JP2018100664A - Control device and control method of vehicle drive mechanism - Google Patents
Control device and control method of vehicle drive mechanism Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018100664A JP2018100664A JP2017235169A JP2017235169A JP2018100664A JP 2018100664 A JP2018100664 A JP 2018100664A JP 2017235169 A JP2017235169 A JP 2017235169A JP 2017235169 A JP2017235169 A JP 2017235169A JP 2018100664 A JP2018100664 A JP 2018100664A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stopper
- limit value
- learning
- contact
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims description 40
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 34
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 36
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 36
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 18
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 14
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 230000004044 response Effects 0.000 description 6
- 101710082414 50S ribosomal protein L12, chloroplastic Proteins 0.000 description 5
- 101710164994 50S ribosomal protein L13, chloroplastic Proteins 0.000 description 4
- 101710114762 50S ribosomal protein L11, chloroplastic Proteins 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 101710083129 50S ribosomal protein L10, chloroplastic Proteins 0.000 description 2
- 101100255265 Arabidopsis thaliana RSL2 gene Proteins 0.000 description 2
- 229940045835 RSL3 Drugs 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- TXJZRSRTYPUYRW-NQIIRXRSSA-N methyl (1s,3r)-2-(2-chloroacetyl)-1-(4-methoxycarbonylphenyl)-1,3,4,9-tetrahydropyrido[3,4-b]indole-3-carboxylate Chemical compound C1([C@H]2C3=C(C4=CC=CC=C4N3)C[C@@H](N2C(=O)CCl)C(=O)OC)=CC=C(C(=O)OC)C=C1 TXJZRSRTYPUYRW-NQIIRXRSSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 101150002757 RSL1 gene Proteins 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- QYYXITIZXRMPSZ-UHFFFAOYSA-N n'-tert-butyl-n'-(3,5-dimethylbenzoyl)-2-ethyl-3-methoxybenzohydrazide Chemical compound CCC1=C(OC)C=CC=C1C(=O)NN(C(C)(C)C)C(=O)C1=CC(C)=CC(C)=C1 QYYXITIZXRMPSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Steering Control In Accordance With Driving Conditions (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車両用駆動機構の制御装置及び制御方法に関し、詳しくは、移動可能領域の両端が２つのストッパで規定される移動体の位置を検出する技術に関する。 The present invention relates to a control device and a control method for a vehicle drive mechanism, and more particularly to a technique for detecting the position of a moving body in which both ends of a movable region are defined by two stoppers.
特許文献１には、アクチュエータによって制御軸の回転位置を変更することで、内燃機関のピストンの上死点位置と下死点位置の少なくとも一方を変化させて、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構が開示されている。
特許文献２には、電動パワーステアリング装置の制御装置において、ラックエンドに近づいたことを判定するラックエンド判定部或いは操舵限界を判定する操舵限界判定部を具備し、ラックエンドに近づいたとき或いは操舵限界に達したときに電流指令値を制限し、制限した電流指令値が零となるタイミングでモータに電磁ブレーキをかけることが開示されている。
Patent Document 1 discloses a variable compression that can change an engine compression ratio by changing at least one of a top dead center position and a bottom dead center position of a piston of an internal combustion engine by changing a rotational position of a control shaft by an actuator. A ratio mechanism is disclosed.
Patent Document 2 includes a rack end determination unit that determines that a rack end is approached or a steering limit determination unit that determines a steering limit in a control device for an electric power steering apparatus. It is disclosed that the current command value is limited when the limit is reached, and the electromagnetic brake is applied to the motor at the timing when the limited current command value becomes zero.
例えば可変圧縮比機構のように、制御軸の角度に応じて制御量を可変とする車両用駆動機構であって、制御軸の回転がストッパで制限される車両用駆動機構では、制御軸の角度を検出するセンサがストッパの当接位置で出力する信号を学習し、学習したセンサ出力に基づいて制御軸の角度制御が行われる場合がある。
上記の学習処理においては、ストッパを当接させるときの制御軸の回転速度を速くすれば、学習に要する時間を短縮することができるが、制御軸の回転速度が速い状態でストッパが当接すると、ストッパに加わる衝撃力が大きくなる。
For example, in a vehicle drive mechanism in which the control amount is variable according to the angle of the control shaft, such as a variable compression ratio mechanism, and the vehicle drive mechanism in which the rotation of the control shaft is limited by a stopper, the angle of the control shaft There is a case where the sensor that detects the signal learns the signal output at the contact position of the stopper, and the angle control of the control axis is performed based on the learned sensor output.
In the above learning process, if the rotation speed of the control shaft when the stopper is brought into contact is increased, the time required for learning can be shortened. The impact force applied to the stopper increases.
このため、ストッパの剛性が低い場合、学習時間を短くするために回転速度を速くするとストッパの当接時にストッパの破損が発生する可能性があり、ストッパの破損を防ぐために回転速度を遅くすると学習時間が長くなってしまうという問題があった。
ここで、ストッパが当接する直前までは制御軸を速く回転させ、その後モータトルクを小さくしてストッパを当接させるようにすれば、学習時間の短縮と衝撃力の緩和とを図ることが可能である。
For this reason, if the stopper rigidity is low, increasing the rotation speed to shorten the learning time may cause damage to the stopper when contacting the stopper, and learning to reduce the rotation speed to prevent stopper damage There was a problem that time would be long.
Here, it is possible to shorten the learning time and alleviate the impact force by rotating the control shaft quickly until just before the stopper abuts, and then reducing the motor torque to abut the stopper. is there.
しかし、学習処理の初回、つまり、センサの組み付け直後などであってストッパの当接状態でのセンサ出力の学習を全く経験していない状態では、組み付け不良などによってストッパが当接する位置のばらつきが大きい。
このため、トルク制限を開始する前にストッパが当接してしまうことを回避するには、モータトルクをより小さく変更するタイミングを早める必要が生じ、学習時間を可及的に短縮することができないという問題が生じる。
However, in the first learning process, i.e., immediately after the assembly of the sensor, and in the state where the sensor output is not learned at all in the contact state of the stopper, there is a large variation in the position where the stopper contacts due to an assembly failure or the like. .
For this reason, in order to avoid the stopper coming into contact before starting the torque limit, it is necessary to advance the timing for changing the motor torque to be smaller, and the learning time cannot be shortened as much as possible. Problems arise.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ストッパの当接状態でのセンサ出力の学習を、初回学習時であっても当接の衝撃力を許容範囲内としつつ可及的に短い時間で実施できる、車両用駆動機構の制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and learning of sensor output in the contact state of the stopper is as short as possible while keeping the contact impact force within an allowable range even during the initial learning. It is an object to provide a control device and a control method for a vehicle drive mechanism that can be implemented in time.
そのため、本願発明に係る制御装置は、移動可能に支持される移動体と、前記移動体の移動可能領域の両端を規定する２つのストッパと、前記移動体を移動方向に駆動するアクチュエータと、前記移動体の位置を検出するセンサと、を含む車両用駆動機構を制御する制御装置であって、前記２つのストッパそれぞれの当接状態における前記センサの出力を学習する学習部を備え、前記学習部は、前記２つのストッパのうちの剛性が高い側のストッパについての学習を、剛性が低い側のストッパについての学習に先行して実施するようにした。 Therefore, the control device according to the present invention includes a movable body that is movably supported, two stoppers that define both ends of the movable area of the movable body, an actuator that drives the movable body in the movement direction, A control device for controlling a vehicle drive mechanism including a sensor for detecting a position of a moving body, comprising: a learning unit that learns an output of the sensor in a contact state of each of the two stoppers; The learning for the stopper having the higher rigidity of the two stoppers is performed prior to the learning for the stopper having the lower rigidity.
また、本願発明に係る制御方法は、移動可能に支持される移動体と、前記移動体の移動可能領域の両端を規定する２つのストッパと、前記移動体を移動方向に駆動するアクチュエータと、前記移動体の位置を検出するセンサと、を含む車両用駆動機構を制御する制御方法であって、前記２つのストッパのうちの剛性が高い側のストッパに近づく方向に前記移動体を移動させ、前記剛性が高い側のストッパの当接状態で前記センサの出力を学習し、前記剛性が高い側のストッパの当接状態から前記剛性が低い側のストッパに近づく方向に前記移動体を移動させ、前記剛性が高い側のストッパの当接状態から前記剛性が低い側のストッパに近づく方向に前記移動体を移動させるときの前記アクチュエータの操作量を、前記剛性が高い側のストッパの当接状態からの前記センサの出力変化量が大きくなるほどより小さく制限し、前記剛性が低い側のストッパの当接状態で前記センサの出力を学習し、前記センサの出力の学習値に基づいて前記アクチュエータを制御するようにした。 The control method according to the present invention includes a movable body that is movably supported, two stoppers that define both ends of a movable area of the movable body, an actuator that drives the movable body in a movement direction, A control method for controlling a vehicle drive mechanism including a sensor for detecting a position of the moving body, wherein the moving body is moved in a direction approaching a stopper having a higher rigidity of the two stoppers, Learning the output of the sensor in the contact state of the stopper on the high rigidity side, moving the moving body in the direction approaching the stopper on the low rigidity side from the contact state of the stopper on the high rigidity side, The amount of operation of the actuator when the moving body is moved from the contact state of the stopper with the higher rigidity toward the stopper with the lower rigidity is set to the stopper with the higher rigidity. The smaller the output change amount of the sensor from the contact state, the smaller the limit, and the sensor output is learned in the contact state of the stopper on the low rigidity side, and the sensor output is learned based on the learning value of the sensor output. The actuator was controlled.
上記発明によると、剛性が高い側のストッパについて学習させるときには、剛性が低い側のストッパについて学習させる場合に比べて、移動体をストッパ当接位置に向けて速く移動させることができ、また、剛性が高い側のストッパについて学習を行った後は、センサ出力と移動体の位置との相関が大略既知となるから、剛性が低い側のストッパを許容範囲内の衝撃力でかつ可及的に短い時間で当接させるようにアクチュエータを制御することが可能となる。
このため、ストッパの当接状態でのセンサ出力の学習を、初回学習時であっても当接の衝撃力を許容範囲内としつつ可及的に短い時間で実施できるようになる。
According to the above invention, when learning about the stopper with higher rigidity, the moving body can be moved faster toward the stopper contact position than when learning with the stopper with lower rigidity. After learning about the stopper on the higher side, the correlation between the sensor output and the position of the moving body is almost known, so the stopper on the lower rigidity side is as short as possible with an impact force within an allowable range. It is possible to control the actuator so as to make contact with time.
For this reason, learning of the sensor output in the contact state of the stopper can be performed in as short a time as possible while keeping the contact impact force within the allowable range even during the first learning.
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置及び制御方法を適用する車両用駆動機構の一例としての可変圧縮比機構を備えた車両用内燃機関１のシステム構成を示す。
図１の内燃機関１は、複リンク式ピストンクランク機構を利用した可変圧縮比機構２を備えた４サイクルの火花点火機関である。
Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows a system configuration of a vehicle internal combustion engine 1 including a variable compression ratio mechanism as an example of a vehicle drive mechanism to which a control device and a control method according to the present invention are applied.
The internal combustion engine 1 of FIG. 1 is a four-cycle spark ignition engine provided with a variable compression ratio mechanism 2 using a multi-link type piston crank mechanism.
