DE102005033693A1 - Ventilstellungs-Regeleinrichtung - Google Patents

Ventilstellungs-Regeleinrichtung Download PDF

Info

Publication number
DE102005033693A1
DE102005033693A1 DE102005033693A DE102005033693A DE102005033693A1 DE 102005033693 A1 DE102005033693 A1 DE 102005033693A1 DE 102005033693 A DE102005033693 A DE 102005033693A DE 102005033693 A DE102005033693 A DE 102005033693A DE 102005033693 A1 DE102005033693 A1 DE 102005033693A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
valve position
motor
rotor
throttle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005033693A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Kariya Uda
Tsuyoshi Kariya Kanda
Taisuke Kariya Murata
Hiroshi Kariya Nakamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Publication of DE102005033693A1 publication Critical patent/DE102005033693A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D11/00—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated
    • F02D11/06—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance
    • F02D11/10—Arrangements for, or adaptations to, non-automatic engine control initiation means, e.g. operator initiated characterised by non-mechanical control linkages, e.g. fluid control linkages or by control linkages with power drive or assistance of the electric type
    • F02D11/106—Detection of demand or actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D9/00—Controlling engines by throttling air or fuel-and-air induction conduits or exhaust conduits
    • F02D9/08—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits
    • F02D9/10—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps
    • F02D9/109—Throttle valves specially adapted therefor; Arrangements of such valves in conduits having pivotally-mounted flaps having two or more flaps
    • F02D9/1095—Rotating on a common axis, e.g. having a common shaft
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
    • F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
    • F02D2041/2058—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit using information of the actual current value

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
  • Characterised By The Charging Evacuation (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)

