JP2003295954A - 電動アクチュエータ駆動制御装置 - Google Patents
電動アクチュエータ駆動制御装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】電動アクチュエータのフィードバック制御に積
分器を含む電動アクチュエータ駆動制御装置において、
電源電圧の制限が無い場合の実制御量応答を犠牲にする
ことなしに、操作量指令値が所定電源電圧値を越えた場
合の実制御量応答におけるオーバーシュートを防止し、
あらゆる動作要求に対し最適な応答性が得られるように
すること。 【解決手段】電動アクチュエータ５を駆動する前回操作
量指令値の絶対値 |Ｖ-1| と電源電圧値ＶＢとを比較す
る比較手段Ｃ３と、比較手段Ｃ３により前回の操作量指
令値の絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢより大きいと判
断された場合は積分操作量ＩＵを減少させる方向に補正
する積分操作量補正手段Ｃ４と、を備える。
分器を含む電動アクチュエータ駆動制御装置において、
電源電圧の制限が無い場合の実制御量応答を犠牲にする
ことなしに、操作量指令値が所定電源電圧値を越えた場
合の実制御量応答におけるオーバーシュートを防止し、
あらゆる動作要求に対し最適な応答性が得られるように
すること。 【解決手段】電動アクチュエータ５を駆動する前回操作
量指令値の絶対値 |Ｖ-1| と電源電圧値ＶＢとを比較す
る比較手段Ｃ３と、比較手段Ｃ３により前回の操作量指
令値の絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢより大きいと判
断された場合は積分操作量ＩＵを減少させる方向に補正
する積分操作量補正手段Ｃ４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
タを動かす場合に所定の電源電圧（バッテリ電圧）の制
限を受け、かつ、電動アクチュエータ等を動かす制御器
に積分器を含む電動アクチュエータ駆動制御装置に関す
る。
タを動かす場合に所定の電源電圧（バッテリ電圧）の制
限を受け、かつ、電動アクチュエータ等を動かす制御器
に積分器を含む電動アクチュエータ駆動制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】上述のような電動アクチュエータ駆動制
御装置としては、例えば、自動車に搭載される装置とし
て、内燃機関の可変動弁装置において制御軸の回転角制
御に用いられる電動アクチュエータ駆動制御装置があ
る。この可変動弁装置は、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、可変動弁コントロールユニットでは、実制
御軸回転角信号と目標制御軸回転角とを比較し、偏差が
零になるように、ＤＣサーボモータ等の電動アクチュエ
ータに駆動電流を出力することにより、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
一致させるようなフィードバック制御が行われるように
なっている。そして、前記電動アクチュエータ駆動制御
装置では、例えば、積分器を含むＰＩＤ制御器が用いら
れると共に、電動アクチュエータを動かす場合に所定の
電源電圧（バッテリ電圧）の制限を受ける。
御装置としては、例えば、自動車に搭載される装置とし
て、内燃機関の可変動弁装置において制御軸の回転角制
御に用いられる電動アクチュエータ駆動制御装置があ
る。この可変動弁装置は、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、可変動弁コントロールユニットでは、実制
御軸回転角信号と目標制御軸回転角とを比較し、偏差が
零になるように、ＤＣサーボモータ等の電動アクチュエ
ータに駆動電流を出力することにより、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
一致させるようなフィードバック制御が行われるように
なっている。そして、前記電動アクチュエータ駆動制御
装置では、例えば、積分器を含むＰＩＤ制御器が用いら
れると共に、電動アクチュエータを動かす場合に所定の
電源電圧（バッテリ電圧）の制限を受ける。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、自動車
に搭載される装置においては、上述のように、電動アク
チュエータを動かす場合に所定の電源電圧（バッテリ電
圧）の制限を受け、かつ、電動アクチュエータ等を動か
す制御器に積分器を含むことから、以下に述べるような
問題点があった。
に搭載される装置においては、上述のように、電動アク
チュエータを動かす場合に所定の電源電圧（バッテリ電
圧）の制限を受け、かつ、電動アクチュエータ等を動か
す制御器に積分器を含むことから、以下に述べるような
問題点があった。
【０００４】即ち、実制御軸回転角信号と目標制御軸回
転角との制御偏差が大きく、制御器で演算された電動ア
クチュエータへの操作量指令値（電圧値）が所定の電源
電圧制限値上限（バッテリ電圧）を越えた場合、図１０
（電源電圧制限有無時操作量比較結果）に示すように、
電動アクチュエータへの実操作量（印加電圧）Ｖは電源
電圧制限値上限（バッテリ電圧）値の制限を受けて電
源電圧制限値上限と同等となり、これにより、操作量
指令値よりも小さな値となってしまうため、応答遅れが
発生する。即ち、制御偏差が大きく、実操作量Ｖ（図１
０の）が電源電圧制限値上限の制限を受けている場
合の実制御量応答（図９（電源電圧制限有無時実制御量
応答比較結果）の）は、電源電圧制限値上限の制限
が無い理想的な実操作量（図１０）が入った場合の実
制御量応答（図９の）より遅くなると共に、その遅れ
によりさらに実制御量と目標制御量との間に大きな制
御偏差が発生するため、その制御偏差を制御器内の積分
器が積分することで過度に積分値が演算される結果、制
御器で演算される操作量指令値が過度の積分の影響を受
け過大となり、図９のに示すようにオーバーシュート
等を発生させる原因となっていた。
転角との制御偏差が大きく、制御器で演算された電動ア
クチュエータへの操作量指令値（電圧値）が所定の電源
電圧制限値上限（バッテリ電圧）を越えた場合、図１０
（電源電圧制限有無時操作量比較結果）に示すように、
電動アクチュエータへの実操作量（印加電圧）Ｖは電源
電圧制限値上限（バッテリ電圧）値の制限を受けて電
源電圧制限値上限と同等となり、これにより、操作量
指令値よりも小さな値となってしまうため、応答遅れが
発生する。即ち、制御偏差が大きく、実操作量Ｖ（図１
０の）が電源電圧制限値上限の制限を受けている場
合の実制御量応答（図９（電源電圧制限有無時実制御量
応答比較結果）の）は、電源電圧制限値上限の制限
が無い理想的な実操作量（図１０）が入った場合の実
制御量応答（図９の）より遅くなると共に、その遅れ
によりさらに実制御量と目標制御量との間に大きな制
御偏差が発生するため、その制御偏差を制御器内の積分
器が積分することで過度に積分値が演算される結果、制
御器で演算される操作量指令値が過度の積分の影響を受
け過大となり、図９のに示すようにオーバーシュート
等を発生させる原因となっていた。
【０００５】そこで、このオーバーシュート等の応答性
の悪化を防止するために、実制御軸回転角信号と目標制
御軸回転角との制御偏差が小さく、制御器で演算された
電動アクチュエータへの操作量指令値（電圧値）が所定
の電源電圧制限値上限（バッテリ電圧）を越えない場
合の実制御量応答（図１２（電源電圧の制限が無い場合
のトレードオフ有無時実制御量応答比較結果）の）と
のトレードオフ、即ち、制御偏差の積分結果にかける積
分ゲインの調整を行うことで、操作量指令値が所定電源
電圧値を越えた場合の実制御量応答（図１１（電源電圧
の制限が有る場合のトレードオフ有無時実制御量応答比
較結果）のに示すトレードオフしない場合の実制御量
応答）を、オーバーシュートが生じない実制御量応答
（図１１のに示すトレードオフした場合の実制御量応
答）に修正しなければならなかった。しかしながら、制
御偏差の積分結果にかける積分ゲインの調整を行うと、
電源電圧の制限が無い場合の実制御量応答が、図１２の
に示すように実制御量の制御応答性が悪化すると共