内燃機関１の燃焼室３の天井壁面には、一対の吸気弁４および一対の排気弁５が配置されているとともに、これらの吸気弁４および排気弁５に囲まれた中央部に点火プラグ６が配置されている。
吸気弁４は吸気ポート７を開閉し、排気弁５は排気ポート１１を開閉する。
吸気ポート７の下方には、燃焼室３内に燃料を直接に噴射する筒内噴射用燃料噴射弁８が配置されている。また、吸気ポート７には、吸気ポート７内へ向けて燃料を噴射するポート噴射用燃料噴射弁４１が配置されている。
A pair of intake valves 4 and a pair of exhaust valves 5 are arranged on the ceiling wall surface of the combustion chamber 3 of the internal combustion engine 1, and an ignition plug 6 is provided at the center surrounded by the intake valves 4 and the exhaust valves 5. Is arranged.
The intake valve 4 opens and closes the intake port 7, and the exhaust valve 5 opens and closes the exhaust port 11.
A cylinder injection fuel injection valve 8 that directly injects fuel into the combustion chamber 3 is disposed below the intake port 7. The intake port 7 is provided with a port injection fuel injection valve 41 that injects fuel into the intake port 7.
これらの筒内噴射用燃料噴射弁８およびポート噴射用燃料噴射弁４１は、いずれも駆動パルス信号が印加されることによって開弁する電磁式ないし圧電式の噴射弁であって、駆動パルス信号のパルス幅に実質的に比例した量の燃料を噴射する。
なお、内燃機関１は、ポート噴射用燃料噴射弁４１と筒内噴射用燃料噴射弁８とのいずれか一方を備えることができる。
These in-cylinder injection fuel injection valve 8 and port injection fuel injection valve 41 are both electromagnetic or piezoelectric injection valves that are opened when a drive pulse signal is applied. An amount of fuel that is substantially proportional to the pulse width is injected.
The internal combustion engine 1 can include either one of the port injection fuel injection valve 41 and the in-cylinder injection fuel injection valve 8.
マイクロコンピュータを備えて構成されるエンジン制御ユニット９には、内燃機関１の吸入空気流量を検出するエアフローセンサ１０、内燃機関１の排気中の酸素濃度に基づき混合気の空燃比を検出する空燃比センサ１４、クランクシャフト２１の回転角を検出するクランク角センサ１５、内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサ１６、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ１７、などの各種センサの検出信号が入力される。
そして、エンジン制御ユニット９は、入力した検出信号に基づき、燃料噴射弁８，４１による燃料噴射量および噴射時期、点火プラグ６による点火時期などを制御する。
The engine control unit 9 including a microcomputer includes an air flow sensor 10 that detects the intake air flow rate of the internal combustion engine 1, and an air / fuel ratio that detects the air / fuel ratio of the air / fuel mixture based on the oxygen concentration in the exhaust gas of the internal combustion engine 1. Sensor 14, a crank angle sensor 15 for detecting the rotation angle of the crankshaft 21, a water temperature sensor 16 for detecting the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 1, and an accelerator opening sensor for detecting the amount of depression of the accelerator pedal operated by the driver Detection signals of various sensors such as 17 are input.
The engine control unit 9 controls the fuel injection amount and injection timing by the fuel injection valves 8 and 41, the ignition timing by the spark plug 6 and the like based on the input detection signal.
一方、車両用駆動機構の一例としての可変圧縮比機構２は、公知の複リンク式ピストンクランク機構を利用したものである。
可変圧縮比機構２は、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａに回転自在に支持されたロアリンク２２と、ロアリンク２２の一端部のアッパピン２３とピストン２４のピストンピン２４ａとを互いに連結するアッパリンク２５と、ロアリンク２２の他端部のコントロールピン２６に一端が連結されたコントロールリンク２７と、コントロールリンク２７の他端を揺動可能に支持する制御軸（第１制御軸、第１移動体）２８と、を主体として構成されている。
On the other hand, the variable compression ratio mechanism 2 as an example of a vehicle drive mechanism uses a known multi-link type piston crank mechanism.
The variable compression ratio mechanism 2 includes a lower link 22 rotatably supported by a crank pin 21a of the crankshaft 21, an upper link 25 that connects an upper pin 23 at one end of the lower link 22 and a piston pin 24a of a piston 24 to each other. A control link 27 having one end connected to a control pin 26 at the other end of the lower link 22, and a control shaft (first control shaft, first moving body) that supports the other end of the control link 27 in a swingable manner. 28 as a main component.
クランクシャフト２１および制御軸２８は、シリンダブロック２９下部のクランクケース内で図示を省略した軸受構造により回転自在に支持されている。
制御軸２８は、該制御軸２８の回動に伴って位置が変化する偏心軸部２８ａを有し、コントロールリンク２７の端部は、偏心軸部２８ａに回転可能に嵌合している。
係る構造の可変圧縮比機構２においては、制御軸２８の回動に伴ってピストン２４の上死点位置が上下に変位し、内燃機関１の機械的な圧縮比が変化する。
The crankshaft 21 and the control shaft 28 are rotatably supported by a bearing structure not shown in the crankcase below the cylinder block 29.
The control shaft 28 has an eccentric shaft portion 28a whose position changes with the rotation of the control shaft 28, and an end portion of the control link 27 is rotatably fitted to the eccentric shaft portion 28a.
In the variable compression ratio mechanism 2 having such a structure, the top dead center position of the piston 24 is displaced vertically as the control shaft 28 rotates, and the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 changes.
また、制御軸２８を回転方向に駆動する駆動装置として、クランクシャフト２１と平行な回転中心軸を有する電動モータ（アクチュエータ）３１がシリンダブロック２９下部に配置され、電動モータ３１と軸方向に直列に並ぶように減速機３２が接続されている。
減速機３２の出力軸（第２制御軸、第２移動体）３２ａは、電動モータ３１の出力軸（図示せず）と同軸上に位置している。
In addition, as a drive device for driving the control shaft 28 in the rotational direction, an electric motor (actuator) 31 having a rotation center axis parallel to the crankshaft 21 is disposed below the cylinder block 29 and is serially connected to the electric motor 31 in the axial direction. Reducers 32 are connected so as to line up.
An output shaft (second control shaft, second moving body) 32 a of the speed reducer 32 is positioned coaxially with an output shaft (not shown) of the electric motor 31.
従って、出力軸３２ａと制御軸２８とは互いに平行に位置しており、両者が連動して回動するように、出力軸３２ａに固定された第１アーム３３と制御軸２８に固定された第２アーム３４とが中間リンク３５によって互いに連結されている。
つまり、電動モータ３１が回転すると、減速機３２により減速されて出力軸３２ａの角度が変化する。減速機３２の出力軸３２ａの回動は、第１アーム３３から中間リンク３５を介して第２アーム３４へ伝達されて制御軸２８が回動し、制御軸２８の角度が変化することで、ピストン２４の上死点位置が上下に変位し、内燃機関１の機械的な圧縮比が変化する。
Accordingly, the output shaft 32a and the control shaft 28 are positioned in parallel with each other, and the first arm 33 fixed to the output shaft 32a and the first arm fixed to the control shaft 28 are so rotated that they are interlocked with each other. Two arms 34 are connected to each other by an intermediate link 35.
That is, when the electric motor 31 rotates, the speed is reduced by the speed reducer 32 and the angle of the output shaft 32a changes. The rotation of the output shaft 32a of the speed reducer 32 is transmitted from the first arm 33 to the second arm 34 via the intermediate link 35, the control shaft 28 rotates, and the angle of the control shaft 28 changes. The top dead center position of the piston 24 is displaced vertically, and the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 changes.
なお、図１に例示した複リンク式ピストンクランク機構では、第１アーム３３および第２アーム３４が互いに同方向に延びており、例えば減速機３２の出力軸３２ａが時計回り方向に回動すると制御軸２８も時計回り方向に回動する構成となっているが、出力軸３２ａと制御軸２８とが相互に逆方向に回動するようにリンク機構を構成することも可能である。 In the multi-link type piston crank mechanism illustrated in FIG. 1, the first arm 33 and the second arm 34 extend in the same direction. For example, the control is performed when the output shaft 32a of the speed reducer 32 rotates in the clockwise direction. The shaft 28 is also configured to rotate in the clockwise direction, but it is also possible to configure the link mechanism so that the output shaft 32a and the control shaft 28 rotate in opposite directions.
エンジン制御ユニット９は、可変圧縮比機構２の目標圧縮比を機関運転条件（例えば、機関負荷と機関回転速度）に基づいて演算し、目標圧縮比と実圧縮比とに基づき電動モータ３１を駆動制御する。
なお、エンジン制御ユニット９とは別体であって、エンジン制御ユニット９とＣＡＮなどを介して通信可能に構成された制御ユニットが、可変圧縮比機構２の電動モータ３１を駆動制御する構成とすることができる。
ここで、エンジン制御ユニット９は、可変圧縮比機構２の目標圧縮比として制御軸２８（又は出力軸３２ａ）の目標角度位置を演算し、制御軸２８（又は出力軸３２ａ）の角度位置を検出する角度センサ３６の出力信号から求めた実際の角度位置が目標角度位置に近づくように電動モータ３１の操作量を演算し、演算した操作量に基づき電動モータ３１への通電を制御する。
The engine control unit 9 calculates a target compression ratio of the variable compression ratio mechanism 2 based on engine operating conditions (for example, engine load and engine speed), and drives the electric motor 31 based on the target compression ratio and the actual compression ratio. Control.
Note that the control unit is separate from the engine control unit 9 and configured to be able to communicate with the engine control unit 9 via CAN or the like to drive and control the electric motor 31 of the variable compression ratio mechanism 2. be able to.
Here, the engine control unit 9 calculates the target angular position of the control shaft 28 (or output shaft 32a) as the target compression ratio of the variable compression ratio mechanism 2, and detects the angular position of the control shaft 28 (or output shaft 32a). The operation amount of the electric motor 31 is calculated so that the actual angular position obtained from the output signal of the angle sensor 36 approaches the target angle position, and energization to the electric motor 31 is controlled based on the calculated operation amount.
また、制御軸２８（及び出力軸３２ａ）は、圧縮比の調整範囲に対応する所定の角度領域を超えて回動することがないようにストッパによって可動角度域（移動可能領域）が機械的に制限される。
つまり、可変圧縮比機構２は、制御軸２８（及び出力軸３２ａ）の回転可能な角度領域の両端を規定する２つのストッパ３７ａ，３７ｂを備え、ストッパ３７ａ，３７ｂのうちの一方が当接する制御軸２８（及び出力軸３２ａ）の角度位置で圧縮比が最大となり、他方が当接する制御軸２８（及び出力軸３２ａ）の角度位置で圧縮比が最小となる。
Further, the movable angle region (movable region) is mechanically controlled by the stopper so that the control shaft 28 (and the output shaft 32a) does not rotate beyond a predetermined angle region corresponding to the adjustment range of the compression ratio. Limited.
That is, the variable compression ratio mechanism 2 includes two stoppers 37a and 37b that define both ends of a rotatable angle region of the control shaft 28 (and the output shaft 32a), and control in which one of the stoppers 37a and 37b abuts. The compression ratio becomes maximum at the angular position of the shaft 28 (and the output shaft 32a), and the compression ratio becomes minimum at the angular position of the control shaft 28 (and the output shaft 32a) with which the other abuts.
