JPH1144225A - 車輌のモータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標値付近でモータ電流が断続することによ
り、モータが振動したり、あるいは正逆転を繰り返すよ
うなことを確実に防止する。 【解決手段】 現在値が目標値に到達したとき、ドライ
バ１３よりモータ５の現在値を維持させるために、所定
周期毎に保持信号を出力し、この保持信号に基づきモー
タ５を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車輌の運転状態に
対応して目標値を求め、この目標値に制御用モータを追
従制御する車輌のモータ制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来車輌のエンジンでは、回転速度や負
荷変動が大きいためエンジンの運転状態を検出して種々
の制御弁を開閉制御し、エンジンの最適な制御が行われ
ていることは知られている。たとえば排気管の下流開放
側に排気制御弁を設け、エンジンの高速域では排気弁を
全開として、排気系の動的効率を最大限に利用して出力
増大を図る一方、エンジンの中速度域でこの動的効果が
逆に作用してトルク谷が発生するのを、制御弁を１／２
程度まで閉じることによって防止するものがある（特公
平７−７８３７０号公報）。また複数の吸気管に制御弁
を設け、この制御弁を内燃機関の速度によって開閉さ
せ、実質的に吸気管長を変えるものも種々提案されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これら制御弁をモータ
により目標開度に追従制御する場合には、図６に示すよ
うに、モータが正逆転を繰り返し続ける状態が発生す
る。図に示すように目標開度θ₀を含む目標ゾーンＡに
現在開度θが入ってモータ電流が切れると、ワイヤなど
伝動系の張力によりモータが引っ張られて僅かに逆転
し、目標ゾーンＡから外れると再びモータ電流が流れる
という動作を繰り返す事態が発生し、伝達系の張力が大
きい場合や、制御弁に装備されるスプリング等の補助駆
動力が大きい場合に上記のような事態が発生し易くな
る。

【０００４】このような状態でモータを断続あるいは正
逆転し続けることは、モータに大きな起動電流を繰り返
し流すことを意味し、モータ温度が過度に上昇してモー
タ寿命を低下させると共に、最適なモータ制御を行なう
ことができないという問題点があった。

【０００５】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたものであり、車輌の運転状況に対応して
変化する目標値を追従するようにモータを追従制御する
際に、目標値付近でモータ電流が断続することにより、
モータが振動したり、あるいは正逆転を繰り返すような
ことを確実に防止して、目標値に対する制御精度を向上
させ、最適なモータ制御を可能とする車輌のモータ制御
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る車輌のモータ制御装置は、車輌の運転状態に応じて変
化するエンジンの目標値に追従するモータを制御するも
のであり、エンジンの運転状態を検出する手段と、運転
状態に対応した目標値を求める目標値演算手段と、モー
タの現在値を求める現在値検出手段と、目標値と現在値
との差に基づいてモータ制御信号を出力すると共に、現
在値が目標値に到達したとき、モータの現在値を維持さ
せるために外部からの引っ張り力に反発する保持信号を
出力する制御手段と、モータ制御信号に基づきモータを
駆動するドライバとを備えたものである。

【０００７】この発明の請求項２に係る車輌のモータ制
御装置は、保持信号が一定周期のパルス出力でモータを
回転（回転起動のみでモータ自体は動かない）させるも
のである。

【０００８】この発明の請求項３に係る車輌のモータ制
御装置は、保持信号の周期をモータの回転角度により変
更するものである。

【０００９】この発明の請求項４に係る車輌のモータ制
御装置は、保持信号の周期をエンジンの回転数により変
更するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の一実施形態を図に基づ
いて説明する。図１はこの発明による車輌のモータ制御
装置のシステム全体を示す構成図、図２は同じく機能ブ
ロック構成図である。エンジン１は２サイクルエンジン
であり、排気ポート２に排気バルブ３が設置されてい
る。排気バルブ３はワイヤケーブル４によりモータ５に
接続され、モータ５がワイヤケーブル４を巻き取ること
により排気バルブ３は開き、巻き戻すことにより排気バ
ルブ３は閉じる動作をするようになっている。スプリン
グ６は排気バルブ３の閉、あるいは開動作を補助するた
めのものである。このモータ５には現在値検出手段とし
てポテンショメータ７が装備され、現在のモータの回転
角度を検出する。運転状態検出手段として、クランク軸
８には回転センサ９が装備され、エンジン回転数を検出
する。又、スロットルバルブ（図示せず）にはスロット
ルセンサ１０が装備され、スロットル開度を検出する。

【００１１】コントロールユニット１１には、ＣＰＵ１
２、モータドライバ１３等の各種機能が備わっている。
更にＣＰＵ１２には、目標値演算手段１４、制御手段１
５、タイマー計測手段１６等の各種機能が備わってお
り、これら目標値演算手段１４、制御手段１５、タイマ
ー計測手段１６により演算された結果に基づき、モータ
ドライバ１３にモータ制御信号を出力する。目標値演算
手段１４は、目標マップからエンジン回転数、スロット
ル開度に対応するデータを検索し、排気バルブの目標値
を演算する。更に、モータドライバ１３はＣＰＵ１２か
らの制御信号をうけ、モータ５への駆動電流を制御す
る。

【００１２】次に図３の制御フローチャートに基づき本
発明の動作について説明する。本発明では、以下に述べ
る一連の動作をタイマー計測手段１６によって所定時間
（例えば５ｍｓｅｃ）毎に繰り返し行なっている。まず
ＣＰＵ１２は、エンジン回転数、スロットル開度等の情
報を運転状態検出手段である回転センサ９、スロットル
センサ１０により検出し、得た情報を用いて目標値演算
手段１４により目標値、および目標値を中心値として所
定の幅を持たせた目標ゾーンを算出する。次に現在値検
出手段であるポテンショメータ７によりモータ５の現在
値を検出する。次に目標ゾーンと現在値とを比較し、制
御モードを駆動モード、ブレーキモード、保持モードの
中から選択する。

【００１３】即ち、現在値が目標ゾーン外にある場合
は、駆動モードとなりドライバ１３に駆動信号を出力す
る。現在値が目標ゾーン内で制御モードが駆動モードで
ある場合は、今回はじめて目標ゾーン内に入ったことを
意味するので、ブレーキモードに更新する。ブレーキモ
ードは目標ゾーンに入ってから一定時間とし、ドライバ
１３に停止信号を出力する。現在値が目標ゾーン内で駆
動モード中ではなく、しかもブレーキモード終了後の場
合は、保持モードとなる。保持モードは、微小電流をモ
ータ５に与えるための保持信号をドライバ１２に出力す
るものであり、所定周期毎に開方向（あるいは閉方向）
側の保持信号を出力するのである。この保持信号の駆動
方向は、内部情報として設定された方向であり、モータ
５に加わる外部からの引っ張り力に反発する方向であ
る。

【００１４】即ち、排気バルブ３が開いている状態の場
合、モータ５はスプリング６の力によって巻き戻されよ
うとし、このため常にモータ５に力がかかるようワイヤ
ケーブル４を巻く側にモータ５を所定周期毎に通電さ
せ、定位置にモータ５を停止させるものであり、モータ
５が動き出さない最適な信号を周期的に出力するもので
ある。そしてこの保持信号出力は一定周期のパルス出力
でモータを回転（回転起動のみでモータ５自体は動かな
い）させるものである。即ち、外力によって閉方向に回
転させられようとしているモータ５に保持用の信号（パ
ルス）をかけることにより回転力を相殺させ、その場に
保持させるのである。この保持モードの微小電流によ
り、モータ５は外部からの引っ張り力による逆転を防止
し、目標ゾーン内に保持（停止）させることができる。

【００１５】上記実施形態では、排気ポート２に設けら
れた排気バルブ用モータ５の駆動制御を行なうことによ
り、エンジンの高速域でバルブを開き、中速域で閉じ
て、中速域でのトルク谷の発生を防止するものである。
しかし吸気管長の制御を行う制御弁用モータなど、他の
モータの制御に本発明を適用しても同様の効果は得られ
る。また以上の説明においては、エンジン運転状態検出
手段として回転センサ９及びスロットルセンサ１０によ
りエンジン回転数及びスロットル開度を検出した場合を
示したが、吸気管負圧並びに温度等の他の情報を基に運
転状態を検出してもよい。

【００１６】上記のようにして、エンジン運転状態から
求めた目標値に制御用モータを追従制御すれば、目標値
に達した後、目標値から外れることがなくなり、目標値
付近での細かい断続運転やハンチングによる正逆転運転
が発生しないため、制御精度が向上する。

【００１７】実施の形態２．上記実施の形態１において
は、保持信号は所定周期としているが、モータ５の回転
角度により、保持信号出力周期を変更することもでき
る。即ち、ワイヤケーブル４をモータ５が巻き取り、又
は巻き戻すことによって、排気バルブ３が開いたり、閉
じたりするが、ワイヤケーブル４にはスプリング６が備
えられているため、排気バルブ３が開くほどモータ５の
巻く力は大きく、反対に閉じる時は小さな力で済むこと
となり、モータ５の回転角度とモータ５を巻き戻す力と
の関係は図４に示されるような関係となる。そこでモー
タの回転角度が大きいときは周期を小さくして、一定時
間に多くのパルスを発生させると共に、回転角度が小さ
いときは周期を大きくして、一定時間に少数のパルスを
発生させるようにする。

【００１８】実施の形態３．上記実施の形態２では、モ
ータの回転角度により、保持信号出力周期を変更する場
合について述べたが、エンジン回転数により保持信号出
力周期を変更することもできる。即ち、図５に示すよう
にエンジン回転数によってバルブ開度が決まっており、
このため上記実施の形態２で説明したようにバルブ開度
によりモータ５にかかる力が異なるため、エンジン回転
数が大きいときは周期を小さくして、一定時間に多くの
パルスを発生させると共に、エンジン回転数が小さいと
きは周期を大きくして、一定時間に少数のパルスを発生
させるようにする。

【００１９】

【発明の効果】この発明の請求項１，２に係る車輌のモ
ータ制御装置によれば、車輌の運転状態に応じて変化す
るエンジンの目標値に追従するモータを制御するもので
あり、エンジンの運転状態を検出する手段と、運転状態
に対応した目標値を求める目標値演算手段と、モータの
現在値を求める現在値検出手段と、目標値と現在値との
差に基づいてモータ制御信号を出力すると共に、現在値
が目標値に到達したとき、モータの現在値を維持させる
ために外部からの引っ張り力に反発する保持信号を出力
する制御手段と、モータ制御信号に基づきモータを駆動
するドライバとを備えたので、目標値に達した後、目標
値から外れることがなくなり、目標値付近での細かい断
続運転やハンチングによる正逆転運転が発生しないた
め、制御精度を向上させることができる。

【００２０】この発明の請求項３に係る車輌のモータ制
御装置によれば、保持信号の周期をモータの回転角度に
より変更させたので、モータの回転角度に応じた制御が
可能となる。

【００２１】この発明の請求項４に係る車輌のモータ制
御装置によれば、保持信号の周期をエンジンの回転数に
より変更させたので、エンジンの回転数に応じた制御が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による車輌のモータ
制御装置のシステム全体を示す構成図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による車輌のモータ
制御装置の機能ブロック構成図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による車輌のモータ
制御装置の制御フローチャートである。

【図４】 モータの回転角度とモータを巻き戻す力との
関係を示すグラフである。

【図５】 エンジンの回転数とバルブ開度との関係を示
すグラフである。

【図６】 従来のモータの振動およびハンチング状態を
示すグラフである。

【符号の説明】

１ エンジン、５ モータ、７ ポテンショメータ、９
回転センサ、１０スロットルセンサ、１３ ドライ
バ、１４ 目標値演算手段、１５ 制御手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車輌の運転状態に応じて変化するエンジ
   ンの目標値に追従するモータを制御するための車輌のモ
   ータ制御装置であって、上記エンジンの運転状態を検出
   する手段と、運転状態に対応した目標値を求める目標値
   演算手段と、上記モータの現在値を求める現在値検出手
   段と、上記目標値と上記現在値との差にもとづいてモー
   タ制御信号を出力すると共に、上記現在値が上記目標値
   に到達したとき、上記モータの現在値を維持させるため
   に外部からの引っ張り力に反発する保持信号を出力する
   制御手段と、上記モータ制御信号に基づき上記モータを
   駆動するドライバとを備えたことを特徴とする車輌のモ
   ータ制御装置。
2. 【請求項２】 保持信号は一定周期のパルス出力でモー
   タを回転（回転起動のみでモータ自体は動かない）させ
   るものであることを特徴とする請求項１記載の車輌のモ
   ータ制御装置。
3. 【請求項３】 保持信号の周期をモータの回転角度によ
   り変更することを特徴とする請求項２記載の車輌のモー
   タ制御装置。
4. 【請求項４】 保持信号の周期をエンジンの回転数によ
   り変更することを特徴とする請求項２記載の車輌のモー
   タ制御装置。