に、目標制御量に収束せずに定常的な偏差がでてしま
うという別の問題が生じる。
の悪化を防止するために、実制御軸回転角信号と目標制
御軸回転角との制御偏差が小さく、制御器で演算された
電動アクチュエータへの操作量指令値（電圧値）が所定
の電源電圧制限値上限（バッテリ電圧）を越えない場
合の実制御量応答（図１２（電源電圧の制限が無い場合
のトレードオフ有無時実制御量応答比較結果）の）と
のトレードオフ、即ち、制御偏差の積分結果にかける積
分ゲインの調整を行うことで、操作量指令値が所定電源
電圧値を越えた場合の実制御量応答（図１１（電源電圧
の制限が有る場合のトレードオフ有無時実制御量応答比
較結果）のに示すトレードオフしない場合の実制御量
応答）を、オーバーシュートが生じない実制御量応答
（図１１のに示すトレードオフした場合の実制御量応
答）に修正しなければならなかった。しかしながら、制
御偏差の積分結果にかける積分ゲインの調整を行うと、
電源電圧の制限が無い場合の実制御量応答が、図１２の
に示すように実制御量の制御応答性が悪化すると共
に、目標制御量に収束せずに定常的な偏差がでてしま
うという別の問題が生じる。
【０００６】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のフィードバック
制御に積分器を含む電動アクチュエータ駆動制御装置に
おいて、電源電圧の制限が無い場合の実制御量応答を犠
牲にすることなしに、操作量指令値が所定電源電圧値を
越えた場合の実制御量応答におけるオーバーシュートを
防止し、あらゆる動作要求に対し最適な応答性が得られ
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のフィードバック
制御に積分器を含む電動アクチュエータ駆動制御装置に
おいて、電源電圧の制限が無い場合の実制御量応答を犠
牲にすることなしに、操作量指令値が所定電源電圧値を
越えた場合の実制御量応答におけるオーバーシュートを
防止し、あらゆる動作要求に対し最適な応答性が得られ
るようにすることを目的とする。
【０００７】
【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記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、所定の電源電圧による制限のもとで駆動制
御される電動アクチュエータと、該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、
該被制御体の実制御量を検出する実制御量検出手段と、
該実制御量検出手段で検出された実制御量と前記目標制
御量との制御偏差を演算する制御偏差演算手段と、少な
くとも該制御偏差演算手段で演算された制御偏差に基づ
く積分操作量による操作量指令電圧値で前記電動アクチ
ュエータを駆動制御する制御手段を備えた電動アクチュ
エータ駆動制御装置において、前記操作量指令電圧値の
絶対値と前記電源電圧値とを比較する比較手段と、該比
較手段により操作量指令電圧値の絶対値が電源電圧値よ
り大きいと判断された場合は前記積分操作量を減少させ
る方向に補正する積分操作量補正手段と、備えている手
段とした。
めに、本発明請求項１記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、所定の電源電圧による制限のもとで駆動制
御される電動アクチュエータと、該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、
該被制御体の実制御量を検出する実制御量検出手段と、
該実制御量検出手段で検出された実制御量と前記目標制
御量との制御偏差を演算する制御偏差演算手段と、少な
くとも該制御偏差演算手段で演算された制御偏差に基づ
く積分操作量による操作量指令電圧値で前記電動アクチ
ュエータを駆動制御する制御手段を備えた電動アクチュ
エータ駆動制御装置において、前記操作量指令電圧値の
絶対値と前記電源電圧値とを比較する比較手段と、該比
較手段により操作量指令電圧値の絶対値が電源電圧値よ
り大きいと判断された場合は前記積分操作量を減少させ
る方向に補正する積分操作量補正手段と、備えている手
段とした。
【０００８】請求項２記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項１記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記比較手段が、前回の操作量指令電
圧値の絶対値と前記電源電圧値とを比較するように構成
されている手段とした。
御装置では、請求項１記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記比較手段が、前回の操作量指令電
圧値の絶対値と前記電源電圧値とを比較するように構成
されている手段とした。
【０００９】請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項１または２に記載の電動アクチュエ
ータ駆動制御装置において、前記積分操作量補正手段
が、前記積分操作量の演算で用いられる基本積分ゲイン
を減少させる方向に補正された可変積分ゲインを用いる
ことにより積分操作量を減少させるように構成されてい
る手段とした。
御装置では、請求項１または２に記載の電動アクチュエ
ータ駆動制御装置において、前記積分操作量補正手段
が、前記積分操作量の演算で用いられる基本積分ゲイン
を減少させる方向に補正された可変積分ゲインを用いる
ことにより積分操作量を減少させるように構成されてい
る手段とした。
【００１０】請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段が、前記基本
積分ゲインを操作量指令電圧値の絶対値で除算し、該除
算結果に対し任意の補正係数を乗算することで前記可変
積分ゲインを求めるように構成されている手段とした。
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段が、前記基本
積分ゲインを操作量指令電圧値の絶対値で除算し、該除
算結果に対し任意の補正係数を乗算することで前記可変
積分ゲインを求めるように構成されている手段とした。
【００１１】請求項５記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段で可変積分ゲ
インを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として前回
の操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたことを
特徴とする請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制御
装置。
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段で可変積分ゲ
インを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として前回
の操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたことを
特徴とする請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制御
装置。
【００１２】請求項６記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段で可変積分ゲ
インを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として今回
の操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたことを
特徴とする請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制御
装置。
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段で可変積分ゲ
インを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として今回