ストッパ３７ａ，３７ｂは、例えば、制御軸２８及び／又は出力軸３２ａの外周に突出する突起部（可動部）３８ａ，３８ｂと、シリンダブロック２９などに設けられ突起部３８ａ，３８ｂの移動空間に配置される係合部（固定部）３９ａ，３９ｂとから構成され、突起部３８ａ，３８ｂが軸回りに回動することで係合部３９ａ，３９ｂに対して離接し、突起部３８ａ，３８ｂが係合部３９ａ，３９ｂに突き当たることで制御軸２８（及び出力軸３２ａ）の回動（移動）が制限される。 The stoppers 37a and 37b are provided in, for example, protrusions (movable parts) 38a and 38b protruding from the outer periphery of the control shaft 28 and / or the output shaft 32a, the cylinder block 29, etc. Engaging portions (fixed portions) 39a and 39b, and the protrusions 38a and 38b rotate around the axis so as to be separated from and engaged with the engaging portions 39a and 39b. The rotation (movement) of the control shaft 28 (and the output shaft 32a) is restricted by hitting the joint portions 39a and 39b.
図２（Ａ）、（Ｂ）は、ストッパ３７ａ，３７ｂの構造の一例を示す。
図２（Ａ）、（Ｂ）に示す例では、ストッパ３７ａ，３７ｂのうちの一方のストッパ３７ａは出力軸３２ａに設けられ、他方のストッパ３７ｂは制御軸２８に設けられる。
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すストッパ構造では、ストッパ３７ａの突起部３８ａは出力軸３２ａに一体的に設けられ、係合部３９ａは、突起部３８ａが図２で時計回りに回動して１２時の位置付近で当接するように出力軸３２ａの近傍に配置されている。
2A and 2B show an example of the structure of the stoppers 37a and 37b.
In the example shown in FIGS. 2A and 2B, one of the stoppers 37 a and 37 b is provided on the output shaft 32 a and the other stopper 37 b is provided on the control shaft 28.
In the stopper structure shown in FIGS. 2A and 2B, the protrusion 38a of the stopper 37a is provided integrally with the output shaft 32a, and the engaging part 39a rotates the protrusion 38a clockwise in FIG. Thus, it is arranged in the vicinity of the output shaft 32a so as to abut near the 12 o'clock position.
また、ストッパ３７ｂの突起部３８ｂは制御軸２８に一体的に設けられ、係合部３９ｂは、突起部３８ｂが図２で反時計回りに回動して６時の位置付近で当接するように制御軸２８の近傍に配置されている。
そして、図２（Ａ）は、ストッパ３７ｂの突起部３８ｂが係合部３９ｂに当接した状態であり、係る状態から制御軸２８及び出力軸３２ａが更に反時計回りの方向に回動することはできず、時計回りの方向への回動が許容される。
Further, the protrusion portion 38b of the stopper 37b is provided integrally with the control shaft 28, and the engaging portion 39b is brought into contact with the vicinity of the 6 o'clock position by rotating the protrusion portion 38b counterclockwise in FIG. It is arranged in the vicinity of the control shaft 28.
FIG. 2A shows a state in which the protrusion 38b of the stopper 37b is in contact with the engaging portion 39b, and the control shaft 28 and the output shaft 32a are further rotated counterclockwise from this state. Cannot be turned, and clockwise rotation is allowed.
図２（Ａ）の状態から制御軸２８及び出力軸３２ａが時計回りの方向に回動して、回動角が１８０deg程度に達すると、ストッパ３７ａの突起部３８ａが係合部３９ａに当接する図２（Ｂ）の状態になり、制御軸２８及び出力軸３２ａが更に時計回りの方向に回動することができなくなる。
このように、ストッパ３７ａが当接する角度位置が制御軸２８及び出力軸３２ａの時計回りの方向への回動制限位置となり、ストッパ３７ｂが当接する角度位置が制御軸２８及び出力軸３２ａの反時計回りの方向への回動制限位置となる。
When the control shaft 28 and the output shaft 32a are rotated in the clockwise direction from the state of FIG. 2A and the rotation angle reaches about 180 degrees, the protrusion 38a of the stopper 37a comes into contact with the engaging portion 39a. 2B, the control shaft 28 and the output shaft 32a cannot be further rotated in the clockwise direction.
As described above, the angular position where the stopper 37a abuts becomes the rotation limit position of the control shaft 28 and the output shaft 32a in the clockwise direction, and the angular position where the stopper 37b abuts is the counterclockwise of the control shaft 28 and the output shaft 32a. This is the rotation limit position in the direction of rotation.
そして、ストッパ３７ａが当接する角度位置とストッパ３７ｂが当接する角度位置との間の略１８０degの角度領域が、制御軸２８及び出力軸３２ａの回転可能な角度領域となる。
換言すれば、ストッパ３７ａが当接する角度位置とストッパ３７ｂが当接する角度位置とで圧縮比の最大圧縮比と最小圧縮比とが規定され、ストッパ３７ａが当接する角度位置での圧縮比とストッパ３７ｂが当接する角度位置での圧縮比との間が圧縮比可変領域となる。
なお、図２に示した例では制御軸２８の可動角度領域の大きさを略１８０degとしてあるが、可動角度領域の大きさは１８０degに限定されるものでないことは明らかである。
An angular region of approximately 180 deg between the angular position where the stopper 37a abuts and the angular position where the stopper 37b abuts is the rotatable angular region of the control shaft 28 and the output shaft 32a.
In other words, the maximum compression ratio and the minimum compression ratio of the compression ratio are defined by the angular position where the stopper 37a abuts and the angular position where the stopper 37b abuts, and the compression ratio and the stopper 37b at the angular position where the stopper 37a abuts. The compression ratio variable region is between the compression ratio at the angular position where the two come into contact.
In the example shown in FIG. 2, the size of the movable angle region of the control shaft 28 is approximately 180 degrees, but it is obvious that the size of the movable angle region is not limited to 180 degrees.
ところで、角度センサ３６の取り付け位置のばらつきや角度センサ３６の出力特性のばらつきなどによって、制御軸２８及び出力軸３２ａが可動角度領域内のどの角度に位置しているかの検出精度が低下し、引いては、圧縮比の制御精度が低下する。
そこで、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ａが当接する角度位置での角度センサ３６の出力、及び、ストッパ３７ｂが当接する角度位置での角度センサ３６の出力を検出してそれぞれ基準出力値として記憶するストッパ位置学習を行う。つまり、エンジン制御ユニット９は、ストッパ位置学習を行う学習部としての機能をソフトウエア的に備えている。
そして、エンジン制御ユニット９は、角度センサ３６の出力及び基準出力値から制御軸２８（出力軸３２ａ）の角度を検出し、角度検出値に基づいて可変圧縮比機構２の電動モータ３１の操作量を演算して出力する。
By the way, due to variations in the mounting position of the angle sensor 36 and variations in the output characteristics of the angle sensor 36, the detection accuracy at which angle the control shaft 28 and the output shaft 32a are located in the movable angle region is reduced. As a result, the control accuracy of the compression ratio decreases.
Therefore, the engine control unit 9 detects the output of the angle sensor 36 at the angular position where the stopper 37a abuts and the output of the angle sensor 36 at the angular position where the stopper 37b abuts, and stores them as reference output values. Perform stopper position learning. That is, the engine control unit 9 is provided with a function as a learning unit that performs stopper position learning in software.
The engine control unit 9 detects the angle of the control shaft 28 (output shaft 32a) from the output of the angle sensor 36 and the reference output value, and the operation amount of the electric motor 31 of the variable compression ratio mechanism 2 based on the detected angle value. Is calculated and output.
以下では、エンジン制御ユニット９が実施するストッパ位置学習の処理内容を詳細に説明する。
図３のフローチャートは、エンジン制御ユニット９によるストッパ位置の学習処理の流れを示す。
Below, the processing content of the stopper position learning which the engine control unit 9 implements is demonstrated in detail.
The flowchart of FIG. 3 shows the flow of the stopper position learning process by the engine control unit 9.
エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０１で、内燃機関１の運転状態などが学習実施条件を満たしているか否かを判定し、学習実施条件を満たしていればステップＳ１０２に進む。ここで、例えば、内燃機関１の暖機完了後であって、内燃機関１が所定運転領域で定常運転されていることなどを学習実施条件とすることができる。
エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０２で、ストッパ位置学習の初回であるか否かを判定する。
In step S101, the engine control unit 9 determines whether or not the operating state of the internal combustion engine 1 satisfies the learning execution condition. If the learning execution condition is satisfied, the process proceeds to step S102. Here, for example, after the warming-up of the internal combustion engine 1 is completed, the steady state operation of the internal combustion engine 1 in a predetermined operation region can be set as the learning execution condition.
In step S102, the engine control unit 9 determines whether or not the stopper position learning is the first time.
ストッパ位置学習の初回とは、角度センサ３６を組み付けた後にストッパ３７ａ，３７ｂの双方についてストッパ位置学習の実施履歴がなく、基準出力値が不定の状態であり、例えば、車両の組み立て工場における検査調整工程での学習や整備工場で角度センサ３６の交換を行った直後などが該当する。
但し、学習の初回にステップＳ１０３以降に進む構成に限定されるものではなく、ステップＳ１０２の判定処理を省略することができる。また、整備工場などにおいてセンサやアクチュエータなどの調整、交換作業が行われたときに、エンジン制御ユニット９に対し初回学習の指令を出力するための手段を備える構成とすることができる。
ストッパ位置学習の初回である場合、エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０３に進み、最初に学習を実施するストッパとして記憶されている一方のストッパが当接する回転方向に制御軸２８及び出力軸３２ａを回動させるように電動モータ３１を制御する。
The first stopper position learning means that after the angle sensor 36 is assembled, there is no history of stopper position learning for both the stoppers 37a and 37b, and the reference output value is indefinite. For example, inspection adjustment at a vehicle assembly factory This is the case immediately after learning in the process or exchanging the angle sensor 36 at a maintenance shop.
However, it is not limited to the configuration that proceeds to step S103 and subsequent steps at the first learning, and the determination process in step S102 can be omitted. Further, it is possible to provide a means for outputting an initial learning command to the engine control unit 9 when adjustment or replacement work of sensors or actuators is performed in a maintenance shop or the like.
If it is the first time for the stopper position learning, the engine control unit 9 proceeds to step S103, and rotates the control shaft 28 and the output shaft 32a in the rotational direction in which one of the stoppers stored as the stopper that performs the learning first comes into contact. The electric motor 31 is controlled so as to be moved.
ここで、エンジン制御ユニット９は、例えば、学習対象のストッパで回転が制限される角度位置を超える角度位置を目標角度位置として設定して、角度センサ３６の出力と目標角度位置とから電動モータ３１を制御したり、電動モータ３１の回転速度を学習用の目標回転速度に制御したりして、学習対象のストッパが当接する回転方向に電動モータ３１を駆動する。
最初に学習を実施するストッパとしては、制御軸２８の可動角度領域の両端を規定する２つのストッパ３７ａ，３７ｂのうちのより剛性が高い側（耐衝撃性が高い側）が予め選定されている。
Here, the engine control unit 9 sets, for example, an angular position that exceeds an angular position at which rotation is restricted by the stopper to be learned as a target angular position, and the electric motor 31 is determined from the output of the angle sensor 36 and the target angular position. Or the rotational speed of the electric motor 31 is controlled to the target rotational speed for learning, and the electric motor 31 is driven in the rotational direction in which the stopper to be learned comes into contact.