Abstract

Eine dem Drehwinkel einer Drosselklappe entsprechende Drosselklappenstellung wird auf der Basis von von einem Rotor-Stellungssensor (65) abgegebenen elektrischen Signalen berechnet, der von drei integrierten Hall-Schaltkreisen (65u, 65v, 65w) gebildet wird, die die Drehstellung eines Magnetrotors (8) eines bürstenlosen Gleichstrommotors (1) erfassen. Hierbei werden eine Ventilstellungs-Regelgröße der Drosselklappe zur Eliminierung einer Differenz zwischen der auf diese Weise berechneten Ventilstellung und einer Soll-Ventilstellung berechnet und eine Motorstrom-Regelgröße des bürstenlosen Gleichstrommotors (1) zur Eliminierung der Differenz zwischen der berechneten Ventilstellung und der Soll-Ventilstellung bestimmt. Ohne Einbeziehung eines Drosselklappen-Stellungssensors werden somit die von dem Rotor-Stellungssensor (65) abgegebenen elektrischen Signale zur Berechnung von sowohl der Ventilstellungs-Regelgröße als auch der Motorstrom-Regelgröße verwendet.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Ventilstellungs-Regeleinrichtung zur Steuerung der Stellung eines Ventils auf der Basis der Drehstellung eines Magnetrotors eines bürstenlosen Elektromotors und betrifft insbesondere eine Ventilstellungs-Regeleinrichtung zur Steuerung der dem Drehwinkel einer Drosselklappe entsprechenden Stellung einer Drosselvorrichtung durch Ansteuerung eines bürstenlosen Elektromotors in Abhängigkeit von dem Betätigungsgrad eines vom Fahrer eines Kraftfahrzeugs betätigten Fahrpedals.
  • Es sind bereits elektronisch gesteuerte Drosselvorrichtungen bekannt, bei denen eine elektronische Steuerung der Stellung einer Drosselklappe durch Antrieb eines bürstenlosen Gleichstrommotors in Abhängigkeit von dem Betätigungsgrad eines Fahrpedals erfolgt (siehe z.B. JP-A-6-94 151 und japanische Patentschrift 3 070 292). Bei diesen Drosselklappen-Stellungsreglern wird Dreiphasen-Statorwicklungen, die auf einem Statorkern eines bürstenlosen Gleichstrommotors angeordnet sind, ein Motor-Antriebsstrom zum Antrieb des bürstenlosen Gleichstrommotors in Abhängigkeit von einem Fahrpedal-Stellungssignal zugeführt, das von einem den Betätigungsgrad des Fahrpedals (die Fahrpedalstellung) erfassenden Fahrpedal-Stellungssensor abgegeben wird, wodurch die Stellung der Drosselklappe entsprechend gesteuert und ein Optimalwert der Ansaugluftmenge für die Brennräume der Zylinder der Brennkraftmaschine eingeregelt werden. Ein solcher Drosselklappen-Stellungsregler umfasst in der in 20 veranschaulichten Weise einen Drosselklappen- Stellungssensor 101 (z.B. in Form eines integrierten Hall-Schaltkreises oder dergleichen), der die dem Drehwinkel der Drosselklappe entsprechende Drosselklappenstellung zu deren Steuerung erfasst. Der Drosselklappen-Stellungsregler umfasst weiterhin einen Rotor-Stellungssensor 104 (z.B. in Form eines integrierten Hall-Schaltkreises oder dergleichen), der die jeweilige Drehstellung des Magnetrotors zur Stellungssteuerung des Magnetrotors erfasst, der seinerseits in Relation zu den Dreiphasen-Statorwicklungen 103 angeordnete Feldpole (Wendepole) aufweist, die von einer Vielzahl von Permanentmagneten gebildet werden.
  • Eine Ventilstellungs-Regeleinrichtung 105 steuert die Stellung der Drosselklappe dahingehend, dass keine Stellungsabweichung zwischen dem von dem Drosselklappen-Stellungssensor 101 abgegebenen Drosselklappen-Stellungssignal und dem von dem Fahrpedal-Stellungssensor 102 abgegebenen Fahrpedal-Stellungssignal auftritt. Der Rotor-Stellungssensor 104 führt die Daten einer Motor-Antriebseinrichtung 107 über einen Rotor-Stellungsdetektor 106 zur Veränderung des Betrags des den Dreiphasen-Statorwicklungen 103 zugeführten Motor-Treiberstroms und zur Veränderung der Stromrichtung zu. Der Rotor-Stellungsdetektor 106 erfasst die Stellung des Magnetrotors in Relation zu den Dreiphasen-Statorwicklungen 103, bestimmt den zwei Phasen der Dreiphasen-Statorwicklungen 103 selektiv zugeführten Motor-Treiberstrom derart, dass der Magnetrotor in Abhängigkeit von der erfassten Stellung ein maximales Ausgangsdrehmoment erzeugt, und bestimmt außerdem die Richtung des den Dreiphasen-Statorspulen 103 zugeführten Motor-Treiberstroms.
  • Der vorstehend beschriebene Drosselklappen-Stellungsregler des Standes der Technik umfasst jedoch den Drosselklappen-Stellungssensor 101 für die Steuerung der Drosselklappenstellung zusätzlich zu dem Rotor-Stellungssensor 104 für die Steuerung der Stellung des Magnetrotors in Relation zu den Statorwicklungen 103 und dem Rotor-Stellungsdetektor 106, was in Bezug auf die hohe Anzahl von erforderlichen Bauteilen und die dadurch gegebenen hohen Herstellungskosten problematisch ist.
    •
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Ventilstellungs-Regeleinrichtung anzugeben, bei der die Anzahl von Bauelementen und damit die Herstellungskosten verringert werden können, indem die von dem Rotor-Stellungssensor abgegebenen Signale zur Berechnung von sowohl einer Ventilstellungs-Regelgröße als auch einer Motorstrom-Regelgröße verwendet werden, sodass der Drosselklappen-Stellungssensor (Ventil-Stellungssensor) entfallen kann.
  • Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Mitteln gelöst.
  • Erfindungsgemäß wird die Ventil-Iststellung auf der Basis der der Drehstellung des Magnetrotors in Relation zu den Statorwicklungen des bürstenlosen Dreiphasen-Elektromotors entsprechenden Signale berechnet (geschätzt), die von dem Rotor-Stellungssensor abgegeben werden. Eine Ventilstellungs-Regelgröße wird zur Eliminierung der Differenz zwischen der berechneten Ventil-Iststellung und einem Regelsollwert berechnet, während eine Motorstrom-Regelgröße auf der Basis der berechneten Ventilstellungs-Regelgröße berechnet wird. Von den Statorwicklungen für die drei Phasen werden die Statorwicklungen von zwei Phasen selektiv auf der Basis der von dem Rotor-Stellungssensor abgegebenen und der Drehstellung des Magnetrotors in Relation zu den Dreiphasen-Statorwicklungen des bürstenlosen Elektromotors entsprechenden Signale und der berechneten Motorstrom-Regelgröße angesteuert. Auf diese Weise wird der Magnetrotor des bürstenlosen Elektromotors in Drehung versetzt und die Ventil-Iststellung auf den Regelsollwert eingeregelt. Ohne Verwendung eines Drosselklappen-Stellungssensors (Ventil-Stellungssensors) dienen somit die von dem Rotor-Stellungssensor abgegebenen Signale sowohl zur Berechnung der Ventilstellungs-Regelgröße als auch der Motorstrom-Regelgröße, wodurch sich die Anzahl der verwendeten Bauteile und damit die Herstellungskosten verringern lassen.
    •
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Steuerlogik einer Motorstrom-Regelschaltung (erstes Ausführungsbeispiel),
  • 2 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine (erstes Ausführungsbeispiel) schematisch veranschaulicht,
  • 3A eine Schnittansicht, die den Aufbau eines bürstenlosen Gleichstrommotors schematisch veranschaulicht,
  • 3B eine schematische Darstellung einer Positionsbeziehung zwischen einem Magnetrotor und drei integrierten Hall-Schaltkreisen (erstes Ausführungsbeispiel),
  • 4A eine schematische Darstellung einer Positionsbeziehung zwischen dem Magnetrotor und den drei integrierten Hall-Schaltkreisen,
  • 4B den Verlauf der Ausgangssignale der drei integrierten Hall-Schaltkreise in Relation zu dem Drehwinkel des Motors,
  • 4C eine Tabelle der Ausgangssignale der drei integrierten Hall-Schaltkreise in Relation zu dem Drehwinkel des Motors (erstes Ausführungsbeispiel),
  • 5 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung (erstes Ausführungsbeispiel),
  • 6 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer weiteren Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung (erstes Ausführungsbeispiel),
  • 7 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Ventilstellungsberechnung (erstes Ausführungsbeispiel),
  • 8A eine Tabelle der Ausgangssignale der integrierten Hall-Schaltkreise im Normalbetrieb,
  • 8B eine Tabelle der Ausgangssignale der integrierten Hall-Schaltkreise während eines Betriebs, bei dem eine zeitweilige Beeinträchtigung auf Grund von Störungen oder dergleichen vorliegt (zweites Ausführungsbeispiel),
  • 9 ein Ablaufdiagramm eines Verarbeitungsablaufs einer Ventilstellungsberechnung (Kompensation von Zählungsausfällen) (zweites Ausführungsbeispiel),
  • 10 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerlogik einer Motorstrom-Regelschaltung mit einer Einrichtung zur Erfassung der integrierten Hall-Schaltkreise, bei denen Funktionsstörungen vorliegen (drittes Ausführungsbeispiel),
  • 11 eine Tabelle der Ausgangssignale von normal arbeitenden integrierten Hall-Schaltkreisen (drittes Ausführungsbeispiel),
  • 12 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerlogik einer Motorstrom-Regelschaltung mit einem Stromdetektor (viertes Ausführungsbeispiel),
  • 13 ein Diagramm, das Änderungen des Motor-Treiberstroms, eines Tastverhältnisses, eines Störmoments und der Ventilstellung veranschaulicht (viertes Ausführungsbeispiel),
  • 14 eine schematische Darstellung einer Positionsbeziehung zwischen dem Magnetrotor und den drei integrierten Hall-Schaltkreisen (fünftes Ausführungsbeispiel),
  • 15A den Verlauf von Signalzustandsübergängen bei den integrierten Hall-Schaltkreisen in Abhängigkeit von dem Drehwinkel des Motors und von Änderungen der Anzahl von Signalzustandsübergängen (Zählwert),
  • 15B eine Tabelle der Ausgangssignale der integrierten Hall-Schaltkreise (fünftes Ausführungsbeispiel),
  • 16 ein Blockschaltbild des Aufbaus der Steuerlogik einer Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (fünftes Ausführungsbeispiel),
  • 17A eine schematische Darstellung, die die Richtung veranschaulicht, in der eine Rückholfeder im Normalbetrieb belastet ist,
  • 17B eine schematische Darstellung, die die Richtung veranschaulicht, in der die Rückholfeder während eines Bezugsstellungs-Ermittlungssteuervorgangs belastet ist (sechstes Ausführungsbeispiel),
  • 18 ein Schaltbild des Aufbaus der Steuerlogik einer Motorstrom-Regelschaltung mit einer Einrichtung zur Erfassung des Vorliegens eines Störzustands in einem Kraftübertragungsmechanismus (siebtes Ausführungsbeispiel),
  • 19 eine Schnittansicht, die den Aufbau einer Ventilstellungs-Regeleinrichtung einer Brennkraftmaschine schematisch veranschaulicht (achtes Ausführungsbeispiel), und
  • 20 ein Blockschaltbild des Aufbaus einer Steuerlogik eines Drosselklappen-Stellungsreglers des Standes der Technik.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • In den 1 bis 7 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, wobei 1 ein Blockschaltbild zur Veranschaulichung der Steuerlogik einer Motorstrom-Regelschaltung, 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine und 3A eine schematische Darstellung des Aufbaus eines bürstenlosen Gleichstrommotors zeigen.
  • Die Ventilstellungs-Regeleinrichtung der Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel stellt eine Drosselklappenstellungs-Regeleinrichtung dar, die im Einlasssystem einer Brennkraftmaschine wie einer in einem Fahrzeug wie einem Kraftfahrzeug angeordneten fremdgezündeten Mehrzylinder-Brennkraftmaschine (mit bei diesem Ausführungsbeispiel vier Zylindern, die nachstehend vereinfacht als Brennkraftmaschine bezeichnet ist) angeordnet ist und zur Veränderung der dem Drehwinkel einer Drosselklappe 2 entsprechenden Drosselklappenstellung durch Ansteuerung eines bürstenlosen Gleichstrommotors 1 in Abhängigkeit vom Betätigungsgrad eines von einer Person (einem Fahrer) betätigten Fahrpedals zur Steuerung der Drehzahl oder des Drehmoments der Brennkraftmaschine dient.
  • Die Ventilstellungs-Regeleinrichtung für die Brennkraftmaschine umfasst hierbei Doppel-Drosselklappen 2 zur Steuerung der den Brennräumen der Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführten Ansaugluftmenge, eine Ventilwelle 3, die sich zusammen mit den Drosselklappen 2 dreht, einen Ventilkörper 4 zur drehbaren Halterung der Ventilwelle 3, eine Antriebseinheit zur Verstellung der Doppel-Drosselklappen 2 in Öffnungsrichtung oder Schließrichtung, eine Rückholfeder 5, die auf die Doppel-Drosselklappen 2 in deren Schließrichtung (oder in deren Öffnungsrichtung) einwirkt, sowie eine Motorsteuereinheit ECU 9 zur elektronischen Steuerung der Antriebseinheit (d.h., des bürstenlosen Gleichstrommotors 1) auf der Basis von Sensorsignalen, die von verschiedenen Sensoren abgegeben werden.
  • Die Antriebseinheit dieses Ausführungsbeispiels umfasst den bürstenlosen Gleichstrommotor 1 als Antriebsquelle sowie einen die Drehzahl einer Motorwelle 11 (Ausgangswelle) des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 in einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis herabsetzenden Untersetzungsgetriebemechanismus, die in einem in integrierter Bauweise an einem Außenwandbereich des Ventilkörpers 4 angebrachten Stellgliedgehäuse 6 angeordnet sind. Der bürstenlose Gleichstrommotor 1 stellt ein elektrisches Stellglied dar, bei dessen Erregung die Motorwelle 11 in Vorwärtsrichtung oder Rückwärtsrichtung in Drehung versetzt wird. Ein Vorderendrahmen 12 ist am Rand einer Motor-Einführungsöffnung 13 des Stellgliedgehäuses 6 unter Verwendung von (nicht dargestellten) Montageelementen wie Befestigungsschrauben angebracht. Das Stellgliedgehäuse 6 umfasst einen Motorgehäuseabschnitt 15, der einen Motor-Aufnahmebereich 14 bildet, in dem der bürstenlose Gleichstrommotor 1 angeordnet und befestigt ist, sowie einen Getriebegehäuseabschnitt 17, der eine Getriebekammer 16 bildet, in der die Zahnräder des Untersetzungsgetriebemechanismus drehbar angeordnet sind. Das Stellgliedgehäuse 6 ist an einem Ende eines zylindrischen Wandteils 19 des Ventilkörpers 4 an dessen Einlassseite in integrierter Bauweise angeordnet.
  • Der Untersetzungsgetriebemechanismus umfasst ein an der Motorwelle 11 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 angebrachtes Ritzel 21, ein Untersetzungszwischengetrieberad 22, das sich in kämmendem Eingriff mit dem Ritzel 21 dreht, sowie ein Ventilzahnrad 23, das sich wiederum in kämmendem Eingriff mit dem Untersetzungszwischengetrieberad 22 dreht. Der Untersetzungsgetriebemechanismus findet als Kraftübertragungsmechanismus (Drehmoment-Übertragungsmechanismus) zur Übertragung des Drehmoments des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 (Motor-Ausgangsdrehmoment) über die Ventilwelle 3 auf die Doppel-Drosselklappen 2 Verwendung. Das Ritzel 21 stellt hierbei ein Motorzahnrad dar, das sich gemeinsam mit der Motorwelle 11 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 dreht. Das Untersetzungszwischengetrieberad 22 ist drehbar an einer Halterungsachse 24 angebracht, die somit die Drehachse bildet. Hierbei umfasst das Untersetzungszwischengetrieberad 22 ein großes Getrieberad 25, das in kämmenden Eingriff mit dem Ritzel 21 gebracht wird, sowie ein kleines Getrieberad 26, das in kämmenden Eingriff mit dem Ventilzahnrad 23 gebracht wird. Das Ventilzahnrad 23 ist an einem Ende der Ventilwelle 3 in Axialrichtung angeordnet.
  • Wie in 3 veranschaulicht ist, wird der bürstenlose Gleichstrommotor 1 z.B. von einem bürstenlosen Dreiphasen-Gleichstrommotor mit Vollwegansteuerung gebildet, d.h. von einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit einem Außenrotor und einem von Permanentmagneten erzeugten Magnetfeld, der einen an einer Lagerhalterung 29 (Motorendrahmen) befestigten inneren Stator 7 sowie einen (nachstehend auch als Magnetrotor bezeichneten) äußeren Rotor 8 umfasst, der um den inneren Stator 7 herum unter Einhaltung eines vorgegebenen Luftspalts angeordnet ist.
  • Der innere Stator 7 umfasst einen Statorkern 31 (Ankerkern), der von einem durch Laminieren einer Anzahl von weichmagnetischen Elementen (z.B. in Form von Stahlplättchen oder Siliziumstahlplättchen) erhaltenen laminierten Kern gebildet wird, sowie auf den Statorkern 31 gewickelte Dreiphasenwicklungen 32 (Ankerwicklungen). Im äußeren peripheren Bereich des Statorkerns 31 ist eine Vielzahl von Zähnen in jeweils gleichen Abständen ausgebildet, wobei auf jedem Zahn die Statorwicklungen 32 der jeweiligen U-Phase, V-Phase und W-Phase in konzentrierter Form angeordnet sind. Hierbei sind die Statorwicklungen 32 der drei Phasen in Sternschaltung miteinander verbunden, wobei jedoch auch eine Dreieckschaltung in Betracht gezogen werden kann.
  • Der Magnetrotor 8 umfasst einen an der Motorwelle 11 angebrachten Rotorkern 33 sowie 12 Permanentmagnete 34, die mit Hilfe eines Klebstoffes an der inneren Peripherie des Rotorkerns 33 angeordnet sind. Ein Ende (in der Figur das untere Ende) der mit dem Magnetrotor 8 in integrierter Bauweise ausgeführten Motorwelle 11 wird über ein Lager 35 von der Lagerhalterung 29 drehbar gehalten, während das andere Ende der Motorwelle 11 (das obere Ende in der Figur) über ein Lager 36 von einem zylindrischen Gehäuse 37 (Motorgehäuse) drehbar gehalten wird.
  • Wie in den 3A, 3B und 4A veranschaulicht ist, drehen sich bei diesem Ausführungsbeispiel die Permanentmagneten 34 in Verbindung mit der zu erfassenden bzw. zu messenden Drehbewegung des Magnetrotors 8, besitzen entsprechend ihrer Lage gegenüber der Außenseite des inneren Stators 7 in gekrümmter Form ausgebildete magnetisierte Oberflächen und sind zur Bildung von 12 Polen angeordnet, die entlang der inneren Peripherie in Richtung der Plattendicke abwechselnd einen N-Pol und einen S-Pol bilden, d.h., bei den 12 Permanentmagneten 34 sind die N-Pole und die S-Pole parallel derart magnetisiert, dass entgegengesetzte Polaritäten an beiden Enden (dem inneren peripheren Bereich und dem äußeren peripheren Bereich) in Richtung der Plattendicke gebildet werden. Die die Form von gekrümmten Plättchen aufweisenden Permanentmagneten 34 werden von Seltenerdmagneten wie Samarium-Kobalt-Magneten (Sm-Co-Magneten), Neodym-Magneten (Nd-Magneten), Alnico-Magneten oder Ferrit-Magneten gebildet, durch die ein stabiles Magnetfeld auf Dauer aufrecht erhalten werden kann. Darüber hinaus können bei den Permanentmagneten 34 auch Kunstharzmagnete Verwendung finden, die durch Sinterung von pulverförmigem Polyamid-Kunstharz (PA), Neodym (Nd), Eisen (Fe) und Bor (B) erhalten werden.
