JP2003295953A - 被制御体のフィードバック駆動制御装置 - Google Patents
被制御体のフィードバック駆動制御装置Info
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】電動アクチュエータ（ＤＣサーボモータ）と被
制御体（制御軸）との間に被制御体の回転位置によって
減速比が異なる非線形な減速比で電動アクチュエータの
回転駆動を減速させる非線形減速機構が介装された被制
御体のフィードバック駆動制御装置において、被制御体
の制御回転位置によって応答性能等の性能にばらつきが
生じることを防止し、全ての制御回転位置において均一
な制御応答性が得られるようにすること。 【解決手段】制御偏差演算手段で演算された制御偏差に
基づく操作量指令値をＤＣサーボモータ５に出力する制
御器Ｅ１と、非線形減速機構６における非線形な減速比
特性に応じて制御軸２の全ての回転位置で減速比が一定
の関係となるように設定された変換テーブルにより目標
制御軸回転位置信号と制御軸回転位置信号に補正を加え
る第１補正手段Ｅ２および第２補正手段Ｅ２と、を備え
る。
制御体（制御軸）との間に被制御体の回転位置によって
減速比が異なる非線形な減速比で電動アクチュエータの
回転駆動を減速させる非線形減速機構が介装された被制
御体のフィードバック駆動制御装置において、被制御体
の制御回転位置によって応答性能等の性能にばらつきが
生じることを防止し、全ての制御回転位置において均一
な制御応答性が得られるようにすること。 【解決手段】制御偏差演算手段で演算された制御偏差に
基づく操作量指令値をＤＣサーボモータ５に出力する制
御器Ｅ１と、非線形減速機構６における非線形な減速比
特性に応じて制御軸２の全ての回転位置で減速比が一定
の関係となるように設定された変換テーブルにより目標
制御軸回転位置信号と制御軸回転位置信号に補正を加え
る第１補正手段Ｅ２および第２補正手段Ｅ２と、を備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動アクチュエー
タと被制御体との間に、電動アクチュエータの回転駆動
を被制御体の回転位置によって異なった減速比で減速さ
せる非線形な減速比を持つ非線形減速機構が介装された
被制御体のフィードバック駆動制御装置に関する。
タと被制御体との間に、電動アクチュエータの回転駆動
を被制御体の回転位置によって異なった減速比で減速さ
せる非線形な減速比を持つ非線形減速機構が介装された
被制御体のフィードバック駆動制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上述のような被制御体のフィードバック
駆動制御装置としては、例えば、内燃機関の可変動弁装
置において制御軸（被制御体）の回転角制御に用いられ
る制御軸のフィードバック駆動制御装置がある。前記可
変動弁装置では、内燃機関のバルブ動作特性、例えばバ
ルブ位相、バルブリフト量を連続的に変化させる可変動
弁機構を吸気側バルブ、もしくは、吸気側および排気側
バルブ両方を持ち、該可変動弁機構は、制御軸を回転さ
せることでバルブ動作特性を変更できるもので、制御軸
の回転角をポテンショメータ等の回転角度センサ（実制
御回転位置検出手段）によって検出し、この検出された
実制御軸回転角信号に基づき、制御手段では、実制御軸
回転角信号と目標制御軸回転角信号とを比較し、偏差が
零になるように、油圧アクチュエータや電動アクチュエ
ータ等の駆動力源を駆動することにより、減速機構を介
して制御軸の回転角を目標のバルブ動作特性に対応する
目標制御軸回転角に一致させるように駆動するフィード
バック制御が行われるようになっている。
駆動制御装置としては、例えば、内燃機関の可変動弁装
置において制御軸（被制御体）の回転角制御に用いられ
る制御軸のフィードバック駆動制御装置がある。前記可
変動弁装置では、内燃機関のバルブ動作特性、例えばバ
ルブ位相、バルブリフト量を連続的に変化させる可変動
弁機構を吸気側バルブ、もしくは、吸気側および排気側
バルブ両方を持ち、該可変動弁機構は、制御軸を回転さ
せることでバルブ動作特性を変更できるもので、制御軸
の回転角をポテンショメータ等の回転角度センサ（実制
御回転位置検出手段）によって検出し、この検出された
実制御軸回転角信号に基づき、制御手段では、実制御軸
回転角信号と目標制御軸回転角信号とを比較し、偏差が
零になるように、油圧アクチュエータや電動アクチュエ
ータ等の駆動力源を駆動することにより、減速機構を介
して制御軸の回転角を目標のバルブ動作特性に対応する
目標制御軸回転角に一致させるように駆動するフィード
バック制御が行われるようになっている。
【０００３】そして、前記駆動力源に油圧アクチュエー
タを用いたものとして、特開２０００−８７７１２号公
報に記載のものがある。この従来例は、内燃機関のアイ
ドリング時等供給油圧が低い場合には油圧が高い場合と
比べ、油圧回路が同様に動作してもシリンダの移動量が
小さくなってしまうことから、供給油圧が低い領域で使
用するバルブ特性（制御軸位置）がシリンダと直交する
（シリンダ移動量に対する制御軸回転量が大きくなる）
位置に配置することで、小さなシリンダ移動量（供給油
圧）でも制御軸が俊敏に動くようにしたものである。
タを用いたものとして、特開２０００−８７７１２号公
報に記載のものがある。この従来例は、内燃機関のアイ
ドリング時等供給油圧が低い場合には油圧が高い場合と
比べ、油圧回路が同様に動作してもシリンダの移動量が
小さくなってしまうことから、供給油圧が低い領域で使
用するバルブ特性（制御軸位置）がシリンダと直交する
（シリンダ移動量に対する制御軸回転量が大きくなる）
位置に配置することで、小さなシリンダ移動量（供給油
圧）でも制御軸が俊敏に動くようにしたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御軸
を回転させる駆動力源として、エンジン油圧による油圧
アクチュエータではなく、ＤＣサーボモータ等の電動ア
クチュエータを用いた場合、駆動力源の動作量（移動
量、回転量等）に対し制御軸の回転角が非線形に変化す
る非線形減速機構が用いられているため、以下に述べる
ような問題点があった。即ち、駆動力がエンジン油圧に
左右されない電動アクチュエータでは、駆動力源の動作
量に対する制御軸の回転角が一定ではなく、このため、
図７（減速比大・小各位置での制御応答性を示すタイム
チャート）に示すように、減速比の大きい所では同図の
点線で示すように制御軸の応答が遅く、減速比の小さ
い所では同図の実線で示すように制御軸の応答が早く
なるため、制御軸を目標制御軸角に収束させる制御手段
が複雑になってうまく制御できず、これにより、制御軸
の制御回転位置によって応答性能等の性能にばらつきが
生じる。
を回転させる駆動力源として、エンジン油圧による油圧
アクチュエータではなく、ＤＣサーボモータ等の電動ア
クチュエータを用いた場合、駆動力源の動作量（移動
量、回転量等）に対し制御軸の回転角が非線形に変化す
る非線形減速機構が用いられているため、以下に述べる
ような問題点があった。即ち、駆動力がエンジン油圧に
左右されない電動アクチュエータでは、駆動力源の動作
量に対する制御軸の回転角が一定ではなく、このため、
図７（減速比大・小各位置での制御応答性を示すタイム
チャート）に示すように、減速比の大きい所では同図の
点線で示すように制御軸の応答が遅く、減速比の小さ
い所では同図の実線で示すように制御軸の応答が早く
なるため、制御軸を目標制御軸角に収束させる制御手段
が複雑になってうまく制御できず、これにより、制御軸
の制御回転位置によって応答性能等の性能にばらつきが
生じる。
【０００５】本発明は、上述の従来の問題点に着目して
なされたもので、電動アクチュエータと被制御体との間
に被制御体の回転位置によって減速比が異なる非線形な
減速比で電動アクチュエータの回転駆動を減速させる非
線形減速機構が介装された被制御体のフィードバック駆
動制御装置において、被制御体の制御回転位置によって
応答性能等の性能にばらつきが生じることを防止し、全
ての制御回転位置において均一な制御応答性が得られる
ようにすることを目的とする。
なされたもので、電動アクチュエータと被制御体との間
に被制御体の回転位置によって減速比が異なる非線形な
減速比で電動アクチュエータの回転駆動を減速させる非
線形減速機構が介装された被制御体のフィードバック駆
動制御装置において、被制御体の制御回転位置によって
応答性能等の性能にばらつきが生じることを防止し、全
ての制御回転位置において均一な制御応答性が得られる
ようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明請求項１記載の被制御体のフィードバック
駆動制御装置は、電動アクチュエータの回転により駆動
される被制御体と、前記電動アクチュエータと被制御体
との間に介装されていて前記被制御体の回転位置によっ
て減速比が異なる非線形な減速比で電動アクチュエータ
の回転駆動を減速させる非線形減速機構と、前記被制御
体の実制御回転位置を検出する実制御回転位置検出手段
と、該実制御回転位置検出手段で検出された実制御回転
位置信号と所定の条件に基づいて設定される目標制御回
転位置信号との制御偏差を演算する制御偏差演算手段
と、該制御偏差演算手段で演算された制御偏差に基づく
操作量指令値を前記電動アクチュエータに出力する制御
手段と、前記非線形減速機構における非線形な減速比特
性に応じて前記被制御体の全ての回転位置で減速比が一
定の関係となるように前記目標制御回転位置信号と実制
御回転位置信号に補正を加える補正手段と、を備えてい
る手段とした。
めに、本発明請求項１記載の被制御体のフィードバック
駆動制御装置は、電動アクチュエータの回転により駆動
される被制御体と、前記電動アクチュエータと被制御体
との間に介装されていて前記被制御体の回転位置によっ
て減速比が異なる非線形な減速比で電動アクチュエータ
の回転駆動を減速させる非線形減速機構と、前記被制御
体の実制御回転位置を検出する実制御回転位置検出手段
と、該実制御回転位置検出手段で検出された実制御回転
位置信号と所定の条件に基づいて設定される目標制御回
転位置信号との制御偏差を演算する制御偏差演算手段
と、該制御偏差演算手段で演算された制御偏差に基づく
操作量指令値を前記電動アクチュエータに出力する制御
手段と、前記非線形減速機構における非線形な減速比特
性に応じて前記被制御体の全ての回転位置で減速比が一
定の関係となるように前記目標制御回転位置信号と実制
御回転位置信号に補正を加える補正手段と、を備えてい
る手段とした。
【０００７】請求項２記載の被制御体のフィードバック
駆動制御装置では、請求項１記載の被制御体のフィード
バック駆動制御装置において、前記補正手段が、前記非
線形減速機構における非線形な減速比特性に応じて前記
被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係となる
ように予め設定された変換テーブルに基づいて前記目標
制御回転位置信号と実制御回転位置信号に補正を加える
ように構成されている手段とした。
駆動制御装置では、請求項１記載の被制御体のフィード
バック駆動制御装置において、前記補正手段が、前記非
線形減速機構における非線形な減速比特性に応じて前記
被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係となる
ように予め設定された変換テーブルに基づいて前記目標
制御回転位置信号と実制御回転位置信号に補正を加える
ように構成されている手段とした。
【０００８】
【作用】本発明請求項１記載の被制御体のフィードバッ
ク駆動制御装置では、偏差演算手段において、実制御回
転位置検出手段で検出された実制御回転位置信号と所定
の条件に基づいて設定される目標制御回転位置信号との
制御偏差の演算が行われ、制御手段ではこの制御偏差に
基づいて操作量指令値を電動アクチュエータに出力する
が、補正手段において、非線形減速機構における非線形
な減速比特性に応じて被制御体の全ての回転位置で減速
比が一定の関係となるように、前記偏差演算手段に入力
される目標制御回転位置信号と実制御回転位置信号に補
正が加えられるもので、この補正により、電動アクチュ
エータと被制御体との間に被制御体の回転位置によって
減速比が異なる非線形な減速比で電動アクチュエータの
回転駆動を減速させる非線形減速機構が介装された被制
御体のフィードバック駆動制御装置において、被制御体
の全ての回転位置で電動アクチュエータの回転位置と被
制御体の回転位置との間の減速比が見かけ上において一
定の関係となり、これにより、被制御体の制御回転位置
によって応答性能等の性能にばらつきが生じることが防
止され、全ての制御回転位置において均一な制御応答性
が得られるようになる。
ク駆動制御装置では、偏差演算手段において、実制御回
転位置検出手段で検出された実制御回転位置信号と所定
の条件に基づいて設定される目標制御回転位置信号との
制御偏差の演算が行われ、制御手段ではこの制御偏差に
基づいて操作量指令値を電動アクチュエータに出力する
が、補正手段において、非線形減速機構における非線形
な減速比特性に応じて被制御体の全ての回転位置で減速
比が一定の関係となるように、前記偏差演算手段に入力
される目標制御回転位置信号と実制御回転位置信号に補
正が加えられるもので、この補正により、電動アクチュ
エータと被制御体との間に被制御体の回転位置によって
減速比が異なる非線形な減速比で電動アクチュエータの
回転駆動を減速させる非線形減速機構が介装された被制
御体のフィードバック駆動制御装置において、被制御体
の全ての回転位置で電動アクチュエータの回転位置と被
制御体の回転位置との間の減速比が見かけ上において一
定の関係となり、これにより、被制御体の制御回転位置
によって応答性能等の性能にばらつきが生じることが防
止され、全ての制御回転位置において均一な制御応答性
が得られるようになる。
【０００９】請求項２記載の被制御体のフィードバック
駆動制御装置では、請求項１において、前記補正手段
で、非線形減速機構における非線形な減速比特性に応じ
て被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係とな
るように予め設定された変換テーブルに基づいて目標制
御回転位置信号と実制御回転位置信号に補正を加えるよ
うにしたもので、このように補正に変換テーブルを用い
ることにより、減速比を机上の理論のみで正確かつきめ
細かに線形特性に補正することができる。
駆動制御装置では、請求項１において、前記補正手段
で、非線形減速機構における非線形な減速比特性に応じ
て被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係とな
るように予め設定された変換テーブルに基づいて目標制
御回転位置信号と実制御回転位置信号に補正を加えるよ
うにしたもので、このように補正に変換テーブルを用い
ることにより、減速比を机上の理論のみで正確かつきめ
細かに線形特性に補正することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。この発明の実施の形態は、請求項１、２の発明に
対応している。図１は、本発明の実施の形態の被制御体
のフィードバック駆動制御装置が適用された可変動弁装
置の全体を示す構成図であり、この図において、１は吸
気・排気弁のバルブリフト量を変化させる可変動弁機
構、２は制御軸（被制御体）、３は回転角度センサ（実
制御量回転位置検出手段）、４はコントロールユニット
（制御手段）、５はＤＣサーボモータで構成される電動
アクチュエータ、６は非線形減速機構を示す。
する。この発明の実施の形態は、請求項１、２の発明に
対応している。図１は、本発明の実施の形態の被制御体
のフィードバック駆動制御装置が適用された可変動弁装
置の全体を示す構成図であり、この図において、１は吸
気・排気弁のバルブリフト量を変化させる可変動弁機
構、２は制御軸（被制御体）、３は回転角度センサ（実
制御量回転位置検出手段）、４はコントロールユニット
（制御手段）、５はＤＣサーボモータで構成される電動
アクチュエータ、６は非線形減速機構を示す。
【００１１】さらに詳述すると、この可変動弁装置は、
前記コントロールユニット４において、図示を省略した
クランク角センサ、エアフローメータ、水温センサ、エ
ンジン回転数センサ等の各種のセンサからの検出信号
（機関運転情報）および各種装置からの要求に応じて設
定された目標制御量である目標制御軸回転角（目標制御
回転位置）と、前記回転角度センサ３で検出された実制
御量である制御軸回転角信号（実制御回転位置）との制
御偏差に基づいて操作量指令値が演算され、この操作量
指令値に応じたモータ印加電圧をＤＣサーボモータ５に
出力することにより、前記非線形減速機構６を介して制
御軸２の回転角を目標のバルブ特性に対応する目標制御
軸回転角に一致させるようなフィードバック制御が行わ
れるようになっている。
前記コントロールユニット４において、図示を省略した
クランク角センサ、エアフローメータ、水温センサ、エ
ンジン回転数センサ等の各種のセンサからの検出信号
（機関運転情報）および各種装置からの要求に応じて設
定された目標制御量である目標制御軸回転角（目標制御
回転位置）と、前記回転角度センサ３で検出された実制
御量である制御軸回転角信号（実制御回転位置）との制
御偏差に基づいて操作量指令値が演算され、この操作量
指令値に応じたモータ印加電圧をＤＣサーボモータ５に
出力することにより、前記非線形減速機構６を介して制
御軸２の回転角を目標のバルブ特性に対応する目標制御
軸回転角に一致させるようなフィードバック制御が行わ
れるようになっている。
【００１２】また、前記コントロールユニット４には、
制御器（制御手段）Ｅ１と、該制御器Ｅ１に入力される
目標制御軸回転角信号と制御軸回転角信号にそれぞれ補
正を加える第１補正手段Ｅ２および第２補正手段Ｅ３が
含まれており、第１補正手段Ｅ２で補正された目標制御
軸回転角信号および第２補正手段Ｅ３で補正された制御
軸回転角信号が制御器Ｅ１に入力される。
制御器（制御手段）Ｅ１と、該制御器Ｅ１に入力される
目標制御軸回転角信号と制御軸回転角信号にそれぞれ補
正を加える第１補正手段Ｅ２および第２補正手段Ｅ３が
含まれており、第１補正手段Ｅ２で補正された目標制御
軸回転角信号および第２補正手段Ｅ３で補正された制御
軸回転角信号が制御器Ｅ１に入力される。
【００１３】次に、前記コントロールユニット４におけ
る制御作動を、図２のフローチャートに基づいて説明す
る。まず、ステップＳ１０１で目標制御軸回転角信号を
読み込み、ステップＳ１０２では回転角度センサ３で検
出された実制御量である制御軸回転角信号を読み込む。
る制御作動を、図２のフローチャートに基づいて説明す
る。まず、ステップＳ１０１で目標制御軸回転角信号を
読み込み、ステップＳ１０２では回転角度センサ３で検
出された実制御量である制御軸回転角信号を読み込む。
【００１４】続くステップＳ１０３では、第１補正手段
Ｅ２において、前記ステップＳ１０１で読み込まれた目
標制御軸回転角信号の補正が行われる。なお、この補正
内容については後に詳述する。続くステップＳ１０４で
は、第２補正手段Ｅ３において、前記ステップＳ１０２
で読み込まれた制御軸回転角信号の補正が行われる。な
お、この補正内容については後に詳述する。
Ｅ２において、前記ステップＳ１０１で読み込まれた目
標制御軸回転角信号の補正が行われる。なお、この補正
内容については後に詳述する。続くステップＳ１０４で
は、第２補正手段Ｅ３において、前記ステップＳ１０２
で読み込まれた制御軸回転角信号の補正が行われる。な
お、この補正内容については後に詳述する。
【００１５】続くステップＳ１０５では、制御器Ｅ１に
おいて、第１補正手段Ｅ２で補正された目標制御軸回転
角信号と、第２補正手段Ｅ３で補正された制御軸回転角
信号との偏差から操作量指令値の演算が行われ、続くス
テップＳ１０６においてこの操作量指令値を駆動信号と
してＤＣサーボモータ５に出力することにより、前記非
線形減速機構６を介して制御軸２の回転角を目標のバル
ブ特性に対応する目標制御軸回転角に一致させるような
フィードバック制御が行われる。
おいて、第１補正手段Ｅ２で補正された目標制御軸回転
角信号と、第２補正手段Ｅ３で補正された制御軸回転角
信号との偏差から操作量指令値の演算が行われ、続くス
テップＳ１０６においてこの操作量指令値を駆動信号と
してＤＣサーボモータ５に出力することにより、前記非
線形減速機構６を介して制御軸２の回転角を目標のバル
ブ特性に対応する目標制御軸回転角に一致させるような
フィードバック制御が行われる。
【００１６】次に、前記第１補正手段Ｅ２および第２補
正手段Ｅ３における補正内容について説明する。まず、
図３は、非線形減速機構６における制御軸回転角信号に
対する減速比を示す非線形減速比特性図であり、この図
に示すように、制御軸回転角位置によって減速比が異な
る非線形減速比特性となっている。
正手段Ｅ３における補正内容について説明する。まず、
図３は、非線形減速機構６における制御軸回転角信号に
対する減速比を示す非線形減速比特性図であり、この図
に示すように、制御軸回転角位置によって減速比が異な
る非線形減速比特性となっている。
【００１７】また、図４は、ＤＣサーボモータ５のモー
タ軸５ａを１００ｄｅｇ回転させた時の各制御軸回転角
位置における制御軸回転角の変化量を示す特性図であ
り、この図に示すように、制御軸回転角が３９ｄｅｇ近
辺の時が、モータ軸５ａの回転角に対する制御軸回転角
の変化量が小さくなるような非線形の減速比特性となっ
ている。その結果、図６（モータ軸回転角に対する制御
軸回転角関係図）の点線で示すように、モータ軸回転角
に対する制御軸回転角の関係が逆Ｓ字カーブ状の非線形
特性となっている。
タ軸５ａを１００ｄｅｇ回転させた時の各制御軸回転角
位置における制御軸回転角の変化量を示す特性図であ
り、この図に示すように、制御軸回転角が３９ｄｅｇ近
辺の時が、モータ軸５ａの回転角に対する制御軸回転角
の変化量が小さくなるような非線形の減速比特性となっ
ている。その結果、図６（モータ軸回転角に対する制御
軸回転角関係図）の点線で示すように、モータ軸回転角
に対する制御軸回転角の関係が逆Ｓ字カーブ状の非線形
特性となっている。
【００１８】そこで、第１補正手段Ｅ２および第２補正
手段Ｅ３では、コントロールユニット４に入力される目
標制御軸回転角信号と、回転角度センサ３からコントロ
ールユニット４に入力される制御軸回転角信号を、非線
形減速機構６における非線形な減速比特性に応じてそれ
ぞれ補正することにより、全ての制御軸回転角位置で、
一定の減速比（制御軸回転角の変化量）となるように予
め設定された変換テーブルが用いられている。
手段Ｅ３では、コントロールユニット４に入力される目
標制御軸回転角信号と、回転角度センサ３からコントロ
ールユニット４に入力される制御軸回転角信号を、非線
形減速機構６における非線形な減速比特性に応じてそれ
ぞれ補正することにより、全ての制御軸回転角位置で、
一定の減速比（制御軸回転角の変化量）となるように予
め設定された変換テーブルが用いられている。
【００１９】この変換テーブルは、図５に示すように、
第１補正手段Ｅ２および第２補正手段Ｅ３に入力される
補正手段入力目標制御軸回転角および補正手段入力制御
軸回転角に対する補正手段出力目標制御軸回転角および
補正手段出力制御軸回転角の変化量が、回転角が３９ｄ
ｅｇ近辺の時が最も大きくなるようなＳ字カーブ状の変
化量補正特性テーブルとすることにより、図６（モータ
軸回転角に対する制御軸回転角関係図）の実線で示すよ
うに、モータ軸回転角に対する制御軸回転角が線形特性
となり、これにより、モータ軸回転角の全ての位置にお
いて減速比が一定となるような補正が行われる。
第１補正手段Ｅ２および第２補正手段Ｅ３に入力される
補正手段入力目標制御軸回転角および補正手段入力制御
軸回転角に対する補正手段出力目標制御軸回転角および
補正手段出力制御軸回転角の変化量が、回転角が３９ｄ
ｅｇ近辺の時が最も大きくなるようなＳ字カーブ状の変
化量補正特性テーブルとすることにより、図６（モータ
軸回転角に対する制御軸回転角関係図）の実線で示すよ
うに、モータ軸回転角に対する制御軸回転角が線形特性
となり、これにより、モータ軸回転角の全ての位置にお
いて減速比が一定となるような補正が行われる。
【００２０】なお、制御軸回転角信号だけでなく、目標
制御軸回転角信号に対しても第１補正手段により第２補
正手段における補正と同一の補正を行うのは、制御軸回
転角信号との整合性をとる必要があるからである。
制御軸回転角信号に対しても第１補正手段により第２補
正手段における補正と同一の補正を行うのは、制御軸回
転角信号との整合性をとる必要があるからである。
【００２１】以上詳細に説明したように、この発明の実
施の形態では、第１補正手段および第２補正手段におい
て、非線形減速機構６における非線形な減速比特性に応
じて制御軸２の全ての回転角位置で減速比が一定の関係
となるように、制御器Ｅ１に入力される目標制御軸回転
角信号と制御軸回転角信号に補正が加えられるもので、
この補正により、ＤＣサーボモータ５のモータ軸５ａと
制御軸２との間に制御軸２の回転角位置によって減速比
が異なる非線形な減速比でＤＣサーボモータ５の回転駆
動を減速させる非線形減速機構６が介装された制御軸２
のフィードバック駆動制御装置において、制御軸２の全
ての回転角位置でモータ軸５ａの回転角と制御軸２の回
転角との間の減速比が見かけ上において一定の関係とな
る。
施の形態では、第１補正手段および第２補正手段におい
て、非線形減速機構６における非線形な減速比特性に応
じて制御軸２の全ての回転角位置で減速比が一定の関係
となるように、制御器Ｅ１に入力される目標制御軸回転
角信号と制御軸回転角信号に補正が加えられるもので、
この補正により、ＤＣサーボモータ５のモータ軸５ａと
制御軸２との間に制御軸２の回転角位置によって減速比
が異なる非線形な減速比でＤＣサーボモータ５の回転駆
動を減速させる非線形減速機構６が介装された制御軸２
のフィードバック駆動制御装置において、制御軸２の全
ての回転角位置でモータ軸５ａの回転角と制御軸２の回
転角との間の減速比が見かけ上において一定の関係とな
る。
【００２２】その結果、図７（減速比大・小各位置での
制御応答性を示すタイムチャート）の実線で示すよう
に、非線形減速器６の減速比が大きい位置における目標
制御軸回転角への応答時間を、非線形減速器６の減速比
が小さい位置における目標制御軸回転角への応答時間と
同等にすることができるもので、これにより、制御軸２
の回転角によって応答性能等の性能にばらつきが生じる
ことが防止され、全ての制御軸回転角位置において均一
な制御応答性が得られるようになるという効果が得られ
る。
制御応答性を示すタイムチャート）の実線で示すよう
に、非線形減速器６の減速比が大きい位置における目標
制御軸回転角への応答時間を、非線形減速器６の減速比
が小さい位置における目標制御軸回転角への応答時間と
同等にすることができるもので、これにより、制御軸２
の回転角によって応答性能等の性能にばらつきが生じる
ことが防止され、全ての制御軸回転角位置において均一
な制御応答性が得られるようになるという効果が得られ
る。
【００２３】また、第１補正手段Ｅ２および第２補正手
段Ｅ３において、非線形減速機構６における非線形な減
速比特性に応じて制御軸２の全ての回転角位置で減速比
が一定の関係となるように予め設定された変換テーブル
に基づいて目標制御軸回転角信号と制御軸回転角信号に
補正を加えるようにしたことで、減速比を机上の理論の
みで正確かつきめ細かに線形特性に補正することができ
るようになる。
段Ｅ３において、非線形減速機構６における非線形な減
速比特性に応じて制御軸２の全ての回転角位置で減速比
が一定の関係となるように予め設定された変換テーブル
に基づいて目標制御軸回転角信号と制御軸回転角信号に
補正を加えるようにしたことで、減速比を机上の理論の
みで正確かつきめ細かに線形特性に補正することができ
るようになる。
【００２４】以上、本発明の実施の形態を説明してきた
が、具体的な構成はこれら発明の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、発
明の実施の形態では、電動アクチュエータにより所定の
目標制御量に駆動制御される被制御体として、可変動弁
機構における制御軸を例にとり、該制御軸を目標制御軸
回転角に制御する場合について説明したが、要は、ＤＣ
サーボモータやステッピングモータ等の電動アクチュエ
ータと被制御体との間に、電動アクチュエータの回転駆
動を被制御体の回転角位置によって異なった減速比で減
速させる非線形な減速比を持つ非線形減速機構が介装さ
れた被制御体のフィードバック駆動制御装置に全て適用
することができる。
が、具体的な構成はこれら発明の実施の形態に限定され
るものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲におけ
る設計変更等があっても本発明に含まれる。例えば、発
明の実施の形態では、電動アクチュエータにより所定の
目標制御量に駆動制御される被制御体として、可変動弁
機構における制御軸を例にとり、該制御軸を目標制御軸
回転角に制御する場合について説明したが、要は、ＤＣ
サーボモータやステッピングモータ等の電動アクチュエ
ータと被制御体との間に、電動アクチュエータの回転駆
動を被制御体の回転角位置によって異なった減速比で減
速させる非線形な減速比を持つ非線形減速機構が介装さ
れた被制御体のフィードバック駆動制御装置に全て適用
することができる。
【００２５】
【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、本発明
の被制御体のフィードバック駆動制御装置では、上述の
ように、制御偏差演算手段で演算された制御偏差に基づ
く操作量指令値を電動アクチュエータに出力する制御手
段と、非線形減速機構における非線形な減速比特性に応
じて被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係と
なるように目標制御回転位置信号と実制御回転位置信号
に補正を加える補正手段と、を備えている手段としたこ
とで、電動アクチュエータと被制御体との間に被制御体
の回転位置によって減速比が異なる非線形な減速比で電
動アクチュエータの回転駆動を減速させる非線形減速機
構が介装された被制御体のフィードバック駆動制御装置
において、被制御体の全ての回転位置で電動アクチュエ
ータの回転位置と被制御体の回転位置との間の減速比が
見かけ上において一定の関係とすることができ、これに
より、被制御体の制御回転位置によって応答性能等の性
能にばらつきが生じることが防止され、全ての制御回転
位置において均一な制御応答性が得られるようになると
いう効果が得られる。
の被制御体のフィードバック駆動制御装置では、上述の
ように、制御偏差演算手段で演算された制御偏差に基づ
く操作量指令値を電動アクチュエータに出力する制御手
段と、非線形減速機構における非線形な減速比特性に応
じて被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係と
なるように目標制御回転位置信号と実制御回転位置信号
に補正を加える補正手段と、を備えている手段としたこ
とで、電動アクチュエータと被制御体との間に被制御体
の回転位置によって減速比が異なる非線形な減速比で電
動アクチュエータの回転駆動を減速させる非線形減速機
構が介装された被制御体のフィードバック駆動制御装置
において、被制御体の全ての回転位置で電動アクチュエ
ータの回転位置と被制御体の回転位置との間の減速比が
見かけ上において一定の関係とすることができ、これに
より、被制御体の制御回転位置によって応答性能等の性
能にばらつきが生じることが防止され、全ての制御回転
位置において均一な制御応答性が得られるようになると
いう効果が得られる。
【００２６】請求項２記載の被制御体のフィードバック
駆動制御装置では、請求項１記載の被制御体のフィード
バック駆動制御装置において、前記補正手段が、前記非
線形減速機構における非線形な減速比特性に応じて前記
被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係となる
ように予め設定された変換テーブルに基づいて前記目標
制御回転位置信号と実制御回転位置信号に補正を加える
ように構成されている手段とし、即ち、補正に変換テー
ブルを用いるようにしたことによって、減速比を机上の
理論のみで正確かつきめ細かに線形特性に補正すること
ができるようになる。
駆動制御装置では、請求項１記載の被制御体のフィード
バック駆動制御装置において、前記補正手段が、前記非
線形減速機構における非線形な減速比特性に応じて前記
被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係となる
ように予め設定された変換テーブルに基づいて前記目標
制御回転位置信号と実制御回転位置信号に補正を加える
ように構成されている手段とし、即ち、補正に変換テー
ブルを用いるようにしたことによって、減速比を机上の
理論のみで正確かつきめ細かに線形特性に補正すること
ができるようになる。
【図１】本発明の実施の形態の被制御体のフィードバッ
ク駆動制御装置が適用された可変動弁装置の全体を示す
構成図である。
ク駆動制御装置が適用された可変動弁装置の全体を示す
構成図である。
【図２】本発明の実施の形態の被制御体のフィードバッ
ク駆動制御装置におけるコントロールユニットの制御作
動を示すフローチャートである。
ク駆動制御装置におけるコントロールユニットの制御作
動を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態の非線形減速機構における
制御軸回転角信号に対する減速比を示す非線形減速比特
性図である。
制御軸回転角信号に対する減速比を示す非線形減速比特
性図である。
【図４】モータ軸を１００ｄｅｇ回転させた時の各制御
軸回転角位置における制御軸回転角の変化量を示す特性
図である。
軸回転角位置における制御軸回転角の変化量を示す特性
図である。
【図５】本発明の実施の形態の被制御体のフィードバッ
ク駆動制御装置における補正手段入力目標制御軸回転角
および補正手段入力制御軸回転角に対する補正手段出力
目標制御軸回転角および補正手段出力制御軸回転角の変
化量を示す特性図である。
ク駆動制御装置における補正手段入力目標制御軸回転角
および補正手段入力制御軸回転角に対する補正手段出力
目標制御軸回転角および補正手段出力制御軸回転角の変
化量を示す特性図である。
【図６】本発明の実施の形態の被制御体のフィードバッ
ク駆動制御装置におけるモータ軸回転角に対する制御軸
回転角関係図である。
ク駆動制御装置におけるモータ軸回転角に対する制御軸
回転角関係図である。
【図７】本発明の実施の形態の被制御体のフィードバッ
ク駆動制御装置における減速比大・小各位置での制御応
答性を示すタイムチャートである。
ク駆動制御装置における減速比大・小各位置での制御応
答性を示すタイムチャートである。
１ 可変動弁機構
２ 制御軸（被制御体）
３ 回転角度センサ（実制御量回転位置検出手段）
４ コントロールユニット（制御手段）
５ ＤＣサーボモータ（電動アクチュエータ）
５ａ モータ軸
６ 非線形減速機構
Ｅ１ 制御器（制御手段、制御偏差演算手段）
Ｅ２ 第１補正手段
Ｅ３ 第２補正手段
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3G092 AA11 DA07 DG08 EA01 EA02
EB05 EC01 FA06 HA01Z
HA12X HA12Z HE01Z HE03Z
HE08Z
5H303 AA13 BB02 BB06 CC03 CC06
DD01 DD27 EE03 KK22
Claims (2)
- 【請求項１】 電動アクチュエータの回転により駆動さ
れる被制御体と、 前記電動アクチュエータと被制御体との間に介装されて
いて前記被制御体の回転位置によって減速比が異なる非
線形な減速比で電動アクチュエータの回転駆動を減速さ
せる非線形減速機構と、 前記被制御体の実制御回転位置を検出する実制御回転位
置検出手段と、 該実制御回転位置検出手段で検出された実制御回転位置
信号と所定の条件に基づいて設定される目標制御回転位
置信号との制御偏差を演算する制御偏差演算手段と、 該制御偏差演算手段で演算された制御偏差に基づく操作
量指令値を前記電動アクチュエータに出力する制御手段
と、 前記非線形減速機構における非線形な減速比特性に応じ
て前記被制御体の全ての回転位置で減速比が一定の関係
となるように前記目標制御回転位置信号と実制御回転位
置信号に補正を加える補正手段と、を備えていることを
特徴とする被制御体のフィードバック駆動制御装置。 - 【請求項２】 前記補正手段が、前記非線形減速機構に
おける非線形な減速比特性に応じて前記被制御体の全て
の回転位置で減速比が一定の関係となるように予め設定
された変換テーブルに基づいて前記目標制御回転位置信
号と実制御回転位置信号に補正を加えるように構成され
ていることを特徴とする請求項１記載の被制御体のフィ
ードバック駆動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095888A JP2003295953A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 被制御体のフィードバック駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095888A JP2003295953A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 被制御体のフィードバック駆動制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003295953A true JP2003295953A (ja) | 2003-10-17 |
Family
ID=29387318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002095888A Pending JP2003295953A (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 被制御体のフィードバック駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003295953A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7685994B2 (en) | 2006-03-27 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing apparatus and method of detecting valve phase thereof |
| US7958858B2 (en) | 2006-08-29 | 2011-06-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing system and method for controlling the same |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095888A patent/JP2003295953A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7685994B2 (en) | 2006-03-27 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing apparatus and method of detecting valve phase thereof |
| US7958858B2 (en) | 2006-08-29 | 2011-06-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Variable valve timing system and method for controlling the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040817 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20041217 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060120 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060613 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060704 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061212 |