DE112015006431T5

DE112015006431T5 - Steuervorrichtung für Aktuator, Aktuator, Ventilantriebsvorrichtung und Steuerverfahren für Aktuator

Info

Publication number: DE112015006431T5
Application number: DE112015006431.1T
Authority: DE
Inventors: Kenta Hatano; Satoshi Kawamura
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-04-09
Filing date: 2015-04-09
Publication date: 2017-12-21
Also published as: US20180066574A1; US10422274B2; CN107407196A; JPWO2016163001A1; WO2016163001A1; CN107407196B

Abstract

Eine Steuervorrichtung für einen Aktuator lernt eine Referenzposition einer Welle, wenn der Betrieb des Motors eines Fahrzeugs nicht in einer Periode behindert wird, während welcher der Motor arbeitet, und führt eine Rückkopplungssteuerung unter Verwendung der dadurch gelernten Referenzposition auf solche Weise durch, dass die Position der Welle, welche durch den Positionssensor detektiert wird, nahe an eine Sollposition gelangt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für einen Aktuator zum Antreiben eines anzutreibenden Objekts, wie etwa einem Ventil, einem Aktuator, einer Ventilantriebsvorrichtung und einem Steuerverfahren für einen Aktuator.
HINTERGRUND
Im Falle des Antreibens eines anzutreibenden Objekts unter Verwendung eines Aktuators ist es wichtig, eine Positionsbeziehung zwischen dem Aktuator und dem anzutreibenden Objekt zu lernen, für den Zweck der Durchführung einer hochgenauen Antriebssteuerung. Beispielsweise in einer Referenzöffnungspositions-Lernvorrichtung gemäß Patentliteratur 1 wird ein Einlassluft-Wirbelsteuerventil angetrieben, sich durch einen Aktuator zu einer Referenzposition zu der Zeit zu bewegen, wenn ein Motor anhält, und wird die Referenzposition aus dem Öffnungsgrad des Einlassluftwirbelsteuerventils, welches durch einen Positionssensor detektiert wird.
Jedoch, wie in der oben erwähnten Patentliteratur 1 offenbart, führt nur die Implementierung von Positionserlernen zur Zeit, wenn der Motor anhält, zu dem Problem, dass ein Mechanismuselement sich erwärmt und aufgrund thermischer Ausdehnung deformiert wird, und sich die Referenzposition verschiebt. Somit lernt eine Steuerventil-Öffnungs- und Schließvorrichtung gemäß Patentliteratur 2 eine Referenzposition aus dem Öffnungsgrad eines Einlassluftwirbel-Steuerventils, welche durch einen Positionssensor detektiert wird, wenn das Einlassluftwirbelsteuerventil angetrieben wird, sich während des Betriebs des Motors zur Referenzposition zu bewegen.
ZITATELISTE
PATENTLITERATUR

Patentliteratur 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2009-62833
Patentliteratur 2: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 2010-168909

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Das anzutreibende Objekt ist nicht notwendigerweise angetrieben, sich zu einer Referenzposition oft während des Betriebs des Motors zu bewegen. Somit, selbst falls eine Konfiguration gemacht wird, die Referenzposition unter Verwendung der Gelegenheit zu erlernen, wenn das anzutreibende Objekt angetrieben wird, sich zur Referenzposition während des Betriebs des Motors zu bewegen, wie in der oben erwähnten Patentliteratur 2 offenbart, existiert das Problem immer noch, dass sich die Referenzposition durch Deformation aufgrund von thermischer Ausdehnung verschiebt,, wenn nicht das anzutreibende Objekt angetrieben wird, sich zu der Referenzposition zu bewegen.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um das oben erwähnte Problem zu lösen und es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Technik zum Steigern der Frequenz bereitzustellen, mit welcher eine Referenzposition zu erlernen ist, und die Genauigkeit der Referenzposition zu verbessern.
PROBLEMLÖSUNG
Eine Steuervorrichtung für einen Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet: eine Rückkopplungs-Steuereinheit zum Durchführen von Rückkopplungssteuerung am Aktuator unter Verwendung einer Referenzposition in einer Axialrichtung der Welle in solcher Weise, dass die Position der durch den Positionssensor detektierten Welle nahe an eine Zielposition gelangt; und eine Positionslerneinheit zum, wenn der Betrieb eines Motors das Fahrzeug nicht in einer Periode behindert ist, während welcher der Motor arbeitet, Erlernen der Referenzposition.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung, weil die Referenzposition der Welle erlernt wird, wenn der Betrieb des Motors des Fahrzeugs nicht während des Betriebs des Motors behindert ist, kann die Frequenz, mit der die Referenzposition zu erlernen ist, vergrößert werden und kann die Genauigkeit der Referenzposition verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration eines Wastegate-Aktuators gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Steuervorrichtung für den Wastegate-Aktuator gemäß Ausführungsform 1 zeigt;
3 ist ein Flussdiagramm, das einen durch die Steuervorrichtung für den Wastegate-Aktuator gemäß Ausführungsform 1 durchgeführten Betrieb zeigt;
4 ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Hardware-Konfiguration der Steuervorrichtung für den Wastegate-Aktuator gemäß Ausführungsform 1 zeigt; und
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Blockvorrichtung für einen Wastegate-Aktuator gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend, um diese Erfindung detaillierter zu erläutern, werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Ausführungsform 1
Ein Fall der Verwendung eines Aktuators gemäß der vorliegenden Erfindung als einem Wastegate-(nachfolgend als WG bezeichnet)Aktuator, der ein WG-Ventil eines mit einem Turbolader ausgerüsteten Motors antreibt, der in einem Fahrzeug montiert ist, wird als ein Beispiel erläutert.
1 ist eine Querschnittansicht, die ein Beispiel der Konfiguration eines WG-Aktuators 1 gemäß Ausführungsform 1 zeigt. Ein Turbolader ist so konfiguriert, dass er eine Turbine unter Verwendung eines Abgases aus einem Motor rotiert, einen Kompressor, der mit dieser Turbine auf derselben Achse verbunden ist, antreibt, Einlassluft komprimiert, und diese komprimierte Einlassluft dem Motor zuführt. Ein WG-Ventil 2 zum Umgehen des Abgases aus einer Abgaspassage 100 zu einer Nebenstrompassage 101 ist auf einer stromaufwärtigen Seite der Abgaspassage 100 in Bezug auf die Turbine angeordnet. Die Umdrehungszahl der Turbine wird durch Öffnen oder Schließen des WG-Ventils 2 gesteuert, um den Einfluss von Abgas aus der Abgaspassage 100 durch die Nebenstrompassage 101 mittels des WG-Aktuators 1 einzustellen. In 1 zeigt eine durchgezogenen Linie einen voll geschlossenen Zustand des WG-Ventils 2, und zeigt eine ketten-doppeltgestrichene Linie einen voll geöffneten Zustand des WG-Ventils 2.