  • Die Doppel-Drosselklappen 2 bestehen aus kreisförmigen Scheiben, die an der Ventilwelle 3 angebracht oder in integrierter Bauweise mit dieser ausgeführt sind, wobei ihr jeweiliger Mittelpunkt von dem Schnittpunkt der Mittelachsen der einen kreisförmigen Querschnitt aufweisenden Drosselbohrungen (Ansaugkanäle) 40 mit der Drehachse der Ventilwelle 3 gebildet wird. Die Drosselklappen 2 stellen Drehklappen dar, deren Drehachsen im wesentlichen rechtwinklig zu der Axialrichtung der durchschnittlichen Ansaugluftströmung durch die Drosselbohrungen 40 in dem Ventilkörper 4 hindurchverlaufen. Der Drehwinkel (die Ventilstellung) der Drosselklappen 2 wird zur Steuerung der den Brennräumen der Zylinder der Brennkraftmaschine zugeführten Ansaugluftmenge in einem Drehwinkelbereich von einer vollständig geschlossenen Stellung, bei der die Ansaugluftmenge minimal ist, bis zu einer vollständig geöffneten Stellung verstellt, bei der die Ansaugluftmenge maximal ist. Die Rückholfeder 5 wirkt auf die Doppel-Drosselklappen 2 in einer Richtung ein, in der sie in die vollständig geschlossene Stellung gebracht werden (oder in einer Richtung, in der sie in die vollständig geöffnete Stellung gebracht werden).
  • Die Ventilwelle 3 bildet die Drehachse der Doppel-Drosselklappen 2 und legt somit die Richtung der Mittelachse der Drehbewegung (Axialrichtung) fest, die im wesentlichen rechtwinklig zu der Axialrichtung der durchschnittlichen Ansaugluftströmung über die Drosselbohrungen 40 in dem Ventilkörper 4 jedoch parallel zu der Mittelachse des Motorgehäuseabschnitts 15 verläuft, in der der bürstenlose Gleichstrommotor 1 angeordnet ist. Ein Ende der Ventilwelle 3 ist in der Axialrichtung als ein erster Gleitlagerbereich ausgestaltet, der sich in einem ersten Gleitloch eines ersten Lagers 42 dreht, das in einer ersten Lagerhalterung 41 des Ventilkörpers 4 angebracht ist. Das andere Ende der Ventilwelle 3 ist in der Axialrichtung als ein zweiter Gleitlagerbereich ausgestaltet, der sich in einem zweiten Gleitloch eines zweiten Lagers 44 dreht, das in einer zweiten Lagerhalterung 43 des Ventilkörpers 4 angebracht ist.
  • An einem Ende der Ventilwelle 3 ist in deren Axialrichtung ein zylindrisches Verbindungselement (Drehmoment-Übertragungselement) 45 in integrierter Form ausgebildet. Am anderen Ende der Ventilwelle 3 ist in deren Axialrichtung zur Verankerung eines Endes der Rückholfeder 5 ein ventilseitiger Federhaken 46 (ein erstes Eingriffselement) in integrierter Bauweise angebracht. An dem Verbindungselement 45 ist ein Drehwinkel-Begrenzungselement 47 in integrierter Bauweise vorgesehen. Im äußeren peripheren Bereich des Drehwinkel-Begrenzungselements 47 sind in integrierter Form ein (nicht dargestelltes) Schließ-Anschlagelement als Eingriffselement, das direkt oder indirekt mit einem schließseitigen mechanischen Anschlag 91 (Schließanschlag gemäß 17) in Berührung kommt, wenn die Doppel-Drosselklappen 2 die vollständig geschlossene Stellung erreichen, und ein (ebenfalls nicht dargestelltes) Öffnungs-Anschlagelement als Eingriffselement ausgebildet, das mit einem öffnungsseitigen mechanischen Anschlag 92 (Öffnungsanschlag gemäß 17) in direkte oder indirekte Berührung gelangt, wenn die Doppel-Drosselklappen 2 die vollständig geöffnete Stellung erreichen. Die beiden mechanischen Anschläge 91 und 92 sind in integrierter Form im inneren peripheren Bereich des an der Außenwand des Ventilkörpers 4 in integrierter Form ausgebildeten zylindrischen Wandteils 19 ausgebildet.
  • An einem Ende des Verbindungselements 45 ist in Axialrichtung ein vorspringendes Passteil vorgesehen, das in eine Passnut der Welle 27 des Ventilzahnrads 43 (lose) eingreift, das eines der Bauelemente des Untersetzungsgetriebemechanismus darstellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind ein gradliniger Vorsprung an dem Passteil des Verbindungselements 45 und eine gradlinige Ausnehmung in der Passnut der Welle 27 des Ventilzahnrades 23 ausgebildet, um einen vorgegebenen Relativwinkel zwischen den Doppel-Drosselklappen 2, der Ventilwelle 3 und dem Ventilzahnrad 23 aufrecht zu erhalten und eine Relativdrehung zwischen der Ventilwelle 3 und dem Ventilzahnrad 23 zu verhindern.
  • Der Ventilkörper 4 wird von einem Drosselklappengehäuse (Ventilgehäuse) mit zwei Drosselbohrungswandungen 51 gebildet, in denen die Doppel-Drosselklappen 2 angeordnet sind, durch deren Öffnen und Schließen der Durchfluss der Ansaugluft in Axialrichtung zu den Brennräumen der Zylinder der Brennkraftmaschine ermöglicht wird. In dem Ventilkörper 4 werden von den Drosselbohrungswandungen 51 Drosselbohrungen 40 mit kreisförmigem Querschnitt gebildet, wodurch die Zuführung der Ansaugluft zu den Brennräumen der Zylinder der Brennkraftmaschine ermöglicht wird, d.h., der Ventilkörper 4 stellt eine Vorrichtung dar, in der die Doppel-Drosselklappen 2 drehbar derart angeordnet sind, dass sie über einen Bereich von der vollständig geschlossenen Stellung, in der die Ansaugluftmenge minimal ist, bis zu der vollständig geöffneten Stellung verstellbar sind, in der die Ansaugluftmenge maximal ist. Der Ventilkörper 4 ist an einem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine oder einem Ausgleichsbehälter unter Verwendung von (nicht dargestellten) Montageelementen wie Halterungsbolzen oder Befestigungsschrauben angebracht.
  • Die Drosselbohrungen 40 umfassen hierbei einen Lufteinlassabschnitt, über den die Ansaugluft von einem Luftfilter über ein Ansaugrohr der Brennkraftmaschine eintritt, sowie einen Luftauslassabschnitt, über den die Ansaugluft dem Ansaugkrümmer der Brennkraftmaschine oder dem Ausgleichsbehälter zugeführt wird.
  • Die Rückholfeder 5 ist in einem in integrierter Form an der Außenseite der Drosselbohrungswandungen 51 des Ventilkörpers 4 angebrachten Federgehäuse 52 angeordnet und um das andere Ende der Ventilwelle 3 in deren Axialrichtung herumgewickelt. Ein Ende der Rückholfeder 5 wird hierbei von dem ventilseitigen Federhaken 46 der Ventilwelle 3 gehalten (oder verankert), während das andere Ende der Rückholfeder 5 von einem an der Innenwandfläche des Federgehäuses 52 vorgesehenen gehäuseseitigen Federhaken 53 (zweites Eingriffselement) gehalten (oder verankert) wird.
  • Gemäß 1 umfasst dieses Ausführungsbeispiel die elektronische Steuereinheit 9 (Maschinen- bzw. Motorsteuereinheit) in Form eines bekannten Mikrocomputers, der von einer die Steuer- und Verarbeitungsabläufe ausführenden Zentraleinheit (CPU), einer Speichereinheit (einem Speicher wie einem Festspeicher oder EEPROM-Speicher, einem Direktzugriffsspeicher oder einem Bereitschafts-Direktzugriffsspeicher) zur Speicherung verschiedener Programme und Daten, einer Eingabeschaltung, einer Ausgabeschaltung, einer Stromversorgungsschaltung usw. gebildet wird, sowie eine Motorstrom-Regelschaltung 10 zur Zuführung eines Motor-Antriebsstroms zu den Dreiphasen-Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1. Der Mikrocomputer der elektronischen Steuereinheit und die Motorstrom-Regelschaltung 10 werden durch Rückkopplung derart geregelt, dass beim Einschalten eines Zündschalters (IG ON) die Ansaugluftmenge z.B. auf der Basis eines im Speicher gespeicherten Steuerprogramms und der Steuerlogik in einen Steuerinstruktionswert umgesetzt wird.
  • Der Mikrocomputer ist derart aufgebaut, dass die Sensorsignale von verschiedenen Sensoren, wie einem Fahrpedalsensor 61 zur Erfassung des Betätigungsgrades eines vom Fahrer betätigten Fahrpedals, einem Luftdurchflussmesser (Ansaugluftmengensensor) 62 zur Erfassung der von der Brennkraftmaschine angesaugten Luftmenge und einem Kurbelwinkelsensor 63 zur Erfassung des Drehwinkels einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine, mit Hilfe eines Analog/Digital-Umsetzers einer Analog/Digital-Umsetzung unterzogen und sodann in den Mikrocomputer eingegeben werden. Hierbei dient der Mikrocomputer als Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Brennkraftmaschine durch Messung des Zeitintervalls von NE-Impulssignalen, die von dem Kurbelwinkelsensor 63 abgegeben werden.
  • Die Motorstrom-Regelschaltung 10 ist auf einer Platine 64 angebracht, die in dem zylindrischen Gehäuse 37 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 angeordnet ist. Der Motorstrom-Regelschaltung 10 werden von einem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebene elektrische Signale zugeführt, der die Drehstellung (Rotorstellung) des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 erfasst. Ferner stellt die Motorstrom-Regelschaltung 10 einen integrierten Ansteuerschaltkreis in Form eines Ein-Chip-Mikrocomputers dar, der in sich die Funktionen einer Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71, eines Motor-Drehwinkelreglers (Regelgrößen-Berechnungseinrichtung) 72 und einer Motor-Treiberschaltung 73 vereinigt und in integrierter Bauweise auf der Platine 64 auf der dem Magnetrotor 8 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.
  • Hierbei stellt der Rotor-Stellungssensor 65 einen Rotor-Drehstellungssensor dar, der elektrische Signale in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehstellung des Magnetrotors 8 in Relation zu den Dreiphasen- Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 (die nachstehend vereinfacht als Drehstellung des Magnetrotors 8 bzw. als Drehwinkel des Motors bezeichnet ist) sowie in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Magnetrotors 8 erzeugt. Wie in den 1, 3A, 3B, 4A, 4B und 4C veranschaulicht ist, wird der Rotor-Stellungssensor 65 von drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w gebildet, die auf der Platine 64 auf der Seite des Magnetrotors 8 angeordnet sind, wobei die Platine 64 wiederum in dem zylindrischen Gehäuse 37 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 angeordnet ist. Die drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w sind unter Einhaltung eines vorgegebenen Intervalls in Bezug auf den Umlaufradius der 12 Permanentmagnete 34 angeordnet, wobei z.B. ein Intervall von 40° in der Drehrichtung des Magnetrotors 8 eingehalten wird. Die drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w weisen jeweils magnetfeldempfindliche Flächen mit vorgegebenen Abmessungen auf beiden Seiten in Richtung ihrer Plättchendicke auf.
  • Hierbei stellen die drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w integrierte Schaltkreise (IC) dar, die Verstärkerschaltungen und Hall-Elemente (kontaktlos arbeitende magnetfeldabhängige Sensorelemente) umfassen, die die Drehstellung des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 (den Motor-Drehwinkel) und die Drehrichtung des Magnetrotors 8 erfassen. Die integrierten Hal1-Schaltkreise 65u, 65v und 65w erzeugen Quellenspannungen bei der Erfassung des von den 12 Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfeldes und geben somit Spannungssignale ab, die der Dichte des durch die integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w hindurchtretenden magnetischen Induktionsflusses entsprechen. Die drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w können außerdem eine über eine externe Einheit erfolgende elektrische Abgleichfunktion von Programmen zur Einstellung der Ausgangsverstärkung in Abhängigkeit von der magnetischen Flussdichte, zur Einstellung des Offset-Wertes und zur Korrektur der Temperaturcharakteristik aufweisen und können ferner mit einer Funktion zur Selbstdiagnose in Bezug auf das Vorliegen einer Leitungsunterbrechung und eines Kurzschlusses versehen sein.
  • Die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 dient zur Berechnung der Drosselklappenstellung (Ventilstellung) in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Doppel-Drosselklappen 2 auf der Basis der von dem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebenen elektrischen Signale. Wie durch die 4A bis 4C veranschaulicht ist, wird gemäß den nachstehenden Gleichungen 1 und 2 die Anzahl der Signalzustandsübergänge der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale gezählt und der gesamte Drehwinkel des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 berechnet, d.h., die dem Drehwinkel der Doppel-Drosselklappen 2 entsprechende Drosselklappenstellung (Ventilstellung) wird berechnet. Hierbei wird auf der Basis des Zählwertes einer ermittelten Bezugsstellung ein Ventilstellungszählwert (Cv) in Abhängigkeit von der Richtung des Signalzustandsübergangs erhöht oder verringert. So wird z.B. bei einem Signalzustandsübergang der Ventilstellungszählwert (Cv) jeweils um 1 erhöht, sodass eine Anhebung in Form von 1 → 2, 2 → 3, 3 → 4, 4 → 5, 5 → 6 oder 6 → 1 erfolgt. Beim nächsten Signalzustandsübergang wird dann der Ventilstellungszählwert (Cv) jeweils um 1 verringert, sodass eine Verringerung z.B. in Form von 1 → 6, 6 → 5, 5 → 4, 4 → 3, 3 → 2 oder 2 → 1 erfolgt. Ventilstellung = Zählwert (Anzahl) × 360(°)/Anzahl der Magnetpole P/Getriebeübersetzungsverhältnis N) (1) Ventilstellungsauflösung = 360(°)/Anzahl der Magnetpole P/Getriebeübersetzungsverhältnis N (2)
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine Beziehung P/N > 360/5 = 72 eingehalten, sodass die Auflösung nicht größer als 5° ist.
  • Der Motor-Drehwinkelregler 72 hat die Funktion, eine Ventilstellungs-Regelgröße auf der Basis der Stellungsabweichung zwischen einem in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen der Brennkraftmaschine vorgegebenen Regelsollwert (Soll-Drosselklappenstellung, Soll-Ventilstellung, Regelinstruktionswert) und einer Ist-Drosselklappenstellung (der berechneten Ventilstellung) zur Eliminierung einer Stellungsabweichung zu berechnen. Außerdem hat der Motor-Drehwinkelregler 72 die Funktion, eine Motorstrom-Regelgröße auf der Basis der berechneten Ventilstellungs-Regelgröße zu berechnen.
  • Hierbei wird die Ventilstellungs-Regelgröße auf der Basis einer Soll-Drosselklappenstellung oder Soll-Ventilstellung berechnet, die von der elektronischen Steuereinheit ECU 9 in Abhängigkeit von der Ist-Drosselklappenstellung (der berechneten Ventilstellung), der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Fahrpedal-Stellungssignal (unter Berücksichtigung der Auslenkungs- und Biegungstoleranzen des Drehmoment-Übertragungsmechanismus) im Rahmen einer Proportional- Integral-Differential-Regelung (PID-Regelung) berechnet worden ist, um eine Differenz zu dieser Soll-Ventilstellung durch eine über den Motor-Drehwinkelregler 72 erfolgende Korrektur zu eliminieren. Die Motorstrom-Regelgröße umfasst ein Ausgangstastverhältnis (einen Stromzuführungsbetrag), das zur Eliminierung einer Abweichung zwischen der Soll-Ventilstellung und der (berechneten) Ist-Ventilstellung in Form eines pulsdauermodulierten Tastverhältnissignals berechnet wird, sowie die Richtung des Motor-Antriebsstroms, der den Statorwicklungen 32 von zwei Phasen der drei Phasen umfassenden Statorwicklungen 32 zugeführt wird.
  • Die Motor-Treiberschaltung 73 hat die Funktion, ein Ausgangsstrom-Tastverhältnis (einen Motor-Antriebsstrom) aus dem mit Hilfe der von dem Rotor-Stellungssensor 65, d.h., den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signalen und durch den Motor-Drehwinkelregler 72 eingestellten Ausgangstastverhältnis (Stromzuführungsbetrag) zu bilden und selektiv die Statorwicklungen 32 von zwei Phasen bei den drei Phasen umfassenden Statorwicklungen 32 anzusteuern. Die Motor-Treiberschaltung 73 umfasst hierbei Halbleiter-Schaltelemente zur selektiven Umschaltung der Zuführungsrichtung der Motor-Treiberströme zu den Statorwicklungen 32 der beiden Phasen bei den dreiphasigen Statorwicklungen 32.
  • Regelverfahren des ersten Ausführungsbeispiels
  • Nachstehend wird ein Verfahren zur Steuerung der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 kurz beschrieben.
  • Zunächst wird unter Bezugnahme auf die Ablaufdiagramme gemäß den 5 und 6 näher auf jeweilige Abläufe einer von der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 ausgeführten Verarbeitung einer Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung eingegangen. Hierbei werden die beiden Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerprogramme gemäß 5 und 6 bei jeder Einschaltung des Zündschalters (IG ON) ausgeführt, wenn sich ein Wählhebel in der Parkstellung (P) oder Neutralstellung (N) befindet. Wenn hierbei eine Störung der Sensor-Ausgangssignale der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w, ein Störzustand des Kraftübertragungsmechanismus einschließlich des Untersetzungsgetriebemechanismus oder eine Funktionsstörung der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 vorliegt, führt bei diesem Ausführungsbeispiel die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 das Programm erneut aus (erneute Ermittlung), vorausgesetzt, dass die Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs unter einem vorgegebenen Wert liegt (z.B. 0 km/h beträgt) und sich der Wählhebel in der Parkstellung (P) oder der Neutralstellung (N) befindet.
  • Zunächst wird bei der Schließstellungs-Ermittlungssteuerung (vollständig geschlossen = 0°) in einem Schritt S11 gemäß 5 das impulsmodulierte Tastverhältnis auf das Strom-Tastverhältnis (z.B. –70%) für die Schließstellungs-Ermittlungssteuerung eingestellt, um die Doppel-Drosselklappen 2 in der vollständig geschlossenen Stellung zu halten. Sodann wird in einem Schritt S12 ermittelt, ob der Ventilstellungszählwert Cv(n) den gleichen Wert wie der vorherige Ventilstellungszählwert Cv(n-1) aufweist, um sich zu vergewissern, dass sich die Doppel- Drosselklappen 2 und der Magnetrotor 8 nicht aus der vollständig geschlossenen Stellung herausbewegen. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, wird in einem Schritt S13 ein Ermittlungszeitzähler (T1) auf 0 zurückgestellt, woraufhin das Programm auf einen Schritt S15 übergeht, bei dem eine Beurteilungsverarbeitung erfolgt.
  • Wenn dagegen im Schritt S12 das Ergebnis JA erhalten wird, wird der Ermittlungszeitzähler (T1) in einem Schritt S14 durch Addition einer Abtastzeit (TC) hochgezählt. Sodann wird im Schritt S15 bestimmt, ob der Ermittlungszeitzählwert (T1) größer als eine Ermittlungsendzeit (von z.B. 100 ms) ist. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, kehrt das Programm zu der Beurteilungsverarbeitung des Schrittes S12 zurück. Wenn dagegen im Schritt S15 das Ergebnis JA erhalten wird, wird der Ventilstellungszählwert (Cv) auf die Drosselklappenstellung (Ventilstellung) 0 gesetzt, die der vollständig geschlossenen Stellung der Doppel-Drosselklappen 2 entspricht, woraufhin in einem Schritt S16 ein Ermittlungsendzeichen (X1f) auf "1" gesetzt wird, womit das Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerprogramm gemäß 5 endet.
  • Bei der Öffnungsstellungs-Ermittlungssteuerung (vollständig geöffnet = 90°) wird in einem Schritt S21 gemäß 6 das impulsmodulierte Tastverhältnis auf das Strom-Tastverhältnis (von z.B. 70%) für die Öffnungsstellungs-Ermittlungssteuerung eingestellt, um die Doppel-Drosselklappen 2 in der vollständig geöffneten Stellung zu halten. Sodann wird in einem Schritt S22 bestimmt, ob der Ventilstellungszählwert Cv(n) den gleichen Wert wie der vorherige Ventilstellungszählwert Cv(n-1) aufweist, um sich zu vergewissern, dass sich die Doppel-Drosselklappen 2 und der Magnetrotor 8 nicht aus der vollständig geöffneten Stellung herausbewegen. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, wird in einem Schritt S23 der Ermittlungszeitzähler (T1) auf 0 zurückgestellt, woraufhin das Programm auf einen Schritt S25 übergeht, bei dem eine Beurteilungsverarbeitung erfolgt.
  • Wenn dagegen im Schritt S22 das Ergebnis JA erhalten wird, wird der Ermittlungszeitzähler (T1) in einem Schritt S24 durch Addition einer Abtastzeit (Tc) hochgezählt. Sodann wird in einem Schritt S25 ermittelt, ob der Ermittlungszeitzählwert (T1) größer als eine Ermittlungsendzeit (von z.B. 100 ms) ist. Wenn hierbei das Ergebnis NEIN erhalten wird, kehrt das Programm zu der Beurteilungsverarbeitung des Schrittes S22 zurück. Wenn dagegen im Schritt S25 das Ergebnis JA erhalten wird, wird der Ventilstellungszählwert (Cv) auf den der vollständig geöffneten Stellung der Doppel-Drosselklappen 2 entsprechenden Wert:
    Drosselklappenstellung = Ventilstellung 90/(360/Getriebeübersetzungsverhältnis N/Anzahl P der Magnetpole) eingestellt, woraufhin in einem Schritt S26 das Ermittlungsendzeichen (X1f) auf "1" eingestellt wird und das Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerprogramm gemäß 6 damit endet.
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß 7 ein von der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 ausgeführter Ablauf zur Verarbeitung eines Ventilstellungs-Berechnungsvorgangs näher beschrieben. Das Ventilstellungs-Berechnungsprogramm gemäß 7 wird nach dem Einschalten des Zündschalters (IG ON) jeweils mit einer vorgegebenen zeitlichen Steuerung wiederholt ausgeführt, wobei das Ventilstellungs-Berechnungsprogramm gemäß 7 einsetzt, wenn das Ermittlungsendzeichen (X1f) auf "1" gesetzt ist.
  • Zunächst wird in einem Schritt S31 festgestellt, ob ein Vorwärtszählzustand vorliegt, der gegeben ist, wenn die von dem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebenen Signalzustände (ssta), d.h., die von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale, sich in der folgenden Weise ändern: 1 → 2, 2 → 3, 3 → 4, 4 → 5, 5 → 6 oder 6 → 1. In allen anderen Fällen liegt der Vorwärtszählzustand nicht vor.
  • Wenn im Schritt S31 das Ergebnis JA erhalten wird, wird in einem Schritt S32 der Ventilstellungszählwert (Cv) hochgezählt, womit der Ablauf des Ventilstellungs-Berechnungsprogramms gemäß 7 endet. Wenn dagegen im Schritt S31 das Ergebnis NEIN erhalten wird, wird in einem Schritt S33 festgestellt, ob ein Rückwärtszählzustand vorliegt, der gegeben ist, wenn sich die von dem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebenen Signalzustände (ssta), d.h. die von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale, in der folgenden Weise ändern: 1 → 6, 6 → 5, 5 → 4, 4 → 3, 3 → 2 oder 2 → 1. In allen anderen Fällen liegt der Rückwärtszählzustand nicht vor.
  • Wenn im Schritt S33 das Ergebnis JA erhalten wird, wird der Ventilstellungszählwert (Cv) in einem Schritt S34 abwärts gezählt, woraufhin der Ablauf des Ventilstellungs-Berechnungsprogramms gemäß 7 endet. Wird dagegen im Schritt S33 das Ergebnis NEIN erhalten, so wird der Ventilstellungszählwert (Cv) nicht verändert, sondern der vorliegende Ventilstellungszählwert (Cv) wird in einem Schritt S39 aufrecht erhalten, woraufhin der Ablauf des Ventilstellungs-Berechnungsprogramms gemäß 7 endet.
  • Betrieb und Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels
  • Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 kurz auf Betrieb und Arbeitsweise der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel eingegangen.
  • Bei der Betätigung des Fahrpedals durch den Fahrer wird der Motorsteuereinheit ECU 9 von dem Fahrpedal-Stellungssensor 61 ein Fahrpedal-Stellungssignal zugeführt. Die Motorsteuereinheit ECU 9 führt dann der Motorstrom-Regelschaltung 10 einen Regelsollwert (Drosselklappen-Sollstellung) zu. Weiterhin zählt die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 die Anzahl der Signalübergangszustände der von dem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebenen und der Drehstellung des Magnetrotors 8 in Relation zu den Dreiphasen-Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 entsprechenden elektrischen Signale, d.h. die Anzahl der Signalübergangszustände der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale, und berechnet den Gesamtdrehwinkel des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1, d.h. die dem Drehwinkel der Doppel-Drosselklappen 2 entsprechende Drosselklappenstellung.
  • Sodann berechnet der Motor-Drehwinkelregler 72 die Ventilstellungs-Regelgröße auf der Basis einer Soll-Drosselklappenstellung (Soll-Ventilstellung) oder einer Soll-Ventilstellung, die von der Motorsteuereinheit ECU 9 in Abhängigkeit von der Ist-Drosselklappenstellung (der berechneten Ventilstellung), der Drehzahl der Brennkraftmaschine und dem Fahrpedal-Stellungssignal (unter Berücksichtigung der Auslenkungs- und Biegungstoleranzen des Drehmoment-Übertragungsmechanismus) im Rahmen einer Proportional-Integral-Differential-Regelung (PID-Regelung) berechnet wird, um die Differenz zu der Soll-Ventilstellung durch eine über den Motor-Drehwinkelregler 72 erfolgende Korrektur zu eliminieren. Darüber hinaus bestimmt der Motor-Drehwinkelregler 72 ein in Form eines pulsdauermodulierten Tastverhältnissignals berechnetes Ausgangstastverhältnis (Stromzuführungsbetrag) zur Eliminierung der Abweichung zwischen dem Regelsollwert (Soll-Drosselklappenstellung) und der Ist-Drosselklappenstellung (der berechneten Ventilstellung) sowie die Richtung des den Statorwicklungen 32 von zwei Phasen der dreiphasigen Statorwicklung 32 zugeführten Motor-Antriebsstroms.
  • Die Motor-Treiberschaltung 73 bildet sodann ein Ausgangsstrom-Tastverhältnis (einen Motor-Antriebsstrom) aus dem durch die von dem Rotor-Stellungssensor 65, d.h. den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen Signale und durch den Motor-Drehwinkelregler 72 eingestellten Ausgangstastverhältnis (Stromzuführungsbetrag) und steuert selektiv die Statorwicklungen 32 von zwei Phasen der dreiphasigen Statorwicklungen 32 an. Hierbei ändert die Motor-Treiberschaltung 73 selektiv die Zuführungsrichtung des den Statorwicklungen 32 der zwei Phasen von den dreiphasigen Statorwicklungen 32 zugeführten Motor-Antriebsstroms.
  • Der Motor-Antriebsstrom fließt somit über die Statorwicklungen 32 von zwei Phasen der dreiphasigen Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1, sodass sich die Motorwelle 11 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 dreht und die Doppel-Drosselklappen 2 um einen vorgegebenen Winkel gedreht werden. Das Drehmoment des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 wird auf das Ritzel 21, das Untersetzungszwischengetrieberad 22 und das Ventilzahnrad 23 übertragen. Das Ventilzahnrad 23 und die mit der Welle 27 des Ventilzahnrads 23 über das Verbindungselement 45 gekoppelte Ventilwelle 3 werden somit gegen die Federkraft der Rückholfeder 5 (z.B. gegen eine in Richtung der Ventil-Schließstellung wirkende Federkraft) um einen dem Betätigungsgrad des Fahrpedals entsprechenden Drehwinkel gedreht. Die Doppel-Drosselklappen 2 werden somit aus der vollständig geschlossenen Stellung in Öffnungsrichtung (in Richtung der vollständig geöffneten Stellung) verstellt, sodass die Drosselbohrungen 40 des Ventilkörpers 4 um einen vorgegebenen Ventilverstellungsbetrag geöffnet werden und die Drehzahl der Brennkraftmaschine auf einen dem Betätigungsgrad des Fahrpedals entsprechenden Drehzahlwert gesteuert wird.
  • Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels
  • Bei der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die dem Drehwinkel der Doppel-Drosselklappen 2 entsprechende Drosselklappenstellung auf der Basis der von dem die Drehstellung (den Motor-Drehwinkel) und die Drehrichtung des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 erfassenden Rotor-Stellungssensor 65 erhaltenen Signalzustände (ssta), d.h. auf der Basis der von den drei integrierten Hall- Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale, berechnet. Die Ventilstellungs-Regelgröße für die Doppel-Drosselklappen 2 wird dann zur Eliminierung der Differenz zwischen der berechneten Ist-Drosselklappenstellung (der durch Berechnung ermittelten Ventilstellung) und dem Regelsollwert (der vorgegebenen Soll-Ventilstellung) berechnet.
  • Ferner wird die Motorstrom-Regelgröße für den bürstenlosen Gleichstrommotor 1 zur Eliminierung der Differenz zwischen dem Regelsollwert (der Soll-Drosselklappenstellung) und der Ist-Drosselklappenstellung (der berechneten Ventilstellung) berechnet, d.h., es werden ein als pulsdauermoduliertes Tastverhältnissignal berechnetes Ausgangstastverhältnis (ein Stromzuführungsbetrag) zur Eliminierung der Abweichung zwischen dem Regelsollwert (der Soll-Drosselklappenstellung) und der Ist-Drosselklappenstellung (der berechneten Ventilstellung) sowie die Richtung des den Statorwicklungen 32 von zwei Phasen der dreiphasigen Statorwicklungen 32 zugeführten Motor-Antriebsstroms bestimmt. Ohne Einbeziehung eines Drosselklappen-Stellungssensors (Ventilstellungssensors) werden somit die von dem Rotor-Stellungssensor 65 erhaltenen Signalzustände (ssta), d.h., die von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale, zur Berechnung sowohl der Ventilstellungs-Regelgröße als auch der Motorstrom-Regelgröße verwendet, wodurch die Anzahl von Bauteilen und damit die Herstellungskosten verringert werden können.
  • Bei den aus der JP-A-6-94 151 und der japanischen Patentschrift 3 070 292 bekannten Drosselklappenstellungs-Regeleinrichtungen finden zwar Einrichtungen zur indirekten Erfassung der Ventilstellung Verwendung, die die Ventilstellung nicht direkt aus den von einer Rotorstellungs-Detektoreinrichtung 104 abgegebenen elektrischen Signalen (Sensor-Ausgangssignalen) ableiten, sondern die Ventilstellung indirekt durch Zählung der von einer Motorstrom-Treiberschaltung 107 auf der Basis der Sensor-Ausgangssignale bestimmten Signale zur Umschaltung eines Stromsteuertransistors auf dreiphasige Statorwicklungen 103 erfassen. Bei diesem Verfahren zur indirekten Erfassung der Ventilstellung besteht jedoch das Problem, dass eine Drehung der Drosselklappe nicht erfasst werden kann, falls diese Drosselklappendrehung von einer über die Drosselbohrungen (Ansaugkanäle) des Ventilkörpers erfolgenden Ansaugluftströmung verursacht wird, wenn die Stromzufuhr zu den dreiphasigen Statorwicklungen 103 des bürstenlosen Gleichstrommotors unterbrochen ist. Beim vorstehend beschriebenen Verfahren der indirekten Erfassung der Ventilstellung besteht weiterhin das Problem, dass die Ventil-Absolutstellung der Drosselklappe (die Relativstellung zu einer Bezugsstellung) nicht erfasst werden kann.
  • Bei der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst daher die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 in der Motorstrom-Regelschaltung 10 einen Ventilstellungszähler (Cv) zur Zählung der von dem Rotor-Stellungssensor 65 erhaltenen Signalzustände (ssta), d.h., zur Zählung der Anzahl von Signalzustandsübergängen der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale. Auf der Basis des von dem Ventilstellungszähler (Cv) gezählten Zählwertes wird von der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 sodann die Drosselklappenstellung (Ventilstellung) entsprechend der jeweils vorliegenden Stellung (dem Drehwinkel) der Doppel-Drosselklappen 2 berechnet. Hierdurch wird eine ständige Überwachung (direkte Erfassung) der von dem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebenen Signalzustände (ssta), d.h., eine ständige Überwachung der Anzahl der Signalzustandsübergänge der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale und damit jederzeit eine genaue Berechnung bzw. Bestimmung der Drosselklappenstellung ermöglicht. Durch Ausführung des Ablaufs zur Verarbeitung der Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung für den Magnetrotor 8 gemäß den Ablaufdiagrammen nach 5 und 6 kann weiterhin der Absolutwert der Drosselklappenstellung (Ventilstellung), d.h., die Relativstellung zur Bezugsstellung, berechnet bzw. bestimmt werden.
  • Weiterhin sind die drei Funktionen der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71, des Motor-Drehwinkelreglers 72 und der Motor-Treiberschaltung 73 auf einem Ein-Chip-Mikrocomputer integriert, wodurch eine Leitungsführung zur Verbindung der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 mit dem Motor-Drehwinkelregler 72, eine Leitungsführung zur Verbindung des Motor-Drehwinkelreglers 72 mit der Motor-Treiberschaltung 73 und eine Übertragungs-/Empfangsschaltung und Eingabe/Ausgabeschaltung entfallen, was zu einer Verringerung der erforderlichen Anzahl von Stromversorgungsleitungen beiträgt. Auf diese Weise können die Motorstrom-Regelschaltung 10 in kompakter Form ausgeführt und darüber hinaus die Anzahl von Bauteilen und damit die Herstellungskosten verringert werden.
  • Darüber hinaus können durch Anordnung der in einem Ein-Chip-Mikrocomputer integrierten drei Funktionen der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71, des Motor-Drehwinkelreglers 72 und der Motor-Treiberschaltung 73 und der Funktion des Rotor-Stellungssensors 65 in dem zylindrischen Gehäuse 37 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 die Leitungsführung zur Verbindung des Rotor-Stellungssensors 65, d.h., zur Verbindung der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w mit der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 oder der Motor-Treiberschaltung 73 und darüber hinaus auch die Übertragungs-/Empfangsschaltung und die Eingabe/Ausgabeschaltung entfallen, wodurch die Anzahl der Stromversorgungsleitungen weiter herabgesetzt werden kann. Auf diese Weise lassen sich die Anzahl von Bauteilen und damit die Herstellungskosten weiter verringern. Darüber hinaus sind dann der Rotor-Stellungssensor 65, die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71, der Motor-Drehwinkelregler 72 und die Motor-Treiberschaltung 73 auf einer Platine 64 integriert, die zur abschließenden Montage der Sensoren und zugehörigen Schaltungsanordnungen einfach in dem zylindrischen Gehäuse 37 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 angeordnet wird, was die Montage erheblich vereinfacht.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • In den 8A, 8B und 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, wobei 8A ein Diagramm, das die Ausgangssignale der integrierten Hall-Schaltkreise im Normalzustand veranschaulicht, und 8B ein Diagramm zeigt, das die Ausgangssignale der integrierten Hall-Schaltkreise bei einem durch Störungen hervorgerufenen zeitweiligen Störzustand veranschaulicht.
  • Wenn bei dem aus der JP-A-6-94 151 und der japanischen Patentschrift 3 070 292 bekannten Drosselklappenstellungsregler auf Grund von Störungen oder dergleichen eine Änderung des Ausgangssignalzustands der Rotorstellungs-Detektoreinrichtung 104 nicht erfasst oder übersprungen wird, kann zwischen der erfassten Ventilstellung der Drosselklappe und der tatsächlichen Ventilstellung der Drosselklappe eine erhebliche Differenz auftreten, wenn keine Maßnahmen zur Kompensation eines solchen Überspringens getroffen sind und die Ventilstellung der Drosselklappe auf der Basis des von der Rotorstellungs-Detektoreinrichtung 104 abgegebenen Signals berechnet wird. Dies kann sich darüber hinaus nachteilig auf die Abgasemission auswirken.
  • Nachstehend wird ein Fall betrachtet, bei dem sich die Ausgangssignalzustände der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w in Verbindung mit der Änderung des Drehwinkels des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 in der in 8 veranschaulichten Weise in der Reihenfolge 1 → 2 → 3 verändern. Wenn bei der Erfassung des Zustands "2" der Ausgangssignalwert des integrierten Hall-Schaltkreises 65u, der den Wert "1" aufweisen müsste, auf Grund von Störungen den Wert "0" annimmt, wird der Ventilstellungszähler (Cv) nicht aktualisiert, wenn die in dem Ablaufdiagramm gemäß 7 veranschaulichte Signalzustandsänderung 1 → 2 erfolgt, wobei auch keine Hochzählung erfolgt, wenn eine Änderung des Signalzustands in Form von 1 → 3 erfolgt, d.h., es treten insgesamt zwei Zählverluste auf. Ein solches Überspringen kann auch dann auftreten, wenn die Signalzustandsübergänge auf Grund eines starken Störmoments z.B. durch Gegendruck mit einer erheblich über der Abtastperiode der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale liegenden Geschwindigkeit erfolgen, sodass auch in einem solchen Falle Zählverluste auftreten können.
  • Die Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst daher eine Einrichtung zur Kompensation von Zählverlusten (Ablaufdiagramm gemäß 9), die durch Störungen der von einem der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) oder durch ein hohes Störmoment z.B. durch Gegendruck hervorgerufen werden. Nachstehend wird unter Bezugnahme auf das Ablaufdiagramm gemäß 9 ein von der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 durchgeführter Ablauf zur Verarbeitung der Ventilstellungsberechnung (unter Kompensation von Zählverlusten) näher beschrieben. Das Ventilstellungs-Berechnungsprogramm gemäß 9 wird nach dem Einschalten des Zündschalters (IG ON) wiederholt ausgeführt, wobei dieses Programm beginnt, wenn das Ermittlungsendzeichen (X1f) den Wert "1" aufweist. Dem Ablaufdiagramm gemäß 7 entsprechende Verarbeitungsvorgänge sind hierbei mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet, sodass sich ihre erneute Beschreibung erübrigt.
  • Wenn in einem Schritt S33 das Ergebnis NEIN erhalten wird, wird in einem Schritt S35 ermittelt, ob ein Überspringen in Vorwärtszählrichtung vorliegt. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, wird der Ventilstellungszähler (Cv) in einem Schritt S36 hochgezählt, woraufhin der Ablauf auf das Ventilstellungs-Berechnungsprogramm gemäß 9 übergeht.
  • Wenn dagegen im Schritt S35 das Ergebnis NEIN erhalten wird, wird in einem Schritt S37 ermittelt, ob ein Überspringen in Abwärtszählrichtung vorliegt. Wenn hierbei das Ergebnis JA erhalten wird, wird der Ventilstellungszähler (Cv) in einem Schritt S38 abwärts gezählt, woraufhin der Ablauf auf das Ventilstellungs-Berechnungsprogramm gemäß 9 übergeht.