の操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたことを
特徴とする請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制御
装置。
【００１３】
【作用】本発明請求項１記載の電動アクチュエータ駆動
制御装置では、上述のように、比較手段により操作量指
令電圧値の絶対値が電源電圧値より小さいと判断された
場合は、制御手段において少なくとも制御偏差演算手段
で演算された制御偏差に基づく積分操作量による操作量
指令電圧値で前記電動アクチュエータの駆動制御が行わ
れるもので、これにより、最適な実制御量応答が得られ
る。また、比較手段により操作量指令電圧値の絶対値が
電源電圧値より大きいと判断された場合は、積分操作量
補正手段において、前記制御偏差に基づく積分操作量を
減少させる方向に補正する処理がなされるもので、これ
により、操作量指令値が所定電源電圧値を越えた場合の
実制御量応答におけるオーバーシュートを防止すること
ができる。従って、電源電圧の制限が無い場合の実制御
量応答を犠牲にすることなしに、操作量指令値が所定電
源電圧値を越えた場合の実制御量応答におけるオーバー
シュートを防止することができ、これにより、あらゆる
動作要求に対し最適な応答性を得ることができる。
制御装置では、上述のように、比較手段により操作量指
令電圧値の絶対値が電源電圧値より小さいと判断された
場合は、制御手段において少なくとも制御偏差演算手段
で演算された制御偏差に基づく積分操作量による操作量
指令電圧値で前記電動アクチュエータの駆動制御が行わ
れるもので、これにより、最適な実制御量応答が得られ
る。また、比較手段により操作量指令電圧値の絶対値が
電源電圧値より大きいと判断された場合は、積分操作量
補正手段において、前記制御偏差に基づく積分操作量を
減少させる方向に補正する処理がなされるもので、これ
により、操作量指令値が所定電源電圧値を越えた場合の
実制御量応答におけるオーバーシュートを防止すること
ができる。従って、電源電圧の制限が無い場合の実制御
量応答を犠牲にすることなしに、操作量指令値が所定電
源電圧値を越えた場合の実制御量応答におけるオーバー
シュートを防止することができ、これにより、あらゆる
動作要求に対し最適な応答性を得ることができる。
【００１４】請求項２記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項１において、前記比較手段で電源電
圧値と比較する操作量指令電圧値の絶対値として前回の
操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにすることで、
今回の操作量指令電圧値を演算した後に電源電圧と比較
し、その結果電源電圧値より大きい場合にもう一度積分
操作量を演算し、改めて今回の操作量指令電圧値を演算
する場合に比べ、演算容量が小さくなる。なお、前記制
御手段の演算間隔に比べ電動アクチュエータの応答速度
が遅いため、前回の操作量指令電圧値と今回の操作量指
令電圧値には大差はなく、また、操作量指令電圧値の極
性が切り替わる瞬間においても、１演算間隔のみ大きな
差がでるが、電動アクチュエータの応答が遅いため実質
的には問題はない。
御装置では、請求項１において、前記比較手段で電源電
圧値と比較する操作量指令電圧値の絶対値として前回の
操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにすることで、
今回の操作量指令電圧値を演算した後に電源電圧と比較
し、その結果電源電圧値より大きい場合にもう一度積分
操作量を演算し、改めて今回の操作量指令電圧値を演算
する場合に比べ、演算容量が小さくなる。なお、前記制
御手段の演算間隔に比べ電動アクチュエータの応答速度
が遅いため、前回の操作量指令電圧値と今回の操作量指
令電圧値には大差はなく、また、操作量指令電圧値の極
性が切り替わる瞬間においても、１演算間隔のみ大きな
差がでるが、電動アクチュエータの応答が遅いため実質
的には問題はない。
【００１５】請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項１または２において、前記比較手段
により操作量指令電圧値の絶対値が電源電圧値より大き
いと判断された場合は、前記積分操作量補正手段におい
て、積分操作量の演算で用いられる基本積分ゲインを減
少させる方向に補正された可変積分ゲインを用いること
により積分操作量を減少させる方向に補正する処理がな
されるもので、このように積分操作量の演算処理内で補
正をかけることで、演算処理後の応答に対して補正をか
ける場合に比べ、制御システムを簡略化することができ
る。
御装置では、請求項１または２において、前記比較手段
により操作量指令電圧値の絶対値が電源電圧値より大き
いと判断された場合は、前記積分操作量補正手段におい
て、積分操作量の演算で用いられる基本積分ゲインを減
少させる方向に補正された可変積分ゲインを用いること
により積分操作量を減少させる方向に補正する処理がな
されるもので、このように積分操作量の演算処理内で補
正をかけることで、演算処理後の応答に対して補正をか
ける場合に比べ、制御システムを簡略化することができ
る。
【００１６】請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項３において、前記比較手段により操
作量指令電圧値の絶対値が電源電圧値より大きいと判断
された場合は、積分操作量補正手段において、基本積分
ゲインを操作量指令電圧値の絶対値で除算し、該除算結
果に対し任意の補正係数を乗算することで前記可変積分
ゲインを求めることにより、操作量指令電圧値の絶対値
が大きくなるにつれて過度に積分される積分操作量を適
正に補正することができる。
御装置では、請求項３において、前記比較手段により操
作量指令電圧値の絶対値が電源電圧値より大きいと判断
された場合は、積分操作量補正手段において、基本積分
ゲインを操作量指令電圧値の絶対値で除算し、該除算結
果に対し任意の補正係数を乗算することで前記可変積分
ゲインを求めることにより、操作量指令電圧値の絶対値
が大きくなるにつれて過度に積分される積分操作量を適
正に補正することができる。
【００１７】請求項５記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項４において、前記積分操作量補正手
段で可変積分ゲインを求める際の操作量指令電圧値の絶
対値として前回の操作量指令電圧値の絶対値を用いるこ
とにより、演算容量が小さくなる。
御装置では、請求項４において、前記積分操作量補正手
段で可変積分ゲインを求める際の操作量指令電圧値の絶
対値として前回の操作量指令電圧値の絶対値を用いるこ
とにより、演算容量が小さくなる。
【００１８】請求項６記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項４において、前記積分操作量補正手
段で可変積分ゲインを求める際の操作量指令電圧値の絶
対値として今回の操作量指令電圧値の絶対値を用いるこ
とにより、精度が高くなる。
御装置では、請求項４において、前記積分操作量補正手
段で可変積分ゲインを求める際の操作量指令電圧値の絶
対値として今回の操作量指令電圧値の絶対値を用いるこ
とにより、精度が高くなる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。 （発明の実施の形態１）この発明の実施の形態１は、請
求項１〜５の発明に対応している。図１は、本発明の実
施の形態１の電動アクチュエータ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は減速機構を示す。
する。 （発明の実施の形態１）この発明の実施の形態１は、請
求項１〜５の発明に対応している。図１は、本発明の実
施の形態１の電動アクチュエータ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は減速機構を示す。
【００２０】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、最
終目標制御量演算器Ｅ１において目標制御量（目標制御
軸回転角）ＲＥＦの演算が行われると共に、ＰＩＤ制御
器Ｅ２では、前記目標制御量ＲＥＦと、回転角度センサ
３で検出された実制御量（制御軸回転角信号）Ｙとの制
御偏差ＥＲＲＯＲに基づいて操作量指令値Ｖが演算さ
れ、駆動手段Ｅ３では電源（バッテリ）電圧ＶＢ（ＤＣ
１２Ｖ）による制限のもとに、操作量指令値Ｖに応じた
実操作量（アクチュエータ印加電圧）を電動アクチュエ
ータ５に出力することにより、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回転角
位置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、最
終目標制御量演算器Ｅ１において目標制御量（目標制御
軸回転角）ＲＥＦの演算が行われると共に、ＰＩＤ制御
器Ｅ２では、前記目標制御量ＲＥＦと、回転角度センサ
３で検出された実制御量（制御軸回転角信号）Ｙとの制
御偏差ＥＲＲＯＲに基づいて操作量指令値Ｖが演算さ
れ、駆動手段Ｅ３では電源（バッテリ）電圧ＶＢ（ＤＣ
１２Ｖ）による制限のもとに、操作量指令値Ｖに応じた
実操作量（アクチュエータ印加電圧）を電動アクチュエ
ータ５に出力することにより、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回転角
位置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。
【００２１】次に、前記ＰＩＤ制御器Ｅ２の制御内容
を、図２のブロック図、および、図３のフローチャート
に基づいて詳述する。まず、ＰＩＤ制御器Ｅ２の制御内
容を示す図２のシステム図において、Ｃ１は制御偏差演
算手段、Ｃ２は比例操作量演算手段、Ｃ３は比較手段、
Ｃ４は積分操作量補正手段、Ｃ５は積分操作量演算手
段、Ｃ６は微分操作量演算手段、Ｃ７は操作量指令値演
算手段を示す。また、Ｚ-1は前回演算値を保持する０次
ホールドである。
を、図２のブロック図、および、図３のフローチャート
に基づいて詳述する。まず、ＰＩＤ制御器Ｅ２の制御内
容を示す図２のシステム図において、Ｃ１は制御偏差演
算手段、Ｃ２は比例操作量演算手段、Ｃ３は比較手段、
Ｃ４は積分操作量補正手段、Ｃ５は積分操作量演算手
段、Ｃ６は微分操作量演算手段、Ｃ７は操作量指令値演
算手段を示す。また、Ｚ-1は前回演算値を保持する０次
ホールドである。
【００２２】次に、ＰＩＤ制御器Ｅ２の制御内容を、図
２のシステム図を参照にしつつ、図３のフローチャート
に基づいて説明する。まず、ステップＳ１０１では前記
最終目標制御量演算器Ｅ１で演算された目標制御量ＲＥ
Ｆ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Ｙを読み込み、ステップＳ１０３
では電源電圧ＶＢを読み込む。
２のシステム図を参照にしつつ、図３のフローチャート
に基づいて説明する。まず、ステップＳ１０１では前記
最終目標制御量演算器Ｅ１で演算された目標制御量ＲＥ
Ｆ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Ｙを読み込み、ステップＳ１０３
では電源電圧ＶＢを読み込む。
【００２３】続くステップＳ１０４では、前記制御偏差
演算手段Ｃ１において、前記目標制御量ＲＥＦから実制
御量Ｙを減算することにより、制御偏差ＥＲＲＯＲを演
算する。続くステップＳ１０５では、比例操作量演算手
段Ｃ２において、次式（１）により比例操作量ＰＵの演
算が行われる。なお、ＰＧは比例ゲインである。 ＰＵ＝ＰＧ×ＥＲＲＯＲ・・・・（１）
演算手段Ｃ１において、前記目標制御量ＲＥＦから実制
御量Ｙを減算することにより、制御偏差ＥＲＲＯＲを演
算する。続くステップＳ１０５では、比例操作量演算手
段Ｃ２において、次式（１）により比例操作量ＰＵの演
算が行われる。なお、ＰＧは比例ゲインである。 ＰＵ＝ＰＧ×ＥＲＲＯＲ・・・・（１）
【００２４】続くステップＳ１０６では、比較手段Ｃ３
において、前回の操作量指令値の絶対値 |Ｖ-1| が電源
電圧ＶＢを越えているか否かを判定し、ＮＯ（ＶＢ≧ |
Ｖ-1| ）である時はステップＳ１０７に進み、積分ゲイ
ンＧとして基本積分ゲインＩＧを読み込んだ後、ステッ
プＳ１０９に進み、また、ＹＥＳ（ＶＢ＜ |Ｖ-1| ）で
ある時はステップＳ１０８に進み、積分操作量補正手段
Ｃ４において、次式（２）により可変積分ゲインＫＧを
演算し、これを積分ゲインＧとして読み込んだ後、ステ
ップＳ１０９に進む。なお、Ｈは補正係数である。 ＫＧ＝（ＩＧ／ |Ｖ-1| ）×Ｈ・・・・（２）
において、前回の操作量指令値の絶対値 |Ｖ-1| が電源
電圧ＶＢを越えているか否かを判定し、ＮＯ（ＶＢ≧ |
Ｖ-1| ）である時はステップＳ１０７に進み、積分ゲイ
ンＧとして基本積分ゲインＩＧを読み込んだ後、ステッ
プＳ１０９に進み、また、ＹＥＳ（ＶＢ＜ |Ｖ-1| ）で
ある時はステップＳ１０８に進み、積分操作量補正手段
Ｃ４において、次式（２）により可変積分ゲインＫＧを
演算し、これを積分ゲインＧとして読み込んだ後、ステ
ップＳ１０９に進む。なお、Ｈは補正係数である。 ＫＧ＝（ＩＧ／ |Ｖ-1| ）×Ｈ・・・・（２）
【００２５】続くステップＳ１０９では、積分操作量演
算手段Ｃ５において、次式（３）により積分操作量ＩＵ
の演算が行われる。なお、ＳＴは演算間隔（時間）であ
る。 ＩＵ＝（Ｇ×ＳＴ×ＥＲＲＯＲ）＋前回ＩＵ・・・・（３） 続くステップＳ１１０では、微分操作量演算手段Ｃ６に
おいて、次式（４）により微分操作量ＤＵの演算が行わ
れる。なお、ＤＧは微分ゲイン ＤＵ＝ＤＧ×（ＥＲＲＯＲ−前回ＥＲＲＯＲ）／ＳＴ・・・・（４）
算手段Ｃ５において、次式（３）により積分操作量ＩＵ
の演算が行われる。なお、ＳＴは演算間隔（時間）であ
る。 ＩＵ＝（Ｇ×ＳＴ×ＥＲＲＯＲ）＋前回ＩＵ・・・・（３） 続くステップＳ１１０では、微分操作量演算手段Ｃ６に
おいて、次式（４）により微分操作量ＤＵの演算が行わ
れる。なお、ＤＧは微分ゲイン ＤＵ＝ＤＧ×（ＥＲＲＯＲ−前回ＥＲＲＯＲ）／ＳＴ・・・・（４）
【００２６】続くステップＳ１１１では、操作量指令値
演算手段Ｃ７において、次式（５）により操作量指令値
Ｖの演算が行われる。 Ｖ＝ＰＵ＋ＩＵ＋ＤＵ・・・・（５） 続くステップＳ１１２では、操作量指令値Ｖを駆動手段
Ｅ３に出力し、駆動手段Ｅ３では、前述のように電源
（バッテリ）電圧ＶＢ（ＤＣ１２Ｖ）による制限のもと
に、操作量指令値Ｖに応じた実操作量（アクチュエータ
印加電圧）を電動アクチュエータ５に出力することによ
り、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回転角位置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。
演算手段Ｃ７において、次式（５）により操作量指令値
Ｖの演算が行われる。 Ｖ＝ＰＵ＋ＩＵ＋ＤＵ・・・・（５） 続くステップＳ１１２では、操作量指令値Ｖを駆動手段
Ｅ３に出力し、駆動手段Ｅ３では、前述のように電源
（バッテリ）電圧ＶＢ（ＤＣ１２Ｖ）による制限のもと
に、操作量指令値Ｖに応じた実操作量（アクチュエータ
印加電圧）を電動アクチュエータ５に出力することによ
り、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回転角位置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。
【００２７】次に、この発明の実施の形態１の作用・効
果を説明する。 （イ）制御偏差小時 制御偏差演算手段Ｃ１で演算された制御偏差ＥＲＲＯＲ
が小さくて、図５（積分操作量および実操作量比較結
果）に示すように、比較手段Ｃ３により操作量指令値の
絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢ（）以下（ＶＢ≧ |
Ｖ-1| ）と判断された場合は、積分操作量演算手段Ｃ５
では基本積分ゲインＩＧにより、図５のに示すよう
に、積分操作量補正手段Ｃ４を備えない場合と同様
に、最適な積分操作量ＩＵの演算が行われる。
果を説明する。 （イ）制御偏差小時 制御偏差演算手段Ｃ１で演算された制御偏差ＥＲＲＯＲ
が小さくて、図５（積分操作量および実操作量比較結
果）に示すように、比較手段Ｃ３により操作量指令値の
絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢ（）以下（ＶＢ≧ |
Ｖ-1| ）と判断された場合は、積分操作量演算手段Ｃ５
では基本積分ゲインＩＧにより、図５のに示すよう
に、積分操作量補正手段Ｃ４を備えない場合と同様
に、最適な積分操作量ＩＵの演算が行われる。
【００２８】即ち、操作量指令値の絶対値 |Ｖ-1| が電
源電圧値ＶＢ以下である場合は、図５（積分操作量およ
び実制御量比較結果）のに示すように、積分操作量補
正手段Ｃ４を備えない場合と同様に、操作量指令値Ｖ
に応じた実操作量がそのまま出力されるため、図４（電
源電圧の制限が無い場合の実制御量応答比較結果）の
に示すように、積分操作量補正手段Ｃ４を備えない場合
と同様に、最適な実制御量応答が得られ、目標制御量
に迅速に収束する。
源電圧値ＶＢ以下である場合は、図５（積分操作量およ
び実制御量比較結果）のに示すように、積分操作量補
正手段Ｃ４を備えない場合と同様に、操作量指令値Ｖ
に応じた実操作量がそのまま出力されるため、図４（電
源電圧の制限が無い場合の実制御量応答比較結果）の
に示すように、積分操作量補正手段Ｃ４を備えない場合
と同様に、最適な実制御量応答が得られ、目標制御量
に迅速に収束する。
【００２９】（ロ）制御偏差大時
制御偏差演算手段Ｃ１で演算された制御偏差ＥＲＲＯＲ
が大きくて、図７（積分操作量および実操作量比較結
果）に示すように、比較手段Ｃ３により操作量指令値の
絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢ（）を越えている
（ＶＢ＜ |Ｖ-1| ）と判断された場合は、積分操作量補
正手段Ｃ４において、積分操作量ＩＵを減少させるよう
な可変積分ゲインＫＧの演算（前記式（２））が行わ
れ、積分操作量演算手段Ｃ５ではこの可変積分ゲインＫ
Ｇに基づいて低減された積分操作量ＩＵ（図７の）の
演算が行われる。なお、図７のは積分ゲインの補正が
行われない場合の積分操作量ＩＵを示す。
が大きくて、図７（積分操作量および実操作量比較結
果）に示すように、比較手段Ｃ３により操作量指令値の
絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢ（）を越えている
（ＶＢ＜ |Ｖ-1| ）と判断された場合は、積分操作量補
正手段Ｃ４において、積分操作量ＩＵを減少させるよう
な可変積分ゲインＫＧの演算（前記式（２））が行わ
れ、積分操作量演算手段Ｃ５ではこの可変積分ゲインＫ
Ｇに基づいて低減された積分操作量ＩＵ（図７の）の
演算が行われる。なお、図７のは積分ゲインの補正が
行われない場合の積分操作量ＩＵを示す。
【００３０】以上のように、図７のに示すように、積
分ゲインの補正が行われた場合の実操作量（図７の）
が、積分ゲインの補正が行われない場合の実操作量（図
７の）に比べ、電源電圧ＶＢより早めに低下し、これ
により、図６（電源電圧の制限が有る場合の制御量応答
比較結果）のに示すように、オーバーシュートするこ
となしに、目標制御量に収束する。
分ゲインの補正が行われた場合の実操作量（図７の）
が、積分ゲインの補正が行われない場合の実操作量（図
７の）に比べ、電源電圧ＶＢより早めに低下し、これ
により、図６（電源電圧の制限が有る場合の制御量応答
比較結果）のに示すように、オーバーシュートするこ
となしに、目標制御量に収束する。
【００３１】従って、電源電圧値ＶＢの制限が無い場合
の実制御量応答（図４の）を犠牲にすることなしに、
操作量指令値Ｖが所定電源電圧値ＶＢを越えた場合の実
制御量応答（図６の）におけるオーバーシュートを防
止することができ、これにより、あらゆる動作要求に対
し最適な応答性を得ることができるようになるという効
果が得られる。
の実制御量応答（図４の）を犠牲にすることなしに、
操作量指令値Ｖが所定電源電圧値ＶＢを越えた場合の実
制御量応答（図６の）におけるオーバーシュートを防
止することができ、これにより、あらゆる動作要求に対
し最適な応答性を得ることができるようになるという効
果が得られる。
【００３２】また、前記比較手段Ｃ３で電源電圧値ＶＢ
と比較する操作量指令値の絶対値として前回の操作量指
令値の絶対値 |Ｖ-1| を用いるようにすることで、今回
の操作量指令値Ｖを演算した後に電源電圧値ＶＢと比較
し、その結果電源電圧値ＶＢを越えている場合にもう一
度積分量操作量ＩＵを演算し、改めて今回の操作量指令
値Ｖを演算する場合に比べ、演算容量を小さくできるよ
うになる。
と比較する操作量指令値の絶対値として前回の操作量指
令値の絶対値 |Ｖ-1| を用いるようにすることで、今回
の操作量指令値Ｖを演算した後に電源電圧値ＶＢと比較
し、その結果電源電圧値ＶＢを越えている場合にもう一
度積分量操作量ＩＵを演算し、改めて今回の操作量指令
値Ｖを演算する場合に比べ、演算容量を小さくできるよ
うになる。
【００３３】なお、前記コントロールユニット４の演算
間隔ＳＴに比べ電動アクチュエータ５の応答速度が遅い
ため、前回の操作量指令値Ｖ-1と今回の操作量指令値Ｖ
には大差はなく、また、操作量指令値Ｖの極性が切り替
わる瞬間においても、１演算間隔のみ大きな差がでる
が、電動アクチュエータ５の応答が遅いため実質的には
問題はない。
間隔ＳＴに比べ電動アクチュエータ５の応答速度が遅い
ため、前回の操作量指令値Ｖ-1と今回の操作量指令値Ｖ
には大差はなく、また、操作量指令値Ｖの極性が切り替
わる瞬間においても、１演算間隔のみ大きな差がでる
が、電動アクチュエータ５の応答が遅いため実質的には
問題はない。
【００３４】また、前記比較手段Ｃ３により前回の操作
量指令値の絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢを越えてい
る判断された場合は、積分操作量補正手段Ｃ４におい
て、積分操作量の演算で用いられる基本積分ゲインＩＧ
を減少させる方向に補正された可変積分ゲインＫＧを用
いることにより積分操作量ＩＵを減少させる方向に補正
する処理がなされるもので、このように積分操作量ＩＵ
の演算処理内で補正をかけることで、演算処理後の応答
に対して補正をかける場合に比べ、制御システムを簡略
化することができるようになる。
量指令値の絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢを越えてい
る判断された場合は、積分操作量補正手段Ｃ４におい
て、積分操作量の演算で用いられる基本積分ゲインＩＧ
を減少させる方向に補正された可変積分ゲインＫＧを用
いることにより積分操作量ＩＵを減少させる方向に補正
する処理がなされるもので、このように積分操作量ＩＵ
の演算処理内で補正をかけることで、演算処理後の応答
に対して補正をかける場合に比べ、制御システムを簡略
化することができるようになる。
【００３５】また、前記比較手段Ｃ３により前回の操作
量指令値の絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢを越えてい
ると判断された場合は、積分操作量補正手段Ｃ４におい
て、基本積分ゲインＩＧを前回の操作量指令値の絶対値
|Ｖ-1| で除算して前記可変積分ゲインＫＧを求めるこ
とにより、操作量指令値の絶対値Ｖが大きくなるにつれ
て過度に積分される積分操作量ＩＵを適正に補正するこ
とができるようになる。また、前記除算（ＩＧ／ |Ｖ-1
| ）は基本積分ゲインと前回操作量指令値の絶対値との
比率を表しているだけであるため、この除算結果に対し
所定の補正係数Ｈを乗算することにより、適正な積分ゲ
インを設定できるようになる。
量指令値の絶対値 |Ｖ-1| が電源電圧値ＶＢを越えてい
ると判断された場合は、積分操作量補正手段Ｃ４におい
て、基本積分ゲインＩＧを前回の操作量指令値の絶対値
|Ｖ-1| で除算して前記可変積分ゲインＫＧを求めるこ
とにより、操作量指令値の絶対値Ｖが大きくなるにつれ
て過度に積分される積分操作量ＩＵを適正に補正するこ
とができるようになる。また、前記除算（ＩＧ／ |Ｖ-1
| ）は基本積分ゲインと前回操作量指令値の絶対値との
比率を表しているだけであるため、この除算結果に対し
所定の補正係数Ｈを乗算することにより、適正な積分ゲ
インを設定できるようになる。
【００３６】また、前記積分操作量補正手段Ｃ４で可変
積分ゲインＫＧを求める際の操作量指令値の絶対値とし
て前回の操作量指令値の絶対値 |Ｖ-1| を用いることに
より、演算容量が小さくなる。
積分ゲインＫＧを求める際の操作量指令値の絶対値とし
て前回の操作量指令値の絶対値 |Ｖ-1| を用いることに
より、演算容量が小さくなる。
【００３７】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明にあた
っては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分は図
示および説明を省略し、または、同一の符号を付けてそ
の説明を省略する。 （発明の実施の形態２）この発明の実施の形態２の電動
アクチュエータ駆動制御装置は、請求項６の発明に対応
している。即ち、この発明の実施の形態２の電動アクチ
ュエータ駆動制御装置は、前記積分操作量補正手段Ｃ４
で可変積分ゲインＫＧを求める際の操作量指令値の絶対
値として、次式（６）に示すように、今回の操作量指令
値の絶対値 |Ｖ| を用いるようにした点が前記発明の実
施の形態１とは相違したものである。 ＫＧ＝（ＩＧ／ |Ｖ| ）×Ｈ・・・・（６）
明する。なお、この他の発明の実施の形態の説明にあた
っては、前記発明の実施の形態１と同様の構成部分は図
示および説明を省略し、または、同一の符号を付けてそ
の説明を省略する。 （発明の実施の形態２）この発明の実施の形態２の電動
アクチュエータ駆動制御装置は、請求項６の発明に対応
している。即ち、この発明の実施の形態２の電動アクチ
ュエータ駆動制御装置は、前記積分操作量補正手段Ｃ４
で可変積分ゲインＫＧを求める際の操作量指令値の絶対
値として、次式（６）に示すように、今回の操作量指令
値の絶対値 |Ｖ| を用いるようにした点が前記発明の実
施の形態１とは相違したものである。 ＫＧ＝（ＩＧ／ |Ｖ| ）×Ｈ・・・・（６）
【００３８】次に、ＰＩＤ制御器Ｅ２の制御内容を、図
８のフローチャートに基づいて説明する。まず、図８の
ステップＳ２０１〜２０５は、前記発明の実施の形態１
における図３のステップＳ１０１〜１０５と同様である
ためその説明を省略する。続くステップＳ２０６、Ｓ２
０７、Ｓ２０８では、図３のステップＳ１０９〜１１１
と同様に積分操作量ＩＵの演算、微分操作量ＤＵの演
算、および、操作量指令値Ｖの演算が行われる。
８のフローチャートに基づいて説明する。まず、図８の
ステップＳ２０１〜２０５は、前記発明の実施の形態１
における図３のステップＳ１０１〜１０５と同様である
ためその説明を省略する。続くステップＳ２０６、Ｓ２
０７、Ｓ２０８では、図３のステップＳ１０９〜１１１
と同様に積分操作量ＩＵの演算、微分操作量ＤＵの演
算、および、操作量指令値Ｖの演算が行われる。
【００３９】続くステップＳ２０９では、比較手段Ｃ３
において、前記ステップＳ２０８で演算された操作量指
令値の絶対値 |Ｖ| が電源電圧ＶＢを越えているか否か
を判定し、ＮＯ（ＶＢ≧ |Ｖ| ）である時はステップＳ
２１３に進み、また、ＹＥＳ（ＶＢ＜ |Ｖ| ）である時
はステップＳ２１０に進み、積分操作量補正手段Ｃ４に
おいて、前記式（６）により可変積分ゲインＫＧを演算
し、これを積分ゲインＧとして読み込んだ後、ステップ
Ｓ２１１に進む。
において、前記ステップＳ２０８で演算された操作量指
令値の絶対値 |Ｖ| が電源電圧ＶＢを越えているか否か
を判定し、ＮＯ（ＶＢ≧ |Ｖ| ）である時はステップＳ
２１３に進み、また、ＹＥＳ（ＶＢ＜ |Ｖ| ）である時
はステップＳ２１０に進み、積分操作量補正手段Ｃ４に
おいて、前記式（６）により可変積分ゲインＫＧを演算
し、これを積分ゲインＧとして読み込んだ後、ステップ
Ｓ２１１に進む。
【００４０】続くステップＳ２１１では、積分操作量演
算手段Ｃ４において、前記式（３）により積分操作量Ｉ
Ｕの再演算が行われる。このステップＳ２１２では、操
作量指令値演算手段Ｃ７において、前記式（５）により
操作量指令値Ｖの再演算が行われた後、ステップＳ２１
３に進む。このステップＳ２１３では、操作量指令値Ｖ
を駆動手段Ｅ３に出力し、駆動手段Ｅ３では、前述のよ
うに電源（バッテリ）電圧ＶＢ（ＤＣ１２Ｖ）による制
限のもとに、操作量指令値Ｖに応じた実操作量（アクチ
ュエータ印加電圧）を電動アクチュエータ５に出力する
ことにより、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回転角位置に一致させる
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。
算手段Ｃ４において、前記式（３）により積分操作量Ｉ
Ｕの再演算が行われる。このステップＳ２１２では、操
作量指令値演算手段Ｃ７において、前記式（５）により
操作量指令値Ｖの再演算が行われた後、ステップＳ２１
３に進む。このステップＳ２１３では、操作量指令値Ｖ
を駆動手段Ｅ３に出力し、駆動手段Ｅ３では、前述のよ
うに電源（バッテリ）電圧ＶＢ（ＤＣ１２Ｖ）による制
限のもとに、操作量指令値Ｖに応じた実操作量（アクチ
ュエータ印加電圧）を電動アクチュエータ５に出力する
ことにより、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回転角位置に一致させる
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。
【００４１】以上のように、この発明の実施の形態２で
は、積分操作量の演算および操作量指令値の演算が２度
行われるため、演算容量は大きくなるが、比較手段Ｃ３
で比較される積分操作量として、今回の積分操作量Ｖを
用いるようにすることで、前回の積分操作量Ｖ-1を用い
る場合に比べて、演算間隔の遅れなく積分操作量の演算
が行われることで、制御の精度を高めることができるよ
うになるという追加の効果が得られる。
は、積分操作量の演算および操作量指令値の演算が２度
行われるため、演算容量は大きくなるが、比較手段Ｃ３
で比較される積分操作量として、今回の積分操作量Ｖを
用いるようにすることで、前回の積分操作量Ｖ-1を用い
る場合に比べて、演算間隔の遅れなく積分操作量の演算
が行われることで、制御の精度を高めることができるよ
うになるという追加の効果が得られる。
【００４２】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、該制御軸を目標回転角
に制御する場合について説明したが、要は、電動アクチ
ュエータを動かす場合に所定の電源電圧の制限を受け、
かつ、電動アクチュエータを動かす制御器に積分器を含
む電動アクチュエータ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、該制御軸を目標回転角
に制御する場合について説明したが、要は、電動アクチ
ュエータを動かす場合に所定の電源電圧の制限を受け、
かつ、電動アクチュエータを動かす制御器に積分器を含
む電動アクチュエータ駆動制御装置に全て適用すること
ができる。
【００４３】
【発明の効果】以上詳細に説明してきたように、本発明
の電動アクチュエータ駆動制御装置では、上述のよう
に、操作量指令電圧値の絶対値と電源電圧値とを比較す
る比較手段と、該比較手段により操作量指令電圧値の絶
対値が電源電圧値より大きいと判断された場合は前記積
分操作量を減少させる方向に補正する積分操作量補正手
段と、備えている手段としたことで、電源電圧の制限が
無い場合の実制御量応答を犠牲にすることなしに、操作
量指令値が所定電源電圧値を越えた場合の実制御量応答
におけるオーバーシュートを防止することができ、これ
により、あらゆる動作要求に対し最適な応答性を得るこ
とができようになるという効果が得られる。
の電動アクチュエータ駆動制御装置では、上述のよう
に、操作量指令電圧値の絶対値と電源電圧値とを比較す
る比較手段と、該比較手段により操作量指令電圧値の絶
対値が電源電圧値より大きいと判断された場合は前記積
分操作量を減少させる方向に補正する積分操作量補正手
段と、備えている手段としたことで、電源電圧の制限が
無い場合の実制御量応答を犠牲にすることなしに、操作
量指令値が所定電源電圧値を越えた場合の実制御量応答
におけるオーバーシュートを防止することができ、これ
により、あらゆる動作要求に対し最適な応答性を得るこ
とができようになるという効果が得られる。
【００４４】請求項２記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項１記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記比較手段が、前回の操作量指令電
圧値の絶対値と前記電源電圧値とを比較するように構成
されている手段としたことで、今回の操作量指令電圧値
を演算した後に電源電圧と比較し、その結果電源電圧値
より大きい場合にもう一度積分操作量を演算し、改めて
今回の操作量指令電圧値を演算する場合に比べ、演算容
量を小さくすることができる。なお、前記制御手段の演
算間隔に比べ電動アクチュエータの応答速度が遅いた
め、前回の操作量指令電圧値と今回の操作量指令電圧値
には大差はなく、また、操作量指令電圧値の極性が切り
替わる瞬間においても、１演算間隔のみ大きな差がでる
が、電動アクチュエータの応答が遅いため実質的には問
題はない。
御装置では、請求項１記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記比較手段が、前回の操作量指令電
圧値の絶対値と前記電源電圧値とを比較するように構成
されている手段としたことで、今回の操作量指令電圧値
を演算した後に電源電圧と比較し、その結果電源電圧値
より大きい場合にもう一度積分操作量を演算し、改めて
今回の操作量指令電圧値を演算する場合に比べ、演算容
量を小さくすることができる。なお、前記制御手段の演
算間隔に比べ電動アクチュエータの応答速度が遅いた
め、前回の操作量指令電圧値と今回の操作量指令電圧値
には大差はなく、また、操作量指令電圧値の極性が切り
替わる瞬間においても、１演算間隔のみ大きな差がでる
が、電動アクチュエータの応答が遅いため実質的には問
題はない。
【００４５】請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項１または２に記載の電動アクチュエ
ータ駆動制御装置において、前記積分操作量補正手段
が、前記積分操作量の演算で用いられる基本積分ゲイン
を減少させる方向に補正された可変積分ゲインを用いる
ことにより積分操作量を減少させるように構成されてい
る手段とし、即ち、積分操作量の演算処理内で補正をか
けるようにしたことで、演算処理後の応答に対して補正
をかける場合に比べ、制御システムを簡略化することが
できるようになる。
御装置では、請求項１または２に記載の電動アクチュエ
ータ駆動制御装置において、前記積分操作量補正手段
が、前記積分操作量の演算で用いられる基本積分ゲイン
を減少させる方向に補正された可変積分ゲインを用いる
ことにより積分操作量を減少させるように構成されてい
る手段とし、即ち、積分操作量の演算処理内で補正をか
けるようにしたことで、演算処理後の応答に対して補正
をかける場合に比べ、制御システムを簡略化することが
できるようになる。
【００４６】請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段が、前記基本
積分ゲインを操作量指令電圧値の絶対値で除算し、該除
算結果に対し任意の補正係数を乗算することで前記可変
積分ゲインを求めるように構成されている手段としたこ
とで、操作量指令電圧値の絶対値が大きくなるにつれて
過度に積分される積分操作量を適正に補正することがで
きるようになる。
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段が、前記基本
積分ゲインを操作量指令電圧値の絶対値で除算し、該除
算結果に対し任意の補正係数を乗算することで前記可変
積分ゲインを求めるように構成されている手段としたこ
とで、操作量指令電圧値の絶対値が大きくなるにつれて
過度に積分される積分操作量を適正に補正することがで
きるようになる。
【００４７】請求項５記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段で可変積分ゲ
インを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として前回
の操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたこと
で、演算容量を小さくできるようになる。
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段で可変積分ゲ
インを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として前回
の操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたこと
で、演算容量を小さくできるようになる。
【００４８】請求項６記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段で可変積分ゲ
インを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として今回
の操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたこと
で、演算間隔の遅れなく積分操作量の演算が行われるた
め、制御の精度を高めることができるようになる。
御装置では、請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制
御装置において、前記積分操作量補正手段で可変積分ゲ
インを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として今回
の操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたこと
で、演算間隔の遅れなく積分操作量の演算が行われるた
め、制御の精度を高めることができるようになる。
【図１】本発明の実施の形態１の電動アクチュエータ駆
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。
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１の電動アクチュエータ駆
動制御装置における制御内容を示すブロック図である。
動制御装置における制御内容を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１の電動アクチュエータ駆
動制御装置における制御内容を示すフローチャートであ
る。
動制御装置における制御内容を示すフローチャートであ
る。
【図４】本発明の実施の形態１の電動アクチュエータ駆
動制御装置における電源電圧の制限が無い場合の実制御
量応答比較結果を示す図である。
動制御装置における電源電圧の制限が無い場合の実制御
量応答比較結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１の電動アクチュエータ駆
動制御装置における電源電圧の制限が無い場合の積分操
作量および実制御量比較結果を示す図である。
動制御装置における電源電圧の制限が無い場合の積分操
作量および実制御量比較結果を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１の電動アクチュエータ駆
動制御装置における電源電圧の制限が有る場合の実制御
量応答比較結果を示す図である。
動制御装置における電源電圧の制限が有る場合の実制御
量応答比較結果を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１の電動アクチュエータ駆
動制御装置における電源電圧の制限が有る場合の積分操
作量および実制御量比較結果を示す図である。
動制御装置における電源電圧の制限が有る場合の積分操
作量および実制御量比較結果を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２の電動アクチュエータ駆
