JP2008542619A - アクチュエータの制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、較正プロセスを有する装置を制御する方法に関する。較正プロセスは部分的な較正ルーチンと較正ルーチンとを有する。制御システム内の検出器は、１つ以上の入力信号を受信でき、また部分的な較正または較正を行うべきであるかどうかを決定できる。プロセスの第１のステップは、検出器が入力信号を受信するかまたは検出器自体が検出器内にデータを生成する制御方法を開始するステップを含む。また、検出器は、部分的な較正ルーチンまたは較正ルーチンが、受信された入力信号の値に基づいて行われているかどうかを決定する。検出器への入力信号が較正を優先しなかった場合、部分的な較正ルーチンが実行される。

Description

本発明は、特定の状態下でアクチュエータを自己較正するための制御方法であって、適切なアクチュエータ性能を維持する部分的な較正特徴をさらに提供する制御方法に関する。

自動車産業では、電動アクチュエータを使用して、種々の車両機能を制御することが一般的なことである。これらの制御アクチュエータは、変化しやすい厳しい環境で作動することにしばしば直面する。結果として、これらのアクチュエータの作動が不良となるか、または時に停止することがある。したがって、アクチュエータ機能の定期的な較正または確認には、多くの場合、アクチュエータが適切な作動範囲を有することを保証することが必要となる。較正または確認が望ましいシステムのタイプの例はターボチャージャである。ターボチャージャユニットと、ユニットがエンジンに供給するブースト圧とを制御するために、ターボチャージャのアクチュエータが使用される。アクチュエータが不良となった場合、ターボチャージャの弁は、適切に開かず、タービンを横切る不正確な圧力差を生じさせる。弁の調節不良または調整不良により、エンジン性能の低下、排ガス規制法の違反、またはターボチャージャおよびそれに関連付けられた車両構成要素に対する損傷が生じることがある。

所定の期間または状態が存在した場合、アクチュエータ自体が較正するように構成またはプログラムすることが望ましい。このようにして、エンジン性能、車両の排気、または考えられるシステム損傷に影響を与え得る侵害事象が防止される。

本発明は、較正プロセスを有する装置を制御する方法に関する。較正プロセスは部分的な較正ルーチンと較正ルーチンとを有する。制御システム内の検出器は、１つ以上の入力信号を受信でき、また部分的な較正または較正を行うべきであるかどうかを決定できる。プロセスの第１のステップは、検出器が入力信号を受信するかまたは検出器自体が検出器内にデータを生成する制御方法を開始するステップを含む。次に、検出器は、値に基づく較正が必要であるかどうかを決定する。さらに、検出器は、部分的な較正ルーチンまたは較正ルーチンが、受信された入力信号の値に基づいて行われているかどうかを決定する。検出器への入力信号が、部分的な較正よりも大きいことを優先しなかった場合、部分的な較正ルーチンが実行される。部分的な較正ルーチンが行われた場合、装置が制限の特性を学習するように、装置がその作動範囲の第１の機能または制限に合わせて移動するように指令される。次に、学習した特性と、装置の作動範囲の第２の制限または機能を表す第２の特性の以前に記憶された値とを用いて、装置が作動する。較正ルーチンが行われていることが決定された場合、装置は、上記のような第１の特性と、装置の作動範囲の第２の機能または制限にある第２の特性とを学習する。較正ルーチンの後に、第１の特性の学習値と、較正ルーチン中に得られた第２の特性とを用いて、装置が作動する。

本発明の別の適用範囲は、以下に示す詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明および特定の例は、本発明の好ましい実施形態を示しているが、例示目的のために意図されているに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。

本発明は、詳細な説明と添付図面とによってより完全に理解される。

１つまたは複数の好ましい実施形態の以下の説明は、本質的に一例に過ぎず、決して、本発明、その用途、または使用を限定することを意図するものではない。

図１を参照すると、制御方法１０が示されており、ここで、装置には制御方法１０がプログラムされる。制御方法１０は開始指令１２から始まり、ここで、較正／確認シーケンスを制御する方法が開始される。明細書、請求項および図面の全体にわたって、装置の制限の較正または学習について説明する。しかし、本発明の範囲内には、確認シーケンスとしての較正の規定も含まれる。本明細書に用いられるような較正は、装置の制限または機能の学習ならびに装置の制限または機能の確認として規定される。したがって、装置の機能の近似値が決定されているように、装置が既に較正されている場合、装置が適切に作動していることと、装置の機能に関する値が依然として正確であることを決定または確認するために、装置の作動中に、確認ルーチンが必要である。

