohl gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei Arten von Impulsraten, 100 PPS und 200 PPS, verwendet werden, kann die Impulsrate auch größer als 200 PPS, des normalen Werts, eingestellt werden, wenn die Drosselklappe 4 zu der vollständig geschlossenen Position angetrieben wird. Weiterhin kann die Impulsrate wie erforderlich geändert werden.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn in Schritt 130 bestimmt wird, dass der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet ist, oder wenn in Schritt 131 bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine 1 nicht korrekt läuft, bestimmt, dass die Brennkraftmaschine 1 sich in einem vorbestimmten Zustand befindet und wird die Drosselklappe 4 zu der vollständig geschlossenen Position angetrieben. Jedoch sind die Bedingungen zur Bestimmung, ob die Brennkraftmaschine 1 sich in einem vorbestimmten Zustand befindet, nicht auf diejenigen in den Schritten 130 und 131 beschränkt.
  • Obwohl gemäß diesem Ausführungsbeispiel die Drosselklappe 4 zu der vollständig geschlossenen Position angetrieben wird, wenn bestimmt wird, dass die Brennkraftmaschine 1 in dem vorbestimmten Zustand befindet, kann die Drosselklappe 4 zu einer vorbestimmten geöffneten Position außer der vollständig geschlossenen Position angetrieben werden, beispielsweise zu einer geöffneten Position in der Nähe der vollständig geschossenen Position.
  • Weiterhin ist die Bedingung zur Bestimmung, dass ein Außerschrittfallen des Motors 40 wahrscheinlich ist, nicht auf den Pegel der Batteriespannung VB beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, auf der Grundlage der durch den Motor 40 erzeugten Wärme zu beurteilen, ob der Motor 40 gegenüber einer Störung anfällig ist. Weiterhin ist der Wert der Batteriespannung VB, die zur Bestimmung, ob die Impulsrate zu ändern ist oder nicht, verwendet wird, nicht auf 10 V beschränkt.
  • Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 9 bis 20 beschrieben. Gleiche oder ähnliche Bezugszeichen sind denjenigen Komponenten zugeordnet, die dieselben wie die entsprechenden Komponenten gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, und die nachstehende Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels ist auf die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel gerichtet.
  • 9 zeigt eine schematische Aufbaudarstellung einer Dieselbrennkraftmaschine 1, die mit einem Drosselklappensteuerungsgerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausgerüstet ist. Da der mechanische Aufbau der Brennkraftmaschine 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel ähnlich zu dem der Brennkraftmaschine 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist, sind nachstehend lediglich die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Wie es in 9 gezeigt ist, weist jede Verbrennungskammer 12 eine Unter-Verbrennungskammer 13 an dessen oberen Abschnitt auf. Die Einspritzdüse 11 spritzt Kraftstoff in die Unterverbrennungskammer 13 ein. In dem Luftansaugdurchlass 2 ist ein Drucksensor 6 zur Erfassung des Luftdrucks (atmosphärischen Drucks) oberhalb (stromaufwärts) der Drosselklappe 4 an Stelle des Ansaugdrucksensors 159 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel vorgesehen. Ein Temperatursensor 78 ist in dem Luftansaugdurchlass 2 an einer Position entsprechend dem Drucksensor 6 vorgesehen. Der Temperatursensor 78 erfasst die Temperatur der Luft oberhalb (stromaufwärts) der Drosselklappe 4. Ein Ventilantriebsmechanismus 5 mit einer Vielzahl von Zahnrädern koppelt den Schrittmotor 40 mit der Drosselklappe 4 derart, dass der Schrittmotor 40 das Ventil 4 betreiben kann.
  • Da die Brennkraftmaschine 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen denselben elektrischen Aufbau wie die Brennkraftmaschine 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 2 aufweist, sind nachstehend lediglich die Unterschiede gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. Der Drucksensor 6, der die Stelle des Ansaugdrucksensors 159 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel einnimmt, sendet ein elektrisches Signal entsprechend dem erfassten atmosphärischen Druck zu dem Puffer 69 aus. Der Temperatursensor 78 sendet ein elektrisches Signal entsprechend der erfassten Temperatur über den (nicht gezeigten) zugehörigen Puffer zu dem Multiplexer 68 aus.
  • Nachstehend ist der Ventilantriebsmechanismus 5 ausführlich unter Bezugnahme auf 10 bis 12 beschrieben. Wie es in 10 gezeigt ist, ist die Drosselklappe 4 an einer Ventilwelle 26 derart befestigt, dass das Ventil 4 (die Klappe) mit der Welle 26 rotiert. Die Ventilwelle 26 ist drehbar an einem Drosselklappenkörper 25 gestützt, der mit dem Luftansaugdurchlass 2 verbunden ist. Ein Ende der Ventilwelle 26 (das obere Ende in 10) ist mit dem Drosselklappenkörper 25 über eine Rückstellfeder 27 gekoppelt. Die Ventilwelle 26 wird durch die Kraft der Rückstellfeder 27 in eine Richtung zum Öffnen der Drosselklappe 4 gedrängt.
  • Ein Getriebe 28 ist an den Drosselklappenkörper 25 angebracht. Das andere Ende der Ventilwelle 26 (das untere Ende in 10) erstreckt sich in das Getriebe 28, wobei das angetriebene Zahnrad 29 an die Ventilwelle 26 befestigt ist. Ein erstes Zwischenzahnrad 36 und ein zweites Zwischenzahnrad 37, die einstückig geformt sind, sind drehbar an einer Stützwelle 35 in dem Getriebe 28 gestützt. Das angetriebene Zahnrad 29 steht mit dem zweiten Zwischenzahnrad 37 im Eingriff. An das Getriebe 28 ist der Schrittmotor 40 angebracht, dessen Antriebwelle 41 sich innerhalb des Getriebes 28 erstreckt. Ein Antriebszahnrad (antreibendes Zahnrad) 38, das an der Antriebswelle 41 befestigt ist, steht im Eingriff mit dem ersten Zwischenzahnrad 36. Die Rotation der Antriebswelle 41 des Schrittmotors 40 wird auf die Ventilwelle 26 über das Antriebszahnrad 38, das erste Zwischenzahnrad 36, das zweite Zwischenzahnrad 37 und das angetriebene Zahnrad 29 übertragen. Wenn die Ventilwelle 26 rotiert, wird die Drosselklappe 4 geöffnet oder geschlossen.
  • An der Ventilwelle 26 ist ein Hebel 32 drehbar angebracht, der zwei Arme 32a und 32b aufweist, wie es in 11 dargestellt ist. Dieser Hebel 32 ist über eine Entlastungsfeder (relief spring) 31 mit dem angetriebenen Zahnrad 29 verbunden. Die Entlastungsfeder 31 drängt den Hebel 32 gemäß der Darstellung in 11 gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf das angetriebene Zahnrad 29. Der Arm 32b ist derart gebogen, dass er sich zu dem angetriebenen Zahnrad 29 hin erstreckt. Das freie Ende des Arms 32b steht mit einer in dem angetriebenen Zahnrad 29 gebildeten Nut 30. Der Hebel 32 ist in Bezug auf das angetriebene Zahnrad 29 innerhalb eines Bereichs drehbar, der durch einen Freiraum zwischen der Nut 30 und dem freien Ende des Arms 32b bestimmt ist. Es sei bemerkt, dass das freie Ende des Arms 32b normalerweise gegen eine Seitenwand der Nut 30 auf Grund der gen den Uhrzeigersinn drängenden Kraft der Entlastungsfeder 31 anstößt. Folglich rotieren das angetriebene Zahnrad 29 und der Hebel 32 zusammen.
  • Wie es in 11 gezeigt ist, ist das freie Ende des anderen Arms 32a mit einem Pressabschnitt 33 versehen, der in Eingriff mit dem vorstehend beschriebenen Schalter für die vollständig geöffnete Position (Vollöffnungsschalter) 39 in Eingriff gebracht werden kann, der in dem Getriebe 28 vorgesehen ist. Dieser Pressabschnitt 33 stößt gegen den Schalter für die vollständig geöffnete Position 39 an, um den Schalter 39 bei der vollständig geöffneten Position der Drosselklappe 4 einzuschalten. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann die Drosselklappe 4 weiter in die Öffnungsrichtung von der vollständig geöffneten Position aus rotieren. Die "vollständig geöffnete Position" ist die Winkelposition der Drosselklappe 4, die die offene Fläche des Luftansaugdurchlasses 2 maximiert. Wenn die Drosselklappe 4 weiter in die Öffnungsrichtung von dieser vollständig geöffneten Position angetrieben wird, wird ein weiteres Öffnen durch einen nicht dargestellten Stopper (Stoppeinrichtung) unterbunden. Die Winkelposition der Drosselklappe 4 zu diesem Zeitpunkt ist als maximale Winkelposition bezeichnet.
  • Ein nicht dargestellter Stopper für die vollständig geschlossene Position ist in dem Getriebe 28 vorgesehen. Dieser Stopper für die vollständig geschlossene Position stößt gegen den Hebel 32 an der vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe 4 an, um die Rotation des Hebels 32 in die Schließrichtung der Drosselklappe 4 zu unterbinden. Die "vollständig geschlossenen Position" ist die Winkelposition der Drosselklappe 4, die die Öffnungsfläche des Luftansaugdurchlasses 2 minimiert bzw. die Öffnungsfläche zu 0 macht. Es sei bemerkt, dass das angetriebene Zahnrad 29 von der vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe 4 weiter in die Schließrichtung rotieren kann. Wenn das angetriebene Zahnrad 29 von dem Zustand, in dem die Rotation des Hebels 32 verhindert wird, in die Schießrichtung weiter rotiert, wird das angetriebene Zahnrad 29 durch die Entlastungsfeder 31 in die Öffnungsrichtung der Drosselklappe 4 gedrängt.
  • Der Aufbau und die Steuerung des Schrittmotors 40 ist nachstehend unter Bezugnahme auf 13 bis 17 beschrieben. 13 zeigt einen ebenen Querschnittsaufbau des Schrittmotors 40 und 14 zeigt den seitlichen Querschnittsaufbau des Motors 40. Wie es in den Darstellungen veranschaulicht ist, weist der Schrittmotor 40 einen Rotor 42, der zusammen mit der Antriebswelle 41 rotierbar ist, und zwei Statorhauben (Statormanschetten), nämlich eine A-Phasen-Statorhaube 44 und eine B-Phasen-Statorhaube 45 auf, die den Rotor 42 umgeben. Der Rotor 42 weist einen Permanentmagneten 43 an dessen äußerem Oberflächenabschnitt auf. Dieser Permanentmagnet 43 weist N-Pole und S-Pole auf, die abwechselnd zu vorbestimmten Winkelintervallen in Rotationsrichtung angeordnet sind, wie es in 15a und 15b dargestellt ist.