Der WG-Aktuator 1 beinhaltet einen Gleichstrommotor 4, der als eine Antriebsquelle dient, eine Welle 13, die das WG-Ventil 2 öffnet und schließt, und einen Schraubenmechanismus 12, der eine Drehbewegung des Gleichstrommotors 4 in eine Linearbewegung der Welle 13 umwandelt. Der Gleichstrommotor 4 beinhaltet einen Rotor 6 mit einem Magneten 5, der in einer Mehrzahl von N- und S-Polen magnetisiert ist, und einen Stator 8, auf welchen Spulen 7 gewickelt sind. Bürsten 11b sind mit Enden der Spulen 7 verbunden. Der Rotor 6 ist drehbar durch einen Lagerbereich 14 auf einer Seite desselben gehaltert und ein Kommutator 9 ist an der anderen Endseite des Rotors 6 fixiert.
Wenn eine Spannung an einem externen Anschluss 10 angelegt wird, fließen Ströme durch Kommutatorbalken in Kontakt mit Bürsten 11a, von den mehreren Kommutatorbalken, welche den Kommutator 9 konfigurieren, über die mit diesen externen Anschluss 10 verbundenen Bürsten 11a, und fließen Ströme durch Spulen 7 über die elektrisch mit diesen Kommutatorbalken verbundenen Bürsten 11b. Der Stator 8 wird durch den Fluss der Ströme durch die Spulen 7 in einen N-Pol und einen S-Pol magnetisiert und der N-Pol und der S-Pol des Stators 8 stoßen den N-Pol und den S-Pol des Magneten 5 ab und ziehen ihn an, und dies verursacht, dass der Rotor 6 rotiert. Mit der Rotation des Rotors 6 werden die Spulen 7, durch welche die Ströme gebracht werden, zu passieren, umgeschaltet und als ein Ergebnis werden auch die Pole des Stators 8 umgeschaltet und setzt der Rotor 6 das Rotieren fort. Wenn die Richtungen der Strömung umgekehrt werden, wird auch die Richtung der Rotation des Rotors 6 umgekehrt.
Obwohl ein Gleichstrommotor mit Bürsten als der Gleichstrommotor 4 im in 1 gezeigten Beispiel verwendet wird, kann ein bürstenloser Motor verwendet werden.
Ein Loch, das zum Anordnen der Welle 13 verwendet wird, ist innerhalb des Rotors 6 gemacht und ein weiblicher Gewindebereich 12a ist auf einer Innenumfangsseite des Lochs ausgebildet und ein männlicher Schraubbereich 12b ist auf einer Außenumfangsoberfläche der Welle 13 ausgebildet. Dieser männliche Schraubbereich 12b wird in den weiblichen Gewindebereich 12a eingeschraubt und damit gekoppelt und eine Drehbewegung des Rotors 6 wird in eine Linearbewegung der Welle 13 umgewandelt. Der Schraubmechanismus 12 besteht aus diesem weiblichen Gewindebereich 12a und männlichen Schraubenbereich 12b. Ein Ende der Welle 13 penetriert das Gehäuse 15 und ist mit dem WG-Ventil 2 über einen Verbindungsmechanismus 3 verbunden. Ein Positionssensor zum Detektieren der Position dieser Welle 13 in einer Axialrichtung, und so weiter, sind auf der anderen Endseite der Welle 13 angeordnet.
Der Verbindungsmechanismus 3 weist zwei Platten 3a und 3b auf. Die Welle 13 ist an einer Endseite der Platte 3a angebracht und ein Ende der Platte 3b ist drehbar an einem Unterstützungspunkt 3c angebracht, der an der anderen Endseite der Platte 3a angeordnet ist. Das WG-Ventil 2 ist an der anderen Endseite dieser Platte 3b angebracht. Wenn die Welle 13 sich in einer Richtung bewegt, in welcher die Welle 13 aus dem Gehäuse 15 herausgeschoben wird, in Reaktion auf eine Rotation in einer Richtung des Rotors 6, bewegt sich auch die Platte 3a in derselben Richtung, rotieren die Platte 3b und das WG-Ventil 2 um den Unterstützungspunkt 3c und bewegt sich das WG-Ventil 2 in einer Ventilöffnungsrichtung. Wenn die Welle 13 sich in einer Richtung bewegt, in welcher die Welle 13 in das Gehäuse 15 zurückgezogen wird, in Reaktion auf eine Rotation in umgekehrter Richtung des Rotors 6, bewegt sich auch die Platte 3a in derselben Richtung und rotieren die Platte 3b und das WG-Ventil 2 um den Unterstützungspunkt 3c und bewegt sich das WG-Ventil 2 in einer Ventilschließrichtung.
Zwei flache Oberflächen oder dergleichen sind auf der Welle 13 gebildet und fungieren als ein Rotationsbeschränkungsbereich 13a. Weiter wird auf einer inneren Umfangsoberfläche eines Lochs des Gehäuses 15, welches die Welle 13 penetriert, ein Führungsbereich 14a, wie etwa zwei flache Oberflächen, auf solche Weise ausgebildet, dass sie zur Form des Rotationsbeschränkungsbereichs 13a passen. Zwischen dem Rotationsbeschränkungsbereich 13a und dem Führungsbereich 15a gleitend, wird die Welle 13 daran gehindert, synchron mit der Rotation des Rotors 6 zu rotieren, um die Welle 13 auf solche Weise zu haltern, dass die Welle 13 veranlasst wird, eine Linearbewegung zu machen. Ein Stopper 15b, der zur Welle 13 vorragt, ist an einem Ende des Führungsbereichs 15a ausgebildet. Indem ein Anstoßbereich 13b, der so geformt ist, dass er von der Welle 13 vorragt, um in Kontakt mit diesem Stopper 15b zu kommen, wird die Welle 13 daran gehindert, weiter eine lineare Bewegung in Ventilöffnungsrichtung durchzuführen. Ähnlich wird eine Platte, die als ein Stopper 15c dient, an einem Ende des Schraubmechanismus 12 angeordnet. Indem eine Endoberfläche der Welle 13, die als ein Anstoßbereich 13c fungiert, veranlasst wird, in Kontakt mit dem Stopper 15c zu gelangen, wird verhindert, dass die Welle 13 sich weiter in der Ventilschließrichtung bewegt.
In der Platte, welche als der Stopper 15c für die Welle 13 fungiert, penetriert ein Loch mit einem Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser der Welle 13, und wird eine Welle für den Sensor 17 dazu gebracht, dieses Loch zu passieren, und steht eine Endoberfläche der Welle 13 für den Sensor 17 in Kontakt mit der Endoberfläche der Welle 13. Als Ergebnis reziproziert die Welle für den Sensor 17 auch synchron mit der reziprozierenden Bewegung in der Axialrichtung der Welle 13. Ein Magnet für den Sensor 18 ist an dieser Welle für den Sensor 17 fixiert und wenn die Position des Magneten für den Sensor 18 in Bezug auf den Positionssensor 16 sich aufgrund der reziprozierenden Bewegung der Welle 13 ändert, ändert sich auch eine Flussdichte, die den Positionssensor 16 passiert. Der Positionssensor 16 ist ein Hall-Element oder ein magneto-resistives Element und detektiert die Flussdichte, welche sich aufgrund der reziprozierenden Bewegung der Welle 13 ändert, und wandelt die Flussdichte in ein Analogsignal um, das eine tatsächliche Hubposition der Welle 13 zeigt, und gibt das Analogsignal aus.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Steuervorrichtung 20 zeigt. Die Steuervorrichtung 20 beinhaltet hauptsächlich eine Funktion des Steuerns des WG-Aktuators 1 zum Justieren des Öffnungsgrads des WG-Ventils 2 und eine Funktion des Erlernens einer Referenzposition des WG-Aktuators 1. Obwohl im illustrierten Beispiel die Funktionen der Steuervorrichtung 20 konfiguriert sind, als eine Funktion einer Motorsteuereinheit implementiert zu sein, kann die Steuervorrichtung 20 als eine unabhängige Elektronik-Steuereinheit konfiguriert sein oder kann als eine Schaltungsplatine in den WG-Aktuator 1 inkorporiert sein.
Die Motorsteuereinheit beinhaltet einen Motorsteuerteil 21 und die Steuervorrichtung 20 und Illustration und Erläuterung von anderen Komponenten als dieser Komponenten werden weggelassen. Die Steuervorrichtung 20 beinhaltet eine Rückkopplungs-Steuereinheit 22, einen Motorantreiber 23, einen A/D-Wandler 24 und eine Positionslerneinheit 30. Die Positionslerneinheit 30 beinhaltet eine Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31, eine Positionslern-Steuereinheit 32 und eine Referenzpositions-Detektionseinheit 33.
Der Motorsteuerteil 21 gibt eine Sollhubposition der Welle 13 an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 aus. In Ausführungsform 1 spezifiziert als Beispiel der Motorsteuerteil 21 die Sollhubposition unter Verwendung, als einer Referenz, einer Referenzposition der Welle 13. Die Referenzposition entspricht der Position der Welle 13 zu dem Zeitpunkt, wenn das WG-Ventil 2 voll geschlossen ist und eine Mitteilung der Referenzposition wird aus der Referenzpositions-Detektionseinheit 33 an den Motorsteuerteil 21 gesendet.
Der Motorsteuerteil 21 gibt auch Fahrzeuginformation aus, die den Zustand des Fahrzeugs zeigt, an die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31. Die Fahrzeuginformation beinhaltet beispielsweise Information, die den Antriebszustand des Motors zeigt und einen Zustand, der die Motorlast zeigt. Als Information, die den Antriebszustand des Motors zeigt, wird Information, die den Ein/Aus-Zustand eines Zündungs-(IG)-Schlüssels, der Start oder Anhalten des Motors angibt, oder dergleichen, zeigt, bereitgestellt. Als die Motorlast zeigende Information wird Information, die Motorleerlauf zeigt, Information, die Verlangsamung oder Beschleunigung des Fahrzeugs zeigt, oder dergleichen eingeschlossen. Zu einem Zeitpunkt, wenn die Motorlast niedrig ist, wie etwa zu einer Zeit des Leerlaufs oder einer Zeit des Verlangsamens wird das WG-Ventil 2 angetrieben, sich in Ventilschließrichtung zu bewegen, während zu einer Zeit, wenn die Motorlast hoch ist, wie etwa einer Zeit der Beschleunigung, das WG-Ventil 2 angetrieben wird, sich in die Ventilöffnungsrichtung zu bewegen.
Der A/D-Wandler 24 empfängt das Analogsignal, was die Ist-Hubposition der Welle 13 anzeigt, das durch den Positionssensor 16 ausgegeben wird, wandelt das Analogsignal in ein Digitalsignal um, welches die Ist-Hubposition zeigt, und gibt das Digitalsignal an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 und die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 aus.
Die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 führt eine Rückkopplungssteuerung an der Hubposition der Welle 13 auf solche Weise durch, dass die Ist-Hubposition, die aus dem A/D-Wandler 24 empfangen wird, nahe an die aus dem Motorsteuerteil 21 empfangene Sollhubposition gelangt. Durch Durchführen der Rückkopplungssteuerung an der Hubposition der Welle 13 wird der Öffnungsgrad des WG-Ventils 2, das mit der Welle 13 verbunden ist, justiert. Wenn beispielsweise eine PID-Steuerung durchgeführt wird, berechnet die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 die Differenz zwischen der Sollhubposition und der Ist-Hubposition, berechnet Betätigungsbeträge, die ein Proportionalausdruck, ein Integralausdruck und ein Differentialausdruck sind, wobei diese Ausdrücke der Differenz entsprechen, um die Antriebslast zu berechnen, erzeugt ein PWM-(Pulsbreiten-Modulations)-Steuersignal gemäß der Antriebslast und gibt das PWM-Steuersignal an den Motortreiber 23 aus.
In Ausführungsform 1 korrigiert als ein Beispiel die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 die aus dem A/D-Wandler 24 unter Verwendung der Referenzposition der Welle 13 empfangene Ist-Hubposition, deren Rückkopplungs-Steuereinheit durch die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 benachrichtigt wird und verwendet die Ist-Hubposition, die dadurch korrigiert ist, für die Rückkopplungssteuerung. Als Ergebnis kann eine hochgenaue Rückkopplungssteuerung unter Verwendung der Referenzposition als eine Referenz durchgeführt werden.
Weiter, wenn eine Anweisung zum Bewegen der Welle 13 zur Referenzposition, das heißt eine Position entsprechend einer voll geschlossenen Position des WG-Ventils 2, für den Zweck der Durchführung eines Positionslernprozesses des Erlernens der Referenzposition, aus der Positionslern-Steuereinheit 32 empfangen wird, unterbricht die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 die oben erwähnte Rückkopplungssteuerung, die zu normalen Zeiten durchgeführt wird, erzeugt ein PWM-Steuersignal, um die Welle 13 in Übereinstimmung mit der Anweisung aus der Positionslern-Steuereinheit 32 zu bewegen, und gibt das PWM-Steuersignal an den Motortreiber 23 aus.
Der Motortreiber 23 führt Ein/Aus-Steuerung an einer dem Gleichstrommotor 4 in Übereinstimmung mit dem PWM-Steuersignal, das aus der Rückkopplungs-Steuereinheit 22 empfangen ist, angelegten Spannung durch, um einen den Gleichstrommotor 4 passierenden Strom zu justieren.
Die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31 bestimmt, ob der Positionslernprozess zu starten ist oder nicht, auf Basis der aus dem Motorsteuerteil 21 empfangenen Fahrzeuginformation, und wenn bestimmt wird, den Positionslernprozess zu starten, sendet eine Mitteilung diesbezüglich an die Positionslern-Steuereinheit 32. Wenn sich beispielsweise der IG-Schlüssel vom Aus-Zustand zum Ein-Zustand ändert und der Motor startet, wenn der IG-Schlüssel sich vom Ein-Zustand zum Aus-Zustand ändert und der Motor stoppt, und wenn der Motor arbeitet und die Motorlast gleich oder kleiner einem vorbestimmten Schwellenwert ist, bestimmt die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31, den Positionslernprozess zu starten. Obwohl in diesem Beispiel die Positionslernstart-Bestimmungseinheit konfiguriert ist, eine Zeit zu definieren, wenn der Motor im Leerlauf ist oder das Fahrzeug verlangsamt, als eine Zeit, wenn die Motorlast gleich oder kleiner einen vorbestimmten Schwellenwert ist, ist diese Ausführungsform nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann das Niveau der Motorlast auf Basis der Anzahl von Umdrehungen des Motors, dem Grad der Öffnung der Drosselklappe oder dergleichen bestimmt werden. Wenn die Motorlast gleich oder kleiner als der vorbestimmte Schwellenwert ist, ist die Sollhubposition, welche durch den Motorsteuerteil 21 angegeben ist, entweder die voll geschlossene Position des WG-Ventils 2 oder eine Position nahe an der voll geschlossenen Position.
Wenn eine Mitteilung eines Starts des Positionslernprozesses aus der Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31 empfangen wird, gibt die Positionslern-Steuereinheit 32 eine Anweisung zur Bewegung der Welle 13 zur Referenzposition, das heißt der Position entsprechend der voll geschlossenen Position des WG-Ventils 2 an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 aus. Die Positionslern-Steuereinheit 32 gibt auch eine Anweisung zum Detektieren der Referenzposition an die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 aus.
Wenn die Anweisung zum Detektieren der Referenzposition aus der Positionslern-Steuereinheit 32 empfangen wird, empfängt die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 die Ist-Hubposition der Welle 13, die durch diesen Positionslernprozess bewegt worden ist, aus dem A/D-Wandler 24 und detektiert die Referenzposition. Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 teilt dem Motorsteuerteil 21 und der Rückkopplungs-Steuereinheit 22 die detektierte Referenzposition mit.
Nachfolgend wird ein Beispiel eines Verfahrens des Detektierens der Referenzposition entsprechend der voll geschlossenen Position erläutert.
Die Positionslern-Steuereinheit 32 stellt eine Anweisung zur Bewegung der Welle 13 zu der voll geschlossenen Position des WG-Ventils 2 entsprechenden Position der Rückkopplungs-Steuereinheit 22 bereit. Die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 veranlasst die Welle 13, sich in der Ventilschließrichtung zu bewegen, in welche die Welle 13 in das Gehäuse 15 rückgezogen wird, in Übereinstimmung mit der Anweisung aus der Positionslern-Steuereinheit 32, und drückt das WG-Ventil 2 gegen einen Ventilsitz, um das WG-Ventil in den voll geschlossenen Zustand zu bringen. Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 detektiert als die Referenzposition, welche der voll geschlossenen Position entspricht, die Ist-Hubposition auf der Welle 13, welche durch den Positionssensor 16 in diesem Zustand detektiert wird.
Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 bestimmt den voll geschlossenen Zustand unter Verwendung beispielsweise des folgenden Verfahrens. In einem Zustand, in welchem die Anweisung zur Bewegung der Welle 13 zur voll geschlossenen Position des WG-Ventils 2 aus der Positionslern-Steuereinheit 32 an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 ausgegeben wird, bestimmt die Referenzpositions-Detektionseinheit 33, dass das WG-Ventil im voll geschlossenen Zustand ist, wenn ein Zustand, in welchem die Differenz zwischen der aktuellen Ist-Hubposition, die durch den Positionssensor 16 detektiert wird, und der Ist-Hubposition, die unmittelbar vor der aktuellen Abtastung abgetastet wurde, gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, und die durch die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 berechnete Antriebslast gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, sich während einer vorbestimmten Zeitperiode fortsetzt. Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 berechnet dann den Durchschnitt der Ist-Hubpositionen, die durch den Positionssensor 16 detektiert worden sind, während der vorbestimmten Zeitperiode und detektiert als die der voll geschlossenen Position entsprechende Referenzposition die Position, die durch diesen Durchschnitt ausgedrückt wird.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Betrieb der Positionslerneinheit 30 zeigt. Es wird nachfolgend angenommen, dass parallel zu dem Betrieb, welchen die Positionslerneinheit 30 in Übereinstimmung mit dem Flussdiagramm von 3 durchführt, die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 die Rückkopplungssteuerung durchführt. Die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31 empfängt die Fahrzeuginformation aus dem Motorsteuerteil 21 (Schritt ST1), und bestimmt, ob der Positionslernprozess zu starten ist oder nicht, auf Basis der Fahrzeuginformation (Schritt ST2).
Wenn bestimmt wird, den Positionslernprozess zu starten, gibt die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31 eine Mitteilung des Starts an die Positionslern-Steuereinheit 32 aus ("JA" in Schritt ST2). Die Positionslern-Steuereinheit 32, welche diese Mitteilung vom Start empfangen hat, gibt eine Anweisung zur Bewegung der Welle 3 an die der voll geschlossenen Position des WG-Ventils 2 entsprechenden Position an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 aus und gibt auch eine Anweisung zum Detektieren der Referenzposition an die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 aus (Schritt ST3). Wenn die Mitteilung zum Start des Positionslernprozesses empfangen wird, unterbricht die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 die normale Rückkopplungssteuerung und führt die Positionslernsteuerung durch, um die Welle 3 zur voll geschlossenen Position zu bewegen. Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 empfängt über den A/D-Wandler 24 die Ist-Hubposition der Welle 13, welche durch den Positionssensor 16 in einem Zustand detektiert wird, in welchem die Welle 13 sich zur voll geschlossenen Position bewegt hat, und detektiert als die Referenzposition die Ist-Hubposition (Schritt ST4). Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 gibt die detektierte Referenzposition an den Motorsteuerteil 21 und die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 aus. Nachdem die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 die Referenzposition detektiert hat, kehrt die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 zur normalen Rückkopplungssteuerung zurück.
Im Gegensatz dazu, wenn die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31 im Schritt ST2 bestimmt, den Positionslernprozess nicht zu starten ("NEIN" in Schritt ST2), wird keine Anweisung für den Positionslernprozess für die Positionslern-Steuereinheit 32 durch die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31 bereitgestellt und entsprechend setzt die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 die normale Rückkopplungssteuerung fort.
Beispielsweise durch Durchführen des Positionslernprozesses, wenn der IG-Schlüssel in den Ein-Zustand geht, kann die Referenzposition der Welle 13 erlernt werden, bevor das Fahrzeug beginnt, zu fahren, das heißt, bevor der WG-Aktuator 1 verwendet wird. Somit kann die Rückkopplungssteuerung mit einem hohem Genauigkeitsgrad durchgeführt werden.
Weiter, indem der Positionslernprozess durchgeführt wird, wenn der IG-Schlüssel in den Aus-Zustand geht, kann die Referenzposition der Welle 13 erlernt werden, bevor das Fahrzeug das nächste Mal beginnt, zu fahren (d.h. bevor der WG-Aktuator 1 das nächste Mal verwendet wird). Somit kann die Rückkopplungssteuerung mit einem hohen Genauigkeitsgrad durchgeführt werden.
In beiden Fällen, bei denen der IG-Schlüssel in den Ein-Zustand geht und der IG-Schlüssel in den Aus-Zustand geht, kann der Positionslernprozess durchgeführt werden. Der Positionslernprozess kann in jeglichem Fall durchgeführt werden, bei dem der IG-Schlüssel in den Ein-Zustand geht oder bei dem der IG-Schlüssel in den Aus-Zustand geht.
Weiter wird der Positionslernprozess während des Fahrens des Fahrzeugs durchgeführt, zusätzlich zu dem Positionslernprozess zumindest vor und nach dem Fahren des Fahrzeugs, so dass, selbst wenn ein Mechanismuselement warm wird und aufgrund der thermischen Ausdehnung deformiert wird, und die Referenzposition sich verschiebt, die Referenzposition, die der Verschiebung entspricht, durchgeführt werden kann. Somit kann die Rückkopplungssteuerung mit einem höheren Genauigkeitsgrad durchgeführt werden als die Rückkopplungssteuerung in dem Fall, bei dem die Referenzposition nur vor oder nach dem Fahren des Fahrzeugs gelernt wird.
Weil eine Zeit, wenn der Positionslernprozess während des Fahrens des Fahrzeugs durchgeführt wird, eine Zeit ist, wenn die Motorlast gleich oder kleiner dem Schwellenwert wird, ist die ursprüngliche Sollhubposition, welche durch den Motorsteuerteil 21 der Rückkopplungs-Steuereinheit 22 angegeben wird, entweder die voll geschlossene Position des WG-Ventils 2 oder eine Position nahe an der voll geschlossenen Position, und daher wird der Normalbetrieb des mit dem Turbolader ausgerüsteten Motors nicht behindert, selbst falls das WG-Ventil 2 für den Positionslernprozess voll geschlossen ist. Eine Zeit, wenn die Motorlast gleich oder kleiner als ein Schwellenwert wird, ist weder auf eine Zeit des Leerlaufs noch auf eine Zeit der Verlangsamung beschränkt, und kann jegliche Zeit sein, solange wie der normale Betrieb des Motors, der mit dem Turbolader ausgerüstet ist, nicht behindert wird.
Obwohl die oben erwähnte Steuervorrichtung 20 konfiguriert ist, den Positionslernprozess auch während des Fahrens des Fahrzeugs durchzuführen, zusätzlich zum Positionslernprozess zumindest einmal vor und nach dem Fahren des Fahrzeugs, kann die Steuervorrichtung 20 konfiguriert sein, den Positionslernprozess nur während des Fahrens des Fahrzeugs durchzuführen.
Weiter, obwohl das Beispiel, in welchem die oben erwähnte Steuervorrichtung 20 die Referenzposition verwendet, um die Ist-Hubposition zur Ziel-Hubposition zu korrespondieren, erläutert wird, ist die Verwendung der Referenzposition nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Wenn beispielsweise eine weiche Landesteuerung auf dem WG-Aktuator 1 durchgeführt wird, kann die Steuervorrichtung 20 eine weiche Landestartsollposition der Welle 13 unter Verwendung der Referenzposition als einer Referenz einstellen, und wenn die Ist-Hubposition der Welle 13 auf einer Seite näher an der voll geschlossenen Position in Bezug auf die weiche Landestartsollposition lokalisiert ist, die Verlangsamung der Welle 13 starten, um einen Stoß zu reduzieren, wenn das WG-Ventil 2 voll geschlossen ist.
Als Nächstes wird ein Beispiel der Hardware-Konfiguration der Steuervorrichtung 20 unter Verwendung von 4 erläutert.
Der Motorantreiber 23 umfasst ein Schaltelement oder dergleichen, welches die an den Gleichstrommotor 4 angelegte Spannung ein- und ausschaltet. Die Rückkopplungs-Steuereinheit 22, der A/D-Wandler 24, und die Positionslerneinheit 30 werden durch einen Prozessor 41 implementiert, der ein in einem Speicher 40 gespeichertes Programm ausführt. Der Prozessor 41 ist eine Verarbeitungsschaltung wie etwa eine CPU oder ein System LSI. Der Speicher 40 speichert den Schwellenwert für die Motorlast, mit welcher der Start des Positionslernprozesses bestimmt wird, die Referenzposition, welche durch die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 detektiert wird, und so weiter, zusätzlich zum oben erwähnten Programm. Mehrere Prozessoren und mehrere Speicher können die oben erwähnten Funktionen in Kooperation miteinander durchführen.
Wie oben erwähnt, weil die Steuervorrichtung 20 für den WG-Aktuator 1 gemäß Ausführungsform 1 konfiguriert ist, die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 zu enthalten, welche Rückkopplungssteuerung am WG-Aktuator 1 durchführt, unter Verwendung der Referenzposition in einer Achsenrichtung der Welle 13 auf solche Weise, dass die Position der Welle 13, welche durch den Positionssensor 16 detektiert wird, nahe an die Zielposition gelangt, und die Positionslerneinheit 30, welche die Referenzposition erlernt, wenn der Betrieb des Motors des Fahrzeugs nicht in einer Periode behindert wird, während welcher der Motor arbeitet, kann die Frequenz, mit welcher die Referenzposition zu erlernen ist, auf mehr als diejenige erhöht werden, die durch konventionelle Techniken bereitgestellt wird, und kann die Genauigkeit der Referenzposition verbessert werden.
Weiter, gemäß Ausführungsform 1, weil die Positionslerneinheit 30 konfiguriert ist, um im Fall, in welchem die voll geschlossene Position des WG-Ventils 2, welches das anzutreibende Objekt ist, als die Referenzposition der Welle 13 in der Rückkopplungs-Steuereinheit 22 verwendet wird, eine Anweisung bereitzustellen, die Welle 13 zur voll geschlossenen Position der WG-Ventils 2 für die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 zu bewegen, und als die durch den Positionssensor 16 detektierte Referenzposition die Referenzposition der Welle 13 zu lernen, wenn die Motorlast gleich oder kleiner als der Schwellenwert in einer Periode ist, während welcher der Motor des Fahrzeugs arbeitet, behindert die Steuervorrichtung nicht den Normalbetrieb des Motors, der mit dem Turbolader ausgerüstet ist, und erlegt als Ergebnis dem Fahrzeug, das fährt, keinen Einfluss auf, wenn der Positionslernprozess durchgeführt wird.
Die Positionslerneinheit 30 gemäß Ausführungsform 1 verwendet die voll geschlossene Position des WG-Ventils 2 als die Referenzposition der Welle 13. Im Gegensatz dazu kann eine voll geöffnete Position des WG-Ventils 2 als die Referenzposition der Welle 13 verwendet werden.
Weil zu einer Zeit, wenn die Motorlast niedrig wird, das heißt die Motorlast gleich oder kleiner dem Schwellenwert wird, der Normalbetrieb des mit dem Turbolader ausgerüsteten Motors nicht behindert wird, selbst wenn das WG-Ventil 2 in dem voll geschlossenen Zustand oder dem voll geöffneten Zustand ist, ist es möglich, das WG-Ventil 2 voll zu öffnen, um die Referenzposition der Welle 13 zu lernen.
Weiter, wenn die voll geöffnete Position des WG-Ventils 2 als die Referenzposition verwendet wird, auf Basis der Fahrzeuginformation, kann der Positionslernprozess zu einer Zeit gestartet werden, wenn die Motorlast hoch wird, zum Beispiel einer Zeit, wenn das Fahrzeug beschleunigt. Zu einer Zeit, wenn die Motorlast hoch wird, ist die ursprüngliche Sollhubposition, welche durch den Motorsteuerteil 21 der Rückkopplungs-Steuereinheit 22 angezeigt wird, entweder die voll geöffnete Position des WG-Ventils 2 oder eine Position nahe an der voll geöffneten Position und daher wird der Normalbetrieb des mit dem Turbolader ausgerüsteten Motors nicht behindert, selbst falls das WG-Ventil 2 voll geöffnet wird, für den Positionslernprozess. Beispielsweise bestimmt die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31, den Positionslernprozess auf Basis der aus dem Motorsteuerteil 21 empfangenen Fahrzeug Information zu starten, wenn die Motorlast größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist.
Zusätzlich, auch wenn beispielsweise das WG-Ventil 2 voll geöffnet ist, um einen Katalysator zum Reinigen des Abgases anzuwärmen, kann die Referenzposition gelernt werden.
Hierin wird ein Beispiel eines Verfahrens zum Detektieren der Referenzposition entsprechend der voll geöffneten Position erläutert. Dieses Beispiel basiert auf der Konfiguration des Anordnens eines Stoppers 19, de in Kontakt mit dem Verbindungsmechanismus 3 kommt, wenn das WG-Ventil 2 voll geöffnet ist, um zu verhindern, dass die Welle 13 sich weiter in der Ventilöffnungsrichtung bewegt.
Die Positionslern-Steuereinheit 32 stellt eine Anweisung zur Bewegung der Welle 13 an die Position entsprechend der voll geöffneten Position des WG-Ventils 2 für die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 bereit. Die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 veranlasst die Welle 13, sich in der Ventilöffnungsrichtung, in welcher die Welle 13 aus dem Gehäuse 15 herausgeschoben wird, in Übereinstimmung mit der Anweisung aus der Positionslern-Steuereinheit 32 zu bewegen, und drückt den Verbindungsmechanismus 3 gegen den Stopper 19, um das WG-Ventil in den voll geöffneten Zustand zu bringen. Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 detektiert als die Referenzposition entsprechend der voll geöffneten Position die Ist-Hubposition der Welle 13, welche durch den Positionssensor 16 in diesem Zustand detektiert wird.
Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 bestimmt den voll geöffneten Zustand unter Verwendung von beispielsweise dem nachfolgenden Verfahren. In einem Zustand, in welchem die Anweisung, die Welle 13 zur voll geöffneten Position des WG-Ventils 2 aus der Positionslern-Steuereinheit 32 an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 ausgegeben wird, bestimmt die Referenzpositions-Detektionseinheit 33, dass das WG-Ventil im voll geöffneten Zustand ist, wenn ein Zustand, in welchem die Differenz zwischen der aktuellen Ist-Hubposition, welche durch den Positionssensor 16 detektiert wird, und der unmittelbar vor der aktuellen Abtastung abgetasteten Ist-Hubposition gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, und die durch die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 berechnete Antriebslast gleich oder kleiner einem vorbestimmten Wert ist, sich eine vorbestimmte Zeitperiode lang fortsetzt. Die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 berechnet dann den Durchschnitt der Ist-Hubpositionen, die durch den Positionssensor 16 während der vorbestimmten Zeitperiode detektiert worden sind und detektiert als die Referenzposition entsprechend der voll geöffneten Position die Position, die durch diesen Durchschnitt ausgedrückt ist.
Ausführungsform 2
5 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel der Konfiguration einer Steuervorrichtung 20 für einen WG-Aktuator 1 gemäß Ausführungsform 2 der vorliegenden Erfindung zeigt. In 5 werde dieselben Komponenten wie jene in 2 gezeigten oder gleiche Komponenten durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und wird die Erläuterung der Komponenten weggelassen. Weiter, weil der WG-Aktuator 1, der ein durch die Steuervorrichtung 20 zu steuerndes Objekt ist, gemäß Ausführungsform 2 dieselbe Konfiguration wie diejenige gemäß der oben erwähnten Ausführungsform 1 aufweist, wird der WG-Aktuator nachfolgend unter Verwendung von 1 erklärt.
Weiter wird in Ausführungsform 2 ein Fall, in welchem eine Position entsprechend der voll geschlossenen Position des WG-Ventils 2 als eine Referenzposition der Welle 13 verwendet wird, als ein Beispiel erläutert.
Ein Motorsteuerteil 21a gemäß Ausführungsform 2 gibt eine Sollhubposition der Welle 13 nicht nur an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 aus, sondern auch an eine Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31a. Der Motorsteuerteil 21a gibt auch Information, die einen Ein/Aus-Zustand eines Zündschlüssels zeigt, an die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31a als Fahrzeuginformation aus.
Die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31a bestimmt, ob ein Motor arbeitet oder nicht, auf Basis der den Ein/Aus-Zustand des Zündschlüssels zeigenden Fahrzeuginformation, die aus dem Motorsteuerteil 21a empfangen wird. Weiter, wenn die Sollhubposition aus dem Motorsteuerteil 21a innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der voll geschlossenen Position, welches die Referenzposition in einer Periode ist, während welcher der Motor arbeitet, fällt, bestimmt die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31a, einen Positionslernprozess zu starten. Die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31a gibt dann eine Mitteilung des Starts des Positionslernprozesses an die Positionslern-Steuereinheit 32 aus.
Der vorbestimmte Bereich ab der Referenzposition ist beispielsweise ein Bereich, der zum Bestimmen verwendet wird, ob die Sollhubposition entweder die voll geschlossene Position des WG-Ventils 2 oder eine Position nahe der voll geschlossenen Position ist, wie in Ausführungsform 1 erläutert, und in welchem ein Normalbetrieb des mit einem Turbolader ausgerüsteten Motors nicht behindert wird, selbst falls das WG-Ventil 2 für den Positionslernprozess voll geschlossen wird.
Wenn eine Mitteilung zum Starten des Positionslernprozesses aus der Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31a empfangen wird, gibt die Positionslern-Steuereinheit 32 eine Anweisung zur Bewegung der Welle 13 zu der Referenzposition, das heißt der Position entsprechend der voll geschlossenen Position des WG-Ventils 2, an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 aus. Die Positionslern-Steuereinheit 32 gibt auch eine Anweisung zum Detektieren, als der Referenzposition, der Position der Welle 13, welche durch den Positionssensor 16 detektiert wird, an eine Referenzpositions-Detektionseinheit 33 aus. Wenn die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 die Welle 13 zur Position entsprechend der voll geschlossenen Position des WG-Ventils 2 bewegt hat, detektiert die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 als die Referenzposition die Position der Welle 13, welche durch den Positionssensor 16 detektiert wird.
Wie oben erwähnt, gemäß Ausführungsform 2, in dem Fall, in welchem die voll geschlossene Position des WG-Ventils 2, welches das anzutreibende Objekt ist, als die Referenzposition der Welle 13 in der Rückkopplungs-Steuereinheit 22 verwendet wird, wenn die Zielposition innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ab der voll geschlossenen Position in eine Periode fällt, während der der Motor des Fahrzeugs arbeitet, ist die Positionslerneinheit 30 konfiguriert, eine Anweisung zur Bewegung der Welle 13 zur voll geschlossenen Position für die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 bereitzustellen und als die Referenzposition die Position der Welle 13, welche durch den Positionssensor 16 detektiert wird, zu lernen, so dass die Häufigkeit, mit der die Referenzposition zu lernen ist, auf mehr als diejenige gesteigert werden kann, die durch konventionelle Techniken bereitgestellt wird, und die Genauigkeit der Referenzposition verbessert werden kann. Weiter, wenn der Positionslernprozess durchgeführt wird, ist der Normalbetrieb des mit dem Turbolader ausgerüsteten Motors nicht behindert und als Ergebnis gibt es keinen Einfluss auf das Fahrzeug, das fährt.
Die voll geschlossene Position des WG-Ventils 2 wird als die Referenzposition der Welle 13 in der oben erwähnten Erläuterung verwendet. Im Gegensatz dazu kann die voll geöffnete Position des WG-Ventils 2 als die Referenzposition der Welle 13 verwendet werden. In diesem Fall, wenn die aus dem Motorsteuerteil 21a mitgeteilte Sollhubposition innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von der voll geöffneten Position, welche die Referenzposition ist, fällt, bestimmt die Positionslernstart-Bestimmungseinheit 31a, den Positionslernprozess zu starten. Die Positionslern-Steuereinheit 32 gibt eine Anweisung zur Bewegung der Welle 13 zur Referenzposition, das heißt der Position, welche der voll geöffneten Position des WG-Ventils 2 entspricht, an die Rückkopplungs-Steuereinheit 22 aus und gibt auch eine Anweisung zum Detektieren, als Referenzposition, der Position der Welle 13, welche durch den Positionssensor 16 detektiert wird, an die Referenzpositions-Detektionseinheit 33 aus. Als Ergebnis, wie im oben erwähnten Fall, kann die Frequenz, mit welcher die Referenzposition erlernt wird, mehr als diejenige erhöht werden, die durch konventionelle Techniken bereitgestellt wird, und kann die Genauigkeit der Referenzposition verbessert werden. Weiter, wenn der Positionslernprozess durchgeführt wird, wird der Normalbetrieb des mit dem Turbolader ausgerüsteten Motors nicht behindert und als Ergebnis gibt es keinen Einfluss auf das Fahrzeug, das fährt.
Es versteht sich, dass eine frei ausgewählte Kombination der oben erwähnten Ausführungsformen gemacht werden kann, verschiedene Änderungen an jeder Komponente gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen vorgenommen werden können und jegliche Komponente gemäß einer der oben erwähnten Ausführungsformen innerhalb des Schutzumfangs der Erfindung weggelassen werden kann.
Obwohl in der oben erwähnten Erläuterung das WG-Ventil als ein Beispiel des anzutreibenden Objektes, welches durch den Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung angetrieben wird, erwähnt wird, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Ein Abgasrückführ-(EGR)-Ventil, das im Motor montiert ist, eine bewegliche Schaufel, die in einem Turbolader variabler Geometrie (VG) montiert ist, oder dergleichen, können das anzutreibende Objekt sein.
Weiter, obwohl die Konfiguration des Verbindens der Welle des Aktuators gemäß der vorliegenden Erfindung und des anzutreibenden Objekts unter Verwendung des Verbindungsmechanismus gezeigt ist, kann eine Konfiguration des direkten Verbindens der Welle und des anzutreibenden Objektes ohne Verwendung des Verbindungsmechanismus alternativ bereitgestellt werden.
Weiter kann eine Ventilantriebsvorrichtung, die den Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung, das Ventil, welches das anzutreibende Objekt ist, und die Steuervorrichtung beinhaltet, konfiguriert werden.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Weil die Steuervorrichtung für den Aktuator gemäß der vorliegenden Erfindung die Referenzposition der Welle während des Betriebs des Motors lernt, ist die Steuervorrichtung zur Verwendung als eine Steuervorrichtung für einen Aktuator, welcher durch eine Temperaturänderung beeinträchtigt ist, geeignet.
Bezugszeichenliste

1 WG-Aktuator, 2 WG-Ventil (anzutreibendes Objekt), 3 Verbindungsmechanismus, 3a, 3b Platte, 3c Halterungspunkt, 4 Gleichstrommotor, 5 Magnet, 6 Rotor, 7 Spule, 8 Stator, 9 Kommutator, 10 externer Anschluss, 11a, 11b Bürste, 12 Schraubenmechanismus, 12a weiblicher Gewindebereich, 12b männlicher Schraubenbereich; 13 Welle, 13a Rotationsbegrenzungsbereich, 13b, 13c Anstoßbereich, 14 Lagerbereich, 15 Gehäuse, 15a Führungsbereich, 15b, 15c Stopper, 16 Positionssensor, 17 Welle für Sensor, 18 Magnet für Sensor, 19 Stopper, 20 Steuervorrichtung, 21, 21a Motorsteuerteil, 22 Rückkopplungs-Steuereinheit, 23 Motorantreiber, 24 A/D-Wandler, 30 Positionslerneinheit, 31, 31a Positionslernsteuereinheit, 32 Positionslern-Steuereinheit, 33 Referenzpositions-Detektionseinheit, 40 Speicher, 41 Prozessor, 100 Abgaspassage, 101 Nebenstrompassage.

Claims

Steuervorrichtung für einen Aktuator, wobei der Aktuator eine Welle zum Justieren eines Öffnungsgrades eines anzutreibenden Objekts, welches in einem Fahrzeug montiert ist, einen Motor zum Veranlassen der Welle, in einer Axialrichtung zu reziprozieren und einen Positionssensor zum Detektieren einer Position der Welle, beinhaltet, wobei die Steuervorrichtung umfasst: eine Rückkopplungssteuereinheit zum Durchführen von Rückkopplungssteuerung am Aktuator unter Verwendung einer Referenzposition in der Axialrichtung der Welle auf solche Weise, dass die Position der durch den Positionssensor detektierten Welle nahe an eine Zielposition gelangt; und eine Positionslerneinheit zum, wenn ein Betrieb eines Motors des Fahrzeugs nicht in einer Periode behindert wird, während welcher der Motor arbeitet, Erlernen der Referenzposition.
Steuervorrichtung für den Aktuator gemäß Anspruch 1, wobei die Rückkopplungssteuereinheit eine voll geschlossene Position oder eine voll geöffnete Position des anzutreibenden Objekts als die Referenzposition der Welle verwendet, und wobei, wenn eine Motorlast gleich oder kleiner einem Schwellenwert in der Periode ist, während welcher der Motor des Fahrzeugs arbeitet, die Positionslerneinheit eine Anweisung zur Bewegung der Welle zur voll geschlossenen Position oder der voll geöffneten Position für die Rückkopplungssteuereinheit bereitstellt und als die Referenzposition die Position der Welle, welche durch den Positionssensor detektiert ist, lernt.
Steuervorrichtung für den Aktuator gemäß Anspruch 1, wobei die Rückkopplungssteuereinheit eine voll geöffnete Position des anzutreibenden Objekts als die Referenzposition der Welle verwendet, und wobei, wenn eine Motorlast größer als ein Schwellenwert in der Periode ist, während welcher der Motor des Fahrzeugs arbeitet, die Positionslerneinheit eine Anweisung zur Bewegung der Welle zur voll geöffneten Position der Rückkopplungssteuereinheit bereitstellt und als die Referenzposition die durch den Positionssensor detektierte Position der Welle lernt.
Steuervorrichtung für den Aktuator gemäß Anspruch 1, wobei die Rückkopplungssteuereinheit eine voll geschlossene Position des anzutreibenden Objekts als die Referenzposition der Welle verwendet, und wobei, wenn die Sollposition innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ab der voll geschlossenen Position in die Periode fällt, während welcher der Motor des Fahrzeugs arbeitet, die Positionslerneinheit eine Anweisung zur Bewegung der Welle zur voll geschlossenen Position der Rückkopplungssteuereinheit bereitstellt und als Referenzposition die durch den Positionssensor detektierte Position der Welle lernt.
Steuervorrichtung für den Aktuator gemäß Anspruch 1, wobei die Rückkopplungssteuereinheit eine voll geöffnete Position des anzutreibenden Objekts als die Referenzposition der Welle verwendet, und, wenn die Sollposition innerhalb eines vorbestimmten Bereichs ab der voll geöffneten Position in der Periode, während welcher der Motor des Fahrzeugs arbeitet, fällt, die Positionslerneinheit eine Anweisung zur Bewegung der Welle zur voll geöffneten Position der Rückkopplungssteuereinheit bereitstellt, und als Referenzposition die durch den Positionssensor detektierte Position der Welle lernt.
Aktuator, umfassend: eine Welle zur Justierung eines Öffnungsgrads eines anzutreibenden Objekts, das in einem Fahrzeug montiert ist; einen Motor zum Veranlassen der Welle, in einer Axialrichtung zu reziprozieren; einen Positionssensor zum Detektieren einer Position der Welle; und die Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1.
Ventilantriebsvorrichtung, umfassend: einen Aktuator, der eine Welle zum Justieren eines Öffnungsgrads eines anzutreibenden Objekts, das in einem Fahrzeug montiert ist, einen Motor zum Veranlassen der Welle zum Reziprozieren in einer Axialrichtung und einen Positionssensor zum Detektieren einer Position der Welle beinhaltet; ein Ventil, welches durch eine reziprozierende Bewegung in der Axialrichtung der Welle angetrieben ist; und die Steuervorrichtung gemäß Anspruch 1.
Steuerverfahren für einen Aktuator, der eine Welle zum Justieren eines Öffnungsgrads eines anzutreibenden Objektes, das an einem Fahrzeug montiert ist, einen Motor zum Veranlassen der Welle, in einer Axialrichtung zu reziprozieren, und einen Positionssensor zum Detektieren einer Position der Welle beinhaltet, wobei eine Rückkopplungssteuereinheit einer Steuervorrichtung Rückkopplungssteuerung am Aktuator unter Verwendung einer Referenzposition in der Axialrichtung der Welle auf solche Weise durchführt, dass die Position der Welle, welche durch den Positionssensor detektiert wird, nahe an eine Zielposition gelangt, und eine Positionslerneinheit der Steuervorrichtung die Referenzposition erlernt, wenn ein Betrieb eines Motors des Fahrzeugs nicht in einer Periode behindert wird, während welcher der Motor arbeitet.