(57)【要約】  アクチュエータの制御装置は、車両のエンジンが運転している期間において当該運転を妨害しないときにシャフトの基準位置を学習し、当該学習した基準位置を用いて位置センサにより検出されるシャフトの位置が目標位置に近づくようフィードバック制御する。
2016163001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された駆動対象物の開度を調整するシャフトと、前記シャフトを軸方向に往復運動させるモータと、前記シャフトの位置を検出する位置センサとを有するアクチュエータの制御装置であって、
前記シャフトの軸方向における基準位置を用いて、前記位置センサにより検出される前記シャフトの位置が目標位置に近づくよう前記アクチュエータをフィードバック制御するフィードバック制御部と、
前記車両のエンジンが運転している期間において当該運転を妨害しないときに前記基準位置を学習する位置学習部とを備えることを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項２】
前記フィードバック制御部は、前記駆動対象物の全閉位置または全開位置を前記シャフトの基準位置として用い、
前記位置学習部は、前記車両のエンジンが運転している期間においてエンジン負荷が閾値以下のときに、前記シャフトを前記全閉位置または前記全開位置に移動させる指示を前記フィードバック制御部に与え、前記位置センサにより検出される前記シャフトの位置を前記基準位置として学習することを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項３】
前記フィードバック制御部は、前記駆動対象物の全開位置を前記シャフトの基準位置として用い、
前記位置学習部は、前記車両のエンジンが運転している期間においてエンジン負荷が閾値より高いときに、前記シャフトを前記全開位置に移動させる指示を前記フィードバック制御部に与え、前記位置センサにより検出される前記シャフトの位置を前記基準位置として学習することを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項４】
前記フィードバック制御部は、前記駆動対象物の全閉位置を前記シャフトの基準位置として用い、
前記位置学習部は、前記車両のエンジンが運転している期間において前記目標位置が全閉位置から予め定められた範囲内にあるときに、前記シャフトを前記全閉位置に移動させる指示を前記フィードバック制御部に与え、前記位置センサにより検出される前記シャフトの位置を前記基準位置として学習することを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項５】
前記フィードバック制御部は、前記駆動対象物の全開位置を前記シャフトの基準位置として用い、
前記位置学習部は、前記車両のエンジンが運転している期間において前記目標位置が全開位置から予め定められた範囲内にあるときに、前記シャフトを前記全開位置に移動させる指示を前記フィードバック制御部に与え、前記位置センサにより検出される前記シャフトの位置を前記基準位置として学習することを特徴とする請求項１記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項６】
車両に搭載された駆動対象物の開度を調整するシャフトと、
前記シャフトを軸方向に往復運動させるモータと、
前記シャフトの位置を検出する位置センサと、
請求項１記載の制御装置とを備えることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
車両に搭載された駆動対象物の開度を調整するシャフト、前記シャフトを軸方向に往復運動させるモータ、および前記シャフトの位置を検出する位置センサを有するアクチュエータと、
前記シャフトの軸方向の往復運動によって駆動されるバルブと、
請求項１記載の制御装置とを備えることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項８】
車両に搭載された駆動対象物の開度を調整するシャフトと、前記シャフトを軸方向に往復運動させるモータと、前記シャフトの位置を検出する位置センサとを有するアクチュエータの制御方法であって、
制御装置のフィードバック制御部は、前記シャフトの軸方向における基準位置を用いて、前記位置センサにより検出される前記シャフトの位置が目標位置に近づくよう前記アクチュエータをフィードバック制御し、
前記制御装置の位置学習部は、前記車両のエンジンが運転している期間において当該運転を妨害しないときに前記基準位置を学習することを特徴とするアクチュエータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バルブなどの駆動対象物を駆動するアクチュエータの制御装置、アクチュエータ、バルブ駆動装置およびアクチュエータの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータにより駆動対象物を駆動する場合、アクチュエータと駆動対象物との位置関係を学習することは、高精度な駆動制御を行う上で重要である。例えば特許文献１に係る基準開度位置学習装置においては、エンジン停止時にアクチュエータにより吸気渦流制御弁を基準位置へ駆動し、位置センサにより検出される吸気渦流制御弁の開度値より基準位置を学習していた。【０００３】
しかしながら、上記特許文献１のようにエンジン停止時に位置学習を行うだけでは、機構部品が暖まり、熱膨張により変形すると、基準位置がずれるという課題があった。そこで、特許文献２に係る制御弁開閉制御装置においては、エンジンの運転中に吸気渦流制御弁が基準位置へ駆動されたとき、位置センサにより検出される吸気渦流制御弁の開度値より基準位置を学習していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６２８３３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６８９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
駆動対象物は、エンジンの運転中に頻繁に基準位置へ駆動されるとは限らない。そのため、上記特許文献２のようにエンジンの運転中に駆動対象物が基準位置へ駆動された機会を利用して基準位置を学習する構成にしたとしても、駆動対象物が基準位置へ駆動されなければ、熱膨張による変形などによって基準位置がずれるという課題が依然として存在する。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、基準位置を学習する頻度を高め、基準位置の精度向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るアクチュエータの制御装置は、シャフトの軸方向における基準位置を用いて、位置センサにより検出されるシャフトの位置が目標位置に近づくようアクチュエータをフィードバック制御するフィードバック制御部と、車両のエンジンが運転している期間において当該運転を妨害しないときに基準位置を学習する位置学習部とを備えるものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、車両のエンジンが運転している期間において当該運転を妨害しないときにシャフトの基準位置を学習するようにしたので、基準位置を学習する頻度を高めることができ、基準位置の精度向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の実施の形態１に係るウエストゲートアクチュエータの構成例を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係るウエストゲートアクチュエータの制御装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】実施の形態１に係るウエストゲートアクチュエータの制御装置が行う動作を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１に係るウエストゲートアクチュエータの制御装置のハードウエア構成例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態２に係るウエストゲートアクチュエータの制御装置の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための形態について、添付の図面に従って説明する。
実施の形態１．
この発明に係るアクチュエータを、車両に搭載されたターボチャージャ付きエンジンのウエストゲート（以下、ＷＧと称す）バルブを駆動するＷＧアクチュエータとして用いる場合を例にして説明する。
図１は、実施の形態１に係るＷＧアクチュエータ１の構成例を示す断面図である。ターボチャージャは、エンジンからの排気ガスによってタービンを回転させ、このタービンと同軸で接続されたコンプレッサを駆動して吸気を圧縮しエンジンに供給する構成である。排気通路１００のタービン上流側には、排気ガスを排気通路１００からバイパス通路１０１へ逃がすＷＧバルブ２が設置されており、ＷＧアクチュエータ１がＷＧバルブ２を開閉して排気通路１００からバイパス通路１０１への排気ガス流入量を調整することにより、タービンの回転数を制御する。なお、図１では、ＷＧバルブ２の全閉状態を実線で示し、全開状態を二点鎖線で示す。
【００１１】
ＷＧアクチュエータ１は、駆動源となる直流モータ４と、ＷＧバルブ２を開閉するシャフト１３と、直流モータ４の回転運動をシャフト１３の直線運動に変換するネジ機構１２とを備える。直流モータ４は、複数のＮ極とＳ極に着磁されたマグネット５を有するロータ６と、コイル７が巻回されたステータ８とを含む。コイル７の端部にはブラシ１１ｂが接続されている。ロータ６の一端側は軸受部１４によって回転自在に支持されており、他端側には整流子９が固定されている。
【００１２】
外部端子１０に電圧が印加されると、この外部端子１０に接続しているブラシ１１ａを介し、整流子９を構成する複数の整流子片の中のブラシ１１ａと接触した整流子片に電流が流れ、この整流子片と電気的に接続したブラシ１１ｂを介してコイル７に電流が流れる。コイル７に通電することでステータ８がＮ極とＳ極に磁化し、そのステータ８がマグネット５のＮ極とＳ極と反発および吸引しあうことでロータ６が回転する。ロータ６の回転に伴って通電するコイル７が切り替わることにより、ステータ８の極も切り替わり、ロータ６が回転し続ける。電流の向きが逆になると、ロータ６の回転方向も逆になる。
なお、図１では直流モータ４としてブラシ付きＤＣモータを使用しているが、ブラシレスＤＣモータを使用してもよい。
【００１３】
ロータ６の内部にはシャフト１３を配置するための穴があいており、穴の内周面に雌ネジ部１２ａが形成され、シャフト１３の外周面に雄ネジ部１２ｂが形成されている。この雄ネジ部１２ｂが雌ネジ部１２ａにねじ込まれて結合され、ロータ６の回転運動をシャフト１３の直線運動に変換する。これら雌ネジ部１２ａと雄ネジ部１２ｂとでネジ機構１２が構成される。シャフト１３の一端側は、ハウジング１５を貫通し、リンク機構３を介してＷＧバルブ２と連結されている。シャフト１３の他端側には、このシャフト１３の軸方向における位置を検知する位置センサ１６などが設置されている。
【００１４】
リンク機構３は、２枚のプレート３ａ，３ｂを有する。プレート３ａの一端側にシャフト１３が取り付けられ、他端側の支点３ｃにはプレート３ｂの一端側が回動自在に取り付けられている。このプレート３ｂの他端側にはＷＧバルブ２が取り付けられている。ロータ６の一方向への回転によってシャフト１３がハウジング１５の外へ押し出される方向に移動すると、プレート３ａも同方向に移動して、プレート３ｂとＷＧバルブ２が支点３ｃを中心に回動し、ＷＧバルブ２が開弁方向に動く。ロータ６の逆方向への回転によってシャフト１３がハウジング１５の内へ引き込まれる方向に移動すると、プレート３ａも同方向に移動して、プレート３ｂとＷＧバルブ２が支点３ｃを中心に回動し、ＷＧバルブ２が閉弁方向に動く。
【００１５】
シャフト１３には、二平面などが形成されて回転規制部１３ａとして機能する。また、シャフト１３を貫通するハウジング１５の穴の内周面には、この回転規制部１３ａの形状に合わせて、二平面などのガイド部１５ａが形成されている。回転規制部１３ａとガイド部１５ａとが摺動することにより、ロータ６の回転に合わせてシャフト１３が回転運動するのを規制し、シャフト１３が直線移動するようサポートする。ガイド部１５ａの端部には、シャフト１３側に突出したストッパ１５ｂが形成されており、シャフト１３から突出した形状の当て部１３ｂがこのストッパ１５ｂに当接することにより、シャフト１３のこれ以上の開弁方向への直線移動を規制する。同様に、ネジ機構１２の端部にストッパ１５ｃとして機能するプレートが設置され、当て部１３ｃとして機能するシャフト１３の端面がストッパ１５ｃに当接することにより、シャフト１３のこれ以上の閉弁方向への移動を規制する。
【００１６】
シャフト１３のストッパ１５ｃとして機能するプレートには、シャフト１３の外径より小さな穴が貫通しており、この穴にセンサ用シャフト１７が通され、センサ用シャフト１７の端面がシャフト１３の端面に当接する。これにより、シャフト１３の軸方向の往復運動に合わせてセンサ用シャフト１７も往復運動する。このセンサ用シャフト１７にはセンサ用マグネット１８が固定されており、シャフト１３の往復運動に伴って位置センサ１６に対するセンサ用マグネット１８の位置が変化することにより、位置センサ１６を通過する磁束密度も変化する。位置センサ１６は、ホール素子または磁気抵抗素子などであり、シャフト１３の往復運動に伴って変化する磁束密度を検出し、シャフト１３の実ストローク位置を示すアナログ信号に変換して出力する。
【００１７】
図２は、制御装置２０の構成例を示すブロック図である。制御装置２０は、主に、ＷＧアクチュエータ１を制御してＷＧバルブ２の開度を調整する機能と、ＷＧアクチュエータ１の基準位置を学習する機能を備えている。なお、図示例では、制御装置２０の機能をエンジンコントロールユニットの一機能として実現するように構成しているが、制御装置２０を独立した電子制御ユニットとして構成してもよいし、あるいはＷＧアクチュエータ１の内部に回路基板として組み込んでもよい。
【００１８】
エンジンコントロールユニットは、エンジン制御部２１と制御装置２０とを備えており、これら以外の構成については図示および説明を省略する。制御装置２０は、フィードバック制御部２２と、モータドライバ２３と、Ａ／Ｄコンバータ２４と、位置学習部３０とを備えている。位置学習部３０は、位置学習開始判定部３１と、位置学習制御部３２と、基準位置検出部３３とを備えている。
【００１９】
エンジン制御部２１は、シャフト１３の目標ストローク位置を、フィードバック制御部２２へ出力する。実施の形態１においては、一例として、エンジン制御部２１がシャフト１３の基準位置を基準にして目標ストローク位置を指定する。基準位置は、ＷＧバルブ２を全閉したときのシャフト１３の位置に相当し、基準位置検出部３３からエンジン制御部２１へ通知される。
【００２０】
また、エンジン制御部２１は、車両の状態を示す車両情報を、位置学習開始判定部３１へ出力する。車両情報は、例えばエンジンの駆動状態を示す情報、およびエンジン負荷を示す状態などである。エンジンの駆動状態を示す情報としては、エンジンが始動したことまたは停止したことを示すイグニッション（ＩＧ）キーのオンオフ状態の情報などがある。エンジン負荷を示す情報としては、エンジンのアイドリング、車両の減速または加速を示す情報などがある。アイドリング時および減速時などエンジン負荷が低いときにはＷＧバルブ２が閉弁方向へ駆動され、加速時などエンジン負荷が高いときにはＷＧバルブ２は開弁方向へ駆動されることになる。
【００２１】
Ａ／Ｄコンバータ２４は、位置センサ１６が出力するシャフト１３の実ストローク位置のアナログ信号を受け取り、実ストローク位置のデジタル信号に変換して、フィードバック制御部２２および基準位置検出部３３へ出力する。
【００２２】
フィードバック制御部２２は、Ａ／Ｄコンバータ２４から受け取った実ストローク位置がエンジン制御部２１から受け取った目標ストローク位置に近づくように、シャフト１３のストローク位置をフィードバック制御する。シャフト１３のストローク位置をフィードバック制御することにより、シャフト１３に連結されたＷＧバルブ２の開度が調整される例えばＰＩＤ制御を行う場合、フィードバック制御部２２は、目標ストローク位置と実ストローク位置との偏差を算出し、偏差に応じた比例項、積分項および微分項の各操作量を求めて駆動Ｄｕｔｙを算出し、駆動Ｄｕｔｙに対応するＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御信号を生成してモータドライバ２３へ出力する。
なお、実施の形態１においては、一例として、フィードバック制御部２２がＡ／Ｄコンバータ２４から受け取った実ストローク位置を、基準位置検出部３３から通知されたシャフト１３の基準位置を用いて補正し、フィードバック制御に用いる。これにより、基準位置を基準とした高精度なフィードバック制御を行うことができる。
【００２３】
また、フィードバック制御部２２は、基準位置を学習する位置学習処理のためにシャフト１３を基準位置、つまりＷＧバルブ２の全閉位置に相当する位置へ移動させる指示を位置学習制御部３２から受け取ると、上述した通常時のフィードバック制御を中断して、位置学習制御部３２からの指示に応じてシャフト１３を移動させるＰＷＭ制御信号を生成しモータドライバ２３へ出力する。
【００２４】
モータドライバ２３は、フィードバック制御部２２から受け取るＰＷＭ制御信号に応じて直流モータ４に印加する電圧をオンオフ制御し、直流モータ４へ通電する電流を調整する。
【００２５】
位置学習開始判定部３１は、エンジン制御部２１から受け取った車両情報に基づいて位置学習処理を開始するか否かを判定し、位置学習処理を開始すると判定した場合にその旨を位置学習制御部３２へ通知する。例えばＩＧキーがオフ状態からオン状態になりエンジンが始動したとき、ＩＧキーがオン状態からオフ状態になりエンジンが停止したとき、およびエンジンが運転中であってエンジン負荷が予め定められた閾値以下のときに、位置学習開始判定部３１は位置学習処理を開始すると判定する。なお、この例では、エンジンがアイドリングしているときまたは車両が減速しているときを、エンジン負荷が予め定められた閾値以下になるときと判定するように構成するが、これに限定されるものではなく、エンジンの回転数またはスロットルバルブの開度などに基づいてエンジン負荷の高低を判定してもよい。エンジン負荷が予め定められた閾値以下になるとき、エンジン制御部２１の指示する目標ストローク位置はＷＧバルブ２の全閉位置、または全閉に近い位置になる。
【００２６】
位置学習制御部３２は、位置学習開始判定部３１から位置学習処理の開始通知を受け取ると、シャフト１３を基準位置、つまりＷＧバルブ２の全閉位置に相当する位置へ移動させる指示をフィードバック制御部２２へ出力する。また、位置学習制御部３２は、基準位置を検出する指示を基準位置検出部３３へ出力する。
【００２７】
基準位置検出部３３は、位置学習制御部３２から基準位置検出の指示を受け取った場合、この位置学習処理によって移動しているシャフト１３の実ストローク位置をＡ／Ｄコンバータ２４から受け取り、基準位置を検出する。基準位置検出部３３は、検出した基準位置をエンジン制御部２１およびフィードバック制御部２２へ通知する。
【００２８】
ここで、全閉の基準位置検出方法の一例を説明する。
位置学習制御部３２は、ＷＧバルブ２の全閉位置に相当する位置へシャフト１３を移動させる指示を、フィードバック制御部２２へ与える。フィードバック制御部２２は、位置学習制御部３２からの指示に従い、シャフト１３をハウジング１５へ引き込む閉弁方向に移動させ、ＷＧバルブ２を弁座に押し付けて全閉状態にする。基準位置検出部３３は、この状態において位置センサ１６により検出されるシャフト１３の実ストローク位置を、全閉基準位置として検出する。
なお、基準位置検出部３３は、例えば下記のような方法を使用して全閉状態を判定する。位置学習制御部３２からフィードバック制御部２２へシャフト１３をＷＧバルブ２の全閉位置へ移動させる指示が出ている状態において、基準位置検出部３３は、位置センサ１６により検出された今回の実ストローク位置と１サンプリング前の実ストローク位置との差が所定値以下となり、フィードバック制御部２２により算出された駆動Ｄｕｔｙが所定値以下になる状態が連続して所定期間継続した場合に、全閉状態であると判定する。そして基準位置検出部３３は、当該所定期間に位置センサ１６により検出された実ストローク位置の平均値を算出し、この平均値で表される位置を全閉基準位置として検出する。
【００２９】
図３は、位置学習部３０の動作を示すフローチャートである。以下、位置学習部３０による図３のフローチャートに沿った動作と並行して、フィードバック制御部２２がフィードバック制御を行っているものとする。
位置学習開始判定部３１は、エンジン制御部２１から車両情報を受け取り（ステップＳＴ１）、その車両情報に基づいて位置学習処理を開始するか否かを判定する（ステップＳＴ２）。
【００３０】
位置学習開始判定部３１は、位置学習処理を開始すると判定した場合に位置学習制御部３２へ開始通知を出力する（ステップＳＴ２“ＹＥＳ”）。この開始通知を受け取った位置学習制御部３２は、ＷＧバルブ２の全閉位置に相当する位置へシャフト１３を移動させる指示をフィードバック制御部２２へ出力すると共に、基準位置を検出する指示を基準位置検出部３３へ出力する（ステップＳＴ３）。フィードバック制御部２２は、位置学習処理の開始通知を受け取ると通常のフィードバック制御を中断して位置学習制御を実施し、シャフト１３を全閉位置に移動させる。基準位置検出部３３は、シャフト１３が全閉位置に移動した状態で位置センサ１６により検出されるシャフト１３の実ストローク位置を、Ａ／Ｄコンバータ２４を介して受け取り、基準位置として検出する（ステップＳＴ４）。基準位置検出部３３は、検出した基準位置をエンジン制御部２１とフィードバック制御部２２へ出力する。なお、基準位置検出部３３による基準位置の検出後、フィードバック制御部２２は通常のフィードバック制御に復帰する。
【００３１】
一方、ステップＳＴ２において位置学習開始判定部３１が位置学習処理を開始しないと判定した場合（ステップＳＴ２“ＮＯ”）、位置学習開始判定部３１から位置学習制御部３２へ位置学習処理の指示が通知されないため、フィードバック制御部２２は通常のフィードバック制御を継続する。
【００３２】
例えば、ＩＧキーがオン状態になったときに位置学習処理を実施することで、車両が走行する前に、つまりＷＧアクチュエータ１の使用前にシャフト１３の基準位置を学習することができる。よって、フィードバック制御を高精度に行うことができる。
また、ＩＧキーがオフ状態になったときに位置学習処理を実施することで、次に車両が走行する前に、つまり次にＷＧアクチュエータ１が使用される前にシャフト１３の基準位置を学習することができる。よって、フィードバック制御を高精度に行うことができる。
なお、ＩＧキーがオン状態になったとき、およびＩＧキーがオフ状態になったときにそれぞれ位置学習処理を実施するようにしてもよいし、いずれか一方のみ実施してもよい。
【００３３】
さらに、車両の走行前または走行後の少なくとも一方に加え、車両の走行中にも位置学習処理を実施するようにしたので、機構部品が暖まり、熱膨張により変形して基準位置がずれた場合でも、そのずれに対応した基準位置を学習することができる。よって、車両の走行前または走行後のみに基準位置を学習する場合に比べて、フィードバック制御をより高精度に行うことができる。
車両の走行中において位置学習処理を実施するタイミングは、エンジン負荷が閾値以下になるタイミングであるため、エンジン制御部２１からフィードバック制御部２２へ指示する本来の目標ストローク位置がＷＧバルブ２の全閉位置または全閉に近い位置であり、位置学習処理のためにＷＧバルブ２を全閉してもターボチャージャ付きエンジンの正常な運転を妨害することはない。なお、エンジン負荷が閾値以下になるタイミングは、アイドリング時および減速時に限定されるものではなく、ターボチャージャ付きエンジンの正常な運転を妨害しないときであればよい。
【００３４】
なお、上記の制御装置２０においては、車両の走行前または走行後の少なくとも一方に加えて車両の走行中にも位置学習処理を実施する構成にしたが、車両の走行中のみ位置学習処理を実施する構成にしてもよい。
【００３５】
また、上記の制御装置２０においては、基準位置を、目標ストローク位置と実ストローク位置の位置合わせに用いる例を説明したが、基準位置の用途はこれに限定されるものではない。例えばＷＧアクチュエータ１をソフトランディング制御する場合、制御装置２０は、基準位置を基準にしてシャフト１３のソフトランディング開始目標位置を設定し、シャフト１３の実ストローク位置がソフトランディング開始目標位置より全閉側にきたときにシャフト１３の減速を開始して、ＷＧバルブ２が全閉するときの衝撃を低減するようにしてもよい。
【００３６】
次に、図４を用いて、制御装置２０のハードウエア構成例を説明する。
モータドライバ２３は、直流モータ４に印加する電圧をオンオフするスイッチング素子などで構成される。フィードバック制御部２２、Ａ／Ｄコンバータ２４および位置学習部３０は、メモリ４０に記憶されたプログラムを実行するプロセッサ４１により、実現される。プロセッサ４１は、ＣＰＵまたはシステムＬＳＩ等の処理回路である。メモリ４０は、上記プログラムの他、位置学習処理の開始を判定するエンジン負荷の閾値および基準位置検出部３３で検出された基準位置などを記憶している。なお、複数のプロセッサおよび複数のメモリが連携して上記機能を実行してもよい。
【００３７】
以上より、実施の形態１によれば、ＷＧアクチュエータ１の制御装置２０は、シャフト１３の軸方向における基準位置を用いて、位置センサ１６により検出されるシャフト１３の位置が目標位置に近づくようＷＧアクチュエータ１をフィードバック制御するフィードバック制御部２２と、車両のエンジンが運転している期間において当該運転を妨害しないときに基準位置を学習する位置学習部３０とを備える構成にしたので、従来に比べて基準位置を学習する頻度を高めることができ、基準位置の精度向上を図ることができる。
【００３８】
また、実施の形態１によれば、フィードバック制御部２２において駆動対象物であるＷＧバルブ２の全閉位置をシャフト１３の基準位置として用いる場合、位置学習部３０は、車両のエンジンが運転している期間においてエンジン負荷が閾値以下のときに、シャフト１３をＷＧバルブ２の全閉位置に移動させる指示をフィードバック制御部２２に与え、位置センサ１６により検出されるシャフト１３の位置を基準位置として学習する構成にしたので、位置学習処理を行う際にターボチャージャ付きエンジンの正常な運転を妨害せず、ひいては走行中の車両に影響を与えることもない。
【００３９】
なお、実施の形態１の位置学習部３０においては、ＷＧバルブ２の全閉位置をシャフト１３の基準位置として用いたが、反対に、ＷＧバルブ２の全開位置をシャフト１３の基準位置として用いてもよい。
エンジン負荷が閾値以下になる低負荷のタイミングでは、ＷＧバルブ２が全閉状態でも全開状態でも、ターボチャージャ付きエンジンの正常な運転は妨害されないので、シャフト１３の基準位置を学習するためにＷＧバルブ２を全開することが可能である。
【００４０】
また、ＷＧバルブ２の全開位置を基準位置として用いる場合、車両情報に基づいて、車両加速時などエンジンが高負荷になるタイミングで位置学習処理を開始するようにしてもよい。エンジンが高負荷になるタイミングにおいては、エンジン制御部２１からフィードバック制御部２２へ指示する本来の目標ストローク位置がＷＧバルブ２の全開位置または全開に近い位置であり、位置学習処理のためにＷＧバルブ２を全開してもターボチャージャ付きエンジンの正常な運転は妨害されない。例えば位置学習開始判定部３１は、エンジン制御部２１から受け取る車両情報に基づいて、エンジン負荷が予め定められた閾値より高い場合に位置学習処理を開始すると判定する。
さらに、排気ガスを浄化する触媒を暖めるためにＷＧバルブ２を全開にする場合などにおいても、基準位置の学習が可能である。
【００４１】
ここで、全開の基準位置検出方法の一例を説明する。この例では、ＷＧバルブ２を全開したときにリンク機構３に当接するストッパ１９を設け、シャフト１３のこれ以上の開弁方向への移動を規制する構成を前提とする。
位置学習制御部３２は、ＷＧバルブ２の全開位置に相当する位置へシャフト１３を移動させる指示を、フィードバック制御部２２へ与える。フィードバック制御部２２は、位置学習制御部３２からの指示に従い、シャフト１３をハウジング１５から押し出す開弁方向に移動させ、リンク機構３をストッパ１９に押し付けて全開状態にする。基準位置検出部３３は、この状態において位置センサ１６により検出されるシャフト１３の実ストローク位置を、全開基準位置として検出する。
なお、基準位置検出部３３は、例えば下記のような方法を使用して全開状態を判定する。位置学習制御部３２からフィードバック制御部２２へシャフト１３をＷＧバルブ２の全開位置へ移動させる指示が出ている状態において、基準位置検出部３３は、位置センサ１６により検出された今回の実ストローク位置と１サンプリング前の実ストローク位置との差が所定値以下となり、フィードバック制御部２２により算出された駆動Ｄｕｔｙが所定値以下になる状態が連続して所定期間継続した場合に、全開状態であると判定する。そして基準位置検出部３３は、当該所定期間に位置センサ１６により検出された実ストローク位置の平均値を算出し、この平均値で表される位置を全開基準位置として検出する。
【００４２】
実施の形態２．
図５は、この発明の実施の形態２に係るＷＧアクチュエータ１の制御装置２０の構成例を示すブロック図である。図５において、図２と同一または相当する部分は同一の符号を付し説明を省略する。また、実施の形態２に係る制御装置２０の制御対象であるＷＧアクチュエータ１は上記実施の形態１と同じ構成であるため、以下では図１を援用する。
また、実施の形態２では、ＷＧバルブ２の全閉位置に相当する位置を、シャフト１３の基準位置として用いる場合を例に説明する。
【００４３】
実施の形態２のエンジン制御部２１ａは、シャフト１３の目標ストローク位置を、フィードバック制御部２２だけでなく位置学習開始判定部３１ａにも出力する。また、エンジン制御部２１ａは、イグニッションキーのオンオフ状態を示す情報を、車両情報として位置学習開始判定部３１ａへ出力する。
【００４４】
位置学習開始判定部３１ａは、エンジン制御部２１ａから受け取ったイグニッションキーのオンオフ状態を示す車両情報に基づいて、エンジンが運転中であるか否かを判定する。また、位置学習開始判定部３１ａは、エンジンが運転中である期間において、エンジン制御部２１ａからの目標ストローク位置が、基準位置である全閉位置から予め定められた範囲内にある場合に、位置学習処理を開始すると判定する。そして、位置学習開始判定部３１ａから位置学習制御部３２へ、位置学習処理の開始通知を出力する。
基準位置から予め定められた範囲とは、例えば上記実施の形態１で説明したような、目標ストローク位置がＷＧバルブ２の全閉位置または全閉に近い位置を判定するための範囲であり、位置学習処理のためにＷＧバルブ２を全閉してもターボチャージャ付きエンジンの正常な運転を妨害しない範囲である。
【００４５】
位置学習制御部３２は、位置学習開始判定部３１ａから位置学習処理の開始通知を受け取ると、シャフト１３を基準位置、つまりＷＧバルブ２の全閉位置に相当する位置へ移動させる指示をフィードバック制御部２２へ出力する。また、位置学習制御部３２は、位置センサ１６により検出されるシャフト１３の位置を基準位置として検出する指示を基準位置検出部３３へ出力する。基準位置検出部３３は、フィードバック制御部２２がシャフト１３をＷＧバルブ２の全閉位置に相当する位置へ移動させたときに、位置センサ１６により検出されるシャフト１３の位置を、基準位置として検出する。
【００４６】
以上より、実施の形態２によれば、フィードバック制御部２２において駆動対象物であるＷＧバルブ２の全閉位置をシャフト１３の基準位置として用いる場合、位置学習部３０は、車両のエンジンが運転している期間において目標位置が全閉位置から予め定められた範囲内にあるときに、シャフト１３を全閉位置に移動させる指示をフィードバック制御部２２に与え、位置センサ１６により検出されるシャフト１３の位置を基準位置として学習する構成にしたので、従来に比べて基準位置を学習する頻度を高めることができ、基準位置の精度向上を図ることができる。また、位置学習処理を行う際にターボチャージャ付きエンジンの正常な運転を妨害せず、ひいては走行中の車両に影響を与えることもない。
【００４７】
上記説明では、ＷＧバルブ２の全閉位置をシャフト１３の基準位置として用いたが、反対に、ＷＧバルブ２の全開位置をシャフト１３の基準位置として用いてもよい。その場合、位置学習開始判定部３１ａは、エンジン制御部２１ａからの目標ストローク位置が、基準位置である全開位置から予め定められた範囲内にある場合に、位置学習処理を開始すると判定する。位置学習制御部３２は、シャフト１３を基準位置、つまりＷＧバルブ２の全開位置に相当する位置へ移動させる指示をフィードバック制御部２２へ出力し、位置センサ１６により検出されるシャフト１３の位置を基準位置として検出する指示を基準位置検出部３３へ出力する。これにより、上記同様、従来に比べて基準位置を学習する頻度を高めることができ、基準位置の精度向上を図ることができる。また、位置学習処理を行う際にターボチャージャ付きエンジンの正常な運転を妨害せず、ひいては走行中の車両に影響を与えることもない。
【００４８】
なお、本発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、各実施の形態の任意の構成要素の変形、または各実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【００４９】
上記説明では、本発明に係るアクチュエータが駆動する駆動対象物の一例としてＷＧバルブを挙げたが、これに限定されるものではなく、エンジンに装着される排気ガス再循環（ＥＧＲ）バルブ、または可変容量（ＶＧ；Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅｏｍｅｔｒｙ）ターボチャージャに装着される可動ベーン等であってもよい。
また、本発明に係るアクチュエータのシャフトと駆動対象物とを、リンク機構を用いて連結する構成を示したが、リンク機構を用いずに直接シャフトと駆動対象物とを連結する構成であってもよい。
また、本発明に係るアクチュエータと、駆動対象物であるバルブと、制御装置とを備えたバルブ駆動装置として構成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
この発明に係るアクチュエータの制御装置は、エンジン運転中にシャフトの基準位置を学習するようにしたので、温度変化の影響を受けるアクチュエータの制御装置に用いるのに適している。
【符号の説明】
【００５１】
１  ＷＧアクチュエータ、２  ＷＧバルブ（駆動対象物）、３  リンク機構、３ａ，３ｂ  プレート、３ｃ  支点、４  直流モータ、５  マグネット、６  ロータ、７  コイル、８  ステータ、９  整流子、１０  外部端子、１１ａ，１１ｂ  ブラシ、１２  ネジ機構、１２ａ  雌ネジ部、１２ｂ  雄ネジ部、１３  シャフト、１３ａ  回転規制部、１３ｂ，１３ｃ  当て部、１４  軸受部、１５  ハウジング、１５ａ  ガイド部、１５ｂ，１５ｃ  ストッパ、１６  位置センサ、１７  センサ用シャフト、１８  センサ用マグネット、１９  ストッパ、２０  制御装置、２１，２１ａ  エンジン制御部、２２  フィードバック制御部、２３  モータドライバ、２４  Ａ／Ｄコンバータ、３０  位置学習部、３１，３１ａ  位置学習制御部、３２  位置学習制御部、３３  基準位置検出部、４０  メモリ、４１  プロセッサ、１００  排気通路、１０１  バイパス通路。
【図１】
2016163001.tif 000003
【図２】
2016163001.tif 000004
【図３】
2016163001.tif 000005
【図４】
2016163001.tif 000006
【図５】
2016163001.tif 000007
【国際調査報告】
2016163001.tif 000008
2016163001.tif 000009
2016163001.tif 000010
2016163001.tif 000011