As the stopper that performs the learning first, the higher rigidity side (the higher impact resistance side) of the two stoppers 37a and 37b that define both ends of the movable angle region of the control shaft 28 is selected in advance. .
例えば、図２に示したストッパ構造では、各ストッパ３７ａ，３７ｂを構成する突起部３８ａ，３８ｂ及び係合部３９ａ，３９ｂが同等の剛性を有していても、ストッパ３７ｂは、ストッパ３７ａに比べて電動モータ３１から離れていて、電動モータ３１からストッパ３７ｂまでの部品は電動モータ３１からストッパ３７ａまでの部品よりも多いため、ストッパ３７ｂの剛性はストッパ３７ａの剛性よりも低くなる。 For example, in the stopper structure shown in FIG. 2, even if the protrusions 38a and 38b and the engaging portions 39a and 39b constituting the stoppers 37a and 37b have the same rigidity, the stopper 37b is compared with the stopper 37a. Since there are more parts from the electric motor 31 to the stopper 37b than the parts from the electric motor 31 to the stopper 37a, the rigidity of the stopper 37b is lower than the rigidity of the stopper 37a.
このため、図２に示したストッパ構造を採用する場合には、最初に学習を実施するストッパとして、剛性が相対的に高いストッパ３７ａが選定される。
剛性の高い側のストッパ３７ａは剛性が低い側のストッパ３７ｂよりも耐衝撃性が高く、より速い速度で当接させることが可能で、初期位置（学習開始時の制御軸２８の角度位置）からストッパ当接位置までより短時間で制御軸２８を回動させることができ、学習時間の短縮を図れる。
For this reason, when the stopper structure shown in FIG. 2 is adopted, a stopper 37a having a relatively high rigidity is selected as a stopper to be first learned.
The stopper 37a on the higher rigidity side has higher impact resistance than the stopper 37b on the lower rigidity side, and can be brought into contact at a higher speed, from the initial position (the angular position of the control shaft 28 at the start of learning). The control shaft 28 can be rotated in a shorter time to the stopper contact position, and the learning time can be shortened.
つまり、エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０３において、相対的に高い剛性を有するストッパ３７ａが耐え得る衝撃力が発生する可及的に速い速度で、制御軸２８を回動させるように電動モータ３１を制御する。
たとえば、剛性が相対的に低いストッパ３７ｂの学習を行わせる場合は、剛性が低い分だけ当接時の耐衝撃性がストッパ３７ａに比べて低く、当接位置に向けて制御軸２８を回転させるときの速度（トルク）をストッパ３７ａの学習を行わせる場合に比べて遅く（小さく）する必要がある。このため、ストッパ当接位置まで回転させるのに要する時間がより長くなり、学習時間が長くなってしまう。
That is, in step S103, the engine control unit 9 causes the electric motor 31 to rotate the control shaft 28 at a speed as high as possible that generates an impact force that can be withstood by the stopper 37a having relatively high rigidity. Control.
For example, when learning the stopper 37b having relatively low rigidity, the impact resistance at the time of contact is lower than that of the stopper 37a by the amount of rigidity, and the control shaft 28 is rotated toward the contact position. It is necessary to make the speed (torque) slower (smaller) than when learning the stopper 37a. For this reason, the time required to rotate to the stopper contact position becomes longer, and the learning time becomes longer.
更に、いずれのストッパ３７ａ，３７ｂについてもストッパ位置学習を行っていない状態では、ストッパが当接する位置のばらつき範囲が広く、当接直前でモータトルクを弱めるなどの衝撃緩和のための制御を的確に行うことが難しいため、剛性が低いストッパ３７ｂの学習を、当接の衝撃力を十分に抑制しつつ短時間で実施することは難しい。
そこで、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ａ，３７ｂのうち、より剛性が高く耐衝撃性が高いストッパ３７ａ、換言すれば、より速い回転速度（より高いトルク）での当接が許容され当接状態にするまでの時間を短くできるストッパ３７ａについて、最初のストッパ位置学習を行う。
Further, when neither of the stoppers 37a and 37b is in the state where the stopper position learning is performed, the variation range of the position where the stopper comes into contact is wide, and control for shock reduction such as weakening the motor torque just before the contact is made accurately. Since it is difficult to perform, it is difficult to learn the stopper 37b having low rigidity in a short time while sufficiently suppressing the impact force of contact.
Therefore, the engine control unit 9 is allowed to contact at a higher rotational speed (higher torque) among the stoppers 37a and 37b. The first stopper position learning is performed for the stopper 37a that can shorten the time until it is made.
ストッパ３７ａが当接する回転方向に制御軸２８を回転駆動して突起部３８ａが係合部３９ａに突き当たると、その位置で制御軸２８の回転が停止し、角度センサ３６の出力が略一定値に保持されるようになる。
このため、エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０４で角度センサ３６の出力が略一定値を保持するようになったか否かを判定することで、ストッパ３７ａが当接状態に安定したか否かを検出する。
When the control shaft 28 is rotationally driven in the rotational direction in which the stopper 37a abuts and the protrusion 38a hits the engaging portion 39a, the rotation of the control shaft 28 stops at that position, and the output of the angle sensor 36 becomes a substantially constant value. It will be retained.
For this reason, the engine control unit 9 determines whether or not the stopper 37a is stably in the contact state by determining whether or not the output of the angle sensor 36 has been maintained at a substantially constant value in step S104. To do.
具体的には、エンジン制御ユニット９は、角度センサ３６の出力が前回値と略同等である状態が所定時間以上継続しているときに、角度センサ３６の出力が安定状態になったと判定する。
そして、角度センサ３６の出力が変動している場合、エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０３に戻って、ストッパ３７ａを当接させるための駆動制御を継続し、角度センサ３６の出力が略一定値を保持するようになると、ステップＳ１０５へ進む。
Specifically, the engine control unit 9 determines that the output of the angle sensor 36 is in a stable state when a state where the output of the angle sensor 36 is substantially equal to the previous value continues for a predetermined time or more.
If the output of the angle sensor 36 has fluctuated, the engine control unit 9 returns to step S103 and continues the drive control for bringing the stopper 37a into contact, and the output of the angle sensor 36 has a substantially constant value. If it comes to hold | maintain, it will progress to step S105.
エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０５において、そのときの角度センサ３６の出力値を、ストッパ３７ａの当接位置（圧縮比の上限値又は下限値）でのセンサ出力として記憶する。
次いで、エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０６に進み、制御軸２８の回転駆動方向を逆転させ、ストッパ３７ａの当接位置からストッパ３７ｂの当接位置に向けて制御軸２８を回転させるように電動モータ３１を制御する。
In step S105, the engine control unit 9 stores the output value of the angle sensor 36 at that time as a sensor output at the contact position of the stopper 37a (upper limit value or lower limit value of the compression ratio).
Next, the engine control unit 9 proceeds to step S106, reverses the rotational drive direction of the control shaft 28, and rotates the control shaft 28 from the contact position of the stopper 37a toward the contact position of the stopper 37b. 31 is controlled.
ここで、ストッパ３７ｂは、ストッパ３７ａに比べて剛性の低いストッパであるため、ストッパ３７ａを当接させたときと同等のトルクで当接させると、当接時の衝撃力で部品の撓みや変形などが生じる可能性がある。このため、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ｂが当接するときの衝撃力を、ストッパ３７ａを当接させるときに比べて弱める緩衝制御を実施する。
但し、ストッパ３７ａの当接位置からの動き出しから、当接の衝撃力が許容範囲内になるようなトルクに制限すると、ストッパ３７ｂの当接位置まで回転させるのに要する時間が長くなってしまう。一方、ストッパ３７ａの当接位置でのセンサ出力を既に学習してあることで、エンジン制御ユニット９は、角度センサ３６の出力がどの程度になったらストッパ３７ｂが当接するようになるかの予測ができる。
Here, since the stopper 37b is a stopper having a lower rigidity than the stopper 37a, if the stopper 37a is abutted with the same torque as that when the stopper 37a is abutted, the deflection or deformation of the component is caused by the impact force at the time of abutting. Etc. may occur. For this reason, the engine control unit 9 performs buffering control that weakens the impact force when the stopper 37b abuts compared to when the stopper 37a abuts.
However, if the stopper 37a starts to move from the contact position and is limited to a torque such that the contact impact force is within the allowable range, the time required to rotate the stopper 37b to the contact position becomes long. On the other hand, since the sensor output at the contact position of the stopper 37a has already been learned, the engine control unit 9 can predict how much the output of the angle sensor 36 will come into contact with the stopper 37b. it can.
そこで、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ａの当接位置からの回転角の変化（角度センサ３６の出力値の変化）に基づいて検出される角度変化の途中のタイミングで電動モータ３１の操作量をより小さく制限し、ストッパ３７ｂの当接位置まで応答良く移動させつつ、ストッパ３７ｂが当接するときの衝撃力を弱める緩衝制御を実施する。
つまり、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ａの当接位置からの動き出し直後の所定角度域では、ストッパ３７ｂが当接することはないと推定されるので、制御軸２８をストッパ３７ｂの当接時における許容最大トルクよりも高いトルク（許容最大速度よりも速い速度）で回転駆動させるようにして学習時間（移動時間）の短縮を図る。
Therefore, the engine control unit 9 determines the operation amount of the electric motor 31 at the timing during the change in angle detected based on the change in the rotation angle from the contact position of the stopper 37a (change in the output value of the angle sensor 36). The buffer control is performed to limit the impact to a smaller value and weaken the impact force when the stopper 37b comes into contact while moving to the contact position of the stopper 37b with good response.
In other words, the engine control unit 9 is estimated that the stopper 37b will not contact in a predetermined angle range immediately after the stopper 37a starts to move, so that the control shaft 28 is allowed to be in contact with the stopper 37b. The learning time (movement time) is shortened by rotationally driving at a torque higher than the maximum torque (speed faster than the allowable maximum speed).
更に、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ｂが当接する可能性がある角度域に達したことをストッパ３７ａの当接位置からの回転角の変化に基づいて検出し、ストッパ３７ｂの当接時における許容最大トルク以下のモータトルク（許容最大速度以下の回転速度）になるように、電動モータ３１の操作量をそれまでよりも小さく制限する。
エンジン制御ユニット９は、上記の緩衝制御を実施することによって、ストッパ３７ａの当接位置からストッパ３７ｂの当接位置にまで回転するのに要する時間（ストッパ３７ｂについての学習時間）の短縮を図りつつ、ストッパ３７ｂが当接時の衝撃力で撓んだり変形したりすることを抑制する。
Furthermore, the engine control unit 9 detects that the angle range in which the stopper 37b is likely to come into contact is detected based on the change in the rotation angle from the contact position of the stopper 37a, and the tolerance at the time of contact of the stopper 37b. The operation amount of the electric motor 31 is limited to be smaller than before so that the motor torque is less than the maximum torque (the rotation speed is less than the maximum allowable speed).
The engine control unit 9 performs the above-described buffering control, while shortening the time required to rotate from the contact position of the stopper 37a to the contact position of the stopper 37b (learning time for the stopper 37b). The stopper 37b is prevented from being bent or deformed by an impact force at the time of contact.
エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ｂの当接位置に向けて制御軸２８を回転駆動している状態で、ステップＳ１０７へ進み、角度センサ３６の出力が略一定値を保持するようになったか否かを判定することで、ストッパ３７ｂが当接状態に安定したか否かを、ステップＳ１０４と同様に検出する。
角度センサ３６の出力が略一定値を保持するようになるまでは、エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０６に戻って、ストッパ３７ｂを当接させるための電動モータ３１の駆動制御を継続する。
The engine control unit 9 proceeds to step S107 in a state where the control shaft 28 is rotationally driven toward the contact position of the stopper 37b, and whether or not the output of the angle sensor 36 is maintained at a substantially constant value. By determining whether or not the stopper 37b is stable in the contact state, it is detected in the same manner as in step S104.
Until the output of the angle sensor 36 maintains a substantially constant value, the engine control unit 9 returns to step S106 and continues the drive control of the electric motor 31 for contacting the stopper 37b.
そして、ストッパ３７ｂが当接状態に安定し、角度センサ３６の出力が略一定値を保持するようになると、エンジン制御ユニット９は、ステップＳ１０８へ進み、そのときの角度センサ３６の出力値を、ストッパ３７ｂの当接位置でのセンサ出力として記憶する。
上記のようにして、まず、ストッパ３７ａの当接位置でのセンサ出力値を学習し、次いで、ストッパ３７ｂの当接位置でのセンサ出力値を学習すると、エンジン制御ユニット９は、角度センサ３６の出力と制御軸２８の角度位置（実圧縮比）との相関を学習値に基づき校正し、角度センサ３６の出力に基づく電動モータ３１の制御を実施する。
When the stopper 37b is stabilized in the contact state and the output of the angle sensor 36 is maintained at a substantially constant value, the engine control unit 9 proceeds to step S108, and the output value of the angle sensor 36 at that time is The sensor output is stored at the contact position of the stopper 37b.
As described above, when the sensor output value at the contact position of the stopper 37a is first learned and then the sensor output value at the contact position of the stopper 37b is learned, the engine control unit 9 The correlation between the output and the angular position (actual compression ratio) of the control shaft 28 is calibrated based on the learning value, and the electric motor 31 is controlled based on the output of the angle sensor 36.
以下では、上記ステップＳ１０６における緩衝制御をより詳細に説明する。
図４のタイムチャートは、電動モータ３１の電流指令値の制限値（上限値）ＣＬを変更する緩衝制御の一例を説明するための図である。
なお、エンジン制御ユニット９は、電動モータ３１の電流指令値が電流制限値ＣＬを上回るときに電流制限値ＣＬを電流指令値とすることで、電流指令値が電流制限値ＣＬを上回ることがないようにする。
Hereinafter, the buffer control in step S106 will be described in more detail.
The time chart of FIG. 4 is a diagram for explaining an example of buffer control for changing the limit value (upper limit value) CL of the current command value of the electric motor 31.
The engine control unit 9 sets the current limit value CL as the current command value when the current command value of the electric motor 31 exceeds the current limit value CL, so that the current command value does not exceed the current limit value CL. Like that.
図４に示すように、エンジン制御ユニット９は、時刻ｔ０の学習開始時点から時刻ｔ１のストッパ３７ａの当接安定状態を経て、ストッパ３７ａの当接位置からの制御軸２８の回転角度が所定角度θαに達する時刻ｔ２になるまでの第１学習期間（移動前半）では、電流制限値ＣＬとして図５（Ａ）に示す特性の電流制限値ＣＬを用いる。
一方、ストッパ３７ａの当接位置からの制御軸２８の回転角度（角度変化量）Δθが所定角度θαに達した時刻ｔ２からストッパ３７ｂについてのストッパ位置学習が完了するまでの第２学習期間（移動後半）では、エンジン制御ユニット９は、電流制限値ＣＬとして図５（Ｂ）に示す特性の電流制限値を用いる。
As shown in FIG. 4, the engine control unit 9 passes through the stable contact state of the stopper 37a at time t1 from the learning start time at time t0, and the rotation angle of the control shaft 28 from the contact position of the stopper 37a is a predetermined angle. In the first learning period (first half of movement) until time t2 when θα is reached, the current limit value CL having the characteristics shown in FIG. 5A is used as the current limit value CL.
On the other hand, the second learning period (movement) from the time t2 when the rotation angle (angle change amount) Δθ of the control shaft 28 from the contact position of the stopper 37a reaches the predetermined angle θα until the stopper position learning for the stopper 37b is completed. In the second half), the engine control unit 9 uses the current limit value having the characteristics shown in FIG. 5B as the current limit value CL.
なお、エンジン制御ユニット９は、回転角度Δθを、ストッパ３７ａの当接位置でのセンサ出力値からの角度センサ３６の出力変化量に基づき検出する。
つまり、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ａの当接位置でのセンサ出力値（学習値）からの角度センサ３６の出力変化量に基づき電流制限値ＣＬの切替えタイミングを検出し、電流制限値ＣＬの切替えを実施する。
The engine control unit 9 detects the rotation angle Δθ based on the output change amount of the angle sensor 36 from the sensor output value at the contact position of the stopper 37a.
That is, the engine control unit 9 detects the switching timing of the current limit value CL based on the output change amount of the angle sensor 36 from the sensor output value (learned value) at the contact position of the stopper 37a. Perform switching.
ここで、図５（Ｂ）に示す電流制限値ＣＬは、図５（Ａ）に示す電流制限値ＣＬよりも低く、これにより、第１学習期間でのモータトルクよりも第２学習期間でのモータトルクが小さく制限されるようにしてある。
換言すれば、初期位置から剛性が比較的高いストッパ３７ａに当接するようになるまでの間、及び、ストッパ３７ａの当接位置からの回転角が所定角度になるまでの間は、制御軸２８を応答良く移動させるように比較的高いモータトルクを発生させるようにする。一方、ストッパ３７ａの当接位置からの回転角が所定角度θαに達してからストッパ３７ｂが当接するようになるまでの間でのモータトルクは、ストッパ３７ｂの当接時における衝撃力が許容範囲内になるように移動開始初期よりも低く制限される。
Here, the current limit value CL shown in FIG. 5 (B) is lower than the current limit value CL shown in FIG. 5 (A), so that the motor torque in the second learning period is lower than the motor torque in the first learning period. The motor torque is limited to be small.
In other words, the control shaft 28 is moved from the initial position until it comes into contact with the stopper 37a having relatively high rigidity and until the rotation angle from the contact position of the stopper 37a reaches a predetermined angle. A relatively high motor torque is generated so as to move with good response. On the other hand, the motor torque from when the rotation angle from the contact position of the stopper 37a reaches the predetermined angle θα until the stopper 37b comes into contact is within an allowable range when the stopper 37b comes into contact. To be lower than the initial movement start.
電流制限値ＣＬは、電動モータ３１の回転速度及び回転方向に応じて割り付けられており、本願では、ストッパ３７ａの当接位置に近づく回転方向をプラスの回転速度で表し、ストッパ３７ｂの当接位置に近づく回転方向をマイナスの回転速度で表すものとする。
第１学習期間で用いる図５（Ａ）の電流制限値ＣＬは、マイナスの回転速度での制限値がプラスの回転速度での制限値よりも低く設定され、プラスの回転速度での制限値は全回転速度域で一定値ＣＬ０を保持し、マイナスの回転速度での制限値は、回転速度が零のときに制限値ＣＬ０と同じ値で回転速度の絶対値が増大するに従って低下し所定速度ＲＳＬ１以上では一定値ＣＬ１を保持する特性としてある。
なお、第１学習期間において電流制限を行わないように緩衝制御を設定することができる。
The current limit value CL is assigned according to the rotation speed and rotation direction of the electric motor 31, and in the present application, the rotation direction approaching the contact position of the stopper 37a is represented by a positive rotation speed, and the contact position of the stopper 37b. The rotation direction approaching is expressed by a negative rotation speed.
The current limit value CL of FIG. 5A used in the first learning period is set such that the limit value at the negative rotational speed is lower than the limit value at the positive rotational speed, and the limit value at the positive rotational speed is The constant value CL0 is maintained in the entire rotational speed range, and the limit value at a negative rotational speed is the same value as the limit value CL0 when the rotational speed is zero, and decreases as the absolute value of the rotational speed increases and the predetermined speed RSL1 The above is the characteristic of holding the constant value CL1.
The buffer control can be set so as not to limit the current during the first learning period.
図５（Ａ）におけるマイナスの回転速度での制限値は、ストッパ３７ａの当接位置からストッパ３７ｂの当接位置に近づけるときに用いる電流制限値であるが、ストッパ３７ａの当接位置からの動き出しにおいては大きな起動電流を確保するために制限値ＣＬ１よりも大きな制限値ＣＬを用い、その後のストッパ３７ｂの当接位置の直前までは、所期の回転速度を保持できる電流制限値ＣＬ１にまで低下させる特性としてある。
但し、フリクションなどが小さいために、モータ回転時のトルクに比べてモータ起動トルクがそれほど必要ない場合には、ストッパ３７ａの当接位置からの動き出しにおいても制限値ＣＬ１を用いるように、マイナスの回転速度域での制限値を一律にＣＬ１とすることができる。
The limit value at a negative rotation speed in FIG. 5A is a current limit value used when the stopper 37a is brought close to the contact position of the stopper 37b, but the movement from the contact position of the stopper 37a starts. In order to secure a large starting current, a limit value CL larger than the limit value CL1 is used, and the current limit value CL1 that can maintain the desired rotation speed is reduced until immediately before the contact position of the stopper 37b thereafter. It is a characteristic to be made.
However, if the motor starting torque is not so much compared to the torque at the time of motor rotation due to the small friction, etc., a negative rotation is used so that the limit value CL1 is used even when the stopper 37a starts to move from the contact position. The limit value in the speed range can be uniformly set to CL1.
また、図５（Ａ）におけるプラスの回転速度での制限値ＣＬ０は、ストッパ３７ａを当接させるときに用いる電流制限値であり、ストッパ３７ａは比較的高い剛性を有していて耐衝撃性が高いから、電流制限値ＣＬ１よりも高い制限値ＣＬ０として、より大きなトルクでの制御軸２８の駆動を許容する。
一方、第２学習期間で用いる図５（Ｂ）の電流制限値は、剛性の低いストッパ３７ｂを当接させるときに用いる制限値であるため、プラスの回転速度域及びマイナスの回転速度域との双方で図５（Ａ）の制限値ＣＬ１よりも低い値に設定される。
The limit value CL0 at a positive rotational speed in FIG. 5A is a current limit value used when the stopper 37a is brought into contact with the stopper 37a. The stopper 37a has a relatively high rigidity and has a high impact resistance. Since it is high, the drive of the control shaft 28 with a larger torque is permitted as the limit value CL0 higher than the current limit value CL1.
On the other hand, the current limit value of FIG. 5B used in the second learning period is a limit value used when the low-rigidity stopper 37b is brought into contact. Both are set to values lower than the limit value CL1 in FIG.
