KR100286567B1

KR100286567B1 - 액추에이터 제어장치

Info

Publication number: KR100286567B1
Application number: KR1019980032297A
Authority: KR
Inventors: 신지 와타나베
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1998-08-08
Publication date: 2001-05-02
Also published as: JP3600418B2; KR19990044791A; DE19811844A1; DE19811844B4; US5880565A; JPH11148378A

Abstract

액추에이터 동작위치의 미학습상태에 기인하는 여러 가지의 불합리를 미연에 방지할 수 있는 액추에이터 제어장치를 얻는다.

액추에이터(1)의 동작위치를 검출하는 센서(6)와, 동작위치가 목표위치가 되도록 피드백 제어하는 액추에이터 제어수단(17)과 액추에이터 제어수단으로부터의 제어량에 따라 액추에이터를 구동하는 수단(18)과, 액추에이터 제어수단에 급전하는 배터리(9)와 배터리의 착탈상태를 판정하는 수단(11)과 동작위치와 전압신호의 관계를 학습치로서 기억하는 수단(12)을 구비하고 학습치 기억수단은 출하시에 학습치의 범위외의 초기 소정치가 미리 기록되어 있고 액추에이터 제어수단은 배터리의 이탈상태를 판정했을때에 학습치 기억수단내의 데이터치가 초기소정치를 표시하는 경우에, 미학습상태에 있는 것을 판정한다.

Description

액추에이터 제어장치

본 발명은 예를들면 엔진의 흡기량 제어장치에 사용하는 브러시 레스모터등의 액추에이터를 고정밀도로 제어하는 장치에 관해, 특히 액추에이터 동작위치의 미학습상태를 쉽게 판정해서 오제어등의 불합리를 미연에 방지가능하게한 액추에이터 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차 엔진에서는 피드백 제어되는 각종의 액추에이터가 사용되고 있고, 예를들어 흡기통로중에는 스로틀 밸브 및 스로틀액추에이터가 설치되어 있다.

이 종류의 스로틀 액추에이터는, 예를들어 브러시레스모터로 되어있고, 통상 상태에서는 액셀페달의 조작량에 따라 스로틀 밸브를 회동개폐제어하고, 운전자의 액셀조작에 연통해서 엔진에의 흡기량을 제어하도록 되어있다.

또 이와같이 스로틀 밸브를 전기적으로 제어하는 구성으로 된 액추에이터 제어장치는 운전자의 액셀 조작에 의존하지 않고 스로틀 밸브를 독립적으로 제어할 수 가 있으므로 정속주행제어 장치나 트랙숀 제어장치등에 적용할 수가 있다.

이 종류의 액추에이터 제어장치(엔진 흡기량 제어장치)는 예를들면, 일본국 특개평1-315641호 공보에 개시되어있다. 이때, 브러시 정류자를 갖는 모터를 사용하면 브러시 정류자의 압압에 의해 회전자의 정회전방향과 역회전 방향사이에서 히스테리시스 토크가 생기고 고정밀도의 위치제어가 곤란해지므로, 브러시 레스모터가 사용되고 있다.

또, 일본국 특개평 5-240070호 공보에 개시된 액추에이터 제어장치에서는, 브러시 레스모터의 회전자와 스로틀 밸브의 회전축을 감속기 및 기어를 통해서 연결함으로써 고정밀도의 스로틀밸브의 제어를 실현하고 있다.

또, 이 경우 브러시레스모터의 고정자 권선(이하, 「상」(相)이라 함)을 전환하기 위해, 상에서 발생하는 역기전압을 검출하는 역기전압 검출기와 함께 전류전환검출기가 설치되어 있고, 이로인해 고정밀도이고 고가인 회전검출기의 사용을 불필요하게 하고 있다.

도 5는 일반적인 액추에이터 제어장치의 요부를 구체적으로 표시하는 구성도이고, 예를들면 자동차용 엔진의 스로틀 액추에이터(브러시레스모터)를 구동제어하는 장치를 표시하고 있다. 또 도6은 도5내의 스로틀 액추에이터의 모터 자극 구성을 표시하는 평면도이고, 스로틀 밸브 전폐상태(모터무통전상태)를 표시하고 있다.

도5 및 도6에서 브러시 레스모터로 된 스로틀 액추에이터(이하, 단지 「액추에이터」라고 한다) 1은, 예를들어 4분할되어 각각 축방향에 착자된 회전자(2)와, 회전자(2)에 대향배치된 고장자 즉, 계자권선(3)에 의해 구성되어 있다.

도5에서 회전자(2)의 회전축은, 엔진(도시않음)에 연통된 흡기통로(4)내의 스로틀 밸브(5)의 회전축(5a)에 연결되어 있다. 스로틀 밸브(5)의 회전축(5a)에는, 스로틀 밸브(5)의 동작위치를 검출하는 스로틀 개도센서(이하, 단지 「센서」라고함)(6)이 설치되어있다. 센서(6)은 스로틀 밸브(5)의 동작 위치로서, 전압신호로된 스로틀 개도 T를 생성한다.

또, 계자권선(3)은 U상, V상, W상의 3상 권선으로 구성되고, 또 각 상의 권선은, 도6내의 U1, U2, V1, V2, W1, W2로 표시하는 바와같이 한쌍의 권선으로 구성되어있다. 계자권선(3)은 배터리(9)에 의해 급전되는 액추에이터 제어수단(7)를 액추에이터 구동수단(8)에 의해 여자되어서, 회전자(2)의 각 자극에 대향하도록 축방향의 자속을 발생한다.

마이크로 컴퓨터로 된 액추에이터 제어수단(7)은 운전자에 의한 액셀페달(도시않음)의 밟는 량을 표시하는 액셀개도 A와 센서(6)에서 피드백 되는 스로틀개도 T에 따라, 액추에이터(1)의 제어량 (목표 스로틀개도에 대응한 모터 상전류의 통전비율)을 연산해서, PWM듀티 신호로서 출력한다)

또, 액추에이터 제어수단(7)에는 도시하지 않은 각종 센서로부터, 엔진회전수, 차속수온등의 차량정보가 입력되어 있고, 예를들면, 액셀개도 A는 액셀개도센서로부터의 검출정보로서 입력된다.

액추에이터 구동수단(8)은 액추에이터 제어수단(7)로부터의 PWM듀티신호에 따라 각상의 계자권선(3)에 통전하여, 회전자(2)를 구동해서 스로틀 밸브(5)를 개폐해서 엔진에의 흡기량을 제어한다.

또, 액추에이터 구동수단(8)은 전단스위칭소자(파워 트랜지스터)군(8a), 최종단스위칭소자(FET)군 (8b) 및 (8c)로 된 3상 브리지 회로와, 계자권선(3)에 흐르는 전류(i)(파선참조)를 검출하는 전류검출기(8d)와 과전류검출기(8e)를 구비하고 있다.

전단스위칭소자군(8a)은 PWM듀티신호에 의해 3상 브리지회로의 상류측을 통전구동하고 스위칭소자군(8C)는 3상 브리지회로의 하류측을 통전구동한다.

과전류 검출기과전류검출기(8e)의 출력신호는 액추에이터 제어수단(7)에 입력되고, 과전류 검출시에 PWM듀티신호(액추에이터 구동신호)를 오프하고 과전류보호를 하도록 되어있다.

또, 계자권선(3)의 U상, V상, W상은 최종스위칭소자(8b)와 (8c)를 통해서 배터리와 그라운드간에 접속되어 있다.

다음 도5 및 도6에 표시한 액추에이터 제어장치의 동작에 대해 설명한다. 우선, 액추에이터(1)의 계자권선(3)이 무통전 상태인 경우, 스로틀밸브(5)는 도6과 같이, 리턴스프링(도시않음)에 의해 전폐위치로 되돌려져 있다. 이때, 회전자(2)와 계자권선(3)(고정자)과의 위치관계는, 회전자(2)의 자극경계선 M1과 계자권선 3의 U상 기준선 M2가 일치하도록 설정되어있다.

액추에이터 제어수단(7)이 소정의 운전상태를 판정하고, 가령 액셀개도 A에 따른 목표스로틀개도에 상당하는 PWM듀티신호를 생성하면, 액추에이터 구동수단(8)은 목표 스로틀 개도에 따른 통전에 의해 계자권선(3)을 여자하고, 회전자(2)를 구동해서 스로틀 밸브(5)를 개폐한다.

이와같이 액셀개도 A를 검출하는 센서 및 스로틀개도T를 검출하는 센서(6)를 설치하는 동시에, 흡기통로(4)에 지지된 스로틀밸브(5)의 회전축(5a)에 액추에이터(1)의 회전자(2)를 연결하고, 운전정보에 따라 계자권선(3)을 여자해서 회전자(2)를 구동함으로써 엔진흡기량을 제어할 수 가 있다.

그러나, 상기 종래 장치에서는, 액추에이터(1)의 통전상을 전환하기 위해 전류검출기(8d)를 필요로하고, 액추에이터 제어수단(7)의 입력 I/F가 증가하므로 구성이 복잡화해서 대형화하는 동시에 가격상승을 초래한다. 또 센서(6)으로부터의 스로틀개도T에 따라 통전상을 전환하면 센서(6)의 특성공차등에 의한 통전상 전환위치의 어긋남이 생긴다.

또 액추에이터(1)의 브러시레스모터구동에서, 역기전압검출기나 전류전환검출기(도시않음)의 출력에 따라 통전상을 전환할때에 전류가 급변하므로, 각상에 인가되는 자속변화에 대해 검출기 신호가 어긋났을때에는 액추에이터(1)의 발생토크가 불연속이되어 스로틀개도 T가 급변해 버린다.

이런 급변을 방지하기 위해 U,V,W의 각상에의 통전전류를 독립해서 정현파로 공급하는 3상 통전방식을 채용하는 것이 생각되나, 이 방식에서는 회전자(2)의 회전각을 정밀하게 측정하는 검출기가 필요해지고, 코스트입에 연결된다.

또, 액추에이터(1)과 액추에이터 제어수단(7) 및 액추에이터 구동수단(8)을 조립했을때에, 키 스위치(도시않음)의 온 오프조작에 응답해서 미리 정해진 순서로 액추에이터(1)를 스텝 구동하면서 회전자(2)의 자극위치센서(6)에 의해 검출하고, 회전자(2)의 각 자극 위치를 학습치로 기억해둘 장치도 생각된다.

이 경우, 키 스위치의 온시점에서의 액추에이터(1)의 통상구동제어시에 회전자(2)의 극자위치를 센서(6)의 출력치로 검출하는 동시에 학습치를 보간 연산으로 구함으로써 각상의 계자권선(3)의 통전비율이 제어된다.

그러나, 액추에이터(1)의 동작위치의 학습치를 사용한 제어장치에서도, 액추에이터제어수단이 회전자(2)의 자극위치를 학습이 필요하였는지의 여부를 판정할 수 없으므로 액추에이터 제어의 실행가부 및 고장판정의 실행가부등을 판단할 수가 없고, 자기진단기능에 의해 고장을 오판정해버리게 되는 염려가 있다.

종래의 액추에이터 제어장치는 이상과 같이, 액추에이터(1)의 각 동작위치에 관해서 학습치를 사용한 경우에도, 학습이 끝났는지의 여부를 판정할 수 가 없으므로, 자기진단기능에 의해 고장 오판정등을 초래한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 된 것으로, 액추에이터 동작위치의 학습치 기억수단이 미학습상태에 있다고 판정해서 미학습상태에 기인하는 여러 가지의 불합리를 미연에 방지할 수 있는 액추에이터 제어장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 관한 액추에이터 제어장치는 엑추에이터의 동작위치를 전압신호에 의해 검출하는 센서와, 동작위치가 목표위치가 되도록 액추에이터를 피드백 제어하는 액추에이터 제어수단과, 액추에이터 제어수단으로부터의 제어량에 따라 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단과 액추에이터 제어수단에 공급하기 위한 배터리와, 배터리와 액추에이터 제어수단 사이에 삽입되어서 배터리의 착탈 상태를 판정하는 배터리 착탈판정수단과, 액추에이터 제어수단의 제어하에서 동작위치와 전압신호관계를 학습치로서 기억하는 학습치 기억수단을 구비하고, 학습치 기억수단은 출하시에 학습치의 범위외의 초기소정치가 미리 기록되어 있고, 액추에이터 제어수단은 배터리 착탈판정수단이 배터리의 이탈상태를 판정했을때에 학습치 기억수단의 데이터치를 참조하고 데이터치가 초기소정치를 표시하는 경우에, 미학습상태에 있는 것을 판정하는 미학습판정수단을 포함하는 것이다.

또 본 발명에 관한 액추에이터 제어장치의 미학습판정수단은 액추에이터 제어수단에의 배터리의 투입에 응답해서, 학습치 기억수단내의 데이터치를 참조하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 액추에이터 제어장치의 액추에이터 제어수단은 미학습판정수단이 미학습상태에 있는 것을 판정한 경우에 액추에이터의 제어를 금지하기 위한 제어금지수단을 포함하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 액추에이터 제어장치의 액추에이터 제어수단은, 동작위치에 따라, 액추에이터의 고장을 판정하는 고장판정수단과, 미학습판정수단이 미학습상태에 있는 것을 판정한 경우에 고장판정수단을 무효로 하는 고장 판정금지수단을 포함하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 액추에이터 제어장치의 액추에이터 제어수단은 배터리의 개방에 따라 학습치를 학습치 기억수단에 기록하는 것이다.

또, 본 발명에 관한 액추에이터 제어장치의 학습치 기억수단은, EEP ROM에 의해 구성된 것이다.

또 본 발명에 관한 액추에이터 제어장치가 적용되는 액추에이터는, 3상의 계자권선과 회전자를 포함하는 브러시 레스모터에 의해 구성된 것이다.

또 본 발명에 관한 액추에이터 제어장치는 차량에 탑재된 엔진의 스로틀 액추에이터를 제어대상으로 한 것이다.

도 1 은 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 블록도.

도 2 는 본 발명의 실시의 형태 1의 동작을 표시하는 플로차트.

도 3 은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 학습처리시에서의 액추에이터 동작위치의 한예를 표시하는 평면도.

도 4 는 본 발명의 실시의 형태1에 의한 각 학습치를 표시하는 설명도.

도 5 는 종래의 액추에이터 제어장치의 요부를 표시하는 구성도.

도 6 은 일반적인 액추에이터의 자극구성을 표시하는 평면도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1. 액추에이터 2. 회전자

3. 계자권선 4. 센서

9. 배터리 11. 배터리 착탈판정수단

12. 학습치 기억수단 13. 키스위치 온 오프 판정수단

17. 액추에이터 제어수단 18. 액추에이터 구동수단

20. 키 스위치

S1. 배터리의 이탈상태를 판정하는 스텝

S2. 학습치기억수단내의 데이터치를 참조하는 스텝

S3. 미학습상태를 판정하는 스텝

S4. 액추에이터의 제어를 금지하는 스텝

S5. 고장판정을 무효로 하는 스텝

S8. 배터리의 개방을 판정하는 스텝

S9. 학습치를 학습치 기억수단에 기록하는 스텝

실시의 형태 1

이하, 본 발명의 실시의 형태 1을 도면에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 블록도이고, 전술한 바와같은 요소에 대해서는 동일부호를 부쳐서 상술을 생략한다.

또 액추에이터 제어수단(17) 및 액추에이터 구동수단(18)은 각각, 상술한 액추에이터 제어수단(7) 및 액추에이터 구동수단(8)에 대응해 있고, 전자유닛(이하, 「ECU」라 한다)(10)내에 구성되어 있다.

이 경우, 액추에이터(1)는 상술(도5참조)와 같이 회전자(2) 및 3상의 계자권선(3)을 포함하는 브러시 레스모터에 의해 구성되어 있고, 차량에 탑재된 엔진의 스로틀액추에이터로서 기능한다. 따라서, 배터리(9)와 ECU(10)사이에는, 키 스위치(20)가 설치되어있다.

ECU(10)는, 액추에이터 제어수단(17)에 관련해서 배터리 착탈판정수단(11) 학습치 기억수단(12) 및 키 스위치 온 오프 판정수단(13)을 구비하고 있다.

배터리 착탈판정수단(11)은 배터리(9)와 액추에이터 제어수단(17)사이에 삽입되어서 배터리(9)의 착탈상태를 판정한다.

학습치 기억수단(12)은 예를들면 EEP ROM으로 구성되고, 액추에이터 제어수단(17)의 제어하에 액추에이터(1)의 동작위치와 스로틀개도(전압신호)T의 관계를 학습치로서 기억한다.

키 스위치 온 오프 판정수단(13)은 키 스위치(20)와 액추에이터 제어수단(17)사이에 삽입되어서, 키 스위치(20)의 온 오프 상태(배터리 9의 투입상태)를 판정한다.

다음에 도2의 플로차트를 참조하면서 도1에 표시한 본 발명의 실시의 형태1의 동작에 대해 설명한다. 또 출하시에 학습치 기억수단(EEP ROM)(12)는, 학습치의 범위외의 초기 소정치가 미리 기록되어 있다. 또, 액추에이터 제어수단(17)내의 ROM에는 학습치 기억수단(12)의 초기소정치가 저장되어있다.

초기소정치는 학습치범위외의 데이터 패턴으로되고, 예를들면, 인접하는 여러개 비트의 데이터치가 교호로 「0, 1, 0, 1..........」를 반복하도록 설정되어 있는 것으로 한다.

우선, 키 스위치(10)가 온되어서 배터리(9)가 투입되면, 액추에이터 제어수단(17)은 배터리 착탈판정수단(11)을 참조하고, 배터리(9)가 이탈되었는지의 여부를 판정한다(스텝 S1). 이때, 배터리 착탈 판정수단(11)은 배터리(9)의 이탈이 실시된 경우에, 배터리의 이탈 상태를 표시하는 신호를 액추에이터 제어수단(17)에 송신한다.

통상, 키 스위치(20)가 오프되어서 액추에이터 제어수단(17)의 동작프로그램이 정지해도 배터리(9)가 이탈되지 않는 한, 백업 전원(도시않음)에 의해, 액추에이터 제어수단(17)의 RAM내의 데이터치는 보존되어 있다. 그러나, 배터리(9)가 이탈되면, 백업 전원이 다운되므로 액추에이터 제어수단(17)의 RAM내의 데이터치는 클리어된다.

따라서, 스텝 S1에서 배터리(9)가 이탈되었다. (즉 YES)라고 판정되면, 액추에이터 제어수단(17)내의 RAM정보가 클리어 되어 있으므로, 액추에이터 제어수단(17)은 학습치 기억수단(12)내의 데이터치로부터 액추에이터(1)의 동작위치에 관한 학습치를 취입하려고 한다

즉 배터리 착탈 판정수단(11)이 배터리(9)의 이탈상태를 판정한 경우, 액추에이터 제어수단(17)은 학습치기억수단(12)내의 데이터치를 판독해서 참조하고(스텝 S2), 학습치 기억수단(12)내에 이미 학습치가 기록되어있는 것을 확인하기 위해, 데이터치가 초기 소정치(미학습상태)를 표시하는지의 여부를 판정한다(스텝 S3). 만약에, 학습치 기억수단(12)에서 판단된 데이터치가 초기소정치와 일치하고, 미학습상태(즉, YES)라고 판정되면 액추에이터 제어수단(17)은 아래의 학습처리(후술한다)가 완료될때까지 액추에이터(1)의 제어를 금지한다(스텝S4).

또 액추에이터(1)의 동작위치(개도전압)에 따라 액추에이터(1)의 고장을 판정하는 고장판정수단을 구비하고 있을때는 액추에이터 제어수단을 구비하고 있는 경우에는, 액추에이터 제어수단(17)은 고장판정 수단을 무효로 해서, 액추에이터(1)의 고장판정을 금지한다(스텝 S5).

한편 스텝 S1에서 배터리(9)가 이탈되어 있지 않다(즉 NO)라고 판정되거나, 또는 스텝 S3에서, 미학습상태(즉, NO)라고 판정되면, 액추에이터(1)의 제어를 허가한다(스텝 S6).

또 액추에이터(1)의 고장판정수단을 구비하고 있을때에는 액추에이터 제어수단(17)은, 고장판정수단을 유효로 해서 액추에이터(1)의 고장판정을 허가한다(스텝 S7).

그후, 키 스위치(20)가 오프되었는지의 여부를 판정해서(스텝 S8), 키 스위치(20)가 온상태(즉, NO)라고 판정되면 그대로 도2의 처리를 종료하고 키 스위치(20)가 오프(즉, YES)었다고 판정되면 학습처리(스텝 S9)를 실행한 후에 도2의 처리를 종료한다.

다음에 도3 및 도4를 참조하면서 도2내의 학습처리(스텝 S9)의 구체적 동작에 대해 설명한다. 도3은 도1내의 액추에이터(1)의 동작위치의 한예를 표시하는 평면도이고, 회전자(2)의 자극구성과 계자권선(3)의 통전 패턴(여기서는 첫 번째의 통전패턴)에 의한 회전자(2)의 스텝회전각도 Ta를 표시하고 있다.

도 3과 같이 계자권선(3)에 대해 첫 번째의 통전패턴을 인가한 경우, 회전자(2)는 도6의 무통전상태(전폐위치)로부터, 각도 Ta만큼 스텝 구동되어서 위치 정정되는 것으로 한다. 여기서, 회전각도 Ta는 계자권선(3)의 U상 기준선 M2에 대한 회전자(2)의 자극 경계선 M1이 이루는 각도이고 첫 번째의 통전패턴에 의한 스텝 회전각도 Ta는 예를들어 15°라고 한다.

도 4는 회전자(2)의 각 스텝 구동에 대응한 센서출력(전압신호)To를 표시하는 설명도이고, 액추에이터(1)에의 각 통전패턴 P1~P6에 대한 스로틀개도(To)대응의 전압치 VSO~VS6[V]를 표시하고 있다.

전압치 VSO는 계자권선(3)이 무통전 상태에서의 센서출력, 전압치 VS1~VS6은 제1(첫회)~제6의 통전패턴에서의 각 센서출력이다.

즉, 도3에 표시한 첫회의 스텝구동에 이어서, 통전패턴을 순서대로 전환해서 회전자(2)를 스텝구동한 경우, 도4의 출력전압 패턴이 얻어지게 된다. 도 4에서 무통전상태에서의 스로틀밸브(5)(도 5참조)는 전폐위치에 있고, 스로틀개도 전압을 VSO를 표시하고 있다.

키 스위치(20)가 오프되어서 엔진회전수가 0이 되면 키 스위치 온 오프되어서 엔진회전수가 0이 되면 키 스위치 온 오프 판정수단(13)에 의해 키 스위치(20)의 오프상태가 판정되나 (스텝 S8 의 YES), 실제로는, 키 스위치(20)의 오프에서 약 7초 경과후에 ECU 10에의 통전이 차단된다.

따라서, 액추에이터 제어수단(17)은 실제로 통전이 차단될때까지의 수초간에 학습처리(스텝 S9)를 실행한다.

키 스위치(20)의 오프시에, 우선 센서(6)로부터의 스로틀 개도전압과 전폐위치에 상당하는 소정전압(예를들어 0.7V)를 비교해 스로틀 개도전압이 소정전압이상인 경우에는 목표개도 전압을 전폐개도전압의 학습치에 설정해서 스로틀 밸브(5)를 개도피드백 제어에 의해 전폐위치로 되돌린다.

계속해서, 스로틀개도 전압이 소정전압이하에 도달한 시점에서, 액추에이터 제어수단(17)으로부터 PWM듀티신호(구동신호)를 오프해서 스로틀 밸브(5)를 리턴스프링의 작동력에 의해 전폐위치에 되돌린다. 그후, 스로틀밸브(5)가 전폐위치에 충분히 안정된 상태로 센서(6)으로부터의 개도전압 VSO를 전폐학습치로 기억한다. 또, 스로틀밸브(5)가 전폐위치에 충분히 안정된 상태는 예를들면 센서(6)으로부터의 개도전압 변화가 샘플링주기(15m초 정도)로 20mV이하가 된 시점에서 소정시간(예를들어 0.5Sec)경과후에 설정된다. 전폐위치 학습후에, 순차 회전자(2)의 자극위치를 학습한다. 전폐위치의 학습이 완료되지 않을 경우에는 회전자(2)의 자극위치 학습동작에의 이행은 금지된다.

이렇게 해서 액추에이터(1)에 대한 무통전 상태에서의 전압치 VSO를 학습한 후, 우선 제1의 통전패턴 P1에 의해, 소정의 통전시간 t1만큼 계자권선(3)을 여자한다(도 3내의 자극패턴 참조). 이로인해 회전자(2)는 스텝 각도 Ta(=15°)만큼 회전 동작한다.

이때 액추에이터 제어수단(17)은 스로틀 밸브(5)의 동작 안정후에 제1의 스텝 위치의 자극위치를 학습치로 해서, 센서(6)로부터 입력된 스로틀개도(=15°)만큼 회전 동작한다.

이때, 액추에이터 제어수단(17)은 스로틀 밸브(5)의 동작 안정후에, 제1의 스텝위치의 자극위치를 학습치로해서, 센서(6)로부터 입력된 스로틀 개도(=15°)에서의 전압치 VS1을 판독한다.

즉 첫회의 스텝위치에 대응한 회전자(2)의 자극위치의 학습치는 전폐위치(To=VSO)로부터 회전각도 Ta(=15°)의 위치에 얻어진다.

여기서는 첫회의 스텝 회전각도 Ta가 15°의 경우를 표시하고 있으나, 다른 임의의 각도라도, 기계적으로 위치결정되는 전폐위치에서의 센서출력 전압치 VSO에 대해 첫회의 스텝 회전각도 Ta에서의 센서출력전압치 VS의 증가분을 스텝 회전각도(Ta)를 정확하게 인식할 수 가 있다.

이하, 액추에이터 제어수단(17)은 각 통전패턴 P2~P6에 의해 회전자(2)를 회전각도 30°마다에 순차스텝구동하고, 각 스로틀개도에 대응한 전압치 VS2~VS6의 위치에 회전자(2)를 위치결정하는 동시에, 각 스텝 위치에서의 자극위치를 학습치로서 순차 판독한다. 또 각 통전패턴 P1~P6에서의 각 상의 전류패턴은, 액추에이터 제어수단(17)의 RAM내에 미리 저장되어 있다.

이렇게 해서 얻어진 학습치(도4 참조)는 액추에이터 제어수단(17)내의 RAM뿐아니라, 학습치 기억수단(12)에도 저장되고, 그후는, 배터리(9)가 이탈되어도 학습치 기억수단(12)내에 보존된다.

따라서, 이후의 처리동작에서는 스텝 S3에서 이미 학습이 끝난 상태(즉, NO)라고 판정되므로, 액추에이터(1)의 제어처리(스텝 S6) 및 고장판정처리(스텝 S7)가 통상대로 실시된다.

이로인해, 액추에이터(1)은 각 학습치에 따른 보간 연산등에 의해, 고정밀도로 구동제어된다.

이와같이, 액추에이터 제어수단(17)에의 배터리(9)의 투입에 응답해서, 학습치 기억수단(12)내의 데이터치를 참조해서(스텝 S2), 미학습상태를 판정함으로(스텝 S3)써, 미학습상태를 판정한 경우에 액추에이터(1)의 제어를 금지할 수 가(스텝 S4)있다.

따라서, 학습치 기억수단(12)의 조립직후의 미학습상태에서 배터리(9)를 투입해도 학습치 기억수단(12)에 유효데이터가 기록되기전에 액추에이터(1)가 쓸데없이 제어되는 일이 있으므로, 액추에이터(1)에 불필요한 과전류를 흘리지 않고 전력 낭비를 방지할 수 가 있다.

또, 액추에이터(1)의 고장판정수단을 구비하고 있는 경우, 액추에이터 제어수단(17)은, 미학습상태의 판정시에 고장판정수단을 금지(스텝 S5)하므로, 미학습상태에서의 고장오판정을 방지할 수 가 있다.

또, 키 스위치(20)가 오프되어서 배터리(9)가 개방될때마다, 학습처리(스텝 S9)가 실행되어서 학습치가 갱신되므로, 액추에이터(1)의 경시변화등에도 추종해서 고정밀도의 제어를 유지할 수 가 있다.

또 액추에이터(1)로서 피드백제어시에 높은 정밀도가 요구되는 차량용엔진의 스로틀액추에이터를 대상으로 하였으므로, 학습처리가 필요가 되는 스로틀액추에이터에서, 미학습시의 오제어나 고장 오판정등을 특히 효과적으로 방지할 수 가 있다.

또, 액추에이터(1)로서 브러시 레스모터를 사용하였으므로, 회전각도 위치를 고정밀도로 제어할 수 가 있디. 또, 학습치 기억수단(12)으로써 EEP ROM을 사용하였으므로, 학습치 및 초기 소정치등의 데이터를 쉽게 갱신해서 기록 할 수 가 있다.

실시의 형태 2

또, 상기 실시의 형태1에서는, 액추에이터 1로서, 브러시 레스모터로 된 차량용 엔진의 스로틀 액추에이터를 대상으로 하였으나, 학습치에 따라 피드백 제어되는 것이면, 다른 임의의 액추에이터를 대상으로 해도 된다. 또 학습치 기억수단(12)으로 EEP ROM을 사용했으나, 다른 메모리수단을 사용해도 된다.

이상과 같이 본 발명의 청구항 1에 의하면, 액추에이터의 동작위치를 전압신호에 의해 검출되는 센서와, 동작위치가 목표위치가 되도록 액추에이터를 피드백 제어하는 액추에이터 제어수단과, 액추에이터 제어수단으로부터의 제어량에 따라 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단과, 액추에이터 제어수단에 급전하기 위한 배터리와, 배터리와 액추에이터 제어수단 사이에 삽입되어서 배터리의 착탈상태를 판정하는 배터리 착탈판정수단과, 액추에이터 제어수단의 제어하에서 동작위치와 전압신호의 관계를 학습치로서 기억하는 학습치 기억수단을 구비하고, 학습치 기억수단은 출하시에 학습치의 범위외의 초기소정치가 미리 기록되어있고, 액추에이터 제어수단은, 배터리 착탈판정수단이 배터리의 이탈상태를 판정했을때에, 학습치기억수단내의 데이터치를 참조하고, 데이터치가 소기 소정치를 표시하는 경우에, 미학습상태에 있는 것을 판정하는 미학습판정수단을 포함하도록 하였으므로, 액추에이터 동작위치의 미학습상태에 기인하는 여러 가지 불합리한 것을 미연에 방지할 수 있는 액추에이터 제어장치가 얻어지는 효과가 있다.

또, 본 발명의 청구항 2에 의하면, 청구항 1에서, 미학습 판정수단은, 액추에이터 제어수단에의 배터리의 투입에 응답해서, 학습치 기억수단내의 데이터치를 참조하도록 하였으므로, 액추에이터 동작위치의 미학습상태에 기인하는 여러 가지 불합리한 것을 미연에 방지할 수 있는 액추에이터 제어장치가 얻어지는 효과가 있다.

또, 본 발명의 청구항 3에 의하면, 청구항1에서, 액추에이터 제어수단은 미학습판정수단이 미학습상태인 것을 판정한 경우에, 액추에이터의 제어를 금지하기 위한 제어금지수단을 포함하도록 하였으므로 액추에이터 동작위치의 미학습상태에 기인하는 오제어를 미연에 방지할 수 있는 액추에이터 제어장치가 얻어지는 효과가 있다.

Claims

액추에이터의 동작위치를 전압신호에 의해 검출하는 센서와, 상기 동작위치가 목표위치가 되도록 상기 액추에이터를 피드백제어하는 액추에이터 제어수단과, 상기 액추에이터 제어수단으로부터의 제어량에 따라, 상기 액추에이터를 구동하는 액추에이터 구동수단과, 상기 액추에이터 제어수단에 급전하기 위한 배터리와, 상기 배터리와 상기 액추에이터 제어수단 사이에 삽입되어서 상기 배터리의 착탈상태를 판정하는 배터리 착탈판정수단과, 상기 액추에이터 제어수단의 제어하에서 상기 동작위치와 상기 전압신호의 관계를 학습치로 기억하는 학습치 기억수단을 구비하고, 상기 학습치 기억수단은 출하시에 상기 학습치의 범위밖의 초기소정치가 미리 기록되어있고, 상기 액추에이터 제어수단은, 상기 배터리 착탈판정수단이 상기 배터리의 이탈상태를 판정했을때에 상기 학습치 기억수단내의 데이터치를 참조하여 상기 데이터치가 상기 초기소정치를 표시하는 경우에 미학습상태에 있는 것을 판정하는 미학습판정수단을 포함하는 것을 특징으로하는 액추에이터 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 미학습판정수단은, 상기 액추에이터 제어수단에의 상기 배터리의 투입에 응답해서, 상기 학습치 기억수단내의 데이터치를 참조하는 것을 특징으로하는 액추에이터 제어장치.
제1항에 있어서,

상기 액추에이터 제어수단은, 상기 미학습판정수단이 미학습상태에 있는 것을 판정한 경우에, 상기 액추에이터의 제어를 금지하기 위한 제어금지수단을 포함하는 것을 특징으로하는 액추에이터 제어장치.