  • Wird im Schritt S37 dagegen das Ergebnis NEIN erhalten, wird der Zählwert des Ventilstellungszählers (Cv) nicht verändert, d.h., der vorliegende Zählwert des Ventilstellungszählers (Cv) wird in einem Schritt S39 aufrecht erhalten, woraufhin der Ablauf auf das Ventilstellungs-Berechnungsprogramm gemäß 9 übergeht.
  • Bei der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird somit in der vorstehend beschriebenen Weise der Zählwert des Ventilstellungszählers (Cv) um einen Betrag erhöht oder verringert, der bei der Signalzustandsänderung des von einem der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signals (Sensor-Ausgangssignals) übersprungen worden ist. Durch Festlegung der Reihenfolge der normalen Signalzustandsänderungen können somit die Drehrichtung des Magnetrotors 8 und der Betrag des Drehwinkels (Motor-Drehwinkels) auch bei Auftreten eines geringen Überspringens bestimmt werden, wodurch eine höhere Unempfindlichkeit in Bezug auf ein großes Störmoment z.B. durch Gegendruck und in Bezug auf Störungen erhalten wird, die die von einem beliebigen der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) beeinträchtigen. Auf diese Weise kann nur selten eine fehlerhafte Zählung der Anzahl von Signalzustandsübergängen der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale auftreten, sodass die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer erheblichen Differenz zwischen der berechneten Ventilstellung der Doppel-Drosselklappen 2 und deren tatsächlicher Ventilstellung nur gering ist und demzufolge eine Beeinträchtigung der Abgasemission verhindert werden kann.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • In den 10 und 11 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, wobei 10 ein Blockschaltbild der Steuerlogik einer Motorstrom-Regelschaltung mit einer Einrichtung zur Ermittlung von integrierten Hall-Schaltkreisen, bei denen ein Störzustand vorliegt, und 11 die Ausgangssignalzustände von normal arbeitenden integrierten Hall-Schaltkreisen zeigen.
  • Bei der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel können die drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w im Normalzustand nur die in 11 veranschaulichten sechs Ausgangssignalzustände (sechs Muster) annehmen, wobei die Zustände [uvw] = [000] und [uvw] = [111] jeweils gestörte Ausgangssignale oder Sensoren mit Funktionsstörungen bezeichnen. Die Motorstrom-Regelschaltung 10 dieses Ausführungsbeispiels umfasst einen Störzustandsdetektor 74 zur Erfassung einer Funktionsstörung bzw. eines Störzustands (zur Erfassung abnormer Ausgangssignale oder defekter Sensoren) bei den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w durch Detektion der von dem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebenen Signalzustände (ssta), d.h., durch Ermittlung des Vorliegens von Störzuständen bei den von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signalen (Sensor-Ausgangssignalen).
  • Wenn bei den Änderungen der von dem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebenen Signalzustände (ssta), d.h., den Signalzustandsänderungen der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale, zwei oder mehr Signalzustände wie im Falle von 1 → 4 übersprungen werden (sodass die Signalzustände 2 und 3 oder die Signalzustände 6 und 5 übersprungen worden sind), wird dieser Zustand von dem Störzustandsdetektor 74 als Störzustand erkannt und eine entsprechende Verarbeitung durchgeführt, wie z.B. die erneute Ausführung der Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung des Magnetrotors 8 gemäß den Ablaufdiagrammen nach 5 und 6, um auf diese Weise nachteilige Auswirkungen auf Grund der Zählverluste auf das Kraftfahrzeug (verschlechterte Abgasemissionen) zu verhindern. Durch diese Erfassung von abnormen Ausgangssignalzuständen oder abnormen Signalzustandsübergängen der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w lässt sich somit ein äußerst zuverlässiges System realisieren.
  • Bei den aus der JP-A-6-94 151 und der japanischen Patentschrift 3 070 292 bekannten Drosselklappen- Stellungsreglern kann zwar auf der Basis einer abnormen Reihenfolge der Stromumschaltung das Vorliegen eines Defekts bei dem Rotor-Stellungsdetektor 104 oder der Motor-Antriebsschaltung 107 festgestellt werden, jedoch können sie nicht isoliert bzw. außer Betrieb gesetzt werden, sodass motorseitig oder fahrzeugseitig bei Erfassung eines Störzustands keine geeigneten Gegenmaßnahmen getroffen werden können. Darüber hinaus ist bei Unterbrechung der Stromzufuhr zu den Dreiphasen-Statorwicklungen 103 des bürstenlosen Gleichstrommotors die Erfassung des Vorliegens eines Störzustands bei dem Rotor-Stellungsdetektor 104 oder der Motor-Antriebsschaltung 107 nicht möglich.
  • Der Störzustandsdetektor 74 gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst daher eine erste Störzustands-Erkennungseinrichtung für die Beurteilung, ob die von dem Rotor-Stellungssensor 65 erhaltenen Signalzustände (ssta), d.h., die Zustände der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale), normal oder nicht normal sind, und eine zweite Störzustands-Erkennungseinrichtung für die Beurteilung, ob die Änderungsreihenfolge der von dem Rotor-Stellungssensor 65 erhaltenen Signalzustände (ssta), d.h., die Änderungsreihenfolge der Signalzustände der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale), normal oder nicht normal ist. Durch Überwachung der von dem Rotor-Stellungssensor 65 erhaltenen Signalzustände (ssta), d.h., durch Überwachung der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) kann somit das Vorliegen einer Funktionsstörung bzw. eines Störzustands bei den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w unabhängig von einer Funktionsstörung oder einem Störzustand der Motor-Treiberschaltung 73 festgestellt werden, wodurch das Vorliegen eines Störzustands bei den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w genau erfasst werden kann. Auch bei Unterbrechung der Stromversorgung der Dreiphasen-Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 kann somit das Vorliegen eines Störzustands bei den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w festgestellt werden.
  • Auf diese Weise wird ein äußerst zuverlässiges System erhalten, indem das Vorliegen von Störzuständen (gestörten Ausgangssignalzuständen der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w) bei den von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signalen (Sensor-Ausgangssignalen) und das Vorliegen von abnormen Signalzustandsübergängen der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale), d.h., abnorme Übergänge der Ausgangssignalzustände der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w, erfasst werden. Wenn hierbei von dem Störzustandsdetektor 74 festgestellt wird, dass keine normale Reihenfolge der Signalzustandsübergänge der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) vorliegt, wird eine geeignete Verarbeitung z.B. in Form einer erneuten Ausführung der Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung des Magnetrotors 8 gemäß den Ablaufdiagrammen nach 5 und 6 durchgeführt, um eine Verschlechterung der Abgasemissionen auf Grund einer durch Zählfehler des Ventilstellungszählers (Cv) der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 hervorgerufenen fehlenden Übereinstimmung der tatsächlichen Ventilstellung und der berechneten Ventilstellung der Doppel-Drosselklappen 2 zu verhindern.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • In den 12 und 13 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, wobei 12 ein Blockschaltbild der Steuerlogik einer Motorstrom-Regelschaltung mit einem Stromdetektor und 13 ein Diagramm zeigen, das Änderungen des Motor-Antriebsstroms, des Tastverhältnisses, eines Störmomentes und der Ventilstellung veranschaulicht.
  • Bei der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird berücksichtigt, dass in dem mit den Einlasskanälen der Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Ansaugrohr der Brennkraftmaschine und zwar insbesondere in den Drosselbohrungen 40 des Ventilkörpers 4 ein hohes Störmoment auf Grund von Gegendruck entstehen kann (eine auch als "innere Abgasrückführung" bezeichnete Erscheinung, bei der die Gemischverbrennung in dem Brennraum eines jeweiligen Zylinders der Brennkraftmaschine während des Verbrennungstaktes nicht abgeschlossen ist, sondern andauert, bis das zum Öffnen und Schließen des Einlasskanals dieses Zylinders der Brennkraftmaschine dienende Einlassventil beim nächsten Ansaugtakt wieder geöffnet wird). In einem solchen Fall werden auf Grund des großen Störmoments die Doppel-Drosselklappen 2 mit hoher Geschwindigkeit in Drehung versetzt, wodurch die Änderungsrate der von dem Rotor-Stellungssensor 65 abgegebenen Signalzustände (ssta), d.h., die Änderungsrate der Signalzustände der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) größer als die Abtastgeschwindigkeit wird, sodass eine fehlerhafte Zählung der Anzahl der Signalzustandsübergänge der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) durch den Ventilstellungszähler (Cv) der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 erfolgen kann. Wenn zur Bewältigung dieses Problems in Betracht gezogen wird, die Abtastgeschwindigkeit zur Abtastung der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) zu erhöhen, muss die Abtastung mit einer sehr hohen Geschwindigkeit erfolgen, was sich kostensteigernd auswirkt.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Motorstrom-Regelschaltung 10 daher einen Stromdetektor (Störzustandsdetektor) 75 zur Erfassung einer erheblich über dem erwarteten Lastmoment liegenden Störzustands-Eingangsgröße auf der Basis einer Gegen-Quellenspannung (Gegen-EMK), die von dem von der Motor-Treiberschaltung 73 den Dreiphasen-Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 zugeführten Motor-Antriebsstrom erzeugt wird. Der Stromdetektor 75 stellt eine Kompensationseinrichtung zur Kompensation des durch ein großes Störmoment verursachten Zählfehlers dar. Wenn die Doppel-Drosselklappen 2 auf Grund eines hohen Störmoments mit einer hohen Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden, wird in den Dreiphasen-Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 eine Gegen-Quellenspannung (Gegen-EMK) erzeugt. Dies hat zur Folge, dass in dem über die Dreiphasen-Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 fließenden Motor-Antriebsstrom eine Änderung auftritt.
  • Wenn dann eine erheblich über dem geschätzten Lastmoment liegende Störzustands-Eingangsgröße bei der Detektion des Änderungsbetrages des Motor-Antriebsstroms durch den Stromdetektor 75 ermittelt wird, d.h., wenn der Änderungsbetrag des über die Dreiphasen-Statorwicklung 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 fließenden Motor-Antriebsstroms einen vorgegebenen Wert überschritten hat, wird die Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung für den Magnetrotor 8 gemäß den Ablaufdiagrammen nach 5 und 6 zur Eliminierung einer fehlerhaften Zählung der Anzahl von Signalzustandsübergängen der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) erneut ausgeführt.
  • Obwohl somit die Abtastgeschwindigkeit für die Abtastung der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) nicht erhöht wird, kann ein Zählausfall in Bezug auf die Anzahl der Signalzustandsübergänge der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) ohne erhöhte Kosten kompensiert werden. Darüber hinaus kann durch Verkürzung der Periode (für die Aufnahme der Signale von dem Rotor-Stellungssensor 65) für die Abtastung der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) auf einen erheblich kürzeren Wert als eine Minimalperiode für den Signalübergang der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale ebenfalls ein Zählausfall der Anzahl von Signalübergängen der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale verhindert werden, sodass die jeweils vorliegende Iststellung (Ventilstellung) der Doppel-Drosselklappen 2 mit gleichbleibend hoher Zuverlässigkeit erfasst werden kann.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • In den 14 bis 16 ist ein fünftes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, wobei 14 eine schematische Darstellung der Positionsbeziehung zwischen dem Magnetrotor und den drei integrierten Hall-Schaltkreisen, 15A den zeitlichen Verlauf von Signalzustandsübergängen bei den integrierten Hall-Schaltkreisen in Relation zu dem Motor-Drehwinkel sowie die (gezählte) Anzahl von Signalzustandsübergängen und 15B die Ausgangssignalzustände der integrierten Hall-Schaltkreise zeigen. 16 zeigt ein Blockschaltbild einer Steuerlogik zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Erfassung der Ventilstellung bei Vorliegen eines Störzustands eines integrierten Hall-Schaltkreises, das von der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 ausgeführt wird.
  • Der Rotor-Stellungssensor 65 (Rotorstellungs-Detektoreinrichtung) dieses Ausführungsbeispiels umfasst drei integrierte Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w, die in einem jeweiligen Abstand von z.B. 40° in der Drehrichtung des Magnetrotors 8 zur Erzeugung einer Quellenspannung (EMK) bei Erfassung des von 12 Permanentmagneten 34 erzeugten Magnetfeldes und Abgabe von Ausgangssignalen in Abhängigkeit von der Dichte des sie schneidenden magnetischen Induktionsflusses angeordnet sind. Wenn z.B. bei den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w der integrierte Hall-Schaltkreis 65w eine Funktionsstörung aufweist, bei der sein Ausgangssignal auf einem hohen Wert (hohen Pegel) festgehalten wird, nimmt im Zustand 3 das Ausgangssignal, das den Wert (110) aufweisen sollte, nunmehr den Wert (111) an.
  • Wie der Steuerlogik gemäß 16 zu entnehmen ist, stellt somit die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 das Vorliegen eines Störzustands bei einem der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w fest, wenn die Ausgangssignalzustände der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w durch [uvw] = [000] und [uvw] = [111] gegeben sind. Nachstehend wird näher auf einen Fall eingegangen, bei dem der integrierte Hall-Schaltkreis 65w der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w eine Funktionsstörung aufweist, bei der sein Ausgangssignal auf hohem Pegel festgehalten wird. Der integrierte Hall-Schaltkreis 65w ist somit der einzige Sensor, dessen Ausgangssignalzustand sich während der Periode vom Zustand 3 bis zum Zustand 5 nicht verändert. Demzufolge wird die Feststellung getroffen, dass bei dem integrierten Hall-Schaltkreis 65w ein Störzustand vorliegt (Eliminierungsverfahren), d.h., zu dem Zeitpunkt (Zustand 5), bei dem eine Änderung des Signalzustands der von den beiden integrierten Hall-Schaltkreisen 65u und 65v abgegebenen elektrischen Signale erfolgt ist (Signalzustandsänderungen wie hoch niedrig oder niedrig → hoch), wird festgestellt, dass ein Störzustand des anderen integrierten Hall-Schaltkreises 65w vorliegt.
  • Nachdem der gestörte integrierte Hall-Schaltkreis ermittelt worden ist, wird die Anzahl der Signalzustandsübergänge der von den verbleibenden beiden integrierten Hall-Schaltkreisen abgegebenen elektrischen Signale ohne Berücksichtigung der von dem gestörten integrierten Hall-Schaltkreis abgegebenen elektrischen Signale gezählt und die der vorliegenden Iststellung (Drehwinkel) der Doppel-Drosselklappen 2 entsprechende Drosselklappenstellung (Ventilstellung) auf der Basis dieses Zählwertes berechnet (erfasst), d.h., bei dem Zustand 6 nehmen die Ausgangssignale der beiden integrierten Hall-Schaltkreise 65u und 65v den Zustand [uv] = [00] an, sodass bei Vorliegen eines Störzustands des integrierten Hall-Schaltkreises 65w der Zustand "D" gegeben ist. Zum Zeitpunkt des Zustands "1", bei dem der Magnetrotor 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 sich in Richtung der vollständig geöffneten Stellung gedreht hat, nehmen die Ausgangssignale der beiden integrierten Hall-Schaltkreise 65u und 65v den Zustand [uv] = [10] an, womit bei einem Störzustand des integrierten Hall-Schaltkreises 65w der Zustand "A" gegeben ist. Auch zum Zeitpunkt des Zustands "2", bei dem sich der Magnetrotor 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 weiter in Richtung der vollständig geöffneten Stellung gedreht hat, befinden sich die Ausgangssignale der beiden integrierten Hall-Schaltkreise 65u und 65v im Zustand [uv] = [10], wodurch bei Vorliegen eines Störzustands des integrierten Hall-Schaltkreises 65w der Zustand "A" aufrecht erhalten wird.
  • Zum Zeitpunkt des Zustands 3, bei dem sich der Magnetrotor 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 weiter in Richtung der vollständig geöffneten Stellung gedreht hat, nehmen die Ausgangssignale der beiden integrierten Hall-Schaltkreise 65u und 65v den Zustand [uv] = [11] an, sodass sich bei Vorliegen eines Störzustands des integrierten Hall-Schaltkreises 65w der Zustand "B" ergibt. Zum Zeitpunkt des Zustands 4, bei dem sich der Magnetrotor 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 weiter in Richtung der vollständig geöffneten Stellung gedreht hat, nehmen die Ausgangssignale der beiden integrierten Hall-Schaltkreise 65u und 65v den Zustand [uv] = [01] an, wodurch sich bei Vorliegen eines Störzustands des integrierten Hall-Schaltkreises 65w der Zustand "C" ergibt. Zum Zeitpunkt des Zustands 5, bei dem sich der Magnetrotor 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 weiter in Richtung der vollständig geöffneten Stellung gedreht hat, befinden sich die Ausgangssignale der beiden integrierten Hall-Schaltkreise 65u und 65v weiterhin im Zustand [uv] = [01], sodass bei Vorliegen eines Störzustands des integrierten Hall-Schaltkreises 65w der Zustand "C" aufrecht erhalten wird. Zum Zeitpunkt des Zustands 6, bei dem sich der Magnetrotor 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 weiter in Richtung der vollständig geöffneten Stellung gedreht hat, nehmen die Ausgangssignale der beiden integrierten Hall-Schaltkreise 65u und 65v den Zustand [uv] = [00] an, sodass sich bei Vorliegen eines Störzustands des integrierten Hall-Schaltkreises 65w nunmehr der Zustand "D" ergibt.