図５（Ｂ）におけるマイナスの回転速度での制限値ＣＬ２は、剛性の低いストッパ３７ｂを当接させるときに適用されることになるため、制限値ＣＬ１よりも小さく、ストッパ３７ｂを当接させるときの許容最大トルク以下に制御できる値に設定される。
つまり、ストッパ３７ａの当接位置からストッパ３７ｂの当接位置に近づけるときに、当初（第１学習期間）は電流制限値ＣＬを制限値ＣＬ１とすることで高い応答でストッパ３７ｂの当接位置に近づけることができるモータトルクを発生させる。そして、ストッパ３７ｂの当接位置に十分に近づいたと推定される第２学習期間では、電流制限値ＣＬを制限値ＣＬ１からより小さい制限値ＣＬ２に切替えて、当接時にストッパ３７ｂに加わる衝撃力が許容範囲内となるモータトルクにまで低下させる。
Since the limit value CL2 at a negative rotational speed in FIG. 5B is applied when the stopper 37b having low rigidity is brought into contact, the limit value CL2 is smaller than the limit value CL1 and is brought into contact with the stopper 37b. It is set to a value that can be controlled below the allowable maximum torque.
That is, when approaching the contact position of the stopper 37b from the contact position of the stopper 37a, initially (first learning period), the current limit value CL is set to the limit value CL1, so that the stopper 37b can be contacted with high response. Motor torque that can be approached is generated. In the second learning period in which it is estimated that the stopper 37b is sufficiently close to the contact position, the current limit value CL is switched from the limit value CL1 to a smaller limit value CL2, and the impact force applied to the stopper 37b at the time of contact is changed. Reduce the motor torque to within the allowable range.
また、図５（Ｂ）におけるプラスの回転速度での制限値ＣＬ３は、ストッパ３７ｂが当接した衝撃で跳ね返り（ストッパ３７ｂの当接位置から離れストッパ３７ａの当接位置に向かう回転変化）が発生したときに適用されることになるため、跳ね返りから復帰するモータトルクが得られるように、電流制限値ＣＬ３は制限値ＣＬ１と制限値ＣＬ２との中間値に設定される（ＣＬ２＜ＣＬ３＜ＣＬ１）。なお、図５（Ｂ）に点線で示したように回転速度が零からプラス方向に増加するに従って制限値ＣＬがＣＬ２から徐々に増大し、制限値ＣＬ３に達した後制限値ＣＬ３を保持する特性とすることができる。
また、図５（Ｂ）に点線で示したようにプラス及びマイナスの回転速度で制限値ＣＬ２が適用される特性とすること、つまり、第２学習期間での電流制限値を一律に制限値ＣＬ２（ＣＬ３＝ＣＬ２）とすることができる。
In addition, the limit value CL3 at the positive rotational speed in FIG. 5B rebounds due to the impact that the stopper 37b abuts (rotational change away from the abutting position of the stopper 37b toward the abutting position of the stopper 37a). Therefore, the current limit value CL3 is set to an intermediate value between the limit value CL1 and the limit value CL2 (CL2 <CL3 <CL1) so that the motor torque that returns from the rebound can be obtained. . Note that, as indicated by a dotted line in FIG. 5B, the limit value CL gradually increases from CL2 as the rotational speed increases from zero to the plus direction, and holds the limit value CL3 after reaching the limit value CL3. It can be.
Further, as indicated by a dotted line in FIG. 5B, the limit value CL2 is applied at the plus and minus rotation speeds, that is, the current limit value in the second learning period is uniformly set to the limit value CL2. (CL3 = CL2).
図６のタイムチャートは、第２学習期間で図５（Ｂ）の電流制限値ＣＬを適用したときの制御軸２８の角度、制御軸２８の回転速度（回転数ｒｐｍ）、モータ電流、モータ電流制限値ＣＬの変化を例示する。
図６において、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの制御軸２８の角度位置がストッパ３７ｂの当接位置に達するまでの間、更に、ストッパ３７ｂが当接状態を維持する時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、当接時の衝撃力が許容範囲内となるモータトルクに制限できる電流制限値ＣＬ２により電流指令値が制限され、ストッパ３７ｂが当接するときの衝撃力が十分に緩和される。
The time chart of FIG. 6 shows the angle of the control shaft 28, the rotation speed (rpm) of the control shaft 28, the motor current, and the motor current when the current limit value CL of FIG. 5B is applied in the second learning period. The change of limit value CL is illustrated.
In FIG. 6, until the angular position of the control shaft 28 from time t0 to time t1 reaches the contact position of the stopper 37b, and further from time t1 to time t2 when the stopper 37b maintains the contact state. The current command value is limited by the current limit value CL2 that can be limited to the motor torque at which the impact force at the time of contact is within the allowable range, and the impact force when the stopper 37b contacts is sufficiently relaxed.
ストッパ３７ｂが突き当たったことによる跳ね返りによって時刻ｔ２からストッパ３７ａの当接位置に近づくプラス方向の回転が生じると、電流制限値ＣＬが電流制限値ＣＬ２からより大きな電流制限値ＣＬ３に切替えられ、ストッパ３７ｂに近づくマイナス方向に回転方向を転じさせるモータトルクを発生させる。
そして、時刻ｔ３で、制御軸２８の回転方向がストッパ３７ｂの当接位置に近づくマイナス方向に戻ると、電流制限値ＣＬが電流制限値ＣＬ２に再び戻され、ストッパ３７ｂが当接するときの衝撃力を抑制する。
時刻ｔ４でストッパ３７ｂが当接し、その後、ストッパ３７ｂが当接状態を保持するようになると、そのときの角度センサ３６の出力値が、ストッパ３７ｂの当接状態でのセンサ出力として学習される。
When the rotation in the positive direction approaching the contact position of the stopper 37a occurs from time t2 due to the rebound due to the stopper 37b hitting, the current limit value CL is switched from the current limit value CL2 to the larger current limit value CL3, and the stopper 37b. Motor torque is generated that turns the rotation direction in the minus direction approaching.
At time t3, when the rotation direction of the control shaft 28 returns to the minus direction that approaches the contact position of the stopper 37b, the current limit value CL is returned to the current limit value CL2 again, and the impact force when the stopper 37b contacts Suppress.
When the stopper 37b comes into contact at time t4, and then the stopper 37b maintains the contact state, the output value of the angle sensor 36 at that time is learned as the sensor output in the contact state of the stopper 37b.
ところで、第２学習期間でマイナス方向に回転しているときの電流制限値ＣＬは、図５（Ｂ）に示したように一律に制限値ＣＬ２とすることができる他、図７に示すように、マイナス方向の低回転速度域で制限値をより低くすることができる。
図７に示す第２学習期間用の電流制限値は、ストッパ３７ｂに向かう方向であるマイナスの回転方向での電流制限値のうち、回転速度が０から所定回転速度ＲＳＬ２までの間で、電流制限値ＣＬ２よりも更に低い電流制限値ＣＬ４（ＣＬ４＜ＣＬ２＜ＣＬ３＜ＣＬ１）に設定され、所定回転速度ＲＳＬ２から所定回転速度ＲＳＬ３までの間では回転速度の増大に応じて徐々に電流制限値ＣＬを電流制限値ＣＬ４から電流制限値ＣＬ２にまで増大させ、所定回転速度ＲＳＬ３以上で電流制限値ＣＬ２を保持する特性に設定される。
By the way, the current limit value CL when rotating in the minus direction in the second learning period can be uniformly set to the limit value CL2 as shown in FIG. 5B, and as shown in FIG. The limit value can be further lowered in the low rotation speed region in the negative direction.
The current limit value for the second learning period shown in FIG. 7 is the current limit value between the rotation speed of 0 and the predetermined rotation speed RSL2 among the current limit values in the negative rotation direction toward the stopper 37b. The current limit value CL4 (CL4 <CL2 <CL3 <CL1) that is lower than the value CL2 is set, and the current limit value CL is gradually increased as the rotational speed increases between the predetermined rotational speed RSL2 and the predetermined rotational speed RSL3. The current limit value CL4 is increased from the current limit value CL2 to a characteristic that holds the current limit value CL2 at a predetermined rotational speed RSL3 or higher.
マイナスの回転方向の低回転域で適用される電流制限値ＣＬ４は、ストッパ３７ｂが当接したときの許容トルクに基づき適合され、ストッパ３７ｂが当接したときの衝撃を更に弱めることができる。
また、図７の特性において、プラス側の回転速度域では、図５（Ｂ）と同様に電流制限値ＣＬ３（ＣＬ２＜ＣＬ３＜ＣＬ１）が適用される。
また、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ａの当接状態からストッパ３７ｂの当接位置に向けて制御軸２８を回転させるときに、ストッパ３７ａの当接状態からの角度変化量（移動量）の増大に応じた電流制限値（回転速度−電流制限値テーブル）の切替えを２回以上実施することができる。
The current limit value CL4 applied in the low rotation range in the negative rotation direction is adapted based on the allowable torque when the stopper 37b comes into contact, and can further weaken the impact when the stopper 37b comes into contact.
Further, in the characteristic of FIG. 7, the current limit value CL3 (CL2 <CL3 <CL1) is applied in the plus side rotational speed region, as in FIG. 5B.
Further, when the engine control unit 9 rotates the control shaft 28 from the contact state of the stopper 37a toward the contact position of the stopper 37b, the angle change amount (movement amount) from the contact state of the stopper 37a increases. The switching of the current limit value (rotation speed-current limit value table) according to can be performed twice or more.
図８及び図９は、ストッパ３７ａの当接状態からの角度変化量Δθが第１角度θ１に達した時点で第１回目の電流制限値（回転速度−電流制限値のテーブル）の切替えを実施し、更に、角度変化量Δθが第２角度θ２（θ１＜θ２）に達した時点で第２回目の電流制限値（回転速度−電流制限値のテーブル）の切替えを実施する緩衝制御を示す。
図８に示したストッパ３７ａの当接状態から角度変化量Δθが第１角度θ１に達するまでの第１学習期間（マイナス方向への起動期間）では、図９（Ａ）に示す特性の電流制限値ＣＬを適用する。
8 and 9, the first current limit value (rotation speed-current limit value table) is switched when the angle change amount Δθ from the contact state of the stopper 37a reaches the first angle θ1. Furthermore, buffer control is shown in which the second current limit value (rotation speed-current limit value table) is switched when the angle change amount Δθ reaches the second angle θ2 (θ1 <θ2).
In the first learning period (starting period in the minus direction) from the contact state of the stopper 37a shown in FIG. 8 until the angle change amount Δθ reaches the first angle θ1, the current limit of the characteristic shown in FIG. Apply the value CL.
第１学習期間においてマイナス方向の回転速度で用いる電流制限値ＣＬ１１は、ストッパ３７ａの当接状態からのマイナス方向へのモータ起動のための電流を確保できる値に設定され、プラス方向の回転速度で用いる電流制限値ＣＬ１０は電流制限値ＣＬ１１よりも大きい値に設定される。
尚、第１学習期間におけるプラス方向の回転速度域では、電流制限値ＣＬによる制限を行わない設定とすることができる。
The current limit value CL11 used at the negative rotational speed in the first learning period is set to a value that can secure a current for starting the motor in the negative direction from the contact state of the stopper 37a, and at the positive rotational speed. The current limit value CL10 to be used is set to a value larger than the current limit value CL11.
It should be noted that in the positive rotational speed range in the first learning period, it is possible to set so as not to be limited by the current limit value CL.
図８に示した、角度変化量Δθが第１角度θ１から第２角度θ２に達するまでの第２学習期間では、図９（Ｂ）に示す特性の電流制限値ＣＬを適用する。
第２学習期間は、ストッパ３７ａの位置とストッパ３７ｂの位置との間隔角度のばらつきを考慮し、ストッパ３７ｂの当接が発生しないと推定される角度域になるように第２角度θ２が設定され、係る第２学習期間では、ストッパ３７ｂに近づく方向に制御軸２８を速やかに回転させることで学習時間の短縮を図れる。
In the second learning period shown in FIG. 8 until the angle change amount Δθ reaches the second angle θ2 from the first angle θ1, the current limit value CL having the characteristics shown in FIG. 9B is applied.
In the second learning period, the second angle θ2 is set so as to be in an angular range where it is estimated that the stopper 37b does not come into contact in consideration of the variation in the interval angle between the position of the stopper 37a and the position of the stopper 37b. In the second learning period, the learning time can be shortened by quickly rotating the control shaft 28 in the direction approaching the stopper 37b.
そこで、第２学習期間でのマイナス方向の電流制限値ＣＬ１２（ＣＬ１２＜ＣＬ１１）を、所期の回転速度を保持できる値、つまり、図５（Ａ）に示した電流制限値ＣＬ１と同等の値とする。
また、第２学習期間でのプラス方向の電流制限値ＣＬ１３は、ストッパ３７ｂが当接して跳ね返ったときにストッパ３７ｂに向けて再加速することを抑制できるように適合され、ＣＬ１２＜ＣＬ１３＜ＣＬ１０に設定される。
但し、第２学習期間は、前述のようにストッパ３７ａ，３７ｂの位置ばらつきがあってもストッパ３７ｂの当接が発生しないと推定される角度域であるから、電流制限値ＣＬ１２をマイナス回転方向とプラス回転方向との双方で用いる設定とすることができる。
Therefore, the current limit value CL12 (CL12 <CL11) in the minus direction in the second learning period is a value that can maintain the intended rotation speed, that is, a value equivalent to the current limit value CL1 shown in FIG. And
Further, the positive current limit value CL13 in the second learning period is adapted to suppress re-acceleration toward the stopper 37b when the stopper 37b abuts and bounces, so that CL12 <CL13 <CL10. Is set.
However, since the second learning period is an angular region where it is estimated that contact of the stopper 37b does not occur even if the positions of the stoppers 37a and 37b vary as described above, the current limit value CL12 is set to the minus rotation direction. It can be set to be used in both the plus rotation direction.
図８に示した、角度変化量Δθが第２角度θ２に達した後の第３学習期間では、図９（Ｃ）に示す特性の電流制限値ＣＬを適用する。
第３学習期間は、ストッパ３７ｂを当接させる期間であるため、マイナス方向の回転速度域では、図７に示した電流制限値ＣＬ４と同等の電流制限値ＣＬ１４（ＣＬ１４≦ＣＬ１２）を適用し、プラス方向の回転速度域では、第２学習期間でのプラス方向の電流制限値ＣＬ１３と同等の値を適用する。
In the third learning period shown in FIG. 8 after the angle change amount Δθ reaches the second angle θ2, the current limit value CL having the characteristics shown in FIG. 9C is applied.
Since the third learning period is a period in which the stopper 37b is brought into contact, the current limit value CL14 (CL14 ≦ CL12) equivalent to the current limit value CL4 shown in FIG. In the positive rotational speed range, a value equivalent to the positive current limit value CL13 in the second learning period is applied.
上記のように、回転速度−電流制限値テーブルの切替えを２回実施する構成とし、ストッパ３７ａの当接状態からストッパ３７ｂを当接させるまでの移動期間を前半、中盤、後半に区分けすれば、移動前半においてはストッパ３７ａの当接状態からストッパ３７ｂの当接位置に向けて制御軸２８を回転させるためのモータ起動を応答良く行え、次いで、移動中盤においてはストッパ３７ｂの当接位置付近にまで制御軸２８を可及的に速く回転させ、更に、移動後半はストッパ３７ｂが当接するときのトルクを十分に抑えて当接の衝撃力を許容範囲内に制御できる。
なお、電流制限値ＣＬを制御軸２８の回転速度毎に割り付けることを省略し、回転方向及び角度変化量Δθに応じて電流制御値ＣＬを切替える構成とすることができ、更に、回転速度及び回転方向に応じた電流制御値ＣＬの割り付けを省略し、角度変化量Δθの増大に応じて電流制御値ＣＬをより小さい値に切替える構成とすることができる。
ここで、角度変化量Δθは、前述したように、ストッパ３７ａの当接位置からの制御軸２８の回転角度である。
As described above, the rotational speed-current limit value table is switched twice, and the movement period from the contact state of the stopper 37a to the contact of the stopper 37b is divided into the first half, the middle board, and the second half. In the first half of the movement, the motor for rotating the control shaft 28 from the abutting state of the stopper 37a toward the abutting position of the stopper 37b can be started with a good response, and then in the middle of the movement to the vicinity of the abutting position of the stopper 37b. The control shaft 28 is rotated as fast as possible, and in the latter half of the movement, the torque when the stopper 37b abuts can be sufficiently suppressed to control the abutting impact force within an allowable range.
Note that it is possible to omit the assignment of the current limit value CL for each rotation speed of the control shaft 28, and to switch the current control value CL according to the rotation direction and the angle change amount Δθ. Allocation of the current control value CL according to the direction can be omitted, and the current control value CL can be switched to a smaller value according to the increase in the angle change amount Δθ.
Here, as described above, the angle change amount Δθ is the rotation angle of the control shaft 28 from the contact position of the stopper 37a.
また、電流制限値ＣＬを目標回転速度と実回転速度との偏差に応じて修正することで、ストッパ３７ｂの当接位置に向けて制御軸２８を回転させるときの回転速度の制御精度を向上させることができる。
更に、角度変化量Δθがストッパ３７ｂの当接が発生し得る角度域になったとき、つまり、図４の第２学習期間若しくは図８の第３学習期間である移動後半において、角度変化量Δθの増大に応じて設定される電流制御値ＣＬを初期値とし、その後に単位角度だけ角度変化量が増す毎（或いは所定単位時間の経過毎）に電流制御値ＣＬをより小さい値に設定することができる。
Further, by correcting the current limit value CL in accordance with the deviation between the target rotational speed and the actual rotational speed, the control accuracy of the rotational speed when the control shaft 28 is rotated toward the contact position of the stopper 37b is improved. be able to.
Further, when the angle change amount Δθ is in an angle range where the stopper 37b can be contacted, that is, in the second half of the movement which is the second learning period in FIG. 4 or the third learning period in FIG. The current control value CL that is set according to the increase of the initial value is set as an initial value, and thereafter the current control value CL is set to a smaller value every time the angle change amount increases by a unit angle (or every elapse of a predetermined unit time). Can do.
ところで、モータ電流の指令値が電流制限値ＣＬを超えないようにする制御では、ストッパが当接したときに電動モータ３１に実際に流れる電流値が誘起電圧変化などによって電流制限値ＣＬを超え、ストッパ当接時のモータトルクが過大になってしまう可能性がある。
そこで、エンジン制御ユニット９は、図４の第２学習期間若しくは図８の第３学習期間において、電流制限と共にモータ印加電圧を上限値以下に制限する電圧制限処理を行うことができる。
By the way, in the control so that the command value of the motor current does not exceed the current limit value CL, the current value that actually flows through the electric motor 31 when the stopper comes into contact exceeds the current limit value CL due to an induced voltage change, There is a possibility that the motor torque at the time of stopper contact becomes excessive.
Therefore, the engine control unit 9 can perform a voltage limiting process for limiting the motor applied voltage to the upper limit value or less together with the current limiting in the second learning period of FIG. 4 or the third learning period of FIG.
図１０は、図８の第３学習期間においてモータ印加電圧の制限に用いる電圧制限値（電圧上限値）ＶＬの特性の一例を示す。なお、図１０の電圧制限値（電圧上限値）ＶＬの特性は、図４の第２学習期間においても適用することが可能である。
図１０において、剛性が相対的に高いストッパ３７ａに近づく方向であるプラスの回転速度域においては、前述の電流制限値ＣＬ３、ＣＬ１３の電流値に相当する印加電圧を電圧制限値（印加電圧上限値）ＶＬ０とする。一方、剛性が相対的に低いストッパ３７ｂに近づく方向であるマイナスの回転速度域においては、当接時の最大許容電流値（許容最大トルク）となる電圧を電圧制限値ＶＬ１（ＶＬ１＜ＶＬ０）とする。
FIG. 10 shows an example of the characteristics of the voltage limit value (voltage upper limit value) VL used for limiting the motor applied voltage in the third learning period of FIG. Note that the characteristics of the voltage limit value (voltage upper limit value) VL in FIG. 10 can also be applied in the second learning period in FIG.
In FIG. 10, in the positive rotational speed range, which is a direction approaching the stopper 37a having relatively high rigidity, the applied voltage corresponding to the current values of the current limit values CL3 and CL13 is set to the voltage limit value (applied voltage upper limit value). ) VL0. On the other hand, in the negative rotational speed range, which is a direction approaching the stopper 37b having relatively low rigidity, the voltage that becomes the maximum allowable current value (allowable maximum torque) at the time of contact is defined as a voltage limit value VL1 (VL1 <VL0). To do.
上記特性の電圧制限値ＶＬを超えないようにモータ印加電圧を制限すると、図１１に示すように、ストッパ当接位置に近づくときの角度変化の応答は遅くなるものの、ストッパが当接したときにモータ電流が許容最大トルクに相当する電流制限値を超えることを抑制できる。
なお、剛性が低いストッパ３７ｂに当接させるときに、モータ電流の制限値を変更することなく、角度変化量が所定値になったタイミングでモータ印加電圧をより小さく制限する（電圧制限値ＶＬをより小さい値に変更する）構成とすることができる。
When the motor applied voltage is limited so as not to exceed the voltage limit value VL of the above characteristic, as shown in FIG. 11, the response of the angle change when approaching the stopper contact position becomes slow, but when the stopper contacts It is possible to suppress the motor current from exceeding the current limit value corresponding to the allowable maximum torque.
When contacting the stopper 37b having low rigidity, the motor applied voltage is limited to a smaller value when the angle change amount reaches a predetermined value without changing the limit value of the motor current (the voltage limit value VL is Change to a smaller value).
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
例えば、剛性が相互に異なる２つのストッパは、２つ異なる回転体（制御軸２８、減速機３２の出力軸３２ａ）にそれぞれ設けられたストッパに限定されず、１つの回転体に２つの剛性が異なるストッパが配設される駆動機構に本願発明を適用することができる。
Although the contents of the present invention have been specifically described above with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can take various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. is there.
For example, two stoppers having different rigidity are not limited to stoppers respectively provided on two different rotating bodies (the control shaft 28 and the output shaft 32a of the speed reducer 32), and one rotating body has two rigidity. The present invention can be applied to a drive mechanism in which different stoppers are provided.
図１２は、減速機３２の出力軸３２ａの外周に突出する突起部３８ａと、図１２で時計回りの方向に出力軸３２ａが回転したときに１２時の付近で突起部３８ａが突き当たる第１係合部４０ａとで一方のストッパ３７ａが構成され、前記突起部３８ａと、図１２で反時計回りの方向に出力軸３２ａが回転したときに６時の付近で突起部３８ａが突き当たる第２係合部４０ｂとで他方のストッパ３７ｂが構成される。
係る構成により、出力軸３２ａの角度可変領域は、ストッパ３７ａが当接する角度位置とストッパ３７ｂが当接する角度位置との間の角度領域となる。
12 shows a projection 38a projecting on the outer periphery of the output shaft 32a of the speed reducer 32, and a first relationship in which the projection 38a abuts around 12:00 when the output shaft 32a rotates in the clockwise direction in FIG. One stopper 37a is constituted by the joining portion 40a, and the projection 38a and the second engagement in which the projection 38a abuts around 6 o'clock when the output shaft 32a rotates counterclockwise in FIG. The other stopper 37b is constituted by the portion 40b.
With this configuration, the angle variable region of the output shaft 32a is an angle region between the angular position where the stopper 37a abuts and the angular position where the stopper 37b abuts.
ここで、突起部３８ａの回転方向における第１係合部４０ａの肉厚ｗ１が、突起部３８ａの回転方向における第２係合部４０ｂの肉厚ｗ２よりも厚く、第１係合部４０ａと突起部３８ａとの組み合わせで構成されるストッパ３７ａの剛性は、第２係合部４０ｂと突起部３８ａとの組み合わせで構成されるストッパ３７ｂの剛性よりも高い。
図１２に示すストッパ構造の場合、ストッパ３７ａの剛性はストッパ３７ｂの剛性よりも高いので、エンジン制御ユニット９は、ストッパ位置学習を行うときに、まず、ストッパ３７ａ（第１係合部４０ａと突起部３８ａと）を当接させてストッパ３７ａの当接位置での角度センサ３６の出力を学習する。
Here, the wall thickness w1 of the first engagement portion 40a in the rotation direction of the projection portion 38a is thicker than the wall thickness w2 of the second engagement portion 40b in the rotation direction of the projection portion 38a. The rigidity of the stopper 37a configured by the combination with the protruding portion 38a is higher than the rigidity of the stopper 37b configured by the combination of the second engaging portion 40b and the protruding portion 38a.
In the case of the stopper structure shown in FIG. 12, the rigidity of the stopper 37a is higher than the rigidity of the stopper 37b. Therefore, when the engine control unit 9 performs the stopper position learning, first, the stopper 37a (the first engaging portion 40a and the protrusion) And the output of the angle sensor 36 at the contact position of the stopper 37a is learned.
次いで、エンジン制御ユニット９は、ストッパ３７ｂの当接位置に向けて制御軸２８を回転駆動するが、このときストッパ３７ａの当接位置からの角度変化に応じて制限値を切り替えることで、モータ操作量（電流及び／又は電圧）をより小さく制限し、ストッパ３７ｂが当接するときの衝撃力を許容範囲内に抑制しつつ、ストッパ３７ｂの当接位置に応答良く近づけることができる。
また、図１２に示した例では、出力軸３２ａに２つのストッパ３７ａ，３７ｂを設けたが、制御軸２８に２つのストッパ３７ａ，３７ｂを設けることができる。
Next, the engine control unit 9 rotationally drives the control shaft 28 toward the contact position of the stopper 37b. At this time, by switching the limit value in accordance with the change in angle from the contact position of the stopper 37a, the motor operation unit 9 By limiting the amount (current and / or voltage) to a smaller value and suppressing the impact force when the stopper 37b comes into contact with within an allowable range, the contact position of the stopper 37b can be approached with good response.
In the example shown in FIG. 12, the two stoppers 37 a and 37 b are provided on the output shaft 32 a, but the two stoppers 37 a and 37 b can be provided on the control shaft 28.
また、駆動機構は可変圧縮比機構２に限定されるものではなく、例えば、制御軸の角度に応じて内燃機関の吸気バルブ若しくは排気バルブのリフト特性を可変とする可変動弁機構などにも、本願発明を適用できることは明らかである。
更に、駆動機構を構成する移動体は、中心軸周りに回転する軸に限定されず、例えば、ラックアンドピニオンのラックを移動体とし、このラックの前後方向の直線運動をストッパで制限する構造の駆動機構において、本願発明を適用することができる。
Further, the drive mechanism is not limited to the variable compression ratio mechanism 2, for example, a variable valve mechanism that makes the lift characteristics of the intake valve or the exhaust valve of the internal combustion engine variable according to the angle of the control shaft, It is clear that the present invention can be applied.
Furthermore, the moving body constituting the drive mechanism is not limited to an axis that rotates around the central axis. For example, a rack and pinion rack is used as the moving body, and linear movement in the front-rear direction of the rack is limited by a stopper. The present invention can be applied to the drive mechanism.
１…内燃機関、２…可変圧縮比機構（駆動機構）、９…エンジン制御ユニット（制御装置）、２８…制御軸（移動体）、３１…電動モータ（アクチュエータ）、３２…減速機、３６…角度センサ、３７ａ…ストッパ（高剛性）、３７ｂ…ストッパ（低剛性） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Variable compression ratio mechanism (drive mechanism), 9 ... Engine control unit (control apparatus), 28 ... Control shaft (moving body), 31 ... Electric motor (actuator), 32 ... Reduction gear, 36 ... Angle sensor, 37a ... Stopper (high rigidity), 37b ... Stopper (low rigidity)
Claims (2)
前記２つのストッパそれぞれの当接状態における前記センサの出力を学習する学習部を備え、
前記学習部は、前記２つのストッパのうちの剛性が高い側のストッパについての学習を、剛性が低い側のストッパについての学習に先行して実施する、車両用駆動機構の制御装置。 A movable body supported so as to be movable; two stoppers that define both ends of a movable region of the movable body; an actuator that drives the movable body in a movement direction; and a sensor that detects a position of the movable body; A control device for controlling a vehicle drive mechanism including:
A learning unit for learning the output of the sensor in the contact state of each of the two stoppers;
The learning unit is a control device for a vehicle drive mechanism that performs learning for a stopper having a higher rigidity of the two stoppers prior to learning for a stopper having a lower rigidity.
前記２つのストッパのうちの剛性が高い側のストッパに近づく方向に前記移動体を移動させ、
前記剛性が高い側のストッパの当接状態で前記センサの出力を学習し、
前記剛性が高い側のストッパの当接状態から前記剛性が低い側のストッパに近づく方向に前記移動体を移動させ、
前記剛性が高い側のストッパの当接状態から前記剛性が低い側のストッパに近づく方向に前記移動体を移動させるときの前記アクチュエータの操作量を、前記剛性が高い側のストッパの当接状態からの前記センサの出力変化量が大きくなるほどより小さく制限し、
前記剛性が低い側のストッパの当接状態で前記センサの出力を学習し、
前記センサの出力の学習値に基づいて前記アクチュエータを制御する、
車両用駆動機構の制御方法。 A movable body supported so as to be movable; two stoppers that define both ends of a movable region of the movable body; an actuator that drives the movable body in a movement direction; and a sensor that detects a position of the movable body; A control method for controlling a vehicle drive mechanism including:
Move the moving body in a direction approaching the stopper on the higher rigidity side of the two stoppers,
Learn the output of the sensor in the contact state of the stopper on the high rigidity side,
Moving the movable body in a direction approaching the stopper on the low rigidity side from the contact state of the stopper on the high rigidity side,
The amount of operation of the actuator when moving the moving body from the contact state of the stopper with higher rigidity toward the stopper with the lower rigidity side is determined from the contact state of the stopper with higher rigidity. The smaller the output change amount of the sensor, the smaller the limit,
Learn the output of the sensor in the contact state of the stopper on the low rigidity side,
Controlling the actuator based on a learned value of the sensor output;
A method for controlling a vehicle drive mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017235169A JP6492153B2 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Control device and control method for vehicle drive mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2017235169A JP6492153B2 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Control device and control method for vehicle drive mechanism |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2015043516A Division JP6258887B2 (en) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | Control device and control method for vehicle drive mechanism |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019037300A Division JP6659884B2 (en) | 2019-03-01 | 2019-03-01 | Control device and control method for vehicle drive mechanism |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018100664A true JP2018100664A (en) | 2018-06-28 |
| JP6492153B2 JP6492153B2 (en) | 2019-03-27 |
Family
ID=62714196
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2017235169A Active JP6492153B2 (en) | 2017-12-07 | 2017-12-07 | Control device and control method for vehicle drive mechanism |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6492153B2 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002357135A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for variable valve timing device |
| JP2007045394A (en) * | 2005-07-12 | 2007-02-22 | Nsk Ltd | Controller for electric power steering device |
| JP2008215247A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | Variable valve gear for internal combustion engine |
| JP2009177965A (en) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Denso Corp | Motor control device |
| JP2012130251A (en) * | 2002-12-16 | 2012-07-05 | Denso Corp | Electric actuator system |
| JP2016163519A (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Control device and control method of vehicle drive mechanism |
-
2017
- 2017-12-07 JP JP2017235169A patent/JP6492153B2/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002357135A (en) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for variable valve timing device |
| JP2012130251A (en) * | 2002-12-16 | 2012-07-05 | Denso Corp | Electric actuator system |
| JP2007045394A (en) * | 2005-07-12 | 2007-02-22 | Nsk Ltd | Controller for electric power steering device |
| JP2008215247A (en) * | 2007-03-06 | 2008-09-18 | Toyota Motor Corp | Variable valve gear for internal combustion engine |
| JP2009177965A (en) * | 2008-01-25 | 2009-08-06 | Denso Corp | Motor control device |
| JP2016163519A (en) * | 2015-03-05 | 2016-09-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Control device and control method of vehicle drive mechanism |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6492153B2 (en) | 2019-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6258887B2 (en) | Control device and control method for vehicle drive mechanism | |
| JP4151602B2 (en) | Reference position learning device for variable valve mechanism | |
| JP2007199994A (en) | Reference position learning device of movable member | |
| US7600418B2 (en) | Sensor adjusting method and system for variable valve mechanism | |
| JP6659884B2 (en) | Control device and control method for vehicle drive mechanism | |
| JP2006312943A (en) | Variable valve gear of internal combustion engine | |
| JP6372617B2 (en) | Variable compression ratio internal combustion engine and learning method thereof | |
| JP6492153B2 (en) | Control device and control method for vehicle drive mechanism | |
| JP6854048B2 (en) | Vehicle drive mechanism control device and control method | |
| JP2005248849A (en) | Variable valve system | |
| JP5900701B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
| JP2010043544A (en) | Variable compression ratio internal combustion engine | |
| JPWO2015198462A1 (en) | Control device for variable compression ratio internal combustion engine | |
| JP2011226331A (en) | Variable valve device of internal combustion engine | |
| JP6756309B2 (en) | Control device for variable valve mechanism of internal combustion engine | |
| JP4207868B2 (en) | Linear motion mechanism and variable valve mechanism for internal combustion engine using the same | |
| JP2007100594A (en) | Controller of variable valve gear mechanism | |
| JP4605023B2 (en) | Variable valve mechanism control apparatus for internal combustion engine | |
| JP2010025127A (en) | Variable valve gear for internal combustion engine | |
| JP2008196335A (en) | Control device for variable valve train | |
| JP2007187521A (en) | Apparatus for detecting turning angle | |
| JP2006242090A (en) | Variable valve gear for internal combustion engine | |
| JP2007138783A (en) | Operating position estimation device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A132 Effective date: 20181002 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20181029 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20190205 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20190304 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6492153 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |