JP2017175777A - 電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転角度の精度又は応答性について、モータの駆動を意図した通りに制御する電子制御装置を提供する。
【解決手段】電子制御装置は、回転センサからセンサ信号が入力され、センサ信号に基づきモータの駆動を制御する。目標設定部は、モータの回転角度における目標値を設定する。回転制御部は、モータに駆動電流を流し、回転角度が目標値となるようにモータを回転させる。電流検出部は、駆動電流を検出し、検出信号を出力する。リップル検出部は、検出信号に基づき、モータのトルク変動に伴って生じるトルクリップルを検出する。テーブル作成部は、センサ信号、及び、検出されたトルクリップルに基づき、モータの各回転角度に対して駆動電流でトルクリップルが生じるか否かを示すコギングテーブルを作成する。目標設定部は、コギングテーブルに基づき、駆動電流にトルクリップルが生じる回転角度であるか否かに応じて目標値を設定する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、モータの回転角度を検出する回転センサからセンサ信号が入力され、センサ信号に基づきモータの駆動を制御する電子制御装置に関する。

従来、特許文献１に記載のように、ＷＧＶの開度を制御するＥＣＵ（電子制御装置）が知られている。ＥＣＵは、電動アクチュエータを制御することで、ＷＧＶの開度を調整している。ＥＣＵは、エンジン運転状態に基づき、目標ＷＧＶ開度を算出する。そして、ＥＣＵは、ＷＧＶの開度が目標ＷＧＶ開度と一致するように電動アクチュエータを制御する。

特開２０１５−８１５７８号公報

上記構成においてＥＣＵは、電動アクチュエータのモータに駆動電流を流し、モータの回転を制御している。なお、モータの回転角度は、ＷＧＶの開度に対応している。駆動電流では、コギングにより、特定の回転角度でトルクリップルが生じる。モータにおいて駆動電流にトルクリップルが生じる回転角度では、トルクリップルが生じない回転角度に較べて、モータの回転角度が変動し易い。

これによれば、モータにおいて駆動電流にトルクリップルが生じる回転角度では、トルクリップルが生じない回転角度に較べて、ＷＧＶの開度が目標ＷＧＶ開度と一致し難い。すなわち、回転角度の精度が低下する。一方、モータにおいて駆動電流にトルクリップルが生じない回転角度では、トルクリップルが生じる回転角度に較べて、モータの応答性が低下する。以上によれば、ＥＣＵは、回転角度の精度又は応答性について、モータの駆動を意図した通りに制御し難い虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、回転角度の精度又は応答性について、モータの駆動を意図した通りに制御する電子制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として下記の実施形態における具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本発明のひとつは、モータ（２１０）の回転角度を検出する回転センサ（４００）からセンサ信号が入力され、センサ信号に基づきモータの駆動を制御する電子制御装置であって、
モータの回転角度に対する目標値を設定する目標設定部（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ３０，Ｓ３２）と、
モータに駆動電流を流し、回転角度が目標値となるようにモータを回転させる回転制御部（１０，２０）と、
駆動電流を検出し、検出信号を出力する電流検出部（３０）と、
検出信号に基づき、モータのトルク変動に伴って生じるトルクリップルを検出するリップル検出部（Ｓ１０）と、
センサ信号、及び、リップル検出部により検出されたトルクリップルに基づき、モータの回転角度に対して駆動電流にトルクリップルが生じるか否かを示すコギングテーブルを作成するテーブル作成部（Ｓ１２）と、
を備え、
目標設定部は、コギングテーブルに基づき、駆動電流にトルクリップルが生じる回転角度であるか否かに応じて目標値を設定する。

上記構成において、目標設定部は、駆動電流にトルクリップルが生じる回転角度か否かに基づき、目標値を設定する。駆動電流にトルクリップルの生じない回転角度に目標値が設定された場合には、トルクリップルの生じる回転角度に目標値が設定された場合に較べて、回転角度が目標値と一致し易い。すなわち、回転角度の精度の低下を抑制することができる。一方、駆動電流にトルクリップルの生じる回転角度に目標値が設定された場合には、トルクリップルの生じない回転角度に目標値が設定された場合に較べて、モータの応答性が低下するのを抑制することができる。

以上によれば、目標設定部は、駆動電流におけるトルクリップルの有無に応じて目標値を設定することで、回転角度の精度及び応答性のうちの優先させる性能を選択することができる。したがって、電子制御装置は、回転角度の精度又は応答性について、モータの駆動を意図した通りに制御することができる。

第１実施形態に係る電子制御装置、アクチュエータ、及び、ウェイストゲートバルブの概略構成を示す図である。 電子制御装置の概略構成を示すブロック図である。 時間経過に応じた駆動電流の値を示す図である。 テーブル作成処理の処理手順を示すフローチャートである。 トルクリップルの波形について説明するための図である。 トルクリップルの波形について説明するための図である。 トルクリップルの波形について説明するための図である。 トルクリップルの波形について説明するための図である。 開度に対する駆動電流の値を示す図である。 図９に示す駆動電流に対してマイコンが作成したコギングテーブルを示す図である。 開度変更処理の処理手順を示すフローチャートである。

図面を参照して説明する。なお、複数の実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。

（第１実施形態）
先ず、図１〜図３に基づき、電子制御装置１００の概略構成について説明する。

本実施形態において、電子制御装置１００は、車両用のＥＣＵである。図１に示すように、電子制御装置１００は、車両に設けられたアクチュエータ２００を制御する。アクチュエータ２００の駆動により、ウェイストゲートバルブ３００が開閉動作を行う。ウェイストゲートバルブ３００は、ウエストゲートバルブ、又は、ＷＧＶとも称することができる。