開始指令１２の後に、装置は、ステップ１４に進んで、装置のパラメータの較正または確認が必要であるかどうかを決定する。この決定は、存在する種々の状態を示す入力１、入力２および入力３として図１に示されている種々の入力に基づく。用いられる入力の種類および数は、本明細書に記載されている方法の特定の用途に応じて様々である。また、この方法を自動車のエンジンシステムに用いることには、車両の電気システム、エンジン速度および車速に関する情報を一般に伝達する上記入力がほぼ確実に含まれる。較正または確認が不要または不可能であることが決定された場合、制御方法１０は、較正または確認が必要となることが決定されるまで、開始指令１２を繰り返して、ステップ１４で入力を監視し続ける。

較正または確認が行われていることがステップ１４で決定されると、装置はステップ１６に進む。ステップ１６において、装置は、どの種類の較正または確認を行っているかどうかを決定する。装置は、ステップ１８で、第１の機能を示す第１の特性の値を学習または確認することによって、較正ルーチンの１つのみの部分である部分的な較正を指令し得る。ステップ２０において、第１の機能の第１の特性の値と第２の特性に関する以前に記憶された値とを用いて、装置が作動する。以前に記憶された値は、予めプログラムされた値、エンドオブライン値、または最後の較正ルーチンから得られた値であることができる。次に、部分的な較正は終了ステップ２２で完了され、ここで、装置を作動させるために、ステップ１８で得られた学習位置と、ステップ２０で供給された機能２に関する以前に記憶された値とを用いて、装置が作動し続ける。

ステップ１６において、較正ルーチンが必要となることを検出器が決定した場合、装置はステップ２４で第１の機能の位置を学習する。検出器はステップ２６で第２の機能の位置を学習する。ステップ２８において、検出器は、第１の機能の学習位置と第２の機能の学習位置との間を移動することによって検出器の作動範囲の作動を確認する。次に、検出器は、ステップ３０で較正ルーチンを終了し、またステップ２４と２６で得られた較正の学習位置を用いて作動する。

図１に記載されている制御方法は、種々の装置に広く適用できる。例えば、任意のタイプの空気ポンプに関連して、制御方法を用いることができ、ここで、スパン気流圧を学習または較正しなければならない。さらに、いくつかの装置は、ある量の電流を引き出し、また装置の作動中に、装置が引き出すことができる電流の範囲を学習することが必要であり得る。また、角度回転、線形運動またはトルク決定のような他の要因は、図１に示されている制御システムを使用して監視できる望ましい特性であり得る。図１には、較正および確認という用語が用いられており、これらの用語は、異なる意味を有する。例えば、較正は、装置が作動制限の位置を学習することを意味しており、これに対して、確認は、装置が、値を学習するのとは対照的に、作動範囲の位置または値を確認することを意味している。較正および確認は２つの意味を有するが、これらの用語は、本明細書の全体にわたって交換可能に用いられる。また、制御方法１０が較正に関連して用いられることが本発明の範囲内に含まれるか、または較正に含むことができる機能の数において本発明が限定されないことを理解することもできる。実施例は、２つの機能を有する装置またはシステムについて説明しているが、機能は任意の数の機能であってもよい。能力、または制限は、制御システムの処理能力、またはシステムを較正できる特定の期間を含むことが可能である。特定の例は、エンジンが始動中に特定のＲＰＭに達する前に行わなければならない較正または確認であり得る。

図２は、制御方法が、２つのコントローラを有するシステムに組み込まれている本発明の実施形態を示している。エンジンが作動または停止された場合１１２、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）は、エンジンの作動を検出して、エンジンの作動に関する情報１１４を入力信号の形態でアクチュエータ制御ユニット（ＡＣＵ）１１６に送信する。また、入力信号は、エンジン速度と電気システムの情報と他の要因とを含む。

ＡＣＵ１１６はＥＣＵ１１８から情報を受信する。次に、ＡＣＵ１１６は、ステップ１２０において、アクチュエータが、部分的な較正ルーチンを実行することが可能な状態にあるかどうかを決定する。エンジン状態または他の要因によって、較正ルーチンが不可能であることが決定された場合、ＡＣＵ１１６は、アクチュエータで、部分的な較正を行う１２２。部分的な較正とは、アクチュエータが第２の機能に合わせて駆動するようにＡＣＵ１１６が指令することである。次に、ＡＣＵ１１６は、第２の機能の値、先の部分的な較正からの置換学習値、または予めプログラムされた値を記録する。その次に、第１の機能に関する以前に記憶されたデータと、部分的な較正１２２中に得られた情報とを用いて、アクチュエータが作動する１２４。ＥＣＵは、較正ルーチン１２０が可能な状態にあるかどうかを監視および決定し続け、例えば、エンジンが、アイドル状態にあるか、または理想的な運転速度で運転している場合、ＡＣＵ１１６は、アクチュエータ１２６で較正ルーチンを実行する。較正ルーチン中に、アクチュエータが、アクチュエータの範囲内の全ての機能に合わせて駆動される。次に、ＡＣＵ１１６は、全てのアクチュエータの機能の値を記録し、先の較正ルーチンからの学習値を置換する。その次に、較正中に得られたデータを用いて、ＡＣＵ１１６が作動する１２８。

好ましい実施形態では、ＥＣＵは、情報１１４をＡＣＵ１１６に送信するように構成され、またＡＣＵ１１６は、ＥＣＵから情報１１８を受信するように構成される。ＥＣＵが、作動される装置を直接制御する構成のような１つのコントローラが存在する用途において、制御方法１１０を実現できる。ＡＣＵ１１６が、作動される装置に一体化されること、またはＡＣＵ１１６が別個のユニットであることも本発明の範囲内に含まれる。さらに、２つ以上のコントローラが存在する状況において、本発明の制御方法１１０を実現することが可能である。このような実施形態により、制御方法を行うかまたは可能にする多数のコントローラユニットを多数の変数に基づいて作動させるための調整が可能になる。例えば、アクチュエータが、種々のエンジンシステム構成要素からの信号値に基づいて種々の学習シーケンスを実行するように、ＥＣＵが指令すべく、多数のコントローラが信号をＥＣＵに入力してもよい。このような代替実施形態の一例は、ＡＣＵが、エンジン状態を表すＥＣＵからの信号を受信し、一方、ＥＣＵに入力された他の変数が、車両の乗員室の電力消費を監視するコントローラから入力された値であり得ることである。

ＡＣＵ１１６がアクチュエータ１２６で較正ルーチンを実行するような状態に導くことが可能である。例えば、車両の電力の乱れがアクチュエータの性能に影響を与える可能性があり、このことにより、次に、アクチュエータが較正プロセスを行うことが必要となる。電力の乱れは、高電圧、低電圧、または断続的な電圧を含む。この場合、断続的な電圧は、製造欠陥、機械的応力、または腐食によって発生されることがある。しかし、ＡＣＵ１１６がアクチュエータで較正を行う前に、ＡＣＵ１１６がＥＣＵ１１８から情報を受信しているかどうかを決定しなければならない。ＡＣＵ１１６がＥＣＵ１１８から情報を受信していた場合、ＡＣＵ１１６は、較正１２０が可能な状態にあるかどうかを決定できる。この理由は、ＡＣＵ１１６が、いくつかのエンジン作動状態中にアクチュエータで較正ルーチンを実行しないことを保証するように、較正ルーチンが可能な状態にあるかどうかをＡＣＵ１１６が決定できる前に、ＡＣＵ１１６がＥＣＵ１１８から情報を受信しなければならないからである。いくつかのエンジン作動状態下において、較正プロセスが行われ、これにより、エンジン性能の低下、排ガス規制法の違反、車両構成要素に対する損傷が生じることがある。また、エンジン始動前にまたは停止されたエンジンにおいて、ＥＣＵによって送信された信号により、ＡＣＵが較正プロセスを指令する場合がある。

ＡＣＵ１１６がＥＣＵから情報を受信せず、ＡＣＵ１１６が較正を行う状態に導かれた場合、ＡＣＵ１１６はアクチュエータで、部分的な較正を行う１２２。部分的な較正により、実行中に、望ましくない影響が発生されない。部分的な較正が行われた後に、以前に記憶されたデータと、部分的な較正１２４中に得られた情報とを用いて、アクチュエータが作動する。次に、較正１２０が可能な状態にあるかどうかを決定するために、制御方法１１０を再設定しなければならない。

本発明の制御方法１０、１１０を用いることができる作動される装置は、ターボチャージャ、排気ガス再循環弁、絞り弁、シフトアクチュエータ、トランスファケース切換機構、クラッチ変速機切換機構、可変カムタイミング機構、調整アクチュエータ、燃料噴射装置等を含む車両エンジンアクチュエータのような、しかし、それらに限定されない装置である。これらの装置の作動機能と、同様の作動機能を有する他の装置とを学習または較正するために、本発明の制御方法１０、１１０が用いられる。作動機能は、機械的停止、電流または電圧の変動、気流容量、トルク範囲角運動、燃料計量、燃料量、力、線形運動、回転運動等を含むが、それらに限定されない。

本発明の説明は、本質的に一例に過ぎず、したがって、本発明の要旨から逸脱しない別形態が本発明の範囲内に含まれることが意図される。このような別形態は、本発明の精神および範囲から逸脱していないものとみなすことができる。

装置を作動させるための制御方法の概略図である。 装置で作動させるアクチュエータの制御方法の概略図である。

Claims (22)

1. 較正プロセスを制御する方法であって、
   部分的な較正ルーチンと較正ルーチンとを有する較正プロセスを行うステップと、
   １つ以上の入力信号を受信できる検出器を設けるステップと、
   前記検出器が前記入力信号を受信する制御方法を開始するステップと、
   部分的な較正ルーチンまたは較正ルーチンが前記入力信号の値に基づいて実行されているかどうかを決定するステップと、
   前記検出器への前記入力信号が前記較正を優先しなかった場合に、前記部分的な較正ルーチンを実行するステップであって、前記部分的な較正ルーチンが、制限に合わせて前記装置を較正し、この結果、前記装置が、前記特性を学習または確認するステップと、
   前記学習または確認した部分的な特性を用いて、前記装置を作動させるステップと、
   を含む方法。
2. 前記制限が前記装置の作動範囲である請求項１に記載の方法。
3. 前記較正プロセスを制御する前記方法が、装置の作動機能を決定するために用いられ、前記作動機能が、機械的停止、電流または電圧の変動、気流容積、トルク範囲、燃料計量、燃料量、力、線形運動または回転運動からなる群から選択される請求項１に記載の方法。
4. 前記入力信号が、車両電気システム値、エンジン速度または車速からなる群の１つ以上に関連する請求項１に記載の方法。
5. 前記特性が、空気ポンプのスパン気流、電流範囲、トルク決定に関する角度回転からなる群の１つを含む請求項１に記載の方法。
6. 較正プロセスを制御する前記方法が、
   ターボチャージャ、排気ガス再循環弁、絞り弁、シフトアクチュエータ、トランスファケース切換機構、クラッチ変速機切換機構、可変カムタイミング機構、燃料噴射装置または調整アクチュエータからなる群から選択される装置を較正するために用いられる請求項１に記載の方法。
7. 較正を行うように指令するステップであって、前記装置が、前記装置の前記作動範囲の前記第１の制限における前記第１の特性を学習または確認するステップと、
   前記装置の前記作動範囲の第２の制限にある第２の特性を学習または確認するステップと、
   前記較正中に得られた前記第１の特性値および前記第２の特性値を用いて、前記装置を作動させるステップと、
   をさらに含む請求項１に記載の方法。
8. 前記装置を作動させる前記ステップが、以前に記憶された値も用いる請求項１に記載の方法。
9. 前記以前に記憶された値が、予めプログラムされた値、エンドオブライン値、または最後の較正からの値からなる群の１つである請求項８に記載の方法。
10. アクチュエータを制御するための方法であって、
    入力信号を送信するためのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）を設けるステップと、
    前記アクチュエータに関連付けられるアクチュエータ制御ユニット（ＡＣＵ）を設けるステップであって、該ＡＣＵが、前記ＥＣＵから前記入力信号を受信するように構成されるステップと、
    前記入力信号を前記ＥＣＵから前記ＡＣＵに送信するステップであって、前記ＡＣＵが前記入力信号を受信し、前記アクチュエータが自己較正プロセスを行うように前記ＡＣＵが指令するステップと、
    を含む方法において、
    第１の前記自己較正プロセスが終了した後、前記ＥＣＵが第２の前記入力信号を前記ＡＣＵに送信するまで、前記アクチュエータに第２の前記自己較正プロセスを行わせる前記ＡＣＵの指令を導く他の要因を前記ＡＣＵが無視し、そして前記アクチュエータが第２の前記自己較正プロセスを行うように前記ＡＣＵが指令する方法。
11. 較正プロセスを制御する前記方法が、機械的停止、電流または電圧の変動、気流容積、トルク範囲、燃料計量、燃料量、力、線形運動または回転運動からなる群から選択される装置の作動機能を決定するために用いられる請求項１０に記載の方法。
12. 前記アクチュエータが部分的な較正プロセスを行うように前記ＡＣＵが指令し、一方、前記アクチュエータに第２の自己較正プロセスを行わせる前記ＡＣＵの指令を導く前記他の要因を前記ＡＣＵが無視する請求項１０に記載のアクチュエータを制御するための方法。
13. 前記部分的な較正からの学習または確認した値と、予めプログラムされた値、エンドオブライン値、または較正の最後の事象からの値からなる群から選択された１つである記憶された値とを用いて、前記アクチュエータを作動させる前記ステップをさらに含む請求項１２に記載のアクチュエータを制御するための方法。
14. 前記アクチュエータが、ターボチャージャ、排気ガス再循環弁、絞り弁、シフトアクチュエータ、トランスファケース切換機構、クラッチ変速機切換機構、可変カムタイミング機構、燃料噴射装置または調整アクチュエータからなる群から選択された１つである請求項１０に記載の方法。
15. 前記エンジンが始動される前に、前記ＥＣＵが第１の前記入力信号を前記ＡＣＵに送信する請求項１０に記載のアクチュエータを制御するための方法。
16. 前記エンジンが停止された後に、前記ＥＣＵが第２の前記入力信号を前記ＡＣＵに送信する請求項１０に記載のアクチュエータを制御するための方法。
17. アクチュエータを制御するための方法であって、
    入力信号を送信するためのエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）を設けるステップと、
    前記アクチュエータに関連付けられるアクチュエータ制御ユニット（ＡＣＵ）を設けるステップであって、該ＡＣＵが、前記ＥＣＵから前記入力信号を受信するように構成されるステップと、
    前記入力信号を前記ＥＣＵから前記ＡＣＵに送信するステップであって、前記ＡＣＵが前記入力信号を受信し、前記アクチュエータが自己較正プロセスを行うように前記ＡＣＵが指令するステップと、
    を含む方法において、
    第１の前記自己較正プロセスが終了した後に、前記アクチュエータに部分的な較正プロセスを行わせる前記ＡＣＵの指令を他の要因が導く方法。
18. 較正プロセスを制御する前記方法が、機械的停止、電流または電圧の変動、気流容積、トルク範囲、燃料計量、燃料量、力、線形運動または回転運動からなる群から選択される装置の作動機能を決定するために用いられる請求項１７に記載の方法。
19. 前記エンジンが始動される前に、前記ＥＣＵが第１の前記入力信号を前記ＡＣＵに送信する請求項１７に記載のアクチュエータを制御するための方法。
20. 前記エンジンが停止された後に、前記ＥＣＵが第２の前記入力信号を前記ＡＣＵに送信する請求項１７に記載のアクチュエータを制御するための方法。
21. 前記較正プロセスから得られた学習または確認した値と、予めプログラムされた値、エンドオブライン値、または前記アクチュエータの最後の較正からの値からなる群から選択された１つである以前に記憶された値とを用いて、前記アクチュエータを作動させるステップをさらに含む請求項１７に記載のアクチュエータを制御するための方法。
22. 前記アクチュエータが、ターボチャージャ、排気ガス再循環弁、絞り弁、シフトアクチュエータ、トランスファケース切換機構、クラッチ変速機切換機構、可変カムタイミング機構、燃料噴射装置または調整アクチュエータからなる群から選択される装置である請求項１７に記載のアクチュエータを制御するための方法。

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