CN110043383B - 车辆用驱动机构的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及对包括由两个止动器限定能够移动区域的移动体和检测移动体的位置的传感器在内的车辆用驱动机构进行控制的控制装置以及控制方法。本申请的控制装置先在刚性高的一侧的止动器的抵接状态下对传感器的输出进行学习，从刚性高的一侧的止动器的抵接状态开始的传感器的输出变化量越大，将使移动体向与刚性低的一侧的止动器接近的方向移动时的促动器的操作量限制得越小，在刚性低的一侧的止动器的抵接状态下对传感器的输出进行学习，基于在两个止动器位置所学习的传感器输出对促动器进行控制。

Description

车辆用驱动机构的控制装置以及控制方法
本申请是申请日为2016年3月4日、申请号为201680012895.8、发明名称为“车辆用驱动机构的控制装置以及控制方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及车辆用驱动机构的控制装置以及控制方法，详细而言，涉及对移动体的位置进行检测的技术，所述移动体的能够移动区域的两端由两个止动器限定。
背景技术
在专利文献1中公开了如下的可变压缩比机构：通过利用促动器来变更控制轴的旋转位置，使内燃机的活塞的上止点位置和下止点位置中的至少一方变化，从而能够变更发动机压缩比。
在专利文献2中公开了如下内容：在电动动力转向装置的控制装置中，具备齿条端部判定部或转向极限判定部，所述齿条端部判定部对已接近齿条端部这种情形进行判定，所述转向极限判定部对转向极限进行判定，在已接近齿条端部时或已达到转向极限时对电流指令值进行限制，在所限制的电流指令值成为零的时机对马达施加电磁制动。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-251446号公报
专利文献2：日本特开2007-045394号公报
发明内容
发明要解决的课题
在例如如可变压缩比机构那样根据控制轴的角度可以改变控制量并且利用止动器限制控制轴的旋转的车辆用驱动机构中，有时对传感器的输出的信号进行学习并基于所学习的传感器输出进行控制轴的角度控制，所述传感器在控制轴与止动器抵接的位置处检测控制轴的角度。
在上述学习处理中，若加快使控制轴与止动器抵接时的控制轴的转速，则可以缩短学习所需要的时间，但是若在控制轴的转速快的状态下与止动器抵接，则施加于止动器的冲击力变大。
因此，在止动器的刚性低的情况下，若为了缩短学习时间而加快转速，则在控制轴与止动器抵接时止动器有可能产生破损，若为了防止止动器的破损而减慢转速，则存在导致学习时间延长的问题。
在此，如果在即将与止动器抵接之前使控制轴快速旋转、此后减小马达转矩以使控制轴与止动器抵接，则可以谋求缩短学习时间和缓和冲击力。
但是，在初次的学习处理、即传感器刚组装之后等完全未经历过止动器位置处的传感器输出的学习的状态下，因组装不良等而导致控制轴与止动器抵接的位置偏差大。
因此，为了避免在开始转矩限制之前控制轴与止动器抵接，需要把将马达转矩变更为更小的时机提前，从而产生不能尽可能地缩短学习时间的问题。
本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种车辆用驱动机构的控制装置以及控制方法，即便是初次学习时，也可以使抵接的冲击力处于允许范围内并在尽可能短的时间内进行止动器位置处的传感器输出的学习。
用于解决课题的方案
因此，本发明的控制装置是对车辆用驱动机构进行控制的控制装置，所述车辆用驱动机构包括：能够移动地被支承的移动体、对所述移动体的能够移动区域的两端进行限定的两个止动器、在移动方向上驱动所述移动体的促动器、以及检测所述移动体的位置的传感器，其中，所述车辆用驱动机构的控制装置具有对所述两个止动器各自的抵接状态下的所述传感器的输出进行学习的学习部，所述学习部在针对所述两个止动器中的刚性低的一侧的止动器的学习之前，进行针对所述两个止动器中的刚性高的一侧的止动器的学习。
另外，本发明的控制方法是对车辆用驱动机构进行控制的控制方法，所述车辆用驱动机构包括：能够移动地被支承的移动体、对所述移动体的能够移动区域的两端进行限定的两个止动器、在移动方向上驱动所述移动体的促动器、以及检测所述移动体的位置的传感器，其中，使所述移动体向与所述两个止动器中的刚性高的一侧的止动器接近的方向移动，在所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态下对所述传感器的输出进行学习，使所述移动体从所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态起向与所述刚性低的一侧的止动器接近的方向移动，从所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态开始的所述传感器的输出变化量越大，将使所述移动体从所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态起向与所述刚性低的一侧的止动器接近的方向移动时的所述促动器的操作量限制得越小，在所述刚性低的一侧的止动器的抵接状态下对所述传感器的输出进行学习，基于所述传感器的输出的学习值对所述促动器进行控制。
本发明第一方面的车辆用驱动机构的控制装置是对车辆用驱动机构进行控制的控制装置，所述车辆用驱动机构包括：能够移动地被支承的移动体、对所述移动体的能够移动区域的两端进行限定的两个止动器、在移动方向上驱动所述移动体的促动器、以及检测所述移动体的位置的传感器，其中，
所述车辆用驱动机构的控制装置具有对所述两个止动器各自的抵接状态下的所述传感器的输出进行学习的学习部，
所述学习部在针对所述两个止动器中的刚性低的第二止动器的学习之前，进行针对所述两个止动器中的刚性高的第一止动器的学习，
在使所述移动体与所述第一止动器抵接时，以第一上限值限制所述促动器的操作量，
在使所述移动体与所述第二止动器抵接时，以比所述第一上限值小的第二上限值限制所述操作量，
所述移动体从所述第二止动器弹回而朝向所述第一止动器移动的期间，以比所述第一上限值小且比所述第二上限值大的第三上限值限制所述操作量。
在本发明第二方面的车辆用驱动机构的控制装置中，所述移动体从所述第二止动器弹回而朝向所述第一止动器移动的速度越快，所述学习部越使所述第三上限值增加。
在本发明第三方面的车辆用驱动机构的控制装置中，所述促动器是马达，
所述学习部基于所述马达的旋转方向的切换，检测所述移动体从所述第二止动器的弹回。
在本发明第四方面的车辆用驱动机构的控制装置中，所述促动器是马达，
所述学习部对所述马达的电流和外加电压中的至少一方进行限制。
本发明第五方面的车辆用驱动机构的控制方法，是对车辆用驱动机构进行控制的控制方法，所述车辆用驱动机构包括：能够移动地被支承的移动体、对所述移动体的能够移动区域的两端进行限定的两个止动器、在移动方向上驱动所述移动体的促动器、以及检测所述移动体的位置的传感器，其中，
以第一上限值限制所述促动器的操作量并使所述移动体与所述两个止动器中的刚性高的第一止动器抵接，
对在所述移动体与所述第一止动器抵接状态下的所述传感器输出进行学习，
使所述移动体从与所述第一止动器抵接的状态朝向所述两个止动器中的刚性低的第二止动器移动，以比所述第一上限值小的第二上限值限制所述操作量并使所述移动体与所述第二止动器抵接，
所述移动体从所述第二止动器弹回而朝向所述第一止动器移动的期间，以比所述第一上限值小且比所述第二上限值大的第三上限值限制所述操作量，
对在所述移动体与所述第二止动器抵接状态下的所述传感器的输出进行学习，
基于所述传感器的输出的学习值对所述促动器进行控制。
发明的效果
根据上述发明，在针对刚性高的一侧的止动器进行学习时，与针对刚性低的一侧的止动器进行学习的情况相比，可以使移动体朝向止动器抵接位置快速移动，而且，在针对刚性高的一侧的止动器进行学习之后，传感器输出和移动体的位置的相关性大致已知，因此，可以对促动器进行控制，以使刚性低的一侧的止动器以允许范围内的冲击力在尽可能短的时间内抵接。
因此，即便是初次学习时，也可以使抵接的冲击力处于允许范围内并在尽可能短的时间内进行止动器的抵接状态下的传感器输出的学习。
附图说明
图1是具有本发明的实施方式中的可变压缩比机构的车辆用内燃机的系统图。
图2中的(A)、(B)是表示本发明的实施方式中的可变压缩比机构的止动器结构的图。
图3是表示本发明的实施方式中的止动器位置学习的流程的流程图。
图4是表示本发明的实施方式中的止动器位置学习状态下的角度变化以及学习期间(限制值的切换时机)的一例的时序图。
图5中的(A)、(B)是例示在本发明的实施方式中的第一以及第二学习期间应用的电流限制值的图。
图6是例示本发明的实施方式中的止动器位置学习状态下的角度、转速、马达电流的变化的时序图。
图7是例示在本发明的实施方式中的第二学习期间应用的电流限制值的图。
图8是表示本发明的实施方式中的止动器位置学习状态下的角度变化以及学习期间(限制值的切换时机)的一例的时序图。
图9中的(A)、(B)、(C)是例示在本发明的实施方式中的第一至第三学习期间应用的电流限制值的图。
图10是例示在本发明的实施方式中的第三学习期间应用的电压限制值的图。
图11是例示在本发明的实施方式中的止动器位置学习状态下进行了电流限制时以及进行了电压限制时的角度、电流的变化的时序图。
图12中的(A)、(B)是表示本发明的实施方式中的可变压缩比机构的止动器结构的图。
具体实施方式
以下说明本发明的实施方式。
图1表示具有作为应用本发明的控制装置以及控制方法的车辆用驱动机构的一例的可变压缩比机构的车辆用内燃机1的系统结构。
图1的内燃机1是具有可变压缩比机构2的四冲程的火花点火式内燃机，该可变压缩比机构2利用多连杆式活塞曲柄机构。
在内燃机1的燃烧室3的顶壁面配置有一对进气门4以及一对排气门5，并且，在被这些进气门4以及排气门5包围的中央部配置有火花塞6。
进气门4对进气口7进行开闭，排气门5对排气口11进行开闭。
在进气口7的下方配置有向燃烧室3内直接喷射燃料的缸内喷射用燃料喷射阀8。另外，在进气口7配置有朝向进气口7内喷射燃料的进气口喷射用燃料喷射阀41。
这些缸内喷射用燃料喷射阀8以及进气口喷射用燃料喷射阀41都是通过被施加驱动脉冲信号而打开的电磁式或压电式的喷射阀，喷射与驱动脉冲信号的脉冲宽度实质上成比例的量的燃料。
另外，内燃机1可以具有进气口喷射用燃料喷射阀41和缸内喷射用燃料喷射阀8中的任一方。
检测内燃机1的吸入空气流量的空气流量传感器10、基于内燃机1的排气中的氧浓度来检测混合气体的空燃比的空燃比传感器14、检测曲轴21的旋转角的曲轴转角传感器15、检测内燃机1的冷却水的温度的水温传感器16、检测由驾驶员操作的加速踏板的踩踏量的油门开度传感器17等各种传感器的检测信号，被输入到具有微型计算机而构成的发动机控制单元9。
而且，发动机控制单元9基于输入的检测信号，对燃料喷射阀8、41的燃料喷射量以及喷射正时、火花塞6的点火正时等进行控制。
另一方面，作为车辆用驱动机构的一例的可变压缩比机构2利用公知的多连杆式活塞曲柄机构。