また、本実施形態において、電子制御装置１００は、アクチュエータ２００に加えて、車両に設けられたエンジンも制御している。例えば、電子制御装置１００は、スロットルバルブの開度を調整するスロットルアクチュエータを制御する。また、電子制御装置１００は、燃料噴射量を調整するインジェクタ、及び、点火プラグに高電圧を印加する点火装置を制御する。本実施形態において、電子制御装置１００は、目標過給圧を算出する。そして、電子制御装置１００は、過給圧が目標過給圧へ近づくようにエンジンを制御する。

アクチュエータ２００は、モータ２１０と、平ギア２２０と、ウォーム２３０と、ヘリカルギア２４０と、アーム２５０と、を有している。モータ２１０は、出力軸２１２と、出力軸２１２に設けられたモータギア２１４と、を有している。モータギア２１４には、平ギア２２０が噛み合っている。平ギア２２０の軸部にはウォーム２３０が連結されている。また、ウォーム２３０は、ヘリカルギア２４０と噛み合っている。

ヘリカルギア２４０は、軸部２４２を中心に回転する。軸部２４２には、ヘリカルギア２４０と一体回転するアーム２５０が設けられている。アーム２５０の一端は、ロッド３１０を介してウェイストゲートバルブ３００が連結されている。以下、平ギア２２０、ウォーム２３０、ヘリカルギア２４０、及び、アーム２５０をまとめて、出力ギアとも称する。出力ギアは、モータギア２１４の回転力及び回転方向を変換して、ロッド３１０に伝達するものである。また、モータギア２１４、平ギア２２０、ウォーム２３０、ヘリカルギア２４０、及び、アーム２５０をまとめて、ギアとも称する。ギアは、ギヤとも称することができる。

アクチュエータ２００には、回転センサ４００が配置されている。回転センサ４００は、ヘリカルギア２４０の回転角度を検出し、検出した回転角度に基づくセンサ信号を電子制御装置１００へ出力する。

アクチュエータ２００では、モータ２１０の通電によりモータギア２１４が回転する。モータギア２１４の回転は、平ギア２２０及びウォーム２３０を介してヘリカルギア２４０に伝達される。そして、ヘリカルギア２４０の回転に伴いロッド３１０が移動する。これにより、ウェイストゲートバルブ３００が開閉動作を行う。以上によれば、ヘリカルギア２４０の回転角度は、モータ２１０の回転角度に応じて決まる。以下、ウェイストゲートバルブ３００の開度の値を、ヘリカルギア２４０の回転角度の値によって示す。ウェイストゲートバルブ３００の開度は、単に開度とも称する。回転センサ４００は、開度センサと称することもできる。

図２に示すように、電子制御装置１００は、駆動回路１０と、マイコン２０と、電流検出回路３０と、第１ＡＤＣ４０と、第２ＡＤＣ５０と、を備えている。また、電子制御装置１００は、端子として、電源端子１００ａ、第１モータ端子１００ｂ、第２モータ端子１００ｃ、センサ端子１００ｄ、及び、グランド端子１００ｅを有している。

駆動回路１０は、マイコン２０からの制御信号に応じて、モータ２１０に駆動電流を流すものである。詳しく言うと、駆動回路１０は、モータ２１０のアーマチャコイル等に駆動電流を流すものである。本実施形態において、モータ２１０は直流モータである。そのため、駆動回路１０は、モータ２１０に直流電流を流すように構成されている。

駆動回路１０は、４個のＦＥＴ１２〜１８を有し、Ｈブリッジ回路を構成している。本実施形態において、ＦＥＴ１２〜１８は、Ｎチャネル型とされている。ＦＥＴ１２，１４のドレインは、電源端子１００ａを介して、電源５００と電気的に接続されている。電源５００は、例えば、１２Ｖを出力する車両用のバッテリである。

ＦＥＴ１２，１６のソースは、第１モータ端子１００ｂを介して、モータ２１０と電気的に接続されている。ＦＥＴ１４のソース及びＦＥＴ１８のドレインは、第２モータ端子１００ｃを介してモータ２１０と電気的に接続されている。ＦＥＴ１６のドレイン及びＦＥＴ１８のソースは、グランド端子１００ｅを介して、グランド６００と電気的に接続されている。

各ＦＥＴ１２〜１８のゲートは、マイコン２０と電気的に接続されている。マイコン２０は、各ＦＥＴ１２〜１８に制御信号を出力している。マイコン２０は、制御信号により、ＦＥＴ１２〜１８のオンオフ状態を制御している。マイコン２０は、ＦＥＴ１２，１８をオンにするとともにＦＥＴ１４，１６をオフにすることで、モータ２１０を正転させる。一方、マイコン２０は、ＦＥＴ１２，１８をオフにするとともにＦＥＴ１４，１６をオンにすることで、モータ２１０を逆転させる。駆動回路１０及びマイコン２０は、特許請求の範囲に記載の回転制御部に相当する。

電流検出回路３０は、駆動電流を検出するものである。本実施形態において、電流検出回路３０は、抵抗３２とオペアンプ３４とを有している。抵抗３２の一端は、ＦＥＴ１４のソース及びＦＥＴ１８のドレインの接続点と電気的に接続されている。抵抗３２の他端は、第２モータ端子１００ｃと電気的に接続されている。よって、抵抗３２は、ＦＥＴ１４のソース及びＦＥＴ１８のドレインと、第２モータ端子１００ｃと、を電気的に中継している。これにより、抵抗３２には、駆動電流が流れる。

オペアンプ３４は、抵抗３２に流れる駆動電流を電圧に変換して出力する。オペアンプ３４の入力端子は、抵抗３２の両端に接続されている。オペアンプ３４の出力端子は、第１ＡＤＣ４０と電気的に接続されている。なお、電流検出回路３０は、特許請求の範囲に記載の電流検出部に相当する。

第１ＡＤＣ４０は、オペアンプ３４が出力するアナログ信号をデジタル信号に変換するものである。第１ＡＤＣ４０は、マイコン２０と電気的に接続されている。第１ＡＤＣ４０は、変換したデジタル信号をマイコン２０に出力する。以下、第１ＡＤＣ４０がマイコン２０へ出力する信号を電流信号と示す。電流信号は、駆動電流の値を示すデジタル信号である。電流信号、及び、オペアンプの出力するアナログ信号は、特許請求の範囲に記載の検出信号に相当する。

第２ＡＤＣ５０は、アナログ信号であるセンサ信号をデジタル信号に変換するものである。第２ＡＤＣ５０は、センサ端子１００ｄを介して回転センサ４００と電気的に接続されている。また、第２ＡＤＣ５０は、マイコン２０とも電気的に接続されている。第２ＡＤＣ５０は、デジタル信号に変換したセンサ信号をマイコン２０に出力する。

ところで、モータ２１０では、回転角度に応じた磁気抵抗の変化によりコギングが生じる。詳しく言うと、コギングとは、モータ２１０の回転角度に応じた磁気抵抗の変化により、モータ２１０のトルクが変動することである。このコギング等により、駆動電流の値は、モータ２１０の回転角度の変化に応じて変動する。すなわち、駆動電流の値は、開度の変化に応じて変動する。モータ２１０が回転している場合には、図３に示すように、所定の時間間隔で駆動電流の値が変動する。

この駆動電流の変動は、トルクリップルと称することができる。すなわち、トルクリップルは、モータ２１０のトルク変動に伴って生じる駆動電流の値の変動である。なお、図３では、駆動電流が一定値となるようにマイコン２０が駆動回路１０に制御信号を出力している場合において、モータ２１０に流れる駆動電流の値を示している。

駆動電流にトルクリップルが生じる開度では、トルクリップルが生じない開度に較べて、モータ２１０の回転角度が変動し易い。言い換えると、駆動電流にトルクリップルが生じる開度では、トルクリップルが生じない開度に較べて、モータ２１０が回転し易い。これによれば、駆動電流にトルクリップルが生じる開度では、トルクリップルが生じない開度に較べて、ウェイストゲートバルブ３００が移動し易い。

ところで、マイコン２０は、エンジンを制御する。言い換えると、マイコン２０は、エンジンを制御するエンジン制御部を有している。マイコン２０は、エンジンの制御内容に基づき、ウェイストゲートバルブ３００の目標開度を設定する。目標開度とは、開度の目標値である。そして、マイコン２０は、開度が目標開度となるように、モータ２１０を回転させる。言い換えると、マイコン２０は、モータ２１０の回転角度が目標値となるように、モータ２１０を回転させる。

ウェイストゲートバルブ３００には、排気圧等により外力が作用する。駆動電流にトルクリップルが生じる開度では、外力によってウェイストゲートバルブ３００が動き易い。すなわち、外力によってモータ２１０が回転し易い。この外力は、外部トルクと称することもできる。一方、駆動電流にトルクリップルが生じない開度では、ウェイストゲートバルブ３００に外力が作用した場合であっても、ウェイストゲートバルブ３００が動き難い。すなわち、モータ２１０が回転し難い。以下、駆動電流にトルクリップルが生じない開度を、安定開度と示す。

駆動電流にトルクリップルが生じる開度では、安定開度とされた場合に較べて、ウェイストゲートバルブ３００を動かし易い。詳しく言うと、駆動電流にトルクリップルが生じる開度から目標開度にウェイストゲートバルブ３００を動かす場合、安定開度から動かす構成に較べて、開度を迅速に目標開度と一致させ易い。言い換えると、駆動電流にトルクリップルが生じる開度から目標開度にウェイストゲートバルブ３００を動かす場合には、安定開度から動かす構成に較べて、ウェイストゲートバルブ３００の応答性を向上することができる。以下、駆動電流にトルクリップルが生じる開度を、応答開度と示す。

目標開度が応答開度に設定された場合、開度が目標開度付近になるとモータ２１０のトルクの変動が変動し易い。一方、目標開度が安定開度に設定されると、開度が目標開度付近になった場合であっても、モータ２１０のトルクの変動が変動し難い。これによれば、開度を目標開度と一致させるためにモータ２１０を回転させる際、マイコン２０は、目標開度を安定開度に設定すると、開度を目標開度と一致させ易い。言い換えると、目標開度が安定開度に設定された場合には、目標開度が応答開度に設定された場合に較べて、開度の精度を向上することができる。

マイコン２０は、各開度が安定開度か応答開度かを示すコギングテーブルを作成する。コギングテーブルは、ウェイストゲートバルブ３００の可動開度域の各開度が安定開度か応答開度かを示すテーブルである。コギングテーブルは、トルクリップルテーブル、又は、トルクテーブルと称することもできる。

ウェイストゲートバルブ３００の可動開度域の各開度において駆動電流にトルクリップルが生じる開度であるか否かに基づき、マイコン２０がコギングテーブルを作成する。よって、コギングテーブルは、各開度に対し、駆動電流でトルクリップルが生じるか否かを示すものである。すなわち、コギングテーブルは、モータ２１０の各回転角度に対し、駆動電流でトルクリップルが生じるか否かを示すものである。以下、マイコン２０がコギングテーブルを作成する処理をテーブル作成処理と示す。

マイコン２０は、駆動電流及びセンサ信号に基づき、テーブル作成処理を行う。詳しく言うと、マイコン２０は、第１ＡＤＣ４０からの電流信号、及び、第２ＡＤＣ５０の出力信号に基づき、テーブル作成処理を行う。

マイコン２０は、コギングテーブルに基づき、目標開度の値を変更する。以下、マイコン２０が目標開度を算出するとともに算出した目標開度の値を変更する処理を、開度変更処理と示す。開度変更処理は、開度設定処理、又は、開度補正処理と称することもできる。

なお、駆動電流にノイズが生じる場合もある。ノイズとしては、電子制御装置１００内の回路で生じるものや、外部の電磁波が電子制御装置１００に入力されることで生じるものが想定される。

次に、図４〜図１０に基づき、マイコン２０におけるテーブル作成処理について説明する。

ウェイストゲートバルブ３００に外力が作用していない状態では、モータ２１０のトルクが変動し難い。そのため、ウェイストゲートバルブ３００に外力が作用していない状態で、マイコン２０がテーブル作成処理を行う。詳しく言うと、マイコン２０は、車両のイグニッションスイッチがオンからオフにされたときや、電子制御装置１００に対する初回電源投入時等に、テーブル作成処理を開始する。すなわち、マイコン２０は、車両が停車している場合に、テーブル作成処理を行う。

これによれば、マイコン２０は、車両が停車している場合にモータを回転させる。そして、電流検出回路３０は、車両が停車している場合の駆動電流を検出する。マイコン２０は、車両が停車している場合の駆動電流に対してトルクリップルの検出を行うとともに、車両が停車している場合の駆動電流に基づきコギングテーブルを作成する。

本実施形態において、マイコン２０がテーブル作成処理を開始する直前には、ウェイストゲートバルブ３００が全閉位置に配置されている。そして、テーブル作成処理においてマイコン２０は、先ず、所定の開度域で、駆動電流の波形を解析する（Ｓ１０）。言い換えると、マイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００を所定距離動かしつつ駆動電流の波形を解析する。さらに言い換えると、マイコン２０は、モータ２１０を所定の回転角度動かしつつ、駆動電流の波形を解析する。Ｓ１０においてマイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００が開くように、モータ２１０を回転させる。

なお、マイコン２０がＳ１０で解析する開度域は、駆動電流においてトルクリップルが生じた後から次のトルクリップルが生じるまでの開度域よりも狭くされている。すなわち、マイコン２０は、駆動電流においてトルクリップルが生じた後から次のトルクリップルが生じるまでの開度域よりも狭い開度域で、Ｓ１０の処理を行う。

Ｓ１０においてマイコン２０は、駆動電流にトルクリップルが生じているかを判定する。すなわち、Ｓ１０においてマイコン２０は、駆動電流で生じるトルクリップルを検出する。マイコン２０においてＳ１０の処理を行う機能は、特許請求の範囲に記載のリップル検出部に相当する。また、Ｓ１０においてマイコン２０は、センサ信号に基づき、解析を行う開度域を算出する。

図５〜図８では、トルクリップル及びノイズが生じた場合における駆動電流の波形を示している。図５〜図８の黒丸は、マイコン２０が第１ＡＤＣ４０から電流信号を取得するタイミングを示している。よって、図５〜図８の黒丸の値は、マイコン２０に入力される電流信号の値に対応している。

以下、トルクリップル及びノイズが生じていない場合における駆動電流の状態を定常状態と示す。定常状態における駆動電流の値は、トルクリップル及びノイズが生じている場合に対して、変動し難い。以下、定常状態における駆動電流の値を定常値と示す。なお、図５〜図８では、定常値が一定値となるようにマイコン２０が駆動回路１０に制御信号を出力している場合において、モータ２１０に流れる駆動電流の値を示している。

以下、駆動電流において生じるトルクリップルの波形の例として、図５〜図８における４つの例について説明する。なお、図５に示すトルクリップルの波形は、図３に示すトルクリップルの波形と同じである。

図５に示す例では、モータ２１０が一方向に回転し、時間ｔ１、時間ｔ２、時間ｔ３、時間ｔ４、時間ｔ５、時間ｔ１９、時間ｔ２０、時間ｔ２１の順に時間が経過している。駆動電流では、時間ｔ２から時間ｔ５の間でトルクリップルが生じ、時間ｔ１９から時間ｔ２１の間でノイズが生じている。

時間ｔ１から時間ｔ２の間において、駆動電流は定常状態とされている。例えば、時間ｔ１から時間ｔ２の間における駆動電流の平均値が定常値である。時間ｔ２から時間ｔ３の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が大きくなる。そして、時間ｔ３を過ぎると、駆動電流の値が下降する。時間ｔ３のときにおける駆動電流の値は、駆動電流においてトルクリップルが生じている状態での最大値である。

時間ｔ３から時間ｔ４の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が小さくなる。そして、時間ｔ４を過ぎると、駆動電流の値が上昇する。時間ｔ４のときにおける駆動電流の値は、駆動電流においてトルクリップルが生じている状態での最小値である。なお、時間ｔ４における駆動電流の値は、定常値よりも小さい。時間ｔ４から時間ｔ５の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が大きくなる。時間ｔ５のとき、駆動電流は、ほぼ定常値とされている。以上のように、図５に示すトルクリップルでは、駆動電流の値が上昇した後に下降し、再び上昇している。

図５に示す駆動電流では、時間経過に伴って、時間ｔ１から時間ｔ５までの間の波形を繰り返す。以下、駆動電流においてトルクリップルが生じる時間をリップル時間と示す。図５に示す例において、リップル時間は、時間ｔ２から時間ｔ５までの時間である。

時間ｔ１９のとき、駆動電流は、ほぼ定常値とされている。時間ｔ１９から時間ｔ２０の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が大きくなる。そして、時間ｔ２０を過ぎると、駆動電流の値が下降する。すなわち、時間ｔ２０のときにおける駆動電流の値は、駆動電流においてノイズが生じている状態での最大値である。

時間ｔ２０から時間ｔ２１の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が小さくなる。時間ｔ２１のとき、駆動電流は、ほぼ定常値とされている。以上のように、ノイズでは、駆動電流の値が定常値から上昇した後に下降し、定常値に戻っている。以下、駆動電流にノイズが生じている時間をノイズ時間と示す。ノイズ時間は、時間ｔ１９から時間ｔ２１までの時間である。

図６に示す例において、トルクリップルでは、駆動電流の値が下降した後に上昇し、再び下降している。この例では、モータ２１０が、図５に示す例と反対方向に回転している。そして、時間ｔ６、時間ｔ７、時間ｔ８、時間ｔ９、時間ｔ１０、時間ｔ１９、時間ｔ２０、時間ｔ２１の順に時間が経過している。駆動電流は、時間ｔ６から時間ｔ７までの間において定常状態である。駆動電流では、時間ｔ７から時間ｔ１０の間でトルクリップルが生じている。

時間ｔ７から時間ｔ８の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が小さくなる。時間ｔ８のときにおける駆動電流の値は、駆動電流においてトルクリップルが生じている状態での最小値である。

そして、時間ｔ８から時間ｔ９の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が大きくなる。時間ｔ９のときにおける駆動電流の値は、駆動電流においてトルクリップルが生じている状態での最大値である。なお、時間ｔ９における駆動電流の値は、定常値よりも大きい。

時間ｔ９から時間ｔ１０の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が小さくなる。時間ｔ１０のとき、駆動電流は、ほぼ定常値とされている。図６に示す駆動電流では、時間経過に伴って、時間ｔ６から時間ｔ１０までの間の波形を繰り返す。この例において、リップル時間は、時間ｔ７から時間ｔ１０までの時間である。

図７に示す例において、トルクリップルでは、駆動電流の値が上昇した後に下降している。この例では、モータ２１０が、図５に示す例と同じ方向に回転している。そして、時間ｔ１１、時間ｔ１２、時間ｔ１３、時間ｔ１４、時間ｔ１９、時間ｔ２０、時間ｔ２１の順に時間が経過している。駆動電流は、時間ｔ１１から時間ｔ１２までの間において定常状態である。駆動電流では、時間ｔ１２から時間ｔ１４の間でトルクリップルが生じている。

時間ｔ１２から時間ｔ１３の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が大きくなる。時間ｔ１３のときにおける駆動電流の値は、駆動電流においてトルクリップルが生じている状態での最大値である。

そして、時間ｔ１３から時間ｔ１４の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が小さくなる。時間ｔ１４のとき、駆動電流は、ほぼ定常値とされている。図７に示す駆動電流では、時間経過に伴って、時間ｔ１１から時間ｔ１４までの間の波形を繰り返す。この例において、リップル時間は、時間ｔ１２から時間ｔ１４までの時間である。

図８に示す例において、トルクリップルでは、駆動電流の値が下昇した後に上昇している。この例では、モータ２１０が、図７に示す例と反対方向に回転している。そして、時間ｔ１５、時間ｔ１６、時間ｔ１７、時間ｔ１８、時間ｔ１９、時間ｔ２０、時間ｔ２１の順に時間が経過している。駆動電流は、時間ｔ１５から時間ｔ１６までの間において定常状態である。駆動電流では、時間ｔ１６から時間ｔ１８の間でトルクリップルが生じている。

時間ｔ１６から時間ｔ１７の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が小さくなる。時間ｔ１７のときにおける駆動電流の値は、駆動電流においてトルクリップルが生じている状態での最小値である。

そして、時間ｔ１７から時間ｔ１８の間では、時間が経過するほど、駆動電流の値が大きくなる。時間ｔ１８のとき、駆動電流は、ほぼ定常値とされている。図８に示す駆動電流では、時間経過に伴って、時間ｔ１５から時間ｔ１８までの間の波形を繰り返す。この例において、リップル時間は、時間ｔ１６から時間ｔ１８までの時間である。

Ｓ１０においてマイコン２０は、駆動電流に対してパターンマッチングを行うことで、駆動電流にトルクリップルが生じているか否かを判定する。言い換えると、マイコン２０は、上記した４つの例のどれかと同じ挙動で駆動電流が変動しているか否かに基づき、駆動電流にトルクリップルが生じているか否かを判定する。マイコン２０は、例えば、駆動電流の値の上昇又は下降のタイミング、駆動電流の値の変動におけるピーク値の大きさ、及び、変動する時間の長さに基づき、パターンマッチングを行う。

このとき、マイコン２０は、駆動電流の値の変動が、トルクリップルによるものか、ノイズよるものか、を判定する。一般的に、リップル時間は、ノイズ時間よりも長い。そのため、マイコン２０は、駆動電流の値の変動に掛かる時間が所定時間よりも長い場合に、ノイズではなくトルクリップルが駆動電流に生じていると判定する。

マイコン２０は、Ｓ１０の処理を行った後、Ｓ１０において回転センサ４００のセンサ信号に基づき解析した開度域に対して、コギングテーブルを作成する（Ｓ１２）。詳しく言うと、マイコン２０は、Ｓ１０で解析した開度域に対して駆動電流にトルクリップルが生じているか否かに基づき、コギングテーブルを作成する。マイコン２０においてＳ１２の処理を行う機能は、特許請求の範囲に記載のテーブル作成部に相当する。

図９及び図１０では、モータ２１０が一方向に回転し、角度θ０、角度θ１、角度θ２、角度θ３、角度θ４、角度θ５、角度θ６の順に開度が大きくなっている。図１０に示すように、コギングテーブルでは、所定の開度域に対してリップル値が割り当てられている。リップル値とは、対応する開度が安定開度か応答開度かを示すものである。なお、図１０に示す各開度域の大きさは、例えば、１°である。

リップル値は、駆動電流にトルクリップルが生じているか否かに基づき設定される。詳しく言うと、駆動電流にトルクリップルが生じていない開度では、リップル値が０とされる。すなわち、対応するリップル値が０の開度は、安定開度である。一方、駆動電流にトルクリップルが生じている開度では、リップル値が１とされる。すなわち、対応するリップル値が１の開度は、応答開度である。

図９に示すように、角度θ０以上であって角度θ１未満の開度域、及び、角度θ１以上であって角度θ２未満の開度域では、駆動電流にトルクリップルが生じていない。同様に、角度θ３以上であって角度θ４未満の開度域、及び、角度θ４以上であって角度θ５未満の開度域では、駆動電流にトルクリップルが生じていない。よって、マイコン２０は、上記した開度域に対応するリップル値を０とする。

一方、角度θ２以上であって角度θ３未満の開度域、及び、角度θ５以上であって角度θ６未満の開度域では、駆動電流にトルクリップルが生じている。よって、マイコン２０は、上記した開度域に対応するリップル値を１とする。

マイコン２０は、Ｓ１２の処理を行った後、ウェイストゲートバルブ３００が全開位置に到達したか否かを判定する（Ｓ１４）。マイコン２０は、回転センサ４００のセンサ信号の値に基づき、Ｓ１４の判定を行う。

マイコン２０は、Ｓ１４においてウェイストゲートバルブ３００が全開位置に到達していないと判定すると、再びＳ１０及びＳ１２の処理を行う。すなわち、マイコン２０は、Ｓ１４においてウェイストゲートバルブ３００が全開位置に到達したと判定するまで、Ｓ１０〜Ｓ１４の処理を繰り返し行う。

マイコン２０は、Ｓ１４においてウェイストゲートバルブ３００が全開位置に到達したと判定すると、テーブル作成処理を終了する。以上によれば、テーブル作成処理においてマイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００を全閉位置から全開位置まで移動させる。言い換えると、マイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００の可動開度域における全域の各値をとるように、モータ２１０を回転させる。

すなわち、マイコン２０は、所定期間において、モータ２１０が回転可能な回転角度の全域の各値をとるように、モータ２１０を回転させている。よって、電流検出回路３０は、モータ２１０が回転する回転角度の全域において、駆動電流の検出を行う。そして、マイコン２０は、モータ２１０が回転する回転角度の全域における駆動電流に対して、トルクリップルの検出を行っている。これにより、マイコン２０は、モータ２１０が回転する回転角度の全域の各値に対してリップル値を割り当て、コギングテーブルを作成している。すなわち、マイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００の可動開度域における全域の各値に対してリップル値を割り当て、コギングテーブルを作成している。

次に、図１１に基づき、マイコン２０による開度変更処理について説明する。

例えば、マイコン２０は、車両の走行が開始すると、開度変更処理を開始する。開度変更処理においてマイコン２０は、先ず、エンジンの制御内容に基づき目標開度を算出する（Ｓ２０）。詳しく言うと、マイコン２０は、目標過給圧に基づき、目標開度を算出する。

次に、マイコン２０は、エンジンの制御内容に基づき、ウェイストゲートバルブ３００について安定性を優先させるか応答性を優先させるかを判定する（Ｓ２２）。言い換えると、マイコン２０は、目標開度を、ウェイストゲートバルブ３００が動き難い開度に設定するか、ウェイストゲートバルブ３００が動き易い開度に設定するか、をエンジンの制御内容に基づき判定する。さらに言い換えると、マイコン２０は、目標開度を安定開度にするか応答開度にするかを判定する。

エンジンの制御内容によっては、開度の精度を高くする方が好ましい場合や、外力によりウェイストゲートバルブ３００が動くのを抑制する方が好ましい場合がある。この場合、Ｓ２２においてマイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００について安定性を優先させると判定する。

マイコン２０は、Ｓ２２においてウェイストゲートバルブ３００について安定性を優先させると判定すると、目標開度に対応するリップル値が０であるか否かを判定する（Ｓ２４）。マイコン２０は、テーブル作成処理で作成したコギングテーブルに基づき、Ｓ２４の判定を行う。

Ｓ２４において目標開度に対応するリップル値が０であるとマイコン２０が判定すると、Ｓ２０で算出された目標開度は安定開度である。この場合、マイコン２０は、目標開度の値を変更する必要がない。したがって、マイコン２０は、Ｓ２４において目標開度に対応するリップル値が０であると判定すると、目標開度の値を補正することなく、開度を確定する（Ｓ２６）。マイコン２０は、Ｓ２６の処理を行った後、開度変更処理を終了する。そして、マイコン２０は、Ｓ２６で確定した目標開度と開度が一致するように、モータ２１０を回転させる。

マイコン２０は、Ｓ２４において目標開度に対応するリップル値が１であると判定すると、目標開度に対応するリップル値が０となるように、目標開度の値を補正する（Ｓ２８）。マイコン２０は、コギングテーブルに基づき、Ｓ２８の処理を行う。Ｓ２４において目標開度に対応するリップル値が１であるとマイコン２０が判定すると、Ｓ２０で算出された目標開度は応答開度である。そのため、Ｓ２８においてマイコン２０は、Ｓ２０で算出した目標開度が安定開度となるように、目標開度の値を補正する。

詳しく言うと、マイコン２０は、Ｓ２０で算出した目標開度の値に近い開度であり、且つ、リップル値が０とされた開度を目標開度とする。Ｓ２０で算出した目標開度の値に近い開度とは、Ｓ２０で算出した目標開度との差の絶対値が所定値より小さい開度である。例えば、マイコン２０は、リップル値が０とされた開度であり、且つ、Ｓ２０で算出した開度の値に最も近い値とされた開度を目標開度とする。マイコン２０は、Ｓ２８の処理を行った後、Ｓ２６の処理を行う。

ところで、また、エンジンの制御内容によっては、マイコン２０がウェイストゲートバルブ３００を頻繁に動かすことがある。このときには、ウェイストゲートバルブ３００について安定性よりも応答性を優先させる方が好ましい場合がある。また、エンジンの制御内容によっては、ウェイストゲートバルブ３００が外力に応じて動いた方が好ましい場合がある。この場合、Ｓ２２においてマイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００について応答性を優先させると判定する。

マイコン２０は、Ｓ２２においてウェイストゲートバルブ３００について応答性を優先させると判定すると、目標開度に対応するリップル値が１であるか否かを判定する（Ｓ３０）。マイコン２０は、コギングテーブルに基づき、Ｓ３０の判定を行う。

Ｓ３０において目標開度に対応するリップル値が１であるとマイコン２０が判定すると、Ｓ２０で算出された目標開度は応答開度である。この場合には、マイコン２０が目標開度の値を変更する必要がない。したがって、マイコン２０は、Ｓ３０において目標開度に対応するリップル値が１であると判定すると、目標開度の値を補正することなく、Ｓ２６の処理を行う。

マイコン２０は、Ｓ３０において目標開度に対応するリップル値が０であると判定すると、目標開度に対応するリップル値が１となるように、目標開度の値を補正する（Ｓ３２）。マイコン２０は、コギングテーブルに基づき、Ｓ３２の処理を行う。Ｓ３０において目標開度に対応するリップル値が０であるとマイコン２０が判定すると、Ｓ２０で算出された目標開度は安定開度である。そのため、Ｓ３２においてマイコン２０は、Ｓ２０で算出した目標開度が応答開度となるように、目標開度の値を補正する。

詳しく言うと、マイコン２０は、Ｓ２０で算出した目標開度の値に近い開度であり、リップル値が１とされた開度を目標開度とする。例えば、マイコン２０は、リップル値が１とされた開度であり、且つ、Ｓ２０で算出した開度の値に最も近い値とされた開度を目標開度とする。マイコン２０は、Ｓ３２の処理を行った後、Ｓ２６の処理を行う。

マイコン２０において開度変更処理を行う機能は、特許請求の範囲に記載の目標設定部に相当する。すなわち、マイコン２０においてＳ２０〜Ｓ３２の処理を行う機能は、特許請求の範囲に記載の目標設定部に相当する。

次に、上記した電子制御装置１００の効果について説明する。

本実施形態において、マイコン２０は、駆動電流にトルクリップルが生じる開度か否かに基づき、目標開度を設定する。これにより、マイコン２０は、目標開度を安定開度にするか応答開度にするかを選択することができる。言い換えると、マイコン２０は、駆動電流におけるトルクリップルの有無に応じて目標開度を設定することで、安定性及び応答性のうちの優先させる性能を選択することができる。したがって、電子制御装置１００は、開度の精度又は応答性について、モータ２１０の駆動を意図した通りに制御することができる。すなわち、電子制御装置１００は、開度の精度又は応答性について、ウェイストゲートバルブ３００を意図した通りに制御することができる。

本実施形態において、マイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００の可動開度域における全域の各値に対して、リップル値を割り当て、コギングテーブルを作成している。これによれば、マイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００の可動開度域の全域に対して、ウェイストゲートバルブ３００を意図した通りに制御することができる。

ところで、車両が停車しているときには、ウェイストゲートバルブ３００に外力が作用し難いため、モータ２１０のトルクが変動し難い。これに対し、本実施形態のマイコン２０は、車両が停車した場合における駆動電流に基づきコギングテーブルを作成している。そのため、モータ２１０のトルクが変動し難い状態で、マイコン２０がコギングテーブルを作成することができる。これによれば、車両が走行している場合にマイコン２０がコギングテーブルを作成する構成に較べて、コギングテーブルが示すリップル値の信頼性を向上することができる。すなわち、リップル値の精度を向上することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態では、テーブル作成処理においてマイコン２０が、ウェイストゲートバルブ３００の可動開度域における全域の各値をとるように、モータ２１０を回転させる例を示したが、これに限定するものではない。テーブル作成処理においてマイコン２０は、ウェイストゲートバルブ３００の可動開度域における全域のうちの特定の開度域に対してのみコギングテーブルを作成してもよい。

上記実施形態において、マイコン２０は、車両が停車中にテーブル作成処理を行う例を示したが、これに限定するものではない。マイコン２０は、車両が走行中にテーブル作成処理を行ってもよい。

上記実施形態では、開度変更処理においてマイコン２０が、Ｓ２０で目標開度を算出した後に、Ｓ２８，Ｓ３２で目標開度の値を補正する例を示したが、これに限定するものではない。開度変更処理においてマイコン２０が、目標開度の値を補正しない例を採用することもできる。この例においてマイコン２０は、目標開度を算出することなく、ウェイストゲートバルブ３００について安定性を優先させるか応答性を優先させるかを判定する。そしてマイコン２０は、判定結果に基づき、コギングテーブルから目標開度を選択する。

上記実施形態において、モータ２１０は直流モータである例を示したが、これに限定するものではない。モータ２１０が、交流モータである例を採用することもできる。例えば、モータ２１０が三相交流モータの場合、モータ２１０における１つの相に流れる駆動電流を電流検出回路３０が検出する。そして、マイコン２０は、交流電流である駆動電流において生じるトルクリップルの値に基づき、テーブル作成処理を行う。なお、この例では、駆動回路１０がモータ２１０に交流を流すように構成される。

上記実施形態において、駆動回路１０は、４個のＦＥＴ１２〜１８を有し、Ｈブリッジ回路を構成する例を示した。しかしながら、これに限定するものではない。駆動回路１０は、マイコン２０からの制御信号に応じてモータ２１０に駆動電流を流す構成であればよい。Ｎチャネル型のＦＥＴ１２〜１８とは異なるスイッチング素子を駆動回路１０が有していてもよい。

上記実施形態において、抵抗３２は、ＦＥＴ１４のソース及びＦＥＴ１８のドレインと、第２モータ端子１００ｃと、の間に配置された例を示したが、これに限定するものではない。抵抗３２は、駆動電流が流れる箇所に配置されていればよい。また、電流検出回路３０は抵抗３２とオペアンプ３４とを有する例を示したが、これに限定するものではない。電流検出回路３０は駆動電流を検出するものであればよい。

上記実施形態において、電子制御装置１００は、出力ギアを回転させることで車両のウェイストゲートバルブ３００の開閉を制御する例を示したが、これに限定するものではない。電子制御装置１００はモータ２１０を制御する構成であればよい。

上記実施形態において、回転センサ４００はヘリカルギア２４０に設けられた例を示したが、これに限定するものではない。少なくとも、センサ信号に基づきマイコン２０が開度を算出できる構成であればよい。回転センサ４００は、モータギア２１４に設けられていてもよい。また、回転センサ４００は、モータ２１０の内部に設けられていてもよい。

１０…駆動回路、１２…ＦＥＴ、１４…ＦＥＴ、１６…ＦＥＴ、１８…ＦＥＴ、２０…マイコン、３０…電流検出回路、３２…抵抗、３４…オペアンプ、４０…第１ＡＤＣ、５０…第２ＡＤＣ、１００…電子制御装置、１００ａ…電源端子、１００ｂ…第１モータ端子、１００ｃ…第２モータ端子、１００ｄ…センサ端子、１００ｅ…グランド端子、２００…アクチュエータ、２１０…モータ、２１２…出力軸、２１４…モータギア、２２０…平ギア、２３０…ウォーム、２４０…ヘリカルギア、２４２…軸部、２５０…アーム、３００…ウェイストゲートバルブ、３１０…ロッド、４００…回転センサ、５００…電源、６００…グランド

Claims (7)

1. モータ（２１０）の回転角度を検出する回転センサ（４００）からセンサ信号が入力され、前記センサ信号に基づき前記モータの駆動を制御する電子制御装置であって、
   前記モータの回転角度に対する目標値を設定する目標設定部（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ３０，Ｓ３２）と、
   前記モータに駆動電流を流し、回転角度が前記目標値となるように前記モータを回転させる回転制御部（１０，２０）と、
   前記駆動電流を検出し、検出信号を出力する電流検出部（３０）と、
   前記検出信号に基づき、前記モータのトルク変動に伴って生じるトルクリップルを検出するリップル検出部（Ｓ１０）と、
   前記センサ信号、及び、前記リップル検出部により検出された前記トルクリップルに基づき、前記モータの回転角度に対して前記駆動電流に前記トルクリップルが生じるか否かを示すコギングテーブルを作成するテーブル作成部（Ｓ１２）と、
   を備え、
   前記目標設定部は、前記コギングテーブルに基づき、前記駆動電流に前記トルクリップルが生じる回転角度であるか否かに応じて前記目標値を設定する電子制御装置。
2. 前記目標設定部は、前記コギングテーブルに基づき、前記モータの回転角度のうちの前記駆動電流に前記トルクリップルが生じない回転角度を、前記目標値とする請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記目標設定部は、前記コギングテーブルに基づき、前記モータの回転角度のうちの前記駆動電流に前記トルクリップルが生じる回転角度を、前記目標値とする請求項１に記載の電子制御装置。
4. 車両のエンジンを制御するエンジン制御部をさらに備え、
   前記回転制御部は、前記モータを回転させることで、前記車両のウェイストゲートバルブ（３００）の開閉を制御し、
   前記目標設定部は、前記エンジンに対する前記エンジン制御部の制御内容に基づき前記目標値を算出するとともに、算出した前記目標値を前記コギングテーブルに基づき補正する請求項２又は請求項３に記載の電子制御装置。
5. 前記回転制御部は、所定期間において、前記モータが回転可能な回転角度の全域の各値をとるように前記モータを回転させ、
   前記電流検出部は、前記モータが回転する回転角度の全域において、前記駆動電流の検出を行い、
   前記リップル検出部は、前記モータが回転する回転角度の全域における前記駆動電流に対して、前記トルクリップルの検出を行い、
   前記テーブル作成部は、前記モータが回転可能な回転角度の全域の各値に対して前記コギングテーブルを作成する請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子制御装置。
6. 前記回転制御部は、車両が停車している場合に、前記モータを回転させることで前記車両のウェイストゲートバルブの開閉を制御し、
   前記電流検出部は、前記車両が停車している場合の前記駆動電流を検出し、
   前記リップル検出部は、前記車両が停車している場合の前記駆動電流に対して、前記トルクリップルの検出を行い、
   前記テーブル作成部は、前記車両が停車している場合の前記駆動電流に基づき前記コギングテーブルを作成する請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子制御装置。
7. 前記モータは直流モータである請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子制御装置。

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