動制御装置における制御内容を示すフローチャートであ
る。
動制御装置における制御内容を示すフローチャートであ
る。
【図９】従来例の電動アクチュエータ駆動制御装置にお
ける電源電圧制限有無時実制御量応答比較結果を示す図
である。
ける電源電圧制限有無時実制御量応答比較結果を示す図
である。
【図１０】従来例の電動アクチュエータ駆動制御装置に
おける電源電圧制限有無時操作量比較結果を示す図であ
る。
おける電源電圧制限有無時操作量比較結果を示す図であ
る。
【図１１】従来例の電動アクチュエータ駆動制御装置に
おける電源電圧の制限が有る場合のトレードオフ有無時
実制御量応答比較結果を示す図である。
おける電源電圧の制限が有る場合のトレードオフ有無時
実制御量応答比較結果を示す図である。
【図１２】従来例の電動アクチュエータ駆動制御装置に
おける電源電圧の制限が無い場合のトレードオフ有無時
実制御量応答比較結果を示す図である。
おける電源電圧の制限が無い場合のトレードオフ有無時
実制御量応答比較結果を示す図である。
１ 可変動弁機構
２ 制御軸（被制御体）
３ 回転角度センサ（実制御量検出手段）
４ コントロールユニット（制御手段）
５ 電動アクチュエータ
６ 減速機構
Ｅ１ 最終目標制御量演算器
Ｅ２ ＰＩＤ制御器
Ｅ３ 駆動手段
Ｃ１ 制御偏差演算手段
Ｃ２ 比例操作量演算手段
Ｃ３ 比較手段
Ｃ４ 積分操作量補正手段
Ｃ５ 積分操作量演算手段
Ｃ６ 微分操作量演算手段
Ｃ７ 操作量指令値演算手段
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 3G018 AB02 AB16 BA38 CA13 DA45
EA02 EA16 EA17 EA35 FA01
FA06 GA02 GA36
5H004 GA03 GA06 GB12 HA08 HB08
KB04
5H303 AA13 BB06 BB18 CC05 DD01
GG04 KK03 KK24 KK36 LL03
5H570 AA21 AA30 BB11 BB20 CC02
DD06 EE01 EE02 GG04 GG08
JJ22 JJ23 JJ24 LL03 LL16
Claims (6)
- 【請求項１】 所定の電源電圧による制限のもとで駆動
制御される電動アクチュエータと、該電動アクチュエー
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、該被制御体の実制御量を検出する実制御量検出手段
と、該実制御量検出手段で検出された実制御量と前記目
標制御量との制御偏差を演算する制御偏差演算手段と、
少なくとも該制御偏差演算手段で演算された制御偏差に
基づく積分操作量による操作量指令電圧値で前記電動ア
クチュエータを駆動制御する制御手段を備えた電動アク
チュエータ駆動制御装置において、 前記操作量指令電圧値の絶対値と前記電源電圧値とを比
較する比較手段と、 該比較手段により操作量指令電圧値の絶対値が電源電圧
値より大きいと判断された場合は前記積分操作量を減少
させる方向に補正する積分操作量補正手段と、を備えて
いることを特徴とする電動アクチュエータ駆動制御装
置。 - 【請求項２】 前記比較手段が、前回の操作量指令電圧
値の絶対値と前記電源電圧値とを比較するように構成さ
れていることを特徴とする請求項１記載の電動アクチュ
エータ駆動制御装置。 - 【請求項３】 前記積分操作量補正手段が、前記積分操
作量の演算で用いられる基本積分ゲインを減少させる方
向に補正された可変積分ゲインを用いることにより積分
操作量を減少させるように構成されていることを特徴と
する請求項１または２に記載の電動アクチュエータ駆動
制御装置。 - 【請求項４】 前記積分操作量補正手段が、前記基本積
分ゲインを操作量指令電圧値の絶対値で除算し、該除算
結果に対し任意の補正係数を乗算することで前記可変積
分ゲインを求めるように構成されていることを特徴とす
る請求項３記載の電動アクチュエータ駆動制御装置。 - 【請求項５】 前記積分操作量補正手段で可変積分ゲイ
ンを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として前回の
操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたことを特
徴とする請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制御装
置。 - 【請求項６】 前記積分操作量補正手段で可変積分ゲイ
ンを求める際の操作量指令電圧値の絶対値として今回の
操作量指令電圧値の絶対値を用いるようにしたことを特
徴とする請求項４記載の電動アクチュエータ駆動制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095887A JP3927434B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 電動アクチュエータ駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002095887A JP3927434B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 電動アクチュエータ駆動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003295954A true JP2003295954A (ja) | 2003-10-17 |
| JP3927434B2 JP3927434B2 (ja) | 2007-06-06 |
Family
ID=29387317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002095887A Expired - Fee Related JP3927434B2 (ja) | 2002-03-29 | 2002-03-29 | 電動アクチュエータ駆動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3927434B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019239636A1 (ja) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法 |
-
2002
- 2002-03-29 JP JP2002095887A patent/JP3927434B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019239636A1 (ja) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法 |
| JP2019214974A (ja) * | 2018-06-13 | 2019-12-19 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 可変バルブタイミング機構の制御装置及び制御方法 |
| CN112292513A (zh) * | 2018-06-13 | 2021-01-29 | 日立汽车系统株式会社 | 可变阀正时机构的控制装置以及控制方法 |
| US11230988B2 (en) | 2018-06-13 | 2022-01-25 | Hitachi Astemo, Ltd. | Control device and control method for variable valve timing mechanism |
| DE112019002971B4 (de) | 2018-06-13 | 2022-03-31 | Hitachi Astemo, Ltd. | Steuervorrichtung und Steuerverfahren für einen variablen Ventilsteuermechanismus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3927434B2 (ja) | 2007-06-06 |
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