(57)【要約】【課題】可変バルブリフト機構制御環境に応じたモータの駆動条件がシステムに及ぼす影響を把握してシステムを保護すると同時に最適な機構制御を行うためのモータ制御装置および方法を提供する。【解決手段】可変バルブリフト装置と連動するモータを制御するモータ制御方法は、バルブリフト測定値とバルブリフト目標値を利用して可変バルブリフト装置制御のためにモータに対する制御有無を決定するステップ、モータを制御するためにエンジンルームの温度と予め定められた基準温度とを比較するステップ、エンジンルームの温度が基準温度を超過する場合、エンジンルームの温度に対応する第１ファクターを決定するステップ、および予め定められた基準信号値に第１ファクターを適用してモータに対する駆動信号値を決定するステップ、を含む。【選択図】図２
2012122474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変バルブリフト装置と連動するモータを制御するモータ制御方法であって、
バルブリフト測定値とバルブリフト目標値を利用して前記可変バルブリフト装置制御のために前記モータに対する制御有無を決定するステップ、
前記モータを制御するためにエンジンルームの温度と予め定められた基準温度とを比較するステップ、
前記エンジンルームの温度が前記基準温度を超過する場合、前記エンジンルームの温度に対応する第１ファクターを決定するステップ、および
予め定められた基準信号値に前記第１ファクターを適用して前記モータに対する駆動信号値を決定するステップ、を含むことを特徴とするモータ制御方法。
【請求項２】
前記モータに印加される電流量に対応する第２ファクターを決定するステップをさらに含み、
前記駆動信号値を決定するステップは、
前記基準信号値に前記第１ファクターおよび前記第２ファクターを適用して前記駆動信号値を決定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御方法。
【請求項３】
前記駆動信号値は、下記数式２によって決定されることを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御方法。
〔数２〕
駆動信号値＝基準信号値×（１−第１ファクター−第２ファクター）
【請求項４】
前記第２ファクターを決定するステップは、
前記電流量を利用して一定時間の間の電流平均値を決定するステップ、および
前記電流平均値と予め定められた電流閾値間の差に該当する電流差分値を利用して前記第２ファクターを決定するステップを含むことを特徴とする請求項２に記載のモータ制御方法。
【請求項５】
前記電流閾値は、
前記エンジンルームの温度に対応することを特徴とする請求項４に記載のモータ制御方法。
【請求項６】
前記電流差分値が予め定められた閾値を超過する場合、前記モータの駆動を制限するために予め格納されたＰＷＭ制限テーブルによって前記駆動信号値を決定するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモータ制御方法。
【請求項７】
前記制御有無を決定するステップは、
前記バルブリフト測定値と前記バルブリフト目標値間の差に該当するバルブリフト差分値によって前記モータに対する制御有無を決定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御方法。
【請求項８】
前記駆動信号値を決定するステップは、
前記バルブリフト差分値に対応する前記基準信号値を利用して前記駆動信号値を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ制御方法。
【請求項９】
前記エンジンルームの温度が前記基準温度を超過しない場合、前記駆動信号値は、下記数式１によって決定されることを特徴とする請求項１に記載のモータ制御方法。
〔数１〕
駆動信号値＝基準信号値×（１−電流減少のためのファクター）
【請求項１０】
前記電流減少のためのファクターは０（ゼロ）であることを特徴とする請求項９に記載のモータ制御方法。
【請求項１１】
前記駆動信号値に応じたバルブリフトの変化量が予め定められた基準値より小さい場合、前記駆動信号値によって前記モータを制御するステップ、および
前記駆動信号値に応じたバルブリフトの変化量が前記基準値より大きい場合、予め定められた最大信号値と最小信号値によって前記モータを駆動するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ制御方法。
【請求項１２】
エンジンルームに設けられ、可変バルブリフトを制御するモータ制御装置であって、
前記可変バルブリフトと連動してバルブリフトを制御するモータ、
前記バルブリフトを測定する位置センサ、
前記エンジンルームの温度を測定する温度センサ、および
前記位置センサを介して測定されたバルブリフト測定値によって前記モータに対する制御有無を決定し、前記モータを制御するために前記温度センサを介して測定された測定温度を利用して駆動信号値を決定し、前記駆動信号値に応じて前記モータを制御する制御コントローラを含むことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項１３】
前記制御コントローラは、
前記測定温度が予め定められた基準温度を超過する場合、前記モータに高電流が印加されることを防止するために予め定められた基準信号値を減少させて前記駆動信号値を決定することを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
前記制御コントローラは、
前記測定温度に対応する第１ファクターおよび前記モータに印加される電流量に対応する第２ファクターを利用して前記基準信号値を減少させることを特徴とする請求項１３に記載のモータ制御装置。
【請求項１５】
前記基準信号値は、
予め定められたバルブリフト目標値と前記バルブリフト測定値間の差に対応することを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御装置。
【請求項１６】
前記駆動信号値は、
パルス幅変調方式に従うことを特徴とする請求項１２に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はモータ制御装置および方法に係り、より詳しくは、連続可変バルブリフト装置を駆動するモータ制御装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
連続可変バルブリフト（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｌｉｆｔ；以下では「ＣＶＶＬ」という）システムは、偏心したコントロールシャフト（ｃｏｎｔｒｏｌ  ｓｈａｆｔ）の回転を通じてカムの押し量を可変してバルブの開閉度を可変する。この時、バルブの開閉度を示すバルブリフトはコントロールシャフトの角度値によって決定され、コントロールシャフトの角度値はモータによって可変する（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
ＣＶＶＬシステムは、バルブリフトの現在値と目標値の差によってモータを制御し、予め定義された作動範囲内でコントロールシャフトの角度値を可変することによってバルブリフトを制御する。この時、ＣＶＶＬシステムにおいて、バルブリフトは、空気量、すなわち、エンジンの駆動力を決定するため、バルブリフトの制御性能は、エンジンの制御および反応性能を決定する重要な要素である。
【０００４】
モータを通じてＣＶＶＬを制御する時、ＣＶＶＬの制御抵抗力が悪化する条件（例えば、コールドスタート、車両が使い慣らされる前、高速回転など）によってモータが高電流を消耗するようになる。
この時、高電流によってＣＶＶＬ内部の温度が上昇すれば各部品の電気的耐久限度および強度が落ち、高電流が流れるワイヤーは周辺温度の上昇によって耐電流値が減少してワイヤーが損傷するか、火災が発生する恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８７５５０号公報
【特許文献２】特開２００５−２９９４０９号公報
【特許文献３】特開２００４−２８６０２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、可変バルブリフト機構制御環境に応じたモータの駆動条件がシステムに及ぼす影響を把握してシステムを保護すると同時に、最適な機構制御を行うためのモータ制御装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するためになされた本発明のモータ制御方法は、可変バルブリフト装置と連動するモータを制御するモータ制御方法であって、バルブリフト測定値とバルブリフト目標値を利用して可変バルブリフト装置制御のためにモータに対する制御有無を決定するステップ、モータを制御するためにエンジンルームの温度と予め定められた基準温度とを比較するステップ、エンジンルームの温度が基準温度を超過する場合、エンジンルームの温度に対応する第１ファクターを決定するステップ、および予め定められた基準信号値に第１ファクターを適用してモータに対する駆動信号値を決定するステップ、を含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明のモータ制御方法は、モータに印加される電流量に対応する第２ファクターを決定するステップをさらに含み、駆動信号値を決定するステップは、基準信号値に第１ファクターおよび第２ファクターを適用して駆動信号値を決定することが好ましい。
駆動信号値は、下記数２によって決定することができる。
〔数２〕
駆動信号値＝基準信号値×（１−第１ファクター−第２ファクター）
第２ファクターを決定するステップは、電流量を利用して一定時間の間の電流平均値を決定するステップ、および電流平均値と予め定められた電流閾値間の差に該当する電流差分値を利用して第２ファクターを決定するステップを含むことが好ましい。
【０００９】
電流閾値は、エンジンルームの温度に対応し、電流差分値が予め定められた閾値を超過する場合、モータの駆動を制限するために予め格納されたテーブルによって駆動信号値を決定するステップをさらに含むことが好ましい。
制御有無を決定するステップは、バルブリフト測定値とバルブリフト目標値間の差に該当するバルブリフト差分値によってモータに対する制御有無を決定することが好ましい。
駆動信号値を決定するステップは、バルブリフト差分値に対応する基準信号値を利用して前記駆動信号値を決定することが好ましい。
【００１０】
エンジンルームの温度が基準温度を超過しない場合、駆動信号値は、下記数１によって決定することができる。
〔数１〕
駆動信号値＝基準信号値×（１−電流減少のためのファクター）
電流減少のためのファクターは０（ゼロ）に設定することができる。
駆動信号値に応じたバルブリフトの変化量が予め定められた基準値より小さい場合、駆動信号値によってモータを制御するステップ、および駆動信号値に応じたバルブリフトの変化量が基準値より大きい場合、予め定められた最大信号値と最小信号値によってモータを駆動するステップをさらに含むことが好ましい。
【００１１】
本発明のモータ制御装置は、エンジンルームに設けられ、可変バルブリフトを制御するモータ制御装置であって、可変バルブリフトと連動してバルブリフトを制御するモータ、バルブリフトを測定する位置センサ、エンジンルームの温度を測定する温度センサおよび位置センサを介して測定されたバルブリフト測定値によってモータに対する制御有無を決定し、モータを制御するために温度センサを介して測定された測定温度を利用して駆動信号値を決定し、駆動信号値に応じてモータを制御する制御コントローラを含むことを特徴とする。
【００１２】
制御コントローラは、測定温度が予め定められた基準温度を超過する場合、モータに高電流が印加されることを防止するために予め定められた基準信号値を減少させて前記駆動信号値を決定することが好ましい。
制御コントローラは、測定温度に対応する第１ファクターおよびモータに印加される電流量に対応する第２ファクターを利用して基準信号値を減少させることが好ましい。
基準信号値は、予め定められたバルブリフト目標値とバルブリフト測定値間の差に対応し、駆動信号値は、パルス幅変調方式に従うことが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明のモータ制御装置およびモータ制御方法は、エンジンルームの温度に応じてモータ制御を個別／二元化制御することに伴った高電流印加を防止してモータ制御部品を保護し、エンジンルームの温度が上昇してモータ電流制御を実施することによって各種の電装類の要求電流の需要を満足することができ、エンジンルームの温度に応じたモータ制御部品の耐電流性能が最適化された時にリンプホーム機能を駆動することによって安全で信頼性のある部品保護を実施することによって車両の破損／故障を防止し、ＣＶＶＬ制御が円滑ではない時に摩擦力を最小化することによって制御性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態によるモータ制御装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態によるモータの制御方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の実施形態によるモータ制御装置および方法について詳細に説明する。
図１に、本発明の実施形態によるモータ制御装置の構成図を示した。
本発明に係るモータ制御装置１００は、位置センサ１３０、モータ１５０および温度センサ１７０を含み、モータ１５０を通じて連続可変バルブリフト（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｌｉｆｔ；以下では「ＣＶＶＬ」という）装置１０のバルブリフト（ｖａｌｖｅ  ｌｉｆｔ）を制御する。
【００１６】
本発明のモータ制御装置は、エンジンルームに設けられ、可変バルブリフトを制御するモータ制御装置１００であって、各構成要素は以下の役割を有す。
制御コントローラ１１０は、パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；以下では「ＰＷＭ」という）方式によってモータ１５０を制御する。
位置センサ１３０はＣＶＶＬ装置１０のバルブリフトを測定する。
モータ１５０はＣＶＶＬ装置１０と連動してバルブリフトを制御する。
温度センサ１７０は、モータ制御装置１００が設けられるエンジンルーム（ｅｎｇｉｎｅ  ｒｏｏｍ）の温度を測定する。
【００１７】
次に、図２を参照して本発明の実施形態によるモータ制御装置がモータを制御する方法について説明する。図２は、モータの制御方法を示すフローチャートである。
先ず、制御コントローラ１１０は、バルブリフトの測定値とバルブリフトの目標値間の差に該当するバルブリフト差分値（Ｄｉｆｆ＿ＶＬＦＴ）が、予め定められた閾値（Ａ）を超過するか否かを判断する（Ｓ１０１）。
Ｓ１０１ステップの判断段階において、バルブリフト差分値（Ｄｉｆｆ＿ＶＬＦＴ）が閾値（Ａ）を超過する場合、制御コントローラ１１０は、エンジンルームの温度（Ｔ＿ＥＮＧ）が、予め定められた基準温度（Ｂ）を超過するか否かを判断する（Ｓ１０３）。
【００１８】
Ｓ１０３ステップの判断結果において、エンジンルームの温度（Ｔ＿ＥＮＧ）が基準温度（Ｂ）を超過しない場合、制御コントローラ１１０は、電流減少のためのファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ）を決定する（Ｓ１０５）。ここで、制御コントローラ１１０は、電流減少のためのファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ）を「０」に決定することができる。
【００１９】
次に、制御コントローラ１１０は、バルブリフト差分値（Ｄｉｆｆ＿ＶＬＦＴ）に対応する基準信号値（ＰＷＭ＿ＢＡＳ）と電流減少のためのファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ）を利用して駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）を決定する（Ｓ１０７）。ここで、制御コントローラ１１０は、下記数式１により、駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）を計算することができる。
【００２０】
［数１］
駆動信号値＝基準信号値×（１−電流減少のためのファクター）
即ち
2012122474.tif 000003
である。
【００２１】
Ｓ１０３ステップの判断結果において、エンジンルームの温度（Ｔ＿ＥＮＧ）が基準温度（Ｂ）を超過する場合、制御コントローラ１１０は、エンジンルームの温度（Ｔ＿ＥＮＧ）に応じた第１ファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ１）を決定する（Ｓ１０９）。ここで、制御コントローラ１１０は、予め格納された第１ファクターテーブルを利用して第１ファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ１）を決定することができる。第１ファクターテーブルの一例を表１に示す。
【００２２】
【表１】
2012122474.tif 000004
【００２３】
次に、制御コントローラ１１０は、一定時間の間にモータ１５０に印加される電流量を利用して電流平均値（ＣＵＲ＿ＡＶＧ）を計算する（Ｓ１１１）。
続いて、制御コントローラ１１０は、電流平均値（ＣＵＲ＿ＡＶＧ）が予め定められた電流閾値（ＣＵＲ＿ＴＨＤ）を超過するか否かを判断する（Ｓ１１３）。ここで、電流閾値（ＣＵＲ＿ＴＨＤ）は制御コントローラ１１０とモータ１５０間のワイヤーの限界電流値であり、エンジンルームの温度（Ｔ＿ＥＮＧ）によって決定される値である。表２にエンジンルームの温度（Ｔ＿ＥＮＧ）よって決定される電流閾値（ＣＵＲ＿ＴＨＤ）の一例を示した。
【００２４】
【表２】
2012122474.tif 000005
【００２５】
Ｓ１１３ステップの判断段階において、電流平均値（ＣＵＲ＿ＡＶＧ）が電流閾値（ＣＵＲ＿ＴＨＤ）を超過する場合、制御コントローラ１１０は、電流平均値（ＣＵＲ＿ＡＶＧ）と電流閾値（ＣＵＲ＿ＴＨＤ）間の差に該当する電流差分値（Ｄｉｆｆ＿ＣＵＲ）が、予め定められた閾値（Ｃ）を超過するか否かを判断する（Ｓ１１５）。
Ｓ１１５ステップの判断結果において、電流差分値（Ｄｉｆｆ＿ＣＵＲ）が閾値（Ｃ）を超過しない場合、制御コントローラ１１０は、電流値に応じた第２ファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ２）を決定する（Ｓ１１７）。ここで、制御コントローラ１１０は、予め格納された第２ファクターテーブルを利用して第２ファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ２）を決定することができる。第２ファクターテーブルの一例を表３に示した。
【００２６】
【表３】
2012122474.tif 000006
【００２７】
次に、制御コントローラ１１０は、バルブリフト差分値（Ｄｉｆｆ＿ＶＬＦＴ）に対応する基準信号値（ＰＷＭ＿ＢＡＳ）、第１ファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ１）および第２ファクター（ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ２）を利用して駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）を決定する（Ｓ１１９）。ここで、制御コントローラ１１０は、下記数式２により、駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）を計算することができる。
【００２８】
［数２］
駆動信号値＝基準信号値×（１−第１ファクター−第２ファクター）
即ち
2012122474.tif 000007
である。
【００２９】
Ｓ１１５ステップの判断結果において、電流差分値（Ｄｉｆｆ＿ＣＵＲ）が閾値（Ｃ）を超過する場合、制御コントローラ１１０は、電流に応じたＰＷＭ制限が必要な場合に適用されるＰＷＭ制限テーブルにより、駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）を決定する（Ｓ１２１）。ここで、決定された駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）によれば、モータ１５０は、最大バルブリフト到達時にホールディングデューティー（ＨＯＤＩＮＧ  ＤＵＴＹ）を維持する。
【００３０】
次いで、制御コントローラ１１０は、予め定められたバルブリフトの変化量の基準値（ＧＲＤ＿ＶＬＦＴ＿ＴＨＤ）が、駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）に応じたバルブリフトの変化量の絶対値（ＡＢＳ＿ＧＲＤ＿ＶＬＦＴ）を超過するか否かを判断する（Ｓ１２３）。
Ｓ１２３ステップの判断結果において、バルブリフトの変化量の基準値（ＧＲＤ＿ＶＬＦＴ＿ＴＨＤ）がバルブリフトの変化量の絶対値（ＡＢＳ＿ＧＲＤ＿ＶＬＦＴ）を超過する場合、制御コントローラ１１０は、決定された駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）をモータ１５０に伝送し、決定された駆動信号値（ＰＷＭ＿ＤＲ）によってモータ１５０を制御する（Ｓ１２５）。
【００３１】
Ｓ１２３ステップの判断結果において、バルブリフトの変化量の基準値（ＧＲＤ＿ＶＬＦＴ＿ＴＨＤ）がバルブリフトの変化量の絶対値（ＡＢＳ＿ＧＲＤ＿ＶＬＦＴ）を超過しない場合、制御コントローラ１１０は、モータ１５０の駆動抵抗力の相殺および円滑な駆動のために、最小−最大信号値（ＰＷＭ＿ＭＩＮ＿ＭＡＸ）をモータ１５０に伝送し、最小−最大信号値（ＰＷＭ＿ＭＩＮ＿ＭＡＸ）によってモータ１５０を制御する（Ｓ１２７）。ここで、制御コントローラ１１０は、最小−最大信号値（ＰＷＭ＿ＭＩＮ＿ＭＡＸ）に応じて、ＰＷＭ信号値の最大値から最小値を一定時間の間に一定サイクルで駆動して、モータ１５０の円滑な駆動を確保することができる。
【００３２】
Ｓ１０１ステップの判断結果において、バルブリフト差分値（Ｄｉｆｆ＿ＶＬＦＴ）が閾値（Ａ）を超過しない場合、制御コントローラ１１０はモータ制御方法を終了する。
Ｓ１１３ステップの判断結果において、電流平均値（ＣＵＲ＿ＡＶＧ）が電流閾値（ＣＵＲ＿ＴＨＤ）を超過しない場合、制御コントローラ１１０はモータ制御方法を終了する。
【００３３】
以上、本発明を好ましい実施例を使って詳しく説明したが、本発明の範囲は特定の実施例に限定されるのではなく、特許請求の範囲によって解釈されなければならない。また、この技術分野で通常の知識を習得した者なら、本発明の技術的範囲内で多くの修正と変形ができることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３４】
１０    連続可変バルブリフト装置（ＣＶＶＬ装置）
１００    モータ制御装置
１１０    制御コントローラ
１３０    位置センサ
１５０    モータ
１７０    温度センサ
Ａ    予め定められた閾値
ＡＢＳ＿ＧＲＤ＿ＶＬＦＴ    バルブリフトの変化量の絶対値
Ｂ    予め定められた基準温度
Ｃ    予め定められた閾値  
ＣＵＲ＿ＡＶＧ    電流平均値
ＣＵＲ＿ＴＨＤ    電流閾値
Ｄｉｆｆ＿ＣＵＲ    電流差分値
Ｄｉｆｆ＿ＶＬＦＴ    バルブリフト差分値
ＧＲＤ＿ＶＬＦＴ＿ＴＨＤ    バルブリフトの変化量の基準値  
ＰＷＭ    パルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）
ＰＷＭ＿ＢＡＳ    基準信号値
ＰＷＭ＿ＤＲ    駆動信号値
ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ    電流減少のためのファクター
ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ１    第１ファクター
ＰＷＭ＿ＤＲ＿Ｐ＿ＦＡＣ２    第２ファクター
ＰＷＭ＿ＭＩＮ＿ＭＡＸ    最小−最大信号値
Ｔ＿ＥＮＧ    エンジンルームの温度
【図１】
2012122474.tif 000008
【図２】
2012122474.tif 000009