JPH07245978A - Method and apparatus for controlling d.c. motor for controlling internal combustion engine - Google Patents
Method and apparatus for controlling d.c. motor for controlling internal combustion engineInfo
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Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロコンピュータ
を用いて、内燃機関の所定の制御量を調節する操作部を
操作する直流モータの出力軸の回転角度を目標値に一致
させるように制御する内燃機関制御用直流モータの制御
方法、及び該方法を実施するために用いる制御装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention uses a microcomputer to control a rotation angle of an output shaft of a DC motor for operating an operating portion for adjusting a predetermined control amount of an internal combustion engine so as to match the target value. The present invention relates to a method for controlling a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, and a control device used for implementing the method.
【0002】[0002]
【従来の技術】内燃機関においては、燃料の供給量、排
気ガスの排気タイミング、マフラを含む排気系の共振周
波数等の種々の制御量を内燃機関の回転速度等に対して
制御することが必要になることがある。これらの制御量
を機関の回転速度等に対して制御する場合には、制御量
を調節する操作部を操作するために直流モータを用い
て、該直流モータの出力軸の回転角度位置を目標位置に
一致させるように制御することにより、制御量を目標値
に一致させる制御を行うことが多い。2. Description of the Related Art In an internal combustion engine, it is necessary to control various control amounts such as a fuel supply amount, an exhaust gas exhaust timing, and a resonance frequency of an exhaust system including a muffler with respect to the rotational speed of the internal combustion engine. May become. When controlling these control amounts with respect to the rotational speed of the engine, etc., a DC motor is used to operate the operation unit for adjusting the control amount, and the rotation angle position of the output shaft of the DC motor is set to the target position. In many cases, the control amount is controlled to match the target value by controlling the control amount to match.
【0003】ここで、制御量を調節する操作部とは、制
御量を変化させる際に操作される(動かされる)部分
で、例えば、排気のタイミングを制御する場合には、排
気タイミングを調節するためのバルブの操作軸であり、
燃料の供給量を制御する場合には、スロットルバルブの
操作軸や、燃料噴射ポンプの噴射量を調節するコントロ
ールラック等である。内燃機関制御用の直流モータとし
ては、ブラシを備えたモータが用いられる。Here, the control portion for adjusting the control amount is a portion that is operated (moved) when the control amount is changed. For example, when controlling the exhaust timing, the exhaust timing is adjusted. Is the operating axis of the valve for
When controlling the supply amount of fuel, it is an operation shaft of a throttle valve, a control rack for adjusting the injection amount of a fuel injection pump, or the like. A motor provided with a brush is used as a DC motor for controlling the internal combustion engine.
【0004】近年、内燃機関においては、排気ガスの浄
化や燃費の向上、あるいは出力の向上等を図るために、
機関の各種の制御を精密に行うことが必要とされるよう
になっているため、内燃機関用の制御装置としては、マ
イクロコンピュータを用いたものが多く使用されるよう
になった。In recent years, in an internal combustion engine, in order to purify exhaust gas, improve fuel efficiency, or improve output,
Since it has become necessary to precisely perform various controls of the engine, as a control device for an internal combustion engine, a control device using a microcomputer has come to be widely used.
【0005】内燃機関制御用の直流モータの出力軸の回
転角度を目標値に一致させるように制御する制御装置に
おいては、モータの出力軸の回転角度の検出値と該回転
角度の目標値との偏差を検出して、該偏差を零にするよ
うに電機子電流のデューティ比を制御する方式が採用さ
れることが多い。In the control device for controlling the rotation angle of the output shaft of the DC motor for controlling the internal combustion engine so as to match the target value, the detected value of the rotation angle of the output shaft of the motor and the target value of the rotation angle. A method of detecting the deviation and controlling the duty ratio of the armature current so that the deviation becomes zero is often adopted.
【0006】例えば特開昭63−77391号に示され
た制御装置では、回転角度の検出値と目標値との偏差に
所定の演算を施して、該偏差を零にするためにモータに
供給する電機子電流の大きさと極性とを与える操作量を
マイクロコンピュータにより演算し、この操作量をD/
A変換器によりアナログ信号に変換して、該アナログ信
号を鋸歯状波信号と比較することにより、電機子電流の
デューティ比を決定するためのパルス波形の駆動信号を
発生させる。そして正逆両極性の電機子電流をそれぞれ
オンオフし得るスイッチ回路を設けて、該スイッチ回路
に駆動信号をトリガ信号として供給し、該駆動信号によ
りスイッチ回路をオンオフ制御することにより、所定の
デューティ比の電機子電流を流すようにしている。For example, in the control device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-77391, the deviation between the detected value of the rotation angle and the target value is subjected to a predetermined calculation and supplied to the motor in order to reduce the deviation to zero. The operation amount giving the magnitude and polarity of the armature current is calculated by the microcomputer, and this operation amount is D /
By converting the analog signal with the A converter and comparing the analog signal with the sawtooth wave signal, a drive signal having a pulse waveform for determining the duty ratio of the armature current is generated. A switch circuit that can turn on and off the armature currents of both positive and reverse polarities is provided, and a drive signal is supplied to the switch circuit as a trigger signal. The armature current is made to flow.
【0007】また特開平1−247737号に示されて
いるように、モータの出力軸の回転角度の検出値と目標
値との偏差が大きい場合にはモータの電機子への通電を
維持して電機子電流を流し続けることにより回転角を目
標値に近付け、偏差がある値以下になったときにマイク
ロコンピュータから発生させたデューティ比が一定の駆
動パルスによりスイッチ回路をオンオフさせて、一定の
デューティ比で断続する波形の電機子電流を流し、偏差
が更に小さくなったときに電機子電流を零にすることに
より、モータの出力軸の回転角度を目標値に収束させる
ようにした制御装置も知られている。Further, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-247737, when the deviation between the detected value of the rotation angle of the motor output shaft and the target value is large, the energization of the motor is maintained. By keeping the armature current flowing, the rotation angle approaches the target value, and when the deviation becomes less than a certain value, the drive pulse generated by the microcomputer with a constant duty ratio turns the switch circuit on and off to keep the constant duty. There is also known a control device that causes an armature current of a waveform intermittently flowing at a ratio to flow, and zeros the armature current when the deviation becomes smaller so that the rotation angle of the motor output shaft converges to a target value. Has been.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】特開昭63−7739
1号に示されたような従来の制御装置では、マイクロコ
ンピュータにより演算した操作量をD/A変換器により
アナクログ信号に変換して、該アナログ信号を鋸歯状波
信号と比較することにより、電機子電流のデューティ比
を決定するための駆動信号を発生させていたため、余分
なD/A変換器や鋸歯状波信号発生回路等を必要とし、
装置の構成が複雑になるという問題があった。Problems to be Solved by the Invention JP-A-63-7739
In the conventional control device as shown in No. 1, the operation amount calculated by the microcomputer is converted into an analog signal by the D / A converter, and the analog signal is compared with the sawtooth wave signal, so that the electric machine Since the drive signal for determining the duty ratio of the child current is generated, an extra D / A converter, a sawtooth wave signal generation circuit, etc. are required,
There is a problem that the configuration of the device becomes complicated.
【0009】また特開平1−247737号に示された
装置では、電機子電流のデューティ比を一定としている
ため、鋸歯状波信号発生回路等を必要としないが、デュ
ーティ比を一定とした場合には、モータに加わる負荷が
変化したときにデューティ比が最適値からずれ、適確な
制御を行うことができなくなることがあった。例えば、
2サイクル機関の排気タイングを調節する排気バルブを
制御する場合に、長年の使用により排気バルブにカーボ
ンが付着すると、バルブを操作するために必要なトルク
が大きくなってモータの負荷が増大する。この場合、デ
ューティ比が初期設定のままであると偏差がある値より
も小さくなって、電機子電流を所定のデューティ比で断
続させる領域に入ったときに、負荷に対して電機子電流
が小さ過ぎる状態が生じてモータが停止してしまい、出
力軸の回転角度を目標値に一致させることができなくな
る。このような状態が生じないようにするためには、偏
差がある値よりも小さくなった際に流す電機子電流のデ
ューティ比をある程度大きめに設定しておくことが必要
になる。Further, in the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-247737, since the duty ratio of the armature current is constant, a sawtooth wave signal generating circuit or the like is not required, but when the duty ratio is constant, In some cases, when the load applied to the motor changes, the duty ratio deviates from the optimum value, making it impossible to perform appropriate control. For example,
When controlling an exhaust valve that adjusts the exhaust towing of a two-cycle engine, if carbon is attached to the exhaust valve due to long-term use, the torque required to operate the valve increases and the load on the motor increases. In this case, if the duty ratio remains at the initial setting, the deviation becomes smaller than a certain value, and when the armature current enters the region where it is interrupted at a predetermined duty ratio, the armature current becomes smaller than the load. As a result, the motor stops and the rotation angle of the output shaft cannot match the target value. In order to prevent such a situation from occurring, it is necessary to set the duty ratio of the armature current to be made to flow when the deviation becomes smaller than a certain value to some extent.
【0010】また排気バルブの機械加工のばらつきによ
り、排気バルブの操作トルクが設計値よりも軽い状態が
生じた場合には、偏差がある値よりも小さくなって、電
機子電流を所定のデューティ比で断続させる領域に入っ
たときに、負荷に対して電機子電流が過大になり、モー
タの出力軸の回転角が目標値を超えてしまうことがあ
る。この場合、電機子電流のデューティ比が大きめに設
定されていると、回転角が目標値の前後で変化するハン
チング現象が生じ、制御が不安定になるのを避けられな
い。このような場合でも安定な制御を行わせるために
は、電機子電流を零にする偏差の範囲(不感帯)を広く
とる必要があるが、不感帯を広くとると制御された回転
角と目標値とのずれが大きくなり、高精度の制御を行わ
せることができなくなる。Further, when the operating torque of the exhaust valve is lighter than the design value due to variations in machining of the exhaust valve, the deviation becomes smaller than a certain value and the armature current is changed to a predetermined duty ratio. When entering the intermittent connection area, the armature current may become excessive with respect to the load, and the rotation angle of the motor output shaft may exceed the target value. In this case, if the duty ratio of the armature current is set to be large, a hunting phenomenon occurs in which the rotation angle changes before and after the target value, and it is inevitable that the control becomes unstable. In order to perform stable control even in such a case, it is necessary to widen the range of the deviation (dead zone) to make the armature current zero, but if the dead zone is wide, the controlled rotation angle and target value Deviation becomes large, and it becomes impossible to perform highly accurate control.
【0011】本発明の目的は、簡単な構成で、精度が高
い安定な制御を行わせることができる内燃機関制御用直
流モータの制御方法及び該制御方法を実施するために用
いる制御装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide a control method of a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, which is capable of performing highly accurate and stable control with a simple structure, and a control device used for implementing the control method. Especially.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の制御方法は、内
燃機関の所定の制御量を調節する操作部を操作する内燃
機関制御用直流モータに流す正逆両極性の電機子電流を
それぞれオンオフし得るスイッチ回路を設けておいて、
該スイッチ回路をオンオフ制御して電機子電流のデュー
ティ比を制御することによりモータの出力軸の回転角度
を目標値に一致させる(回転角度位置を目標位置に一致
させる)ように制御する方法である。According to the control method of the present invention, a forward / reverse bipolar armature current flowing to a DC motor for controlling an internal combustion engine for operating an operating portion for adjusting a predetermined control amount of the internal combustion engine is turned on / off. With a switch circuit that can
This is a method for controlling the rotation angle of the output shaft of the motor to match the target value (match the rotation angle position to the target position) by controlling the duty ratio of the armature current by controlling the switch circuit on / off. .
【0013】なお「正逆両極性の電機子電流」とは、直
流モータを正回転させるために該モータの電機子に流す
正極性の電流、及び該モータを逆回転させるために電機
子に流す逆極性の電流を意味する。本発明において正極
性及び逆極性、並びに正回転及び逆回転の「正」及び
「逆」は相対的なものであって、モータの出力軸のいず
れか一方向への回転を正回転と決めれば、他の方向への
回転が逆回転になり、その場合、モータを一方向に回転
させるために電機子に流す電流、及び他の方向に回転さ
せるために電機子に流す電流がそれぞれ正極性の電機子
電流及び逆極性の電機子電流となる。The "normal and reverse bipolar armature current" means a positive current flowing through the armature of the DC motor for forward rotation and a positive current flowing through the armature for reverse rotation of the motor. It means a current of opposite polarity. In the present invention, positive polarity and reverse polarity, and “forward” and “reverse” of forward rotation and reverse rotation are relative, and rotation in any one direction of the output shaft of the motor is defined as forward rotation. , Rotation in the other direction is reverse rotation, in which case the current flowing through the armature to rotate the motor in one direction and the current flowing through the armature to rotate in the other direction are of positive polarity. It becomes an armature current and an armature current of opposite polarity.
【0014】本発明においては、モータの出力軸の回転
角度を検出する回転角度検出部の出力を所定のサンプリ
ング間隔でサンプリングして、サンプリングが行われる
毎にサンプリングした検出値と目標値との偏差に基づい
て操作量を演算し、電機子電流の通電期間及び該電機子
電流の周期をそれぞれ操作量の絶対値及びサンプリング
間隔に等しくするように電機子電流を制御することを基
本とする。In the present invention, the output of the rotation angle detection unit for detecting the rotation angle of the output shaft of the motor is sampled at a predetermined sampling interval, and the deviation between the sampled detection value and the target value is sampled every time sampling is performed. The operation amount is basically calculated on the basis of, and the armature current is controlled so that the energization period of the armature current and the cycle of the armature current are made equal to the absolute value of the operation amount and the sampling interval, respectively.
【0015】即ち、本発明の制御方法では、モータの出
力軸の回転角度を検出する回転角度検出部の検出値を所
定のサンプリング間隔Δtでサンプリングして、回転角
度の目標値とサンプリングした検出値との偏差Xn と、
該偏差Xn の積分値ΣXn と、前回のサンプリング時か
ら今回のサンプリング時までの偏差の時間的変化率を示
す微分値ΔXn /Δtとを演算して、少なくとも積分値
と微分値とに所定の係数を乗じたものを加算することに
より、直流モータに流す電機子電流の大きさに相応した
大きさと、該電機子電流の極性に対応した符号とを有す
る操作量Yを演算し、サンプリングが行われる毎に、演
算された操作量Yの符号に対応した極性を有する電機子
電流を、操作量Yの絶対値に等しい期間の間だけ流すよ
うにスイッチ回路をオンオフ制御する。That is, according to the control method of the present invention, the detection value of the rotation angle detection unit for detecting the rotation angle of the output shaft of the motor is sampled at a predetermined sampling interval Δt, and the target value of the rotation angle and the sampled detection value are sampled. Deviation Xn from
The integral value ΣXn of the deviation Xn and the differential value ΔXn / Δt indicating the temporal change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of the current sampling are calculated, and at least a predetermined coefficient is set for the integrated value and the differential value. By adding up the values multiplied by, the manipulated variable Y having a magnitude corresponding to the magnitude of the armature current flowing in the DC motor and a sign corresponding to the polarity of the armature current is calculated, and sampling is performed. Each time, the switch circuit is on / off controlled so that the armature current having the polarity corresponding to the sign of the calculated manipulated variable Y flows only during the period equal to the absolute value of the manipulated variable Y.
【0016】上記の操作量Yを演算する演算式は例え
ば、Y=K1 ・Xn +K2 ・ΣXn +K3 (ΔXn /Δ
t)とする。The arithmetic expression for calculating the manipulated variable Y is, for example, Y = K1.Xn + K2.ΣXn + K3 (ΔXn / Δ
t).
【0017】上記の式の右辺の比例項(第1項)K1 ・
Xn の大きさは偏差の大きさに比例し、その符号は偏差
を零にするためにモータに流す電機子電流の極性に対応
している。即ち、第1項の大きさは偏差が大きい場合ほ
ど大きな値を示し、偏差が小さくなるに従って小さくな
っていく。The proportional term (first term) K1 on the right side of the above equation
The magnitude of Xn is proportional to the magnitude of the deviation, and its sign corresponds to the polarity of the armature current passed through the motor to make the deviation zero. That is, the magnitude of the first term shows a larger value as the deviation becomes larger, and becomes smaller as the deviation becomes smaller.
【0018】また上記の式の右辺の積分項(第2項)K
2 ・ΣXn は偏差の累計値で、その符号は偏差Xn の符
号と同一であり、偏差を零にするためにモータに流す電
機子電流の極性に対応している。The integral term (second term) K on the right side of the above equation
2∑Xn is the cumulative value of the deviation, the sign of which is the same as the sign of the deviation Xn, and corresponds to the polarity of the armature current flowing to the motor in order to reduce the deviation to zero.
【0019】なお積分(累計)演算は偏差が零になるま
で連続的に行わせてもよく、積分区間(累計する偏差値
の数)を所定の範囲に制限して制限された積分区間の間
だけ積分を行わせるようにしてもよいが、偏差が零にな
ったときには、偏差が零になると同時に、または偏差が
生じた後できるだけ短い時間内に積分項を零にする必要
がある。積分演算を連続的に行わせる場合、一般には偏
差が零になった時点で積分項が零にならないため、偏差
が零になった時点で積分項を零にする処理が必要であ
る。特定の範囲に制限された積分区間の間のみ積分演算
を行うようにした場合、その積分区間(さかのぼって累
計する偏差値の数)を適当に設定しておけば、偏差が零
になった後に積分項を零にすることができるため、偏差
が零になったときに積分項を積極的に零にする処理は特
に行わなくてもよい。The integration (cumulative) calculation may be continuously performed until the deviation becomes zero, and the integration interval (the number of deviation values to be accumulated) is limited to a predetermined range, and the integration interval is limited. However, when the deviation becomes zero, it is necessary to make the integral term zero at the same time as the deviation becomes zero or within the shortest possible time after the deviation occurs. When the integration calculation is continuously performed, the integral term generally does not become zero at the time when the deviation becomes zero. Therefore, it is necessary to make the integral term zero at the time when the deviation becomes zero. If the integration calculation is performed only during the integration interval limited to a specific range, if the integration interval (the number of deviation values accumulated retroactively) is set appropriately, after the deviation becomes zero Since the integral term can be set to zero, it is not necessary to specifically perform the process of positively setting the integral term to zero when the deviation becomes zero.
【0020】制御の開始時に偏差が非常に小さい場合に
は、モータの電機子電流が不足してモータが起動しない
ことがあり得るが、上記のように操作量を演算する式に
積分項を設けておくと、モータが起動しない場合に、サ
ンプリングが行われる毎にこの積分項が増大して操作量
の絶対値を増大させるため、やがてモータの電機子電流
を起動電流に到達させてモータを起動させることができ
る。従って、この積分項を設けておくと、偏差が非常に
小さい場合でも回転角を目標値に一致させる制御を支障
なく行わせることができる。If the deviation is very small at the start of control, the motor armature current may be insufficient and the motor may not start. However, an integral term is provided in the equation for calculating the manipulated variable as described above. That is, if the motor does not start, the integral term increases each time sampling is performed, increasing the absolute value of the manipulated variable, and eventually the motor armature current reaches the starting current to start the motor. Can be made. Therefore, by providing this integral term, the control for matching the rotation angle with the target value can be performed without trouble even if the deviation is very small.
【0021】上記の式の右辺の微分項(第3項)K3
(ΔXn /Δt)は、前回のサンプリング時から今回の
サンプリング時までの間における偏差の時間的な変化率
を示している。目標値が与えられ、回転角度と目標値と
の間に偏差が生じたときには、前回のサンプリング時の
偏差よりも今回のサンプリング時の偏差の方が大きくな
るため、微分項K3 (ΔXn /Δt)の符号は偏差Xn
の符号と同じになり、操作量Yを大きくする方向に働
く。回転角度を設定された目標値に近付けるようにモー
タが回転し始めると、サンプリング毎に偏差が小さくな
っていくため、微分項K3 (ΔXn /Δt)の符号は偏
差Xn の符号と逆になり、微分項は、操作量Yを小さく
する方向に(モータの回転速度を低下させる方向に)働
く。The differential term (third term) K3 on the right side of the above equation
(.DELTA.Xn / .DELTA.t) represents the temporal change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of the current sampling. When a target value is given and there is a deviation between the rotation angle and the target value, the deviation at the current sampling time is larger than the deviation at the previous sampling time. Therefore, the differential term K3 (ΔXn / Δt) Is the deviation Xn
Is the same as the sign of, and works in the direction of increasing the operation amount Y. When the motor starts to rotate so that the rotation angle approaches the set target value, the deviation becomes smaller with each sampling, so the sign of the differential term K3 (ΔXn / Δt) is opposite to the sign of the deviation Xn, The differential term works in the direction of decreasing the operation amount Y (in the direction of decreasing the rotation speed of the motor).
【0022】なお係数K1 ,K2 及びK3 は、機械的な
変位量のディメンジョンを有する偏差とその積分値及び
微分値とを、電機子電流のパルス幅(時間)に対応させ
るとともに、所望の制御特性が得られるように、偏差、
その積分値及び微分値のそれぞれが操作量Yの内に占め
る割合を調整するためのもので、それぞれの係数の最適
値は実験的に決めることができる。The coefficients K1, K2 and K3 correspond to the deviation having the dimension of the mechanical displacement and the integral value and the differential value thereof to the pulse width (time) of the armature current, and the desired control characteristics. Deviation, so that
Each of the integrated value and the differential value is for adjusting the ratio occupied in the manipulated variable Y, and the optimum value of each coefficient can be experimentally determined.
【0023】上記の方法によると、一定のサンプリング
間隔で回転角度検出部による検出値がサンプリングさ
れ、回転角度の検出値がサンプリングされる毎に、偏差
Xn 、その積分値ΣXn 及び微分値ΔXn /Δtが演算
されて、操作量Yが演算される。モータの正逆両極性の
電機子電流をそれぞれオンオフするように構成されたス
イッチ回路は、演算された操作量Yの符号に対応した極
性を有し、かつパルス幅が演算された操作量Yの絶対値
に等しい電機子電流をモータに流すようにオンオフ制御
される。この制御は、演算された操作量Yに等しいパル
ス幅のパルス信号をマイクロコンピュータから出力させ
て該パルス信号をスイッチ回路にトリガ信号として与え
ることにより行わせることができる。According to the above method, the detection value by the rotation angle detecting section is sampled at a constant sampling interval, and every time the detection value of the rotation angle is sampled, the deviation Xn, its integral value .SIGMA.Xn and the differential value .DELTA.Xn / .DELTA.t. Is calculated, and the manipulated variable Y is calculated. The switch circuit configured to turn on and off the armature currents of both the forward and reverse polarities of the motor has the polarity corresponding to the sign of the calculated manipulated variable Y, and the pulse width of the manipulated variable Y calculated. The on / off control is performed so that the armature current equal to the absolute value flows to the motor. This control can be performed by causing the microcomputer to output a pulse signal having a pulse width equal to the calculated manipulated variable Y and giving the pulse signal to the switch circuit as a trigger signal.
【0024】今目標値が急激に大きく変化したために、
モータの出力軸の回転角度と目標値との間に急に大きな
偏差が生じ、操作量Yの絶対値がサンプリング間隔Δt
よりも大きくなったとする。この状態では、電機子電流
を制御するスイッチ回路が導通状態に保持され、電機子
電流が継続的に与えられる。これによりモータが起動す
ると、偏差が小さくなっていくため、微分項K3 (ΔX
n /Δt)の符号が反転するが、最初は比例項K1 ・X
n 及び積分項K2 ・ΣXn の和が微分項K3 (ΔXn /
Δt)よりも十分に大きいため、操作量Yはサンプリン
グ間隔よりも大きい状態を維持する。モータは最初ゆっ
くりと動き始めるが、徐々に加速していき、あるところ
にくると、微分項の絶対値が比例項と積分項との和の絶
対値よりも大きくなって、操作量Yの符号が反転する。
そのため電機子電流の極性が反転してモータに急ブレー
キがかかる。これにより微分項が小さくなるため、操作
量Yの符号が再び反転し、モータは回転角度を目標値に
近付ける方向に回転を続ける。この回転により偏差が減
少していくため、操作量Yが減少していき、電機子電流
のパルス幅は次第に小さくなっていく。回転角度が目標
値に達して偏差Xnが零になると積分項も零になるが、
モータはすぐには停止できないため、微分項は零になら
ず、モータの回転角度が目標値を超えたときに微分項の
符号が反転し、操作量Yの符号が反転する。従ってモー
タの回転角度が目標値を超えようとしたときに直ちにモ
ータにブレーキをかけてオーバランを防止することがで
き、回転角度が目標値に一致した位置でモータを停止さ
せることができる。Since the target value has changed drastically now,
A large deviation suddenly occurs between the rotation angle of the output shaft of the motor and the target value, and the absolute value of the manipulated variable Y becomes the sampling interval Δt.
It becomes bigger than In this state, the switch circuit that controls the armature current is held in the conductive state, and the armature current is continuously applied. When the motor is started by this, the deviation becomes smaller, so the differential term K3 (ΔX
The sign of (n / Δt) is inverted, but initially the proportional term K1.X
The sum of n and the integral term K2 · ΣXn is the differential term K3 (ΔXn /
Since the operation amount Y is sufficiently larger than Δt), the operation amount Y is maintained larger than the sampling interval. The motor starts to move slowly at first, but gradually accelerates, and at some point, the absolute value of the differential term becomes larger than the absolute value of the sum of the proportional term and the integral term, and the sign of the manipulated variable Y Is reversed.
Therefore, the polarity of the armature current is reversed and the motor is suddenly braked. As a result, the differential term becomes smaller, so that the sign of the manipulated variable Y is reversed again, and the motor continues to rotate in the direction in which the rotation angle approaches the target value. Since the deviation decreases due to this rotation, the manipulated variable Y decreases, and the pulse width of the armature current gradually decreases. When the rotation angle reaches the target value and the deviation Xn becomes zero, the integral term also becomes zero,
Since the motor cannot be stopped immediately, the differential term does not become zero, and the sign of the differential term is inverted and the sign of the manipulated variable Y is inverted when the rotation angle of the motor exceeds the target value. Therefore, when the rotation angle of the motor is about to exceed the target value, the motor can be braked immediately to prevent overrun, and the motor can be stopped at the position where the rotation angle matches the target value.
【0025】このように本発明の方法によると、モータ
が高速で回転する状態になったときに操作量Yを演算す
る式の微分項の働きによりモータにブレーキをかけてモ
ータのオーバランを防ぎつつ回転角度を目標値に近付け
ることができるため、目標値が大きく変化した場合に
は、起動時から偏差がある大きさまで減少する時点まで
デューティ比が100%の電機子電流を流して、しかも
オーバランを生じさせることなく、回転角度を目標値に
迅速に一致させることができる。従って制御の応答性を
高めてしかも正確な回転角度位置制御を行わせることが
できる。As described above, according to the method of the present invention, the motor is braked by the function of the differential term of the equation for calculating the manipulated variable Y when the motor is rotating at a high speed, and the overrun of the motor is prevented. Since the rotation angle can be brought close to the target value, when the target value greatly changes, the armature current with a duty ratio of 100% is flown from the time of start up to the time when the deviation decreases to a certain value, and overrun is caused. It is possible to quickly match the rotation angle with the target value without causing it. Therefore, it is possible to improve control responsiveness and to perform accurate rotation angle position control.
【0026】また上記のケースとは逆に目標値がゆっく
りと少しだけ変化したとすると、初めは、操作量Yを演
算する式の比例項K1 ・Xn のみが有効に働くため、モ
ータは起動電流が不足して起動することができないが、
サンプリングが繰り返されるに従って積分項K2 ・ΣX
n の大きさが大きくなっていくため、やがてモータが起
動する。モータが起動すると、微分項の符号が偏差の符
号と逆になる上に、偏差自体も小さくなっていくため、
操作量が減少していく。回転角度が目標値に一致し、操
作量Yが零になったときにモータを停止させる。Contrary to the above case, if the target value changes slowly and only slightly, at first, only the proportional term K1.Xn of the equation for calculating the manipulated variable Y works effectively, so that the motor has a starting current. But I can't start it, but
As the sampling is repeated, the integral term K2 · ΣX
As the size of n increases, the motor will start soon. When the motor starts, the sign of the differential term is opposite to the sign of the deviation, and the deviation itself becomes smaller.
The amount of operation decreases. The motor is stopped when the rotation angle matches the target value and the manipulated variable Y becomes zero.
【0027】このように、本発明の方法によれば、目標
値が大きく変化したときにはモータを高速回転させて、
しかもオーバランを生じさせることなく回転角度を目標
値に一致させることができる。また目標値がわずかな変
化を示したときには、モータをゆっくりと回転させて回
転角度を目標値に一致させることができる。As described above, according to the method of the present invention, the motor is rotated at a high speed when the target value greatly changes,
Moreover, the rotation angle can be matched with the target value without causing overrun. When the target value shows a slight change, the motor can be slowly rotated to match the rotation angle with the target value.
【0028】本発明の方法では、偏差に対して不感帯を
設定する必要がないため、モータの出力軸の回転角度位
置の制御を精度よく行わせることができる。In the method of the present invention, since it is not necessary to set a dead zone for the deviation, it is possible to accurately control the rotational angle position of the output shaft of the motor.
【0029】なお本発明において、操作量の符号と電機
子電流の極性との対応のさせ方は任意であり、操作量の
符号の+を逆極性の電機子電流に対応させてもよい。In the present invention, the correspondence between the sign of the manipulated variable and the polarity of the armature current is arbitrary, and + of the sign of the manipulated variable may be associated with the armature current of the opposite polarity.
【0030】また上記の説明では、偏差とその積分値と
微分値とを所定の割合で加算することにより操作量を演
算するとしたが、偏差の積分値には、偏差Xn が反映さ
れているので、Xn の項を省略して、Y=k1 ΣXn +
k2 (ΔXn /ΔXt)[k1 及びk2 は係数]により
操作量を演算するようにしてもよい。即ち、本発明にお
いては、少なくとも偏差の積分値と微分値とに所定の係
数を乗じたものを加算することにより操作量を演算する
ようにすればよい。In the above description, the manipulated variable is calculated by adding the deviation and its integral value and differential value at a predetermined ratio, but the deviation Xn is reflected in the integral value of the deviation. , Xn are omitted, and Y = k1 ΣXn +
The manipulated variable may be calculated by k2 (ΔXn / ΔXt) [k1 and k2 are coefficients]. That is, in the present invention, the manipulated variable may be calculated by adding at least the integral value and the differential value of the deviation multiplied by a predetermined coefficient.
【0031】スイッチ回路のオンオフ制御を行う際に
は、例えば、操作量Yの符号を判別して、操作量Yの符
号がモータに正極性の電機子電流を流すことを意味する
符号であるときには該操作量Yの絶対値に等しい期間の
間だけモータに正極性の電機子電流を流し、操作量Yの
符号が前記モータに逆極性の電機子電流を流すことを意
味する符号であるときには該操作量Yの絶対値に等しい
期間の間だけモータに逆極性の電機子電流を流し、偏差
が零になったことが検出されたときにモータへの電機子
電流の供給を停止するようにスイッチ回路を制御すれば
よい。When performing on / off control of the switch circuit, for example, the sign of the manipulated variable Y is discriminated, and when the sign of the manipulated variable Y is a sign that a positive armature current is passed through the motor. When a positive armature current is supplied to the motor only during a period equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and the sign of the manipulated variable Y is a sign that the opposite polarity armature current is supplied to the motor, Switch so that the armature current of reverse polarity is passed through the motor only during the period equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the deviation is detected to be zero, the supply of the armature current to the motor is stopped. Control the circuit.
【0032】本発明に係わる制御装置は、上記の方法を
実施するために用いるものであって、この制御装置は、
第1のトリガ信号が与えられている間及び第2のトリガ
信号が与えられている間それぞれ導通するスイッチ素子
を備えて第1のトリガ信号が与えられている間及び第2
のトリガ信号が与えられている間それぞれ内燃機関制御
用直流モータに正極性の電機子電流及び逆極性の電機子
電流を流すように構成されたスイッチ回路と、直流モー
タの出力軸の各瞬時の回転角度を検出する回転角度検出
部と、直流モータの回転角度の目標値と回転角度検出部
による回転角度の検出値との偏差を零にするようにスイ
ッチ回路に第1のトリガ信号または第2のトリガ信号を
与えてスイッチ回路をオンオフ制御する制御部とにより
構成される。The control device according to the present invention is used for carrying out the above method, and the control device is
While the first trigger signal is being applied and while the second trigger signal is being applied, a switching element is provided that conducts respectively, while the first trigger signal is being applied, and the second
Of the switch circuit configured to flow the positive armature current and the reverse polarity armature current to the DC motor for controlling the internal combustion engine while the trigger signal of A rotation angle detection unit that detects a rotation angle, and a switch circuit that uses a first trigger signal or a second trigger signal to set a deviation between a target value of the rotation angle of the DC motor and a detection value of the rotation angle by the rotation angle detection unit to zero. And a control unit which controls the switch circuit to be turned on and off by applying the trigger signal of.
【0033】本発明において、上記の制御部は、目標値
を与える目標値設定手段と、所定のサンプリング間隔Δ
tでサンプリング信号を発生するサンプリング信号発生
手段と、各サンプリング信号が発生する毎に回転角度検
出部による回転角度の検出値をサンプリングして目標値
とサンプリングした検出値との偏差Xn を演算する偏差
演算手段と、前回のサンプリング時までに演算された偏
差の累計値ΣXn-1 に今回のサンプリング時に演算され
た偏差Xn を加算したものを偏差の積分値ΣXn として
演算する積分値演算手段と、今回のサンプリング時に演
算された偏差Xn と前回のサンプリング時に演算された
偏差Xn-1 とサンプリング間隔Δtとを用いて前回のサ
ンプリング時から今回のサンプリング時までの偏差の時
間的変化率を微分値ΔXn /Δtとして演算する微分値
演算手段と、少なくとも積分値ΣXn と微分値ΔXn /
Δtとにそれぞれ所定の係数を乗じたものを加算するこ
とにより、モータに流す電機子電流の大きさに相応する
大きさと、該電機子電流の極性に対応した符号とを有す
る操作量Yを演算する操作量演算手段と、操作量Yの符
号を判別して、操作量Yの符号がモータに正極性の電機
子電流を流すことを意味する符号であるときには第1の
トリガ信号を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を有
するパルス波形として発生し、操作量Yの符号がモータ
に逆極性の電機子電流を流すことを意味する符号である
ときには第2のトリガ信号を該操作量Yの絶対値に等し
いパルス幅を有するパルス波形として発生し、操作量Y
が零のときには第1及び第2のトリガ信号の双方の発生
を停止するトリガ信号発生手段とにより構成できる。In the present invention, the above-mentioned control section comprises a target value setting means for giving a target value and a predetermined sampling interval Δ.
Sampling signal generating means for generating a sampling signal at t, and a deviation for calculating a deviation Xn between the target value and the sampled detection value by sampling the detection value of the rotation angle by the rotation angle detection unit every time each sampling signal is generated. The calculation means, the integrated value calculation means for calculating the sum of the deviations ΣXn−1 calculated by the previous sampling and the deviation Xn calculated by the current sampling as the integrated value ΣXn of the deviations, Using the deviation Xn calculated at the time of sampling, the deviation Xn-1 calculated at the time of the previous sampling, and the sampling interval Δt, the time change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of the present sampling is differentiated by ΔXn / Differential value calculating means for calculating as Δt, and at least the integrated value ΣXn and the differential value ΔXn /
An operation amount Y having a magnitude corresponding to the magnitude of the armature current flowing through the motor and a sign corresponding to the polarity of the armature current is calculated by adding Δt multiplied by a predetermined coefficient. And a sign of the operation amount Y, and when the sign of the operation amount Y is a sign indicating that a positive armature current is supplied to the motor, the first trigger signal is set to the operation amount. When the operation amount Y is generated as a pulse waveform having a pulse width equal to the absolute value of Y, and the sign of the manipulated variable Y is a sign that an armature current of opposite polarity is passed through the motor, the second trigger signal is set to the manipulated variable Y. Generated as a pulse waveform having a pulse width equal to the absolute value of
Is zero, it can be constituted by a trigger signal generating means for stopping the generation of both the first and second trigger signals.
【0034】なおこの場合も、偏差が零になったときに
は、偏差が零になると同時に、または偏差が零になった
後できるだけ短い時間内に積分値ΣXn を零にすること
が必要であるが、偏差が零になったときに積分値を零に
するための構成は種々考えられる。Also in this case, when the deviation becomes zero, it is necessary to make the integral value ΣXn become zero at the same time as the deviation becomes zero or within the shortest possible time after the deviation becomes zero. Various configurations are conceivable for making the integrated value zero when the deviation becomes zero.
【0035】例えば、偏差が生じた時点から偏差の累計
を連続的に行わせる(積分区間を制限しない)場合に
は、偏差が零であるか否かを判別して偏差が零であると
きに積分値を零にする積分値リセット手段を設けること
により、偏差が零になったときに積分値を零にすること
ができる。また偏差の積分値を演算する際に累計する偏
差の数を制限する(積分区間を制限する)ことによって
も、偏差が零になったときに積分値を零にすることがで
きる。積分区間を制限する場合には、偏差が零になって
から実際に積分値が零になるまでに多少の遅れが生じる
が、偏差が零になった時点では積分値が既に十分に小さ
くなっているため、積分項の係数K2 (またはk1 )を
適当に小さく設定しておけば、偏差が零になった時点で
積分項がほとんど働かないようにすることができ、実用
上は何ら支障をきたさない。For example, in the case where the cumulative total of the deviations is continuously performed from the time when the deviations occur (the integration interval is not limited), it is determined whether or not the deviations are zero, and when the deviations are zero. By providing the integrated value resetting means for making the integrated value zero, the integrated value can be made zero when the deviation becomes zero. Further, by limiting the number of accumulated deviations when calculating the integrated value of the deviations (limiting the integration section), the integrated value can be made zero when the deviations become zero. When limiting the integration interval, there will be some delay between the time when the deviation becomes zero and the time when the integrated value actually becomes zero.However, when the deviation becomes zero, the integrated value has already become sufficiently small. Therefore, if the coefficient K2 (or k1) of the integral term is set appropriately small, it is possible to prevent the integral term from working almost at the time when the deviation becomes zero, which causes a practical problem. Absent.
【0036】モータの回転角度の検出を行う回転角度検
出部は、モータの出力軸の回転角度を検出して、検出出
力をマイクロコンピュータが読み取り得るデジタル信号
の形で出力するもので、例えばポテンショメータや差動
変圧器等のアナログ式の回転変位センサと、該回転変位
センサのアナログ出力をデジタル信号に変換するA/D
変換器とにより構成することができる。またモータの出
力軸が微小角度回転する毎にパルス信号を発生するロー
タリエンコーダを用いて回転角度検出部を構成すること
もできる。The rotation angle detecting section for detecting the rotation angle of the motor detects the rotation angle of the output shaft of the motor and outputs the detection output in the form of a digital signal which can be read by a microcomputer. An analog rotary displacement sensor such as a differential transformer, and an A / D for converting an analog output of the rotary displacement sensor into a digital signal
And a converter. Further, the rotation angle detection unit can be configured using a rotary encoder that generates a pulse signal every time the output shaft of the motor rotates by a minute angle.
【0037】なおポテンショメータ等のアナログ形の回
転変位センサ用いてモータの出力軸の複数回転に亘る回
転角度を検出する場合には、回転変位センサとして、3
60度の角度を検出し得る1回転形の回転変位センサを
用いて、モータの出力軸を減速機を介して該回転変位セ
ンサの入力軸に結合するようにすればよい。When an analog type rotary displacement sensor such as a potentiometer is used to detect a rotation angle of the output shaft of the motor over a plurality of rotations, a rotary displacement sensor is used.
The output shaft of the motor may be coupled to the input shaft of the rotational displacement sensor via a speed reducer by using a one-rotational rotational displacement sensor capable of detecting an angle of 60 degrees.
【0038】内燃機関制御用モータの回転角度の目標値
は、一般には、機関の回転速度に応じて変化させられ
る。その場合、上記目標値設定手段は、内燃機関の回転
速度を検出する回転速度検出手段と、内燃機関の回転速
度と直流モータの出力軸の回転角度の目標値との関係を
与えるマップを用いて回転速度検出手段による検出値に
対して目標値を演算する目標値演算手段とにより構成で
きる。The target value of the rotation angle of the internal combustion engine control motor is generally changed according to the rotation speed of the engine. In that case, the target value setting means, using the rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the internal combustion engine, using a map that gives the relationship between the rotation speed of the internal combustion engine and the target value of the rotation angle of the output shaft of the DC motor It can be constituted by a target value calculating means for calculating a target value with respect to a value detected by the rotation speed detecting means.
【0039】上記モータの制御は内燃機関の点火位置を
制御するCPUを利用して行うことができる。マイクロ
コンピュータにより点火位置を制御する場合には、機関
の回転に関する情報(回転角度及び回転速度)をマイク
ロコンピュータに与えるために、機関に信号発電機が取
り付けられ、該信号発電機が所定の回転角度位置で発生
するパルス信号が回転情報を与える信号としてCPUに
与えられる。この場合、回転速度の検出は、信号発電機
が一定の回転角度位置で発生するパルス信号をタイミン
グ信号として、機関が1回転するのに要する時間を計測
することにより行うことができる。この場合回転速度検
出手段は、例えばクロックパルスを計数するカウンタ
(またはタイマ)と、信号発電機が一定の位置でパルス
信号を発生したときに該カウンタの計数値をラッチする
ラッチ回路と、該ラッチ回路がカウンタの計数値をラッ
チした直後にカウンタをリセットするリセット手段とに
より実現できる。The control of the above-mentioned motor can be performed by utilizing the CPU which controls the ignition position of the internal combustion engine. When the ignition position is controlled by the microcomputer, a signal generator is attached to the engine in order to give information about the rotation of the engine (rotation angle and rotation speed) to the microcomputer, and the signal generator has a predetermined rotation angle. The pulse signal generated at the position is given to the CPU as a signal giving rotation information. In this case, the rotation speed can be detected by measuring the time required for the engine to make one rotation using a pulse signal generated by the signal generator at a constant rotation angle position as a timing signal. In this case, the rotation speed detecting means includes, for example, a counter (or a timer) that counts clock pulses, a latch circuit that latches the count value of the counter when the signal generator generates a pulse signal at a fixed position, and the latch. It can be realized by a reset unit that resets the counter immediately after the circuit latches the count value of the counter.
【0040】内燃機関の点火位置を制御するCPUと内
燃機関制御用直流モータの回転角度を制御するCPUと
を異ならせる場合には、上記信号発電機の出力パルスを
利用する代りに、内燃機関の点火動作が行われる際に内
燃機関用点火装置の点火コイルの1次コイルに誘起する
パルス電圧を速度検出用のパルスとして利用して、この
パルスの発生間隔から回転速度を検出するようにしても
よい。When the CPU for controlling the ignition position of the internal combustion engine and the CPU for controlling the rotation angle of the DC motor for controlling the internal combustion engine are made different, instead of using the output pulse of the signal generator, Even if the pulse voltage induced in the primary coil of the ignition coil of the internal combustion engine ignition device when the ignition operation is performed is used as a pulse for speed detection, the rotation speed is detected from the generation interval of this pulse. Good.
【0041】本発明では、モータの出力軸の回転角度
(または回転角度位置)を目標値に一致させるように制
御するが、モータにより駆動される負荷の機械的変位、
即ち、回転角度、位置、変位量等を検出して、その検出
値を目標値に一致させるように制御する場合も、結局は
モータの回転角度を目標値に一致させるように制御する
ことに帰結する。従って本発明は、モータの出力軸に取
り付けた回転変位センサにより出力軸の回転角度を検出
して、その検出値を目標値に一致させるように制御する
場合はもちろん、モータにより駆動される負荷に取り付
けた変位センサにより出力軸の回転角度を間接的に検出
して、その検出値を目標値(例えば負荷の位置で設定す
る)に一致させるように制御する場合をも包含する。In the present invention, the rotation angle (or rotation angle position) of the output shaft of the motor is controlled so as to match the target value, but the mechanical displacement of the load driven by the motor,
That is, even when detecting the rotation angle, position, displacement amount, etc. and controlling the detected value to match the target value, the result is to control the motor rotation angle to match the target value. To do. Therefore, the present invention detects the rotation angle of the output shaft by the rotation displacement sensor attached to the output shaft of the motor, and controls the detected value to match the target value, as well as the load driven by the motor. It also includes the case where the rotation angle of the output shaft is indirectly detected by the attached displacement sensor and the detected value is controlled to match the target value (for example, set at the load position).
【0042】[0042]
【作用】上記のように、回転角度の検出値のサンプリン
グが行われる毎に、演算された操作量Yの符号に対応し
た極性を有し、かつパルス幅が演算された操作量Yの絶
対値に等しい電機子電流を流すようにスイッチ回路をオ
ンオフ制御するようにすると、演算された操作量Yに等
しいパルス幅のパルス信号をマイクロコンピュータから
出力させて、該パルス信号をスイッチ回路にトリガ信号
として与えるだけでスイッチ回路をオンオフ制御できる
ため、余分なD/A変換器や鋸歯状波信号の発生回路等
を用いることなく、簡単な構成でモータの回転角度を目
標値に一致させる制御を行わせることができる。As described above, every time the detected value of the rotation angle is sampled, the absolute value of the manipulated variable Y having the polarity corresponding to the sign of the calculated manipulated variable Y and the calculated pulse width is obtained. When the switch circuit is controlled to be turned on and off so as to flow an armature current equal to, a pulse signal having a pulse width equal to the calculated manipulated variable Y is output from the microcomputer, and the pulse signal is used as a trigger signal for the switch circuit. Since the switch circuit can be controlled to be turned on and off simply by giving it, control for matching the rotation angle of the motor to the target value can be performed with a simple configuration without using an extra D / A converter or a sawtooth wave signal generation circuit. be able to.
【0043】また上記の方法によれば、モータの回転速
度がある程度高くなったときに操作量を演算する式の微
分項の働きによりモータにブレーキをかけてその回転を
抑制できるため、偏差が大きいときには、モータの起動
時から偏差が所定の大きさになるまでの間デューティ比
が100%の電機子電流を流することにより最初モータ
を高速回転させて偏差を減少させ、偏差がある程度小さ
くなったところから電機子電流のデューティ比を減少さ
せて回転角度を最終的に目標値に一致させることができ
る。そのため偏差が大きいときには、応答速度を高め
て、しかもオーバランを生じさせることなく、回転角度
を目標値に一致させる制御を高精度で行わせることがで
きる。また本発明によれば、偏差が小さい場合でも、積
分項の働きによりモータをゆっくりと起動させて、電機
子電流のデューティ比を変化させながら回転角度を目標
値に近付けることができるため、偏差に対して不感帯を
設けることなく、高精度の制御を行わせることができ
る。Further, according to the above method, when the rotation speed of the motor becomes high to some extent, the motor can be braked and its rotation suppressed by the function of the differential term of the equation for calculating the operation amount, so that the deviation is large. Occasionally, an armature current having a duty ratio of 100% is supplied from the time when the motor is started until the deviation reaches a predetermined value, whereby the motor is first rotated at a high speed to reduce the deviation, and the deviation is reduced to some extent. Therefore, it is possible to reduce the duty ratio of the armature current and finally match the rotation angle with the target value. Therefore, when the deviation is large, the response speed can be increased and the control for matching the rotation angle with the target value can be performed with high accuracy without causing overrun. Further, according to the present invention, even if the deviation is small, the motor can be slowly started by the action of the integral term, and the rotation angle can be brought close to the target value while changing the duty ratio of the armature current. On the other hand, highly precise control can be performed without providing a dead zone.
【0044】[0044]
【実施例】図1は本発明の制御方法を実施する制御装置
のハードウェアの構成の一例を示したもので、同図にお
いて1は内燃機関の所定の回転角度位置でパルス状の信
号を発生する信号コイル、2は信号コイル1の出力波形
を所定の波形に変換する波形整形回路、3は点火回路、
4は2サイクル内燃機関の排気タイミングを調整する排
気バルブを操作する直流モータMの正逆両極性の電機子
電流をオンオフするスイッチ回路、5は点火回路2が点
火動作を行う回転角度位置(点火位置)を制御し、モー
タMの回転角度を目標値に一致させるように制御するマ
イクロコンピュータである。また6は内燃機関への燃料
の供給量を調節するスロットルバルブの開度を検出する
スロットル開度センサ、7はモータMの出力軸の回転角
度を検出する回転角度センサである。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an example of the hardware configuration of a control device for carrying out the control method of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 is a pulse signal generated at a predetermined rotational angle position of an internal combustion engine. Signal coil 2, a waveform shaping circuit for converting the output waveform of the signal coil 1 into a predetermined waveform, 3 an ignition circuit,
Reference numeral 4 is a switch circuit for turning on / off the armature currents of both direct and reverse polarities of the DC motor M for operating the exhaust valve for adjusting the exhaust timing of the two-cycle internal combustion engine. Position) to control the rotation angle of the motor M to match the target value. Further, 6 is a throttle opening sensor that detects the opening of a throttle valve that adjusts the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, and 7 is a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the output shaft of the motor M.
【0045】信号コイル1は内燃機関に取り付けられた
信号発電機内に設けられていて、内燃機関の一定の回転
角度位置でパルス状の信号を発生する。波形整形回路2
は、信号コイル1が発生するパルス信号をコンピュータ
が認識し得る所定の波形に変換して、変換した波形の信
号を外部割り込み信号INT1 としてマイクロコンピュ
ータ5に与える。The signal coil 1 is provided in a signal generator attached to the internal combustion engine, and generates a pulse-shaped signal at a constant rotational angle position of the internal combustion engine. Wave shaping circuit 2
Converts the pulse signal generated by the signal coil 1 into a predetermined waveform that can be recognized by the computer, and supplies the converted waveform signal to the microcomputer 5 as an external interrupt signal INT1.
【0046】点火回路3は、点火コイル301と、機関
の気筒に取り付けられた点火プラグ302と、点火コイ
ルの1次電流を制御する1次電流制御回路303とによ
り構成されている。図示の点火回路3は周知の電流遮断
形の回路で、点火コイル301の1次コイルW1 及び2
次コイルW2 の一端が図示しないバッテリの非接地側の
出力端子につながる電源ラインLに接続され、2次コイ
ルW2 の他端と接地間に点火プラグ302が接続されて
いる。1次電流制御回路303は、点火コイルの1次コ
イルW1 の他端と接地間に接続された(点火コイルの1
次コイルに対して直列に接続された)トランジスタ等の
1次電流制御用のスイッチ素子と、このスイッチ素子の
オンオフを制御する回路とを備えたもので、その制御信
号入力端子303aには、マイクロコンピュータ5のポ
ートAo から矩形波状の制御信号が与えられる。この例
では、マイクロコンピュータ5のポートAo の電位が零
レベル(ほぼ接地レベル、以下Lレベルという。)にな
ったときに1次電流制御用スイッチ素子が導通して図示
しないバッテリから点火コイルの1次コイルW1 に1次
電流を流す。ポートAo の電位が高レベル(以下Hレベ
ルという。)になると1次電流制御用スイッチ素子が遮
断状態になって点火コイルの1次電流を遮断する。この
とき1次コイルW1 にはそれまで流れていた1次電流を
流し続けようとする極性の高い電圧が誘起する。この電
圧は点火コイル301により昇圧されるため、点火コイ
ルの2次コイルW2 に点火用の高電圧が誘起し、該高電
圧により点火プラグ302に火花が生じて機関が点火さ
れる。この実施例では、マイクロコンピュータ5のポー
トAo から点火回路の1次電流制御回路303の制御信
号入力端子303aに入力される制御信号のHレベルへ
の立上りが点火信号(点火位置を決定する信号)とな
る。The ignition circuit 3 is composed of an ignition coil 301, an ignition plug 302 attached to a cylinder of the engine, and a primary current control circuit 303 for controlling the primary current of the ignition coil. The ignition circuit 3 shown in the figure is a well-known current cut-off type circuit, and includes the primary coils W1 and 2 of the ignition coil 301.
One end of the secondary coil W2 is connected to a power supply line L connected to a non-grounded output terminal of a battery (not shown), and an ignition plug 302 is connected between the other end of the secondary coil W2 and the ground. The primary current control circuit 303 is connected between the other end of the primary coil W1 of the ignition coil and the ground.
A switch element for primary current control such as a transistor (connected in series to the next coil) and a circuit for controlling the on / off of the switch element are provided, and a microswitch is provided at the control signal input terminal 303a. A rectangular wave control signal is applied from the port Ao of the computer 5. In this example, when the potential of the port Ao of the microcomputer 5 becomes zero level (approximately ground level, hereinafter referred to as L level), the primary current control switch element is turned on and a battery (not shown) is connected to the ignition coil 1 A primary current is passed through the secondary coil W1. When the potential of the port Ao becomes a high level (hereinafter referred to as H level), the switch element for controlling the primary current is turned off to cut off the primary current of the ignition coil. At this time, a voltage having a high polarity is induced in the primary coil W1 so as to continue to flow the primary current that has been flowing until then. Since this voltage is boosted by the ignition coil 301, a high voltage for ignition is induced in the secondary coil W2 of the ignition coil, and the high voltage causes a spark in the ignition plug 302 to ignite the engine. In this embodiment, the rise of the control signal input from the port Ao of the microcomputer 5 to the control signal input terminal 303a of the primary current control circuit 303 of the ignition circuit to the H level is an ignition signal (a signal that determines the ignition position). Becomes
【0047】スイッチ回路4はエミッタを共通接続した
PNPトランジスタTr1及びTr2と、コレクタがそれぞ
れトランジスタTr1及びTr2のコレクタに接続され、エ
ミッタが共通接続されたNPNトランジスタTr3及びT
r4とからなるブリッジ形のスイッチ回路と、トランジス
タTr1ないしTr4のベースにそれぞれ一端が接続された
抵抗R1 ないしR4 と、トランジスタTr4のベース及び
トランジスタTr3のベースにそれぞれ抵抗R4 及びR3
を介してコレクタが接続されたスイッチ回路トリガ用の
NPNトランジスタTr5及びTr6と、トランジスタTr5
及びTr6のベースに一端が接続された抵抗R5 及びR6
とからなっている。抵抗R1 及びR5 の他端が共通接続
されてマイクロコンピュータ5のポートA1 に接続さ
れ、抵抗R2 及びR6 の他端が共通接続されてマイクロ
コンピュータ5のポートA2 に接続されている。トラン
ジスタTr1及びTr3のコレクタの共通接続点と、トラン
ジスタTr2及びTr4のコレクタの共通接続点との間に直
流モータMの電機子が接続されている。トランジスタT
r1,Tr2,Tr5及びTr6のエミッタはバッテリの非接地
側の出力端子につながる電源ラインLに接続されてい
る。The switch circuit 4 has PNP transistors Tr1 and Tr2 whose emitters are commonly connected, and NPN transistors Tr3 and T3 whose collectors are respectively connected to the collectors of the transistors Tr1 and Tr2 and whose emitters are commonly connected.
A bridge type switch circuit composed of r4, resistors R1 to R4 whose one ends are connected to the bases of the transistors Tr1 to Tr4 respectively, and resistors R4 and R3 to the base of the transistor Tr4 and the base of the transistor Tr3, respectively.
NPN transistors Tr5 and Tr6 for triggering a switch circuit, whose collectors are connected via
And resistors R5 and R6, one ends of which are connected to the bases of Tr6 and Tr6.
It consists of The other ends of the resistors R1 and R5 are commonly connected to the port A1 of the microcomputer 5, and the other ends of the resistors R2 and R6 are commonly connected to the port A2 of the microcomputer 5. The armature of the DC motor M is connected between the common connection point of the collectors of the transistors Tr1 and Tr3 and the common connection point of the collectors of the transistors Tr2 and Tr4. Transistor T
The emitters of r1, Tr2, Tr5 and Tr6 are connected to a power supply line L connected to the non-grounded output terminal of the battery.
【0048】マイクロコンピュータのポートA1 及びA
2 はそれぞれスイッチ回路4に第1及び第2のトリガ信
号を与える端子である。モータMを回転させない状態で
は、ポートA1 及びA2 のそれぞれの電位がHレベルに
保たれており、モータMに電機子電流を流す期間だけポ
ートA1 またはA2 のいずれかの電位がLレベルになる
ようになっている。Microcomputer ports A1 and A
Reference numeral 2 is a terminal for applying the first and second trigger signals to the switch circuit 4, respectively. In the state where the motor M is not rotated, the respective potentials of the ports A1 and A2 are maintained at the H level, and the potential of either the port A1 or A2 is set to the L level only while the armature current is flowing to the motor M. It has become.
【0049】スイッチ回路4においては、マイクロコン
ピュータ5のポートA1 の電位がLレベル(接地レベ
ル)になったときにトランジスタTr1及びTr5が導通
し、トランジスタTr5の導通によりトランジスタTr4が
導通するため、図示しないバッテリからトランジスタT
r1のエミッタコレクタ間回路→モータM→トランジスタ
Tr4のコレクタエミッタ間回路→接地回路→バッテリの
経路でモータMに電機子電流が流れ、モータMが一方向
に回転する。またマイクロコンピュータ5のポートA2
の電位がLレベル(接地電位)になったときにトランジ
スタTr2及びTr6が導通し、トランジスタTr6の導通に
よりトランジスタr3が導通するため、図示しないバッテ
リからトランジスタTr2のエミッタコレクタ間回路→モ
ータM→トランジスタTr3のコレクタエミッタ間回路→
接地回路→バッテリの経路でモータMに上記と逆方向の
電機子電流が流れ、モータMが他方向に回転する。In the switch circuit 4, the transistors Tr1 and Tr5 conduct when the potential of the port A1 of the microcomputer 5 becomes L level (ground level), and the transistor Tr4 conducts when the transistor Tr5 conducts. Not from battery to transistor T
An armature current flows through the motor M in the path of r1 emitter-collector circuit → motor M → collector-emitter circuit of transistor Tr4 → ground circuit → battery, and the motor M rotates in one direction. Also, the port A2 of the microcomputer 5
Tr2 and Tr6 become conductive when the potential of the transistor becomes L level (ground potential), and the transistor r3 becomes conductive due to the conduction of the transistor Tr6, so a battery (not shown) between the emitter-collector circuit of the transistor Tr2, the motor M and the transistor. Tr3 collector-emitter circuit →
The armature current in the opposite direction to the above flows through the motor M in the path from the ground circuit to the battery, and the motor M rotates in the other direction.
【0050】即ち、この例では、ポートA1 の電位がL
レベルになっている状態が、第1のトリガ信号が発生し
ている状態であり、ポートA2 の電位がLレベルになっ
ている状態が、第2のトリガ信号が発生している状態で
ある。That is, in this example, the potential of the port A1 is L
The state in which the level is at the level is the state in which the first trigger signal is being generated, and the state in which the potential at the port A2 is at the level L is the state in which the second trigger signal is being generated.
【0051】モータMの出力軸は、適宜の動力伝達機構
を介して、機関の排気タイミングを調節する排気バルブ
の操作軸に接続されている。The output shaft of the motor M is connected to an operating shaft of an exhaust valve for adjusting the exhaust timing of the engine via an appropriate power transmission mechanism.
【0052】本実施例では、マイクロコンピュータのポ
ートA1 の電位がLレベルになっているとき(第1のト
リガ信号が発生しているとき)にモータMに流れる電流
を正極性の電機子電流とし、このときのモータMの回転
方向を正回転方向とする。またポートA2 の電位がLレ
ベルになっているとき(第2のトリガ信号が発生してい
るとき)にモータMに流れる電流を逆極性の電機子電流
とし、このときのモータMの回転方向を逆回転方向とす
る。In this embodiment, the current flowing through the motor M when the potential of the port A1 of the microcomputer is at the L level (when the first trigger signal is generated) is the positive armature current. The rotation direction of the motor M at this time is defined as the forward rotation direction. Further, when the potential of the port A2 is at the L level (when the second trigger signal is generated), the current flowing through the motor M is set to the armature current of the opposite polarity, and the rotating direction of the motor M at this time is set. Reverse rotation direction.
【0053】マイクロコンピュータ5は、CPU5a、
割り込み制御回路5b、ランダムアクセスメモリ(RA
M)5c、リードオンリーメモリ(ROM)5d、サン
プリング信号発生用カウンタ5e、エッジ検出回路5
f、ラッチ回路5g、点火位置計測用カウンタ5h、コ
ンパレータ5i、レジスタ5j、カウンタ5k、コンパ
レータ5m、レジスタ5n、A/Dコンバータ5p、及
びフリップフロップ回路5qを備えている。これらの
内、エッジ検出回路5f、ラッチ回路5g、カウンタ5
h、コンパレータ5i、レジスタ5j及びフリップフロ
ップ回路5qは点火位置を制御するために用いられ、カ
ウンタ5k、コンパレータ5m及びレジスタ5nはモー
タMを制御するために用いられる。The microcomputer 5 includes a CPU 5a,
Interrupt control circuit 5b, random access memory (RA
M) 5c, read only memory (ROM) 5d, sampling signal generating counter 5e, edge detection circuit 5
f, a latch circuit 5g, an ignition position measuring counter 5h, a comparator 5i, a register 5j, a counter 5k, a comparator 5m, a register 5n, an A / D converter 5p, and a flip-flop circuit 5q. Among these, the edge detection circuit 5f, the latch circuit 5g, and the counter 5
h, the comparator 5i, the register 5j and the flip-flop circuit 5q are used to control the ignition position, and the counter 5k, the comparator 5m and the register 5n are used to control the motor M.
【0054】スロットル開度センサ6は、例えば機関の
スロットルバルブの操作軸に接続されたポテンショメー
タからなっていて、スロットルバルブの開度に相応した
アナログ信号を出力する。このアナログ信号はマイクロ
コンピュータ内のA/Dコンバータ5pに入力されてデ
ジタル信号に変換される。スロットル開度センサ6とA
/Dコンバータ5pとによりスロットル開度検出部が構
成されている。The throttle opening sensor 6 is composed of, for example, a potentiometer connected to the operation shaft of the throttle valve of the engine, and outputs an analog signal corresponding to the opening of the throttle valve. This analog signal is input to the A / D converter 5p in the microcomputer and converted into a digital signal. Throttle opening sensor 6 and A
The / D converter 5p constitutes a throttle opening detector.
【0055】回転角度センサ7は例えばモータの出力軸
に接続されたポテンショメータ(可変抵抗器)からなっ
ていて、モータMの出力軸の回転角度に相応したアナロ
グ信号を出力する。回転角度を検出するために用いるポ
テンショメータとしては、入力軸の1回転の回転角度
(360度)を検出し得るものと、入力軸の複数回転に
亘る回転角度を検出し得るものとがある。本実施例で
は、負荷を駆動するために必要とされるモータの出力軸
の回転数に応じて適宜のポテンショメータを使用する。
例えば、負荷を駆動するためにモータの出力軸を10回
転させる必要がある場合には、10回転に亘る回転角度
(3600度)を検出し得る10回転形のポテンショメ
ータを使用する。The rotation angle sensor 7 comprises, for example, a potentiometer (variable resistor) connected to the output shaft of the motor, and outputs an analog signal corresponding to the rotation angle of the output shaft of the motor M. As potentiometers used for detecting the rotation angle, there are a potentiometer capable of detecting a rotation angle (360 degrees) of one rotation of the input shaft and a potentiometer capable of detecting a rotation angle of the input shaft over a plurality of rotations. In the present embodiment, an appropriate potentiometer is used according to the rotation speed of the output shaft of the motor required to drive the load.
For example, when it is necessary to rotate the output shaft of the motor 10 times to drive the load, a 10-rotation potentiometer that can detect a rotation angle (3600 degrees) over 10 rotations is used.
【0056】なお多回転形のポテンショメータは、36
0度回転可能な可変抵抗器の摺動子と入力軸との間に減
速機構を設けて、入力軸が複数回転する間に可変抵抗器
の摺動子が1回転するようにしたものであるが、このよ
うな多回転形のポテンショメータを用いる代りに、モー
タの出力軸に、所定の減速比の減速機を介して1回転形
のポテンショメータの入力軸を接続するようにしても同
じことである。The multi-rotation potentiometer has 36
A reduction mechanism is provided between a slider of a variable resistor that can rotate 0 degrees and an input shaft so that the slider of the variable resistor makes one rotation while the input shaft rotates a plurality of times. However, instead of using such a multi-rotation potentiometer, the same effect can be obtained by connecting the input shaft of the one-rotation potentiometer to the output shaft of the motor through a speed reducer having a predetermined reduction ratio. .
【0057】回転角度センサ7のアナログ出力はマイク
ロコンピュータ内のA/Dコンバータ5pに入力されて
デジタル信号に変換される。回転角度センサ7とA/D
コンバータ5pとにより回転角度検出部が構成されてい
る。The analog output of the rotation angle sensor 7 is input to the A / D converter 5p in the microcomputer and converted into a digital signal. Rotation angle sensor 7 and A / D
The converter 5p constitutes a rotation angle detector.
【0058】マイクロコンピュータのROM5d内に
は、点火位置の演算及びモータの出力軸の回転角度の目
標位置の演算を行うための所定のプログラムと、点火位
置の演算に用いるマップと、モータの出力軸の回転角度
の目標位置の演算に用いるマップとが少なくとも記憶さ
れている。In the ROM 5d of the microcomputer, a predetermined program for calculating the ignition position and the target position of the rotation angle of the output shaft of the motor, a map used for calculating the ignition position, and the output shaft of the motor. At least a map used for calculating the target position of the rotation angle is stored.
【0059】図4は、上記のプログラムのメインルーチ
ンのアルゴリズムを示したもので、このメインルーチン
では、電源が投入された後先ず各部のイニシャライズを
行う。次いで機関の回転数を与えるデータNe とスロッ
トル開度Th と点火位置演算用のマップとを用いて点火
位置θigの演算を行う。演算した点火位置θigをレジス
タ5jに記憶させた後、回転数を与えるデータNe とス
ロットル開度Th と回転角度の目標値を演算するための
マップとを用いて、モータの回転角度の目標値(この例
では排気バルブの目標開度に相応している。)を演算す
る。FIG. 4 shows the algorithm of the main routine of the above program. In this main routine, each unit is first initialized after the power is turned on. Next, the ignition position θig is calculated using the data Ne giving the engine speed, the throttle opening Th, and the ignition position calculation map. After the calculated ignition position θig is stored in the register 5j, the target value of the rotation angle of the motor ( In this example, it corresponds to the target opening of the exhaust valve).
【0060】図1の装置において、信号コイル1から波
形整形回路2を通してマイクロコンピュータに与えられ
る外部割り込み信号INT1 は、信号コイル1が所定の
回転角度位置で信号を発生したときにHレベルからLレ
ベルに立ち下がる波形の信号であり、この割り込み信号
INT1 はマイクロコンピュータ5の割り込み制御回路
5bに入力される。このとき割り込み制御回路5bはフ
リップフロップ回路5qをリセットしてその正論理出力
端子Qの出力を「0」にする。これによりマイクロコン
ピュータのポートAo の電位をLレベルにして1次電流
制御回路303の1次電流制御用スイッチ素子を導通さ
せ、点火コイルの1次コイルW1 に1次電流を流す。In the apparatus of FIG. 1, the external interrupt signal INT1 given from the signal coil 1 to the microcomputer through the waveform shaping circuit 2 is from H level to L level when the signal coil 1 generates a signal at a predetermined rotation angle position. The interrupt signal INT1 is a signal having a waveform falling to the interrupt control circuit 5b of the microcomputer 5. At this time, the interrupt control circuit 5b resets the flip-flop circuit 5q to set the output of its positive logic output terminal Q to "0". As a result, the potential of the port Ao of the microcomputer is set to the L level, the switch element for controlling the primary current of the primary current control circuit 303 is made conductive, and the primary current is supplied to the primary coil W1 of the ignition coil.
【0061】また割り込み信号INT1 が発生すると、
エッジ検出回路5fがその立下りを検出してラッチ回路
5gを動作させ、割り込み信号INT1 が発生したとき
のカウンタ5hの計数値をラッチさせるとともに、カウ
ンタ5hをクリアする。カウンタはクロックパルスを計
数しているため、ラッチ回路5gによりラッチされた計
数値は、機関が1回転するのに要した時間に相当してい
る。When the interrupt signal INT1 is generated,
The edge detection circuit 5f detects the fall and operates the latch circuit 5g to latch the count value of the counter 5h when the interrupt signal INT1 is generated and clear the counter 5h. Since the counter counts clock pulses, the count value latched by the latch circuit 5g corresponds to the time required for the engine to make one revolution.
【0062】割り込み制御回路5bは、割り込み信号I
NT1 が与えられたときに図5の割り込みルーチンを実
行させて、ラッチされたカウンタ5hの値(機関が1回
転するのに要した時間)を、回転数を与えるデータNe
としてRAM5cの所定のアドレスに記憶させた後、図
4のメインルーチンに戻る。The interrupt control circuit 5b uses the interrupt signal I
When NT1 is given, the interrupt routine of FIG. 5 is executed, and the value of the latched counter 5h (the time required for the engine to make one revolution) is set to the data Ne which gives the number of revolutions.
After that, it is stored in a predetermined address of the RAM 5c, and then the process returns to the main routine of FIG.
【0063】点火位置を演算するためにROMに記憶さ
れたマップは、回転数を与えるデータ(この例では機関
が1回転するのに要した時間)Ne 及びスロットル開度
Thと点火位置との関係を与えるもので、点火位置は、
回転数を与えるデータNe 及びスロットル開度センサ6
により検出されたスロットル開度Th とマップのデータ
とを用いて補間法により演算される。演算された点火位
置のデータは、基準位置(この例では割り込み信号IN
T1 の発生位置)から点火位置まで機関が回転するのに
要する時間(点火位置計測時間)の形で演算される。こ
の点火位置を与えるデータはレジスタ5jに転送され
る。The map stored in the ROM for calculating the ignition position is the relationship between the data giving the rotational speed (in this example, the time required for the engine to make one revolution) Ne, the throttle opening Th, and the ignition position. The ignition position is
Data Ne giving the number of revolutions and throttle opening sensor 6
It is calculated by an interpolation method using the throttle opening Th detected by the above and the map data. The calculated ignition position data is the reference position (in this example, the interrupt signal IN
It is calculated in the form of the time required for the engine to rotate from the T1 generation position) to the ignition position (ignition position measurement time). The data giving this ignition position is transferred to the register 5j.
【0064】コンパレータ5iはカウンタ5hの計数値
とレジスタ5jの内容とを常に比較しており、カウンタ
5hの計数値がレジスタ5jの内容に一致したときにコ
ンパレータ5iからフリップフロップ回路5qのセット
端子Sにセット信号が与えられる。The comparator 5i constantly compares the count value of the counter 5h with the content of the register 5j. When the count value of the counter 5h matches the content of the register 5j, the comparator 5i sets the set terminal S of the flip-flop circuit 5q. A set signal is given to.
【0065】フリップフロップ回路5qにセット信号が
与えられると、マイクロコンピュータ5のポートAo の
電位がHレベルになる(点火信号が発生する)ため、1
次電流制御回路303内の1次電流制御用スイッチ素子
が遮断状態になり、点火コイル301の1次コイルW1
を流れていた1次電流が遮断される。これにより点火コ
イルの2次コイルに高電圧が誘起し、点火プラグ302
に火花が生じる。When a set signal is given to the flip-flop circuit 5q, the potential of the port Ao of the microcomputer 5 becomes H level (ignition signal is generated), so that 1
The switch element for controlling the primary current in the secondary current control circuit 303 is turned off, and the primary coil W1 of the ignition coil 301
The primary current flowing through is cut off. As a result, a high voltage is induced in the secondary coil of the ignition coil, and the spark plug 302
A spark is generated.
【0066】モータの出力軸の回転角度の目標値を演算
するためにROMに記憶されたマップは、回転数を与え
るデータNe 及びスロットル開度Th と回転角度の目標
値との間の関係を与えるもので、回転角度の目標値は、
回転数を与えるデータNe 及びスロットル開度Th とマ
ップのデータとを用いて補間法により演算され、その演
算結果はRAM5cに記憶される。The map stored in the ROM for calculating the target value of the rotation angle of the output shaft of the motor provides the data Ne for giving the number of rotations and the relationship between the throttle opening Th and the target value of the rotation angle. The target value of the rotation angle is
The calculation is performed by the interpolation method using the data Ne giving the number of revolutions, the throttle opening Th, and the map data, and the calculation result is stored in the RAM 5c.
【0067】マイクロコンピュータ5内のカウンタ5e
は、クロックパルスを計数していて、所定のサンプリン
グ間隔Δt(例えば2msec)に相当するパルス数が計数
される毎に割り込み信号INT2 を出力する。この割り
込み信号INT2 が割り込み制御回路5bに与えられる
と、図6の割り込みルーチンが実行される。この割り込
みルーチンでは、回転角度センサ7よりA/Dコンバー
タ5pを通して与えられる回転角度の検出値をサンプリ
ングして、メインルーチンで演算されたモータの回転角
度の目標値からサンプリングした回転角度の検出値を減
じる演算を行い、その演算結果を偏差Xn としてRAM
に記憶させる。次いで偏差Xn が零であるか否かを判別
し、偏差Xn が零でない場合には、前回のサンプリング
時(前回のINT2 による割り込み)までの偏差Xn の
累計値ΣXn-1 に今回のサンプリング時に演算された偏
差Xn を加算して偏差の積分値ΣXn を演算する。次い
で今回のサンプリング時に演算された偏差Xn から前回
のサンプリング時に演算された偏差Xn-1 を引いてその
結果(Xn-1 −Xn )をサンプリング間隔Δtで割るこ
とにより、前回のサンプリング時から今回のサンプリン
グ時までの偏差の時間的変化率(偏差の微分値)ΔXn
/Δtを演算し、その演算結果をRAMに記憶させる。
偏差Xn が演算された後、偏差Xn が零であると判別さ
れた場合には積分値ΣXn を零として、微分値ΔXn /
Δtの演算を行う過程に移行する。Counter 5e in the microcomputer 5
Counts clock pulses and outputs an interrupt signal INT2 every time the number of pulses corresponding to a predetermined sampling interval Δt (for example, 2 msec) is counted. When this interrupt signal INT2 is applied to the interrupt control circuit 5b, the interrupt routine of FIG. 6 is executed. In this interrupt routine, the detection value of the rotation angle given from the rotation angle sensor 7 through the A / D converter 5p is sampled, and the detection value of the rotation angle sampled from the target value of the rotation angle of the motor calculated in the main routine is obtained. The calculation is performed and the calculation result is set as the deviation Xn in the RAM.
To memorize. Then, it is determined whether or not the deviation Xn is zero. If the deviation Xn is not zero, the cumulative value ΣXn-1 of the deviation Xn up to the previous sampling (interruption by the previous INT2) is calculated at this sampling. The deviation Xn thus calculated is added to calculate an integral value ΣXn of the deviation. Next, the deviation Xn-1 calculated at the previous sampling is subtracted from the deviation Xn calculated at the current sampling, and the result (Xn-1 −Xn) is divided by the sampling interval Δt. Change rate of deviation until sampling (variation of deviation) ΔXn
/ Δt is calculated, and the calculation result is stored in the RAM.
When it is determined that the deviation Xn is zero after the deviation Xn is calculated, the integral value ΣXn is set to zero and the differential value ΔXn /
The process moves to the process of calculating Δt.
【0068】積分値及び微分値を演算した後、下記の演
算式(1)を用いて操作量Yを演算し、演算した操作量
YをRAMに記憶させる。After calculating the integral value and the differential value, the manipulated variable Y is calculated using the following calculation formula (1), and the calculated manipulated variable Y is stored in the RAM.
【0069】 Y=K1 ・Xn +K2 ・ΣXn +K3 (ΔXn /Δt) …(1) なお本実施例では、上記の(1)式により操作量Yを演
算しているが、比例項K1 ・Xn は積分項K2 ・ΣXn
に反映されるので、係数k1 ,k2 を用いて次の式によ
り操作量Yを演算してもよい。Y = K1.Xn + K2..SIGMA.Xn + K3 (.DELTA.Xn / .DELTA.t) (1) In the present embodiment, the manipulated variable Y is calculated by the above equation (1), but the proportional term K1.Xn is Integral term K2 · ΣXn
Therefore, the manipulated variable Y may be calculated by the following equation using the coefficients k1 and k2.
【0070】 Y=k1 ・ΣXn +k2 (ΔXn /Δt) …(1)´ 操作量Yを演算した後、演算された操作量Yが零である
か否かを判別し、操作量Yが零でない場合には、該操作
量の符号が正(+)であるか否かを判別する。その結果
操作量Yの符号が正であるときには、操作量Yの絶対値
をレジスタ5nに入れた後、ポートA1 の電位をLレベ
ル(第1のトリガ信号が発生した状態)にし、ポートA
2 の電位をHレベル(第2のトリガ信号が発生していな
い状態)にする。次いでカウンタ5kをクリアしてその
計数動作をスタートさせた後、メインルーチンに戻る。Y = k1.SIGMA.Xn + k2 (.DELTA.Xn / .DELTA.t) (1) 'After the operation amount Y is calculated, it is determined whether or not the calculated operation amount Y is zero, and the operation amount Y is not zero. In this case, it is determined whether or not the sign of the manipulated variable is positive (+). As a result, when the sign of the manipulated variable Y is positive, after the absolute value of the manipulated variable Y is stored in the register 5n, the potential of the port A1 is set to the L level (the state in which the first trigger signal is generated) and the port A1 is set.
The potential of 2 is set to H level (state in which the second trigger signal is not generated). Next, after the counter 5k is cleared to start the counting operation, the process returns to the main routine.
【0071】カウンタ5kはクロックパルスを計数して
おり、その計数値はコンパレータ5mによりレジスタ5
nの内容と比較される。カウンタ5kの計数値がレジス
タ5nの内容(操作量Yの絶対値)に一致すると、コン
パレータ5mが割り込み信号INT3 を出力し、この割
り込み信号INT3 は割り込み制御回路5bに与えられ
る。このとき割り込み制御回路は図7の割り込みルーチ
ンを実行させる。この割り込みルーチンでは、ポートA
1 及びA2 の電位をHレベル(第1のトリガ信号及び第
2のトリガ信号が発生していない状態)にした後、メイ
ンルーチンに戻る。ポートA1 の電位がLレベルに保持
されている期間(操作量Yに相当する期間)図1のトラ
ンジスタTr1及びTr5が導通し、トランジスタTr5の導
通によりトランジスタTr4が導通するため、図示しない
バッテリからトランジスタTr1とモータMとトランジス
タTr4とを通して正極性の電機子電流が流れ、モータM
が正回転する。The counter 5k counts clock pulses, and the count value is stored in the register 5 by the comparator 5m.
The contents of n are compared. When the count value of the counter 5k matches the content of the register 5n (the absolute value of the manipulated variable Y), the comparator 5m outputs an interrupt signal INT3, and this interrupt signal INT3 is given to the interrupt control circuit 5b. At this time, the interrupt control circuit executes the interrupt routine of FIG. In this interrupt routine, port A
After the potentials of 1 and A2 are set to the H level (the state in which the first trigger signal and the second trigger signal are not generated), the process returns to the main routine. While the potential of the port A1 is held at the L level (the period corresponding to the manipulated variable Y), the transistors Tr1 and Tr5 shown in FIG. A positive armature current flows through Tr1, the motor M, and the transistor Tr4, and the motor M
Rotates forward.
【0072】また操作量Yの符号が負であるときには、
操作量Yの絶対値をレジスタ5nに入れた後、ポートA
1 の電位をHレベル(第1のトリガ信号が発生していな
い状態)にし、ポートA2 の電位をLレベル(第2のト
リガ信号が発生している状態)にする。次いでカウンタ
5kをクリアしてその計数動作をスタートさせ、メイン
ルーチンに戻る。When the sign of the manipulated variable Y is negative,
After inputting the absolute value of the manipulated variable Y into the register 5n,
The potential of 1 is set to the H level (the state in which the first trigger signal is not generated), and the potential of the port A2 is set to the L level (the state in which the second trigger signal is generated). Then, the counter 5k is cleared to start the counting operation, and the process returns to the main routine.
【0073】カウンタ5kの計数値がレジスタ5nに記
憶された操作量Yの絶対値に一致すると、コンパレータ
5mから割り込み制御回路5bに割り込み信号INT3
が与えられ、図7の割り込みルーチンが実行されて、ポ
ートA1 及びA2 の電位がHレベルにされる。ポートA
2 の電位がLレベルに保持されている期間は、トランジ
スタTr2及びTr6が導通し、トランジスタTr6の導通に
よりトランジスタTr3が導通するため、図示しないバッ
テリからトランジスタTr2とモータMとトランジスタT
r3とを通して逆極性の電機子電流が流れ、モータMは逆
回転する。When the count value of the counter 5k matches the absolute value of the manipulated variable Y stored in the register 5n, the comparator 5m sends the interrupt signal INT3 to the interrupt control circuit 5b.
Is given, the interrupt routine of FIG. 7 is executed, and the potentials of the ports A1 and A2 are set to H level. Port A
While the potential of 2 is held at the L level, the transistors Tr2 and Tr6 are rendered conductive, and the transistor Tr6 is rendered conductive by the conduction of the transistor Tr6, so that the transistor Tr2, the motor M, and the transistor T are supplied from a battery (not shown).
A reverse polarity armature current flows through r3 and the motor M rotates in reverse.
【0074】また操作量Yが零になったときにはポート
A1 及びA2 の電位をともにHレベルとし(第1及び第
2のトリガ信号をともに消滅させ)、カウンタ5kの計
数動作を停止させてメインルーチンに復帰する。When the manipulated variable Y becomes zero, the potentials of the ports A1 and A2 are both set to H level (both the first and second trigger signals are made to disappear), the counting operation of the counter 5k is stopped, and the main routine is stopped. Return to.
【0075】なお操作量Yの絶対値をレジスタ5nに転
送する際には、操作量Yの大きさをΔt以下に制限す
る。即ち、操作量Yの大きさがサンプリング間隔Δt以
上になっている場合には、該操作量Yの大きさをΔtと
し、操作量Yの大きさがΔt未満の場合には、該操作量
Yの絶対値をそのままレジスタ5nに入れる。When the absolute value of the manipulated variable Y is transferred to the register 5n, the magnitude of the manipulated variable Y is limited to Δt or less. That is, when the magnitude of the operation amount Y is equal to or longer than the sampling interval Δt, the magnitude of the operation amount Y is set to Δt, and when the magnitude of the operation amount Y is less than Δt, the operation amount Y The absolute value of is directly input to the register 5n.
【0076】上記のように、本発明の制御方法において
は、モータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出
部の検出値を所定のサンプリング間隔Δtでサンプリン
グして、回転角度の目標値とサンプリングした検出値と
の偏差Xn と、該偏差Xn の積分値ΣXn と、前回のサ
ンプリング時から今回のサンプリング時までの偏差の時
間的変化率を示す微分値ΔXn /Δtとを演算して、少
なくとも積分値と微分値とに所定の係数を乗じたものを
加算することにより、直流モータに流す電機子電流の大
きさに相応した大きさと、該電機子電流の極性に対応し
た符号とを有する操作量Yを演算し、サンプリングが行
われる毎に、演算された操作量Yの符号に対応した極性
を有し、かつパルス幅が演算された操作量Yの絶対値に
等しい電機子電流を流すようにスイッチ回路4をオンオ
フ制御する。即ち、本発明では、サンプリング間隔Δt
をデューティ制御の1周期とし、操作量Yの絶対値を電
機子電流の通電期間(パルス幅)として電機子電流のデ
ューティ比を制御する。なお、デューティ比が100%
の場合に電機子電流がパルス波形とならないのは当然で
ある。As described above, in the control method of the present invention, the detection value of the rotation angle detecting section for detecting the rotation angle of the output shaft of the motor is sampled at a predetermined sampling interval Δt to obtain the target value of the rotation angle. A deviation Xn from the sampled detection value, an integral value ΣXn of the deviation Xn, and a differential value ΔXn / Δt indicating the temporal change rate of the deviation from the previous sampling time to the current sampling time are calculated, and at least An operation having a magnitude corresponding to the magnitude of the armature current flowing in the DC motor and a sign corresponding to the polarity of the armature current by adding a product of the integral value and the derivative value multiplied by a predetermined coefficient An amount Y is calculated, and every time sampling is performed, an armature current having a polarity corresponding to the sign of the calculated operation amount Y and having a pulse width equal to the absolute value of the calculated operation amount Y is flown. The switch circuit 4 is on / off controlled as described above. That is, in the present invention, the sampling interval Δt
Is one cycle of the duty control, and the absolute value of the manipulated variable Y is the energization period (pulse width) of the armature current to control the duty ratio of the armature current. The duty ratio is 100%
Of course, in the case of, the armature current does not have a pulse waveform.
【0077】本実施例では、このデューティ比の制御を
行うに当たり、操作量Yの符号を判別して、該操作量Y
の符号がモータMに正極性の電機子電流を流すことを意
味する符号(上記実施例ではプラス)であるときにはモ
ータに該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を有する正
極性の電機子電流を流し、操作量Yの符号がモータに逆
極性の電機子電流を流すことを意味する符号(上記実施
例ではマイナス)であるときにはモータに該操作量Yの
絶対値に等しい逆極性の電機子電流を流し、操作量Yが
零になったときに直流モータへの電機子電流の供給を停
止するようにしている。In this embodiment, when the duty ratio is controlled, the sign of the operation amount Y is discriminated and the operation amount Y is determined.
Is a sign that a positive armature current is passed through the motor M (plus in the above embodiment), the positive armature current having a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y is applied to the motor. And the sign of the manipulated variable Y is a sign (minus in the above embodiment) meaning that a reverse polarity armature current is passed through the motor, an armature with a reverse polarity equal to the absolute value of the manipulated variable Y in the motor. An electric current is supplied, and when the manipulated variable Y becomes zero, the supply of the armature current to the DC motor is stopped.
【0078】このような制御を行わせると、以下に示す
ように、急に大きな偏差が生じた場合や、偏差が僅かに
しか生じない場合でも、モータの回転角度を目標値に一
致させる追値制御を適確に行わせることができる。When such control is performed, as shown below, an additional value for making the rotation angle of the motor match the target value even when a large deviation suddenly occurs or when the deviation only slightly occurs. Control can be performed accurately.
【0079】今図2(A)に示したように、時刻to で
目標値がモータの正回転方向に急激に大きく変化したた
めに、モータの出力軸の回転角度と目標値との間に急に
大きな偏差Xn が生じ、操作量Yの絶対値がサンプリン
グ間隔Δt以上になったとする。この状態が検出される
と、図2(B)に示したようにマイクロコンピュータの
ポートA1 の電位がLレベルになり、ポートA2 の電位
がHレベルになるため、スイッチ回路4のトランジスタ
Tr1及びTr4が導通状態に保持され、正極性の電機子電
流が継続的に与えられる。これによりモータが起動する
と、偏差が小さくなっていくため、微分項K3 (ΔXn
/Δt)の符号が反転するが、最初は比例項K1 ・Xn
及び積分項K2 ・ΣXn の和が微分項K3 (ΔXn /Δ
t)よりも十分に大きいため、操作量Yはサンプリング
間隔よりも大きい状態を維持する。モータは最初ゆっく
りと動き始めるが、徐々に加速していき、あるところに
くると、微分項の絶対値が比例項と積分項との和の絶対
値よりも大きくなって、操作量Yの符号が反転する。そ
のため図2(B),(C)に示したように、ポートA1
の電位がHレベルになり、ポートA2 の電位がLレベル
になって、トランジスタTr2及びTr3が導通する期間が
生じるようになる。トランジスタTr2及びTr3が導通し
ている期間逆極性の電機子電流が流れてモータに急ブレ
ーキがかかる。これにより微分項が小さくなるため、操
作量Yの符号が再び反転し、ポートA1 の電位がLレベ
ルになる期間が生じて、所定のデューティ比で正極性の
電機子電流が流れるため、モータは回転角度を目標値に
近付ける正回転方向に回転を続ける。この回転により偏
差が減少していくため、操作量Yが減少していき、電機
子電流のパルス幅は次第に小さくなっていく。時刻t1
で回転角度が目標値に達して偏差が零になると操作量Y
が零になるため、ポートA1 及びA2 の電位がともにH
レベルを保持するようになり、スイッチ回路4の全ての
トランジスタが遮断状態を保持するようになる。これに
より電機子電流が零になってモータが停止する。As shown in FIG. 2A, since the target value drastically changes in the forward rotation direction of the motor at time t0, the value suddenly changes between the rotation angle of the motor output shaft and the target value. It is assumed that a large deviation Xn occurs and the absolute value of the manipulated variable Y exceeds the sampling interval Δt. When this state is detected, the potential of the port A1 of the microcomputer becomes L level and the potential of the port A2 becomes H level as shown in FIG. 2B, so that the transistors Tr1 and Tr4 of the switch circuit 4 are made. Is held in a conductive state, and a positive armature current is continuously applied. When the motor is started by this, the deviation becomes smaller, so the differential term K3 (ΔXn
The sign of / Δt) is inverted, but initially the proportional term K1 · Xn
And the sum of the integral term K2 · ΣXn is the differential term K3 (ΔXn / Δ
Since it is sufficiently larger than t), the manipulated variable Y remains larger than the sampling interval. The motor starts to move slowly at first, but gradually accelerates, and at some point, the absolute value of the differential term becomes larger than the absolute value of the sum of the proportional term and the integral term, and the sign of the manipulated variable Y Is reversed. Therefore, as shown in FIGS. 2 (B) and 2 (C), port A1
Becomes H level, the potential of the port A2 becomes L level, and a period during which the transistors Tr2 and Tr3 become conductive occurs. While the transistors Tr2 and Tr3 are conducting, a reverse polarity armature current flows and the motor is suddenly braked. As a result, the differential term becomes smaller, so that the sign of the manipulated variable Y is inverted again, and there occurs a period in which the potential of the port A1 is at the L level, and a positive polarity armature current flows at a predetermined duty ratio. Continue rotation in the forward rotation direction that brings the rotation angle closer to the target value. Since the deviation decreases due to this rotation, the manipulated variable Y decreases, and the pulse width of the armature current gradually decreases. Time t1
When the rotation angle reaches the target value and the deviation becomes zero, the manipulated variable Y
Is zero, the potentials of ports A1 and A2 are both H
The level is maintained, and all the transistors of the switch circuit 4 maintain the cutoff state. As a result, the armature current becomes zero and the motor stops.
【0080】このように本発明の方法によると、モータ
が高速で回転する状態になったときに操作量Yを演算す
る式の微分項の働きによりモータにブレーキをかけてモ
ータのオーバランを防ぎつつ回転角度を目標値に近付け
ることができるため、目標値が大きく変化した場合に
は、起動時から偏差がある大きさまで減少する時点まで
デューティ比が100%の電機子電流を流して、しかも
オーバランを生じさせることなく、回転角度を目標値に
迅速に一致させることができる。従って制御の応答性を
高めてしかも正確な回転角度位置制御を行わせることが
できる。As described above, according to the method of the present invention, the function of the differential term of the equation for calculating the manipulated variable Y when the motor is rotating at a high speed is applied to the motor to prevent the overrun of the motor by braking. Since the rotation angle can be brought close to the target value, when the target value greatly changes, the armature current with a duty ratio of 100% is flown from the time of start up to the time when the deviation decreases to a certain value, and overrun is caused. It is possible to quickly match the rotation angle with the target value without causing it. Therefore, it is possible to improve control responsiveness and to perform accurate rotation angle position control.
【0081】次に、図3(A)に示したように、時刻t
o から目標値がゆっくりと少しだけ変化したとする。こ
の場合、初めは操作量Yを演算する式の比例項K1 ・X
n のみが有効に働くため、マイクロコンピュータのポー
トA1 の電位がLレベルになる期間が短く、モータは起
動電流が不足して起動することができないが、サンプリ
ングが繰り返されるに従って積分項K2 ・ΣXn の大き
さが大きくなっていくため、ポートA1 の電位がLレベ
ルになる期間が長くなっていき、やがて時刻t1 でモー
タMが起動する。モータが起動すると、微分項の符号が
偏差の符号と逆になる上に、偏差自体も小さくなってい
くため、操作量Yが減少してポートA1の電位がLレベ
ルになる期間が短くなっていき、時刻t2 で回転角度が
目標値に一致したときに操作量が零になってポートA1
の電位がHレベルを保持する状態になり、スイッチ回路
4の全てのトランジスタが遮断状態を保持するようにな
ってモータが停止する。Next, as shown in FIG. 3A, time t
Assume that the target value slowly changes from o. In this case, the proportional term K1.X of the equation for calculating the manipulated variable Y is first obtained.
Since only n works effectively, the period when the electric potential of the port A1 of the microcomputer becomes L level is short, and the motor cannot start because the starting current is insufficient. However, as the sampling is repeated, the integral term K2 · ΣXn As the size becomes larger, the period during which the potential of the port A1 becomes L level becomes longer, and the motor M starts at time t1. When the motor is started, the sign of the differential term becomes opposite to the sign of the deviation, and the deviation itself becomes smaller, so the manipulated variable Y decreases and the period in which the potential of port A1 becomes L level becomes shorter. At time t2, when the rotation angle matches the target value, the manipulated variable becomes zero and port A1
Then, the electric potential of the signal H is held at the H level, all the transistors of the switch circuit 4 are held in the cutoff state, and the motor is stopped.
【0082】このように、目標値がゆっくりと僅かに変
化した場合には、操作量Yを演算する式の微分項が殆ど
働かないため、操作量Yの符号は反転せず、マイクロコ
ンピュータのポートA2 は図3(C)に示したようにH
レベルを保持したままである。As described above, when the target value changes slowly and slightly, the differential term of the equation for calculating the manipulated variable Y hardly works, so that the sign of the manipulated variable Y is not inverted, and the port of the microcomputer is not inverted. A2 is H as shown in FIG.
Retains the level.
【0083】上記のように、本発明の方法によれば、目
標値が大きく変化したときにモータを高速回転させて、
しかもオーバランを生じさせることなく回転角度を目標
値に一致させることができる。また目標値がわずかな変
化を示したときには、モータをゆっくりと回転させて回
転角度を目標値に一致させることができる。As described above, according to the method of the present invention, the motor is rotated at a high speed when the target value greatly changes,
Moreover, the rotation angle can be matched with the target value without causing overrun. When the target value shows a slight change, the motor can be slowly rotated to match the rotation angle with the target value.
【0084】上記の実施例では、エッジ検出回路5f、
ラッチ回路5g、カウンタ5h、コンパレータ5i、レ
ジスタ5j等のハードウェアと、図5に示した割り込み
ルーチンを実現するソフトウェアとにより回転速度検出
手段が実現され、この回転速度検出手段と、図4に示し
たメインルーチンの目標値を演算する過程とにより、目
標値設定手段が実現される。In the above embodiment, the edge detection circuit 5f,
The rotation speed detecting means is realized by the hardware such as the latch circuit 5g, the counter 5h, the comparator 5i, the register 5j and the software for realizing the interrupt routine shown in FIG. 5, and this rotation speed detecting means is shown in FIG. The target value setting means is realized by the process of calculating the target value of the main routine.
【0085】またカウンタ5eにより、所定のサンプリ
ング間隔Δtでサンプリング信号を発生するサンプリン
グ信号発生手段が構成され、図6の割り込みルーチンの
偏差Xn を演算する過程により、各サンプリング信号が
発生する毎に回転角度検出部による回転角度の検出値を
サンプリングして目標値とサンプリングした検出値との
偏差Xn を演算する偏差演算手段が実現されている。Further, the counter 5e constitutes a sampling signal generating means for generating a sampling signal at a predetermined sampling interval .DELTA.t, and in the process of calculating the deviation Xn of the interrupt routine of FIG. Deviation calculation means for sampling the detection value of the rotation angle by the angle detection unit and calculating the deviation Xn between the target value and the sampled detection value is realized.
【0086】更に、図6に示した割り込みルーチンの積
分値ΣXn を演算する過程、及び微分値ΔXn /Δtを
演算する過程によりそれぞれ積分値演算手段及び微分値
演算手段が実現され、操作量Yを演算する過程により、
操作量演算手段が実現されている。Further, an integral value calculating means and a differential value calculating means are respectively realized by the process of calculating the integral value ΣXn and the process of calculating the differential value ΔXn / Δt of the interrupt routine shown in FIG. Depending on the calculation process,
A manipulated variable calculating means is realized.
【0087】また図6の割り込みルーチンの操作量Yが
零であるか否かを判別する過程からカウンタ5kをスタ
ートまたはストップする過程までの部分により、操作量
Yの符号を判別して、操作量Yの符号がモータに正極性
の電機子電流を流すことを意味する符号であるときには
第1のトリガ信号を該操作量Yの絶対値に等しいパルス
幅を有するパルス波形として発生し、操作量Yの符号が
モータに逆極性の電機子電流を流すことを意味する符号
であるときには第2のトリガ信号を該操作量Yの絶対値
に等しいパルス幅を有するパルス波形として発生し、操
作量Yが零のときには第1及び第2のトリガ信号の双方
の発生を停止するトリガ信号発生手段が実現されてい
る。The sign of the manipulated variable Y is discriminated by the portion from the process of determining whether the manipulated variable Y of the interrupt routine of FIG. 6 is zero to the process of starting or stopping the counter 5k. When the sign of Y is a sign meaning that a positive armature current is passed through the motor, the first trigger signal is generated as a pulse waveform having a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and the manipulated variable Y is generated. When the sign of means a flow of armature current of opposite polarity to the motor, the second trigger signal is generated as a pulse waveform having a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and the manipulated variable Y is Trigger signal generating means for stopping generation of both the first and second trigger signals when zero is realized.
【0088】更にこの例では、偏差Xn が零であるか否
かを判別してXn が零である場合には積分値ΣXn を零
とし、Xn が零でない場合には積分値ΣXn の演算を行
わせる過程により、偏差が零であることが検出されたと
きに積分値を零にする積分値リセット手段が実現されて
いる。なお積分値のリセットは、操作量Yを演算する前
に行えばよく、必ずしも図6のフローチャートに示した
ように偏差Xn を演算した直後に行う必要はない。Further, in this example, it is determined whether or not the deviation Xn is zero. If Xn is zero, the integral value ΣXn is set to zero, and if Xn is not zero, the integral value ΣXn is calculated. By the process of making, the integrated value resetting means that makes the integrated value zero when the deviation is detected to be zero is realized. It should be noted that the reset of the integrated value may be performed before calculating the manipulated variable Y, and need not necessarily be performed immediately after calculating the deviation Xn as shown in the flowchart of FIG.
【0089】上記、目標値設定手段と、サンプリング信
号発生手段と、偏差演算手段と、積分値演算手段と、微
分値演算手段と、操作量演算手段と、トリガ信号発生手
段とにより、直流モータMの回転角度の目標値と回転角
度検出部による回転角度の検出値との偏差を零にするよ
うにスイッチ回路4に第1のトリガ信号または第2のト
リガ信号を与えて該スイッチ回路をオンオフ制御する制
御部が構成されている。By the target value setting means, sampling signal generating means, deviation calculating means, integral value calculating means, differential value calculating means, manipulated variable calculating means, and trigger signal generating means, the DC motor M ON / OFF control of the switch circuit 4 by giving a first trigger signal or a second trigger signal so that the deviation between the target value of the rotation angle and the detected value of the rotation angle by the rotation angle detector is zero. The control unit is configured.
【0090】なお上記の実施例では、偏差が零であるこ
とが検出されたときに積分値を零にする積分値リセット
手段を設けているが、積分演算を行う際に累計する偏差
の数を制限しておけば(積分区間を制限しておけば)、
積分値をリセットする手段は省略することができる。こ
の場合積分値演算手段は、今回のサンプリングよりも設
定された回数だけ前に行われたサンプリング時から今回
のサンプリング時までの間に演算された偏差値を累計す
ることにより偏差の積分値を演算するように構成する。In the above embodiment, the integrated value resetting means for resetting the integrated value to zero when the deviation is detected to be zero is provided, but the number of accumulated deviations when performing the integral calculation is If you limit it (if you limit the integration interval),
The means for resetting the integrated value can be omitted. In this case, the integral value calculating means calculates the integral value of the deviation by accumulating the deviation values calculated from the sampling time performed a preset number of times before the current sampling to the current sampling time. To configure.
【0091】なお本発明においては、積分区間を制限す
る場合にも積分値リセット手段を設けることを何等妨げ
ない。In the present invention, the provision of the integral value resetting means is not obstructed even when the integral interval is limited.
【0092】上記の実施例では、偏差を演算する際に、
目標値から検出値を引き算するようにしているが、逆に
検出値から目標値を引き算することにより偏差を求める
ようにしてもよい。この場合には、偏差の符号が上記実
施例で説明した符号と逆になるが、積分値ΣXn の符号
は偏差Xn の符号と同じになる。またモータが目標値に
向かって回転して偏差が小さくなっていく際の微分値Δ
Xn /Δtの符号は、偏差Xn の符号と逆の符号にな
る。In the above embodiment, when calculating the deviation,
Although the detected value is subtracted from the target value, conversely, the deviation may be obtained by subtracting the target value from the detected value. In this case, the sign of the deviation is opposite to the sign described in the above embodiment, but the sign of the integrated value ΣXn is the same as the sign of the deviation Xn. Also, when the motor rotates toward the target value and the deviation decreases, the differential value Δ
The sign of Xn / Δt is the opposite sign to the sign of the deviation Xn.
【0093】本発明においては、偏差の演算の仕方の如
何に係わりなく、操作量Yの符号が偏差Xn の符号と同
じであるときには、該偏差Xn を零にする方向に直流モ
ータを回転させるために必要な極性の電機子電流を該操
作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持たせて直流モータ
に供給し、操作量Yの符号が偏差Xn の符号と異なると
きには該偏差Xn を零にする方向への直流モータの回転
を妨げる極性の電機子電流を該操作量Yの絶対値に等し
いパルス幅を持たせて直流モータに供給するようにすれ
ばよい。In the present invention, regardless of the method of calculating the deviation, when the sign of the manipulated variable Y is the same as the sign of the deviation Xn, the DC motor is rotated in the direction to make the deviation Xn zero. Is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the sign of the manipulated variable Y is different from the sign of the deviation Xn, the deviation Xn is set to zero. It suffices to supply the DC motor with an armature current of a polarity that prevents the DC motor from rotating in the direction with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y.
【0094】上記の実施例では、内燃機関を点火する点
火回路として電流遮断形の回路が用いられているが、点
火コイルの1次側に設けた点火エネルギー蓄積用コンデ
ンサの電荷をサイリスタ等の放電用のスイッチを通して
点火コイルの1次コイルに放電させることにより点火用
の高電圧を得るコンデンサ放電式の回路を用いてもよ
い。In the above embodiment, a current cutoff type circuit is used as the ignition circuit for igniting the internal combustion engine. A capacitor discharge type circuit may be used in which a high voltage for ignition is obtained by discharging the primary coil of the ignition coil through a switch for protection.
【0095】上記の実施例では、内燃機関の回転数を与
えるデータNe として、ラッチ回路5gによりラッチし
たカウンタ5hの計数値(内燃機関が1回転するのに要
する時間に相当する。)を用いたが、ラッチ回路5gが
ラッチしたカウンタの計数値から、実際の回転数を演算
して、演算した回転数を内燃機関の回転数を与えるデー
タNe として用いるようにしてもよい。In the above embodiment, the count value of the counter 5h latched by the latch circuit 5g (corresponding to the time required for the internal combustion engine to make one revolution) is used as the data Ne for giving the number of revolutions of the internal combustion engine. However, the actual rotation speed may be calculated from the count value of the counter latched by the latch circuit 5g, and the calculated rotation speed may be used as the data Ne for giving the rotation speed of the internal combustion engine.
【0096】以上本発明の好ましいと思われる実施例を
示したが、本発明は上記の実施例により限定されるもの
ではなく、本願明細書に開示した思想の範囲で、各部に
種々の変形を加えることができる。本願明細書に開示し
た発明の主なものを列挙すると下記の通りである。Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made to each part within the scope of the concept disclosed in the specification of the present application. Can be added. The main aspects of the invention disclosed in the present specification are listed below.
【0097】(1) 内燃機関の所定の制御量を調節す
る操作部を操作する内燃機関制御用直流モータに流す正
逆両極性の電機子電流をそれぞれオンオフし得るスイッ
チ回路を設けておき、スイッチ回路をオンオフ制御して
電機子電流のデューティ比を制御することによりモータ
の出力軸の回転角度を目標値に一致させるように制御す
る内燃機関制御用直流モータの制御方法において、前記
モータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出部の
検出値を所定のサンプリング間隔Δtでサンプリングし
て、前記回転角度の目標値とサンプリングした検出値と
の偏差Xn を演算する過程と、該偏差Xn の積分値ΣX
n を演算する過程と、前回のサンプリング時から今回の
サンプリング時までの偏差の時間的変化率を示す微分値
ΔXn /Δtを演算する過程と、偏差が零であるか否か
を判別して偏差が零であるときに積分値を零にする過程
と、少なくとも積分値と微分値とに所定の係数を乗じた
ものを加算する過程とを行って直流モータに流す電機子
電流の大きさに相応した大きさと、該電機子電流の極性
に対応した符号とを有する操作量Yを演算し、前記操作
量Yの符号を判別して、操作量Yの符号が前記モータに
正極性の電機子電流を流すことを意味する符号であると
きには該操作量Yの絶対値に等しい期間の間だけモータ
に正極性の電機子電流を流し、操作量Yの符号が前記モ
ータに逆極性の電機子電流を流すことを意味する符号で
あるときには該操作量Yの絶対値に等しい期間の間だけ
モータに逆極性の電機子電流を流し、前記操作量が零に
なったことが検出されたときに前記モータへの電機子電
流の供給を停止するように前記スイッチ回路をオンオフ
制御することを特徴とする内燃機関制御用直流モータの
制御方法。(1) A switch circuit is provided for turning on / off the armature currents of both polarities of forward and reverse, which are supplied to the direct-current motor for controlling the internal combustion engine, which operates an operating portion for adjusting a predetermined control amount of the internal combustion engine. A method for controlling a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, comprising controlling the rotation angle of an output shaft of a motor to match a target value by controlling a duty ratio of an armature current by controlling a circuit on and off, wherein an output shaft of the motor Of the rotation angle detecting unit for detecting the rotation angle of the rotation angle is sampled at a predetermined sampling interval Δt to calculate the deviation Xn between the target value of the rotation angle and the sampled detection value, and the integration of the deviation Xn. Value ΣX
The process of calculating n, the process of calculating the differential value ΔXn / Δt that indicates the temporal change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of the current sampling, and the process of determining whether the deviation is zero Corresponding to the magnitude of the armature current flowing to the DC motor by performing the process of setting the integrated value to zero when is zero and the process of adding at least the product of the integrated value and the differential value by a predetermined coefficient. And an operation amount Y having a sign corresponding to the polarity of the armature current is calculated, the sign of the operation amount Y is determined, and the sign of the operation amount Y is a positive armature current of the motor. When the sign is that the operation amount Y is passed, a positive armature current is applied to the motor for a period equal to the absolute value of the operation amount Y, and the operation amount Y is applied with a reverse polarity armature current to the motor. If it is a code meaning to flow, the operation An armature current of reverse polarity is passed through the motor only during a period equal to the absolute value of Y, and when it is detected that the manipulated variable becomes zero, the supply of the armature current to the motor is stopped. A method for controlling a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, comprising performing on / off control of the switch circuit.
【0098】(2) 内燃機関の所定の制御量を調節す
る操作部を操作する内燃機関制御用直流モータに流す正
逆両極性の電機子電流をそれぞれオンオフし得るスイッ
チ回路を設けておき、スイッチ回路をオンオフ制御して
電機子電流のデューティ比を制御することによりモータ
の出力軸の回転角度を目標値に一致させるように制御す
る内燃機関制御用直流モータの制御方法において、前記
モータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出部の
検出値を所定のサンプリング間隔Δtでサンプリングし
て、前記回転角度の目標値とサンプリングした検出値と
の偏差Xn を演算する過程と、今回のサンプリングより
も設定された回数だけ前に行われたサンプリング時から
今回のサンプリング時までに演算された偏差の累計値を
求めることにより偏差Xn の積分値ΣXn を演算する過
程と、前回のサンプリング時から今回のサンプリング時
までの偏差の時間的変化率を示す微分値ΔXn /Δtを
演算する過程と、少なくとも積分値と微分値とに所定の
係数を乗じたものを加算する過程とを行って直流モータ
に流す電機子電流の大きさに相応した大きさと、該電機
子電流の極性に対応した符号とを有する操作量Yを演算
し、前記操作量Yの符号を判別して、操作量Yの符号が
前記モータに正極性の電機子電流を流すことを意味する
符号であるときには該操作量Yの絶対値に等しい期間の
間だけモータに正極性の電機子電流を流し、操作量Yの
符号が前記モータに逆極性の電機子電流を流すことを意
味する符号であるときには該操作量Yの絶対値に等しい
期間の間だけモータに逆極性の電機子電流を流し、前記
操作量が零になったことが検出されたときに前記モータ
への電機子電流の供給を停止するように前記スイッチ回
路をオンオフ制御することを特徴とする内燃機関制御用
直流モータの制御方法。(2) A switch circuit is provided for turning on / off the armature currents of both positive and reverse polarities which are supplied to the internal-combustion-engine controlling DC motor for operating the operating portion for adjusting a predetermined control amount of the internal combustion engine. A method for controlling a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, comprising controlling the rotation angle of an output shaft of a motor to match a target value by controlling a duty ratio of an armature current by controlling a circuit on and off, wherein an output shaft of the motor The process of sampling the detection value of the rotation angle detection unit for detecting the rotation angle of No. 2 at a predetermined sampling interval Δt, and calculating the deviation Xn between the target value of the rotation angle and the sampled detection value, and this sampling The deviation is calculated by calculating the cumulative total of the deviations calculated from the time when the sampling was performed a set number of times before to the time of this sampling. The process of calculating the integral value ΣXn of Xn and the process of calculating the differential value ΔXn / Δt indicating the temporal change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of the present sampling, and at least the predetermined value for the integrated value and the differential value. A step of adding a value obtained by multiplying a coefficient of ## EQU1 ## and an operation amount Y having a magnitude corresponding to the magnitude of the armature current flowing to the DC motor and a sign corresponding to the polarity of the armature current, The sign of the manipulated variable Y is discriminated. When the sign of the manipulated variable Y is a sign meaning that a positive armature current is passed through the motor, the motor is operated for a period equal to the absolute value of the manipulated variable Y. When a positive polarity armature current is applied to the motor and the sign of the manipulated variable Y is a sign that a reverse polarity armature current is allowed to flow to the motor, the motor is operated for a period equal to the absolute value of the manipulated variable Y. Armature current of opposite polarity Of the DC motor for controlling an internal combustion engine, wherein the switch circuit is controlled to be turned on and off so as to stop the supply of the armature current to the motor when it is detected that the manipulated variable has become zero. Control method.
【0099】(3) 内燃機関の所定の制御量を調節す
る操作部を操作する直流モータの出力軸の回転角度を目
標値に一致させるように制御する内燃機関制御用直流モ
ータの制御方法において、前記直流モータの出力軸の回
転角度を検出する回転角度検出部の検出値を所定のサン
プリング間隔Δtでサンプリングして、前記回転角度の
目標値とサンプリングした検出値との偏差Xn を演算す
る過程と、前回のサンプリング時までに演算された偏差
の累計値ΣXn-1 に今回のサンプリング時に演算された
偏差Xn を加算して偏差の積分値ΣXn を演算する過程
と、今回のサンプリング時に演算された偏差Xn と前回
のサンプリング時に演算された偏差Xn-1 とサンプリン
グ間隔Δtとを用いて前回のサンプリング時から今回の
サンプリング時までの偏差の時間的変化率を微分値ΔX
n /Δtとして演算する過程と、前記偏差が零であるか
否かを判別して該偏差が零であるときに前記積分値を零
にする過程と、前記偏差Xn と積分値ΣXn と微分値Δ
Xn /Δtとにそれぞれ所定の定数K1 ,K2 及びK3
を乗じたものを加算することにより操作量Y=K1 ・X
n +K2 ・ΣXn +K3 (ΔXn /Δt)を演算する過
程とを行い、操作量Yの符号が偏差Xn の符号と同じと
きには該偏差Xn を零にする方向に直流モータを回転さ
せるために必要な極性の電機子電流を該操作量Yの絶対
値に等しいパルス幅を持たせて直流モータに供給し、操
作量Yの符号が偏差Xn の符号と異なるときには該偏差
Xn を零にする方向への直流モータの回転を妨げる極性
の電機子電流を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を
持たせて直流モータに供給し、前記操作量Yが零になっ
たときに前記直流モータへの電機子電流の供給を停止す
ることを特徴とする内燃機関制御用直流モータの制御方
法。(3) In the control method of the internal-combustion-engine controlling DC motor, in which the rotation angle of the output shaft of the DC motor for operating the operating portion for adjusting the predetermined control amount of the internal combustion engine is controlled to match the target value. A step of calculating a deviation Xn between a target value of the rotation angle and the sampled detection value by sampling a detection value of a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of the output shaft of the DC motor at a predetermined sampling interval Δt; , The process of adding the deviation Xn calculated at the time of this sampling to the cumulative value ΣXn-1 of the deviation calculated at the time of the previous sampling to calculate the integrated value ΣXn of the deviation, and the deviation calculated at the time of this sampling Xn, the deviation Xn-1 calculated at the time of the previous sampling, and the sampling interval Δt are used to calculate the deviation from the time of the previous sampling to the time of the current sampling. The time change rate is the differential value ΔX
n / Δt, a step of determining whether or not the deviation is zero and setting the integrated value to zero when the deviation is zero, the deviation Xn, the integrated value ΣXn and the differential value Δ
Xn / Δt and predetermined constants K1, K2 and K3, respectively
The manipulated variable Y = K1.X by adding the product of
n + K2.SIGMA.Xn + K3 (.DELTA.Xn / .DELTA.t) is calculated, and when the sign of the manipulated variable Y is the same as the sign of the deviation Xn, the polarity required to rotate the DC motor in the direction to make the deviation Xn zero. Is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the sign of the manipulated variable Y is different from the sign of the deviation Xn, the DC in the direction to make the deviation Xn zero. An armature current having a polarity that hinders rotation of the motor is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the manipulated variable Y becomes zero, an armature to the DC motor. A method for controlling a DC motor for controlling an internal combustion engine, characterized in that the supply of electric current is stopped.
【0100】(4) 内燃機関の所定の制御量を調節す
る操作部を操作する直流モータの出力軸の回転角度を目
標値に一致させるように制御する内燃機関制御用直流モ
ータの制御方法において、前記直流モータの出力軸の回
転角度を検出する回転角度検出部の検出値を所定のサン
プリング間隔Δtでサンプリングして、回転角度の目標
値とサンプリングした検出値との偏差Xn を演算する過
程と、前回のサンプリング時までに演算された偏差の累
計値ΣXn-1 に今回のサンプリング時に演算された偏差
Xn を加算して偏差の積分値ΣXn を演算する過程と、
今回のサンプリング時に演算された偏差Xn と前回のサ
ンプリング時に演算された偏差Xn-1 とサンプリング間
隔Δtとを用いて前回のサンプリング時から今回のサン
プリング時までの偏差の時間的変化率を微分値ΔXn /
Δtとして演算する過程と、前記偏差Xn が零であるか
否かを判別して該偏差が零であるときに前記積分値を零
にする過程と、前記積分値ΣXn と微分値ΔXn /Δt
とにそれぞれ所定の定数k1 及びk2を乗じたものを加
算することにより操作量Y=k1 ・ΣXn +k2 (ΔX
n /Δt)を演算する過程とを行い、前記操作量Yの符
号が前記偏差Xn の符号と同じときには該偏差Xn を零
にする方向に直流モータを回転させるために必要な極性
の電機子電流を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を
持たせて直流モータに供給し、前記操作量Yの符号が偏
差Xn の符号と異なるときには該偏差Xn を零にする方
向への直流モータの回転を妨げる極性の電機子電流を該
操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持たせて直流モー
タに供給し、前記操作量Yが零になったときに前記直流
モータへの電気電流の供給を停止することを特徴とする
内燃機関制御用直流モータの制御方法。(4) In the control method of the internal-combustion-engine controlling DC motor, in which the rotation angle of the output shaft of the DC motor for operating the operating portion for adjusting the predetermined control amount of the internal combustion engine is controlled to match the target value, A step of sampling a detection value of a rotation angle detection unit for detecting a rotation angle of the output shaft of the DC motor at a predetermined sampling interval Δt, and calculating a deviation Xn between a target value of the rotation angle and the sampled detection value; A process of adding the deviation Xn calculated at the time of this sampling to the cumulative value ΣXn-1 of the deviation calculated at the time of the previous sampling to calculate the integrated value ΣXn of the deviation,
Using the deviation Xn calculated at the current sampling time, the deviation Xn-1 calculated at the previous sampling time, and the sampling interval Δt, the temporal change rate of the deviation from the last sampling time to the current sampling time is differentiated by ΔXn. /
The process of calculating as Δt, the process of determining whether or not the deviation Xn is zero and setting the integrated value to zero when the deviation is zero, the integrated value ΣXn and the differential value ΔXn / Δt.
And the multiplication of predetermined constants k1 and k2, respectively, to add the manipulated variable Y = k1.SIGMA.Xn + k2 (.DELTA.X
n / Δt) is calculated, and when the sign of the manipulated variable Y is the same as the sign of the deviation Xn, the armature current of the polarity necessary to rotate the DC motor in the direction to make the deviation Xn zero. Is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the sign of the manipulated variable Y is different from the sign of the deviation Xn, the rotation of the DC motor in the direction to make the deviation Xn zero. Is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the manipulated variable Y becomes zero, the electric current is supplied to the DC motor. A method for controlling a DC motor for controlling an internal combustion engine, which is characterized by stopping.
【0101】(5) 内燃機関の所定の制御量を調節す
る操作部を操作する直流モータの出力軸の回転角度を目
標値に一致させるように該モータの電機子電流のデュー
ティ比を制御する内燃機関制御用直流モータの制御方法
において、前記直流モータの出力軸の回転角度を検出す
る回転角度検出部の検出値を所定のサンプリング間隔Δ
tでサンプリングして、前記回転角度の目標値からサン
プリングした検出値を減じることにより偏差xn を演算
する過程と、前回のサンプリング時までに演算された偏
差の累計値Σxn-1 に今回のサンプリング時に演算され
た偏差xn を加算して偏差の積分値Σxn を演算する過
程と、今回のサンプリング時に演算された偏差Xn から
前回のサンプリング時に演算された偏差Xn-1 を減じる
ことにより演算した偏差の変化量Xn −Xn-1 とサンプ
リング間隔Δtとから偏差の時間的変化率を微分値ΔX
n /Δtとして演算する過程と、前記偏差Xn が零であ
るか否かを判別して該偏差が零であるときに前記積分値
を零にする過程と、前記偏差Xn と積分値ΣXn と微分
値ΔXn /Δtとにそれぞれ所定の定数K1 ,K2 及び
K3 を乗じたものを加算することにより操作量y=K1
・Xn +K2 ・ΣXn +K3 (ΔXn /Δt)を演算す
る過程とを行い、前記モータの出力軸の一方向への回転
を正回転として該正回転側に図った回転角度の符号を正
とし、前記操作量Yの符号が正のときには前記直流モー
タを正回転させるために必要な極性の電機子電流を該操
作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持たせて直流モータ
に供給し、前記操作量Yの符号が負のときには前記直流
モータを逆回転させる極性の電機子電流を該操作量Yの
絶対値に等しいパルス幅を持たせて直流モータに供給
し、前記操作量Yが零になったときに前記直流モータへ
の電機子電流の供給を停止することを特徴とする内燃機
関制御用直流モータの制御方法。(5) Internal combustion engine that controls the duty ratio of the armature current of the motor so that the rotation angle of the output shaft of the DC motor that operates the operation part for adjusting the predetermined control amount of the internal combustion engine matches the target value In a method of controlling a DC motor for engine control, a detection value of a rotation angle detection unit that detects a rotation angle of an output shaft of the DC motor is set to a predetermined sampling interval Δ.
The process of calculating the deviation xn by sampling at t and subtracting the detected value sampled from the target value of the rotation angle, and the cumulative value Σxn-1 of the deviations calculated up to the previous sampling time The process of adding the calculated deviation xn to calculate the integrated value Σxn of the deviation, and the change of the deviation calculated by subtracting the deviation Xn-1 calculated in the previous sampling from the deviation Xn calculated in the current sampling The time change rate of the deviation from the quantity Xn-Xn-1 and the sampling interval Δt is the differential value ΔX.
n / Δt, a step of determining whether the deviation Xn is zero and setting the integrated value to zero when the deviation Xn is zero, the deviation Xn, the integrated value ΣXn, and a differential The manipulated variable y = K1 is obtained by adding the values .DELTA.Xn / .DELTA.t and the predetermined constants K1, K2 and K3, respectively.
.Xn + K2..SIGMA.Xn + K3 (.DELTA.Xn / .DELTA.t) is calculated, and rotation of the output shaft of the motor in one direction is defined as positive rotation. When the sign of the manipulated variable Y is positive, an armature current having a polarity necessary to rotate the DC motor forward is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y. When the sign of Y is negative, an armature current having a polarity for rotating the DC motor in the reverse direction is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the operation amount Y, and the operation amount Y becomes zero. A method of controlling a DC motor for controlling an internal combustion engine, characterized in that the supply of an armature current to the DC motor is stopped at times.
【0102】(6) 内燃機関の所定の制御量を調節す
る操作部を操作する直流モータの出力軸の回転角度を目
標値に一致させるように該モータの電機子電流のデュー
ティ比を制御する内燃機関制御用直流モータ制御方法に
おいて、前記直流モータの出力軸の回転角度を検出する
回転角度検出部の検出値を所定のサンプリング間隔Δt
でサンプリングして、回転角度の目標値からサンプリン
グした検出値を減じることにより偏差Xn を演算する過
程と、前回のサンプリング時までに演算された偏差の累
計値ΣXn-1 に今回のサンプリング時に演算された偏差
Xn を加算して偏差の積分値ΣXn を演算する過程と、
今回のサンプリング時に演算された偏差Xn から前回の
サンプリング時に演算された偏差Xn-1 を減じることに
より演算した偏差の変化量Xn −Xn-1 とサンプリング
間隔Δtとから偏差の時間的変化率を微分値ΔXn /Δ
tとして演算する過程と、前記偏差Xn が零であるか否
かを判別して該偏差が零であるときに前記積分値を零に
する過程と、前記積分値ΣXn と微分値ΔXn /Δtと
にそれぞれ所定の定数k1 及びk2を乗じたものを加算
することにより操作量Y=k1 ・ΣXn +k2 (ΔXn
/Δt)を演算する過程とを行い、前記モータの出力軸
の一方向への回転を正回転として該正回転側に図った回
転角度の符号を正とし、前記操作量Yの符号が正のとき
には前記直流モータを正回転させるために必要な極性の
電機子電流を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持
たせて直流モータに供給し、前記操作量Yの符号が負の
ときには前記直流モータを逆回転させる極性の電機子電
流を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持たせて直
流モータに供給し、前記操作量Yが零になったときに前
記直流モータへの電機子電流の供給を停止することを特
徴とする内燃機関制御用直流モータの制御方法。(6) Internal combustion engine for controlling the duty ratio of the armature current of the motor so that the rotation angle of the output shaft of the DC motor for operating the operation part for adjusting a predetermined control amount of the internal combustion engine is made to match the target value. In the engine control DC motor control method, a detection value of a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the output shaft of the DC motor is set to a predetermined sampling interval Δt.
The deviation Xn is calculated by subtracting the sampled detection value from the target value of the rotation angle, and the accumulated deviation ΣXn-1 calculated by the previous sampling is calculated at this sampling. The process of adding the deviation Xn to calculate the integral value ΣXn of the deviation,
Differentiate the time change rate of the deviation from the deviation amount Xn-Xn-1 calculated by subtracting the deviation Xn-1 calculated at the previous sampling from the deviation Xn calculated at this sampling time and the sampling interval Δt. Value ΔXn / Δ
a step of calculating as t, a step of determining whether or not the deviation Xn is zero and setting the integrated value to zero when the deviation Xn is zero, the integrated value ΣXn and the differential value ΔXn / Δt Is multiplied by the predetermined constants k1 and k2, respectively, and the manipulated variable Y = k1.SIGMA.Xn + k2 (.DELTA.Xn
/ Δt) is calculated, the rotation of the output shaft of the motor in one direction is defined as positive rotation, and the sign of the rotation angle on the positive rotation side is positive, and the sign of the manipulated variable Y is positive. Occasionally, an armature current having a polarity necessary to rotate the DC motor forward is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y. When the sign of the manipulated variable Y is negative, the An armature current of a polarity that causes the DC motor to rotate in the reverse direction is supplied to the DC motor with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the manipulated variable Y becomes zero, an electric motor for the DC motor is supplied. A control method for a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, characterized in that the supply of child current is stopped.
【0103】(7) 第1のトリガ信号が与えられてい
る間及び第2のトリガ信号が与えられている間それぞれ
導通するスイッチ素子を備えていて、第1のトリガ信号
が与えられている間及び第2のトリガ信号が与えられて
いる間それぞれ内燃機関制御用直流モータに正極性の電
機子電流及び逆極性の電機子電流を流すように構成され
たスイッチ回路と、前記直流モータの出力軸の各瞬時の
回転角度を検出する回転角度検出部と、前記直流モータ
の回転角度の目標値と回転角度検出部による回転角度の
検出値との偏差を零にするように前記スイッチ回路に第
1のトリガ信号または第2のトリガ信号を与えて前記ス
イッチ回路をオンオフ制御する制御部とを備えた内燃機
関制御用直流モータの制御装置において、前記制御部
は、前記正極性の電機子電流が与えられた際の直流モー
タの出力軸の回転方向を正回転方向として該正回転方向
側に図った回転角度の符号を正として前記直流モータの
出力軸の各瞬時の回転角度を検出する回転角度検出部
と、前記直流モータの回転角度の目標値を与える目標値
設定手段と、所定のサンプリング間隔Δtでサンプリン
グ信号を発生するサンプリング信号発生手段と、各サン
プリング信号が発生する毎に前記回転角度検出部による
回転角度の検出値をサンプリングして前記目標値からサ
ンプリングした検出値を減じることにより偏差Xn を演
算する偏差演算手段と、前回のサンプリング時までに演
算された偏差の累計値に今回のサンプリング時に演算さ
れた偏差Xn を加算したものを偏差の積分値ΣXn とし
て演算する積分値演算手段と、今回のサンプリング時に
演算された偏差Xn から前回のサンプリング時に演算さ
れた偏差Xn-1 を減じることにより演算した偏差の変化
量Xn −Xn-1 とサンプリング間隔Δtとから偏差の時
間的変化率を微分値ΔXn /Δtとして演算する微分値
演算手段と、前記偏差Xn が零であるか否かを判別して
偏差Xn が零であるときに前記積分値ΣXn を零にする
積分値リセット手段と、前記偏差Xn と積分値ΣXn と
微分値ΔXn /Δtとにそれぞれ所定の定数K1 ,K2
及びK3 を乗じたものを加算することにより操作量Y=
K1 ・Xn +K2 ・ΣXn +K3 (ΔXn /Δt)を演
算する操作量演算手段と、前記操作量Yが正のときには
前記第1のトリガ信号を該操作量Yの絶対値に等しいパ
ルス幅を持たせて発生し、操作量Yが負のときには第2
のトリガ信号を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を
持たせて発生し、前記操作量Yが零のときには第1及び
第2のトリガ信号の双方の発生を停止するトリガ信号発
生手段とを具備していることを特徴とする内燃機関制御
用直流モータの制御装置。(7) A switch element is provided that conducts while the first trigger signal is being applied and while the second trigger signal is being applied, and while the first trigger signal is being applied. And a switch circuit configured to flow a positive polarity armature current and a reverse polarity armature current to the internal combustion engine controlling DC motor while the second trigger signal is being applied, respectively, and an output shaft of the DC motor. A rotation angle detecting section for detecting each instantaneous rotation angle of the DC motor, and the switch circuit for setting the deviation between the target value of the rotation angle of the DC motor and the detection value of the rotation angle by the rotation angle detecting section to zero. Of the DC motor for controlling an internal combustion engine, comprising: a control unit for applying ON / OFF control of the switch circuit by applying the trigger signal or the second trigger signal of The instantaneous rotation angle of the output shaft of the DC motor is detected by setting the rotation angle of the output shaft of the DC motor when the child current is applied as the positive rotation direction and the positive sign of the rotation angle on the positive rotation direction side. Rotation angle detector, target value setting means for giving a target value of the rotation angle of the DC motor, sampling signal generating means for generating a sampling signal at a predetermined sampling interval Δt, and the sampling signal generating means for each sampling signal. Deviation calculation means for calculating the deviation Xn by sampling the detection value of the rotation angle by the rotation angle detection unit and subtracting the sampled detection value from the target value, and the accumulated value of the deviations calculated up to the previous sampling time. Integral value calculating means for calculating a sum of deviations Xn calculated at the time of sampling this time as an integrated value ΣXn of deviations, and this sample Difference Xn-Xn-1 calculated by subtracting deviation Xn-1 calculated at the previous sampling from deviation Xn calculated at the time of sampling and sampling rate .DELTA.t to obtain a differential value .DELTA.Xn / Δt, a differential value calculating means, an integrated value resetting means for determining whether or not the deviation Xn is zero and setting the integrated value ΣXn to zero when the deviation Xn is zero, and the deviation Xn. And the integrated value ΣXn and the differential value ΔXn / Δt are respectively set to predetermined constants K1 and K2.
And the manipulated variable Y =
K1.Xn + K2..SIGMA.Xn + K3 (.DELTA.Xn / .DELTA.t), and a pulse width equal to the absolute value of the operation amount Y when the operation amount Y is positive. Occurs when the operation amount Y is negative, the second
Trigger signal generating means for generating a trigger signal having a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and stopping the generation of both the first and second trigger signals when the manipulated variable Y is zero. A controller for a DC motor for controlling an internal combustion engine, comprising:
【0104】(8) 第1のトリガ信号が与えられてい
る間及び第2のトリガ信号が与えられている間それぞれ
導通するスイッチ素子を備えていて、第1のトリガ信号
が与えられている間及び第2のトリガ信号が与えられて
いる間それぞれ内燃機関制御用直流モータに正極性の電
機子電流及び逆極性の電機子電流を流すように構成され
たスイッチ回路と、前記直流モータの出力軸の各瞬時の
回転角度を検出する回転角度検出部と、前記直流モータ
の回転角度の目標値と回転角度検出部による回転角度の
検出値との偏差を零にするように前記スイッチ回路に第
1のトリガ信号または第2のトリガ信号を与えて前記ス
イッチ回路をオンオフ制御する制御部とを備えた内燃機
関制御用直流モータの制御装置において、前記制御部
は、前記正極性の電機子電流が与えられた際の直流モー
タの出力軸の回転方向を正回転方向として該正回転方向
側に図った回転角度の符号を正として前記直流モータの
出力軸の各瞬時の回転角度を検出する回転角度検出部
と、前記直流モータの回転角度の目標値を与える目標値
設定手段と、所定のサンプリング間隔Δtでサンプリン
グ信号を発生するサンプリング信号発生手段と、各サン
プリング信号が発生する毎に前記回転角度検出部による
回転角度の検出値をサンプリングして前記目標値からサ
ンプリングした検出値を減じることにより偏差Xn を演
算する偏差演算手段と、前回のサンプリング時までに演
算された偏差の累計値に今回のサンプリング時に演算さ
れた偏差Xn を加算したものを偏差の積分値ΣXn とし
て演算する積分値演算手段と、今回のサンプリング時に
演算された偏差Xn から前回のサンプリング時に演算さ
れた偏差Xn-1 を減じることにより演算した偏差の変化
量Xn −Xn-1 とサンプリング間隔Δtとから偏差の時
間的変化率を微分値ΔXn /Δtとして演算する微分値
演算手段と、前記偏差Xn が零であるか否かを判別して
該偏差Xn が零であるときに前記積分値ΣXn を零にす
る積分値リセット手段と、前記積分値ΣXn と微分値Δ
Xn /Δtとにそれぞれ所定の定数k1 及びk2を乗じ
たものを加算することにより操作量Y=k1 ・ΣXn +
k2 (ΔXn /Δt)を演算する操作量演算手段と、前
記操作量Yが正のときには前記第1のトリガ信号を該操
作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持たせて発生し、前
記操作量Yが負のときには前記第2のトリガ信号を該操
作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持たせて発生し、前
記操作量Yが零のときには前記第1及び第2のトリガ信
号の双方の発生を停止するトリガ信号発生手段とを具備
ししていることを特徴とする内燃機関制御用直流モータ
の制御装置。(8) A switch element is provided that conducts while the first trigger signal is being applied and while the second trigger signal is being applied, and while the first trigger signal is being applied. And a switch circuit configured to flow a positive polarity armature current and a reverse polarity armature current to the internal combustion engine controlling DC motor while the second trigger signal is being applied, respectively, and an output shaft of the DC motor. A rotation angle detecting unit for detecting each instantaneous rotation angle of the DC motor, and the switch circuit for setting the deviation between the target value of the rotation angle of the DC motor and the detection value of the rotation angle by the rotation angle detecting unit to zero. Of the DC motor for controlling an internal combustion engine, comprising: a control unit for applying the trigger signal or the second trigger signal to ON / OFF control the switch circuit. The instantaneous rotation angle of the output shaft of the DC motor is detected by setting the rotation angle of the output shaft of the DC motor when the child current is applied as the positive rotation direction and the positive sign of the rotation angle on the positive rotation direction side. Rotation angle detector, target value setting means for giving a target value of the rotation angle of the DC motor, sampling signal generating means for generating a sampling signal at a predetermined sampling interval Δt, and the sampling signal generating means for each sampling signal. Deviation calculation means for calculating the deviation Xn by sampling the detection value of the rotation angle by the rotation angle detection unit and subtracting the sampled detection value from the target value, and the accumulated value of the deviations calculated up to the previous sampling time. Integral value calculating means for calculating a sum of deviations Xn calculated at the time of sampling this time as an integrated value ΣXn of deviations, and this sample Difference Xn-Xn-1 calculated by subtracting the deviation Xn-1 calculated at the previous sampling from the deviation Xn calculated at the time of sampling, and the differential rate ΔXn of the time change rate of the deviation from the sampling interval Δt. / Δt, a differential value calculating means, an integrated value resetting means that determines whether or not the deviation Xn is zero and sets the integrated value ΣXn to zero when the deviation Xn is zero, and the integral Value ΣXn and differential value Δ
The manipulated variable Y = k1..SIGMA.Xn + is added by multiplying Xn / .DELTA.t by predetermined constants k1 and k2, respectively.
k2 (.DELTA.Xn / .DELTA.t) operation amount calculation means, and when the operation amount Y is positive, the first trigger signal is generated with a pulse width equal to the absolute value of the operation amount Y to perform the operation. When the amount Y is negative, the second trigger signal is generated with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the manipulated variable Y is zero, both the first and second trigger signals are generated. And a trigger signal generating means for stopping the generation of the internal combustion engine.
【0105】(9) 第1のトリガ信号が与えられてい
る間及び第2のトリガ信号が与えられている間それぞれ
導通するスイッチ素子を備えていて、第1のトリガ信号
が与えられている間及び第2のトリガ信号が与えられて
いる間それぞれ内燃機関制御用直流モータに正極性の電
機子電流及び逆極性の電機子電流を流すように構成され
たスイッチ回路と、前記直流モータの出力軸の各瞬時の
回転角度を検出する回転角度検出部と、前記直流モータ
の回転角度の目標値と回転角度検出部による回転角度の
検出値との偏差を零にするように前記スイッチ回路に第
1のトリガ信号または第2のトリガ信号を与えて前記ス
イッチ回路をオンオフ制御する制御部とを備えた内燃機
関制御用直流モータの制御装置において、前記制御部
は、前記正極性の電機子電流が与えられた際の直流モー
タの出力軸の回転方向を正回転方向として該正回転方向
側に図った回転角度の符号を正として前記直流モータの
出力軸の各瞬時の回転角度を検出する回転角度検出部
と、前記直流モータの回転角度の目標値を与える目標値
設定手段と、所定のサンプリング間隔Δtでサンプリン
グ信号を発生するサンプリング信号発生手段と、各サン
プリング信号が発生する毎に前記回転角度検出部による
回転角度の検出値をサンプリングして前記目標値からサ
ンプリングした検出値を減じることにより偏差Xn を演
算する偏差演算手段と、今回のサンプリングよりも設定
された回数だけ前に行われたサンプリング時から今回の
サンプリング時までに演算された偏差の累計値を求める
ことにより偏差の積分値ΣXn を演算する積分値演算手
段と、今回のサンプリング時に演算された偏差Xn から
前回のサンプリング時に演算された偏差Xn-1 を減じる
ことにより演算した偏差の変化量Xn −Xn-1 とサンプ
リング間隔Δtとから偏差の時間的変化率を微分値ΔX
n /Δtとして演算する微分値演算手段と、前記偏差X
n と積分値ΣXn と微分値ΔXn /Δtとにそれぞれ所
定の定数K1 ,K2 及びK3 を乗じたものを加算するこ
とにより操作量Y=K1 ・Xn +K2 ・ΣXn +K3
(ΔXn /Δt)を演算する操作量演算手段と、前記操
作量Yが正のときには前記第1のトリガ信号を該操作量
Yの絶対値に等しいパルス幅を持たせて発生し、操作量
Yが負のときには第2のトリガ信号を該操作量Yの絶対
値に等しいパルス幅を持たせて発生し、前記操作量Yが
零のときには第1及び第2のトリガ信号の双方の発生を
停止するトリガ信号発生手段とを具備していることを特
徴とする内燃機関制御用直流モータの制御装置。(9) A switch element is provided that conducts while the first trigger signal is being applied and while the second trigger signal is being applied, and while the first trigger signal is being applied. And a switch circuit configured to flow a positive polarity armature current and a reverse polarity armature current to the internal combustion engine controlling DC motor while the second trigger signal is being applied, respectively, and an output shaft of the DC motor. A rotation angle detecting section for detecting each instantaneous rotation angle of the DC motor, and the switch circuit for setting the deviation between the target value of the rotation angle of the DC motor and the detection value of the rotation angle by the rotation angle detecting section to zero. Of the DC motor for controlling an internal combustion engine, comprising: a control unit for applying ON / OFF control of the switch circuit by applying the trigger signal or the second trigger signal of The instantaneous rotation angle of the output shaft of the DC motor is detected by setting the rotation angle of the output shaft of the DC motor when the child current is applied as the positive rotation direction and the positive sign of the rotation angle on the positive rotation direction side. Rotation angle detector, target value setting means for giving a target value of the rotation angle of the DC motor, sampling signal generating means for generating a sampling signal at a predetermined sampling interval Δt, and the sampling signal generating means for each sampling signal. Deviation calculation means for calculating the deviation Xn by sampling the detection value of the rotation angle by the rotation angle detection unit and subtracting the sampled detection value from the target value, and a sampling operation performed a preset number of times before this sampling. The product that calculates the integrated value ΣXn of the deviation by obtaining the cumulative value of the deviation calculated from the sampling time to the current sampling time The deviation time is calculated from the value calculating means and the deviation amount Xn-Xn-1 calculated by subtracting the deviation Xn-1 calculated in the previous sampling from the deviation Xn calculated in the current sampling and the sampling interval .DELTA.t. Differential rate ΔX
differential value computing means for computing as n / Δt, and the deviation X
n, the integrated value ΣXn, and the differential value ΔXn / Δt are multiplied by predetermined constants K1, K2, and K3, respectively, and the manipulated variables Y = K1 · Xn + K2 · ΣXn + K3 are added.
A manipulated variable calculating means for calculating (ΔXn / Δt), and when the manipulated variable Y is positive, the first trigger signal is generated with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and the manipulated variable Y is generated. Is negative, a second trigger signal is generated with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the manipulated variable Y is zero, the generation of both the first and second trigger signals is stopped. And a trigger signal generating means for controlling the internal-combustion-engine direct-current motor.
【0106】(10) 第1のトリガ信号が与えられて
いる間及び第2のトリガ信号が与えられている間それぞ
れ導通するスイッチ素子を備えていて、第1のトリガ信
号が与えられている間及び第2のトリガ信号が与えられ
ている間それぞれ内燃機関制御用直流モータに正極性の
電機子電流及び逆極性の電機子電流を流すように構成さ
れたスイッチ回路と、前記直流モータの出力軸の各瞬時
の回転角度を検出する回転角度検出部と、前記直流モー
タの回転角度の目標値と回転角度検出部による回転角度
の検出値との偏差を零にするように前記スイッチ回路に
第1のトリガ信号または第2のトリガ信号を与えて前記
スイッチ回路をオンオフ制御する制御部とを備えた内燃
機関制御用直流モータの制御装置において、前記制御部
は、前記正極性の電機子電流が与えられた際の直流モー
タの出力軸の回転方向を正回転方向として該正回転方向
側に図った回転角度の符号を正として前記直流モータの
出力軸の各瞬時の回転角度を検出する回転角度検出部
と、前記直流モータの回転角度の目標値を与える目標値
設定手段と、所定のサンプリング間隔Δtでサンプリン
グ信号を発生するサンプリング信号発生手段と、各サン
プリング信号が発生する毎に前記回転角度検出部による
回転角度の検出値をサンプリングして前記目標値からサ
ンプリングした検出値を減じることにより偏差Xn を演
算する偏差演算手段と、今回のサンプリングよりも設定
された回数だけ前に行われたサンプリング時から今回の
サンプリング時までに演算された偏差の累計値を求める
ことにより偏差の積分値ΣXn を演算する積分値演算手
段と、今回のサンプリング時に演算された偏差Xn から
前回のサンプリング時に演算された偏差Xn-1 を減じる
ことにより演算した偏差の変化量Xn −Xn-1 とサンプ
リング間隔Δtとから偏差の時間的変化率を微分値ΔX
n /Δtとして演算する微分値演算手段と、前記積分値
ΣXn と微分値ΔXn /Δtとにそれぞれ所定の定数k
1 及びk2を乗じたものを加算することにより操作量Y
=k1 ・ΣXn +k2 (ΔXn /Δt)を演算する操作
量演算手段と、前記操作量Yが正のときには前記第1の
トリガ信号を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持
たせて発生し、操作量Yが負のときには第2のトリガ信
号を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を持たせて発
生し、前記操作量Yが零のときには第1及び第2のトリ
ガ信号の双方の発生を停止するトリガ信号発生手段とを
具備していることを特徴とする内燃機関制御用直流モー
タの制御装置。(10) While the first trigger signal is being applied and while the second trigger signal is being applied, a switch element is provided which conducts respectively and while the first trigger signal is being applied. And a switch circuit configured to flow a positive polarity armature current and a reverse polarity armature current to the internal combustion engine controlling DC motor while the second trigger signal is being applied, respectively, and an output shaft of the DC motor. A rotation angle detecting section for detecting each instantaneous rotation angle of the DC motor, and the switch circuit for setting the deviation between the target value of the rotation angle of the DC motor and the detection value of the rotation angle by the rotation angle detecting section to zero. Of the DC signal for controlling the internal combustion engine, the control unit for controlling the switching circuit to be turned on and off by applying the trigger signal or the second trigger signal. When the armature current is applied, the rotation direction of the output shaft of the DC motor is defined as the positive rotation direction, and the sign of the rotation angle in the direction of the positive rotation direction is defined as positive. A rotation angle detecting section for detecting, a target value setting means for giving a target value of the rotation angle of the DC motor, a sampling signal generating means for generating a sampling signal at a predetermined sampling interval Δt, and each time a sampling signal is generated. Deviation calculation means for calculating the deviation Xn by sampling the detection value of the rotation angle by the rotation angle detection unit and subtracting the sampled detection value from the target value, and the deviation calculation means before the current sampling a preset number of times. The integrated value ΣXn of the deviation is calculated by obtaining the cumulative value of the deviation calculated from the sampling time to the current sampling time. The deviation value is calculated from the deviation value Xn-Xn-1 calculated by subtracting the deviation Xn-1 calculated in the previous sampling from the deviation Xn calculated in the current sampling and the sampling interval .DELTA.t. The time change rate is the differential value ΔX
A differential value computing means for computing as n / Δt, and a predetermined constant k for the integrated value ΣXn and the differential value ΔXn / Δt, respectively.
The manipulated variable Y is calculated by adding the product of 1 and k2.
= K1.SIGMA.Xn + k2 (.DELTA.Xn / .DELTA.t), and an operation amount calculating means for generating the first trigger signal having a pulse width equal to the absolute value of the operation amount Y when the operation amount Y is positive. However, when the manipulated variable Y is negative, a second trigger signal is generated with a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when the manipulated variable Y is zero, the first and second trigger signals are generated. A controller for a DC motor for controlling an internal combustion engine, comprising: a trigger signal generating means for stopping the generation of both.
【0107】(11) 第1のトリガ信号が与えられて
いる間及び第2のトリガ信号が与えられている間それぞ
れ導通するスイッチ素子を備えていて、第1のトリガ信
号が与えられている間及び第2のトリガ信号が与えられ
ている間それぞれ内燃機関制御用直流モータに正極性の
電機子電流及び逆極性の電機子電流を流すように構成さ
れたスイッチ回路と、前記直流モータの出力軸の各瞬時
の回転角度を検出する回転角度検出部と、前記直流モー
タの回転角度の目標値と回転角度検出部による回転角度
の検出値との偏差を零にするように前記スイッチ回路に
第1のトリガ信号または第2のトリガ信号を与えて前記
スイッチ回路をオンオフ制御する制御部とを備えた内燃
機関制御用直流モータの制御装置において、前記制御部
は、前記目標値を与える目標値設定手段と、所定のサン
プリング間隔Δtでサンプリング信号を発生するサンプ
リング信号発生手段と、各サンプリング信号が発生する
毎に前記回転角度検出部による回転角度の検出値をサン
プリングして前記目標値とサンプリングした検出値との
偏差Xn を演算する偏差演算手段と、今回のサンプリン
グよりも設定された回数だけ前に行われたサンプリング
時から今回のサンプリング時までの間に演算された偏差
値を累計することにより偏差の積分値を演算する積分値
演算手段と、今回のサンプリング時に演算された偏差X
n と前回のサンプリング時に演算された偏差Xn-1 とサ
ンプリング間隔Δtとを用いて前回のサンプリング時か
ら今回のサンプリング時までの偏差の時間的変化率を微
分値ΔXn /Δtとして演算する微分値演算手段と、少
なくとも前記積分値ΣXn と微分値ΔXn /Δtとにそ
れぞれ所定の係数を乗じたものを加算することにより、
モータに流す電機子電流の大きさに相応する大きさと、
該電機子電流の極性に対応した符号とを有する操作量Y
を演算する操作量演算手段と、前記操作量Yの符号を判
別して、操作量Yの符号が前記モータに正極性の電機子
電流を流すことを意味する符号であるときには前記第1
のトリガ信号を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を
有するパルス波形として発生し、操作量Yの符号が前記
モータに逆極性の電機子電流を流すことを意味する符号
であるときには前記第2のトリガ信号を該操作量Yの絶
対値に等しいパルス幅を有するパルス波形として発生
し、前記操作量が零であることが検出されたときに前記
第1及び第2のトリガ信号の双方の発生を停止するトリ
ガ信号発生手段とを具備していることを特徴とする内燃
機関制御用直流モータの制御装置。(11) A switch element is provided that conducts while the first trigger signal is being applied and while the second trigger signal is being applied, and while the first trigger signal is being applied. And a switch circuit configured to flow a positive polarity armature current and a reverse polarity armature current to the internal combustion engine controlling DC motor while the second trigger signal is being applied, respectively, and an output shaft of the DC motor. A rotation angle detecting section for detecting each instantaneous rotation angle of the DC motor, and the switch circuit for setting the deviation between the target value of the rotation angle of the DC motor and the detection value of the rotation angle by the rotation angle detecting section to zero. Of the DC signal for controlling the internal combustion engine, the control unit applying the target signal and the second trigger signal to control ON / OFF of the switch circuit. Target value setting means, a sampling signal generating means for generating a sampling signal at a predetermined sampling interval Δt, and a detection value of the rotation angle detected by the rotation angle detection section for each generation of the sampling signal. Deviation calculation means for calculating a deviation Xn between the sampled detection value and the sampled detection value, and a cumulative total of deviation values calculated between the sampling times performed this time before the current sampling and the sampling times performed this time. And the deviation X calculated at the time of sampling this time.
Differential value calculation using n, the deviation Xn-1 calculated at the time of the previous sampling, and the sampling interval Δt to calculate the temporal change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of this sampling as a differential value ΔXn / Δt. Means and at least the integral value .SIGMA.Xn and the differential value .DELTA.Xn / .DELTA.t multiplied by predetermined coefficients, respectively,
A size corresponding to the size of the armature current flowing to the motor,
A manipulated variable Y having a sign corresponding to the polarity of the armature current
And the sign of the manipulated variable Y, and when the sign of the manipulated variable Y is a sign that a positive armature current is passed through the motor, the first
Is generated as a pulse waveform having a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and the sign of the manipulated variable Y is a sign meaning that an armature current of opposite polarity is passed through the motor, 2 trigger signal is generated as a pulse waveform having a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and when it is detected that the manipulated variable is zero, both of the first and second trigger signals are generated. A control device for a DC motor for controlling an internal combustion engine, comprising: a trigger signal generating means for stopping the generation.
【0108】[0108]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、回転角
度の検出値のサンプリングが行われる毎に、演算された
操作量Yの符号に対応した極性を有し、かつパルス幅が
演算された操作量Yの絶対値に等しい電機子電流を流す
ようにスイッチ回路をオンオフ制御するようにしたの
で、演算された操作量Yに等しいパルス幅のパルス信号
をマイクロコンピュータから出力させて、該パルス信号
をスイッチ回路にトリガ信号として与えるだけでスイッ
チ回路をオンオフ制御することができ、余分のD/A変
換器や鋸歯状波信号の発生回路等を用いることなく、簡
単な構成でモータの回転角度を目標値に一致させる制御
を行わせることができる利点がある。As described above, according to the present invention, every time the detection value of the rotation angle is sampled, it has a polarity corresponding to the sign of the calculated manipulated variable Y and the pulse width is calculated. Since the switch circuit is controlled to be turned on and off so that an armature current equal to the absolute value of the manipulated variable Y thus calculated is supplied, a pulse signal having a pulse width equal to the computed manipulated variable Y is output from the microcomputer, The switch circuit can be turned on and off simply by giving a pulse signal to the switch circuit as a trigger signal, and the motor can be rotated with a simple configuration without using an extra D / A converter or a sawtooth wave signal generation circuit. There is an advantage that the angle can be controlled to match the target value.
【0109】また本発明の方法によれば、モータの回転
速度がある程度高くなったときに操作量を演算する式の
微分項の働きによりモータにブレーキをかけてその回転
を抑制できるため、偏差が大きいときには、モータの起
動時から偏差が所定の大きさになるまでの間デューティ
比が100%の電機子電流を流することにより最初モー
タを高速回転させて偏差を減少させ、偏差がある程度小
さくなったところから電機子電流のデューティ比を減少
させて回転角度を最終的に目標値に一致させることがで
きる。従って、偏差が大きいときには、応答速度を高め
てしかもオーバランを生じさせることなく、回転角度を
目標値に一致させる制御を高精度で行わせることができ
る。According to the method of the present invention, when the rotation speed of the motor is increased to some extent, the rotation of the motor can be braked by the function of the differential term of the equation for calculating the manipulated variable, so that the rotation can be suppressed. When the value is large, the armature current having a duty ratio of 100% is supplied from the time when the motor is started until the deviation reaches a predetermined value, whereby the motor is first rotated at a high speed to reduce the deviation, and the deviation is reduced to some extent. From the point of view, the duty ratio of the armature current can be reduced to finally match the rotation angle with the target value. Therefore, when the deviation is large, it is possible to highly accurately control the rotation angle to match the target value without increasing the response speed and causing overrun.
【0110】更に本発明によれば、偏差が小さい場合で
も、積分項の働きによりモータをゆっくりと起動させ
て、電機子電流のデューティ比を変化させながら回転角
度を目標値に近付けることができるため、偏差に対して
不感帯を設けることなく、高精度の制御を行わせること
ができる。Further, according to the present invention, even if the deviation is small, the motor can be slowly started by the action of the integral term to bring the rotation angle close to the target value while changing the duty ratio of the armature current. It is possible to perform highly accurate control without providing a dead zone for the deviation.
【図1】本発明の実施例のハードウェアの構成を示した
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing a hardware configuration of an exemplary embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施例において目標値が急激に大きく
変化した場合の動作を説明するための線図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation when the target value changes abruptly and greatly in the embodiment of the present invention.
【図3】本発明の実施例において目標値が僅かに変化し
たときの動作を説明するための線図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the operation when the target value slightly changes in the embodiment of the present invention.
【図4】本発明の実施例においてマイクロコンピュータ
により実行されるメインルーチンのアルゴリズムを示し
たフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart showing an algorithm of a main routine executed by a microcomputer in the embodiment of the present invention.
【図5】本発明の実施例において外部割り込み信号が与
えられる毎に実行される割り込みルーチンを示したフロ
ーチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing an interrupt routine executed every time an external interrupt signal is applied in the embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施例において回転角度の検出値のサ
ンプリングが行われる毎に実行される割り込みルーチン
のアルゴリズムを示したフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart showing an algorithm of an interrupt routine executed every time the detection value of the rotation angle is sampled in the embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施例において電機子電流の通電を停
止させる際に実行される割り込みルーチンを示したフロ
ーチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing an interrupt routine executed when stopping energization of an armature current in the embodiment of the invention.
1 信号コイル 2 波形整形回路 3 点火回路 4 スイッチ回路 M 直流モータ 5 マイクロコンピュータ 6 スロットル開度センサ 7 回転角度センサ 1 signal coil 2 waveform shaping circuit 3 ignition circuit 4 switch circuit M DC motor 5 microcomputer 6 throttle opening sensor 7 rotation angle sensor
Claims (4)
部を操作する内燃機関制御用直流モータに流す正逆両極
性の電機子電流をそれぞれオンオフし得るスイッチ回路
を設けておき、前記スイッチ回路をオンオフ制御して電
機子電流のデューティ比を制御することによりモータの
出力軸の回転角度を目標値に一致させるように制御する
内燃機関制御用直流モータの制御方法において、 前記モータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出
部の検出値を所定のサンプリング間隔Δtでサンプリン
グして、前記回転角度の目標値とサンプリングした検出
値との偏差Xn と、該偏差Xn の積分値ΣXn と、前回
のサンプリング時から今回のサンプリング時までの偏差
の時間的変化率を示す微分値ΔXn /Δtとを演算し
て、少なくとも積分値と微分値とに所定の係数を乗じた
ものを加算することにより、直流モータに流す電機子電
流の大きさに相応した大きさと、該電機子電流の極性に
対応した符号とを有する操作量Yを演算し、 サンプリングが行われる毎に、演算された操作量Yの符
号に対応した極性を有する電機子電流を、操作量Yの絶
対値に等しい期間の間だけ流すように前記スイッチ回路
をオンオフ制御することを特徴とする内燃機関制御用直
流モータの制御方法。1. A switch circuit is provided for turning on / off each of armature currents of both positive and reverse polarities to be fed to a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, which operates an operating portion for adjusting a predetermined control amount of the internal combustion engine. A method for controlling a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, wherein the rotation angle of an output shaft of a motor is controlled to match a target value by controlling a duty ratio of an armature current by controlling a circuit on / off, wherein the output shaft of the motor is A detection value of a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the sampled data at a predetermined sampling interval Δt, a deviation Xn between the target value of the rotation angle and the sampled detection value, and an integral value ΣXn of the deviation Xn, The differential value ΔXn / Δt indicating the temporal change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of the current sampling is calculated, and at least the integrated value and the differential value are calculated. An operation amount Y having a magnitude corresponding to the magnitude of the armature current flowing through the DC motor and a sign corresponding to the polarity of the armature current is calculated by adding the values multiplied by a predetermined coefficient, and sampling is performed. The switch circuit is ON / OFF-controlled so that an armature current having a polarity corresponding to the sign of the calculated manipulated variable Y is flowed only during a period equal to the absolute value of the manipulated variable Y each time. Method for controlling a DC motor for controlling an internal combustion engine.
部を操作する内燃機関制御用直流モータに流す正逆両極
性の電機子電流をそれぞれオンオフし得るスイッチ回路
を設けておき、前記スイッチ回路をオンオフ制御して電
機子電流のデューティ比を制御することによりモータの
出力軸の回転角度を目標値に一致させるように制御する
内燃機関制御用直流モータの制御方法において、 前記モータの出力軸の回転角度を検出する回転角度検出
部の検出値を所定のサンプリング間隔Δtでサンプリン
グして、前記回転角度の目標値とサンプリングした検出
値との偏差Xn と、該偏差Xn の積分値ΣXn と、前回
のサンプリング時から今回のサンプリング時までの偏差
の時間的変化率を示す微分値ΔXn /Δtとを演算し
て、少なくとも積分値と微分値とに所定の係数を乗じた
ものを加算することにより直流モータに流す電機子電流
の大きさに相応した大きさと、該電機子電流の極性に対
応した符号とを有する操作量Yを演算し、 前記偏差が零になったことが検出されたときに前記積分
値を零にするようにしておき、 前記操作量Yの符号を判別して、操作量Yの符号が前記
モータに正極性の電機子電流を流すことを意味する符号
であるときには該操作量Yの絶対値に等しい期間の間だ
けモータに正極性の電機子電流を流し、操作量Yの符号
が前記モータに逆極性の電機子電流を流すことを意味す
る符号であるときには該操作量Yの絶対値に等しい期間
の間だけモータに逆極性の電機子電流を流し、前記操作
量が零になったことが検出されたときに前記モータへの
電機子電流の供給を停止するように前記スイッチ回路を
オンオフ制御することを特徴とする内燃機関制御用直流
モータの制御方法。2. A switch circuit capable of turning on and off each of armature currents of positive and reverse polarities flowing to a DC motor for controlling an internal combustion engine for operating an operating portion for adjusting a predetermined control amount of the internal combustion engine, and the switch is provided. A method for controlling a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, wherein the rotation angle of an output shaft of a motor is controlled to match a target value by controlling a duty ratio of an armature current by controlling a circuit on / off, wherein the output shaft of the motor is A detection value of a rotation angle detection unit that detects the rotation angle of the sampled data at a predetermined sampling interval Δt, a deviation Xn between the target value of the rotation angle and the sampled detection value, and an integral value ΣXn of the deviation Xn, The differential value ΔXn / Δt indicating the temporal change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of the current sampling is calculated, and at least the integrated value and the differential value are calculated. The manipulated variable Y having a magnitude corresponding to the magnitude of the armature current flowing to the DC motor and a sign corresponding to the polarity of the armature current is calculated by adding the values multiplied by a predetermined coefficient, and the deviation When the zero is detected, the integrated value is set to zero, the sign of the manipulated variable Y is determined, and the sign of the manipulated variable Y indicates a positive polarity armature current to the motor. When the sign is that the operation amount Y is applied, a positive armature current is applied to the motor for a period equal to the absolute value of the operation amount Y, and the operation amount Y is applied to the motor with an opposite polarity armature current. When it is a code that means to flow, an armature current of opposite polarity is flown through the motor only during a period equal to the absolute value of the operation amount Y, and when it is detected that the operation amount becomes zero, the motor To stop the supply of armature current to the A method for controlling a direct-current motor for controlling an internal combustion engine, characterized in that the switch circuit is turned on and off.
び第2のトリガ信号が与えられている間それぞれ導通す
るスイッチ素子を備えていて、第1のトリガ信号が与え
られている間及び第2のトリガ信号が与えられている間
それぞれ内燃機関制御用直流モータに正極性の電機子電
流及び逆極性の電機子電流を流すように構成されたスイ
ッチ回路と、前記直流モータの出力軸の各瞬時の回転角
度を検出する回転角度検出部と、前記直流モータの回転
角度の目標値と回転角度検出部による回転角度の検出値
との偏差を零にするように前記スイッチ回路に第1のト
リガ信号または第2のトリガ信号を与えて前記スイッチ
回路をオンオフ制御する制御部とを備えた内燃機関制御
用直流モータの制御装置において、 前記制御部は、 前記目標値を与える目標値設定手段と、 所定のサンプリング間隔Δtでサンプリング信号を発生
するサンプリング信号発生手段と、 各サンプリング信号が発生する毎に前記回転角度検出部
による回転角度の検出値をサンプリングして前記目標値
とサンプリングした検出値との偏差Xn を演算する偏差
演算手段と、 前回のサンプリング時までに演算された偏差の累計値Σ
Xn-1 に今回のサンプリング時に演算された偏差Xn を
加算したものを偏差の積分値ΣXn として演算する積分
値演算手段と、 今回のサンプリング時に演算された偏差Xn と前回のサ
ンプリング時に演算された偏差Xn-1 とサンプリング間
隔Δtとを用いて前回のサンプリング時から今回のサン
プリング時までの偏差の時間的変化率を微分値ΔXn /
Δtとして演算する微分値演算手段と、 少なくとも前記積分値ΣXn と微分値ΔXn /Δtとに
それぞれ所定の係数を乗じたものを加算することによ
り、モータに流す電機子電流の大きさに相応する大きさ
と、該電機子電流の極性に対応した符号とを有する操作
量Yを演算する操作量演算手段と、 前記操作量Yの符号を判別して、操作量Yの符号が前記
モータに正極性の電機子電流を流すことを意味する符号
であるときには前記第1のトリガ信号を該操作量Yの絶
対値に等しいパルス幅を有するパルス波形として発生
し、操作量Yの符号が前記モータに逆極性の電機子電流
を流すことを意味する符号であるときには前記第2のト
リガ信号を該操作量Yの絶対値に等しいパルス幅を有す
るパルス波形として発生し、前記操作量が零であること
が検出されたときに前記第1及び第2のトリガ信号の双
方の発生を停止するトリガ信号発生手段とを具備してい
ることを特徴とする内燃機関制御用直流モータの制御装
置。3. A switch element which conducts while a first trigger signal is being applied and while a second trigger signal is being applied, and which is provided with a switch element, and while a first trigger signal is being applied. A switch circuit configured to flow a positive polarity armature current and a reverse polarity armature current to the internal combustion engine controlling DC motor while the second trigger signal is applied, and an output shaft of the DC motor. A rotation angle detecting section for detecting each instantaneous rotation angle, and a first switch circuit for setting the deviation between the target value of the rotation angle of the DC motor and the detection value of the rotation angle by the rotation angle detecting section to zero. A controller for a DC motor for controlling an internal combustion engine, comprising: a control unit that applies a trigger signal or a second trigger signal to control ON / OFF of the switch circuit, wherein the control unit is an eye that provides the target value. A value setting means, a sampling signal generating means for generating a sampling signal at a predetermined sampling interval Δt, and a detected value of the rotation angle by the rotation angle detection section is sampled every time each sampling signal is generated to sample the target value and the sampling value. Deviation calculating means for calculating a deviation Xn from the detected value, and a cumulative value Σ of deviations calculated up to the previous sampling
Integral value calculating means for calculating Xn-1 plus deviation Xn calculated at this sampling as integrated value ΣXn of deviation, deviation Xn calculated at this sampling and deviation calculated at previous sampling Xn-1 and the sampling interval Δt are used to calculate the time change rate of the deviation from the time of the previous sampling to the time of the current sampling as the differential value ΔXn /
A differential value calculating means for calculating as Δt, and at least a value corresponding to the magnitude of the armature current flowing to the motor by adding at least the integral value ΣXn and the differential value ΔXn / Δt multiplied by a predetermined coefficient. And a sign corresponding to the polarity of the armature current for calculating a manipulated variable Y, and a sign of the manipulated variable Y is discriminated so that the sign of the manipulated variable Y is positive to the motor. When the sign is a sign that an armature current is passed, the first trigger signal is generated as a pulse waveform having a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and the sign of the manipulated variable Y has a reverse polarity to the motor. Of the sign that the armature current is passed, the second trigger signal is generated as a pulse waveform having a pulse width equal to the absolute value of the manipulated variable Y, and it is detected that the manipulated variable is zero. By the first and second trigger signals both control apparatus for an internal combustion engine control DC motor, characterized in that it comprises a trigger signal generating means stops generating the when the.
目標値との関係を与えるマップを用いて、前記回転速度
検出手段による検出値に対して前記目標値を演算する目
標値演算手段とにより構成されていることを特徴とする
請求項3に記載の内燃機関制御用直流モータの制御装
置。4. The target value setting means is a rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the internal combustion engine, and a map giving a relationship between the rotation speed of the internal combustion engine and the target value of the rotation angle of the output shaft of the DC motor. 4. The control device for the internal-combustion-engine controlling DC motor according to claim 3, further comprising: target value calculating means for calculating the target value based on a value detected by the rotational speed detecting means. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6033848A JPH07245978A (en) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Method and apparatus for controlling d.c. motor for controlling internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6033848A JPH07245978A (en) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Method and apparatus for controlling d.c. motor for controlling internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07245978A true JPH07245978A (en) | 1995-09-19 |
Family
ID=12397928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6033848A Pending JPH07245978A (en) | 1994-03-03 | 1994-03-03 | Method and apparatus for controlling d.c. motor for controlling internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07245978A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7084594B2 (en) | 1998-11-18 | 2006-08-01 | Denso Corporation | Motor drive control apparatus and method having motor current limit function upon motor lock |
-
1994
- 1994-03-03 JP JP6033848A patent/JPH07245978A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7084594B2 (en) | 1998-11-18 | 2006-08-01 | Denso Corporation | Motor drive control apparatus and method having motor current limit function upon motor lock |
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