JP4023306B2 - モータ駆動による位置制御方法および装置 - Google Patents
モータ駆動による位置制御方法および装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4023306B2 JP4023306B2 JP2002353184A JP2002353184A JP4023306B2 JP 4023306 B2 JP4023306 B2 JP 4023306B2 JP 2002353184 A JP2002353184 A JP 2002353184A JP 2002353184 A JP2002353184 A JP 2002353184A JP 4023306 B2 JP4023306 B2 JP 4023306B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- opening
- control device
- signal
- intake air
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B37/00—Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
- F02B37/12—Control of the pumps
- F02B37/24—Control of the pumps by using pumps or turbines with adjustable guide vanes
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/02—Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
- F02B39/04—Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B39/00—Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
- F02B39/16—Other safety measures for, or other control of, pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Supercharger (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モータを駆動機構部分に用いて制御対象を目標位置に制御する場合に係り、特にターボチャージャの吸入空気導入路の通路を開閉させ、ターボチャージャの加給圧を調整する制御装置であって、前記モータによる駆動機構を用いて位置制御された位置検出を、エンコーダを用いて行うモータの位置制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許第３０３９５１２号公報
この先行技術はモータによって駆動された位置を、エンコーダを用いて検出する場合にエンコーダに発生するノイズの影響を除くものである。ロータリエンコーダから出力される信号の変化をカウントする場合において、ノイズ等による誤カウントがないようにした、ロータリエンコーダカウント方法および装置について述べています。具体的には、出力信号の変化が検出されてから基準時間経過後の信号レベルを記憶する第１の記憶手段と、所定のタイミングで転送された第１記憶手段に記憶されている出力信号のレベルを記憶する第２の記憶手段と、を有し、この第１、２の記憶手段に記憶されているレベルに基づいて、ロータリエンコーダの、出力信号の変化のカウント値を更新するかどうかを判定し、判定結果により判定終了したタイミングで第１記憶手段の信号レベルを第２の記憶手段に転送するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の場合、正規パルスとノイズの分別を、エンコーダの信号の立ち上がり後、または立ち上がり検出後一定時間の間のパルス検出をしないことによって行っているが、ノイズの影響を完全にはなくすことができない。特にターボ制御の場合、ノイズの影響で誤って位置検出制御をおこなった場合、誤差が積算されて、実際の制御位置がずれてしまい、通常動作範囲内に収まらなくなる。さらに、全閉位置または全開位置のストッパにあたってしまい、機械的な噛みこみ、あるいはギヤ装置の破損に至る可能性がある。前記従来技術にはこのような課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この対策として本実施例のように、電源投入時のみでなく、制御中に全開位置あるいは全閉位置、あるいは全閉と全開位置へのイニシャライズを実施することにより、位置ずれの修正を実施し上記の問題が発生しないようにできる。
【０００７】
本発明は、回転軸出力により可変リンクを介して自動車のターボチャージャへの吸入空気導入路の通路を可動翼により開閉させるモータと、与えられた目標開度により前記モータを回転させるとともに前記可動翼の開度をエンコーダにより検出し、前記吸入空気導入路の通路の可動翼を目標開度になるように制御するモータ駆動による位置制御方法であって、前記モータにより前記可動翼を閉める方向の停止位置および前記可動翼を開く方向の停止位置までモータを回転制御し、前記停止位置を前記モータの動作基準開度点とし、前記両停止位置間を前記モータの駆動動作範囲とし、前記吸入空気導入路の通路を目標開度になるように制御し、前記モータの回転制御は順次可動翼の閉方向あるいは開方向に目標開度変更幅を小さくなるように変えてＰＩＤ制御を実施したとき、前記エンコーダでカウントされる開度位置が変化しない状態が、所定時間継続したときその位置を前記可動翼の閉方向停止位置、とすることを特徴とする。
【０００８】
更に本発明は、回転軸出力により可変リンクを介して自動車のターボチャージャへの吸入空気導入路の通路を可動翼により開閉させるモータと、与えられた目標開度により前記モータを回転させるとともに前記可動翼の開度をエンコーダにより検出し、前記吸入空気導入路の通路の可動翼を目標開度になるように制御するモータ駆動による位置制御方法であって、前記モータにより前記可動翼を閉める方向の停止位置および前記可動翼を開く方向の停止位置までモータを回転制御し、前記停止位置を前記モータの動作基準開度点とし、前記両停止位置間を前記モータの駆動動作範囲とし、前記吸入空気導入路の通路を目標開度になるように制御し、前記モータの動作基準点を求める動作はイニシャライズ後の走行時間が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動回数が所定値に達したとき，あるいは走行距離が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動範囲が予め定められている範囲よりも小さくなったとき、イニシャライズ処理を実施することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置はモータ動作基準点を求める動作は機械的な噛み込みが発生しない程の速度以下で徐々にモータ駆動力を上昇させていきストッパに当たるまで動作させ、前記モータの回転方向は少なくともターボチャージャの吸入空気導入路を開く方向であって、モータ位置検出装置からの信号が変化しない状態が所定時間継続したとき、少なくとも一回、一旦動作の開始位置もしくは動作の開始位置から現在位置までの中間位置まで逆方向に戻し、再度同じ速度でストッパ位置方向に動作させ、ストッパに当たりモータ位置検出装置からの信号が変化しない状態が一定時間継続した場合に、その位置を制御装置のストッパ位置と判定するものであることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置の、前記モータの動作基準点を求める動作はイニシャライズ後の走行時間が所定値に達したとき，あるいは前記可動翼の可動回数が所定値に達したとき，あるいは走行距離が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動範囲が予め定められている範囲よりも小さくなったとき、イニシャライズ処理を実施するものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置は、モータ制御装置の異常を検出したとき、自動車のターボチャージャの、吸入空気導入路の通路を開く方向へ一定時間動作させてターボシャージャの加給圧を低下させ動作を停止するものであることを特徴とする。
【００１２】
更に本発明は、ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置は、通常制御中にモータの現在位置を検出するための全閉位置あるいは全開位置への動作中、通常制御を行う必要が生じた場合は、前記全開位置への動作あるいは全閉位置へ動作させる場合よりも早い回転でモータを駆動し、全閉位置あるいは全開位置への動作を行うことによりこの動作を行わない場合と比べて応答時間の遅れが発生しない様にしたものであることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記開度位置制御装置の、モータ動作基準点を求める動作は、少なくとも電源投入時、もしくはＩＧＮ信号がＯＮされた場合もしくはＩＧＮ信号がＯＦＦ時におこなうものであることを特徴とする。また好ましくは、前記開度位置制御装置の、前記モータの動作基準点を求める動作は通信回路を介して外部から入力される外部入力信号のうち、少なくともモータ動作基準点を求める動作許可信号により行うものでありであり、この許可信号入力時に少なくとも一回モータ動作基準点を求める動作をおこなうものであることを特徴とする。また、前記開度位置制御装置は、前記モータの動作基準点を求める動作において全閉位置及び全開位置まで可動翼を可動した時の移動量と機械的に定まる移動量との比較をし、その差が所定値よりも大きくなったとき異常と判断するものであることを特徴とする。
【００１４】
更に好ましくは、前記開度位置制御装置は、前記全閉位置と全開位置間での動作中に動作が停止したとき、少なくとも一回一旦もとの方向へモータ位置を戻し、所定値戻した後に再度モータを動作させるものであることを特徴とする。また、前記開度位置制御装置は、前記モータ位置制御装置のイニシャライズ時に現在位置にたいする目標位置を順次予め定めた微小値を繰り返し設定し、ＰＩＤ制御を実施してモータを全開あるいは全閉方向へ移動させるものであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の構成を示している。モータ２の出力軸に設けられたギヤ２a、ピニオンギヤ２b、ホイールギヤ２c、ロッド２ｄ、さらに可動リンク２eを介してターボチャージャ１内の翼角度を矢印のように押しこんだり引いたりすることにより、ターボチャージャ１内の可変翼１aの角度を変えることができる。７はウオームギヤである。そして、この可変翼１ａの角度が変化することにより、ターボチャージャ１内吸入空気導入路の断面積が変化し、ターボチャージャの加給圧を変化させることができる。
【００１７】
モータ２の出力軸２eにはギヤ２aの他にモータの回転位置検出用のロータリエンコーダ３が設けられている。本実施例ではインクリメンタルエンコーダを２個（３ａ、３ｂ）用いている。エンコーダ３には回転位置を信号に変換するためのホール素子４（４ａ、４ｂ）を設け、エンコーダ３の回転位置を信号（４ａａ、４ｂｂ）に変換して制御装置５へ入力する。
【００１８】
図２には前述したエンコーダからの信号波形を示す。ΦＡ信号とΦＢ信号は位相が９０度ずれている。例えば信号ΦＡ（４ａａ）の立ち上がり、または立ち下がり時の信号ΦＢ（４ｂｂ）の信号レベルを見ることによりモータの回転方向がわかり、信号のパルス数を計数することにより、モータの回転位置を検出することが可能である。
【００１９】
一方、他の制御装置６から制御装置５へ、ターボチャージャモータ回転位置（ターボチャージャ内回転翼角度）の制御目標位置信号６aが入力されると、制御装置５は制御目標位置信号６aとモータの回転位置が等しくなるようにモータ２を駆動するための信号５aを出力し、制御目標位置信号６aに従ってモータ２の回転位置を制御する。本実施例では制御装置５と他の制御装置６を分離しているが、両者を統合したものであっても同一の機能を有することができる。通信信号６ｂは外部からの制御装置６あるいは５への通信信号である。６ｂは開度信号のこともある。
【００２０】
またモータの回転位置検出用として、モータの回転軸にロータリエンコーダ３をとりつけているが、ウオームギヤ７の回転軸にポテンショメータ等を取付け、ギヤ２ｃの回転角度を直接測定してターボチャージャ内回転翼角度を、制御目標位置信号にしたがって制御することもできる。またポテンショメータの代りにアブソリュートタイプのエンコーダを用いたり、３個以上のエンコーダを用いたりすることができる。また、本実施例のように、２個のインクメンタリタイプのエンコーダに加え、アクチュエータの出力軸が特定の角度に位置することがわかる接点スイッチを付け加えて、モータの位置検出を行うことも可能である。
【００２１】
図３は本実施例の制御装置５の内部ブロック図を示している。ＣＰＵ（Central Processing Unit）９,Ｉ／Ｏ(Input/Output)８,Ａ／Ｄ（ Analog to Digital converter）１４、ＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory）１５、ＲＯＭ（Read Ｏnly Ｍemory ）１６、不揮発性メモリ１７、モータドライバ１０、コミュニケーションドライバ１３等から構成されている。本実施例の場合Ｉ／Ｏ８に入力された目標開度信号６ａとモータの回転位置信号（４ａａ、４ｂｂ）の値が等しくなるようにモータドライバ１０へ制御信号９ａを出力する。そしてモータへの制御信号５ａがモータに出力される。ＣＰＵ９は、ＲＯＭ１６から制御演算式を読み出し計算し、ＲＡＭ１５に計算値を保持させる機能を有している。不揮発性メモリ１７は制御装置の電源が切れた後も上記演算データ等を保持したい場合に用いるもので、保持するデータが無い場合は設けなくてもよい。
【００２２】
また、コミュニケーションドライバ１３を介してＣＰＵが外部とデータ（１３ａあるいは６ｂ）とのやりとりを行う機能も有しており、目標開度信号を、コミュニケーションドライバ１３を介してＣＰＵ９へ入力しても同一の機能を持たせることができる。またポテンショメータを用い位置信号を検出している場合は信号１１がアナログデータであるため、Ａ／Ｄ変換器１４を介してギヤ位置信号を入力することになる。
【００２３】
この制御装置５において、モータ位置を検出するため、最初にモータ動作基準点を求めるためモータをモータ駆動範囲内でターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置にあるストッパ位置、あるいはこの反対方向の回し切った位置にあるターボチャージャの吸入空気導入路を開く方向の回し切った位置にあるストッパ位置、あるいは前記両方向のストッパ位置へ回しきるまでモータを回転させて、前記ストッパ位置を検出し、この位置をモータ動作時の動作基準点とする動作(以後イニシャライズと称す)を実施する。
【００２４】
しかしながら、はじめはモータの位置が制御装置で把握できていないため、モータをどちらかの方向へ回転させて機械的に動かなくなる所まで動作させる必要がある。この場合ギヤ等を使って駆動させているため、一定値以上の駆動力でモータを回すと、ストッパに当たった際にギヤの噛み込みが発生し、場合によっては固着してしまい、最大トルクで反転させた場合でも噛み込みのために、ギヤを動作させることができなくなることがある。そのため、イニシャライズ動作時は、前記のギヤの噛み込みが発生しない程度の駆動力にする必要がある。またモータの回転方向はターボチャージャおよびエンジンの保護および通常の運転動作中に行う場合は安全側である加給圧を下げる方向で行うべきである。
【００２５】
図４（Ａ）にイニシャライズ時の動作ロジックを示す。図４（Ａ）は機械的な噛み込みの発生するモータ駆動ＤＵＴＹ Ａ（予め定められた値）以下の一定の駆動力でモータを回転させてエンコーダパルスの信号が変化を始め、その後変化しなくなった状態（ステップ４０ａ）からタイマをスタート（ステップ４０ｂ）させ、この状態が一定時間ＴＢ以上継続した時点（ステップ４０ｃ）で、ストッパ位置と判断し、出力ＤＵＴＹを０としてイニシャライズを終了する場合のロジックである。図４（Ｂ）はエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹの様子を示している。予め定められた時間ＴＢを越えた場合、ストッパの位置と判断し，イニシャライズ処理を終了する。
【００２６】
図４（Ｃ）も同じ目的であるが、モータ速度を一定値ではなく、０からスタートさせて、徐々に速度を上昇させていくようにしたものであり、動作域内に機械的な抵抗がある場合や、動作を繰り返すうちに機械的な劣化により動作抵抗が増大する部位が発生した場合などの対応として有効な方法である。図４（Ｄ）にはエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹの様子を示している。ステップ４１ａでエンコーダパルスが変化しないときは、図４（Ｄ）の特性で引っかかりがあると判断し，図４（Ｃ）のステップ４１ｂでＤＵＴＹを（Ｖ＋１）、のようにＤＵＴＹを増加させる。その結果、ステップ４１ｃでＶ＝Ｃになったかどうかを判断し、Ｖ＝Ｃでかつエンコーダパルスの変化がなくなれば（ステップ４１ｄ）、そこでＤＵＴＹ＝０としイニシャライズを終了する（ステップ４１ｅ）。図４（Ｂ）の場合は、タイマＴＢによりイニシャライズの終了を判断しているが、図４（Ｄ）の場合はＤＵＴＹがＶ＝Ｃの状態でイニシャライズ終了を判断している。
【００２７】
図４（Ｅ）の場合は、図４（Ｃ）に対し抵抗部分に到達した場合、少なくとも一回は一旦逆方向にモータを戻したうえで勢いをつけて機械的な抵抗部を通過させるようにしたものであり、より効果的な方法である。図４（Ｆ）にはエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹの様子を示している。引っかかりガあったとき予め定められたパルス数分だけ逆方向へ移動（点線部分）させた場合を示している。ステップ４２ｂのリトライで、図４（Ｆ）の点線部分で所定パルス分逆方向に移動させてＤＵＴＹをＶ＝（Ｖ＋１）とする（ステップ４２ｃ、４２ｄ）。そしてステップ４２ｅにおいてＶ＝Ｃ、と判断させたときは、ステップ４２ｆでエンコーダパルスの変化がないことを確認し、ＤＵＴＹ＝０として、イニシャライズを終了する（ステップ４２ｆ、４２ｇ）。図４（Ｆ）において、点線で示した戻し分はここでは一定値にしているが、一定値にかぎらない。モータのＤＵＴＹによって戻し分を変えてもよい。
【００２８】
次に通常動作中にイニシャライズを行う方法について実施例により説明する。制御装置の電源投入時のイニシャライズ終了後通常制御に移行し、外部から入力される目標開度信号に従って、モータ位置を制御する。この制御装置がターボ制御用であることから、通常の制御中でもイニシャライズを行っても制御に殆ど影響をあたえないモードが存在する。それは、エンジンがアイドリング状態で加給圧が低い場合、エンジンの負荷が小さい場合、アクセル開度が小さい場合等であり、また外部からのイニシャライズ実施命令等が入力された場合等がある。エンコーダによりモータの回転方向と位置を検出する方法を用いた場合、エンコーダの信号にノイズが混入すると、モータの回転位置検出位置をとりきれない場合がある。
【００２９】
図５（Ａ）にこの一例を示す。左半分は正転の場合，右半分は反転の場合を示している。そして、図５（Ａ）は正常な場合の正転および逆転の場合の、エンコーダの波形である。エンコーダを用いたモータの位置検出方法には、一般的に次の方法が用いられる。エンコーダ信号ΦＡの、立ち上がり時のエンコーダ信号ΦＢがＬｏｗレベル、エンコーダ信号ΦＡの立ち下がり時のエンコーダ信号ΦＢがＨｉｇｈレベルであること。同様にエンコーダ信号ΦＢの、立ち上がり時のエンコーダ信号ΦＡがＨｉｇｈレベル、エンコーダ信号ΦＢの立ち下り時のエンコーダ信号ΦＡがＬｏｗレベル、にあるときに正転と判断し、カウンタをカウントアップさせていく。また、反転の場合は上記と逆のパターンになるため、この場合はカウンタをカウントダウンさせる、このロジックによりモータの位置をエンコーダパルスの１／４周期の分解能で検出することができる。
【００３０】
図５（Ｂ）はエンコーダΦＡにノイズが混入しノイズの立ち上がり及び立ち下りにより誤カウントし結果として位置ずれが発生している例を示している。この図に示すようにエンコーダを用いてモータの回転位置を検出する方法においてエンコーダ信号にノイズ等が混入する場合には、誤カウントし検出位置にずれが発生する場合がある。この位置ずれが発生しないようにするにはエンコーダ信号が正規のものか、あるいはノイズなのかを判別するロジックを設ければよいが、ロジック処理に時間を要すること、またエンコーダの信号周期が短い場合などは、処理しきれなくなる。
【００３１】
さらにこのノイズのため、本発明においては位置ずれに関してはある程度起こり得るという前提条件のもとで、電源ＯＮ時、ＯＦＦ時以外の通常制御中にもイニシャライズ動作を行わせて、位置ずれをキャンセルし位置ずれが積算されないようにさせることができる。
【００３２】
次に通常制御中にイニシャライズ動作を行わせる場合の実施例について説明する。図６はその概略を示すフロー図で、点線で示した部分が、通常制御中にイニシャライズを行う場合である。その条件についてはさまざま考えられるが、図７を用いた例では目標開度信号が一定値Ｅより小さく且つ目標開度信号の変化が一定値Ｆ時間以上継続したときが該当する。通常動作時で目標開度信号の値がエンジンに影響を与えない程度の低加給圧の状態Ｅより小さく且つ目標開度信号の変化の無い状態がＦ時間以上継続したときは、通常動作状態中のイニシャライズ動作を実施する。
【００３３】
ステップ４３ａでは目標開度が予め定められた値Ｅよりも小さいかどうかを判断する。そしてステップ４３ｂでは、目標位置の変化があるかどうかをみて、変化がなければ、ステップ４３ｃでタイマを起動させ，予め定められた前記一定時間Ｆを経過したかどうかを判断する。時間Ｆを経過したとき、イニシャライズ処理（ステップ４３ｄ）にはいる。イニシャライズフラグが「１」であることを確かめた（ステップ４３ｄ）上で、イニシャライズを実行する。終了すれば（ステップ４３ｆ）イニシャライズフラグをクリアする（ステップ４３ｇ）。ステップ４３ｈでは、（目標位置―旧位置）＜（目標位置―現在位置）でなければ通常制御にはいる。一方前記大小関係を満たしているときはステップ４３ｉに示したように目標位置と旧位置との差に比例し、（目標位置―現在位置）／（旧位置のモータ速度）の値に応じてモータ速度を演算し、そのモータ速度で目標位置に制御する。
【００３４】
イニシャライズ動作中にはイニシャライズフラグを定期的にモニタしイニシャライズ動作中に目標開度が変化する事によりイニシャライズ禁止（イニシャライズフラグがクリア、ステップ４３ｇ）状態となったらその時点で、イニシャライズを終了し（ステップ４３ｆ）、通常制御に復帰させるようにしている。
【００３５】
ここで通常制御に復帰させる際、モータ位置がイニシャライズを実施する以前の旧位置と目標値との差より大きい場合はイニシャライズを実施することにより動作が遅くなるという問題があるため、この状態の時はモータの動作速度を早くして、動作遅れが発生しないようにする必要がある。図７の（Ｂ）に示すようにこれを実現させるための一案としては、モータの動作は目標位置と現在位置の偏差に応じたＰＩＤ制御をおこなう。それは、偏差に対する比例項を設けてこれに応じたモータ駆動用ＤＵＴＹ信号を出力することにより可能である。モータ速度は次式で表すことができる。
【００３６】
モータ速度＝（（目標位置―現在位置）／（目標位置―旧位置））×（旧位置のモータ速度））
以上のようにして通常動作中にイニシャライズを行う事により、モータの位置精度のばらつきや誤カウントの蓄積によるモータ位置のずれをキャンセルすることができる。また、ターボチャージャはエンジンの排気管に直結されているため常に高温下の条件にさらされており且つ排気ガス中の炭素等の堆積により、ターボチャージャの吸入空気量を可変させるための可変翼の機構部品は劣化しやすく、排気ガス中の炭素等の堆積により機械的な抵抗成分も動作時間に比例して増加する。
【００３７】
特に常用可動域が狭い場合等は常用可動域以外の動作部分に炭素等が堆積するためこの部分を動作させる時の抵抗が増加し、最悪常用範囲以外の領域へは動作させることができなくなってしまう。これが繰り返されると徐徐にモータの動作可動域はどんどん小さくなっていき、動作時間に比例して動作可動域がどんどん小さくなり、その結果耐久劣化が著しく大きくなってしまう。
【００３８】
この様子を図８に示す。イニシャライズを実施しないと上記の理由により点線部に示す様に耐久劣化が進行するが、イニシャライズを頻繁におこない、可動全域にわたり、一様に動作させることにより、耐久劣化を防止することができる効果がある。従って機械部分の動作抵抗を減らす意味でも、イニシャライズは実施すべきであり、イニシャライズを実施することにより、機械部分の抵抗の増大を防止でき、機械部分の耐久性も向上し、駆動モータへの負担も少なくなるため、モータの耐久性も向上させることができる。
【００３９】
図９はイニシャライズを全閉と全開の両方で行う方法を示している。電源投入時のモータの初期位置から、本実施例では全閉方向に動作させ、全閉位置に達してエンコーダのカウント値がＡのまま変化しなくなった状態が、時間Ｔ１の間継続した時点で全閉位置と判断する。その後反対方向である全開方向へ動作させ同様にエンコーダカウント値がＢのまま変化しなくなった状態が、時間Ｔ２間継続した場合に全開位置と判断する。このカウンタＢとカウンタＡの差が全閉位置と全開位置のダイナミックレンジＣになるので、イニシャライズを実施した結果、ダイナミックレンジＣの値が異常に小さい時は、動作範囲内に機械的な故障が局所的に発生している可能性があることがわかる。また異常に大きい時はストッパが利かない状態、またはギヤの破損等によるモータの空転が発生していることが考えられる、といった故障診断が可能となる効果もある。
【００４０】
なお、この実施例では全閉及び全開動作を同じタイミングで実施しているが、全閉および全開動作を同時に実施する必要はなく、電源ＯＮ時は一旦全閉側の動作をさせ、その後イニシャライズが許可されるタイミングで、全開側の動作を行わせること、あるいはこの逆の方法で実施する、といった組み合わせの動作を行っても同様の効果を得ることが可能である。
【００４１】
図１０は前述した全閉、全閉動作中に機械的な抵抗部分が発生することにより部分的に動作しにくい部分がある場合の例であるが、一旦エンコーダのパルスが変化しなくなった場合でもその個所が機械的なストッパの位置でない場合がある。そのため、本実施例では一旦所定のカウント分だけ全閉方向へ戻して、再度全開方向へ動作させることによって、この個所（機械的な抵抗部分）を通過させる場合の動作で、数回のリトライで通過させることが可能な場合が少なくない。
【００４２】
図１１は図７の（Ｂ）と同様に全閉、全開の動作中にも開度指令値が入力された場合に動作を即中止して目標開度位置への動作をさせて、通常の動作時間よりおくれることのないようにした例である。ところで本実施例では全閉、全開動作時のモータ駆動力を一定値で動作させて全閉位置と全開位置を検出した後に通常のＰＩＤ制御を実施しているが、機械系のねじれ分が存在することにより次のような問題がある。
【００４３】
通常のＰＩＤ制御の場合目標開度を全閉あるいは全開にした場合には目標値に近づいたときに行きすぎることがないように移動量が減少するように減速させる動作をおこなう。そのため、全開位置および全閉位置の機械的なねじれが発生するところまでモータを押しこむことはないが、イニシャライズ時には一定の駆動力で押そうとするため、モータの惰性力が加わり、前記機械的なねじれの分まで押し込んでしまう。このとき、見かけ上正規全閉位置のカウント値より少なく、あるいは正規全開位置のカウント値より大きくなる場合がある。これについては、イニシャライズのモータ駆動力を下げればなくすことはできるが、反面イニシャライズ中の機械的抵抗分が増大した場合に、すぐモータが止まってしまうため、イニシャライズ時に全開、全閉位置を誤検出する可能性がでてくる。従ってイニシャライズ時のモータ駆動力は極力大きくする必要がある。
【００４４】
また、前記の方法では図１２に示すようにイニシャライズ時の全閉,全開位置とＰＩＤ制御により動かすことができる動作範囲が異なることになる。したがって、イニシャライズで求めた全閉、全開位置を目標位置として、この目標位置へＰＩＤ制御により動かそうとすると、目標位置へ到達させようとし、モータへ通電したままの状態が続くことが発生しうる。この状態が継続するとモータへ通電される時間が増大し、モータやモータドライバの発熱が増大するという問題が発生する。このようにイニシャライズ時の全閉、全開位置と通常動作時の全閉、全開位置との差が発生するのを防止するための方法を図１３〜１５に、この時の制御フローを図１６、１７に示す。
【００４５】
図１３は一定のモータ駆動力で全閉、全開位置へ動作させた後、一旦所定量だけ戻し（図１３ではβ）、その戻した位置から再度、最初の全閉、全開位置を目標としてＰＩＤ制御で動作させて所定時間モータ位置が変化しない点を真の全閉位置とし、ギヤの食い込み分の補正を行うものである。ＰＩＤ制御では図のように順次小さな目標値を与え制御を行うので、ギヤに食いこむことなく全閉位置を求めることができる。
【００４６】
本制御の詳細を図１６で説明する。イニシャライズでは全閉あるいは全開方向へモータ駆動ＤＵＴＹを０％から上昇させていく。ステップ６２ａでエンコーダパルスの変化をみる。パルスが変化しない場合は、モータ駆動ＤＵＴＹをΔ％づつ上昇させていき一定値Ｃ％の駆動ＤＵＴＹとなってエンコーダパルスが変化しなくなるまで続ける（ステップ６２ｂ、６２ｃ）。ここではモータ駆動ＤＵＴＹで制御をしているが、駆動ＤＵＴＹではなくモータの回転速度を計算し一定の速度になるようにしても同様である（図１３は一定速度の場合を示している）。Ｃ％の駆動ＤＵＴＹはモータが全閉位置または全開位置へ移動したときに惰性で機械への噛みこみが発生せず、この上限の駆動ＤＵＴＹで動作させてエンコーダパルスが変化しなくなった状態がごく短時間（α０）継続した時点でこの位置を仮の全閉位置とし、カウンタをリセットする。
【００４７】
その後モータ位置をＤＵＴＹ１００％として所定量βだけ戻し（ステップ６２ｇ）、その後再度ＰＩＤ制御で、前記で求めた全閉位置を目標開度としてＰＩＤ制御で移動させる（ステップ６２ｈ）。そしてステップ６２ｉでエンコーダパルスの変化がないときは、ステップ６２ｊでタイマをスタートさせる。ステップ６２ｋではタイマＴの値が、Ｔ≧αを満たしたかどうかを判定し、この条件を満たしたときはその値を全閉位置と決定する。
【００４８】
この状態でエンコーダパルスが変化しない状態が所定時間α継続したところを真の全閉位置としエンコーダカウンタを再度リセットする。この動作で全閉位置がきまるが、この動作の後、全開方向へ同じ動作を実施し全開位置を求めることができる。尚このイニシャライズは同時に行う必要はなくイニシャライズ動作が許可された時点でどちらか一方のみ実施してもよい。図１３では、一定速度で全開側に移動させ全開位置を求める場合の例を示している。
【００４９】
駆動ＤＵＴＹ＝０からスタートする。ステップ６３ａ〜６３ｍは、全閉位置を求める場合のステップ６２ａ〜６２ｍに対応している。噛みこみ位置からβだけ戻し、その位置からＰＩＤ制御を実施し、予め定められた値ずつ目標値を与え、ＰＩＤ制御により目標値を与えてもエンコーダパルスの変化がなくなったときその位置を全開位置として決定するものである。
【００５０】
図１４はイニシャライズ動作を最初からＰＩＤ制御で実施した例である。ＰＩＤ制御は目標位置を決めて行う制御であるから,電源投入時の初期状態では絶対位置はわからないため、現在位置にたいし目標開度を所定量変化させその目標位置にＰＩＤ制御で移動させるものである。もちろん所定量の変化を大きくすると（例えばＤＵＴＹ１００％の状態）全閉,全開位置へ到達したあと、噛みこみが発生し、そこから脱出できなくなる可能性がある。したがって、目標位置を少しずつ変えて、モータが目標位置へ移動した後に、さらに少しずつ変化させるという動作を繰り返して徐徐に全閉位置へ動作させる方法である。
【００５１】
図１４では、例えば目標位置をあらかじめ定められた小さな目標量β１を繰り返し設定して動作させた場合を示している。全閉位置でいうと、β１の設定を繰り返し設定したが、実際の位置は変化していない。その時間があらかじめ設定した時間Ｔ＝α１の間継続した場合、その位置を全閉位置とする。全開位置についても同様で、β１ずつ目標値を変えて前回位置に移動させ、目標値をβ１変えても位置の変化がおこらない時間Ｔ＝α１続いたとき、その位置は前開位置であると判断するものである。
【００５２】
この動作フローを図１７（Ａ）に示す。この方法では目標位置への微小動作を繰り返し行う。ステップ７０ａではイニシャライズ時、カウンタ値の最小値（Ｃ＝Ｃｏｕｎｔ ｍｉｎｉ（１））がＣの場合である。ステップ７０ｂでは図１４に示した所定量β１の値だけ、目標位置を開度が閉じる方向に変更し、ＰＩＤ制御を行う。その結果、ステップ７０ｃでエンコーダのパルス変化があるかどうかを判断し、パルス変化がある場合は、ステップ７０ｄで（Ｃ−β１）を新たなモータ位置として、さらにβ１だけ目標値を変化させＰＩＤ制御を繰り返す。そしてステップ７０ｃでパルス変化がなくなったと判断されたときは、ステップ７０ｅでタイマをスタートさせ、ステップ７０ｆで、タイマＴ≧α１となったとき、そのカウント位置を全閉位置とする。そこでステップ７０ｇでは、エンコーダカウント位置Ｃｏｕｎｔ ｍｉｎｉ（１）を「０」とし、全閉位置を決定する。図１４では、全閉位置からスタートした例を示している。
【００５３】
図１７（Ａ）のステップ７０ｉは、全閉位置決定と同じ方法でスタートしてイニシャライズをおこなう例を示している。すなわち、ステップ７０ａと同じようにＣ＝Ｃｏｕｎｔ ｍａｘ（１）としてスタートさせている。ステップ７０ｊではＣ＝Ｃ＋β１を新たな目標値としてＰＩＤ制御する。ステップ７０ｋでエンコーダパルス変化あり、と判断されたときはステップ７０ｍで（Ｃ＋β１）を新たなカウンタ値とし、ステップ７０ｊで（Ｃ＋β１）をあらたな目標値としてＰＩＤ制御をおこなう。そして、ステップ７０ｋでエンコーダパルスに変化なし、と判断されたときは、ステップ７０ｎでタイマをスタートさせステップ７０ｐでタイマＴ≧α１となったとき、ステップ７０ｑではそのカウンタ値を全開位置として決定する（Ｃ＝Ｃｏｕｎｔ ｍａｘ（１）とする）。
【００５４】
しかしこの場合、全閉側と全開方向への動作を行った場合はイニシャライズに要する時間は図１３の場合よりも大きくなる場合がある。これを改善するための方法を図１５に示す。
【００５５】
図１５は初期位置から全閉方向へ移動し、目標値をあらかじめ定められた値β２ずつ変えても変化がないことを確認して、全閉位置とする。その後同時に全開方向への動作を行う場合、初期位置までの動作は全閉位置から一挙に移動させ、その後は目標値をあらかじめ定められた値β２ずつ変えてＰＩＤ制御をおこなう例を示している。そして全開位置ではあらかじめ定められた値β２ずつ変えても変化がないことを確認し、その位置を全開位置とする。このように制御することによって、全閉−全開間のイニシャライズに要する時間を短縮することができる。
【００５６】
この制御フローを図１７（Ｂ）に示す。ステップ７２ａではエンコーダカウンタＣを初期値とし、ステップ７２ｂではあらかじめ定められた値β２だけ目標値を変えてＰＩＤ制御をおこない、ステップ７２ｃではエンコーダパルスが変化したかどうかを判断する。変化があればステップ７２ｄでＣ＝Ｃ−β２とし、ステップ７２ｂに戻りさらにβ２だけ目標値を変えてＰＩＤ制御をおこなう。これを繰り返し、目標値をβ２だけ変えてもエンコーダパルスの変化がなくなったとき、ステップ７２ｅでタイマをスタートさせる。そしてタイマＴが、Ｔ≧α２かどうかをステップ７２ｆで判定し、Ｔ≧α２のとき、ステップ７２ｇではそのときのエンコーダパルスを全閉位置として決定する（Ｃｏｕｎｔ ｍｉｎｉ ２）。次に、ステップ７２ｉでは、β２だけ目標値を替え、ＰＩＤ制御をおこなう。ステップ７２ｊではβ２に対してエンコーダパルスの変化があったかどうかを判断し、変化があればステップ７２ｋで、Ｃ＝Ｃ＋β２とし、ステップ７２ｉに戻り、さらにβ２だけ目標値を変化させてエンコーダパルスの変化があるかどうかをみる。ステップ７２ｊでパルス変化なしと判断されたときは、ステップ７２ｍでタイマをスタートさせる。そして、ステップ７２ｎで、前記タイマＴが、Ｔ≧α２の条件を満たしたとき、ステップ７２ｐでそのカウンタ位置を、全開位置として決定する（Ｃｏｕｎｔ ｍａｘ ２）。この方法ではステップ７２ｈで示したように、全閉位置、全開位置とも初期値をベースとして決定することになるので、図１４の場合に比較してイニシャライズ時間の短縮を図ることができる。
【００５７】
次にＣＰＵの内部にあるバックアップ用のＲＡＭに常時通電させて、このバックアップ用ＲＡＭに前回制御回路の電源が遮断される時のモータ位置を記憶しておいて、イニシャライズの時間短縮を図るものである。次に、電源が投入された際にイニシャライズに要する時間を短縮したり、あるいはイニシャライズを行わないようにすることができる方法について説明する。
【００５８】
この実施例を図１８（Ａ）に示す。ＣＰＵ９（Central Processing Unit）,I/O８(Input/Output),Ａ／Ｄ１４（ Analog to Digital converter）、ＲＡＭ１５（Ｒandom Ａccess Ｍemory）、ＲＯＭ１６（Read Ｏnly Ｍemory ）、不揮発性メモリ１７、モータドライバ１０、コミュニケーションドライバ１３から構成され、本実施例の場合Ｉ／Ｏに入力された目標開度信号１１ｂとモータの回転位置信号１１ａの値が等しくなるようにモータドライバ１０へ制御信号９ａを出力する。ＣＰＵ９はＲＯＭ１６から制御演算式を読み出しＲＡＭ１５に計算値を保持する機能を有している。また、コミュニケーションドライバ１３を介してＣＰＵが外部とデータのやり取りを行う機能も有しており、目標開度信号をコミュニケーションドライバ１３を介してＣＰＵ９へ入力しても同一の機能を持たせる事ができる。
【００５９】
電源回路１９はバッテリ電圧ＶＢとＩＧＮ信号およびＩ/Ｏ8を介してＣＰＵ９より出力されるコントロール信号１８aにより制御回路への電源を供給あるいは遮断する。この電源回路の動作ロジックを示すが制御回路への電源ＶＣＣ供給はバッテリ電圧ＶＢとＩＧＮ信号が入った時に開始される。この電源ＶＣＣの他にバッテリ電圧が印加されている間は常にＲＡＭの値を保持するために通電されているＲＡＭバックアップ用ＶＣＣを供給している。また制御回路への電源ＶＣＣはＩＧＮ信号がＯＦＦした後、ＣＰＵ９より出力されるコントロール信号１８aの立ち上りで遮断される。すなわちこの回路構成にすることによりＩＧＮ信号が遮断された後もＣＰＵ９からコントロール信号を出力するまでの間に制御回路単独で動作することができる。
【００６０】
この回路構成とすることにより従来の制御回路に対して以下のような改善を図ることができる。
（１） バックアップＲＡＭの電源はバッテリが接続されている間は、通電されているので、イニシャライズの結果のモータ位置や全閉動作および全開動作をすることによってわかる、全閉位置から全開位置までの動作可能範囲の保持、診断結果動作可能範囲の変化を把握することができる。したがって、ターボアクチュエータの劣化の診断をおこなうことができる。
（２） ＩＧＮ ＯＮ時のイニシャライズ動作の廃止
前記（１）に関しては本実施例にも示してあるように制御回路内に不揮発性メモリを搭載することにより同様の効果を得ることが可能であるが、不揮発性メモリを搭載するとその分の部品代アップにつながり、部品の実装も難しくなる。前記（２）は、ＩＧＮ ＯＮ時にイニシャライズを実施すると、イニシャライズ実施中にスタータが回転した場合バッテリの電圧低下によりアクチュエータが動作停止し可変吸気弁の停止時の角度によってはエンジンの始動性に悪影響をあたえる可能性がある。
【００６１】
また運転者によってはアクセルを踏みこんだ状態でＩＧＮ ＯＮさせ、その後、即スタータをまわす場合がありエンジン始動直後にイニシャライズを実施すると仮に全閉方向でイニシャライズをおこなっている場合、全閉位置で上記のケースになりエンジン回転数が急激に上昇する可能性がある。特に寒冷地においてはターボチャージャの軸受けの潤滑油がまわりきらないうちにエンジンが始動、回転数が急激に上昇することにより、ターボチャージャが破損する可能性がある。
【００６２】
以上の理由よりＩＧＮ ＯＮ時にイニシャライズ、特に全閉方向へのイニシャライズ動作はエンジンにとっては好ましい動作とはいいがたい。このため前記（１）、（２）の効果により、ＩＧＮ ＯＮ時のイニシャライズを、特に全閉側のイニシャライズ動作を行わないようにすることができる。図１８（Ｂ）はＩＧＮオンおよびオフにおけるイニシャライズのタイミングを示している。
【００６３】
図１９はモータ制御装置内には不揮発性メモリを搭載せず、モータ制御装置以外の制御装置に搭載されている不揮発性メモリを用い、必要な情報をコミュニケーションライン１３ａを介してやりとりする場合を示している。モータ制御装置のモータ位置情報や診断内容をモータ制御装置以外の不揮発性メモリに保存し、必要に応じ保存してあるデータをモータ位置制御装置にコミュニケーションラインを介して与えることができる。この構成では図１８の実施例に示すＩＧＮ信号、バッテリ電圧ＶＢ、コントロール信号１８ａにより制御回路の電源をコントロールする機能は不要且つ、制御回路内部に不揮発性メモリを設ける必要もなく本発明と同等の効果を得ることができるため、回路構成が簡素化でき、構成部品コスト的に有利である。
【００６４】
図２０は、運転状態をＣＰＵに取り込み、その結果にしたがって、イニシャライズ処理が必要な目安となるフロー図を示している。ステップ２０ａでは、運転状態を取り込み、ステップ２０ｂでは走行時間が所定時間ＴＲよりも大きくなったかどうかを判断する。これは全開のイニシャライズ実施以降の所定時間であってもよいし、累積の運転時間であってもよい。この条件を満たしたときは、イニシャライズ処理が必要であることの表示等をステップ２０ｇでおこなう。前記のようにイニシャライズ処理は、いろんな方法があるので、その中から選択して実施することになる。
【００６５】
ステップ２０ｃでは、可動翼可動回数が所定値を超えたときイニシャライズをおこなう場合である。また、ステップ２０ｄは走行距離をひとつの目安として所定値ＬＲを超えたとき、イニシャライズを実施するようにした場合である。また、ステップ２０ｅは、あらかじめ分かっている機械的な動作範囲に対して、実際に可動している動作範囲が狭くなったときにイニシャライズ処理をおこなう例である。ＳＲは経験的な値で決められる。このように運転状態を監視して、その状況によってイニシャライズ処理をおこなうようにすれば、耐久劣化をできるだけ少なくすることができる。
【００６６】
またターボチャージャの吸入空気導入路の開度を所望の開度に制御するモータ位置制御装置において、モータ動作範囲中の機械的な全開位置及び全閉位置への動作を通常制御中に行う事により機械的、熱履歴的な摩擦力の増大により機械的な抵抗によりモータが動かすことができないほど大きくなることによる機械的な固着の発生を防止する効果がある。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によりモータを用いた位置制御装置のモータの位置ずれを防止することができ、また制御装置の耐久性を向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 モータ制御装置のシステム全体の構成図である。
【図２】 モータ位置検出用エンコーダの信号の例を示す図である。
【図３】 本実施例の制御装置の内部ブロック構成図を示している。
【図４（Ａ）】 イニシャライズ処理例のロジックフロー図である。
【図４（Ｂ）】 エンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹを示す図である。
【図４（Ｃ）】 モータ速度を徐々に上昇させた場合のイニシャライズ処理例のロジックフロー図である。
【図４（Ｄ）】 図４（Ｃ）の場合のエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹを示す図である。
【図４（Ｅ）】 抵抗部があって一旦モータを逆回転方向に戻すイニシャライズ処理のフロー図である。
【図４（Ｆ）】 図４（Ｅ）におけるエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹを示す図である。
【図５（Ａ）】 正常な場合のエンコーダの波形を示す図である。
【図５（Ｂ）】 ノイズがある場合のエンコーダの波形を示す図である。
【図６】 全体の中での通常時のイニシャライズのフローシーケンス図である。
【図７】 通常動作時のイニシャライズ処理のフロー図である。
【図８】 機械部の動作抵抗特性（モータ可動域の特性変化）を示す図である。
【図９】 全閉、全開位置へのイニシャライズ処理とダイナミックレンジの説明図である。
【図１０】 リトライ処理の説明図である。
【図１１】 イニシャライズ処理の模式図である。
【図１２】 定速度制御とＰＩＤ制御の比較を示す図である。
【図１３】 定速度制御とＰＩＤ制御の組み合わせの例である。
【図１４】 全域ＰＩＤ駆動（１）の場合の説明図である。
【図１５】 全域ＰＩＤ駆動（２）の場合の説明図である。
【図１６】 図１３の制御フロー図である。
【図１７（Ａ）】 図１４の制御フロー図である
【図１７（Ｂ）】 図１５の制御フロー図である。
【図１８】 ＲＡＭバックアップ方式の構成図である。
【図１９】 不揮発性メモリを外部に配置した場合の構成例である。
【図２０】 イニシャライズ処理の目安となるフロー図である。
【符号の説明】
１；ターボチャージャ １ａ；可動翼 ２；モ−タ ２ａ；ギヤ ２ｂ；ピニオンギヤ ２ｃ；ホイールギヤ ２ｄ；ロッド ２ｅ；可動リンク ２ｆ；モータ出力軸 ３；エンコーダ ４；ホール素子 ５；制御装置 ６；他の制御装置
６ａ；他の制御装置からの目標開度信号 ７；ウオームギヤ ８；Ｉ／Ｆ回路
９；ＣＰＵ １０；モータドライバ １３；コミュニケーションドライバ １４；Ａ／Ｄ変換器 １５；ＲＡＭ １６；ＲＯＭ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、直流モータを駆動機構部分に用いて制御対象を目標位置に制御する場合に係り、特にターボチャージャの吸入空気導入路の通路を開閉させ、ターボチャージャの加給圧を調整する制御装置であって、前記モータによる駆動機構を用いて位置制御された位置検出を、エンコーダを用いて行うモータの位置制御方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特許第３０３９５１２号公報
この先行技術はモータによって駆動された位置を、エンコーダを用いて検出する場合にエンコーダに発生するノイズの影響を除くものである。ロータリエンコーダから出力される信号の変化をカウントする場合において、ノイズ等による誤カウントがないようにした、ロータリエンコーダカウント方法および装置について述べています。具体的には、出力信号の変化が検出されてから基準時間経過後の信号レベルを記憶する第１の記憶手段と、所定のタイミングで転送された第１記憶手段に記憶されている出力信号のレベルを記憶する第２の記憶手段と、を有し、この第１、２の記憶手段に記憶されているレベルに基づいて、ロータリエンコーダの、出力信号の変化のカウント値を更新するかどうかを判定し、判定結果により判定終了したタイミングで第１記憶手段の信号レベルを第２の記憶手段に転送するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術の場合、正規パルスとノイズの分別を、エンコーダの信号の立ち上がり後、または立ち上がり検出後一定時間の間のパルス検出をしないことによって行っているが、ノイズの影響を完全にはなくすことができない。特にターボ制御の場合、ノイズの影響で誤って位置検出制御をおこなった場合、誤差が積算されて、実際の制御位置がずれてしまい、通常動作範囲内に収まらなくなる。さらに、全閉位置または全開位置のストッパにあたってしまい、機械的な噛みこみ、あるいはギヤ装置の破損に至る可能性がある。前記従来技術にはこのような課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この対策として本実施例のように、電源投入時のみでなく、制御中に全開位置あるいは全閉位置、あるいは全閉と全開位置へのイニシャライズを実施することにより、位置ずれの修正を実施し上記の問題が発生しないようにできる。
【０００７】
本発明は、回転軸出力により可変リンクを介して自動車のターボチャージャへの吸入空気導入路の通路を可動翼により開閉させるモータと、与えられた目標開度により前記モータを回転させるとともに前記可動翼の開度をエンコーダにより検出し、前記吸入空気導入路の通路の可動翼を目標開度になるように制御するモータ駆動による位置制御方法であって、前記モータにより前記可動翼を閉める方向の停止位置および前記可動翼を開く方向の停止位置までモータを回転制御し、前記停止位置を前記モータの動作基準開度点とし、前記両停止位置間を前記モータの駆動動作範囲とし、前記吸入空気導入路の通路を目標開度になるように制御し、前記モータの回転制御は順次可動翼の閉方向あるいは開方向に目標開度変更幅を小さくなるように変えてＰＩＤ制御を実施したとき、前記エンコーダでカウントされる開度位置が変化しない状態が、所定時間継続したときその位置を前記可動翼の閉方向停止位置、とすることを特徴とする。
【０００８】
更に本発明は、回転軸出力により可変リンクを介して自動車のターボチャージャへの吸入空気導入路の通路を可動翼により開閉させるモータと、与えられた目標開度により前記モータを回転させるとともに前記可動翼の開度をエンコーダにより検出し、前記吸入空気導入路の通路の可動翼を目標開度になるように制御するモータ駆動による位置制御方法であって、前記モータにより前記可動翼を閉める方向の停止位置および前記可動翼を開く方向の停止位置までモータを回転制御し、前記停止位置を前記モータの動作基準開度点とし、前記両停止位置間を前記モータの駆動動作範囲とし、前記吸入空気導入路の通路を目標開度になるように制御し、前記モータの動作基準点を求める動作はイニシャライズ後の走行時間が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動回数が所定値に達したとき，あるいは走行距離が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動範囲が予め定められている範囲よりも小さくなったとき、イニシャライズ処理を実施することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置はモータ動作基準点を求める動作は機械的な噛み込みが発生しない程の速度以下で徐々にモータ駆動力を上昇させていきストッパに当たるまで動作させ、前記モータの回転方向は少なくともターボチャージャの吸入空気導入路を開く方向であって、モータ位置検出装置からの信号が変化しない状態が所定時間継続したとき、少なくとも一回、一旦動作の開始位置もしくは動作の開始位置から現在位置までの中間位置まで逆方向に戻し、再度同じ速度でストッパ位置方向に動作させ、ストッパに当たりモータ位置検出装置からの信号が変化しない状態が一定時間継続した場合に、その位置を制御装置のストッパ位置と判定するものであることを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置の、前記モータの動作基準点を求める動作はイニシャライズ後の走行時間が所定値に達したとき，あるいは前記可動翼の可動回数が所定値に達したとき，あるいは走行距離が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動範囲が予め定められている範囲よりも小さくなったとき、イニシャライズ処理を実施するものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明は、ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置は、モータ制御装置の異常を検出したとき、自動車のターボチャージャの、吸入空気導入路の通路を開く方向へ一定時間動作させてターボシャージャの加給圧を低下させ動作を停止するものであることを特徴とする。
【００１２】
更に本発明は、ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置は、通常制御中にモータの現在位置を検出するための全閉位置あるいは全開位置への動作中、通常制御を行う必要が生じた場合は、前記全開位置への動作あるいは全閉位置へ動作させる場合よりも早い回転でモータを駆動し、全閉位置あるいは全開位置への動作を行うことによりこの動作を行わない場合と比べて応答時間の遅れが発生しない様にしたものであることを特徴とする。
【００１３】
好ましくは、前記開度位置制御装置の、モータ動作基準点を求める動作は、少なくとも電源投入時、もしくはＩＧＮ信号がＯＮされた場合もしくはＩＧＮ信号がＯＦＦ時におこなうものであることを特徴とする。また好ましくは、前記開度位置制御装置の、前記モータの動作基準点を求める動作は通信回路を介して外部から入力される外部入力信号のうち、少なくともモータ動作基準点を求める動作許可信号により行うものでありであり、この許可信号入力時に少なくとも一回モータ動作基準点を求める動作をおこなうものであることを特徴とする。また、前記開度位置制御装置は、前記モータの動作基準点を求める動作において全閉位置及び全開位置まで可動翼を可動した時の移動量と機械的に定まる移動量との比較をし、その差が所定値よりも大きくなったとき異常と判断するものであることを特徴とする。
【００１４】
更に好ましくは、前記開度位置制御装置は、前記全閉位置と全開位置間での動作中に動作が停止したとき、少なくとも一回一旦もとの方向へモータ位置を戻し、所定値戻した後に再度モータを動作させるものであることを特徴とする。また、前記開度位置制御装置は、前記モータ位置制御装置のイニシャライズ時に現在位置にたいする目標位置を順次予め定めた微小値を繰り返し設定し、ＰＩＤ制御を実施してモータを全開あるいは全閉方向へ移動させるものであることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例の構成を示している。モータ２の出力軸に設けられたギヤ２a、ピニオンギヤ２b、ホイールギヤ２c、ロッド２ｄ、さらに可動リンク２eを介してターボチャージャ１内の翼角度を矢印のように押しこんだり引いたりすることにより、ターボチャージャ１内の可変翼１aの角度を変えることができる。７はウオームギヤである。そして、この可変翼１ａの角度が変化することにより、ターボチャージャ１内吸入空気導入路の断面積が変化し、ターボチャージャの加給圧を変化させることができる。
【００１７】
モータ２の出力軸２eにはギヤ２aの他にモータの回転位置検出用のロータリエンコーダ３が設けられている。本実施例ではインクリメンタルエンコーダを２個（３ａ、３ｂ）用いている。エンコーダ３には回転位置を信号に変換するためのホール素子４（４ａ、４ｂ）を設け、エンコーダ３の回転位置を信号（４ａａ、４ｂｂ）に変換して制御装置５へ入力する。
【００１８】
図２には前述したエンコーダからの信号波形を示す。ΦＡ信号とΦＢ信号は位相が９０度ずれている。例えば信号ΦＡ（４ａａ）の立ち上がり、または立ち下がり時の信号ΦＢ（４ｂｂ）の信号レベルを見ることによりモータの回転方向がわかり、信号のパルス数を計数することにより、モータの回転位置を検出することが可能である。
【００１９】
一方、他の制御装置６から制御装置５へ、ターボチャージャモータ回転位置（ターボチャージャ内回転翼角度）の制御目標位置信号６aが入力されると、制御装置５は制御目標位置信号６aとモータの回転位置が等しくなるようにモータ２を駆動するための信号５aを出力し、制御目標位置信号６aに従ってモータ２の回転位置を制御する。本実施例では制御装置５と他の制御装置６を分離しているが、両者を統合したものであっても同一の機能を有することができる。通信信号６ｂは外部からの制御装置６あるいは５への通信信号である。６ｂは開度信号のこともある。
【００２０】
またモータの回転位置検出用として、モータの回転軸にロータリエンコーダ３をとりつけているが、ウオームギヤ７の回転軸にポテンショメータ等を取付け、ギヤ２ｃの回転角度を直接測定してターボチャージャ内回転翼角度を、制御目標位置信号にしたがって制御することもできる。またポテンショメータの代りにアブソリュートタイプのエンコーダを用いたり、３個以上のエンコーダを用いたりすることができる。また、本実施例のように、２個のインクメンタリタイプのエンコーダに加え、アクチュエータの出力軸が特定の角度に位置することがわかる接点スイッチを付け加えて、モータの位置検出を行うことも可能である。
【００２１】
図３は本実施例の制御装置５の内部ブロック図を示している。ＣＰＵ（Central Processing Unit）９,Ｉ／Ｏ(Input/Output)８,Ａ／Ｄ（ Analog to Digital converter）１４、ＲＡＭ（Ｒandom Ａccess Ｍemory）１５、ＲＯＭ（Read Ｏnly Ｍemory ）１６、不揮発性メモリ１７、モータドライバ１０、コミュニケーションドライバ１３等から構成されている。本実施例の場合Ｉ／Ｏ８に入力された目標開度信号６ａとモータの回転位置信号（４ａａ、４ｂｂ）の値が等しくなるようにモータドライバ１０へ制御信号９ａを出力する。そしてモータへの制御信号５ａがモータに出力される。ＣＰＵ９は、ＲＯＭ１６から制御演算式を読み出し計算し、ＲＡＭ１５に計算値を保持させる機能を有している。不揮発性メモリ１７は制御装置の電源が切れた後も上記演算データ等を保持したい場合に用いるもので、保持するデータが無い場合は設けなくてもよい。
【００２２】
また、コミュニケーションドライバ１３を介してＣＰＵが外部とデータ（１３ａあるいは６ｂ）とのやりとりを行う機能も有しており、目標開度信号を、コミュニケーションドライバ１３を介してＣＰＵ９へ入力しても同一の機能を持たせることができる。またポテンショメータを用い位置信号を検出している場合は信号１１がアナログデータであるため、Ａ／Ｄ変換器１４を介してギヤ位置信号を入力することになる。
【００２３】
この制御装置５において、モータ位置を検出するため、最初にモータ動作基準点を求めるためモータをモータ駆動範囲内でターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置にあるストッパ位置、あるいはこの反対方向の回し切った位置にあるターボチャージャの吸入空気導入路を開く方向の回し切った位置にあるストッパ位置、あるいは前記両方向のストッパ位置へ回しきるまでモータを回転させて、前記ストッパ位置を検出し、この位置をモータ動作時の動作基準点とする動作(以後イニシャライズと称す)を実施する。
【００２４】
しかしながら、はじめはモータの位置が制御装置で把握できていないため、モータをどちらかの方向へ回転させて機械的に動かなくなる所まで動作させる必要がある。この場合ギヤ等を使って駆動させているため、一定値以上の駆動力でモータを回すと、ストッパに当たった際にギヤの噛み込みが発生し、場合によっては固着してしまい、最大トルクで反転させた場合でも噛み込みのために、ギヤを動作させることができなくなることがある。そのため、イニシャライズ動作時は、前記のギヤの噛み込みが発生しない程度の駆動力にする必要がある。またモータの回転方向はターボチャージャおよびエンジンの保護および通常の運転動作中に行う場合は安全側である加給圧を下げる方向で行うべきである。
【００２５】
図４（Ａ）にイニシャライズ時の動作ロジックを示す。図４（Ａ）は機械的な噛み込みの発生するモータ駆動ＤＵＴＹ Ａ（予め定められた値）以下の一定の駆動力でモータを回転させてエンコーダパルスの信号が変化を始め、その後変化しなくなった状態（ステップ４０ａ）からタイマをスタート（ステップ４０ｂ）させ、この状態が一定時間ＴＢ以上継続した時点（ステップ４０ｃ）で、ストッパ位置と判断し、出力ＤＵＴＹを０としてイニシャライズを終了する場合のロジックである。図４（Ｂ）はエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹの様子を示している。予め定められた時間ＴＢを越えた場合、ストッパの位置と判断し，イニシャライズ処理を終了する。
【００２６】
図４（Ｃ）も同じ目的であるが、モータ速度を一定値ではなく、０からスタートさせて、徐々に速度を上昇させていくようにしたものであり、動作域内に機械的な抵抗がある場合や、動作を繰り返すうちに機械的な劣化により動作抵抗が増大する部位が発生した場合などの対応として有効な方法である。図４（Ｄ）にはエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹの様子を示している。ステップ４１ａでエンコーダパルスが変化しないときは、図４（Ｄ）の特性で引っかかりがあると判断し，図４（Ｃ）のステップ４１ｂでＤＵＴＹを（Ｖ＋１）、のようにＤＵＴＹを増加させる。その結果、ステップ４１ｃでＶ＝Ｃになったかどうかを判断し、Ｖ＝Ｃでかつエンコーダパルスの変化がなくなれば（ステップ４１ｄ）、そこでＤＵＴＹ＝０としイニシャライズを終了する（ステップ４１ｅ）。図４（Ｂ）の場合は、タイマＴＢによりイニシャライズの終了を判断しているが、図４（Ｄ）の場合はＤＵＴＹがＶ＝Ｃの状態でイニシャライズ終了を判断している。
【００２７】
図４（Ｅ）の場合は、図４（Ｃ）に対し抵抗部分に到達した場合、少なくとも一回は一旦逆方向にモータを戻したうえで勢いをつけて機械的な抵抗部を通過させるようにしたものであり、より効果的な方法である。図４（Ｆ）にはエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹの様子を示している。引っかかりガあったとき予め定められたパルス数分だけ逆方向へ移動（点線部分）させた場合を示している。ステップ４２ｂのリトライで、図４（Ｆ）の点線部分で所定パルス分逆方向に移動させてＤＵＴＹをＶ＝（Ｖ＋１）とする（ステップ４２ｃ、４２ｄ）。そしてステップ４２ｅにおいてＶ＝Ｃ、と判断させたときは、ステップ４２ｆでエンコーダパルスの変化がないことを確認し、ＤＵＴＹ＝０として、イニシャライズを終了する（ステップ４２ｆ、４２ｇ）。図４（Ｆ）において、点線で示した戻し分はここでは一定値にしているが、一定値にかぎらない。モータのＤＵＴＹによって戻し分を変えてもよい。
【００２８】
次に通常動作中にイニシャライズを行う方法について実施例により説明する。制御装置の電源投入時のイニシャライズ終了後通常制御に移行し、外部から入力される目標開度信号に従って、モータ位置を制御する。この制御装置がターボ制御用であることから、通常の制御中でもイニシャライズを行っても制御に殆ど影響をあたえないモードが存在する。それは、エンジンがアイドリング状態で加給圧が低い場合、エンジンの負荷が小さい場合、アクセル開度が小さい場合等であり、また外部からのイニシャライズ実施命令等が入力された場合等がある。エンコーダによりモータの回転方向と位置を検出する方法を用いた場合、エンコーダの信号にノイズが混入すると、モータの回転位置検出位置をとりきれない場合がある。
【００２９】
図５（Ａ）にこの一例を示す。左半分は正転の場合，右半分は反転の場合を示している。そして、図５（Ａ）は正常な場合の正転および逆転の場合の、エンコーダの波形である。エンコーダを用いたモータの位置検出方法には、一般的に次の方法が用いられる。エンコーダ信号ΦＡの、立ち上がり時のエンコーダ信号ΦＢがＬｏｗレベル、エンコーダ信号ΦＡの立ち下がり時のエンコーダ信号ΦＢがＨｉｇｈレベルであること。同様にエンコーダ信号ΦＢの、立ち上がり時のエンコーダ信号ΦＡがＨｉｇｈレベル、エンコーダ信号ΦＢの立ち下り時のエンコーダ信号ΦＡがＬｏｗレベル、にあるときに正転と判断し、カウンタをカウントアップさせていく。また、反転の場合は上記と逆のパターンになるため、この場合はカウンタをカウントダウンさせる、このロジックによりモータの位置をエンコーダパルスの１／４周期の分解能で検出することができる。
【００３０】
図５（Ｂ）はエンコーダΦＡにノイズが混入しノイズの立ち上がり及び立ち下りにより誤カウントし結果として位置ずれが発生している例を示している。この図に示すようにエンコーダを用いてモータの回転位置を検出する方法においてエンコーダ信号にノイズ等が混入する場合には、誤カウントし検出位置にずれが発生する場合がある。この位置ずれが発生しないようにするにはエンコーダ信号が正規のものか、あるいはノイズなのかを判別するロジックを設ければよいが、ロジック処理に時間を要すること、またエンコーダの信号周期が短い場合などは、処理しきれなくなる。
【００３１】
さらにこのノイズのため、本発明においては位置ずれに関してはある程度起こり得るという前提条件のもとで、電源ＯＮ時、ＯＦＦ時以外の通常制御中にもイニシャライズ動作を行わせて、位置ずれをキャンセルし位置ずれが積算されないようにさせることができる。
【００３２】
次に通常制御中にイニシャライズ動作を行わせる場合の実施例について説明する。図６はその概略を示すフロー図で、点線で示した部分が、通常制御中にイニシャライズを行う場合である。その条件についてはさまざま考えられるが、図７を用いた例では目標開度信号が一定値Ｅより小さく且つ目標開度信号の変化が一定値Ｆ時間以上継続したときが該当する。通常動作時で目標開度信号の値がエンジンに影響を与えない程度の低加給圧の状態Ｅより小さく且つ目標開度信号の変化の無い状態がＦ時間以上継続したときは、通常動作状態中のイニシャライズ動作を実施する。
【００３３】
ステップ４３ａでは目標開度が予め定められた値Ｅよりも小さいかどうかを判断する。そしてステップ４３ｂでは、目標位置の変化があるかどうかをみて、変化がなければ、ステップ４３ｃでタイマを起動させ，予め定められた前記一定時間Ｆを経過したかどうかを判断する。時間Ｆを経過したとき、イニシャライズ処理（ステップ４３ｄ）にはいる。イニシャライズフラグが「１」であることを確かめた（ステップ４３ｄ）上で、イニシャライズを実行する。終了すれば（ステップ４３ｆ）イニシャライズフラグをクリアする（ステップ４３ｇ）。ステップ４３ｈでは、（目標位置―旧位置）＜（目標位置―現在位置）でなければ通常制御にはいる。一方前記大小関係を満たしているときはステップ４３ｉに示したように目標位置と旧位置との差に比例し、（目標位置―現在位置）／（旧位置のモータ速度）の値に応じてモータ速度を演算し、そのモータ速度で目標位置に制御する。
【００３４】
イニシャライズ動作中にはイニシャライズフラグを定期的にモニタしイニシャライズ動作中に目標開度が変化する事によりイニシャライズ禁止（イニシャライズフラグがクリア、ステップ４３ｇ）状態となったらその時点で、イニシャライズを終了し（ステップ４３ｆ）、通常制御に復帰させるようにしている。
【００３５】
ここで通常制御に復帰させる際、モータ位置がイニシャライズを実施する以前の旧位置と目標値との差より大きい場合はイニシャライズを実施することにより動作が遅くなるという問題があるため、この状態の時はモータの動作速度を早くして、動作遅れが発生しないようにする必要がある。図７の（Ｂ）に示すようにこれを実現させるための一案としては、モータの動作は目標位置と現在位置の偏差に応じたＰＩＤ制御をおこなう。それは、偏差に対する比例項を設けてこれに応じたモータ駆動用ＤＵＴＹ信号を出力することにより可能である。モータ速度は次式で表すことができる。
【００３６】
モータ速度＝（（目標位置―現在位置）／（目標位置―旧位置））×（旧位置のモータ速度））
以上のようにして通常動作中にイニシャライズを行う事により、モータの位置精度のばらつきや誤カウントの蓄積によるモータ位置のずれをキャンセルすることができる。また、ターボチャージャはエンジンの排気管に直結されているため常に高温下の条件にさらされており且つ排気ガス中の炭素等の堆積により、ターボチャージャの吸入空気量を可変させるための可変翼の機構部品は劣化しやすく、排気ガス中の炭素等の堆積により機械的な抵抗成分も動作時間に比例して増加する。
【００３７】
特に常用可動域が狭い場合等は常用可動域以外の動作部分に炭素等が堆積するためこの部分を動作させる時の抵抗が増加し、最悪常用範囲以外の領域へは動作させることができなくなってしまう。これが繰り返されると徐徐にモータの動作可動域はどんどん小さくなっていき、動作時間に比例して動作可動域がどんどん小さくなり、その結果耐久劣化が著しく大きくなってしまう。
【００３８】
この様子を図８に示す。イニシャライズを実施しないと上記の理由により点線部に示す様に耐久劣化が進行するが、イニシャライズを頻繁におこない、可動全域にわたり、一様に動作させることにより、耐久劣化を防止することができる効果がある。従って機械部分の動作抵抗を減らす意味でも、イニシャライズは実施すべきであり、イニシャライズを実施することにより、機械部分の抵抗の増大を防止でき、機械部分の耐久性も向上し、駆動モータへの負担も少なくなるため、モータの耐久性も向上させることができる。
【００３９】
図９はイニシャライズを全閉と全開の両方で行う方法を示している。電源投入時のモータの初期位置から、本実施例では全閉方向に動作させ、全閉位置に達してエンコーダのカウント値がＡのまま変化しなくなった状態が、時間Ｔ１の間継続した時点で全閉位置と判断する。その後反対方向である全開方向へ動作させ同様にエンコーダカウント値がＢのまま変化しなくなった状態が、時間Ｔ２間継続した場合に全開位置と判断する。このカウンタＢとカウンタＡの差が全閉位置と全開位置のダイナミックレンジＣになるので、イニシャライズを実施した結果、ダイナミックレンジＣの値が異常に小さい時は、動作範囲内に機械的な故障が局所的に発生している可能性があることがわかる。また異常に大きい時はストッパが利かない状態、またはギヤの破損等によるモータの空転が発生していることが考えられる、といった故障診断が可能となる効果もある。
【００４０】
なお、この実施例では全閉及び全開動作を同じタイミングで実施しているが、全閉および全開動作を同時に実施する必要はなく、電源ＯＮ時は一旦全閉側の動作をさせ、その後イニシャライズが許可されるタイミングで、全開側の動作を行わせること、あるいはこの逆の方法で実施する、といった組み合わせの動作を行っても同様の効果を得ることが可能である。
【００４１】
図１０は前述した全閉、全閉動作中に機械的な抵抗部分が発生することにより部分的に動作しにくい部分がある場合の例であるが、一旦エンコーダのパルスが変化しなくなった場合でもその個所が機械的なストッパの位置でない場合がある。そのため、本実施例では一旦所定のカウント分だけ全閉方向へ戻して、再度全開方向へ動作させることによって、この個所（機械的な抵抗部分）を通過させる場合の動作で、数回のリトライで通過させることが可能な場合が少なくない。
【００４２】
図１１は図７の（Ｂ）と同様に全閉、全開の動作中にも開度指令値が入力された場合に動作を即中止して目標開度位置への動作をさせて、通常の動作時間よりおくれることのないようにした例である。ところで本実施例では全閉、全開動作時のモータ駆動力を一定値で動作させて全閉位置と全開位置を検出した後に通常のＰＩＤ制御を実施しているが、機械系のねじれ分が存在することにより次のような問題がある。
【００４３】
通常のＰＩＤ制御の場合目標開度を全閉あるいは全開にした場合には目標値に近づいたときに行きすぎることがないように移動量が減少するように減速させる動作をおこなう。そのため、全開位置および全閉位置の機械的なねじれが発生するところまでモータを押しこむことはないが、イニシャライズ時には一定の駆動力で押そうとするため、モータの惰性力が加わり、前記機械的なねじれの分まで押し込んでしまう。このとき、見かけ上正規全閉位置のカウント値より少なく、あるいは正規全開位置のカウント値より大きくなる場合がある。これについては、イニシャライズのモータ駆動力を下げればなくすことはできるが、反面イニシャライズ中の機械的抵抗分が増大した場合に、すぐモータが止まってしまうため、イニシャライズ時に全開、全閉位置を誤検出する可能性がでてくる。従ってイニシャライズ時のモータ駆動力は極力大きくする必要がある。
【００４４】
また、前記の方法では図１２に示すようにイニシャライズ時の全閉,全開位置とＰＩＤ制御により動かすことができる動作範囲が異なることになる。したがって、イニシャライズで求めた全閉、全開位置を目標位置として、この目標位置へＰＩＤ制御により動かそうとすると、目標位置へ到達させようとし、モータへ通電したままの状態が続くことが発生しうる。この状態が継続するとモータへ通電される時間が増大し、モータやモータドライバの発熱が増大するという問題が発生する。このようにイニシャライズ時の全閉、全開位置と通常動作時の全閉、全開位置との差が発生するのを防止するための方法を図１３〜１５に、この時の制御フローを図１６、１７に示す。
【００４５】
図１３は一定のモータ駆動力で全閉、全開位置へ動作させた後、一旦所定量だけ戻し（図１３ではβ）、その戻した位置から再度、最初の全閉、全開位置を目標としてＰＩＤ制御で動作させて所定時間モータ位置が変化しない点を真の全閉位置とし、ギヤの食い込み分の補正を行うものである。ＰＩＤ制御では図のように順次小さな目標値を与え制御を行うので、ギヤに食いこむことなく全閉位置を求めることができる。
【００４６】
本制御の詳細を図１６で説明する。イニシャライズでは全閉あるいは全開方向へモータ駆動ＤＵＴＹを０％から上昇させていく。ステップ６２ａでエンコーダパルスの変化をみる。パルスが変化しない場合は、モータ駆動ＤＵＴＹをΔ％づつ上昇させていき一定値Ｃ％の駆動ＤＵＴＹとなってエンコーダパルスが変化しなくなるまで続ける（ステップ６２ｂ、６２ｃ）。ここではモータ駆動ＤＵＴＹで制御をしているが、駆動ＤＵＴＹではなくモータの回転速度を計算し一定の速度になるようにしても同様である（図１３は一定速度の場合を示している）。Ｃ％の駆動ＤＵＴＹはモータが全閉位置または全開位置へ移動したときに惰性で機械への噛みこみが発生せず、この上限の駆動ＤＵＴＹで動作させてエンコーダパルスが変化しなくなった状態がごく短時間（α０）継続した時点でこの位置を仮の全閉位置とし、カウンタをリセットする。
【００４７】
その後モータ位置をＤＵＴＹ１００％として所定量βだけ戻し（ステップ６２ｇ）、その後再度ＰＩＤ制御で、前記で求めた全閉位置を目標開度としてＰＩＤ制御で移動させる（ステップ６２ｈ）。そしてステップ６２ｉでエンコーダパルスの変化がないときは、ステップ６２ｊでタイマをスタートさせる。ステップ６２ｋではタイマＴの値が、Ｔ≧αを満たしたかどうかを判定し、この条件を満たしたときはその値を全閉位置と決定する。
【００４８】
この状態でエンコーダパルスが変化しない状態が所定時間α継続したところを真の全閉位置としエンコーダカウンタを再度リセットする。この動作で全閉位置がきまるが、この動作の後、全開方向へ同じ動作を実施し全開位置を求めることができる。尚このイニシャライズは同時に行う必要はなくイニシャライズ動作が許可された時点でどちらか一方のみ実施してもよい。図１３では、一定速度で全開側に移動させ全開位置を求める場合の例を示している。
【００４９】
駆動ＤＵＴＹ＝０からスタートする。ステップ６３ａ〜６３ｍは、全閉位置を求める場合のステップ６２ａ〜６２ｍに対応している。噛みこみ位置からβだけ戻し、その位置からＰＩＤ制御を実施し、予め定められた値ずつ目標値を与え、ＰＩＤ制御により目標値を与えてもエンコーダパルスの変化がなくなったときその位置を全開位置として決定するものである。
【００５０】
図１４はイニシャライズ動作を最初からＰＩＤ制御で実施した例である。ＰＩＤ制御は目標位置を決めて行う制御であるから,電源投入時の初期状態では絶対位置はわからないため、現在位置にたいし目標開度を所定量変化させその目標位置にＰＩＤ制御で移動させるものである。もちろん所定量の変化を大きくすると（例えばＤＵＴＹ１００％の状態）全閉,全開位置へ到達したあと、噛みこみが発生し、そこから脱出できなくなる可能性がある。したがって、目標位置を少しずつ変えて、モータが目標位置へ移動した後に、さらに少しずつ変化させるという動作を繰り返して徐徐に全閉位置へ動作させる方法である。
【００５１】
図１４では、例えば目標位置をあらかじめ定められた小さな目標量β１を繰り返し設定して動作させた場合を示している。全閉位置でいうと、β１の設定を繰り返し設定したが、実際の位置は変化していない。その時間があらかじめ設定した時間Ｔ＝α１の間継続した場合、その位置を全閉位置とする。全開位置についても同様で、β１ずつ目標値を変えて前回位置に移動させ、目標値をβ１変えても位置の変化がおこらない時間Ｔ＝α１続いたとき、その位置は前開位置であると判断するものである。
【００５２】
この動作フローを図１７（Ａ）に示す。この方法では目標位置への微小動作を繰り返し行う。ステップ７０ａではイニシャライズ時、カウンタ値の最小値（Ｃ＝Ｃｏｕｎｔ ｍｉｎｉ（１））がＣの場合である。ステップ７０ｂでは図１４に示した所定量β１の値だけ、目標位置を開度が閉じる方向に変更し、ＰＩＤ制御を行う。その結果、ステップ７０ｃでエンコーダのパルス変化があるかどうかを判断し、パルス変化がある場合は、ステップ７０ｄで（Ｃ−β１）を新たなモータ位置として、さらにβ１だけ目標値を変化させＰＩＤ制御を繰り返す。そしてステップ７０ｃでパルス変化がなくなったと判断されたときは、ステップ７０ｅでタイマをスタートさせ、ステップ７０ｆで、タイマＴ≧α１となったとき、そのカウント位置を全閉位置とする。そこでステップ７０ｇでは、エンコーダカウント位置Ｃｏｕｎｔ ｍｉｎｉ（１）を「０」とし、全閉位置を決定する。図１４では、全閉位置からスタートした例を示している。
【００５３】
図１７（Ａ）のステップ７０ｉは、全閉位置決定と同じ方法でスタートしてイニシャライズをおこなう例を示している。すなわち、ステップ７０ａと同じようにＣ＝Ｃｏｕｎｔ ｍａｘ（１）としてスタートさせている。ステップ７０ｊではＣ＝Ｃ＋β１を新たな目標値としてＰＩＤ制御する。ステップ７０ｋでエンコーダパルス変化あり、と判断されたときはステップ７０ｍで（Ｃ＋β１）を新たなカウンタ値とし、ステップ７０ｊで（Ｃ＋β１）をあらたな目標値としてＰＩＤ制御をおこなう。そして、ステップ７０ｋでエンコーダパルスに変化なし、と判断されたときは、ステップ７０ｎでタイマをスタートさせステップ７０ｐでタイマＴ≧α１となったとき、ステップ７０ｑではそのカウンタ値を全開位置として決定する（Ｃ＝Ｃｏｕｎｔ ｍａｘ（１）とする）。
【００５４】
しかしこの場合、全閉側と全開方向への動作を行った場合はイニシャライズに要する時間は図１３の場合よりも大きくなる場合がある。これを改善するための方法を図１５に示す。
【００５５】
図１５は初期位置から全閉方向へ移動し、目標値をあらかじめ定められた値β２ずつ変えても変化がないことを確認して、全閉位置とする。その後同時に全開方向への動作を行う場合、初期位置までの動作は全閉位置から一挙に移動させ、その後は目標値をあらかじめ定められた値β２ずつ変えてＰＩＤ制御をおこなう例を示している。そして全開位置ではあらかじめ定められた値β２ずつ変えても変化がないことを確認し、その位置を全開位置とする。このように制御することによって、全閉−全開間のイニシャライズに要する時間を短縮することができる。
【００５６】
この制御フローを図１７（Ｂ）に示す。ステップ７２ａではエンコーダカウンタＣを初期値とし、ステップ７２ｂではあらかじめ定められた値β２だけ目標値を変えてＰＩＤ制御をおこない、ステップ７２ｃではエンコーダパルスが変化したかどうかを判断する。変化があればステップ７２ｄでＣ＝Ｃ−β２とし、ステップ７２ｂに戻りさらにβ２だけ目標値を変えてＰＩＤ制御をおこなう。これを繰り返し、目標値をβ２だけ変えてもエンコーダパルスの変化がなくなったとき、ステップ７２ｅでタイマをスタートさせる。そしてタイマＴが、Ｔ≧α２かどうかをステップ７２ｆで判定し、Ｔ≧α２のとき、ステップ７２ｇではそのときのエンコーダパルスを全閉位置として決定する（Ｃｏｕｎｔ ｍｉｎｉ ２）。次に、ステップ７２ｉでは、β２だけ目標値を替え、ＰＩＤ制御をおこなう。ステップ７２ｊではβ２に対してエンコーダパルスの変化があったかどうかを判断し、変化があればステップ７２ｋで、Ｃ＝Ｃ＋β２とし、ステップ７２ｉに戻り、さらにβ２だけ目標値を変化させてエンコーダパルスの変化があるかどうかをみる。ステップ７２ｊでパルス変化なしと判断されたときは、ステップ７２ｍでタイマをスタートさせる。そして、ステップ７２ｎで、前記タイマＴが、Ｔ≧α２の条件を満たしたとき、ステップ７２ｐでそのカウンタ位置を、全開位置として決定する（Ｃｏｕｎｔ ｍａｘ ２）。この方法ではステップ７２ｈで示したように、全閉位置、全開位置とも初期値をベースとして決定することになるので、図１４の場合に比較してイニシャライズ時間の短縮を図ることができる。
【００５７】
次にＣＰＵの内部にあるバックアップ用のＲＡＭに常時通電させて、このバックアップ用ＲＡＭに前回制御回路の電源が遮断される時のモータ位置を記憶しておいて、イニシャライズの時間短縮を図るものである。次に、電源が投入された際にイニシャライズに要する時間を短縮したり、あるいはイニシャライズを行わないようにすることができる方法について説明する。
【００５８】
この実施例を図１８（Ａ）に示す。ＣＰＵ９（Central Processing Unit）,I/O８(Input/Output),Ａ／Ｄ１４（ Analog to Digital converter）、ＲＡＭ１５（Ｒandom Ａccess Ｍemory）、ＲＯＭ１６（Read Ｏnly Ｍemory ）、不揮発性メモリ１７、モータドライバ１０、コミュニケーションドライバ１３から構成され、本実施例の場合Ｉ／Ｏに入力された目標開度信号１１ｂとモータの回転位置信号１１ａの値が等しくなるようにモータドライバ１０へ制御信号９ａを出力する。ＣＰＵ９はＲＯＭ１６から制御演算式を読み出しＲＡＭ１５に計算値を保持する機能を有している。また、コミュニケーションドライバ１３を介してＣＰＵが外部とデータのやり取りを行う機能も有しており、目標開度信号をコミュニケーションドライバ１３を介してＣＰＵ９へ入力しても同一の機能を持たせる事ができる。
【００５９】
電源回路１９はバッテリ電圧ＶＢとＩＧＮ信号およびＩ/Ｏ8を介してＣＰＵ９より出力されるコントロール信号１８aにより制御回路への電源を供給あるいは遮断する。この電源回路の動作ロジックを示すが制御回路への電源ＶＣＣ供給はバッテリ電圧ＶＢとＩＧＮ信号が入った時に開始される。この電源ＶＣＣの他にバッテリ電圧が印加されている間は常にＲＡＭの値を保持するために通電されているＲＡＭバックアップ用ＶＣＣを供給している。また制御回路への電源ＶＣＣはＩＧＮ信号がＯＦＦした後、ＣＰＵ９より出力されるコントロール信号１８aの立ち上りで遮断される。すなわちこの回路構成にすることによりＩＧＮ信号が遮断された後もＣＰＵ９からコントロール信号を出力するまでの間に制御回路単独で動作することができる。
【００６０】
この回路構成とすることにより従来の制御回路に対して以下のような改善を図ることができる。
（１） バックアップＲＡＭの電源はバッテリが接続されている間は、通電されているので、イニシャライズの結果のモータ位置や全閉動作および全開動作をすることによってわかる、全閉位置から全開位置までの動作可能範囲の保持、診断結果動作可能範囲の変化を把握することができる。したがって、ターボアクチュエータの劣化の診断をおこなうことができる。
（２） ＩＧＮ ＯＮ時のイニシャライズ動作の廃止
前記（１）に関しては本実施例にも示してあるように制御回路内に不揮発性メモリを搭載することにより同様の効果を得ることが可能であるが、不揮発性メモリを搭載するとその分の部品代アップにつながり、部品の実装も難しくなる。前記（２）は、ＩＧＮ ＯＮ時にイニシャライズを実施すると、イニシャライズ実施中にスタータが回転した場合バッテリの電圧低下によりアクチュエータが動作停止し可変吸気弁の停止時の角度によってはエンジンの始動性に悪影響をあたえる可能性がある。
【００６１】
また運転者によってはアクセルを踏みこんだ状態でＩＧＮ ＯＮさせ、その後、即スタータをまわす場合がありエンジン始動直後にイニシャライズを実施すると仮に全閉方向でイニシャライズをおこなっている場合、全閉位置で上記のケースになりエンジン回転数が急激に上昇する可能性がある。特に寒冷地においてはターボチャージャの軸受けの潤滑油がまわりきらないうちにエンジンが始動、回転数が急激に上昇することにより、ターボチャージャが破損する可能性がある。
【００６２】
以上の理由よりＩＧＮ ＯＮ時にイニシャライズ、特に全閉方向へのイニシャライズ動作はエンジンにとっては好ましい動作とはいいがたい。このため前記（１）、（２）の効果により、ＩＧＮ ＯＮ時のイニシャライズを、特に全閉側のイニシャライズ動作を行わないようにすることができる。図１８（Ｂ）はＩＧＮオンおよびオフにおけるイニシャライズのタイミングを示している。
【００６３】
図１９はモータ制御装置内には不揮発性メモリを搭載せず、モータ制御装置以外の制御装置に搭載されている不揮発性メモリを用い、必要な情報をコミュニケーションライン１３ａを介してやりとりする場合を示している。モータ制御装置のモータ位置情報や診断内容をモータ制御装置以外の不揮発性メモリに保存し、必要に応じ保存してあるデータをモータ位置制御装置にコミュニケーションラインを介して与えることができる。この構成では図１８の実施例に示すＩＧＮ信号、バッテリ電圧ＶＢ、コントロール信号１８ａにより制御回路の電源をコントロールする機能は不要且つ、制御回路内部に不揮発性メモリを設ける必要もなく本発明と同等の効果を得ることができるため、回路構成が簡素化でき、構成部品コスト的に有利である。
【００６４】
図２０は、運転状態をＣＰＵに取り込み、その結果にしたがって、イニシャライズ処理が必要な目安となるフロー図を示している。ステップ２０ａでは、運転状態を取り込み、ステップ２０ｂでは走行時間が所定時間ＴＲよりも大きくなったかどうかを判断する。これは全開のイニシャライズ実施以降の所定時間であってもよいし、累積の運転時間であってもよい。この条件を満たしたときは、イニシャライズ処理が必要であることの表示等をステップ２０ｇでおこなう。前記のようにイニシャライズ処理は、いろんな方法があるので、その中から選択して実施することになる。
【００６５】
ステップ２０ｃでは、可動翼可動回数が所定値を超えたときイニシャライズをおこなう場合である。また、ステップ２０ｄは走行距離をひとつの目安として所定値ＬＲを超えたとき、イニシャライズを実施するようにした場合である。また、ステップ２０ｅは、あらかじめ分かっている機械的な動作範囲に対して、実際に可動している動作範囲が狭くなったときにイニシャライズ処理をおこなう例である。ＳＲは経験的な値で決められる。このように運転状態を監視して、その状況によってイニシャライズ処理をおこなうようにすれば、耐久劣化をできるだけ少なくすることができる。
【００６６】
またターボチャージャの吸入空気導入路の開度を所望の開度に制御するモータ位置制御装置において、モータ動作範囲中の機械的な全開位置及び全閉位置への動作を通常制御中に行う事により機械的、熱履歴的な摩擦力の増大により機械的な抵抗によりモータが動かすことができないほど大きくなることによる機械的な固着の発生を防止する効果がある。
【００６７】
【発明の効果】
本発明によりモータを用いた位置制御装置のモータの位置ずれを防止することができ、また制御装置の耐久性を向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 モータ制御装置のシステム全体の構成図である。
【図２】 モータ位置検出用エンコーダの信号の例を示す図である。
【図３】 本実施例の制御装置の内部ブロック構成図を示している。
【図４（Ａ）】 イニシャライズ処理例のロジックフロー図である。
【図４（Ｂ）】 エンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹを示す図である。
【図４（Ｃ）】 モータ速度を徐々に上昇させた場合のイニシャライズ処理例のロジックフロー図である。
【図４（Ｄ）】 図４（Ｃ）の場合のエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹを示す図である。
【図４（Ｅ）】 抵抗部があって一旦モータを逆回転方向に戻すイニシャライズ処理のフロー図である。
【図４（Ｆ）】 図４（Ｅ）におけるエンコーダパルスの変化に対するモータ駆動ＤＵＴＹを示す図である。
【図５（Ａ）】 正常な場合のエンコーダの波形を示す図である。
【図５（Ｂ）】 ノイズがある場合のエンコーダの波形を示す図である。
【図６】 全体の中での通常時のイニシャライズのフローシーケンス図である。
【図７】 通常動作時のイニシャライズ処理のフロー図である。
【図８】 機械部の動作抵抗特性（モータ可動域の特性変化）を示す図である。
【図９】 全閉、全開位置へのイニシャライズ処理とダイナミックレンジの説明図である。
【図１０】 リトライ処理の説明図である。
【図１１】 イニシャライズ処理の模式図である。
【図１２】 定速度制御とＰＩＤ制御の比較を示す図である。
【図１３】 定速度制御とＰＩＤ制御の組み合わせの例である。
【図１４】 全域ＰＩＤ駆動（１）の場合の説明図である。
【図１５】 全域ＰＩＤ駆動（２）の場合の説明図である。
【図１６】 図１３の制御フロー図である。
【図１７（Ａ）】 図１４の制御フロー図である
【図１７（Ｂ）】 図１５の制御フロー図である。
【図１８】 ＲＡＭバックアップ方式の構成図である。
【図１９】 不揮発性メモリを外部に配置した場合の構成例である。
【図２０】 イニシャライズ処理の目安となるフロー図である。
【符号の説明】
１；ターボチャージャ １ａ；可動翼 ２；モ−タ ２ａ；ギヤ ２ｂ；ピニオンギヤ ２ｃ；ホイールギヤ ２ｄ；ロッド ２ｅ；可動リンク ２ｆ；モータ出力軸 ３；エンコーダ ４；ホール素子 ５；制御装置 ６；他の制御装置
６ａ；他の制御装置からの目標開度信号 ７；ウオームギヤ ８；Ｉ／Ｆ回路
９；ＣＰＵ １０；モータドライバ １３；コミュニケーションドライバ １４；Ａ／Ｄ変換器 １５；ＲＡＭ １６；ＲＯＭ。
Claims (11)
- 回転軸出力により可変リンクを介して自動車のターボチャージャへの吸入空気導入路の通路を可動翼により開閉させるモータと、与えられた目標開度により前記モータを回転させるとともに前記可動翼の開度をエンコーダにより検出し、前記吸入空気導入路の通路の可動翼を目標開度になるように制御するモータ駆動による位置制御方法において、前記モータにより前記可動翼を閉める方向の停止位置および前記可動翼を開く方向の停止位置までモータを回転制御し、前記停止位置を前記モータの動作基準開度点とし、前記両停止位置間を前記モータの駆動動作範囲とし、前記吸入空気導入路の通路を目標開度になるように制御し、前記モータの回転制御は順次可動翼の閉方向あるいは開方向に目標開度変更幅を小さくなるように変えてＰＩＤ制御を実施したとき、前記エンコーダでカウントされる開度位置が変化しない状態が、所定時間継続したときその位置を前記可動翼の閉方向停止位置、とすることを特徴とするモータ駆動による位置制御方法。
- 回転軸出力により可変リンクを介して自動車のターボチャージャへの吸入空気導入路の通路を可動翼により開閉させるモータと、与えられた目標開度により前記モータを回転させるとともに前記可動翼の開度をエンコーダにより検出し、前記吸入空気導入路の通路の可動翼を目標開度になるように制御するモータ駆動による位置制御方法において、前記モータにより前記可動翼を閉める方向の停止位置および前記可動翼を開く方向の停止位置までモータを回転制御し、前記停止位置を前記モータの動作基準開度点とし、前記両停止位置間を前記モータの駆動動作範囲とし、前記吸入空気導入路の通路を目標開度になるように制御し、前記モータの動作基準点を求める動作はイニシャライズ後の走行時間が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動回数が所定値に達したとき，あるいは走行距離が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動範囲が予め定められている範囲よりも小さくなったとき、イニシャライズ処理を実施することを特徴とするモータ駆動による位置制御方法。
- ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置はモータ動作基準点を求める動作は機械的な噛み込みが発生しない程の速度以下で徐々にモータ駆動力を上昇させていきストッパに当たるまで動作させ、前記モータの回転方向は少なくともターボチャージャの吸入空気導入路を開く方向であって、モータ位置検出装置からの信号が変化しない状態が所定時間継続したとき、少なくとも一回、一旦動作の開始位置もしくは動作の開始位置から現在位置までの中間位置まで逆方向に戻し、再度同じ速度でストッパ位置方向に動作させ、ストッパに当たりモータ位置検出装置からの信号が変化しない状態が一定時間継続した場合に、その位置を制御装置のストッパ位置と判定するものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
- ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置の、前記モータの動作基準点を求める動作はイニシャライズ後の走行時間が所定値に達したとき，あるいは前記可動翼の可動回数が所定値に達したとき，あるいは走行距離が所定値に達したとき、あるいは前記可動翼の可動範囲が予め定められている範囲よりも小さくなったとき、イニシャライズ処理を実施するものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
- ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置は、モータ制御装置の異常を検出したとき、自動車のターボチャージャの、吸入空気導入路の通路を開く方向へ一定時間動作させてターボシャージャの加給圧を低下させ動作を停止するものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
- ＣＰＵと、そのインタフェース回路と、モータドライバを制御しモータを回転させモータの回転軸出力に結合した可変リンクと、前記可変リンクにより目標開度信号により自動車のターボチャージャの吸入空気導入路可動翼の開閉制御をおこなうモータ駆動による開度位置制御装置において、前記モータの出力軸に設けられているモータ回転位置検出装置と、検出された前記モータ回転位置と前記目標開度信号から前記モータを駆動するモータドライバと、モータ駆動により前記ターボチャージャの吸入空気導入路を閉める方向の停止位置および開ける方向の停止位置まで前記モータを回転させ、前記両ストッパ位置間を前記モータ動作時の動作基準点とする開度位置制御装置であり、前記開度位置制御装置は、通常制御中にモータの現在位置を検出するための全閉位置あるいは全開位置への動作中、通常制御を行う必要が生じた場合は、前記全開位置への動作あるいは全閉位置へ動作させる場合よりも早い回転でモータを駆動し、全閉位置あるいは全開位置への動作を行うことによりこの動作を行わない場合と比べて応答時間の遅れが発生しない様にしたものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
- 請求項３から６のいずれかにおいて、前記開度位置制御装置の、モータ動作基準点を求める動作は、少なくとも電源投入時、もしくはＩＧＮ信号がＯＮされた場合もしくはＩＧＮ信号がＯＦＦ時におこなうものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
- 請求項３から６のいずれかにおいて、前記開度位置制御装置の、前記モータの動作基準点を求める動作は通信回路を介して外部から入力される外部入力信号のうち、少なくともモータ動作基準点を求める動作許可信号により行うものでありであり、この許可信号入力時に少なくとも一回モータ動作基準点を求める動作をおこなうものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
- 請求項３から６のいずれかにおいて、前記開度位置制御装置は、前記モータの動作基準点を求める動作において全閉位置及び全開位置まで可動翼を可動した時の移動量と機械的に定まる移動量との比較をし、その差が所定値よりも大きくなったとき異常と判断するものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
- 請求項３から６のいずれかにおいて、前記開度位置制御装置は、前記全閉位置と全開位置間での動作中に動作が停止したとき、少なくとも一回一旦もとの方向へモータ位置を戻し、所定値戻した後に再度モータを動作させるものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
- 請求項３から６のいずれかにおいて、前記開度位置制御装置は、前記モータ位置制御装置のイニシャライズ時に現在位置にたいする目標位置を順次予め定めた微小値を繰り返し設定し、ＰＩＤ制御を実施してモータを全開あるいは全閉方向へ移動させるものであることを特徴とするモータ駆動による位置制御装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002353184A JP4023306B2 (ja) | 2002-12-05 | 2002-12-05 | モータ駆動による位置制御方法および装置 |
| US10/726,668 US7065966B2 (en) | 2002-12-05 | 2003-12-04 | Position control method by motor drive and control unit |
| DE10356844A DE10356844A1 (de) | 2002-12-05 | 2003-12-05 | Positionssteuerungsverfahren durch Motorantrieb und zugehörige Steuereinheit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002353184A JP4023306B2 (ja) | 2002-12-05 | 2002-12-05 | モータ駆動による位置制御方法および装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007186388A Division JP4620084B2 (ja) | 2007-07-18 | 2007-07-18 | モータ駆動による位置制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004183582A JP2004183582A (ja) | 2004-07-02 |
| JP4023306B2 true JP4023306B2 (ja) | 2007-12-19 |
Family
ID=32500757
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002353184A Expired - Fee Related JP4023306B2 (ja) | 2002-12-05 | 2002-12-05 | モータ駆動による位置制御方法および装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7065966B2 (ja) |
| JP (1) | JP4023306B2 (ja) |
| DE (1) | DE10356844A1 (ja) |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4385768B2 (ja) * | 2004-01-09 | 2009-12-16 | 株式会社デンソー | モータ制御装置 |
| US6895751B1 (en) * | 2004-03-08 | 2005-05-24 | Christopher Greentree | Vane control |
| KR100802762B1 (ko) * | 2006-11-01 | 2008-02-12 | 현대자동차주식회사 | 가변 형상 터보차저의 최소 유량 제어 장치 및 방법 |
| US8151567B2 (en) * | 2007-05-29 | 2012-04-10 | Ford Global Technologies, Llc | Adaptive learning system and method of vane position for a variable geometry turbocharger |
| US8360554B2 (en) * | 2007-07-19 | 2013-01-29 | Xerox Corporation | Modular encoder |
| US8523511B2 (en) * | 2007-11-13 | 2013-09-03 | Honeywell International Inc. | Adaptive variable geometry turbocharger strategy |
| US20090133399A1 (en) * | 2007-11-27 | 2009-05-28 | Caterpillar Inc. | Turbocharger system implementing real time speed limiting |
| JP2010223035A (ja) * | 2009-03-23 | 2010-10-07 | Mitsuba Corp | ターボチャージャーの可変ノズル制御装置 |
| JP5115592B2 (ja) * | 2010-06-10 | 2013-01-09 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の可変動弁装置 |
| JP2014020318A (ja) | 2012-07-20 | 2014-02-03 | Toyota Industries Corp | 可変ノズル制御装置及び可変容量式ターボチャージャ |
| JP6232793B2 (ja) * | 2013-07-17 | 2017-11-22 | 三菱自動車工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
| US9169771B2 (en) * | 2013-09-20 | 2015-10-27 | Ford Global Technologies, Llc | Wastegate valve position correction |
| JP6187227B2 (ja) * | 2013-12-16 | 2017-08-30 | 株式会社Ihi | 可変容量型過給機及び可変容量型過給機用コントローラ |
| CN105091206B (zh) * | 2014-05-23 | 2018-04-03 | 惠州市德赛西威汽车电子股份有限公司 | 空调的风门控制方法 |
| DE202014007678U1 (de) * | 2014-09-20 | 2015-12-23 | Gm Global Technology Operations, Llc | Turboladersystem |
| US9726035B2 (en) * | 2015-04-15 | 2017-08-08 | Honeywell International Inc. | Hard-stop position detection methods and systems |
| US10505557B2 (en) * | 2016-02-25 | 2019-12-10 | Sony Corporation | Analog-to-digital converter, electronic device, and method of controlling analog-to-digital converter |
| CN111033270B (zh) * | 2017-10-10 | 2022-12-09 | 株式会社日立产机系统 | 速度计算装置和电力转换装置 |
| US11421619B2 (en) | 2020-12-01 | 2022-08-23 | Garrett Transportation I Inc. | Wear monitoring for electrical actuators |
Family Cites Families (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2739782A (en) * | 1952-10-07 | 1956-03-27 | Fairchild Engine & Airplane | Variable area turbine nozzle |
| US3963919A (en) * | 1974-08-07 | 1976-06-15 | National Controls Corporation | Motion responsive detector apparatus |
| JPS62237097A (ja) * | 1986-04-08 | 1987-10-17 | Akaishi Kinzoku Kogyo Kk | エンコ−ダ−機構を備えたタ−ボフアン |
| JP2610051B2 (ja) * | 1989-09-29 | 1997-05-14 | オ−クマ株式会社 | 主軸制御装置 |
| US5331262A (en) * | 1992-12-09 | 1994-07-19 | Pitney Bowes Inc. | Self adjusting motor positioning system and method |
| GB9323340D0 (en) * | 1993-11-11 | 1994-01-05 | Allied Signal Ltd | Turbochargers for internal combustion engines |
| DE4344960A1 (de) | 1993-12-30 | 1995-07-06 | Bosch Gmbh Robert | System zur Regelung der Aufladung einer Brennkraftmaschine |
| DE19511474A1 (de) * | 1994-03-31 | 1995-10-05 | Siemens Comp Inc | Optischer Kodierer |
| US5708496A (en) * | 1996-03-11 | 1998-01-13 | Renco Encoders, Inc. | Modular optical shaft encoder having a slide gap centering mechanism and method of use |
| JP3779772B2 (ja) * | 1996-07-10 | 2006-05-31 | 株式会社豊田中央研究所 | エンジンの過給装置とその制御方法 |
| JPH10160027A (ja) * | 1996-11-26 | 1998-06-16 | Nissan Motor Co Ltd | 磁気ばね装置 |
| DE19715236B4 (de) * | 1997-04-12 | 2005-03-03 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren zur Steuerung des Ladeluftmassenstroms einer Brennkraftmaschine mit einem Abgasturbolader mit verstellbarer Turbinengeometrie |
| JP3039512B2 (ja) | 1998-04-20 | 2000-05-08 | 日本電気株式会社 | ロータリエンコーダカウント装置およびロータリエンコーダカウント方法、並びに記録媒体 |
| JP2000314343A (ja) * | 1999-05-06 | 2000-11-14 | Nissan Motor Co Ltd | スロットル開度センサ出力特性の学習方法 |
| WO2001007768A1 (fr) * | 1999-07-28 | 2001-02-01 | Hitachi, Ltd. | Procede et appareil pour papillon commande par moteur, automobile, procede de mesure de la temperature d'un moteur pour la commande du papillon et procede de mesure de la temperature du moteur |
| JP3473522B2 (ja) * | 1999-10-12 | 2003-12-08 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の可変ノズルターボチャージャー制御装置 |
| US6435169B1 (en) * | 2000-03-17 | 2002-08-20 | Borgwarner Inc. | Integrated motor and controller for turbochargers, EGR valves and the like |
| JP2002004869A (ja) | 2000-06-27 | 2002-01-09 | Toyota Motor Corp | 可変容量ターボ過給機 |
| US6483105B2 (en) * | 2001-02-22 | 2002-11-19 | Realtime Automation, Inc. | Optically controlled actuator |
| JP3817467B2 (ja) * | 2001-11-13 | 2006-09-06 | 株式会社日立製作所 | ターボチャージャのモータ位置制御装置及びモータ装置制御方法 |
| JP3670618B2 (ja) * | 2002-03-27 | 2005-07-13 | 株式会社日立製作所 | 電子制御アクチュエータ |
| JP3989814B2 (ja) * | 2002-10-16 | 2007-10-10 | 株式会社大同キャスティングス | 回転体素材のアンバランス測定装置およびアンバランス測定方法 |
| JP2004234039A (ja) * | 2003-01-28 | 2004-08-19 | Hitachi Ltd | 位置制御装置 |
-
2002
- 2002-12-05 JP JP2002353184A patent/JP4023306B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-12-04 US US10/726,668 patent/US7065966B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2003-12-05 DE DE10356844A patent/DE10356844A1/de not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE10356844A1 (de) | 2004-10-07 |
| US20040112053A1 (en) | 2004-06-17 |
| US7065966B2 (en) | 2006-06-27 |
| JP2004183582A (ja) | 2004-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4023306B2 (ja) | モータ駆動による位置制御方法および装置 | |
| EP1304462B1 (en) | Control apparatus of actuator | |
| CN108138660B (zh) | 阀控制装置 | |
| US7509939B2 (en) | Throttle control apparatus for internal combustion engine | |
| JPH10238389A (ja) | 内燃機関の電子スロットル制御装置 | |
| TWI439605B (zh) | Engine speed control device, speed control method and engine | |
| US7171946B1 (en) | Electronic throttle control apparatus | |
| US7921711B2 (en) | Abnormality determination apparatus and abnormality determination method for valve characteristics change mechanism | |
| JP4074463B2 (ja) | 内燃機関の可変動弁装置における制御軸回転角位置センサ出力基準位置学習装置 | |
| JP2008184985A (ja) | レンジ切換機構の制御装置 | |
| JP4620084B2 (ja) | モータ駆動による位置制御装置 | |
| EP0057898B1 (en) | Method of controlling a rotational speed to control a throttle valve | |
| EP3489493B1 (en) | Anomaly determination device and anomaly determination method | |
| US11738635B2 (en) | Dual output actuator | |
| JP4785260B2 (ja) | 開閉体の挟み込み判定制御方法 | |
| JP2019196749A (ja) | 内燃機関の制御装置および制御方法 | |
| JP3577945B2 (ja) | 内燃機関の動弁装置の異常診断装置 | |
| JP3817467B2 (ja) | ターボチャージャのモータ位置制御装置及びモータ装置制御方法 | |
| JP3909235B2 (ja) | ターボチャージャのモータ位置制御装置及びモータ装置制御方法 | |
| JP3995944B2 (ja) | 可変ノズルターボチャージャの制御装置 | |
| US7730860B2 (en) | Actuator control apparatus and method | |
| JP3600733B2 (ja) | アイドル回転制御故障復帰制御方法 | |
| JP2006170215A (ja) | ターボチャージャのモータ位置制御装置及びモータ装置制御方法 | |
| JP2004234039A (ja) | 位置制御装置 | |
| JP6725975B2 (ja) | 電子制御スロットル装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070227 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070420 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070529 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070718 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20070816 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070911 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070924 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101012 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |