JP6659884B2 - Control device and control method for vehicle drive mechanism - Google Patents
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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 a position of a moving body whose both ends of a movable area 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 system in which at least one of a top dead center position and a bottom dead center position of a piston of an internal combustion engine is changed by changing a rotational position of a control shaft by an actuator to change an engine compression ratio. A ratio mechanism is disclosed.
Patent Literature 2 discloses a control device for an electric power steering device, which includes a rack end determination unit that determines that the vehicle has approached a rack end or a steering limit determination unit that determines a steering limit. It is disclosed that a current command value is limited when the limit is reached, and an electromagnetic brake is applied to the motor at a 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 such as a variable compression ratio mechanism in which the control amount is made variable according to the angle of the control shaft, and in which the rotation of the control shaft is limited by a stopper, the angle of the control shaft is In some cases, a sensor that detects the position of the control shaft learns a signal output at the contact position of the stopper, and the angle of the control shaft is controlled based on the learned sensor output.
In the above learning process, if the rotation speed of the control shaft at the time of bringing the stopper into contact is increased, the time required for learning can be reduced, but if the stopper comes into contact with the rotation speed of the control shaft being high, As a result, 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, when the rigidity of the stopper is low, if the rotation speed is increased to shorten the learning time, the stopper may be damaged when the stopper abuts, and if the rotation speed is reduced to prevent the damage of the stopper, the learning may be performed. There was a problem that the time was long.
Here, if the control shaft is rotated quickly until immediately before the stopper abuts, and then the motor torque is reduced to abut the stopper, the learning time can be reduced and the impact force can be reduced. 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, when the learning process is performed for the first time, that is, immediately after the sensor is assembled and the learning of the sensor output in the abutting state of the stopper is not experienced at all, there is a large variation in a position where the stopper abuts due to an improper assembly. .
Therefore, in order to prevent the stopper from abutting before starting the torque limitation, it is necessary to advance the timing of changing the motor torque to a smaller value, and the learning time cannot be reduced 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 the learning of the sensor output in the contact state of the stopper is made as short as possible while keeping the contact impact force within an allowable range even at the time of the first learning. An object of the present invention is to provide a control device and a control method of a vehicle drive mechanism that can be implemented in a short time.
そのため、本願発明に係る制御装置は、その一態様として、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の学習を、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、剛性が低い側のストッパよりも先行して実施する学習部を備え、前記学習部は、前記剛性が低い側のストッパを当接させるときに、前記剛性が高い側のストッパの当接状態からのセンサの出力変化量の増大に応じてアクチュエータの操作量の上限値をより小さい値に切り替え、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所定値に達した後の移動後半においては、前記剛性が低い側のストッパの当接位置に近づく方向での移動体の速度の低下に応じて前記上限値をより小さい値に切り替える。 Therefore, the control device according to the present invention, as one mode, learns the output of the sensor in the abutting state of each of the two stoppers, and determines that the rigidity of the stopper having the higher rigidity of the two stoppers is low. The learning unit is provided prior to the stopper on the side. When the learning unit contacts the stopper on the low rigidity side, the sensor output from the contact state of the stopper on the high rigidity side is provided. The upper limit of the amount of operation of the actuator is switched to a smaller value in accordance with the increase in the amount of change, and the latter half of movement after the amount of change in the output of the sensor from the contact state of the higher rigidity stopper reaches a predetermined value. In the above, the upper limit is switched to a smaller value in accordance with a decrease in the speed of the moving body in a direction approaching the contact position of the stopper having the lower rigidity.
また、本願発明に係る制御方法は、その一態様として、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移動体を移動させるステップと、前記剛性が高い側のストッパの当接状態でセンサの出力を学習するステップと、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ステップと、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に、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の増大に応じてアクチュエータの操作量の上限値をより小さい値に切り替えるステップと、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所定値に達した後の移動後半においては、前記剛性が低い側のストッパの当接位置に近づく方向での前記移動体の速度の低下に応じて前記上限値をより小さい値に切り替えるステップと、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するステップと、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ステップと、を含む。 In one aspect of the control method according to the present invention, a step of moving the moving body in a direction approaching a stopper having a higher rigidity of the two stoppers; and a contact state of the stopper having the higher rigidity. Learning the output of the sensor with; moving the moving body in a direction closer to the lower rigidity stopper from the contact state of the higher rigidity stopper; and When the moving body is moved in a direction approaching the lower rigidity side stopper from the contact state, the actuator is moved in accordance with an increase in the output change amount of the sensor from the contact state of the higher rigidity side stopper. Switching the upper limit value of the operation amount to a smaller value, and moving the sensor after the amount of change in the output of the sensor from the contact state of the stopper on the higher rigidity reaches a predetermined value. In the latter half, a step of switching the upper limit to a smaller value in accordance with a decrease in the speed of the moving body in a direction approaching the contact position of the lower rigidity stopper; and Learning the output of the sensor in a contact state; and controlling the actuator based on a learned value of the output of the sensor.
上記発明によると、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。 According to the present invention, the learning of the sensor output in the contact state of the stopper can be performed in the shortest possible time while keeping the contact impact force within the allowable range even at the time of 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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows a system configuration of a vehicle internal combustion engine 1 provided with 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 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 a ceiling wall surface of the combustion chamber 3 of the internal combustion engine 1, and a spark plug 6 is provided at a central portion 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.
Below the intake port 7, an in-cylinder fuel injection valve 8 for directly injecting fuel into the combustion chamber 3 is arranged. 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。
Each of the in-cylinder injection fuel injection valve 8 and the port injection fuel injection valve 41 is an electromagnetic or piezoelectric injection valve that opens when a drive pulse signal is applied. Inject an amount of fuel substantially proportional to the pulse width.
The internal combustion engine 1 can include 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。
An engine control unit 9 including a microcomputer includes an air flow sensor 10 for detecting an intake air flow rate of the internal combustion engine 1 and an air / fuel ratio for detecting an air / fuel ratio of an air-fuel mixture based on an oxygen concentration in exhaust gas of the internal combustion engine 1. A sensor 14, a crank angle sensor 15 for detecting a rotation angle of the crankshaft 21, a water temperature sensor 16 for detecting a temperature of cooling water of the internal combustion engine 1, and an accelerator opening sensor for detecting an amount of depression of an accelerator pedal operated by a driver. 17, detection signals from various sensors are input.
The engine control unit 9 controls the fuel injection amount and the injection timing of the fuel injection valves 8 and 41, the ignition timing of the ignition 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 the vehicle drive mechanism utilizes a known double-link type piston crank mechanism.
The variable compression ratio mechanism 2 includes a lower link 22 rotatably supported by a crankpin 21 a of a crankshaft 21, an upper link 25 for connecting an upper pin 23 at one end of the lower link 22 and a piston pin 24 a 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 swingably supports the other end of the control link 27. 28.
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 a 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 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 up and down with the rotation of the control shaft 28, 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。
As a driving device for driving the control shaft 28 in the rotation 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. The reduction gears 32 are connected so as to be lined up.
The output shaft (second control shaft, second moving body) 32 a of the speed reducer 32 is located coaxially with the 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。
Therefore, 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 33 fixed to the control shaft 28 so that they rotate in conjunction with each other. The 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, whereby 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 up and down, 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 double-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, when the output shaft 32a of the speed reducer 32 rotates clockwise, the control is performed. Although the shaft 28 is also configured to rotate clockwise, the link mechanism may be configured so that the output shaft 32a and the control shaft 28 rotate in mutually 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 a control unit that is separate from the engine control unit 9 and is configured to be communicable with the engine control unit 9 via CAN or the like controls the drive of 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 the 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 the output shaft 32a). The operation amount of the electric motor 31 is calculated so that the actual angle position obtained from the output signal of the angle sensor 36 approaches the target angle position, and the power supply 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。
The movable angle range (movable range) is mechanically controlled by a stopper so that the control shaft 28 (and the output shaft 32a) does not rotate beyond a predetermined angle range 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 the rotatable angular region of the control shaft 28 (and the output shaft 32a), and controls one of the stoppers 37a and 37b to abut. The compression ratio becomes maximum at the angular position of the shaft 28 (and the output shaft 32a), and becomes minimum at the angular position of the control shaft 28 (and the output shaft 32a) with which the other comes into contact.
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 on the outer periphery of the control shaft 28 and / or the output shaft 32a, and are disposed in a movement space of the protrusions 38a and 38b provided in the cylinder block 29 and the like. Engaging portions (fixing portions) 39a and 39b which are engaged with each other by rotating the protruding portions 38a and 38b around their axes so that the protruding portions 38a and 38b are engaged. By hitting the joints 39a and 39b, the rotation (movement) of the control shaft 28 (and the output shaft 32a) is restricted.
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 37a and 37b is provided on the output shaft 32a, and the other stopper 37b is provided on the control shaft 28.
In the stopper structure shown in FIGS. 2A and 2B, the projection 38a of the stopper 37a is provided integrally with the output shaft 32a, and the engagement portion 39a rotates the projection 38a clockwise in FIG. Then, it is disposed in the vicinity of the output shaft 32a so as to come into contact 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 38b of the stopper 37b is provided integrally with the control shaft 28, and the engaging portion 39b is arranged such that the protrusion 38b rotates counterclockwise in FIG. It is arranged near the control shaft 28.
FIG. 2A shows a state in which the protrusion 38b of the stopper 37b is in contact with the engagement portion 39b. From this state, the control shaft 28 and the output shaft 32a further rotate in the counterclockwise direction. Cannot rotate, 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 rotate clockwise 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 engagement portion 39a. 2B, the control shaft 28 and the output shaft 32a cannot rotate further clockwise.
As described above, the angular position at which the stopper 37a abuts is the rotation limit position of the control shaft 28 and the output shaft 32a in the clockwise direction, and the angular position at which the stopper 37b abuts is the counterclockwise position of the control shaft 28 and the output shaft 32a. The rotation restricting position is set to the rotation direction.
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 angle region of approximately 180 degrees between the angle position where the stopper 37a contacts and the angle position where the stopper 37b contacts is the rotatable angle 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 area is between the compression ratio at the angular position where the contact is made.
In the example shown in FIG. 2, the size of the movable angle region of the control shaft 28 is set to 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。
Meanwhile, due to variations in the mounting position of the angle sensor 36, variations in the output characteristics of the angle sensor 36, and the like, the detection accuracy of which angle in the movable angle region the control shaft 28 and the output shaft 32a are located is reduced, and Thus, the control accuracy of the compression ratio is reduced.
Therefore, the engine control unit 9 detects the output of the angle sensor 36 at the angular position where the stopper 37a contacts, and the output of the angle sensor 36 at the angular position where the stopper 37b contacts, and stores them as reference output values. Perform stopper position learning. That is, the engine control unit 9 has a software function as a learning unit that performs stopper position learning.
Then, 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 operates the electric motor 31 of the variable compression ratio mechanism 2 based on the detected angle. 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。
Hereinafter, the processing content of the stopper position learning performed by the engine control unit 9 will be described in detail.
The flowchart of FIG. 3 shows the flow of the learning process of the stopper position 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 the operating state of the internal combustion engine 1 satisfies the learning condition, and proceeds to step S102 if the learning condition is satisfied. Here, for example, after the completion of the warm-up of the internal combustion engine 1, the steady-state operation of the internal combustion engine 1 in the predetermined operation region can be set as the learning execution condition.
In step S102, the engine control unit 9 determines whether or not it is the first time of the stopper position learning.
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 time of the stopper position learning is a state in which there is no history of execution of the stopper position learning for both the stoppers 37a and 37b after the angle sensor 36 is assembled, and the reference output value is indefinite. For example, the inspection adjustment in the vehicle assembly factory Immediately after the learning in the process or the replacement of the angle sensor 36 at the maintenance shop is applicable.
However, the present invention is not limited to the configuration in which the process proceeds to step S103 and thereafter in the first learning, and the determination process in step S102 can be omitted. Further, when adjustment or replacement of a sensor or an actuator is performed in a maintenance shop or the like, a means for outputting a first learning instruction to the engine control unit 9 may be provided.
If it is the first time of 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 rotation direction in which one of the stoppers stored as the first stopper for performing learning comes into contact with. The electric motor 31 is controlled to operate.
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 exceeding the angular position at which rotation is limited by the learning target stopper as the target angular position, and determines the electric motor 31 from the output of the angle sensor 36 and the target angular position. Or the rotation speed of the electric motor 31 is controlled to a target rotation speed for learning, and the electric motor 31 is driven in the rotation direction in which the stopper to be learned abuts.
The stopper having the higher rigidity (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 as the stopper for performing the learning first. .
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, 38b and the engaging portions 39a, 39b constituting the respective stoppers 37a, 37b have the same rigidity, the stopper 37b is smaller than the stopper 37a. Since the distance between the electric motor 31 and the stopper 37b is greater than that of the electric motor 31, 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, the stopper 37a having relatively high rigidity is selected as the stopper for performing learning first.
The stopper 37a on the higher stiffness side has higher impact resistance than the stopper 37b on the lower stiffness side and can be brought into contact at a higher speed, and can be brought into contact with the stopper 37a from the initial position (the angular position of the control shaft 28 at the start of learning). The control shaft 28 can be rotated to the stopper contact position in a shorter time, and the learning time can be reduced.
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 controls the electric motor 31 to rotate the control shaft 28 at a speed as fast as possible at which an impact force that the stopper 37a having relatively high rigidity can withstand is generated. 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 due to the lower rigidity, and the control shaft 28 is rotated toward the contact position. The speed (torque) at that time needs to be slower (smaller) than in the case where the learning of the stopper 37a is performed. Therefore, 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, in a state in which the stopper position learning is not performed for any of the stoppers 37a and 37b, a variation range of a position where the stopper abuts is wide, and control for impact mitigation such as weakening the motor torque immediately before the abutment is accurately performed. Since it is difficult to perform the learning, it is difficult to learn the stopper 37b having low rigidity in a short time while sufficiently suppressing the contact impact force.
Therefore, the engine control unit 9 is configured to allow the stopper 37a of the stoppers 37a and 37b having higher rigidity and high impact resistance, in other words, contact at a higher rotational speed (higher torque) to be permitted and in the contact state. The first stopper position learning is performed for the stopper 37a that can shorten the time until the stop.
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 driven to rotate in the rotation direction in which the stopper 37a abuts and the protrusion 38a hits the engagement portion 39a, the rotation of the control shaft 28 stops at that position, and the output of the angle sensor 36 becomes substantially constant. Will be retained.
For this reason, the engine control unit 9 determines whether or not the output of the angle sensor 36 has maintained a substantially constant value in step S104, thereby detecting whether or not the stopper 37a has stabilized in the contact state. I 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 has become stable when the state in which the output of the angle sensor 36 is substantially equal to the previous value has continued for a predetermined time or more.
If the output of the angle sensor 36 fluctuates, the engine control unit 9 returns to step S103 to continue the drive control for bringing the stopper 37a into contact, and the output of the angle sensor 36 becomes substantially constant. If it is held, the process proceeds 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 (the upper limit or the lower limit of the compression ratio).
Next, the engine control unit 9 proceeds to step S106, reverses the rotational driving direction of the control shaft 28, and rotates the control shaft 28 from the contact position of the stopper 37a to 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 lower rigidity than the stopper 37a, if the stopper 37a is brought into contact with the same torque as when the stopper 37a is brought into contact, the bending or deformation of the part is caused by the impact force at the time of contact. Etc. may occur. For this reason, the engine control unit 9 performs a shock-absorbing control that weakens the impact force when the stopper 37b abuts compared to when the stopper 37a abuts.
However, if the torque is limited so that the impact force of the contact is within an allowable range after the stopper 37a starts moving from the contact position, the time required to rotate the stopper 37b to the contact position of the stopper 37b increases. 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 predicts to what degree 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 a timing during the angle change 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 reduce the impact force when the stopper 37b comes into contact with the stopper 37b while moving the stopper 37b to the contact position of the stopper 37b with good response.
That is, the engine control unit 9 estimates that the stopper 37b will not come into contact with the stopper 37b in the predetermined angle range immediately after the movement of the stopper 37a from the contact position. The learning time (moving time) is reduced by rotating the motor at a torque higher than the maximum torque (a speed higher 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。
Further, the engine control unit 9 detects that the stopper 37b has reached an angle range in which the stopper 37b may come into contact, based on a change in the rotation angle from the contact position of the stopper 37a, and allows the stopper 37b to contact the stopper 37b. The operation amount of the electric motor 31 is limited to be smaller than before so that the motor torque is equal to or less than the maximum torque (the rotation speed is equal to or less than the allowable maximum speed).
The engine control unit 9 reduces the time required for rotating from the contact position of the stopper 37a to the contact position of the stopper 37b (the learning time for the stopper 37b) by performing the above-described buffer control. In addition, the stopper 37b is prevented from bending or deforming due to the 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 while rotating the control shaft 28 toward the contact position of the stopper 37b, and determines whether or not the output of the angle sensor 36 has maintained a substantially constant value. Is determined, whether or not the stopper 37b is stabilized in the contact state 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 bringing the stopper 37b into contact.
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。
Then, when the stopper 37b is stabilized in the contact state and the output of the angle sensor 36 maintains 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 at the contact position of the stopper 37b is stored.
As described above, first, the sensor output value at the contact position of the stopper 37a is learned, and then, the sensor output value at the contact position of the stopper 37b is learned. 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 control of the electric motor 31 based on the output of the angle sensor 36 is performed.
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 the 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. To do.
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 sets the rotation angle of the control shaft 28 from the contact position of the stopper 37a to the predetermined angle after the learning start time at time t0 and the stopper 37a in the contact stable state at time t1. In the first learning period (the first half of the movement) until the time t2 when θα is reached, the current limit value CL having the characteristic shown in FIG. 5A is used as the current limit value CL.
On the other hand, a second learning period (moving) from time t2 when the rotation angle (the amount of change in angle) Δθ of the control shaft 28 from the contact position of the stopper 37a reaches the predetermined angle θα to completion of the stopper position learning for the stopper 37b. In the latter half), the engine control unit 9 uses the current limit value having the characteristic 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。
Note that 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 (learning value) at the contact position of the stopper 37a, and 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. 5B is lower than the current limit value CL shown in FIG. 5A, whereby the motor torque in the second learning period is smaller than the motor torque in the first learning period. The motor torque is limited to a small value.
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 of the stopper 37a from the contact position becomes a predetermined angle. A relatively high motor torque is generated so as to move responsively. On the other hand, the motor torque between the time when the rotation angle of the stopper 37a from the contact position reaches the predetermined angle θα and the time when the stopper 37b comes into contact is within an allowable range when the impact force at the time of contact of the stopper 37b is within the allowable range. Is limited to be lower than at the beginning of the movement.
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 the rotation direction of the electric motor 31. In the present application, the rotation direction approaching the contact position of the stopper 37a is represented by a plus rotation speed, and the contact position of the stopper 37b is The rotation direction approaching is represented by a negative rotation speed.
The current limit value CL in FIG. 5A used in the first learning period is set such that the limit value at the negative rotation speed is lower than the limit value at the positive rotation speed, and the limit value at the positive rotation speed is The constant value CL0 is maintained in the entire rotation speed range, and the limit value at the negative rotation speed is the same value as the limit value CL0 when the rotation speed is zero, decreases as the absolute value of the rotation speed increases, and decreases at a predetermined speed RSL1. In the above description, the characteristic is that the constant value CL1 is held.
Note that the buffer control can be set so that the current limitation is not performed in 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 approaching the stopper 37b from the contact position of the stopper 37a, and starts moving from the contact position of the stopper 37a. In this case, a limit value CL larger than the limit value CL1 is used to secure a large starting current, and the current limit value CL1 is reduced to a current limit value CL1 at which the desired rotational speed can be maintained until immediately before the contact position of the stopper 37b. There is a property to make it.
However, when the motor starting torque is not so much required as compared with the torque at the time of motor rotation due to a small friction or the like, the negative rotation is performed such that the limit value CL1 is used even when the stopper 37a starts moving 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 the positive rotation 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 relatively high rigidity and has high impact resistance. Since the value is high, the drive of the control shaft 28 with a larger torque is allowed as the limit value CL0 higher than the current limit value CL1.
On the other hand, the current limit value in FIG. 5B used in the second learning period is a limit value used when the stopper 37b having low rigidity is brought into contact with the current limit value. In both cases, it is set to a value 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 the negative rotation 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 used when the stopper 37b comes into contact. Is set to a value that can be controlled to be equal to or less than the allowable maximum torque.
That is, when approaching the stopper 37b from the contact position of the stopper 37a, initially (the first learning period), the current limit value CL is set to the limit value CL1 so that the stopper 37b is brought to the contact position of the stopper 37b with high response. Generate a motor torque that can be approached. In the second learning period in which it is estimated that the stopper 37b has come sufficiently close to the contact position, the current limit value CL is switched from the limit value CL1 to the smaller limit value CL2, and the impact force applied to the stopper 37b at the time of contact is reduced. 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 rotation speed in FIG. 5B rebounds due to the impact of the stopper 37b abutting (rotational change away from the abutment position of the stopper 37b toward the abutment position of the stopper 37a). The current limit value CL3 is set to an intermediate value between the limit value CL1 and the limit value CL2 so that a motor torque returning from the rebound is obtained (CL2 <CL3 <CL1). . As shown by the dotted line in FIG. 5B, the characteristic that the limit value CL gradually increases from CL2 as the rotational speed increases from zero to the positive direction, and holds the limit value CL3 after reaching the limit value CL3. It can be.
Further, as shown by the dotted line in FIG. 5B, the characteristic is such that 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 (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. A change in the limit value CL will be exemplified.
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 which can limit the motor torque at which the impact force at the time of contact falls within the allowable range, and the impact force at the time when the stopper 37b comes into contact is sufficiently reduced.
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 of the stopper 37a in the plus direction approaches the contact position of the stopper 37a from time t2 due to the rebound caused by the impact of the stopper 37b, the current limit value CL is switched from the current limit value CL2 to the larger current limit value CL3, and the stopper 37b A motor torque is generated that changes the rotation direction in the minus direction approaching.
Then, at time t3, when the rotation direction of the control shaft 28 returns to the minus direction approaching 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 the stopper 37b. Suppress.
When the stopper 37b comes into contact at time t4 and thereafter the stopper 37b comes to hold 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, or as shown in FIG. The limit value can be made lower in the low rotation speed range in the minus direction.
The current limit value for the second learning period shown in FIG. 7 is the current limit value in the negative rotation direction that is the direction toward the stopper 37b, when the rotation speed is between 0 and the predetermined rotation speed RSL2. The current limit value CL4 is set to be lower than the value CL2 (CL4 <CL2 <CL3 <CL1). During the period from the predetermined rotation speed RSL2 to the predetermined rotation speed RSL3, the current limit value CL is gradually increased as the rotation speed increases. The current limit value CL4 is increased from the current limit value CL4 to the current limit value CL2, and the current limit value CL2 is set to a characteristic of maintaining 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 abuts, and the impact when the stopper 37b abuts can be further reduced.
In the characteristic of FIG. 7, in the positive rotation speed range, the current limit value CL3 (CL2 <CL3 <CL1) is applied as in FIG. 5B.
Further, when rotating the control shaft 28 from the contact state of the stopper 37a to the contact position of the stopper 37b, the engine control unit 9 increases the amount of angle change (movement amount) from the contact state of the stopper 37a. The switching of the current limit value (rotation speed-current limit value table) according to the above 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。
FIGS. 8 and 9 show the first switching of the current limit value (rotation speed-current limit value table) when the angle change amount Δθ from the contact state of the stopper 37a reaches the first angle θ1. Further, the buffer control for executing the second switching of the current limit value (rotation speed-current limit value table) when the angle change amount Δθ reaches the second angle θ2 (θ1 <θ2) is shown.
In the first learning period (start 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 limitation 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 in the minus rotation speed in the first learning period is set to a value that can secure a current for starting the motor in the minus direction from the contact state of the stopper 37a, and The current limit value CL10 to be used is set to a value larger than the current limit value CL11.
In the positive rotation speed range in the first learning period, it is possible to set such that the limitation by the current limit value CL is not performed.
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 characteristic shown in FIG. 9B is applied.
In the second learning period, the second angle θ2 is set so as to be in an angle range in which it is estimated that the contact of the stopper 37b does not occur, in consideration of the variation in the interval angle between the position of the stopper 37a and the position of the stopper 37b. In such a second learning period, the learning time can be reduced by quickly rotating the control shaft 28 in a 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 in the minus direction (CL12 <CL11) in the second learning period is set to a value that can hold the intended rotation speed, that is, a value equivalent to the current limit value CL1 shown in FIG. And
Further, the current limit value CL13 in the plus direction 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 angle range in which it is estimated that the stopper 37b does not abut even if the stoppers 37a and 37b have positional variations as described above, the current limit value CL12 is set to the minus rotation direction. The setting used in both the plus rotation direction can be set.
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 after the angle change amount Δθ reaches the second angle θ2 shown in FIG. 8, the current limit value CL having the characteristic shown in FIG. 9C is applied.
Since the third learning period is a period in which the stopper 37b is brought into contact, a current limit value CL14 (CL14 ≦ CL12) equivalent to the current limit value CL4 shown in FIG. In the rotation speed range in the plus direction, a value equivalent to the current limit value CL13 in the plus direction 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に応じて電流制限値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限値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限値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, when the rotation 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, and the second half, In the first half of the movement, the motor for rotating the control shaft 28 from the contact state of the stopper 37a toward the contact position of the stopper 37b can be started with good response. The control shaft 28 is rotated as quickly as possible, and furthermore, in the latter half of the movement, the torque at the time when the stopper 37b abuts is sufficiently suppressed, so that the impact force of the abutment can be controlled within an allowable range.
It should be noted that it is possible to omit allocating the current limit value CL for each rotation speed of the control shaft 28, and to switch the current limit value CL according to the rotation direction and the angle change amount Δθ. Assignment of the current limit value CL according to the direction can be omitted, and the current limit value CL can be switched to a smaller value in accordance with an increase in the angle change amount Δθ.
Here, the angle change amount Δθ is the rotation angle of the control shaft 28 from the contact position of the stopper 37a, as described above.
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限値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）に電流制限値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 rotation speed and the actual rotation speed, the control accuracy of the rotation speed when rotating the control shaft 28 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 in which the contact of the stopper 37b can occur, that is, in the second half of the movement that is the second learning period in FIG. 4 or the third learning period in FIG. The current limit value CL set in accordance with the increase of the initial value is set as an initial value, and thereafter, the current limit value CL is set to a smaller value each time the angle change amount increases by a unit angle (or every elapse of a predetermined unit time). Can be.
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 for preventing the command value of the motor current from exceeding the current limit value CL, the current value actually flowing to the electric motor 31 when the stopper comes into contact exceeds the current limit value CL due to a change in induced voltage, and the like. There is a possibility that the motor torque at the time of contact with the stopper becomes excessive.
Therefore, in the second learning period of FIG. 4 or the third learning period of FIG. 8, the engine control unit 9 can perform the current limiting and the voltage limiting process of limiting the motor applied voltage to the upper limit or less.
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 a characteristic of a 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 be applied also in the second learning period in FIG.
In FIG. 10, in a positive rotation speed range in which the rigidity approaches the stopper 37 a having a relatively high rigidity, the applied voltage corresponding to the current values of the current limit values CL3 and CL13 is changed to the voltage limit value (applied voltage upper limit value). ) VL0. On the other hand, in a negative rotation speed range in which the rigidity approaches the stopper 37b which is relatively low, the voltage at which the maximum allowable current value (allowable maximum torque) at the time of contact is set to the voltage limit value VL1 (VL1 <VL0). I 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。
If the voltage applied to the motor 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 is 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.
It should be noted that, when making contact with the stopper 37b having low rigidity, the motor applied voltage is limited to a smaller value at the timing when the amount of angle change reaches a predetermined value without changing the motor current limit value (the voltage limit value VL is reduced). (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。
As described above, the content of the present invention has been specifically described with reference to the preferred embodiments. However, it is obvious that those skilled in the art can adopt various modifications based on the basic technical idea and teaching of the present invention. is there.
For example, the two stoppers having mutually different rigidities are not limited to the stoppers provided on the two different rotating bodies (the control shaft 28 and the output shaft 32a of the reduction gear 32), respectively. The present invention can be applied to a drive mechanism provided with different stoppers.
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。
FIG. 12 shows a projection 38a protruding on the outer periphery of the output shaft 32a of the reduction gear 32, and a first engagement member 38a at which the projection 38a abuts around 12 o'clock when the output shaft 32a rotates clockwise in FIG. The engagement part 40a constitutes one stopper 37a, and the second engagement with which the projection 38a abuts at about 6 o'clock when the output shaft 32a rotates counterclockwise in FIG. The other stopper 37b is constituted by the portion 40b.
With such a 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 thickness w1 of the first engagement portion 40a in the rotation direction of the projection 38a is greater than the thickness w2 of the second engagement portion 40b in the rotation direction of the projection 38a, and The rigidity of the stopper 37a composed of the combination of the projection 38a is higher than the rigidity of the stopper 37b composed of the combination of the second engagement part 40b and the projection 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 performing the stopper position learning, the engine control unit 9 first sets the stopper 37a (the first engagement portion 40a and the protrusion). The output of the angle sensor 36 at the contact position of the stopper 37a is learned by bringing the stopper 38a into contact.
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, the engine control unit 9 switches the limit value in accordance with an angle change from the contact position of the stopper 37a, thereby controlling the motor operation. The amount (current and / or voltage) can be limited to a smaller value, and the impact force when the stopper 37b abuts can be suppressed within an allowable range, and the stopper 37b can be brought closer to the abutment position with good response.
Further, in the example shown in FIG. 12, two stoppers 37a and 37b are provided on the output shaft 32a, but two stoppers 37a and 37b can be provided on the control shaft.
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, and for example, a variable valve mechanism that varies the lift characteristics of an intake valve or an exhaust valve of an internal combustion engine according to the angle of the control shaft. Obviously, the present invention can be applied.
Further, the moving body constituting the driving mechanism is not limited to the axis rotating around the central axis. For example, a rack and pinion rack is used as the moving body, and a linear movement in the front-rear direction of the rack is limited by a stopper. The present invention can be applied to a driving 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 device), 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の学習を、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、剛性が低い側のストッパよりも先行して実施する学習部を備え、
前記学習部は、
前記剛性が低い側のストッパを当接させるときに、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の増大に応じて前記アクチュエータの操作量の上限値をより小さい値に切り替え、
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所定値に達した後の移動後半においては、前記剛性が低い側のストッパの当接位置に近づく方向での前記移動体の速度の低下に応じて前記上限値をより小さい値に切り替える、
車両用駆動機構の制御装置。 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 moving 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 that learns the output of the sensor in the abutting state of each of the two stoppers with respect to a stopper having a higher rigidity of the two stoppers before a stopper having a lower rigidity; ,
The learning unit includes:
When the stopper having the lower rigidity is brought into contact with the stopper, the upper limit value of the operation amount of the actuator is set to a smaller value in accordance with an increase in the output change amount of the sensor from the contact state of the stopper having the higher rigidity. Switch to
In the latter half of the movement after the amount of output change of the sensor from the contact state of the stopper with the higher rigidity reaches a predetermined value, the movement in the direction approaching the contact position of the stopper with the lower rigidity Switching the upper limit to a smaller value according to a decrease in body speed,
Control device for vehicle drive mechanism.
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るステップと、
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するステップと、
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ステップと、
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に、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の増大に応じて前記アクチュエータの操作量の上限値をより小さい値に切り替えるステップと、
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所定値に達した後の移動後半においては、前記剛性が低い側のストッパの当接位置に近づく方向での前記移動体の速度の低下に応じて前記上限値をより小さい値に切り替えるステップと、
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するステップと、
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ステップと、
を含む、車両用駆動機構の制御方法。 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 moving direction, and a sensor that detects a position of the movable body, In a control method for controlling a vehicle drive mechanism including
Moving the moving body 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 having the higher rigidity,
Moving the moving body in a direction approaching the lower rigidity stopper from the contact state of the higher rigidity stopper,
When the moving body is moved in a direction approaching the stopper on the lower rigidity side from the contact state of the stopper on the higher rigidity side, a change in the output of the sensor from the contact state of the stopper on the higher rigidity side Switching the upper limit of the operation amount of the actuator to a smaller value in accordance with the increase in the amount;
In the latter half of the movement after the amount of output change of the sensor from the contact state of the stopper with the higher rigidity reaches a predetermined value, the movement in the direction approaching the contact position of the stopper with the lower rigidity Switching the upper limit to a smaller value in response to a decrease in body speed;
Learning the output of the sensor in the contact state of the lower rigidity stopper,
Controlling the actuator based on a learning value of the output of the sensor;
A control method for a vehicle drive mechanism, comprising:
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