可变压缩比机构2将旋转自如地支承于曲轴21的曲柄销21a的下连杆22、将下连杆22的一端部的上销23和活塞24的活塞销24a相互连结的上连杆25、一端与下连杆22的另一端部的控制销26连结的控制连杆27、以及能够摆动地支承控制连杆27的另一端的控制轴(第一控制轴、第一移动体)28作为主体而构成。
曲轴21以及控制轴28在气缸体29下部的曲轴箱内由省略图示的轴承结构旋转自如地支承。
控制轴28具有位置随着该控制轴28的转动而发生变化的偏心轴部28a，控制连杆27的端部能够旋转地嵌合于偏心轴部28a。
在该结构的可变压缩比机构2中，随着控制轴28的转动，活塞24的上止点位置上下位移，内燃机1的机械压缩比发生变化。
另外，作为沿旋转方向驱动控制轴28的驱动装置，具有与曲轴21平行的旋转中心轴的电动马达(促动器)31配置在气缸体29下部，以在轴向上与电动马达31直列地排列的方式连接有减速器32。
减速器32的输出轴(第二控制轴、第二移动体)32a位于与电动马达31的输出轴(未图示)同轴的位置。
因此，输出轴32a和控制轴28位于相互平行的位置，固定于输出轴32a的第一臂33和固定于控制轴28的第二臂34利用中间连杆35相互连结，以使两者连动地转动。
即，在电动马达31旋转时，由减速器32减速而使得输出轴32a的角度发生变化。减速器32的输出轴32a的转动从第一臂33经由中间连杆35向第二臂34传递而使得控制轴28转动且控制轴28的角度发生变化，由此，活塞24的上止点位置上下位移且内燃机1的机械压缩比发生变化。
另外，在图1所例示的多连杆式活塞曲柄机构中，第一臂33以及第二臂34相互沿相同方向延伸，例如成为如下结构：在减速器32的输出轴32a沿顺时针方向转动时，控制轴28也沿顺时针方向转动，但也可以构成连杆机构以使输出轴32a和控制轴28相互沿相反方向转动。
发动机控制单元9基于发动机运转条件(例如，发动机负荷和发动机转速)来运算可变压缩比机构2的目标压缩比，并基于目标压缩比和实际压缩比对电动马达31进行驱动控制。
另外，可以采用如下结构：与发动机控制单元9分体并且构成为经由CAN等与发动机控制单元9能够通信的控制单元对可变压缩比机构2的电动马达31进行驱动控制。
在此，发动机控制单元9运算控制轴28(或输出轴32a)的目标角度位置作为可变压缩比机构2的目标压缩比，并运算电动马达31的操作量以使根据检测控制轴28(或输出轴32a)的角度位置的角度传感器36的输出信号求出的实际的角度位置接近目标角度位置，基于运算出的操作量对向电动马达31的通电进行控制。
另外，控制轴28(以及输出轴32a)由止动器以机械方式限制可动角度区域(能够移动区域)，以免超过与压缩比的调节范围对应的规定的角度区域而转动。
即，可变压缩比机构2具有对控制轴28(以及输出轴32a)的能够旋转的角度区域的两端进行限定的两个止动器37a、37b，压缩比在止动器37a、37b中的一个抵接的控制轴28(以及输出轴32a)的角度位置成为最大，压缩比在另一个抵接的控制轴28(以及输出轴32a)的角度位置成为最小。
止动器37a、37b例如由向控制轴28以及/或输出轴32a的外周突出的突起部(可动部)38a、38b、以及设置于气缸体29等并配置在突起部38a、38b的移动空间的卡合部(固定部)39a、39b构成，突起部38a、38b通过绕轴转动而相对于卡合部39a、39b接触或分离，通过使突起部38a、38b碰到卡合部39a、39b，从而限制控制轴28(以及输出轴32a)的转动(移动)。
图2(A)、(B)表示止动器37a、37b的结构的一例。
在图2(A)、(B)所示的例子中，止动器37a、37b中的一个止动器37a设置于输出轴32a，另一个止动器37b设置于控制轴28。
在图2(A)、(B)所示的止动器结构中，止动器37a的突起部38a一体地设置于输出轴32a，卡合部39a配置在输出轴32a的附近，以使突起部38a在图2中绕顺时针方向转动并在12点的位置附近与该卡合部39a抵接。
另外，止动器37b的突起部38b一体地设置于控制轴28，卡合部39b配置在控制轴28的附近，以使突起部38b在图2中绕逆时针方向转动并在6点的位置附近与该卡合部39b抵接。
另外，图2(A)是止动器37b的突起部38b与卡合部39b抵接的状态，控制轴28以及输出轴32a不能从该状态起进一步绕逆时针方向转动，绕顺时针方向的转动被允许。
当控制轴28以及输出轴32a从图2(A)的状态起绕顺时针方向转动而使得转动角达到180deg左右时，止动器37a的突起部38a成为与卡合部39a抵接的图2(B)的状态，控制轴28以及输出轴32a不再能够进一步绕顺时针方向转动。
这样，止动器37a抵接的角度位置成为控制轴28以及输出轴32a绕顺时针方向转动的转动限制位置，止动器37b抵接的角度位置成为控制轴28以及输出轴32a绕逆时针方向转动的转动限制位置。
而且，止动器37a抵接的角度位置和止动器37b抵接的角度位置之间的大致180deg的角度区域成为控制轴28以及输出轴32a的能够旋转的角度区域。
换言之，在止动器37a抵接的角度位置和止动器37b抵接的角度位置，压缩比的最大压缩比和最小压缩比被限定，止动器37a抵接的角度位置处的压缩比和止动器37b抵接的角度位置处的压缩比之间成为压缩比可变区域。
另外，在图2所示的例子中，使控制轴28的可动角度区域的大小大致为180deg，但是，显然可动角度区域的大小并不限于180deg。
另外，由于角度传感器36的安装位置的偏差、角度传感器36的输出特性的偏差等，控制轴28以及输出轴32a位于可动角度区域内的哪个角度的检测精度降低，进而压缩比的控制精度降低。
于是，发动机控制单元9进行如下的止动器位置学习：对止动器37a抵接的角度位置处的角度传感器36的输出、以及止动器37b抵接的角度位置处的角度传感器36的输出进行检测并分别作为基准输出值而存储。即，发动机控制单元9以软件方式具有作为进行止动器位置学习的学习部的功能。
而且，发动机控制单元9根据角度传感器36的输出以及基准输出值对控制轴28(输出轴32a)的角度进行检测，基于角度检测值运算可变压缩比机构2的电动马达31的操作量并将其输出。
以下，详细说明发动机控制单元9进行的止动器位置学习的处理内容。
图3的流程图表示由发动机控制单元9进行的止动器位置的学习处理流程。
发动机控制单元9在步骤S101中判定内燃机1的运转状态等是否满足进行学习的条件，若满足进行学习的条件，则进入到步骤S102。在此，例如，可以将在内燃机1的预热完成后内燃机1在规定运转区域进行稳定运转等作为进行学习的条件。
发动机控制单元9在步骤S102中对是否是初次的止动器位置学习进行判定。
初次的止动器位置学习是在组装角度传感器36后针对止动器37a、37b双方不存在进行止动器位置学习的历史且基准输出值不稳定的状态，例如，车辆的组装工厂的检查调整工序中的学习或在维修厂刚进行角度传感器36的更换之后等符合上述情形。
但是，并不限于在初次学习中进入步骤S103以后的结构，可以省略步骤S102的判定处理。另外，可以采用具有如下机构的结构，当在维修厂等进行了传感器或促动器等的调整、更换作业时，该机构用于针对发动机控制单元9输出初次学习的指令。
在是初次的止动器位置学习的情况下，发动机控制单元9进入步骤S103，对电动马达31进行控制，以使控制轴28以及输出轴32a绕作为首先进行学习的止动器而存储的一个止动器将要抵接的旋转方向转动。
在此，发动机控制单元9例如将超过由学习对象的止动器限制旋转的角度位置的角度位置设定为目标角度位置，根据角度传感器36的输出和目标角度位置，控制电动马达31、或将电动马达31的转速控制在学习用的目标转速，从而沿学习对象的止动器将要抵接的旋转方向驱动电动马达31。
作为首先进行学习的止动器，预先选定对控制轴28的可动角度区域的两端进行限定的两个止动器37a、37b中的刚性更高的一侧(耐冲击性高的一侧)的止动器。
例如，在图2所示的止动器结构中，即便构成各止动器37a、37b的突起部38a、38b以及卡合部39a、39b具有同等的刚性，由于止动器37b与止动器37a相比远离电动马达31，从电动马达31到止动器37b的部件比从电动马达31到止动器37a的部件多，因此，止动器37b的刚性也比止动器37a的刚性低。
因此，在采用图2所示的止动器结构的情况下，作为首先进行学习的止动器，选定刚性相对高的止动器37a。
刚性高的一侧的止动器37a相比刚性低的一侧的止动器37b，耐冲击性高，能够以更快的速度使其抵接，从初始位置(学习开始时的控制轴28的角度位置)到止动器抵接位置能够在更短时间内使控制轴28转动，从而可以谋求缩短学习时间。
即，发动机控制单元9在步骤S103中，对电动马达31进行控制，以使控制轴28以产生具有相对较高的刚性的止动器37a禁得起的冲击力的、尽可能快的速度转动。
例如，在使刚性相对较低的止动器37b进行学习的情况下，抵接时的耐冲击性与止动器37a相比与刚性低的量相应地降低，需要使朝向抵接位置使控制轴28旋转时的速度(转矩)比使止动器37a进行学习时的速度(转矩)慢(小)。因此，直至使其旋转至止动器抵接位置为止所需要的时间进一步延长，导致学习时间延长。
并且，在针对任一个止动器37a、37b都未进行止动器位置学习的状态下，止动器抵接的位置的偏差范围扩大，难以准确地进行在即将抵接之前减弱马达转矩等用于缓和冲击的控制，因此，难以充分抑制抵接的冲击力并在短时间内进行刚性低的止动器37b的学习。
于是，发动机控制单元9针对止动器37a、37b中的、刚性更高耐冲击性更高的止动器37a、换言之允许以更快的转速(更高的转矩)进行抵接且可以缩短直至使其处于抵接状态为止的时间的止动器37a，进行最初的止动器位置学习。
在绕止动器37a将要抵接的旋转方向对控制轴28进行旋转驱动以使突起部38a碰到卡合部39a时，控制轴28的旋转在该位置处停止，角度传感器36的输出被保持在大致恒定值。
因此，发动机控制单元9通过在步骤S104中对角度传感器36的输出是否保持大致恒定值进行判定，从而对止动器37a是否稳定在抵接状态进行检测。
具体而言，发动机控制单元9在角度传感器36的输出与前一次值大致同等的状态持续规定时间以上时，判定为角度传感器36的输出已达到稳定状态。
而且，在角度传感器36的输出变动的情况下，发动机控制单元9回到步骤S103，继续进行用于使止动器37a抵接的驱动控制，在角度传感器36的输出保持大致恒定值时，进入步骤S105。
发动机控制单元9在步骤S105中，将此时的角度传感器36的输出值作为止动器37a的抵接位置(压缩比的上限值或下限值)处的传感器输出而存储。
接着，发动机控制单元9进入步骤S106，对电动马达31进行控制，以使控制轴28的旋转驱动方向反向，使控制轴28从止动器37a的抵接位置起朝向止动器37b的抵接位置旋转。
在此，止动器37b是与止动器37a相比刚性低的止动器，因此，在以与使止动器37a抵接时同等的转矩使止动器37b抵接时，有可能因抵接时的冲击力而产生部件的挠曲、变形等。因此，发动机控制单元9实施与使止动器37a抵接时相比减弱止动器37b抵接时的冲击力的缓冲控制。
但是，在从自止动器37a的抵接位置的起动起、限制在抵接的冲击力处于允许范围内那样的转矩时，导致直至使其旋转至止动器37b的抵接位置为止所需要的时间延长。另一方面，由于已学习止动器37a的抵接位置处的传感器输出，因此，发动机控制单元9可以预测角度传感器36的输出成为哪种程度时止动器37b将要抵接。
于是，发动机控制单元9实施如下的缓冲控制：在基于自止动器37a的抵接位置开始的旋转角的变化(角度传感器36的输出值的变化)检测到的角度变化的中途的时机将电动马达31的操作量限制得更小，直至止动器37b的抵接位置为止使其响应性好地移动并减弱止动器37b抵接时的冲击力。
即，发动机控制单元9在自止动器37a的抵接位置刚起动之后的规定角度区域中，由于推定为止动器37b不会抵接，因此，以比止动器37b抵接时的允许最大转矩高的转矩(比允许最大速度快的速度)使控制轴28旋转驱动以谋求缩短学习时间(移动时间)。
并且，发动机控制单元9基于自止动器37a的抵接位置开始的旋转角的变化，对已到达止动器37b有可能抵接的角度区域这种情形进行检测，将电动马达31的操作量相比到此为止的操作量限制得更小，以便成为止动器37b抵接时的允许最大转矩以下的马达转矩(允许最大速度以下的转速)。
发动机控制单元9通过实施上述缓冲控制，从而可以谋求缩短从止动器37a的抵接位置起旋转至止动器37b的抵接位置为止所需要的时间(针对止动器37b的学习时间)，并且，可以抑制止动器37b因抵接时的冲击力而挠曲或变形。
发动机控制单元9在朝向止动器37b的抵接位置驱动控制轴28旋转的状态下进入步骤S107，对角度传感器36的输出是否保持大致恒定值进行判定，从而与步骤S104同样地对止动器37b是否稳定在抵接状态进行检测。
直至角度传感器36的输出保持大致恒定值为止，发动机控制单元9回到步骤S106继续进行用于使止动器37b抵接的电动马达31的驱动控制。
而且，在止动器37b稳定在抵接状态且角度传感器36的输出保持大致恒定值时，发动机控制单元9进入步骤S108，将此时的角度传感器36的输出值作为止动器37b的抵接位置处的传感器输出而存储。
如上所述，在首先学习止动器37a的抵接位置处的传感器输出值、接着学习止动器37b的抵接位置处的传感器输出值时，发动机控制单元9基于学习值对角度传感器36的输出和控制轴28的角度位置(实际压缩比)的相关性进行校正，并实施基于角度传感器36的输出的电动马达31的控制。
以下，更详细地说明上述步骤S106中的缓冲控制。
图4的时序图是用于说明对电动马达31的电流指令值的限制值(上限值)CL进行变更的缓冲控制的一例的图。
另外，发动机控制单元9在电动马达31的电流指令值超过电流限制值CL时将电流限制值CL作为电流指令值，从而使电流指令值不会超过电流限制值CL。
如图4所示，发动机控制单元9在第一学习期间(移动前半阶段)将图5(A)所示的特性的电流限制值CL用作电流限制值CL，所述第一学习期间是如下期间：从时刻t0的学习开始时刻起，经过时刻t1的止动器37a的抵接稳定状态，直至自止动器37a的抵接位置开始的控制轴28的旋转角度达到规定角度θα的时刻t2为止的期间。
另一方面，在第二学习期间(移动后半阶段)，发动机控制单元9将图5(B)所示的特性的电流限制值用作电流限制值CL，所述第二学习期间是如下的期间：从自止动器37a的抵接位置开始的控制轴28的旋转角度(角度变化量)Δθ达到规定角度θα的时刻t2起，直至针对止动器37b的止动器位置学习完成为止的期间。
另外，发动机控制单元9基于自止动器37a的抵接位置处的传感器输出值开始的角度传感器36的输出变化量，检测旋转角度Δθ。
即，发动机控制单元9基于自止动器37a的抵接位置处的传感器输出值(学习值)开始的角度传感器36的输出变化量来检测电流限制值CL的切换时机，并实施电流限制值CL的切换。
在此，图5(B)所示的电流限制值CL比图5(A)所示的电流限制值CL低，由此，第二学习期间的马达转矩被限制为比第一学习期间的马达转矩小。
换言之，在从初始位置起直至与刚性比较高的止动器37a抵接为止的期间、以及直至自止动器37a的抵接位置开始的旋转角达到规定角度为止的期间，产生比较高的马达转矩以使控制轴28响应性好地移动。另一方面，从自止动器37a的抵接位置开始的旋转角达到规定角度θα起直至止动器37b抵接为止的期间的马达转矩，被限制为比移动开始初期的马达转矩低，以使止动器37b抵接时的冲击力处于允许范围内。
电流限制值CL根据电动马达31的转速以及旋转方向被分配，在本申请中，用正转速表示与止动器37a的抵接位置接近的旋转方向，用负转速表示与止动器37b的抵接位置接近的旋转方向。
在第一学习期间使用的图5(A)的电流限制值CL具有如下特性：负转速下的限制值被设定为比正转速下的限制值低，正转速下的限制值在全部转速区域保持恒定值CL0，对于负转速下的限制值而言，在转速为零时，随着转速的绝对值以与限制值CL0相同的值增大，负转速下的限制值降低，在规定速度RSL1以上时，负转速下的限制值保持恒定值CL1。
另外，可以设定缓冲控制，以便在第一学习期间不进行电流限制。
图5(A)中的负转速下的限制值是从止动器37a的抵接位置接近止动器37b的抵接位置时使用的电流限制值，具有如下特性：在从止动器37a的抵接位置开始的起动中，为了确保较大的起动电流而使用比限制值CL1大的限制值CL，在此后的即将到达止动器37b的抵接位置之前，使其降低至可以保持预期的转速的电流限制值CL1。
但是，由于摩擦等较小，因此，在与马达旋转时的转矩相比并不需要那样的马达起动转矩的情况下，可以使负转速区域的限制值一律为CL1，以便在从止动器37a的抵接位置开始的起动中也使用限制值CL1。
另外，图5(A)中的正转速下的限制值CL0是使止动器37a抵接时使用的电流限制值，由于止动器37a具有比较高的刚性使得耐冲击性高，因此，作为比电流限制值CL1高的限制值CL0，允许以更大的转矩驱动控制轴28。
另一方面，在第二学习期间使用的图5(B)的电流限制值是使刚性低的止动器37b抵接时使用的限制值，因此，在正转速区域以及负转速区域双方被设定为比图5(A)的限制值CL1低的值。
图5(B)中的负转速下的限制值CL2在使刚性低的止动器37b抵接时被应用，因此，被设定为比限制值CL1小且可以控制在使止动器37b抵接时的允许最大转矩以下的值。
即，在从止动器37a的抵接位置接近止动器37b的抵接位置时，最初(第一学习期间)使电流限制值CL为限制值CL1，从而产生能够以较高的响应接近止动器37b的抵接位置的马达转矩。接着，在被推定为已充分地接近止动器37b的抵接位置的第二学习期间，将电流限制值CL从限制值CL1切换到更小的限制值CL2，使马达转矩降低至在抵接时施加于止动器37b的冲击力处于允许范围内的马达转矩。
另外，图5(B)中的正转速下的限制值CL3在因止动器37b抵接的冲击而产生了弹回(从止动器37b的抵接位置离开而朝向止动器37a的抵接位置的旋转变化)时被应用，因此，电流限制值CL3被设定为限制值CL1和限制值CL2的中间值(CL2<CL3<CL1)，以便能够得到从弹回恢复的马达转矩。另外，如图5(B)中虚线所示，可以构成如下特性：随着转速从零向正方向增加，限制值CL从CL2逐渐增大，在达到限制值CL3后保持限制值CL3。
另外，如图5(B)中虚线所示，可以构成限制值CL2在正转速以及负转速下被应用的特性，即可以使第二学习期间的电流限制值一律为限制值CL2(CL3＝CL2)。
图6的时序图例示在第二学习期间应用了图5(B)的电流限制值CL时的控制轴28的角度、控制轴28的转速(转数rpm)、马达电流、马达电流限制值CL的变化。
在图6中，在从时刻t0到时刻t1的直至控制轴28的角度位置到达止动器37b的抵接位置为止的期间、进而在止动器37b维持抵接状态的从时刻t1到时刻t2的期间，由可以限制在抵接时的冲击力处于允许范围内的马达转矩的电流限制值CL2限制电流指令值，可以充分缓和止动器37b抵接时的冲击力。
在因弹回而从时刻t2产生与止动器37a的抵接位置接近的正方向的旋转时，电流限制值CL从电流限制值CL2切换到更大的电流限制值CL3，产生使旋转方向朝与止动器37b接近的负方向转向的马达转矩，上述弹回因止动器37b碰到而产生。
接着，在时刻t3，在控制轴28的旋转方向回到与止动器37b的抵接位置接近的负方向时，电流限制值CL再次回到电流限制值CL2，可以抑制止动器37b抵接时的冲击力。
在时刻t4，止动器37b抵接，此后，在止动器37b保持抵接状态时，此时的角度传感器36的输出值作为止动器37b的抵接状态下的传感器输出被学习。
另外，在第二学习期间向负方向旋转时的电流限制值CL除如图5(B)所示可以使该电流限制值CL一律为限制值CL2之外，如图7所示，可以在负方向的低转速区域进一步降低限制值。
图7所示的第二学习期间用的电流限制值被设定为如下特性：在朝向止动器37b的方向即负旋转方向时的电流限制值中，在转速从0到规定转速RSL2的期间，上述电流限制值被设定为比电流限制值CL2更低的电流限制值CL4(CL4<CL2<CL3<CL1)，在从规定转速RSL2到规定转速RSL3的期间，随着转速的增大，逐渐使电流限制值CL从电流限制值CL4增大至电流限制值CL2，在规定转速RSL3以上保持电流限制值CL2。
在负旋转方向的低转速区域应用的电流限制值CL4基于止动器37b抵接时的允许转矩被适当调节，可以进一步减弱止动器37b抵接时的冲击。
另外，在图7的特性中，在正侧的转速区域中，与图5(B)同样地应用电流限制值CL3(CL2<CL3<CL1)。
另外，发动机控制单元9在从止动器37a的抵接状态朝向止动器37b的抵接位置使控制轴28旋转时，与从止动器37a的抵接状态开始的角度变化量(移动量)的增大相应的电流限制值(转速-电流限制值图表)的切换可以实施两次以上。
图8以及图9表示如下的缓冲控制，在该缓冲控制中，在从止动器37a的抵接状态开始的角度变化量Δθ达到第一角度θ1的时刻，实施第一次电流限制值(转速-电流限制值的图表)的切换，进而在角度变化量Δθ达到第二角度θ2(θ1<θ2)的时刻，实施第二次电流限制值(转速-电流限制值的图表)的切换。
在图8所示的从止动器37a的抵接状态起直至角度变化量Δθ达到第一角度θ1为止的第一学习期间(向负方向起动的起动期间)，应用图9(A)所示的特性的电流限制值CL。
在第一学习期间在负方向的转速下使用的电流限制值CL11，被设定为可以确保从止动器37a的抵接状态向负方向起动马达用的电流的值，在正方向的转速下使用的电流限制值CL10被设定为比电流限制值CL11大的值。
另外，在第一学习期间的正方向的转速区域中，可以采用不由电流限制值CL进行限制的设定。
在图8所示的、角度变化量Δθ从第一角度θ1达到第二角度θ2为止的第二学习期间，应用图9(B)所示的特性的电流限制值CL。
在第二学习期间，考虑止动器37a的位置和止动器37b的位置的间隔角度的偏差，第二角度θ2被设定为处于被推定为止动器37b不会产生抵接的角度区域，在该第二学习期间，通过使控制轴28向接近止动器37b的方向迅速旋转，从而可以谋求缩短学习时间。
于是，使第二学习期间的负方向的电流限制值CL12(CL12<CL11)为与可以保持预期的转速的值、即图5(A)所示的电流限制值CL1同等的值。
另外，第二学习期间的正方向的电流限制值CL13被适当调节而设定为CL12<CL13<CL10，以便可以抑制止动器37b抵接而弹回时朝向止动器37b再加速这种情形。
但是，在第二学习期间，即便如前所述止动器37a、37b具有位置偏差，仍处于被推定为止动器37b不会产生抵接的角度区域，因此，可以采用在负旋转方向和正旋转方向双方使用电流限制值CL12的设定。
在图8所示的、角度变化量Δθ达到第二角度θ2后的第三学习期间，应用图9(C)所示的特性的电流限制值CL。
第三学习期间是使止动器37b抵接的期间，因此，在负方向的转速区域中，应用与图7所示的电流限制值CL4同等的电流限制值CL14(CL14≤CL12)，在正方向的转速区域中，应用与第二学习期间的正方向的电流限制值CL13同等的值。
如上所述，构成对转速-电流限制值图表的切换实施两次的结构，若将从止动器37a的抵接状态起直至使止动器37b抵接为止的移动期间划分为前半阶段、中间阶段、后半阶段，则在移动前半阶段，可以响应性好地进行用于从止动器37a的抵接状态朝向止动器37b的抵接位置使控制轴28旋转的马达起动，接着，在移动中间阶段，直至止动器37b的抵接位置附近为止，可以使控制轴28尽可能快地旋转，进而，在移动后半阶段，可以充分抑制止动器37b抵接时的转矩而将抵接的冲击力控制在允许范围内。
另外，可以构成如下结构：根据旋转方向以及角度变化量Δθ来切换电流控制值CL，而省略按照控制轴28的各转速分配电流限制值CL。并且可以采用如下结构：随着角度变化量Δθ的增大，将电流控制值CL切换为更小的值，而省略与转速以及旋转方向相应的电流控制值CL的分配。
在此，如上所述，角度变化量Δθ是从止动器37a的抵接位置开始的控制轴28的旋转角度。
另外，通过根据目标转速和实际转速的偏差来修正电流限制值CL，可以提高朝向止动器37b的抵接位置使控制轴28旋转时的转速的控制精度。
并且，在角度变化量Δθ处于止动器37b可能产生抵接的角度区域时，也就是说在图4的第二学习期间或图8的第三学习期间即移动后半阶段，将随着角度变化量Δθ的增大而设定的电流控制值CL作为初始值，此后，角度变化量每增加单位角度(或每经过规定单位时间)，可以将电流控制值CL设定为更小的值。
另外，在马达电流的指令值控制为不超过电流限制值CL的控制中，止动器抵接时实际流到电动马达31的电流值有可能因感应电压变化等而超过电流限制值CL，从而有可能导致止动器抵接时的马达转矩过大。
于是，发动机控制单元9在图4的第二学习期间或图8的第三学习期间，可以与电流限制一同进行将马达外加电压限制在上限值以下的电压限制处理。
图10表示在图8的第三学习期间马达外加电压的限制所使用的电压限制值(电压上限值)VL的特性的一例。另外，图10的电压限制值(电压上限值)VL的特性也可以在图4的第二学习期间应用。
在图10中，在与刚性相对较高的止动器37a接近的方向即正转速区域中，将与前述的电流限制值CL3、CL13的电流值相当的外加电压作为电压限制值(外加电压上限值)VL0。另一方面，在与刚性相对较低的止动器37b接近的方向即负转速区域中，将成为抵接时的最大允许电流值(允许最大转矩)的电压作为电压限制值VL1(VL1<VL0)。
在限制马达外加电压以免超过上述特性的电压限制值VL时，如图11所示，虽然与止动器抵接位置接近时的角度变化的响应变慢，但是可以抑制在止动器抵接时马达电流超过与允许最大转矩相当的电流限制值。
另外，可以构成如下结构：在使刚性低的止动器37b抵接时，在角度变化量达到规定值的时机将马达外加电压限制得更小(将电压限制值VL变更为更小的值)，而不变更马达电流的限制值。
以上，参照优选实施方式具体说明了本发明的内容，但只要是本领域技术人员即可基于本发明的基本技术思想以及教导采取各种变形方案这是显而易见的。
例如，刚性彼此不同的两个止动器并不限定于分别设置于两个不同的旋转体(控制轴28、减速器32的输出轴32a)的止动器，可以将本发明应用于在一个旋转体上配设有刚性不同的两个止动器的驱动机构。
在图12中，由向减速器32的输出轴32a的外周突出的突起部38a和在图12中输出轴32a沿顺时针方向旋转时在12点附近突起部38a碰到的第一卡合部40a构成一个止动器37a，由所述突起部38a和在图12中输出轴32a沿逆时针方向旋转时在6点附近突起部38a碰到的第二卡合部40b构成另一个止动器37b。
根据该结构，输出轴32a的角度可变区域成为止动器37a抵接的角度位置和止动器37b抵接的角度位置之间的角度区域。
在此，第一卡合部40a在突起部38a的旋转方向上的壁厚w1，比第二卡合部40b在突起部38a的旋转方向上的壁厚w2厚，由第一卡合部40a和突起部38a的组合构成的止动器37a的刚性，比由第二卡合部40b和突起部38a的组合构成的止动器37b的刚性高。
在图12所示的止动器结构的情况下，由于止动器37a的刚性比止动器37b的刚性高，因此，发动机控制单元9在进行止动器位置学习时，首先，使止动器37a(第一卡合部40a和突起部38a)抵接来学习止动器37a的抵接位置处的角度传感器36的输出。
接着，发动机控制单元9朝向止动器37b的抵接位置驱动控制轴28旋转，此时根据从止动器37a的抵接位置开始的角度变化来切换限制值，从而可以将马达操作量(电流以及/或电压)限制得更小，可以将止动器37b抵接时的冲击力抑制在允许范围内，并且可以响应性好地与止动器37b的抵接位置接近。
另外，在图12所示的例子中，在输出轴32a上设置有两个止动器37a、37b，但也可以在控制轴28上设置两个止动器37a、37b。
另外，驱动机构并不限于可变压缩比机构2，例如，也可以将本发明应用于根据控制轴的角度使内燃机的进气门或排气门的提升特性可变的可变气门机构等这是显而易见的。
并且，构成驱动机构的移动体并不限定于绕中心轴旋转的轴，例如，在将齿条和小齿轮的齿条作为移动体并用止动器限制该齿条在前后方向上的直线运动这种结构的驱动机构中，可以应用本发明。
在此，针对从上述实施方式能够掌握的技术思想记载如下。
作为车辆用驱动机构的控制装置的一种方案，是对车辆用驱动机构进行控制的控制装置，所述车辆用驱动机构包括：能够移动地被支承的移动体、对所述移动体的能够移动区域的两端进行限定的两个止动器、在移动方向上驱动所述移动体的促动器、以及检测所述移动体的位置的传感器，其中，所述车辆用驱动机构的控制装置具有对所述两个止动器各自的抵接状态下的所述传感器的输出进行学习的学习部，所述学习部在针对所述两个止动器中的刚性低的一侧的止动器的学习之前，进行针对所述两个止动器中的刚性高的一侧的止动器的学习。
在所述控制装置的优选方案中，在使所述刚性低的一侧的止动器抵接时，从所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态开始的所述传感器的输出变化量越大，所述学习部将所述促动器的操作量限制得越小。
在另一优选方案中，相比所述移动体向与所述刚性高的一侧的止动器接近的方向移动时的所述操作量，所述学习部将所述移动体向与所述刚性低的一侧的止动器接近的方向移动时的所述操作量限制得更小。
在又一优选方案中，在使所述刚性低的一侧的止动器抵接时，随着从所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态开始的所述传感器的输出变化量的增大，所述学习部将所述操作量的上限值切换到更小的值。
在又一优选方案中，所述促动器是马达，所述学习部对所述马达的电流和外加电压中的至少一方进行限制。
在又一优选方案中，所述刚性高的一侧的止动器是所述两个止动器中的更靠近所述促动器的止动器。
另外，作为车辆用驱动机构的控制方法的一种方案，是对车辆用驱动机构进行控制的控制方法，所述车辆用驱动机构包括：能够移动地被支承的移动体、对所述移动体的能够移动区域的两端进行限定的两个止动器、在移动方向上驱动所述移动体的促动器、以及检测所述移动体的位置的传感器，其中，使所述移动体向与所述两个止动器中的刚性高的一侧的止动器接近的方向移动，在所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态下对所述传感器的输出进行学习，使所述移动体从所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态起向与所述刚性低的一侧的止动器接近的方向移动，从所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态开始的所述传感器的输出变化量越大，将使所述移动体从所述刚性高的一侧的止动器的抵接状态起向与所述刚性低的一侧的止动器接近的方向移动时的所述促动器的操作量限制得越小，在所述刚性低的一侧的止动器的抵接状态下对所述传感器的输出进行学习，基于所述传感器的输出的学习值对所述促动器进行控制。
附图标记说明
1内燃机、2可变压缩比机构(驱动机构)、9发动机控制单元(控制装置)、28控制轴(移动体)、31电动马达(促动器)、32减速器、36角度传感器、37a止动器(高刚性)、37b止动器(低刚性)。

Claims (5)

1.一种车辆用驱动机构的控制装置，是对车辆用驱动机构进行控制的控制装置，所述车辆用驱动机构包括：能够移动地被支承的移动体、对所述移动体的能够移动区域的两端进行限定的两个止动器、在移动方向上驱动所述移动体的促动器、以及检测所述移动体的位置的传感器，其中，
所述车辆用驱动机构的控制装置具有对所述两个止动器各自的抵接状态下的所述传感器的输出进行学习的学习部，
所述学习部在针对所述两个止动器中的刚性低的第二止动器的学习之前，进行针对所述两个止动器中的刚性高的第一止动器的学习，
在使所述移动体与所述第一止动器抵接时，以第一上限值限制所述促动器的操作量，
在使所述移动体与所述第二止动器抵接时，以比所述第一上限值小的第二上限值限制所述操作量，
所述移动体从所述第二止动器弹回而朝向所述第一止动器移动的期间，以比所述第一上限值小且比所述第二上限值大的第三上限值限制所述操作量。
2.如权利要求1所述的车辆用驱动机构的控制装置，其中，
所述移动体从所述第二止动器弹回而朝向所述第一止动器移动的速度越快，所述学习部越使所述第三上限值增加。
3.如权利要求1所述的车辆用驱动机构的控制装置，其中，
所述促动器是马达，
所述学习部基于所述马达的旋转方向的切换，检测所述移动体从所述第二止动器的弹回。
4.如权利要求1所述的车辆用驱动机构的控制装置，其中，
所述促动器是马达，
所述学习部对所述马达的电流和外加电压中的至少一方进行限制。
5.一种车辆用驱动机构的控制方法，是对车辆用驱动机构进行控制的控制方法，所述车辆用驱动机构包括：能够移动地被支承的移动体、对所述移动体的能够移动区域的两端进行限定的两个止动器、在移动方向上驱动所述移动体的促动器、以及检测所述移动体的位置的传感器，其中，
以第一上限值限制所述促动器的操作量并使所述移动体与所述两个止动器中的刚性高的第一止动器抵接，
对在所述移动体与所述第一止动器抵接状态下的所述传感器输出进行学习，
使所述移动体从与所述第一止动器抵接的状态朝向所述两个止动器中的刚性低的第二止动器移动，以比所述第一上限值小的第二上限值限制所述操作量并使所述移动体与所述第二止动器抵接，
所述移动体从所述第二止动器弹回而朝向所述第一止动器移动的期间，以比所述第一上限值小且比所述第二上限值大的第三上限值限制所述操作量，
对在所述移动体与所述第二止动器抵接状态下的所述传感器的输出进行学习，
基于所述传感器的输出的学习值对所述促动器进行控制。
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