  • Wie es in 13 und 14 gezeigt ist, weisen die A-Phasen-Statorhaube 44 und die B-Phasen-Statorhaube 45 ringartige Formen auf, wobei der Rotor 42 drehbar in den Hohlabschnitten gehalten ist. Zwei Spulen, eine AP-Phasenspule 46 und eine AN-Phasenspule 47 sind um den Rotor 42 in der A-Phasen-Statorhaube 44 vorgesehen. Gleichermaßen sind zwei Spulen, eine BP-Phasenspule 48 und ein BN-Phasenspule 49 um den Rotor 42 in der B-Phasen-Statorhaube 45 vorgesehen. Die Spulen 46 bis 49 sind in derselben Richtung gewickelt.
  • Die A-Phasen-Statorhaube 44 weist eine Vielzahl von oberen Zähnen 50 und eine Vielzahl von unteren Zähnen 51 auf, die um den Rotor 42 vorgesehen sind. Wie es in 15a gezeigt ist, sind die oberen Zähne 50 und die unteren Zähne 51 abwechselnd bei gleichen Winkelintervallen angeordnet, die zwischen den N- und S-Polen des Permanentmagnete 43 in Rotationsrichtung des Rotors 42 vorhanden sind. Gleichermaßen weist die B-Phasen-Statorhaube 45 eine Vielzahl oberer Zähne 52 und eine Vielzahl unterer Zähne 53 auf, die um den Rotor 42 vorgesehen sind. Wie es in 15b gezeigt ist, sind die oberen Zähne 52 und die unteren Zähne 53 abwechselnd bei gleichen Winkelintervallen angeordnet, die zwischen N- und S-Polen des Permanentmagneten 43 in Rotationsrichtung des Rotors 42 vorhanden sind. Die Zähne 50 und 51, die an der A-Phasen-Statorhaube 44 vorgesehen sind, sind um ein halbes Intervall zwischen den Zähnen gegenüber den Zähnen 52 und 53 verschoben, die an der B-Phasen-Statorhaube 45 vorgesehen sind. Die oberen Zähne 50 und 52 und die unteren Zähne 51 und 53 werden erregt, wenn eine Spannung an die Spulen 46 bis 49 angelegt wird.
  • Die elektrischen Strukturen des Schrittmotors 40 und des Treibers 72 zum Antrieb des Motors 40 sind nachstehend unter Bezugnahme auf 16a und 16b beschrieben. 16a und 16b zeigen den Rotor 42 und die Statorhauben 44 und 45 des Schrittmotors 40 in einer planar (eben) entwickelten Form. Diese Figuren zeigen ebenfalls schematisch die elektrische Struktur des Treibers 72 zur Veranschaulichung der Funktion des Treibers 72.
  • Spannungen aus einer Gleichspannungsversorgung 58, die die Energie der Batterie 22 verwendet, werden an die AP-Phasenspule 46 und die AN-Phasenspule 47 der A-Phasen-Statorhaube 44 angelegt. Der Treiber 72 weist einen AP-Phasen-Spulenschalter 54 und einen AN-Phasen-Spulenschalter 55 auf, um das Anlegen von Spannungen an die jeweiligen Spulen 46 und 47 zu ermöglichen oder zu blockieren. Der Treiber 72 arbeitet in Reaktion auf ein Anweisungssignal aus der ECU 19. Wenn die Spulenschalter 54 und 55 eingeschaltet werden, werden Spannungen an die zugehörigen Spulen 46 und 47 angelegt, wodurch die oberen Zähne 50 und die unteren Zähne 51 erregt werden. Wenn die Spulen 46 und 47 in derselben Richtung gewickelt sind, wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind die Richtungen der Ströme, die den Spulen 46 und 47 zugeführt werden, in entgegen gesetzten Richtungen, wie es in 16a und 16b gezeigt ist. Daher unterscheiden sich die Polaritäten, zu denen die oberen Zähne 50 und die unteren Zähne 51 erregt werden, wenn eine Spannung an die AP-Phasenspule 46 angelegt wird, von denjenigen, wenn eine Spannung an die AN-Phasenspule 47 angelegt wird. Insbesondere werden, wenn eine Spannung an die AP-Phasenspule 46 angelegt wird, die oberen Zähne 50 auf die N-Polarität erregt und werden die unteren Zähne 51 zu einer S-Polarität erregt, wie es in 16a gezeigt ist, wohingegen, wenn eine Spannung an die AN-Phasenspule 47 angelegt wird, die oberen Zähne 50 zu der S-Polarität erregt werden und die unteren Zähne 51 zu der N-Polarität erregt werden, wie es in 16b gezeigt ist.
  • Die B-Phasen-Statorhaube 45 weist eine elektrische Struktur auf, die ähnlich zu derjenigen der A-Phasen-Statorhaube 44 ist. Das Ein- oder Ausschalten eines BP-Phasen-Spulenschalters 56 und eines BN-Phasen-Spulenschalters 57 ermöglicht oder blockiert selektiv das Anlegen von Spannungen an die zugehörigen Spulen 48 und 49. Wenn eine Spannung an die BP-Phasenspule 48 angelegt wird, werden die oberen Zähne 52 als N-Polarität erregt und werden die unteren Zähne 53 als S-Polarität erregt. Wenn eine Spannung an die BN-Phasen-Spule 49 angelegt wird, werden die oberen Zähne 52 als S-Polarität erregt und werden die unteren Zähne 53 als N-Polarität erregt.
  • Nachstehend ist das Betriebsprinzip des Schrittmotors 40, der durch den Treiber 72 angetrieben wird, unter Bezugnahme auf 16a, 16b und 17 beschrieben. Der Treiber 72 legt Spannungen an die Spulen 46 bis 49 des Schrittmotors 40 in den in 14 veranschaulichten Betriebsarten an. Wie es in 17 gezeigt ist, schaltet der Treiber 72 zwischen 8 Erregungsphasenbetriebsarten "0" bis "7", um den Schrittmotor 40 zu drehen. Wie es in der Darstellung gezeigt ist, legt der Treiber 72 in den ungradzahligen Erregungsphasenbetriebsarten "1", "3", "5" und "7" Spannungen an einer der Spulenpaare 46 und 47 der A-Phasen-Statorhaube 44 und an einer der Spulenpaare 48 du 49 der B-Phasen-Statorhaube 45 an. In den geradzahligen Erregungsphasen der Betriebsarten "0", "2", "4" und "6" legt der Treiber 72 eine Spannung lediglich an eine der vier Spulen 46 bis 49 der Statorhauben 44 und 45 an.
  • 16A zeigt die Zustände des Treibers 72 und des Schrittmotors 40, wenn die Erregungsphasenbetriebsart gemäß 17 "1" ist. Wie es in 16a gezeigt ist, schießt, wenn die Erregungsphasenbetriebsart "1" ist, der Treiber 72 den AP-Phasenspulenschalter 54 und den BP-Phasen-Spulenschalter 56, um Spannungen an die AP-Phasenspule 46 und die BP-Phasen-Spule 48 anzulegen. In der A-Phasen-Statorhaube 44 werden, wenn die Spannung an die AP-Phasenspule 46 angelegt wird, die oberen Zähne 50 als N-Polarität erregt, und werden die unteren Zähne 51 als S-Polarität erregt. In der B-Phasen-Statorhaube 45 werden bei Anlegen der Spannung an die BP-Phasen-Spule 48 die oberen Zähne 52 als N-Polarität erregt und werden die unteren Zähne 53 als S-Polarität erregt.
  • Dabei werden S-Pole der Permanentmagneten 43 des Rotors 42 durch die oberen Zähne 50 der A-Phasen-Statorhaube 44 und den unteren Zähnen 52 der B-Phasen-Statorhaube 45 angezogen, die beide als N-Polarität magnetisiert sind, und werden zu Punkten in der Mitte zwischen benachbarten oberen Zähnen und benachbarten oberen Zähnen 52 gezogen. Gleichermaßen werden N-Pole des Permanentmagneten 43 durch die unteren Zähne 51 der A-Phasen-Statorhaube 44 und der unteren Zähne 53 der B-Phasen-Statorhaube 45 angezogen, die beide als S-Polarität magnetisiert sind, und werden zu Punkten in der Mitte zwischen benachbarten unteren Zähnen 51 und benachbarten unteren Zähnen 53 gezogen. Der Rotor 42 wird daher derart in Drehung versetzt, dass S-Pole des Permanentmagneten 43 zu Punkten in der Mitte zwischen benachbarten oberen Zähnen 50 und 52 kommen, und N-Pole des Permanentmagneten 43 zu Punkten in der Mitte zwischen benachbarten unteren Zähnen 51 und 53 gelangen.
  • Wenn die Erregungsphasenbetriebsart von "1" danach auf "3" geändert wird, arbeitet der Treiber 72 derart, dass Spannungen an die AN-Phasen-Spule 47 und die BP-Phasenspule 48 angelegt werden, wie es in 17 dargestellt ist. Wenn die Erregungsphasenbetriebsart "3" wird, werden, wie es in 16b gezeigt ist, die oberen Zähne 50 der A-Phasen-Statorhaube 44 als S-Polarität erregt und werden die unteren Zähne 51 als N-Polarität erregt. Die unteren Zähne 52 der B-Phasen-Statorhaube 45 werden als N-Polarität erregt und die unteren Zähne 53 werden S-Polarität erregt. Daher werden S-Pole des Permanentmagneten 43 zu Punkten in der Mitte zwischen benachbarten unteren Zähnen 51 der A-Phasen-Statorhaube 44 und benachbarten unteren Zähnen 52 der B-Phasen-Statorhaube 45 gezogen, die beide als N-Polarität erregt sind. N-Pole des Permanentmagneten 43 werden zu Punkten in der Mitte zwischen benachbarten oberen Zähnen 50 der A-Phasen-Statorhaube 44 und benachbarten unteren Zähnen 53 der B-Phasen-Statorhaube 45 gezogen, die beide als S-Polarität erregt sind.
  • Wenn die Erregungsphasenbetriebsart von "1" auf "3" sich ändert, rotiert der Rotor 42 gemäß den Darstellungen in 16a und 16b nach rechts um die Hälfte des Intervalls von benachbarten Polen des Permanentmagneten 43. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, wenn der Rotor 42 und die Antriebswelle 41 des Motors 40 gemäß den Darstellungen in 16a und 16b nach rechts rotiert, die Drosselklappe 4 in die Schließrichtung angetrieben. Wenn der Rotor 42 und die Antriebswelle 41 gemäß der Darstellung in den 16a und 16b nach links rotieren, wird die Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung angetrieben.
  • Wie aus dem vorhergehenden hervorgeht, schaltet der Treiber 72 die Erregungsphasenbetriebsart zur Rotation der Antriebswelle 41 des Schrittmotors 44, um dadurch die Drosselklappe 4 zu betätigen. Wenn die Erregungsphasenbetriebsart in absteigender Reihenfolge geschaltet wird, wird die Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung betätigt, wohingegen, wenn die Erregungsphasenbetriebsart in aufsteigende Richtung geschaltet wird, die Drosselklappe 4 in die Schließrichtung bestätigt wird.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Schrittmotor 40 durch zwei Arten von Erregungssystemen gesteuert, die als "1-2-Phasen-Erregungssystem" und "2-Phasen-Erregunssystem" bezeichnet sind. In dem 1-2-Phasen-Erregungssystem werden die vorstehend beschriebenen Erregungs-Phasen-Betriebsarten "0" bis "7" nacheinander geschaltet, das heißt in der Reihenfolge von beispielsweise "0" zu "1" zu "2" usw. oder in der Reihenfolge von beispielsweise "2" zu "1" zu "0" usw. In dem 1-2-Phasen-Erregungssystem, wird daher die Betriebsart, in der lediglich eine Spule erregt wird, und die Betriebsart, in der zwei Spulen gleichzeitig erregt werden, abwechselnd wiederholt, wie vorstehend unter Bezugnahme auf 17 beschrieben worden ist. In dem 2-Phasen-Erregungssystem wird demgegenüber jede zweite Erregungs-Phasen-Betriebsart ausgewählt, so dass lediglich die ungradzahligen Erregungs-Phasen-Betriebsarten ausgeführt werden. Insbesondere wird die Erregungs-Phasen-Betriebsart in der Reihenfolge von beispielsweise "1" zu "3" zu "5" usw. oder in der Reihenfolge von beispielsweise "5" zu "3" zu "1" usw. ausgeführt. In diesem 2-Phasen-Erregungssystem wird lediglich die Betriebsart ausgeführt, in der zwei Spulen gleichzeitig erregt werden.
  • In dem 1-2-Phasen-Erregungssystem wird der Rotationswinkel des Rotors 42 pro einzelnes Schalten der Erregungs-Phasen-Betriebsart kleiner. Der Winkel der Drosselklappe 4 kann daher sehr fein gesteuert werden. In dem 2-Phasen-Erregungssystem wird demgegenüber der Rotationswinkel des Rotors 42 pro einzelnes Schalten der Erregungs-Phasen-Betriebsart größer. Dies beschleunigt die Operationsbewegung de Drosselklappe 4. Eine wahlweise Verwendung der zwei Erregungssysteme entsprechend der Situation kann sowohl die Präzision als auch die Ansprechcharakteristik der Winkelsteuerung der Drosselklappe 4 verbessern.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Motorrotationswinkel pro einzelnes Schalten der Erregungs-Phasen-Betriebsart bei Verwendung des 1-2-Phasen-Erregungssystems als ein Schritt definiert. Wenn das 2-Phasen-Erregungssystem verwendet wird, rotiert daher jedes Mal, die Erregungs-Phasen-Betriebsart einmal geschaltet wird, der Motor 90 um 2 Schritte.
  • Die spezifische Steuerung an dem Schrittmotor 40 ist nachstehend beschrieben. Wie in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, entspricht der Winkel der Drosselklappe 4 der Schrittzahl (Anzahl der Schritte), um die der Schrittmotor 40, der die Drosselklappe 4 betätigt, sich bewegt hat. Die ECU 19 bestimmt die Schrittzahl des Schrittmotors 40, und die ECU 19 verwendet die Schrittzahl zur Steuerung des Motors 40 derart, dass die Drosselklappe 4 den gewünschten Winkel aufweist. Falls der Schrittmotor 40 außer Schritt fällt oder die Brennkraftmaschine 1 stoppt, was die Erregung des Schrittmotors 40 unterbindet, entspricht die Schrittzahl des Schrittmotors 40 nicht genau dem Winkel der Drosselklappe 4. In dieser Hinsicht wird ein Initialisierungsprozess zur Herstellung des Verhältnisses zwischen der Schrittzahl des Motors 40 und dem Winkel der Drosselklappe 4 vor der Winkelsteuerung der Drosselklappe 4 durchgeführt.
  • Dieser Initialisierungsprozess ist nachstehend beschrieben. Wenn der Initialisierungsprozess startet, überprüft die ECU 19 den Ein-/Aus-Zustand des Vollöffnungsschalters 39 zunächst. Dann treibt die ECU 19 den Schrittmotors 40 in einer Richtung zur Änderung des gegenwärtigen Ein-/Aus-Zustand des Vollöffnungsschalters 39 und stellt die Rotationsposition des Motors 40, wenn die Zustandsänderung durchgeführt worden ist, als Referenzposition ein. Wenn der Vollöffnungsschalter 39 gegenwärtig beispielsweise ausgeschaltet ist, wird der Schrittmotor 40 in einer Richtung zum einschalten des Vollöffnungsschalters 39 angetrieben, und die Rotationsposition des Motors 40, wenn der Vollöffnungsschalter 39 eingeschaltet wird, wird als Referenzposition eingestellt.
  • Wenn der Motor 40 die Referenzposition erreicht, wetzt die ECU 19 die gegenwärtige Schrittzahl oder die Ist-Schrittzahl LSACT auf "0" und stellt den Wert der gegenwärtigen Erregungs-Phasen-Betriebsart als ein Versatzwert LSOF ein. Wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird, wenn der Motor 40 in einer Richtung zum Öffnen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, die Schrittzahl LSACT um die Zahl der angetriebenen Schritte (Antriebsschritte) des Motors 40 dekrementiert, und wenn der Motor 40 in einer Richtung zum Schließen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, wird die Schrittzahl LSACT um die Anzahl der angetriebenen Schritte des Motors 40 inkrementiert. Durch Bestimmung der Schrittzahl LSACT des Motors 40 von der Referenzposition an kann der Winkel der Drosselklappe 4 präzise bestimmt werden.
  • Bei der Steuerung des Schrittmotors 40 wird ein Wert LSTP angewandt, der ein Versatzwert LSOF ist, der zu der Ist-Schrittzahl LSACT addiert wird. Dieser Wert LSTP wird tatsächlich durch eine binäre Zahl ausgedrückt, die aus einer Vielzahl von Bits besteht, wobei die niedrigstwertigen 3 Bits den Wert der Erregungs-Phasen-Betriebsart entsprechend der gegenwärtigen Schrittzahl LSACT angeben. Gemäß 17 wird, wenn der Wert der Erregungs-Phasen-Betriebsart, wenn der Motor 40 die Referenzposition erreicht hat, beispielsweise "3" ist, der Versatzwert LSOF auf "3" eingestellt. Wenn der Motor 40 um 6 Schritte von diesem Zustand in einer Richtung zum Schließen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, wird die Ist-Schrittzahl LSACT "6". Somit der Wert LSTP zu diesem Zeitpunkt "9", der der Versatzwert LSOF von "3" plus der Ist-Schrittzahl LSACT von "6" ist. Die niedrigstwertigen 3 Bits, die diesen Wert "9" in binärer Form darstellen, ist "001", was äquivalent zu "1" in dezimaler Form ist. Das heißt, dass der Wert "1" den Wert der Erregungs-Phasen-Betriebsart entsprechend der gegenwärtigen Schrittzahl LSACT von "6" angibt.
  • Wenn der vorstehend beschriebene Initialisierungsprozess vervollständigt ist, beginnt die Winkelsteuerung für die Drosselklappe 4. Bei der Implementierung dieser Steuerung wird die Soll-Schrittzahl LSTAG entsprechend dem Sollwinkel der Drosselklappe 4 in einer nicht dargestellten "Soll-Schrittzahl-Berechnungsroutine" berechnet, die ähnlich zu der Routine gemäß 5 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist. Insbesondere berechnet die ECU 19 die Soll-Schrittzahl LSTRG auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Kraftstoffeinspritzmenge QFIN. Wie es in 18 dargestellt ist, sind Funktionsdaten, die das Verhältnis zwischen der Maschinendrehzahl NE, der Kraftstoffeinspritzmenge QFIN und der Soll-Schrittzahl LSTRG definieren, in dem ROM 61 gespeichert. Die ECU 19 greift auf diese Funktionsdaten ei Berechnung der Soll-Schrittzahl LSTRG zu. Die erhaltene Soll-Schrittzahl LSTRG wird entsprechend Parametern korrigiert, die den durch den Drucksensor 6 erfassten atmosphärischen Druck (Umgebungsdruck), die durch den Kühlmitteltemperatursensor 77 erfassten Kühlmitteltemperatur und der durch den Temperatursensor 78 erfassten atmosphärischen Temperatur aufweisen, um die korrekte Ansaugluftmenge entsprechend dem Laufzustand (der Laufbedingung) der Brennkraftmaschine 1 zu gewährleisten.
  • Bei Steuerung des Winkels der Drosselklappe 4 führt die ECU 19 eine "Schrittmotorsteuerungsroutine" aus, wie sie in dem Flussdiagramm gemäß 19 veranschaulicht ist. Der Interruptzyklus (Unterbrechungszyklus) dieser Routine ist äquivalent zu dem Zyklus des Schaltens der Erregungs-Phasen-Betriebsart. Das Wechseln (reciprocal) des Schaltzyklus der Erregungs-Phasen-Betriebsart ist äquivalent zu der Frequenz eines Impulssignals, das den Motor 40 aus dem Treiber 72 zugeführt wird, oder der Impulsrate. Je größer der Wert der Impulsrate ist, umso kürzer wird der Schaltzyklus der Erregungs-Phasen-Betriebsart, wodurch die Antriebsdrehzahl eines Schrittmotors 40 und der Drosselklappe 4 beschleunigt werden.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird selektiv das 1-2-Phasen-Erregungssystem verwendet, das den Schrittmotor 40 schrittweise jedes Mal bei Änderung der Erregungs-Phasen-Betriebsart antreibt, und das 2-Phasen-Erregungssystem, das den Schrittmotor 40 um zwei Schritte jedes Mal bei Änderung der Erregungs-Phasen-Betriebsart antreibt. Selbst mit derselben Impulsrate ist daher die Antriebsdrehzahl des Drosselklappenventils 4 bei Antrieb des Motors 40 durch das 2-Phasen-Erregungssystem doppelt so groß wie die Antriebsdrehzahl (Antriebsgeschwindigkeit) der Drosselklappe 4 bei Antrieb des Motors 40 durch das 1-2-Phasen-Erregungssystem. Normalerweise wird der Schrittmotor 40 durch das 2-Phasen-Erregungssystem angetrieben.
  • Wenn der Prozess der ECU 19 zu dieser Routine übergeht, bestimmt die ECU 19 in Schritt 201, ob die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT kleiner als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist. Wenn die Ist-Schrittzahl LSACT kleiner als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist, wird der Schrittmotor 40 derart gesteuert, dass die Ist-Schrittzahl LSACT sich der Soll-Schrittzahl LSTRG annähert, wobei die Drosselklappe 4 in die Schließrichtung betätigt wird. Wenn die Entscheidung in Schritt 201 positiv ist, geht daher die ECU 19 zu Schritt 202 über, um die gegenseitige Ist-Schrittzahl LSACT auf plus "2" als neue Ist-Schrittzahl LSACT einzustellen. Die ECU 19 stellt ebenfalls den gegenwärtigen Wert LSTP auf plus "2" als neuen Wert LSTP ein. Weiterhin stellt die ECU 19 ein Ventilöffnungsflag XOP auf aus "Aus" ein. Dieses Ventilöffnungsflag (Ventilöffnungskennung) XOP ist auf "Ein" gesetzt, wenn die Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung betätigt wird, und wird "Aus" gesetzt (zurückgesetzt), wenn die Drosselklappe 4 in die Schließrichtung betätigt wird.
  • Wie vorstehend unter Bezugnahme auf 17 beschrieben, geben die niedrigstwertigen 3 Bits des Werts LSTP den Wert der Erregungs-Phasen-Betriebsart an. Auf der Grundlage des Werts LSTP kann daher die ECU 19 korrekt die nächste auszuwählende Erregungs-Phasen-Betriebsart bestimmen.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 201 negativ ist, bestimmt demgegenüber die ECU 10 in Schritt 203, ob die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT größer als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist. Wenn die Ist-Schrittzahl LSACT größer als die Soll-Schrittzahl LSTRG ist, wird der Schrittmotor 40 derart gesteuert, dass die Ist-Schrittzahl LSACT sich der Soll-Schrittzahl LSTRG annähert, wobei die Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung betätigt wird. Wenn die Entscheidung in Schritt 203 positiv ist, geht daher die ECU 19 zu Schritt 204 über, um die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT auf minus "2" als neue Ist-Schrittzahl LSACT einzustellen. Die ECU 19 stellt dem gegenwärtigen Wert LSTP minus "2" als neuen Wert LSTP ein. Weiterhin setzt die ECU 19 das Ventilöffnungsflag XOP auf "Ein".
  • Wenn die Differenz zwischen der Ist-Schrittzahl LSACT und der Soll-Schrittzahl LSTRG genau "1" ist, muss der Schrittmotor 40 lediglich um einen Schritt angetrieben werden, so dass der Motor 40 durch das 1-2-Phasen-Erregungssystem angetrieben wird. In diesem Fall inkrementiert die ECU 19 die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT und den gegenwärtigen Wert LSTP in Schritt 202 oder Schritt 204 jeweils um "1".
  • Die ECU 19 steuert den Schrittmotor über den Treiber 72 auf diese Weise, so dass die Ist-Schrittzahl LSACT des Motors 40 mit der Soll-Schrittzahl LSTRG übereinstimmt. Als Ergebnis wird die Drosselklappe 4 auf den Winkel entsprechend der Soll-Schrittzahl LSTRG bewegt, wodurch eine für den gegenwärtigen Laufzustand der Brennkraftmaschine 1 geeignete Ansaugluftmenge bereitgestellt wird.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 203 negativ ist, oder wenn die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT mit der Soll-Schrittzahl LSTRG übereinstimmt, befindet sich die Drosselklappe 4 gegenwärtig an dem Sollwinkel, so dass der Schrittmotor 40 gestoppt wird. Dementsprechend beendet die ECU 19 zeitweilig diese Routine.
  • Wenn der Schrittmotor 40 gestoppt wird oder wenn der Schrittmotor 40 in umgekehrter Richtung gedreht wird, kann das Trägheitsmoment des Rotors 42 des Motors 40 ein Außerschrittfallen des Motors 40 bewirken. Wenn die gegenwärtige Ist-Schrittzahl LSACT mit der Soll-Schrittzahl LSTRG übereinstimmt oder wenn die Soll-Schrittzahl LSTRG zur Umkehrung der gegenwärtigen Drehrichtung des Schrittmotors 40 geändert wird, hält die ECU 19 daher die gegenwärtige Erregungs-Phasen-Betriebsart bei und hält den Motor 40 für eine vorbestimmte Zeit gestoppt, die zur Stabilisierung des Motors 40 erforderlich ist, obwohl dies in dem Flussdiagramm gemäß 19 nicht veranschaulicht ist. Gleichzeitig setzt die ECU 19 ein Stopp-Flag (eine Stoppkennung) XST, das angibt, dass der Motor 40 gestoppt ist, auf "Ein". Wenn der Motor 40 angetrieben wird, ist das Stopp-Flag XST auf "Aus" gesetzt (zurückgesetzt).
  • Nach Ausführung des Prozesses von Schritt 202 oder Schritt 204 geht die ECU 19 zu Schritt 205 über. In Schritt 205 bestimmt die ECU 19, ob die Batteriespannung VB größer als 12 V ist. Wenn die Batteriespannung VB größer als 12 V ist, bestimmt die ECU 19, dass eine ausreichende Spannung an den Schrittmotor 40 angelegt wird und geht zu Schritt 206 über.
  • In Schritt 206 bestimmt die ECU 19, ob das Ventilöffnungsflag XOP auf "Ein" gesetzt ist, das heißt, ob die Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung angetrieben wird. Wenn das Ventilöffnungsflag XOP auf "Ein" gesetzt ist, geht die ECU 19 zu Schritt 207 über, um zu bestimmen, ob das Stopp-Flag XST unmittelbar vor Starten dieser Routine auf "Ein" gesetzt worden ist. Wenn die Entscheidung hier negativ ist, oder wenn der Motor 40 nicht aktiviert ist, geht die ECU 19 zu Schritt 208 über, um die Impulsrate auf 200 PPS einzustellen. Wenn die Entscheidung in Schritt 207 positiv ist, das heißt, wenn der Motor 40 aktiviert ist, geht die ECU 19 zu Schritt 209 über, um die Impulsrate auf 150 PPS einzustellen.
  • Das heißt, dass in dem Fall des Antriebs der Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung der Motor 40 mit normaler Drehzahl durch ein Impulssignal mit einer Impulsrate von 200 PPS angetrieben wird, wenn die Batteriespannung VB sich auf oder über einem ausreichendem Pegel befindet und der Motor 40 nicht aktiviert ist. Der Motor 40 erfordert jedoch ein großes Antriebsdrehmoment, wenn er von einem Stationären Zustand aus aktiviert wird. Während der Aktivierung des Motors 40 wird daher der Motor 40 mit einer geringen Drehzahl mit einem Impulssignal mit einer Impulsrate von 150 PPS angetrieben. Folglich kann der Motor 40 mit einem ausreichendem Antriebsdrehmoment ohne Außerschrittfallen aktiviert werden.
  • Wenn das Ventilöffnungsflag XOP nicht auf "Ein" in Schritt 206 gesetzt ist, oder wenn die Drosselklappe 4 in die Schließrichtung angetrieben wird, geht demgegenüber die ECU 19 zu Schritt 210 über. In Schritt 210 stellt die ECU 19 die Impulsrate auf 150 PPS ein.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird die Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung durch die Rückstellfeder 27 (vergleiche 10) gedrängt. Wenn der Schrittmotor 40 zum Öffnen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, wird der Motor 40 durch die Rückstellfeder 27 unterstützt. Wenn der Schrittmotor 40 zum Schließen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, muss der Motor 40 gegen die Drängkraft der Rückstellfeder 27 angetrieben werden. Wenn der Schrittmotor 40 in die Richtung zum Schließen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, wird daher der Motor 40 mit einer geringen Drehzahl durch ein Impulssignal mit 150 PPS angetrieben. Folglich kann der Motor 40 mit einem ausreichendem Drehmoment ohne Außerschrittfallen angetrieben werden.
  • Wenn die Batteriespannung VB größer als 12 V ist und die Drosselklappe 4 in die Schließrichtung betätigt wird, wird die Impulsrate stets auf 150 PPS ungeachtet davon eingestellt, ob der Motor 40 aktiviert ist oder nicht. Dies liegt daran, dass mit der Impulsrate von 150 PPS das Antriebsdrehmoment groß genug ist, um die Klappe 4 selbst dann anzutreiben, wenn die Drosselklappe 4 in die Schließrichtung angetrieben wird.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 205 negativ ist, oder wenn die Batteriespannung VB gleich oder niedriger als 12 V ist, bestimmt die ECU 19, dass die an den Schrittmotor anzulegende Spannung unzureichend ist und geht zu Schritt 211 über. In Schritt 211 bestimmt die ECU 19, ob die Batteriespannung VB größer als 11 V ist. Wenn de Batteriespannung VB größer als 11 V ist, das heißt, wenn die Batteriespannung VB in dem Bereich von 11 bis 12 V liegt, geht die ECU zu Schritt 212 über.
  • In Schritt 212 stellt die ECU 19 die Impulsrate auf 100 PPS ungeachtet der Antriebsrichtung der Drosselklappe 4 oder davon ein, ob der Motor 40 aktiviert ist oder nicht. Wenn die Entscheidung in Schritt 211 negativ ist, oder wenn die Batteriespannung VB gleich oder niedriger als 11 V ist, geht demgegenüber die ECU 19 zu Schritt 213 über. In Schritt 213 stellt die ECU 19 die Impulsrate auf 50 PPS ungeachtet der Antriebsrichtung der Drosselklappe 4 oder ungeachtet davon, ob der Motor 40 aktiviert ist oder nicht.
  • Wenn die Batteriespannung VB gleich oder niedriger als 12 V ist, wird beurteilt, dass der Schrittmotor 40 gegenüber Störungen empfindlich ist, so dass der Motor 40 mit einer geringeren Drehzahl als der normalen Drehzahl angetrieben wird. Das heißt, dass, wenn eine Situation auftritt, die den Betrieb des Schrittmotors 40 beeinträchtigen könnte, der Betrieb des Motors 40 zur Vermeidung der Störung wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschränkt wird.
  • 20 zeigt eine Tabelle, die das Verhältnis zwischen der Batteriespannung VB und der Impulsrate veranschaulicht. Wie es in dieser Darstellung gezeigt ist, wird, wenn die Batteriespannung VB größer als 12 V ist oder wenn die an den Schrittmotor 40 angelegt Spannung unzureichend ist, die Impulsrate hauptsächlich entsprechend der Antriebsrichtung der Drosselklappe 4 geändert. Das heißt, dass die Impulsrate höher eingestellt wird, um die Antriebsdrehzahl des Motors 40 bei Antrieb der Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung auf einen höheren Wert als bei Antrieb der Drosselklappe 4 in die Schließrichtung zu erhöhen.
  • Wenn der Schrittmotor 40 zum Öffnen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, wird der Motor 40 durch die Rückstellfeder 27 unterstützt. Selbst wenn der Motor 40 ein geringes Antriebsdrehmoment aufweist, fällt daher der Motor nicht außer Schritt und kann die Geschwindigkeit des Antriebs der Drosselklappe 4 in die Öffnungsrichtung erhöht werden. Falls das Öffnen der Drosselklappe 4 verzögert wird, wird die der Verbrennungskammer 12 zugeführte Luftmenge unzureichend, wodurch die Rauchmenge in dem Abgas erhöht wird. Ein derartiges Problem wird jedoch gemäß diesem Ausführungsbeispiel überwunden, gemäß dem ein schnelles Öffnen der Drosselklappe 4 gewährleistet ist. Jedoch vermeidet eine langsame Antriebsdrehzahl bei Aktivierung des Motors 40 ein Außerschrittfallen des Motors 40 bei der Aktivierung.
  • Wenn der Schrittmotor 40 zum Schließen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, muss demgegenüber der Motor 40 gegen die Drängkraft der Rückstellfeder 27 angetrieben werden. Darüber hinaus wird die Drosselklappe 4 in die Schließrichtung durch die Luft gedrängt, die innerhalb des Luftansaugdurchlasses 2 strömt. Wenn der Schrittmotor 40 in die Richtung zum Schließen der Drosselklappe 4 angetrieben wird, wird daher der Motor 4 mit einer geringen Drehzahl angetrieben, um das Antriebsdrehmoment zu erhöhen. Falls die Verbrennungskammer 12 zuzuführende Ansaugluftmenge auf Grund des verzögerten Schließvorgangs der Drosselklappe 4 mehr als notwendig wird, würden jedoch keine signifikanten Probleme wie eine erhöhte Rauchproduktion der ein schlechter Zustand der Brennkraftmaschine 1 auftreten. Somit stellt der Antrieb des Motors 40 mit einer geringen Drehzahl kein Problem dar. Dies beseitigt die Erfordernis nach einem großen Schrittmotor, der in der Lage ist, ein großes Antriebsdrehmoment zu erzeugen, und ermöglicht die Verwendung eines kleinen und kostengünstigen Schrittmotors. Die Verwendung eines kleinen Schrittmotors verringert die Gesamtgröße und den Leistungsverlust durch das Gerät.
  • Wenn die Batteriespannung VB gleich oder niedriger als 12 V ist, oder wenn die an den Schrittmotor 40 angelegte Spannung unzureichend ist, wird der Motor 40 mit einer geringeren Drehzahl als in dem Fall angetrieben, in dem die Batteriespannung VB größer als 12 V ist, um ein Außerschrittfallen zu vermeiden.
  • Kurz gesagt wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine feinere Steuerung der Antriebsdrehzahl des Motors 40 entsprechend dem Betriebzustand des Motors 40 als gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gewährleistet.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird, obwohl dies nicht besonders dargestellt ist, die Impulsrate entsprechend der Laufbedingung der Brennkraftmaschine 1 wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sowie entsprechend den vorstehend beschriebenen Bedingungen einschließlich dem Pegel der Batteriespannung VB und der Antriebsrichtung der Drosselklappe 4 geändert. Insbesondere stellt, wenn der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet ist oder wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht korrekt arbeitet, die ECU 19 die Soll-Schrittzahl LSTRG des Schrittmotors 40 auf einen Wert entsprechend der vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe 4 ein. In diesem Fall stellt die ECU 19 die Impulsrate auf 200 PPS oder 150 PPS ungeachtet der vorstehend beschriebenen Bedingungen einschließlich des Pegels der Batteriespannung VB und der Antriebsrichtung der Drosselklappe 4 ein.
  • Wenn der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet wird, oder wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht korrekt läuft, wird daher die Drosselklappe 4 schnell zu der vollständig geschlossenen Position betätigt. Das heißt, wenn es notwendig wird, die Brennkraftmaschine 1 zu stoppen, ein promptes Stoppen der Brennkraftmaschine 1 eine größere Priorität gegenüber der Vermeidung eines Außerschrittfallens des Schrittmotors 40 wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hat. Dieses Ausführungsbeispiel stellt daher dieselben Vorteile wie das erste Ausführungsbeispiel bereit.
  • Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird beim Starten der Brennkraftmaschine 1 der Initialisierungsprozess zur Herstellung des Verhältnisses zwischen der Schrittzahl des Motors 40 und dem Winkel der Drosselklappe 4 ausgeführt. Somit würde kein Problem auftreten, falls der Schrittmotor 40 während des Prozesses zum zwangsweisen Antrieb der Drosselklappe 4 zu der vollständig geschlossenen Position außer Schritt fällt.
  • Die Werte der unterschiedlichen Impulsraten, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel verwendet werden, können wie erforderlich geändert werden. Weiterhin kann der Referenzwert für die Batteriespannung VB, auf deren Grundlage das Schalten der Impulsrate bestimmt wird, ebenfalls wie erforderlich geändert werden. Weiterhin kann die Entscheidung, ob die Brennkraftmaschine 1 korrekt läuft, auf der Grundlage davon durchgeführt werden, ob die Maschinendrehzahl NE gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert NE1 ist, oder auf der Grundlage durchgeführt werden, ob eine der Kraftstoffeinspritzung zugeordnete Einheit wie die Kraftstoffeinspritzpumpe 14 oder die Einspritzdüse 11 normal ist, wie es gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
  • Nachstehend ist ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 21 und 22 beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem zweiten Ausführungsbeispiel nur dahingehend, wie der Schrittmotor 40 gesteuert wird, ist jedoch in der mechanischen Struktur und der elektrischen Struktur dasselbe. Die nachstehende Beschreibung ist daher auf die Unterschiede gegenüber dem zweiten Ausführungsbeispiel konzentriert.
  • Gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispielen wird der Motor 40 mit einer geringeren Drehzahl als die normale Drehzahl angetrieben, wenn die Batteriespannung VB auf einen Pegel abfällt, der den Betrieb des Schrittmotors 40 beeinträchtigen oder stören könnte. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Gegensatz dazu, wenn die Batteriespannung VB auf einen Pegel abfällt, der den Betrieb des Schrittmotors 40 beeinträchtigen könnte, die Soll-Winkelposition der Drosselklappe 4 auf eine vorbestimmte spezifische Winkelposition (nahe an der vollständig geöffneten Position) eingestellt und wird dann die Drosselklappe 4 an dieser spezifischen Winkelposition gehalten.
  • Das heißt, dass, wenn irgend etwas passiert, das den Betrieb des Motors 40 beeinträchtigen könnte, der Motor 40 gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einer geringen Drehzahl zur Einschränkung des Betriebs des Motors 40 angetrieben wird. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel wird, wenn irgendeine Situation auftritt, die den Betrieb des Motors 40 beeinträchtigt, der Motor 40 zum Halten der Drosselklappe 4 an der spezifischen Winkelposition gesteuert wird, um den Betrieb des Motors 40 zu beschränken. Die Einzelheiten davon sind nachstehend unter Bezugnahem auf das Flussdiagramm gemäß 21 beschrieben.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird ein Initialisierungsprozess zur Herstellung des Verhältnisses zwischen der Schrittzahl des Motors 40 und des Winkels der Drosselklappe 4 vor der Winkelsteuerung über die Drosselklappe 4 wie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Dieser Initialisierungsprozess ermöglicht die korrekte Bestimmung des Winkels der Drosselklappe 4 auf der Grundlage der Schrittzahl, die der Motor 40 von der Referenzposition nimmt.
  • Nach Abschluss des Initialisierungsprozesses wird der Schrittmotor 40 derart gesteuert, dass die Drosselklappe 4 einen Sollwinkel annimmt. 21 zeigt ein Flussdiagramm, das eine "Soll-Schrittzahl-Berechnungsroutine" zur Berechnung der Soll-Schrittzahl LSACT entsprechend dem Sollwinkel der Drosselklappe 4. Die ECU 19 führt diese Routine als ein Interruptprozess zu vorbestimmten Zeitintervallen aus.
  • Wenn die ECU 19 in diese Routine gelangt, bestimmt die ECU 19 zunächst in Schritt 300, ob der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet ist. Wenn der Schlüsselschalter 20 eingeschaltet ist, das heißt, wenn die Brennkraftmaschine 1 läuft, geht die ECU 19 zu Schritt 301 über.
  • In Schritt 301 bestimmt die ECU 19, ob in dem Kraftstoffeinspritzsystem einschließlich der Kraftstoffeinspritzpumpe 14 und der Einspritzdüse 11 aufgetreten ist. Wenn die Entscheidung dabei negativ ist, beurteilt die ECU 19, dass die Brennkraftmaschine 1 korrekt läuft und geht zu Schritt 302 über. In Schritt 302 bestimmt die ECU 19, ob die Batteriespannung VB größer als 10 V ist. wenn die Batteriespannung VB größer als 10 V ist, bestimmt die ECU 19, dass an den Schrittmotor 40 eine ausreichend Spannung angelegt wird und geht zu Schritt 304 über. In Schritt 304 berechnet die ECU 19 die Soll-Schrittzahl LSTRG auf der Grundlage der Maschinendrehzahl NE und der Kraftstoffeinspritzmenge QFIN. Die ECU 19 greift auf die in 18 gezeigten Funktionsdaten bei der Berechnung der Soll-Schrittzahl LSTRG wie gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel zu.
  • In diesem Fall führt die ECU 19 Schritte aus, die im Wesentlichen identisch zu den Schritten 20 bis 210 gemäß 19 sind, die im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben worden sind. Wenn die Batteriespannung VB größer als 10 V ist, wird die Impulsrate auf 200 PPS oder 150 PPS in Abhängigkeit von der Antriebsrichtung der Drosselklappe 4 und in Abhängigkeit davon eingestellt, ob der Motor 40 aktiviert ist oder nicht. Die ECU 19 steuert den Schrittmotor 40 mit einer Impulsrate von 200 PPS oder 150 PPS derart, dass die Ist-Schrittzahl LSACT des Motors 40 mit der Soll-Schrittzahl LSTRG übereinstimmt.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 302 negativ ist oder wenn die Batteriespannung VB gleich oder niedriger als 10 V ist, bestimmt die ECU 19, dass die an den Schrittmotor 40 angelegte Spannung unzureichend ist und geht zu schritt 303 über. In Schritt 303 stellt die ECU 19 die Soll-Schrittzahl LSTRG auf "9" ein, woraufhin die ECU 19 die Verarbeitung zeitweilig beendet.
  • Wie es vorstehend in der Beschreibung des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, wird die Rotationsposition des Motors 40 bei Änderung des Ein/Aus-Zustands des Vollöffnungsschalters 39 als Referenzposition in dem Initialisierungsprozess eingestellt. Die Ist-Schrittzahl LSACT des Motors 40 an dieser Referenzposition ist auf "0" eingestellt. Somit ist die Winkelposition der Drosselklappe 4, die der Soll-Schrittzahl LSTRG von "9" entspricht, äquivalent zu der Position des Motors 40, der um 9 Schritte von der Referenzposition in die Schließrichtung der Drosselklappe 4 rotiert ist. Die Referenzposition ist äquivalent zu der Position der Drosselklappe 4, die etwas in die Schließrichtung von der vollständig geöffneten Position aus angetrieben worden ist. Daher ist die Winkelposition der Drosselklappe 4 entsprechend der Soll-Schrittzahl LSTRG von "9" in der Umgebung der vollständig geöffneten Position der Drosselklappe 4.
  • Wenn die Batteriespannung VB kleiner oder gleich 10 V ist, wird daher die Soll-Schrittzahl LSTRG auf einen Wert entsprechend der Winkelposition in der Nähe der vollständig geöffneten Position der Drosselklappe 4 eingestellt. Dementsprechend steuert die ECU den Schrittmotor 40 derart, dass die Drosselklappe 4 in die Nähe der vollständig geöffneten Position bewegt wird, und hält die Drosselklappe 4 an dieser Position. Das heißt, dass, wenn die an den Schrittmotor 40 anzulegende Spannung unzureichend ist, die ECU 19 den Motor 40 derart steuert, dass die Drosselklappe 4 an einer spezifischen Winkelposition gehalten wird. Die Impulsrate, mit der die Drosselklappe 4 zu der spezifischen Winkelposition betätigt wird, kann im Wesentlichen auf derselben Weise wie in den Schritten 206 bis 210 gemäß 19 eingestellt werden, wie es der Fall ist, wenn die Batteriespannung VB größer als 10 V ist. Alternativ dazu kann die Impulsrate niedriger als die normale Impulsrate (200 PPS oder 150 PPS) eingestellt werden.
  • Wenn die an den Schrittmotor 40 anzulegende Spannung unzureichend ist, wird die Drosselklappe 4 an der spezifischen Winkelposition gehalten und wird der Antrieb des Schrittmotors 40 unterbunden. Wenn der Motor 40 mit einer unzureichenden Batteriespannung VB angetrieben wird, ist ein Außerschrittfallen des Motors 40 wahrscheinlich. Ein Unterbinden des Antriebs des Motors 40 verhindert jedoch ein derartiges Außerschrittfallen. Dabei hält die ECU 19 die gegenwärtige Erregungs-Phasen-Betriebsart bei und hält den Motor 40 gestoppt, um die spezifische Winkelposition der Drosselklappe 4 beizubehalten. Dies vermeidet ein Klappern der Drosselklappe 4 aufgrund des Pulsierens der Ansaugluft oder der Vibration der Brennkraftmaschine 1.
  • Wie es im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, würden selbst dann, wenn die der Verbrennungskammer 12 zuzuführende Ansaugluftmenge größer als erforderlich wird, Probleme wie Rauch in dem Abgas oder ein schlechter Laufzustand der Brennkraftmaschine 1 nicht auftreten. Wenn die Batteriespannung VB abfällt, kann daher die Drosselklappe 4 in die Nähe der vollständig geöffneten Position bewegt werden, um die notwendige Ansaugluftmenge zu gewährleisten.
  • Nach Ausführung von Schritt 204 bestimmt die ECU 19 in Schritt 305, ob die Soll-Schrittzahl LSTRG kleiner als "9" ist. Wenn die Entscheidung negativ ist oder wenn die Soll-Schrittzahl LSTRG gleich oder größer als "9" ist, geht die ECU 10 zu Schritt 306 über, um ein Endflag XEN "Aus" zu setzten (zurückzusetzen) und beendet dann die Verarbeitung.
  • Wenn die Soll-Schrittzahl LSTRG kleiner als "9" ist, wird gemäß diesem Ausführungsbeispiel beurteilt, dass eine Anweisung zum vollständigen Öffnen der Drosselklappe 4 ausgegeben worden ist. Jedes Mal, wenn die Anweisung zum vollständigem Öffnen erzeugt wird, wird ein Überprüfungsprozess (vergleiche 22) zur Überprüfung ausgeführt, ob eine Korrelation zwischen der Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 und dem Winkel der Drosselklappe 4 korrekt ist. Das vorstehend beschriebene Endflag XEN wird zusammen mit einem Anforderungsflag (Anforderungskennung) XRQ, das nachstehend beschrieben ist, zur Bestimmung davon verwendet, ob der Überprüfungsprozess ausgeführt werden sollte. Das Endflag XEN wird "Ein" gesetzt, wenn der Überprüfungsprozess abgeschlossen ist, und wird "Aus" gesetzt, wenn die Soll-Schrittzahl LSTRG gleich oder größer als "9" wird.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 305 positiv ist oder wenn die Soll-Schrittzahl LSTRG kleiner als "9" ist, geht die ECU 19 zu Schritt 307 über, um zu bestimmen, ob das Endflag XEN "Ein" (gesetzt) ist. Wenn das Endeflag XEN "Ein" ist, bestimmt die ECU 19, dass der Überprüfungsprozess beendet ist und geht zu Schritt 308 über. In Schritt 308 stellt die ECU 19 die Soll-Schrittzahl LSTRG auf "9" ein und beendet zeitweilig die Verarbeitung.
  • Wenn in Schritt 307 das Endeflag XEN "Aus" ist, bestimmt die ECU 19, dass, obwohl die Anweisung zum vollständigem Öffnen ausgegeben worden ist, der Überprüfungsprozess noch nicht ausgeführt worden ist, und geht zu Schritt 309 über. In Schritt 309 stellt die ECU 19 die Soll-Schrittzahl LSTRG auf "–2" ein, setzt das Anforderungsflag XRQ "Ein" und beendet zeitweilig die Verarbeitung.
  • In dem Initialisierungsprozess wird, wie es vorstehend beschrieben worden ist, die Rotationsposition des Motors 40 bei Änderung des Ein-/Aus-Zustands des (nachstehend auch als Vollöffnungsschalter bezeichneten) Schalters für die vollständig geöffnete Position 39 als Referenzposition eingestellt, und die Ist-Schrittzahl LSACT des Motors 40 an dieser Referenzposition wird auf "0" eingestellt. Um den Vollöffnungsschalter 39 positiv in dem Ein-Zustand zu halten, ist es daher wünschenswert, die Drosselklappe 4 weiter als die Referenzposition in die Öffnungsrichtung zu Positionieren. Dies erfordert, dass die Soll-Schrittzahl LSTRG kleiner als "0" (gemäß diesem Ausführungsbeispiel "–2") eingestellt werden sollte. Diese Einstellung gewährleistet, dass der Vollöffnungsschalter 39 selbst dann gehalten wird, falls der Vollöffnungsschalter 39 auf Grund der Vibration oder dergleichen der Brennkraftmaschine 1 klappert. Dieser Vorteil ist bei der korrekten Ausführung des Überprüfungsprozesses gemäß 22 effektiv, wie nachstehend beschrieben sein wird.
  • Wenn der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet ist oder wenn irgendeine Manipulation zum Stoppen der Brennkraftmaschine 1 in Schritt 300 ausgeführt wird, geht die ECU 19 zu Schritt 310 über. Wenn die Entscheidung in Schritt 301 positiv ist, beurteilt die ECU 19, dass die Brennkraftmaschine 1 nicht korrekt läuft und geht zu Schritt 310 über.
  • In Schritt 310 stellt die ECU 19 die Soll-Schrittzahl LSTRG auf einen Wert entsprechend der vollständig geschlossenen Position der Drosselklappe 4 ein, um die Luftströmung zu der Verbrennungskammer 12 zu blockieren, und beendet dann zeitweilig die Verarbeitung. In diesem Fall stellt die ECU 19 die Impulsrate auf den normalen Wert, 200 PPS oder 150 PPS, ungeachtet des Pegels der Batteriespannung VB oder anderer Bedingungen wie die Antriebsrichtung der Drosselklappe 4 ein.
  • Insbesondere wird, wenn der Schlüsselschalter 20 ausgeschaltet wird, oder wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht korrekt läuft, die Drosselklappe 4 prompt zu der vollständig geschlossenen Position bewegt. Das heißt, dass, wenn es notwendig wird, die Brennkraftmaschine 1 zu Stoppen, ein promptes Stoppen der Brennkraftmaschine 1 eine höhere Priorität gegenüber der Beschränkung des Betriebs des Schrittmotors 40 wie gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel hat. Das dritte Ausführungsbeispiel stellt daher dieselben Vorteile wie gemäß dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel bereit. Weiterhin tritt kein Problem auf, falls der Schrittmotor 40 während des Prozesses zum Antrieb der Drosselklappe 4 zu einer vollständig geschlossenen Position außer Schritt fällt, wie es gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
  • 22 zeigt ein Flussdiagramm einer "Anormalitätserfassungsroutine", ein Prozess zur Überprüfung, ob die Korrelation zwischen der Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 und dem Winkel der Drosselklappe 4 korrekt ist. Der Interruptzyklus für diese Routine ist äquivalent zu dem Zyklus zum Schalten Der Erregungs-Phasen-Betriebsart des Motors 40 (der bereits im Zusammenhang mit dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist).
  • Wenn die ECU 19 in diese Routine einritt, bestimmt die ECU 19 in Schritt 320, ob das Anforderungsflag XRQ "Ein" (gesetzt) ist und ob die gegenwärtige Schrittzahl LSACT kleiner als "7" ist. Wenn die Entscheidung positiv ist, geht die ECU 19 zu Schritt 321 zur Bestimmung über, ob die gegenwärtige Schrittzahl LSACT "6" ist.
  • Wenn die gegenwärtige Schrittzahl LSACT "6" ist, geht die ECU 19 zu Schritt 322 über, um zu bestimmen, ob der Vollöffnungsschalter 39 eingeschaltet ist oder nicht. Falls die Korrelation zwischen der Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 und dem Winkel der Drosselklappe 4 korrekt ist, sollte der Vollöffnungsschalter 39 ausgeschaltet sein. Wenn der Vollöffnungsschalter 39 ausgeschaltet ist, bestimmt daher die ECU 19, dass keine Anormalität aufgetreten ist, und beendet die Verarbeitung zeitweilig.
  • Wenn Schritt 322 ausgeführt wird, verlängert die ECU 19 den Schaltzyklus der Erregungsphasenbetriebsart des Motors 40. Dies stellt eine erforderliche Zeit bereit, damit ein Klappern (chattering) des Motors 40 und der Drosselklappe 4 verschwindet, so dass der Ein-/Aus-Zustand des Vollöffnungsschalters 39 akkurat bestimmt werden kann.
  • Wenn der Vollöffnungsschalter 39 in Schritt 322 eingeschaltet ist, bestimmt die ECU 19, dass irgendeine Anormalität aufgetreten ist und geht zu Schritt 323 über. In Schritt 323 führt die ECU 19 einen Prozess zum Aufheben der Anormalität auf. In diesem Prozess führt die ECU 19 zunächst den vorstehend beschriebenen Initialisierungsprozess durch. Falls der Grund für die Anormalität ein Außerschrittfallen den Motors 40 ist, korrigiert der Initialisierungsprozess die Korrelation zwischen der Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 und dem Winkel der Drosselklappe 4. Daher ist auf diese Weise eine akkurate Winkelsteuerung der Drosselklappe 4 möglich.
  • Wenn der Initialisierungsprozess nicht korrekt ausgeführt wird, bestimmt die ECU 19, dass irgendeine Anormalität, die schwierig zu korrigieren ist, in dem Antriebssystem der Drosselklappe 4 aufgetreten ist. Eine derartige Anormalität kann ein Versagen des Vollöffnungsschalters 39 oder eine Fehlfunktion des Schrittmotors 40 oder der Drosselklappe 4 sein. Wenn eine derartige Anormalität auftritt, behält die ECU 19 die Stromerregungsphasenbetriebsart bei, um die Drosselklappe 4 an der gegenwärtigen Winkelposition festzuhalten. Die ECU 19 stoppt ebenfalls die EGR-Steuerung und beschränkt die Kraftstoffeinspritzmenge. Als Ergebnis wird die Brennkraftmaschine 1 mit minimalen erforderlichen Bedingungen am Laufen gehalten.
  • Selbst falls die Winkelsteuerung der Drosselklappe 4 durch die vorstehend beschriebenen Prozesse korrigiert wird, bestimmt die ECU 19, dass die Brennkraftmaschine 1 anormal ist, wenn in Schritt 322 seit Aktivierung der Brennkraftmaschine 1 eine Anormalität häufiger als eine vorbestimmte Anzahl (von Malen) bestimmt worden ist. Dann führt die ECU 19 einen Prozess zum beispielsweisen Stoppen der Winkelsteuerung der Drosselklappe 4 aus.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 321 negativ ist oder wenn die gegenwärtige Schrittzahl LSACT kleiner als "6" ist, geht demgegenüber die ECU 19 zu Schritt 324 über. In Schritt 324 bestimmt die ECU 19, ob die gegenwärtige Schrittzahl LSACT "–2" ist. Die Entscheidung in Schritt 320, dass das Anforderungsflag XRQ "Ein" ist, bedeutet, dass die Soll-Schrittzahl LSTRG auf "–2" in Schritt 309 gemäß 21 gesetzt worden ist. In diesem Schritt 324 bestimmt die ECU 19 daher, ob die gegenwärtige Schrittzahl LSACT "–2" oder die Soll-Schrittzahl LSTRG erreicht hat.
  • Wenn die gegenwärtige Schrittzahl LSACT "–2" noch nicht erreicht hat, beendet die ECU zeitweilig diese Verarbeitung. Wenn die gegenwärtig LSACT "–2" erreicht hat, geht die ECU 19 zu Schritt 325 über, um zu bestimmen, ob der Vollöffnungsschalter 39 eingeschaltet ist. Falls die Korrelation zwischen der Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 und dem Winkel der Drosselklappe 4 korrekt ist, sollte der Vollöffnungsschalter 39 eingeschaltet sein. Wenn der Vollöffnungsschalter 39 ausgeschaltet ist, bestimmt daher die ECU19, dass eine Anormalität vorliegt, und geht zu Schritt 323 zur Ausführung des vorstehend beschriebenen Prozesses zur Aufhebung der Anormalität über. Wenn der Vollöffnungsschalter 39 eingeschaltet ist, bestimmt demgegenüber die ECU 19, dass keine Anormalität vorliegt und geht zu Schritt 326 über.
  • In Schritt 326 beurteilt die ECU 19, das der Überprüfungsprozess abgeschlossen ist, setzt das Endflag XEN "Ein" und setzt das Anforderungsflag XRQ "Aus", bevor zeitweilig der Prozess beendet wird. Wenn die Soll-Schrittzahl LSTRG kleiner als "9" wird oder wenn die Anweisung zum vollständigem Öffnen ausgegeben worden ist, wird der vorstehend beschriebene Überprüfungsprozess lediglich einmal und nicht mehrmals ausgeführt.
  • Wenn die Entscheidung in Schritt 320 negativ ist, das heißt, wenn das Anforderungsflag XRQ "Aus" ist oder wenn die gegenwärtige Schrittzahl LSACT gleich oder größer als "7" ist, geht demgegenüber die ECU 19 zu Schritt 327 über. In Schritt 327 bestimmt die ECU 19, ob die gegenwärtige Schrittzahl LSACT gleich oder größer als "7" ist. Wenn dabei die Entscheidung negativ ist oder wenn die gegenwärtige Schrittzahl LSACT kleiner als "7" ist, bestimmt die ECU 19, dass das Anforderungsflag XRQ "Aus" ist und beendet zeitweilig die Verarbeitung. Wenn die gegenwärtige Schrittzahl LSACT gleich oder größer als "7" ist, geht die ECU 19 zu Schritt 328 über.
  • In Schritt 328 bestimmt die ECU, ob der Vollöffnungsschalter 39 eingeschaltet ist. In diesem Fall sollte der Vollöffnungsschalter 39 ausgeschaltet sein, falls die Korrelation zwischen der Ist-Schrittzahl LSACT des Schrittmotors 40 und dem Winkel der Drosselklappe 4 korrekt ist. Wenn der Vollöffnungsschalter 39 ausgeschaltet ist, bestimmt die ECU 19 daher, dass keine Anormalität vorliegt, und beendet zeitweilig die Verarbeitung. Wenn demgegenüber der Vollöffnungsschalter 39 eingeschaltet ist, bestimmt die ECU 19, dass eine Anormalität vorliegt, und geht zu Schritt 323 zur Ausführung des vorbestimmten Anormalitätsaufhebungsprozesses über. Bei Ausführung des Prozesses von Schritt 328 stellt die ECU 19 den Schaltzyklus der Erregungs-Phasen-Betriebsart des Motors 40 länger ein, um akkurat den Ein-/Aus-Zustand des Vollöffnungsschalters 39 wie in dem Fall von Schritt 322 zu bestimmen.
  • Wie es durch Schritte 302 und 303 in 21 angegeben ist, ist die Soll-Schrittzahl LSTRG, die eingestellt wird, wenn die Batteriespannung VB unzureichend ist, "9".
  • Wenn die Soll-Schrittzahl LSTRG auf "9" eingestellt wird, wird die Anweisung zum vollständigem Öffnen nicht erzeugt, so dass der Überprüfungsprozess gemäß 22 nicht ausgeführt wird. Mit einer unzureichenden Batteriespannung VB ist es schwierig, den Überprüfungsprozess präzise auszuführen. Während der Motor 40 sich in dem Überprüfungsprozess bewegt, kann der Motor 40 außer Schritt fallen, falls der Motor 40 mit einer unzureichenden Batteriespannung VB arbeitet. Ein Auslassen des Überprüfungsprozesses, wenn die Batteriespannung VB unzureichend ist, kann ein Außerschrittfallen des Motors 40 während des Überprüfungsprozesses verhindern als auch eine fehlerhafte Bestimmung in dem Überprüfungsprozess verhindern.
  • Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist der Vollöffnungsschalter (Schalter für die vollständig geöffnete Position, fully open switch) 39 in dem Getriebe 28 des Ventilantriebsmechanismus 5 vorgesehen. Dies ist jedoch nur eine von vielen möglichen Stellen. Der Vollöffnungsschalter 39 kann in dem Drosselklappenkörper 25 zur direkten Erfassung des Winkels der Drosselklappe 4 vorgesehen sein, oder kann ein Schalter zur Erfassung des Rotationswinkels der Ventilwelle 26 sein. Weiterhin muss der Vollöffnungsschalter 39 nicht die Form eines Schalters annehmen, solange er erfassen kann, wenn die Drosselklappe 4 an der vollständig geschlossenen Position befindet.
  • Obwohl die ECU 19 den Motor 40 entsprechend den in dem ROM 61 gespeicherten Programmen gemäß dem ersten bis dritten Ausführungsbeispielen steuert, kann der Motor 40 durch einen Allzweckprozessor gesteuert werden, der Steuerungsprogramme aufweist.
  • Alternativ dazu kann der Motor 40 durch ein spezifisches Hardwareelement gesteuert werden. Weiterhin kann der Motor 40 durch eine Kombination aus einem Allzweck-Prozessor und Hardware gesteuert werden.
  • Das Ventil, auf das die vorliegende Erfindung angewandt wird, ist nicht auf eine Drosselklappe 4 beschränkt, sondern kann ein Abgasrückführungsventil (EGR-Ventil) zur Steuerung der Abgasrückführmenge (EGR-Menge) sein. Die Erfindung dient nicht nur für Dieselbrennkraftmaschinen sondern kann auch zur Verwendung in einer Benzinbrennkraftmaschine angepasst werden.
  • Offenbart ist ein Gerät (eine Vorrichtung) zur Steuerung einer Drosselklappe (4) in einer Dieselbrennkraftmaschine (1). Die Drosselklappe (4) ist in einem Luftansaugdurchlass (2) der Brennkraftmaschine (1) vorgesehen. Die Drosselklappe (4) wird durch einen Schrittmotor (40) angetrieben. Wenn eine an den Schrittmotor (40) anzulegende Batteriespannung unzureichend ist, treibt die elektronische Steuerungseinheit (ECU 19) den Schrittmotor (40) mit einer langsameren Drehzahl als die normale Drehzahl an, um ein Außerschrittfallen des Motors zu vermeiden. Wenn ein Schlüsselschalter (20) zum Stoppen der Brennkraftmaschine (1) ausgeschaltet wird oder wenn die Brennkraftmaschine (1) nicht korrekt läuft, steuert die ECU (19) den Schrittmotor (40) zum Antrieb der Drosselklappe (4) zu einer vollständig geschlossenen Position, um die Brennkraftmaschine (1) zu stoppen. In diesem Fall steuert die ECU (19) den Schrittmotor (49) mit der normalen Drehzahl, ungeachtet von der Batteriespannung, so dass die Drosselklappe (4) schnell zu der vollständig geschlossenen Position angetrieben werden kann. Die Brennkraftmaschine (1) wird daher prompt gestoppt.

Claims (18)

  1. Gerät zur Steuerung einer Drosselklappe (4), die in einem Luftansaugdurchlass (2) einer Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, wobei die Winkelposition der Drosselklappe (4) änderbar ist, um den Öffnungsgrad des Luftansaugdurchlasses (2) zu justieren, wobei das Gerät aufweist: einen Schrittmotor (40) zur Bewegung der Drosselklappe (4), wobei eine Antriebsschrittzahl des Schrittmotors (40) der Winkelposition der Drosselklappe (4) entspricht, eine Steuerungseinrichtung (19) zur Steuerung des Schrittmotors (40), um die Drosselklappe (4) zu einer Winkelposition entsprechend dem gegenwärtigen Zustand der Brennkraftmaschine (1) zu bewegen, und eine Beschränkungseinrichtung (19) zur Beschränkung des Betriebs des Schrittmotors (40) während Zeiten, zu denen der Schrittmotor (40) gegenüber Störungen anfällig ist, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist, dass, wenn eine vorbestimmte Bedingung der Brennkraftmaschine (1) erfüllt ist, die Steuerungseinrichtung (19) die Drosselklappe (4) auf eine vorbestimmte Winkelposition ohne Beschränkung des Betriebs des Schrittmotors (40) antreibt, ungeachtet davon, ob der Schrittmotor (40) für eine Störung empfänglich ist, wobei zur Beschränkung des Betriebs des Schrittmotors (40) die Beschränkungseinrichtung (19) die Antriebsdrehzahl des Schrittmotors (40) verringert, um den Betrieb des Schrittmotors (40) zu beschränken, oder den Schrittmotor (40) derart steuert, dass die Drosselklappe (4) an einer spezifischen Winkelposition gehalten wird.
  2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine an den Schrittmotor (40) angelegte Spannung unter einen bestimmten Pegel fällt, die Beschränkungseinrichtung (19) den Betrieb des Schrittmotors (40) einschränkt.
  3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Winkelposition eine Position ist, zu der die Drosselklappe (4) den Luftansaugdurchlass (2) vollständig schließt, oder eine Position in der Nähe der vollständig geschlossenen Position ist.
  4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn ein Schlüsselschalter (20) zum Stoppen der Brennkraftmaschine(1) ausgeschaltet wird, oder wenn beurteilt wird, dass die Brennkraftmaschine (1) unkorrekt läuft, die Steuerungseinrichtung (19) bestimmt, dass die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist.
  5. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die spezifische Winkelposition eine Position ist, zu der die Drosselklappe (4) vollständig den Luftansaugdurchlass (2) öffnet oder eine Position ist, die nahe an der vollständig geöffneten Position liegt.
  6. Gerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Überprüfungseinrichtung (19) zur Überprüfung, ob eine Korrelation zwischen der Antriebsschrittzahl des Schrittmotors (40) und der Winkelposition der Drosselklappe (4) korrekt ist, wenn die Drosselklappe (4) in die Nähe der vollständig geöffneten Position bewegt wird, und die spezifische Winkelposition sich von einer Winkelposition der Drosselklappe (4) unterscheidet, bei der ein Überprüfungsvorgang ausgeführt wird.
  7. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsdrehzahl des Schrittmotors (40) bei Bewegung der Drosselklappe (4) in einer Richtung zum Öffnen des Luftansaugdurchlasses (2) eine erste Drehzahl ist, und eine Antriebsdrehzahl des Schrittmotors (40) bei Bewegung der Drosselklappe (4) zu einer Richtung zum Schließen des Ansaugluftdurchlasses (2) eine zweite Drehzahl ist, und die Steuerungseinrichtung (19) die erste Drehzahl schneller als die zweite Drehzahl einstellt.
  8. Gerät nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Drängvorrichtung (27) zum kontinuierlichen Drängen der Drosselklappe (4) in eine Öffnungsrichtung.
  9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Drosselklappe (4) die Bewegung in einer Öffnungsrichtung beginnt, die Beschränkungseinrichtung (19) zeitweilig die Drehzahl des Schrittmotors (40) auf langsamer als die erste Drehzahl einstellt, um zeitweilig den Betrieb des Schrittmotors (40) einzuschränken.
  10. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine an den Schrittmotor (40) angelegte Spannung unterhalb eines bestimmten Pegels fällt, die Beschränkungseinrichtung (19) die Antriebsdrehzahl des Schrittmotors (40) langsamer als die zweite Drehzahl zum Beschränken des Betriebs des Schrittmotors (40) einstellt.
  11. Verfahren zur Steuerung einer Drosselklappe (4), die in einem Luftansaugdurchlass (2) einer Brennkraftmaschine (1) vorgesehen ist, wobei die Winkelposition der Drosselklappe (4) änderbar ist, um den Öffnungsgrad des Luftansaugdurchlasses (2) zu justieren, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Bewegen der Drosselklappe (4) durch einen Schrittmotor (40), wobei eine Antriebsschrittzahl des Schrittmotors (40) der Winkelposition der Drosselklappe (4) entspricht, Beschränken des Betriebs des Schrittmotors (40), wenn eine Situation auftritt, in der der Schrittmotor (40) gegenüber Störungen anfällig ist, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass, wenn eine vorbestimmte Bedingung der Brennkraftmaschine (1) erfüllt ist, die Drosselklappe (4) zu einer vorbestimmten Winkelposition ohne Beschränkung des Betriebs des Schrittmotors (40) angetrieben wird, ungeachtet davon, ob der Schrittmotor (40) für eine Störung empfänglich ist, wobei zur Beschränkung des Betriebs des Schrittmotors (40) die Antriebsdrehzahl des Schrittmotors (40) verringert wird oder den Schrittmotor (40) derart gesteuert wird, dass die Drosselklappe (4) an einer spezifischen Winkelposition gehalten wird, um den Betrieb des Schrittmotors (40) zu beschränken.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Betrieb des Schrittmotors (40) eingeschränkt wird, wenn eine an den Schrittmotor (40) angelegte Spannung unter einen bestimmten Pegel fällt.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmte Winkelposition eine Position ist, zu der die Drosselklappe (4) den Luftansaugdurchlass (2) vollständig schließt, oder eine Position in der Nähe der vollständig geschlossenen Position ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den Schritt Bestimmen, dass die vorbestimmte Bedingung erfüllt ist, wenn ein Schlüsselschalter (20) zum Stoppen der Brennkraftmaschine(1) ausgeschaltet wird, oder wenn beurteilt wird, dass die Brennkraftmaschine (1) unkorrekt läuft.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 14, gekennzeichnet durch den Schritt Steuern des Schrittmotors (40) derart, dass die Drosselklappe (4) an einer Position zum vollständigen Öffnen des Luftansaugdurchlasses (2) oder an einer Position nahe an der vollständig geöffneten Position gehalten wird, um den Betrieb des Schrittmotors (40) zu beschränken.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsdrehzahl des Schrittmotors (40) bei Bewegung der Drosselklappe (4) in einer Richtung zum Öffnen des Luftansaugdurchlasses (2) eine erste Drehzahl ist, und eine Antriebsdrehzahl des Schrittmotors (40) bei Bewegung der Drosselklappe (4) zu einer Richtung zum Schließen des Ansaugluftdurchlasses (2) eine zweite Drehzahl ist, und die erste Drehzahl schneller als die zweite Drehzahl ist.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselklappe (4) kontinuierlich in eine Öffnungsrichtung gedrängt wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, gekennzeichnet durch den Schritt Einstellen der Antriebsdrehzahl des Schrittmotors (40) auf eine langsamere Drehzahl als die zweite Drehzahl, um den Betrieb des Schrittmotors (40) zu beschränken, wenn eine an den Schrittmotor (40) angelegte Spannung unter einen bestimmten Pegel fällt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003254118A (ja) * 2002-02-28 2003-09-10 Toyota Motor Corp 車輌用内燃機関の運転停止制御方法
JP5115233B2 (ja) * 2008-02-19 2013-01-09 いすゞ自動車株式会社 エンジンの停止制御装置
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4854283A (en) * 1986-11-28 1989-08-08 Nippondenso Co., Ltd. Throttle valve control apparatus
JPH03225038A (ja) * 1990-01-30 1991-10-04 Mitsubishi Electric Corp スロットルバルブの駆動装置
JPH06213049A (ja) * 1993-01-14 1994-08-02 Toyota Motor Corp 異常判定装置
DE19510747B4 (de) * 1995-03-24 2008-06-19 Robert Bosch Gmbh System und Stelleinrichtung zur Steuerung der Leistung einer Brennkraftmaschine

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