  • Bei der Drehbewegung des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 in Richtung der vollständig geöffneten Stellung erhöht somit die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 in der vorstehend beschriebenen Weise den Zählwert des Ventilstellungszählers (Cv) um den Wert 2 (Hochzählung um 2), wenn ein Zustandsübergang in Form von Zustand A → Zustand B oder Zustand C → Zustand D erfolgt. Der Zählwert des Ventilstellungszählers (Cv) wird dagegen um den Wert 1 erhöht (Hochzählung um 1), wenn ein Zustandsübergang in Form von Zustand B → Zustand C oder Zustand D → Zustand A erfolgt. Bei der Drehbewegung des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 in Richtung der vollständig geschlossenen Stellung verringert die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 jedoch den Zählwert des Ventilstellungszählers (Cv) um den Wert 2 (Abwärtszählung um 2), wenn ein Zustandsübergang in Form von Zustand C → Zustand B oder Zustand A → Zustand D erfolgt. Weiterhin wird der Zählwert des Ventilstellungszählers (Cv) um den Wert 1 verringert (Abwärtszählung um 1), wenn ein Zustandsübergang in Form von Zustand B → Zustand A oder Zustand D → Zustand C erfolgt.
  • Wenn dagegen bei dem integrierten Hall-Schaltkreis 65w der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w ein Störzustand vorliegt, bei dem sein Ausgangssignal auf niedrigem Pegel festgehalten wird, nimmt der Ausgangssignalzustand, der im Zustand 6 den Wert (001) aufweisen sollte, nunmehr den Wert (000) an. Wenn somit bei dem einen integrierten Hall-Schaltkreis 65w ein Störzustand vorliegt, bei dem sein Ausgangssignal auf niedrigem Pegel festgehalten wird, kann der gestörte integrierte Hall-Schaltkreis in der gleichen Weise wie im Falle eines Störzustands des integrierten Hall-Schaltkreises 65w ermittelt werden, bei dem dessen Ausgangssignal auf einem hohen Pegel festgehalten wird. Nach der Ermittlung des gestörten integrierten Hall-Schaltkreises wird die Anzahl der Signalzustandsübergänge der von den verbleibenden beiden integrierten Hall-Schaltkreisen abgegebenen elektrischen Signale ohne Berücksichtigung der von dem gestörten integrierten Hall-Schaltkreis abgegebenen elektrischen Signale wiederum in der vorstehend bereits beschriebenen Weise gezählt und auf der Basis dieses Zählwertes eine der vorliegenden Iststellung (Drehwinkel) der Doppel-Drosselklappen 2 entsprechende Drosselklappenstellung (Ventilstellung) berechnet (erfasst).
  • Bei der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird somit bei Erfassung einer Funktionsstörung bei einem der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w die Anzahl der Signalzustandsübergänge der von den verbleibenden beiden integrierten Hall-Schaltkreisen abgegebenen elektrischen Signale zur Berechnung der der vorliegenden Iststellung (Drehwinkel) der Doppel-Drosselklappen 2 entsprechenden Drosselklappenstellung (Ventilstellung) gezählt, wodurch vermieden wird, dass der Zählwert der jeweils vorliegenden Iststellung (Ventilstellung) der Doppel-Drosselklappen 2 auf Grund einer Funktionsstörung bei einem der drei integrierten Hall-Schaltkreise 65u, 65v und 65w verloren geht. Bei einer solchen Situation führt somit die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 eine geeignete Verarbeitung (Zählsteuerung des Ventilstellungszählers (Cv)) auf der Basis der gestörten Sensordaten durch.
  • Sechstes Ausführungsbeispiel
  • In 17 ist ein sechstes Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht, wobei 17A in schematischer Darstellung die Richtung veranschaulicht, in der die Federkraft einer Rückholfeder im Normalbetrieb wirkt, während 17B in schematischer Darstellung die Richtung veranschaulicht, in der die Federkraft der Rückholfeder während eines Bezugsstellungs-Ermittlungssteuervorgangs wirkt.
  • Bei der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine dieses Ausführungsbeispiels wird berücksichtigt, dass eine Abweichung zwischen der aus der Drehstellung (dem Drehwinkel) des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 berechneten Ventilstellung und der tatsächlichen Ventilstellung auf Grund von Zwischenräumen zwischen den Zahnflanken (Zahnflankenspiel) beim kämmenden Eingriff des Ritzels 21 mit dem großen Getrieberad 25 des Untersetzungszwischengetrieberads 22, die Bauelemente des Untersetzungsgetriebemechanismus bilden, auf Grund von Zwischenräumen zwischen Zahnflanken (Zahnflankenspiel) bei dem kämmenden Eingriff des kleinen Getrieberades 26 des Untersetzungszwischengetrieberads 22 mit dem Ventilzahnrad 23, d.h. auf Grund des Ausmaßes des Zahnflankenspiels der Untersetzungszahnräder in Drehrichtung, auf Grund des Spiels des Verbindungsteils (Ventilwellen-Verbindungsteils) zwischen der Welle 27 des Ventilzahnrades 23 und dem Verbindungselement 45 der Ventilwelle 3 und auf Grund des Spiels des Verbindungsteils (Motorausgangswellen-Verbindungsteils) zwischen der Motorwelle 11 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 und dem Ritzel 21 auftreten kann. Auf diese Weise kann sich eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Ventilstellung und dem der jeweiligen Stellung (dem Drehwinkel) der Doppel-Drosselklappen 2 auf der Basis der Anzahl von Signalzustandsübergängen der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen Signale zugeordneten berechneten Wert der Drosselklappenstellung (der berechneten Ventilstellung) ergeben.
  • Die Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst daher eine Rückholfeder 5, die auf die Doppel-Drosselklappen 2 in deren Öffnungsrichtung einwirkt, um die Untersetzungszahnräder in einer Richtung des Zahnflankenspiels in ständigem Eingriff mit dem Motorausgangswellen-Verbindungsteil zu halten. Hierbei wird die Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung ausgeführt, um die Bezugsstellung des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 in einem Zustand zu erfassen, bei dem die Doppel-Drosselklappen 2 in der Ventilstellung (Leerlaufstellung) angeordnet sind, in der sie gegen die Federkraft der Rückholfeder 5 an dem mechanischen Anschlag 91 für die vollständig geschlossene Stellung (Schließanschlag) anliegen. Auf diese Weise kann eine durch Zahnflankenspiel zwischen den Untersetzungszahnrädern, Spiel an dem Ventilwellen-Verbindungsteil und Spiel an dem Motorausgangswellen-Verbindungsteil hervorgerufene unzulängliche Übereinstimmung zwischen dem aus der Drehstellung (dem Drehwinkel) des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 berechneten Ventilstellung und der tatsächlichen Ventilstellung eliminiert werden. Außerdem besteht die Möglichkeit, die Rückholfeder 5 derart anzuordnen, dass eine Federkraft auf die Doppel-Drosselklappen 2 in deren Schließrichtung ausgeübt wird, sodass die Untersetzungszahnräder ständig in einer Richtung des Zahnflankenspiels in Eingriff mit dem Motorausgangswellen-Koppelteil gehalten werden, und die Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung zur Erfassung der Bezugsstellung des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 in einem Zustand auszuführen, bei dem die Doppel-Drosselklappen 2 eine Ventilstellung (Leerlaufstellung) einnehmen, in der sie gegen die Federkraft der Rückholfeder 5 an dem mechanischen Anschlag 92 für die vollständig geöffnete Stellung (Öffnungsanschlag) anliegen.
  • Siebtes Ausführungsbeispiel
  • In 18 ist die Steuerlogik einer Motorstrom-Regelschaltung mit einer Einrichtung zur Erfassung des Vorliegens eines Störzustands des Kraftübertragungsmechanismus gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.
  • Wenn z.B. ein Riss oder Bruch (z.B. ein Riss bzw. Bruch eines Zahnrades, ein übermäßig erhöhtes Zahnflankenspiel) bei einem oder mehreren der von dem Ritzel 21, dem Untersetzungszwischengetrieberad 22 und dem Ventilzahnrad 23 gebildeten und Elemente des Untersetzungsgetriebemechanismus darstellenden Untersetzungszahnräder, in dem Verbindungsteil (Ventilwellen-Verbindungsteil) zwischen der Welle 27 des Ventilzahnrads 23 und dem Verbindungselement 45 der Ventilwelle 3 oder in dem Verbindungsteil (Motorausgangswellen-Verbindungsteil) zwischen der Motorwelle 11 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 und dem Ritzel 21 bei der Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel auftritt, hat dies eine fehlende Übereinstimmung zwischen der aus der Drehstellung (dem Drehwinkel) des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 berechneten Ventilstellung und der tatsächlichen Ventilstellung zur Folge, die die Abgasemissionen beeinträchtigen kann, wenn sie nicht behoben wird.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Motorstrom-Regelschaltung 10 daher eine Einrichtung 76 zur Erfassung einer Funktionsstörung des Kraftübertragungsmechanismus, die das Vorliegen eines Störzustands bei den Untersetzungsgetrieberädern, dem Ventilwellen-Verbindungsteil und dem Motorausgangswellen-Verbindungsteil feststellt, wenn der Zählwert des Ventilstellungszählers (Cv) der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71 nicht in einem vorgegebenen Bereich liegt (einem Bereich, in dem die Ventilstellung gezählt werden kann), oder wenn sich die Signalzustände (ssta) des Rotor-Stellungssensors 65 ständig verändern, d.h., wenn sich die Signalzustände der von den drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w abgegebenen elektrischen Signale (Sensor-Ausgangssignale) während der Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung zur Feststellung der Bezugsstellung des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 während einer Zeitdauer verändern, die eine vorgegebene Zeitdauer (von z.B. 200 ms) überschreitet.
  • Auf diese Weise wird das Vorliegen eines Störzustands erfasst, wenn ein Riss oder Bruch (z.B. ein Riss oder Bruch eines Zahnrades, ein ungewöhnliches hohes Zahnflankenspiel) bei den Untersetzungsgetrieberädern, dem Ventilwellen-Verbindungsteil oder dem Motorausgangswellen-Verbindungsteil auftritt, oder wenn zwischen der aus der Drehstellung (dem Drehwinkel) des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 berechneten Ventilstellung und der tatsächlichen Ventilstellung keine Übereinstimmung besteht. Wenn auf Grund einer außerhalb des vorgegebenen Bereiches liegenden Drehstellung (Drehwinkels) des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 das Vorliegen eines Störzustands in dem Kraftübertragungsmechanismus festgestellt wird, können eine akustische Warneinrichtung wie ein Summer betätigt oder eine Sprachmeldung abgegeben werden oder es können eine Sichtanzeigeeinrichtung wie eine Anzeigelampe betätigt oder Zeichendaten angezeigt werden, durch die der Fahrer veranlasst wird, eine Reparatur oder einen Austausch des Kraftübertragungsmechanismus vorzunehmen, sodass die Abweichung zwischen dem aus der Drehstellung (dem Drehwinkel) des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 berechneten und der tatsächlichen Ventilstellung behoben und die Abgasemissionen nicht beeinträchtigt werden. Bei Erfassung des Vorliegens eines Störzustands in dem Kraftübertragungsmechanismus auf Grund einer außerhalb des vorgegebenen Bereiches liegenden Drehstellung (Drehwinkel) des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 können außerdem weitere geeignete Maßnahmen z.B. in Form einer erneuten Durchführung der Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung des Magnetrotors 8 gemäß den Ablaufdiagrammen nach 5 und 6 getroffen werden.
  • Achtes Ausführungsbeispiel
  • 19 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau einer Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Die Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst einen bürstenlosen Gleichstrommotor 1 als Antriebsquelle, eine Drosselklappe 2 zur Steuerung der Ansaugluftmenge für die Brennräume der Zylinder der Brennkraftmaschine, eine Ventilwelle 3, die sich gemeinsam mit der Drosselklappe 2 dreht, einen Ventilkörper 4, in dem die Ventilwelle 3 drehbar angeordnet ist, eine Rückholfeder 5, die auf die Drosselklappe 2 in deren Schließrichtung (oder in deren Öffnungsrichtung) einwirkt, eine elektronische Steuereinheit (Motorsteuereinheit) 9 zur Steuerung des den Dreiphasen-Statorwicklungen 32 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 zugeführten Motor-Antriebsstroms zumindest auf der Basis eines von dem Fahrpedal-Stellungssensor 61 übermittelten Drosselklappen-Stellungssignals und eine Motorstrom-Regelschaltung 10 (einen integrierten Ansteuerschaltkreis in Form eines Ein-Chip-Mikrocomputers, in dem die drei Funktionen der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung 71, des Motor-Drehwinkelreglers 72 und der Motor-Treiberschaltung 73 vereinigt sind). Die Drosselklappe 2 kann in Form einer Mehrfach-Drosselklappe mit zumindest 3 Klappen vorgesehen sein.
  • Modifizierte Ausführungsbeispiele
  • Die erfindungsgemäße Ventilstellungs-Regeleinrichtung gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen bezieht sich auf eine Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine, bei der eine Drosselklappenstellung (Ventilstellung), die dem Drehwinkel der bei einer Drosselklappen-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine verwendeten Drosselklappe 2 entspricht, in Abhängigkeit von dem Betätigungsgrad eines vom Fahrer betätigten Fahrpedals durch entsprechende Ansteuerung des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 gesteuert wird. Die erfindungsgemäße Ventilstellungs-Regeleinrichtung kann jedoch auch bei einer Ventilstellungs-Regeleinrichtung für eine Brennkraftmaschine Verwendung finden, bei der die Ventilstellung von variablen Mehrfach-Ansaugventilen gesteuert wird, die bei einem variablen Ansaugsystem der Brennkraftmaschine Verwendung finden. Die variablen Ansaugventile stellen hierbei Ansaugluft-Steuerventile für die Brennkraftmaschine dar, durch die die Länge oder der Querschnitt des Ansaugkanals des Ansaugkrümmers in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine verändert wird. Ein solches variables Ansaugsystem für eine Brennkraftmaschine stellt eine Vorrichtung zur Vergrößerung des Ausgangsdrehmoments der Brennkraftmaschine unabhängig von deren Drehzahl dar, bei der der Ansaugkanal unter Verwendung der Ventilelemente der variablen Ansaugventile zur Verlängerung des Ansaugkanals des Ansaugkrümmers umgeschaltet wird, wenn die Brennkraftmaschine im unteren bis mittleren Drehzahlbereich betrieben wird, und der Ansaugkanal unter Verwendung der Ventilelemente der variablen Ansaugventile zur Verkürzung der Länge des Ansaugkanals des Ansaugkrümmers umgeschaltet wird, wenn die Brennkraftmaschine in einem hohen Drehzahlbereich betrieben wird.
  • Außerdem kann das erfindungsgemäße Ventil auch in Form eines Einlasssteuerventils, durch das die den Brennräumen der Brennkraftmaschine zugeführte Luftmenge gesteuert wird, in Form eines Abgassteuerventils, durch das die aus den Brennräumen der Brennkraftmaschine ausgestoßene Abgasmenge gesteuert wird, in Form eines Leerlaufdrehzahl-Steuerventils, durch das eine die Drosselklappe umgehende Ansaugluftmenge gesteuert wird, und in Form eines Abgasrückführungs-Steuerventils (AGR-Steuerventils) Anwendung finden, durch das eine in den Ansaugkanal zurückgeführte Abgas-Teilmenge der Brennkraftmaschine gesteuert wird. Ferner kann das erfindungsgemäße Ventil in Form eines Ansaugluftströmungs-Steuerventils wie eines Verwirbelungssteuerventils oder eines sogenannten Wirbelstrom-Steuerventils Verwendung finden, durch das in der von einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine in den Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine strömenden Ansaugluft ein Wirbelstrom in Querrichtung herbeigeführt wird. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Ventil in Form eines Ansaugluftstrom-Steuerventils wie eines sogenannten Taumelstrom-Steuerventils Anwendung finden, durch das in der von einem Einlasskanal der Brennkraftmaschine in den Brennraum eines Zylinders der Brennkraftmaschine strömenden Ansaugluft eine Wirbelströmung in Längsrichtung herbeigeführt wird. Weiterhin kann die Erfindung nicht nur in Verbindung mit Drehventilen wie den vorstehend beschriebenen Klappenventilen Verwendung finden, sondern auch in Verbindung mit Tellerventilen, Schieberventilen und Tür- bzw. Flügelventilen, die nur an einer Seite gelagert sind.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Verwendung von drei integrierten Hall-Schaltkreisen 65u, 65v und 65w in Betracht gezogen worden, bei denen die Hall-Elemente (kontaktlose magnetische Sensorelemente) mit Verstärkerschaltungen als kontaktlose magnetische Sensorelemente (Drehzahlwinkelsensoren) integriert sind. Als kontaktlose magnetische Sensorelemente (Drehwinkelsensoren) können jedoch auch nur die Hall-Elemente für sich oder magnetische Widerstandselemente bzw. Reluktanzelemente Verwendung finden. Die kontaktlosen magnetischen Sensorelemente (Drehzahlwinkelsensoren) können in einem Magnetspalt angeordnet werden, der zwischen zwei von Permanentmagneten magnetisierten Magnetelementen (Jochen) ausgebildet ist. Die kontaktlosen magnetischen Sensorelemente können in einer beliebigen, nicht unter 2 liegenden Anzahl zur Erfassung der Drehstellung (des Motor-Drehwinkels) und der Drehrichtung des Magnetrotors 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 vorgesehen werden. Außerdem kann für den bürstenlosen Motor auch eine Bauart mit außenliegendem Stator (Bauart mit innenliegendem Rotor) in Betracht gezogen werden. Anstelle des bürstenlosen Gleichstrommotors 1 kann darüber hinaus auch ein bürstenloser Wechselstrommotor 1 oder ein Wechselstrommotor wie ein Dreiphasen-Induktionsmotor (Asynchronmotor) Verwendung finden.
  • Bei der vorstehend beschriebenen Ventilstellungs-Regeleinrichtung wird somit eine dem Drehwinkel einer Drosselklappe entsprechende Drosselklappenstellung auf der Basis der von einem Rotor-Stellungssensor (65) abgegebenen elektrischen Signale berechnet, der von drei integrierten Hall-Schaltkreisen (65u, 65v, 65w) gebildet wird, die die Drehstellung eines Magnetrotors (8) eines bürstenlosen Gleichstrommotors (1) erfassen. Hierbei werden eine Ventilstellungs-Regelgröße der Drosselklappe zur Eliminierung einer Differenz zwischen der auf diese Weise berechneten Ventilstellung und einer Soll-Ventilstellung berechnet und eine Motorstrom-Regelgröße des bürstenlosen Gleichstrommotors (1) zur Eliminierung der Differenz zwischen der berechneten Ventilstellung und der Soll-Ventilstellung bestimmt. Ohne Einbeziehung eines Drosselklappen-Stellungssensors werden somit die von dem Rotor-Stellungssensor (65) abgegebenen elektrischen Signale zur Berechnung von sowohl der Ventilstellungs-Regelgröße als auch der Motorstrom-Regelgröße verwendet.

Claims (17)

  1. Ventilstellungs-Regeleinrichtung, mit einem bürstenlosen Motor (1) mit eine Ankerwicklung bildenden Dreiphasen-Statorwicklungen (32) und einem Magnetrotor (8), der zur Ausführung einer Relativdrehung zu den Statorwicklungen (32) angeordnet und mit einer Vielzahl von Permanentmagneten (34) zur Bildung von Erregerpolen versehen ist, einem von dem bürstenlosen Motor (1) angetriebenen Ventil (2), einer Rotorstellungs-Detektoreinrichtung (65) zur Erzeugung von der Drehstellung des Magnetrotors (8) in Relation zu den Dreiphasen-Statorwicklungen (32) entsprechenden Signalen, einer Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) zur Berechnung der jeweils vorliegenden Iststellung des Ventils (2) auf der Basis der von der Rotorstellungs-Detektoreinrichtung (65) abgegebenen Signale, einer Regelgrößen-Berechnungseinrichtung (72) zur Berechnung einer Ventilstellungs-Regelgröße zur Eliminierung einer Differenz zwischen der von der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) berechneten Iststellung des Ventils (2) und einem Regelsollwert und Berechnung einer Motorstrom-Regelgröße auf der Basis der berechneten Ventilstellungs-Regelgröße, und einer Motor-Treiberschaltung (73) zur selektiven Ansteuerung der Statorwicklungen (32) von zwei Phasen der Dreiphasen-Statorwicklungen (32) auf der Basis der von der Rotorstellungs-Detektoreinrichtung (65) abgegebenen Signale und der von der Regelgrößen-Berechnungseinrichtung (72) berechneten Motorstrom-Regelgröße.
  2. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Motorstrom-Regelgröße ein Tastverhältnis und eine Stromrichtung oder den Betrag und die Stromrichtung des den Statorwicklungen (32) von zwei Phasen der Dreiphasen-Statorwicklungen (32) zur Eliminierung einer Differenz zwischen der von der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) berechneten Iststellung des Ventils (2) und dem Regelsollwert zugeführten Motor-Antriebsstroms umfasst.
  3. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorstellungs-Detektoreinrichtung (65) kontaktlos arbeitende magnetische Sensorelemente (65u, 65v, 65w) aufweist, die eine Quellenspannung (EMK) bei Erfassung des von der Vielzahl der Permanentmagneten (34) erzeugten Magnetfeldes oder der Dichte eines geschnittenen magnetischen Induktionsflusses entsprechende elektrische Signale erzeugen, und mehrere magnetische Sensorelemente (65u, 65v, 65w) dem Magnetrotor (8) gegenüberliegend angeordnet sind.
  4. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) einen Zähler zur Zählung der Anzahl von Signalzustandsübergängen der von den magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) abgegebenen elektrischen Signale aufweist, und die Iststellung des Ventils (2) auf der Basis des vom Zähler gebildeten Zählwertes berechnet wird.
  5. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Überspringen der Signalzustandsübergänge der von den magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) abgegebenen elektrischen Signale die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) den Zählwert des Zählers um den übersprungenen Betrag erhöht oder verringert.
  6. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Störzustands-Bewertungseinrichtung (74) zur Beurteilung des Vorliegens von abnormen oder normalen Zuständen der von den magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) abgegebenen elektrischen Signale und eine zweite Störzustands-Bewertungseinrichtung (74) zur Beurteilung des Vorliegens einer abnormen oder normalen Reihenfolge der Signalzustandsübergänge der von den magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) abgegebenen elektrischen Signale vorgesehen sind, und die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) erneut eine Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung zur Ermittlung einer Bezugsstellung des Magnetrotors (8) ausführt, wenn von der zweiten Störzustands-Bewertungseinrichtung (74) das Vorliegen einer abnormen Reihenfolge der Signalzustandsübergänge der von den magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) abgegebenen elektrischen Signale festgestellt wird.
  7. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Störzustands-Detektoreinrichtung (75) zur Erfassung einer ein geschätztes Lastmoment erheblich überschreitenden abnormen Eingangsgröße auf der Basis einer von dem über die Dreiphasen-Statorwicklungen (32) fließenden Motor-Antriebsstrom erzeugten Gegen-EMK vorgesehen ist, und die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) erneut eine Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung zur Ermittlung einer Bezugsstellung des Magnetrotors (8) ausführt, wenn von der Störzustands-Detektoreinrichtung (75) das Vorliegen der das geschätzte Lastmoment überschreitenden abnormen Eingangsgröße festgestellt wird.
  8. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch einen Kraftübertragungsmechanismus (21, 22, 23) zur Übertragung der Ausgangsleistung des bürstenlosen Motors (1) auf das Ventil (2) , und eine Störzustands-Detektoreinrichtung (76), die das Vorliegen eines Störzustands in dem Kraftübertragungsmechanismus (21, 22, 23) feststellt, wenn der Zählwert des Zählers aus einem vorgegebenen Bereich herausfällt oder wenn die Signalzustandsübergänge der von den magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) während der Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung zur Ermittlung einer Bezugsstellung des Magnetrotors (8) abgegebenen elektrischen Signale während einer Zeitdauer erfolgen, die eine vorgegebene Zeitdauer überschreitet.
  9. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) eine Periode zur Abtastung der von den magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) abgegebenen elektrischen Signale auf eine unter einer Minimalperiode der Signalzustandsübergänge der von den magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) abgegebenen elektrischen Signale liegende Periode verkürzt.
  10. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorstellungs-Detektoreinrichtung (65) drei magnetische Sensorelemente (65u, 65v, 65w) umfasst, die eine Quellenspannung (EMK) bei Erfassung eines von der Vielzahl der Permanentmagneten (34) erzeugten Magnetfeldes oder der Dichte eines geschnittenen magnetischen Induktionsflusses entsprechende elektrische Signale erzeugen, und die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) bei Erfassung einer Funktionsstörung bei einem magnetischen Sensorelement der drei magnetischen Sensorelemente (65u, 65v, 65w) die Anzahl der Signalzustandsübergänge der von den verbleibenden beiden magnetischen Sensorelementen (65u, 65v, 65w) abgegebenen elektrischen Signale zur Berechnung der Iststellung des Ventils (2) zählt.
  11. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei oder mehr Funktionen der Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71), der Regelgrößen-Berechnungseinrichtung (72) und der Motor-Treiberschaltung (73) auf einem Chip integriert sind.
  12. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der bürstenlose Motor (1) eine in integrierter Bauweise mit dem Magnetrotor (8) ausgeführte Motorwelle (11) und ein zylindrisches Motorgehäuse (37) aufweist, in dem die beiden Enden der Motorwelle (11) in Axialrichtung drehbar gelagert sind, und zumindest zwei oder mehr Funktionen der auf einem Chip integrierten Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71), der Regelgrößen-Berechnungseinrichtung (72) und der Motor-Treiberschaltung (73) sowie die Funktion der Rotorstellungs-Detektoreinrichtung (65) in dem Motorgehäuse (37) angeordnet sind.
  13. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Untersetzungsgetriebemechanismus (21, 22, 23), der die Drehzahl des Magnetrotors (8) in einem vorgegebenen Untersetzungsverhältnis verringert und auf das Ventil (2) überträgt, und eine auf das Ventil (2) in dessen Öffnungsrichtung oder in dessen Schließrichtung einwirkende Feder (5) vorgesehen sind, und die Ventilstellungs-Berechnungseinrichtung (71) eine Bezugsstellungs-Ermittlungssteuerung zur Ermittlung einer Bezugsstellung des Magnetrotors (8) in einem Zustand ausführt, bei dem das Ventil (2) in einer Gegenrichtung zur Einwirkungsrichtung der Feder (5) verstellt ist.
  14. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilgehäuse (37) zur Bildung eines Luftkanals (40) für hindurchströmende Luft vorgesehen ist, und das Ventil (2) von einem Durchflussraten-Steuerventil zur Steuerung der Durchflussrate der durch den Luftkanal (40) hindurchströmenden Luft gebildet wird.
  15. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilgehäuse (37) vorgesehen ist, das einen mit Einlasskanälen einer Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Ansaugluftkanal (40) bildet, und das Ventil (2) von einem Luftsteuerventil gebildet wird, das einen Wirbelstrom in der von dem Einlasskanal in die Brennräume der Brennkraftmaschine strömenden Luft erzeugt.
  16. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ansaugkrümmer vorgesehen ist, der einen mit den Brennräumen einer Brennkraftmaschine in Verbindung stehenden Ansaugluftkanal (40) bildet, und das Ventil (2) von einem variablen Ansaugventil gebildet wird, das den Ansaugluftkanal (40) zur Veränderung der Länge oder des Öffnungsbereichs des Ansaugluftkanals öffnet und schließt.
  17. Ventilstellungs-Regeleinrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ventilkörper (4) vorgesehen ist, der eine mit den Brennräumen einer Brennkraftmaschine in Verbindung stehende Drosselbohrung mit kreisförmigem Querschnitt bildet, und das Ventil (2) von einer scheibenförmigen Drosselklappe (2) zur Steuerung der über die Drosselbohrung strömenden Ansaugluftmenge gebildet wird.
DE102005033693A 2004-07-20 2005-07-19 Ventilstellungs-Regeleinrichtung Withdrawn DE102005033693A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004212218A JP4428163B2 (ja) 2004-07-20 2004-07-20 バルブ位置制御装置
JP2004-212218 2004-07-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005033693A1 true DE102005033693A1 (de) 2006-03-16

Family

ID=35655814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005033693A Withdrawn DE102005033693A1 (de) 2004-07-20 2005-07-19 Ventilstellungs-Regeleinrichtung

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7143743B2 (de)
JP (1) JP4428163B2 (de)
DE (1) DE102005033693A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008034656A1 (de) * 2006-09-22 2008-03-27 SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH Vorrichtung zur drehwinkelerfassung für eine elektromotorisch betriebene drosselklappe
DE102013203629A1 (de) 2013-03-04 2014-09-04 Robert Bosch Gmbh Drosselklappensystem für Verbrennungsmotor
DE102013104374A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Hella Kgaa Hueck & Co. Kontrollvorrichtung für die Kontrolle einer Stellvorrichtung

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9725805B2 (en) * 2003-06-27 2017-08-08 Spts Technologies Limited Apparatus and method for controlled application of reactive vapors to produce thin films and coatings
JP4797609B2 (ja) * 2005-12-06 2011-10-19 株式会社デンソー 回転角度検出装置の温度特性補正方法および回転角度検出装置
JP4577236B2 (ja) * 2006-03-01 2010-11-10 株式会社デンソー 内燃機関の排気制御装置
GB0613662D0 (en) * 2006-07-10 2006-08-16 Rotork Controls Improvements to valve actuators
JP4259570B2 (ja) * 2006-11-13 2009-04-30 トヨタ自動車株式会社 バルブの異常判定装置、異常判定方法、その方法を実現させるプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体
US7401592B2 (en) * 2006-11-21 2008-07-22 Emcon Technologies Llc Hybrid exhaust valve assembly
DE102007004564A1 (de) * 2006-12-21 2008-07-03 Robert Bosch Gmbh Verstelleinrichtung mit zwei Stellelementen und gemeinsamen Stellantrieb
JP4678393B2 (ja) * 2007-08-02 2011-04-27 株式会社デンソー 弁体の駆動制御装置
US20090114861A1 (en) * 2007-09-12 2009-05-07 Paul Luebbers Control system for dynamic orifice valve apparatus and method
JP5056310B2 (ja) * 2007-09-26 2012-10-24 株式会社ジェイテクト トルク検出装置
KR101068471B1 (ko) * 2007-11-12 2011-09-29 주식회사 경동네트웍 온수시스템 및 그 제어방법
EP2269286B1 (de) * 2008-02-29 2021-11-24 Husqvarna AB Elektrische säge
US8950381B2 (en) * 2008-03-17 2015-02-10 Husqvarna Ab Fuel supply unit
JP4483967B2 (ja) 2008-03-28 2010-06-16 トヨタ自動車株式会社 エンジンの吸気流制御機構
CN102203467B (zh) * 2008-10-29 2014-11-05 本田技研工业株式会社 变速器基准位置的学习方法以及车辆
CN101813209B (zh) * 2009-02-20 2013-09-04 德昌电机(深圳)有限公司 采用无刷直流电机的执行阀控制模组及执行阀控制方法
US20120001105A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Denso Corporation Valve control apparatus and electric driving apparatus
DE102010041880B4 (de) * 2010-10-01 2022-02-03 Vitesco Technologies GmbH Ermitteln der ballistischen Flugbahn eines elektromagnetisch angetriebenen Ankers eines Spulenaktuators
GB2488369B (en) * 2011-02-28 2018-05-09 Perkins Engines Co Ltd Monitoring operation of a DC motor valve assembly
WO2013009139A2 (ko) * 2011-07-14 2013-01-17 웅진코웨이주식회사 단일 위치감지센서를 갖는 유로전환밸브모듈 및 이의 작동불량 감지방법
WO2013022390A1 (en) * 2011-08-08 2013-02-14 Husqvarna Ab A magnet holder for use in a throttle position sensor, a magnet holder for use in an angular position sensor, and methods for manufacturing them
CN103166549B (zh) * 2011-12-16 2015-09-30 株式会社电装 角度检测器
US9657689B2 (en) * 2012-05-10 2017-05-23 International Engine Intellectual Property Comapny, LLC. Modulating bypass valve
CN103016173A (zh) * 2012-12-21 2013-04-03 重庆磐达机械有限公司 转速控制执行器
JP5850076B2 (ja) * 2013-07-03 2016-02-03 株式会社デンソー バルブ装置
US9175786B2 (en) 2013-08-30 2015-11-03 Lumec Control Products, Inc. Valve apparatus
US9470162B2 (en) * 2014-01-06 2016-10-18 Ford Global Technologies, Llc Method and system for EGR control
EP3016266A1 (de) * 2014-10-30 2016-05-04 Siemens Schweiz AG Stellantrieb mit einem bürstenlosen Zweiphasen-Gleichstrommotor sowie Verwendung eines derartigen Gleichstrommotors
WO2017015638A1 (en) * 2015-07-22 2017-01-26 Cepheid Encoderless motor with improved granularity and methods of use
US10815908B2 (en) * 2015-10-06 2020-10-27 Kohler Co. Throttle drive actuator for an engine
KR20170051813A (ko) * 2015-11-02 2017-05-12 현대자동차주식회사 모터 제어 방법 및 시스템
SE539527C2 (en) * 2016-01-05 2017-10-10 Scania Cv Ab Spring return throttle actuator, method of control thereof and throttle assembly
SE539525C2 (en) * 2016-01-05 2017-10-10 Scania Cv Ab Spring return throttle actuator, method of control thereof and throttle assembly
SE539524C2 (en) 2016-01-05 2017-10-10 Scania Cv Ab Spring return throttle actuator, method of control thereof and throttle assembly
WO2017155924A1 (en) * 2016-03-10 2017-09-14 Carrier Corporation Calibration of an actuator
US10655377B2 (en) 2016-04-21 2020-05-19 Westinghouse Air Brake Technologies Corporation Method and system for detecting an obstruction of a passenger door
DE102016209366A1 (de) * 2016-05-31 2017-11-30 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Kalibrierung eines Stellgebersystems
EP3301536B1 (de) * 2016-09-23 2023-12-13 Taco, Inc. Hocheffizientes hochspannungsventil
DE102017001386A1 (de) * 2017-02-13 2018-08-16 Marantec Antriebs- Und Steuerungstechnik Gmbh & Co. Kg Sensor zur Positionsbestimmung eines Antriebssystems
JP6622249B2 (ja) * 2017-05-19 2019-12-18 ミネベアミツミ株式会社 モータ駆動制御装置及びモータ駆動制御方法
JP7197385B2 (ja) * 2019-01-28 2022-12-27 アズビル株式会社 電動アクチュエータおよび劣化指標計算方法
AU2021214782A1 (en) 2020-01-29 2022-09-22 Cepheid Motor having integrated actuator with absolute encoder and methods of use
CN111438709A (zh) * 2020-04-30 2020-07-24 深圳市鼎拓达机电有限公司 机械臂监测设备
CN114688328B (zh) * 2020-12-25 2023-05-02 杭州九阳小家电有限公司 一种食品加工机及其转阀位置控制方法
CN113220043B (zh) * 2021-05-11 2023-06-23 杭州海康威视数字技术股份有限公司 一种拦挡部件的对齐调整方法、控制器、闸机设备
WO2023141789A1 (zh) * 2022-01-25 2023-08-03 浙江春风动力股份有限公司 发动机

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59160049A (ja) * 1983-03-04 1984-09-10 Diesel Kiki Co Ltd 燃料供給量制御装置
DE3467127D1 (en) * 1983-03-11 1987-12-10 Nissan Motor Control system and control method for a vehicle
US4854283A (en) * 1986-11-28 1989-08-08 Nippondenso Co., Ltd. Throttle valve control apparatus
US5163400A (en) * 1990-01-16 1992-11-17 Sawafuji Electric Co. Ltd. Engine unit
JP3070292B2 (ja) 1992-09-17 2000-07-31 株式会社日立製作所 ブラシレスモータ駆動バルブ開閉制御装置
JP3929665B2 (ja) * 1999-12-28 2007-06-13 三菱電機株式会社 エンジンの吸入空気量制御装置
JP2002122036A (ja) * 2000-10-16 2002-04-26 Aisan Ind Co Ltd 電子スロットル制御装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008034656A1 (de) * 2006-09-22 2008-03-27 SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT öSTERREICH Vorrichtung zur drehwinkelerfassung für eine elektromotorisch betriebene drosselklappe
US7798121B2 (en) 2006-09-22 2010-09-21 Melecs Ews Gmbh & Co Kg Apparatus for detecting the angle of rotation for a throttle valve operated by means of an electric motor
DE102013203629A1 (de) 2013-03-04 2014-09-04 Robert Bosch Gmbh Drosselklappensystem für Verbrennungsmotor
DE102013104374A1 (de) * 2013-04-30 2014-10-30 Hella Kgaa Hueck & Co. Kontrollvorrichtung für die Kontrolle einer Stellvorrichtung
US9221358B2 (en) 2013-04-30 2015-12-29 Hella Kgaa Hueck & Co. Control device for controlling an operating device

Also Published As

Publication number Publication date
US20060016427A1 (en) 2006-01-26
JP4428163B2 (ja) 2010-03-10
US7143743B2 (en) 2006-12-05
JP2006029526A (ja) 2006-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005033693A1 (de) Ventilstellungs-Regeleinrichtung
DE4323785C2 (de) Elektronisches Drosselsystem
DE102005018776B4 (de) Ventilsteuerzeit-Regeleinrichtung
DE102008043689B4 (de) Ventilzeitabstimmungssteuervorrichtung
DE112007000702B4 (de) Bürstenlose Motorvorrichtung
DE102006035385B4 (de) Anormalzustand-Erfassungssystem für eine Maschine
DE10105693C2 (de) Hochauflösender Inkrementalpositionssensor mit Impulsschaltstrategie
DE10065488B4 (de) Luftansaugmengensteuereinrichtung für Brennkraftmaschinen
DE102007023039B4 (de) Elektrisch gesteuerte Drosselvorrichtung
DE10112033A1 (de) Integrierte Motor- und Steuerungseinheit für Turbolader, Abgasrückführungsventile und Ähnliches
DE102012222322A1 (de) Elektrische Betätigungsvorrichtung und Steuerventil mit der elektrischen Betätigungsvorrichtung
DE112007003276T5 (de) Bürstenlose Motoreinheit
DE112009000209T5 (de) Bürstenlose Vorrichtung und Steuervorrichtung
DE102009051390B4 (de) Verfahren zur Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine
DE102008045549A1 (de) Einstellvorrichtung für eine Ventilzeitsteuerung, die eine Beschädigung von Schaltelementen durch Hitze zuverlässig verhindert
DE19812944B4 (de) Fahrsteuereinrichtung für den Motor eines Fahrzeugs
WO2006040235A1 (de) Sensoreinrichtung
EP2715932A2 (de) Verfahren und vorrichtung zum betrieb eines bürstenlosen motors
DE102012113084A1 (de) System und Verfahren zum Steuern einer Flüssiggas-Pumpe und Treibstoffzuführsystem eines LPI-Motors, welches diese verwendet
DE102008040975A1 (de) Steuerungssystem zum Steuern eines Stellglieds mit einem Antriebszahnrad und einem Abtriebszahnrad
DE102004037584B4 (de) Verfahren zum Betreiben einer Antriebseinheit
DE19537744A1 (de) Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasrückführventils
DE102004061840A1 (de) Drehzahl- und Drehpositionsermittlungsvorrichtung für einen Lader
DE102015105145B4 (de) Ventilsteuervorrichtung
DE102015105639A1 (de) Strömungssteuerungsventilvorrichtung und geschlossene Position lernende Vorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20110629

R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee