JPH04136480A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は被制御装置の制御量を増減させるモータの制御
装置、特に、目標制御量に実制御量を一致させる様に制
御できるモータの制御装置に関する。

（従来の技術） 被制御装置の制御量を増減させるモータの制御装置、例
えば、エンジンのアイドル回転数を制御する制御装置で
は、主路のスロットルバルブを迂回して吸気を流すバイ
パス路が設けられている。

このバイパス路に取付けられたアイドルスピードコント
ロールバルブ（ＩＳＣＶ）は電子制御装置により駆動さ
れるモータをアクチュエータとしており、これによりエ
ンジンのアイドル回転数が増減制御されている。

ここで用いられているアイドルスピードコントロールバ
ルブ（ＩＳＣＶ）は減速用のギア列を介してモータに接
続されている場合が多い。そして、制御量としてのバル
ブ開度情報はモータの回転角情報に置き換えられて回転
角センサより電子制御装置に入力されている。ここで、
従来の電子制御装置が行なうアイドルスピードコントロ
ールの制御処理の一例を第８図のフローチャートと共に
説明する。

ここでは電子制御装置が実アイドル回転数Ｗ実とメイン
ルーチンで算出された目標アイドル回転数Ｗ［ｌとが比
較され、一致しない間はステップｓ２に、−ｉするとメ
インにリターンする。ステップａ２では目標アイドル回
転数ｗ目に応じたモータの目標ポジションＰｊが設定さ
れる。この後、目標ポジションＰＩとモータの実ポジシ
ョンＰ実との差分に、予めマツピングされている１ステ
ツプ移動に要する初期モータ駆動時間Ｔ。が乗算されて
、モータ駆動時間Ｔが算出される。

ステップｓ４では、モータ駆動時間Ｔだけモータを能動
させステップｓｌに戻る。

なお、このアイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳ
ＣＶ）の開度情報を出方する回転角センサは、ギア列よ
り得られた回転角情報をパルス信号として取り込み、そ
のパルスのカウント数に基づきバルブ開度を検出出来る
ように構成されている。

（発明が解決しようとする課Ｍ） ところで、アイドルスピードコントロールバルブ（ＩＳ
ＣＶ）のモータと弁本体との間のギア列には潤滑用のグ
リースが付着され、その粘度は経時的に劣化する。

このため、グリース粘度が経時的に高くなると、モータ
負荷が除々に大きくなり、噛み合いガタの増加により所
定パルス幅でのモータ回転角が小さくなる。更に、モー
タのブラシ部は経時的に摩耗し、ブラシ部抵抗を増大さ
せ、結果として、ステップｓ４でモータ駆動時間Ｔだけ
モータを駆動させても、モータ即動抵抗が経時的に増加
しており、的確な開度に工ＳＣバルブが保たれず、応答
性が低下したものとなってしまう。

このように、被制御量を増減させるモータ制御装置では
、モータやそれと被制御装置間に配設される回転伝達手
段等の耐久劣化により、必要なモータ回転角を得るため
のモータ駆動時間が経時的に長くなる。結果として、初
期値のままで制御量が算出されていると、応答性が低下
するという問題があった。

本発明の目的は、応答性が経時的に低下することのない
モータ制御装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本発明は、被制御装置の
制御量を増減させるモータと、上記制御量に応じた上記
モータの回転角情報を出方する回転角センサと、初期設
定された上記モータの単位回転角当りのモータ駆動時間
と実際の単位回転角当りのモータ駆動時間との比よりモ
ータ劣化補正係数を算出する手段と、指定された目標制
御量と実制御量との差分に応じたモータ駆動時間を算出
すると共にこのモータ駆動時間を上記モータ劣化補正係
数で補正した補正済モータ駆動時間を算出するモータ駆
動時間算出手段と、上記補正済モータ輛動時間だけ上記
モータを駆動させるモータ制御手段とを有したことを特
徴としている。

（作　　用） モータの単位回転角当りのモータ駆動時間と実際の単位
回転角当りのモータ駆動時間との比よりモータ劣化補正
係数を算出しておき、目標制御量と実制御量との差分に
応じたモータ駆動時間を算出すると共にこのモータ駆動
時間をモータ劣化補正係数で補正した補正済モータ駆動
時間を算出するようにしたので、モータの耐久劣化を吸
収できる補正済モータ翻動時間だけモータを駆動させる
ことができる。

（実　施　例） 第１図には本発明の一実施例としてのモータ制御装置が
示されている。

このモータ制御装置はエンジンＥの吸気路に装着される
アイドルスピードコントロール装Ｗ（以後単にＩＳＣ装
置と記す）として構成されている。

ここでエンジンＥはその吸気路に、エアクリーナ１９よ
りのエアを吸入し、エアフローセンサ２ｏによりその空
気量を検出し、吸気を主路２１及びバイパス路２２を介
してエンジンの燃焼室（図示せず）に導いている。吸気
路の途中にはサージタンク２３があり、その上流で主路
２１及びバイパス路２２が合流しており、サージタンク
２３の下流側の吸気路上にはエンジン本体に支持された
燃料噴射弁２７より燃料供給がなされている。

主路２１はスロットルバルブ２４により開閉され、バイ
パス路２２はファーストアイドルエアバルブ２５とアイ
ドルスピードコントロールバルブ（以後単にＩＳＣバル
ブと記す）１８とにより開閉される。

ここで、主路２１の要部を形成する剛性管２８にはバイ
パス路２２を形成するケーシング２９が固定されている
。

第２図に示すようにケーシング２９は、バイパスエア入
口３０よりのエアを上室３１で受け、これを−対の弁手
段１８．２５により断続して下室３２に導き、同室に連
通ずるバイパスエア出口３３より主路２１に吸気を流す
ように構成されている。

ファーストアイドルエアバルブ２５はワックス式感温部
３４を図示しない冷却水通路に配設し、同感温部３４の
働きで、エンジンの暖機状態に応じ、弁本体３６を弁シ
ート３７に対して接離操作し、冷態始動時における吸気
量の増量を図り、エンジン回転数の増量を自動的に図る
ように構成さている。

ＩＳＣバルブ１８は上室３１と下室３２の間の弁座３８
に接離してバイパス路のエアの流量規制をする弁本体３
９と、弁本体３９と一体のリードスクリュー４０と、リ
ードスクリュー４０が中央のねじ穴４１に螺合すると共
に軸受部４２に回転可能に支持されたギアプランジャ４
３とで構成される。

第４図に示すように、ギアプランジャ４３には第２ギア
４６と、同ギアに噛み合う第１ギア４５からなるギア列
Ｇが接続されている。ここで、第１ギア４５が直結され
た直流モータ（以後単にモータと記す）４４は駆動回路
３５１を介して電子制御装置３５（第１図参照）に接続
されている。なおモータ４４は第３図に示すように、基
部に枢支された回転軸４４１と、その回転軸と一体のロ
ータ４４２と、回転軸上の摺動子４４５に摺接するブラ
シ４４３と、ロータと摺動子４４５間のディスクバリス
タ４４４とで構成され。

１パルス毎に単位回転角づつ回動するように、構成され
ている。

ここで、符号５３はバネを示し、これにより、リードス
クリュー４０及びギアプランジャ４３の上方向へのずれ
が阻止されている。符号５４はバネを示し、これにより
第２ギア４６の側面に図示しない摩擦板を介してバネ力
を付与し、同バネ力に応じた摩擦力を第２歯車４６に与
え、ギアの不要な回動を阻止している。

更に、第４図に示すように、ギアプランジャ４３の他側
面にはギアマグネット４８が噛み合い、同ギアマグネッ
トの軸部に形成された一対のＮ、Ｓ極を交互に配設した
ロータ部に一対のホールＩＣを備えた開度センサとして
のホールセンサ４９が対設されている。ホールセンサ４
９はケーシング（第２図参照）２９に支持され、その検
出信号は、ホールＩＣがＮ極に対向している間はオン信
号を、Ｓ極に対向している間はオフ信号を、それぞれ電
子制御装置３５に入力できるように構成されている。

ここで、ホールセンサ４９がらの出力は、モータの単位
回転角毎にｒオン」、「オフ」を繰り返し。

定常回転時にはデユーティ比５０％のパルス信号を発す
ることとなる。

第２図中、符号５０．５１は前進ストッパ及び後退スト
ッパを示しており、これらは図示しないギアプランジャ
４３上の突部と共働して弁本体３９の前進量及び後退量
をそれぞれ規制している。符号５２はエンジンＥの回転
情報を出力するエンジン回転センサ（Ｎセンサ）を示し
ている。

電子制御装置！３５にはホールセンサ４９の他に、エン
ジン回転センサ５２．エアフローセンサ２０、図示しな
いスロットルセンサ等よりの出力信号が入力される。

この電子制御装置ｉ３５はその主要部分が周知のマイク
ロコンピュータで構成されており、各センサの検出信号
を取り込むと共に制御出力であるモータ４４への駆動出
力を駆動回路３５１を介して発する入出力回路３５２と
、第７図のＩＳＣ制御プログラムや、第５図の吸入空気
量Ｑ算出マツプが記憶処理された記憶開路３５３と、Ｉ
ＳＣ制御プログラムに沿ってこの電子制御装置３５を制
御する制御回路３５４とを備える。

特に、ここで第５図の吸入空気量Ｑ算出マツプ中のカウ
ント数ｎｘは弁本体３９の断面形状変化により生じる空
気流量Ｑの変化点を示す。

この電子制御装置３５は制御手段としての機能を備え、
特に、モータ劣化補正係数算出手段と、モータ駆動時間
算出手段と、モータ制御手段としての機能を備える。

即ち、モータ劣化補正係数算出手段は初期設定されたモ
ータの単位回転角（１ステツプ）当りの初期モータ駆動
時間Ｔ０と実際の単位回転角（１ステツプ）当りの実モ
ータ駆動時間Ｔ。″との比よりモータ劣化補正係数ｋを
算出する。モータ駆動時間算出手段は指定された目標開
度ＰＩと実開度Ｐ実との差分に応じたモータ駆動時間を
算出すると共にこのモータ駆動時間をモータ劣化補正係
数にで補正した補正済モータ駐動時間Ｔを算出する。モ
ータ制御手段は補正法モータ駆動時間Ｔだけモータ４４
を駆動させる。

この様なＩＳＣ装置の作動を第７図の工ＳＣ制御プログ
ラムに沿って説明する。

制御がスタートすると、まず、モータ駆動数カウンタｎ
がクリアされる。そして、モータ駆動数カウンタｎが１
０回に達しない間はステップａ３に進み、達するとステ
ップａ１２に進む。

ステップａ３ではモータ駆動数カウンタｎを１回分力■
算し・ステップａ４に達する。

ステップａ４では、実アイドル回転数Ｗ実とメインルー
チンで算出された目標アイドル回転数Ｗ目とが比較され
、一致しない間はステップａ５に、−致するとメインに
リターンする。ステップａ５では目標アイドル回転数ｗ
Ｈに応じたモータの目標ポジションＰｕが設定される。

この後、目標ポジションＰσとモータの実ポジションＰ
笑との差分に、予めマツピングされている１ステツプ移
動に要する初期モータ駆動時間Ｔｏとモータ劣化補正係
数ｋが乗算されて、モータ駆動時間（補正法モータ駆動
時間）Ｔが算出される。

なお、１ステツプ移動に要する初期モータ駆動時間Ｔ。

が１ステツプ移動に要する実モータ駆動時間Ｔｏ’に補
正される算出処理を第６図に図示した。ここで、特性線
Ｌ１は目標ポジションＰＪとモータの実ポジションＰｉ
との差分であるステップ偏差に応じた１ステツプ移動に
要する初期モータ駆動時間Ｔ０の算出特性を示し、特性
線Ｌ２は、１ステツプ移動に要する実モータ駆動時間Ｔ
ｏ’の算出特性を示している。

ステップａ７では、モータ駆動時間Ｔだけモータを駆動
させる。そして、モータ駆動中のデータより、１ステツ
プ移動に要する実モータ駆動時間Ｔ０′を測定する。そ
して、この実モータ駆動時間Ｔ。′と初期モータ駆動時
間Ｔ０との比よりモータ劣化補正係数ｋが算出され、同
モータ劣化補正係数にのストアされているアドレスの値
が更新される。

この後、ホールセンサ４９のパルス信号（ＮＲ５信号）
の入力があるか否かを判定し、あるとステップａ１に、
無いとステップａ２に進む。

ステップａ４で目標ポジションＰ目とモータの実ポジシ
ョンＰ実とが一致せず、且つ、ステップａｌｌでパルス
信号（ＮＲ５信号）の入力が無いとして、モータ駆動数
カウンタｎが１０回を上回った場合には、ステップａ１
２に達する。ここでは、モータを設定量、更に駆動させ
てホールセンサ４９のパルス信号（ＭＲＳ信号）の入力
があるか否かを判定する。

あるとステップａ１に戻り、無いと、更に、フェール判
定モータ駆動時間Ｔ、にモータ劣化補正係数ｋを乗算し
た劣化判定時間とモータ実駆動時間ｔを比較し、劣化判
定時間をモータ実駆動時間ｔが上回るのを待ち、上回る
とホールセンサ４９のパルス信号（ＮＲ５信号）のフェ
イルの表示を行なうこととなる。

上述のＩＳＯ制御プログラムにおいて、ステップａ９で
劣化補正係数ｋを算出し、ステップａｌｏでアドレスｋ
にその劣化補正係数ｋを入れ替えるという更新処理を行
なっていたが、これに代えて。

ステップａ９で算出した劣化補正係数ｋを平均化処理に
より平均化法の劣化補正係数ｋｎとして算出し、アドレ
スｋｎにその平均化済劣化補正係数ｋｎをストアするよ
うに構成されても良い。

この場合、今回の平均化済劣化補正係数ｋｎは［Ｋｎ＝
　ａ　Ｋｎ−１＋（１−ｃｚ）Ｋ）として算出される。

この場合、Ｋ　ｎ−１は前回までの平均化済劣化補正係
数を、αは適宜設定され、例えば０．１に設定される。

更に、被制御装置としてエンジンＥの吸気路に装着され
るアイドルスピードコントロール装置を説明したが、こ
れに限定されるものではなく、例エバ、エンジン吸気路
に装着されて、吸気路長さを可変吸気バルブにより増減
切換し、低速時の吸気慣性効果と、高速時の吸入抵抗の
低減効果とが共に得られる可変吸気制御装置のモータ制
御装置としても本発明を適用できる。

（発明の効果） 以上のように９本発明はモータ駆動時間の初期値と実際
値との比であるモータ劣化補正係数を用いて、初期モー
タ駆動時間を補正した補正済モータ駆動時間を算出する
ようにしたので、モータを補正済モータ廓動時間だけ駆
動させることとなり、耐久劣化を吸収して、常に応答性
良く被制御装置の制御量を増減制御出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としてのモータ制御装置とし
てのアイドルスピードコントロール装置の全体構成図、
第２図は同上装置のＩＳＣバルブの要部断面図、第３図
は第２図のＩＳＣバルブを駆動するモータの断面図、第
４図は第２図のＩＳＣバルブを駆動するギア列の概略斜
視図、第５図は第１図の装置のＩＳＣ制御処理で用いる
空気流量算出マツプの特性線図、第６図は第１図の装置
のＩＳＣ制御処理で用いるモータ駆動時間Ｔ０を初期駆
動ゲインの特性、１！ＬＬと学習補正ゲインの特性線Ｌ
２に基すき算出する説明図、第７図は第１図の装置のＩ
ＳＣ制御プログラムのフローチャート、第８図は従来装
置のＩＳＣ制御プログラムのフローチャートである。 １８・・・ＩＳＣバルブ、２１・・・主路、２２・・・
バイパス路、３５・・・電子制御装置、３９・・・弁本
体、４４・・・モータ、４９・・・ホールセンサ、Ｇ・
・・ギア列。 房 ｂ 馬 聞 馬６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被制御装置の制御量を増減させるモータと、上記制御量
   に応じた上記モータの回転角情報を出力する回転角セン
   サと、初期設定された上記モータの単位回転角当りのモ
   ータ駆動時間と実際の単位回転角当りのモータ駆動時間
   との比よりモータ劣化補正係数を算出する手段と、指定
   された目標制御量と実制御量との差分に応じたモータ駆
   動時間を算出すると共にこのモータ駆動時間を上記モー
   タ劣化補正係数で補正した補正済モータ駆動時間を算出
   するモータ駆動時間算出手段と、上記補正済モータ駆動
   時間だけ上記モータを駆動させるモータ制御手段とを有
   したモータ制御装置。