JP2712749B2

JP2712749B2 - 直流モータ型位置決め装置の駆動制御方法

Info

Publication number: JP2712749B2
Application number: JP2113757A
Authority: JP
Inventors: 光浩三宅; 徹橋本; 功治清水
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1990-04-27
Publication date: 1998-02-16
Anticipated expiration: 2013-02-16
Also published as: JPH0410109A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、直流モータを駆動源として、対象物を目
標位置に位置付ける直流モータ型位置決め装置の駆動制
御方法に関する。

（従来の技術）この種の直流モータ型位置決め装置は、各種の分野に
適用されているが、例えば、その中には、内燃機関の可
変吸気システムに組み込まれた直流モータ型位置決め装
置がある。

ここで、可変吸気システムとは、内燃機関の広い回転
速度域に亙って高出力化を図るために、吸気供給経路の
有効長さをその回転速度に応じて可変するようしたもの
である。このような可変吸気システムは、内燃機関の燃
焼室に通じる主吸気通路に配置された可変吸気制御弁
と、主吸気通路に可変吸気制御弁をバイパスして取付け
られた迂回吸気通路とを備えてなり、そして、可変吸気
制御弁の弁開度は、直流モータ型位置決め装置により、
内燃機関の回転速度に応じて制御されるようになってい
る。

即ち、直流モータ型位置決め装置は、対象物としての
可変吸気制御弁に動力伝達経路を介して接続された直流
モータと、この直流モータから動力伝達経路に含まれる
回転軸の回転数を検出する回転数センサと、この回転数
センサからの信号に基づき、可変吸気制御弁の実弁開度
を検出する一方、内燃機関の回転速度に応じて設定され
る目標弁開度とを比較し、実弁開度が目標弁開度に一致
するように直流モータの駆動を制御する制御回路とから
構成されている。

ここで、具体的には、上述した位置決め装置は、内燃
機関の回転速度が所定の低速値以下の場合、可変吸気制
御弁の弁開度を全閉位置とし、これにより、迂回吸気通
路を経由して吸気を内燃機関の燃焼室に供給すること
で、吸気供給経路を長くできる。これに対し、内燃機関
の回転速度が所定の高速値以上に達すると、可変吸気制
御弁は、その弁開度が全開位置となるように、位置決め
装置によって制御される。この場合、吸気は、主吸気通
路のみを流れるから、吸気供給経路は短いものとなる。

更に、内燃機関の回転速度が低速値と高速値との間に
あるときには、位置決め装置は、可変吸気制御弁の弁開
度を、内燃機関の回転速度が上昇するに従い、全閉位置
から全開位置に向かって段階的に大きくなるように制御
し、これにより、吸気供給経路の有効長さを可変できる
ようになっている。この点に関して、より具体的に説明
すれば、内燃機関の回転速度でみて、低速値と高速値と
の間の回転域は、等間隔を存して幾つかの制御区分に区
画されているとともに、各制御区分毎に対応して、可変
吸気制御弁の目標弁開度が設定されている。

従って、内燃機関の回転速度が１つの制御区分から他
の制御区分に移行したとき、可変吸気制御弁の目標弁開
度が１つの制御区分の目標弁開度から他の制御区分の新
たな目標弁開度に更新され、これにより、可変吸気制御
弁は、その実弁開度が新たな目標弁開度に一致するよう
に制御されることになる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述した可変吸気システムに対する直流モ
ータ型位置決め装置の駆動制御方法によれば、内燃機関
の回転速度が１つの制御区分にあるときから他の制御区
分に変化したときに、可変吸気制御弁の目標弁開度が新
たな値に更新されるものであるから、もし、内燃機関の
回転速度が１つの制御区分とこの制御区分に隣接する制
御区分との境界領域で変動するような場合にあっては、
可変吸気制御弁の目標弁開度もまた頻繁に更新される。
このため、可変吸気制御弁は、その目標弁開度の変化に
追従するように駆動されることになるので、可変吸気制
御弁の弁体に所謂、ハンチングが生じてしまい、可変吸
気制御弁の弁開度制御を安定して実施できないことにな
る。

この発明は、上述した事情に基づいてなされたもの
で、その目的とするところは、位置決め制御すべき対象
物にハンチング等の不具合が生じることなく、対象物の
位置決め制御を安定して実施することができる直流モー
タ型位置決め装置の駆動制御方法を提供することにあ
る。

（課題を解決するための手段）この発明は、位置決め制御すべき対象物に動力伝達経
路を介して接続された直流モータと、この直流モータか
ら動力伝達経路に含まれる回転軸の回転数を検出する回
転数センサと、この回転数センサからの信号に基づき対
象物の実位置を算出する一方、この実位置を制御入力の
変化に応じて設定される目標位置とを比較し、目標位置
に実位置を一致させるように直流モータを駆動する直流
モータ型位置決め装置に於いて、対象物の許容変位範囲
を段階的に区分することにより、対象物の実位置及び目
標位置を数量化して求め、対象物の実位置を示す実数値
と目標位置を示す目標数値との間の差が対象物の一方の
変位方向に第１設定数以上開いたときには目標数値を新
たな値に更新して直流モータを駆動し、これに対し、前
記差が対象物の他方の変位方向に開いている場合にはそ
の差が前記第１設定数よりも大きな第２設定数以上であ
るときに目標数値を新たな値に更新して直流モータを駆
動し、対象物の実数値を更新された目標数値に一致させ
ることを特徴としている。

（作用）上述した直流モータ型位置決め装置の駆動制御方法に
よれば、制御入力の変化に伴い対象物を一方の変位方向
に変位させるべく、対象物の目標数値が実数値から第１
設定数以上開いた場合、直流モータの駆動により対象物
の実数値が目標数値に一致される。

これに対し、制御入力の変化に伴い対象物を他方の変
位させるべく、対象物の目標数値が実数値から外れた場
合には、その開きが第１設定数よりも大きな第２設定数
以上である場合にのみ、直流モータの駆動を介して対象
物の実数値が目標数位置に一致される。

従って、対象物を一方の変位方向に変位させるべきと
きには、他方の変位方向に変位させるべき場合に比べて
直流モータが直ちに駆動される結果、対象物の実数値は
目標数値に迅速に一致される。これに対し、対象物を他
方の変位方向に変位させるべきときであっても、対象物
の実数値と目標数値との差が第２設定数よりも小さい場
合には直流モータは駆動されず、対象物はその位置に保
持される。

（実施例）以下、この発明の一実施例について、図面を参照して
説明する。

第１図は、可変吸気システムを備えた自動車用の内燃
機関を示しており、この内燃機関は、例えばＶ型６気筒
のガソリンエンジンである。内燃機関の各燃焼室１に
は、主吸気通路２及び排気通路３が夫々接続されてお
り、また、これら主吸気通路２及び排気通路３の夫々に
は、燃焼室１に臨むようにして、吸気弁４及び排気弁５
が配置されている。

主吸気通路２には、上流側からエアクリーナ6,スロッ
トル弁７及びインジェクタ８が順に配置されており、排
気通路３には、その上流側から３元触媒型の触媒コンバ
ータ９及びマフラ（図示しない）が順に配置されてい
る。尚、主吸気通路２に於いて、スロットル弁７よりも
下流側に位置する部分はサージタンク10となっており、
また、インジェクタ８は、主吸気通路２に於ける吸気マ
ニホルド部分に、各気筒毎に設けられている。

スロットル弁７は、図示されていないけれども、車室
内のアクセルペダルにアクセルワイヤ等を介して接続さ
れており、これにより、スロットル弁７の弁開度がアク
セルペダルの踏み込み量に応じて、可変されるようにな
っている。

そして、可変吸気システムは、主吸気通路２に於い
て、そのサージタンク10の直下流に位置した可変吸気制
御弁11と、この可変吸気制御弁11とサージタンク10の双
方をバイパスする迂回吸気通路12とを備えている。可変
吸気制御弁11が第１図中実線で示した全閉位置にあると
き、吸気は、主吸気通路２から迂回吸気通路12を経由し
て、再び主吸気通路２に戻るような長い吸気経路を通っ
て燃焼室１に至る。これに対し、可変吸気制御弁11が第
１図中破線で示した全開位置にあるときには、吸気は、
迂回吸気通路12を経由することなく、主吸気通路２のみ
の短い吸気経路を通って燃焼室１に至ることになる。

ここで、可変吸気制御弁11の弁体は、全開位置から全
閉位置までの間で回動することができ、そして、全開位
置及び全閉位置に達したとき、その弁体は、図示しない
ストッパに当接されるようになっている。

上述した可変吸気システムには、可変吸気制御弁11の
弁開度を制御するために、直流モータ型位置決め装置が
組み込まれており、以下には、この位置決め装置につい
て説明する。

位置決め装置は、先ず、直流モータ、即ち、DCモータ
13を備えており、このDCモータ13は、ブラシ付の小形直
流モータから構成されている。DCモータ13は、第２図に
示されているように、主吸気通路２に於いて、可変吸気
制御弁11の近傍の外壁に取付けられたケーシング14内に
収容されている。

そして、DCモータ13の出力軸15は、動力伝達経路16を
介して、可変吸気制御弁11に接続されている。即ち、動
力伝達経路16は、DCモータ13の出力軸15に取付けられた
歯車17と、この歯車17に中間歯車18を介して噛合された
歯車19とを備えている。この歯車19は、回転軸20に取付
けられており、この回転軸20は、ケーシング14内に幾つ
かの軸受21を介して回転自在に支持されている。

回転軸20の一端部には、ウォームギア22が取付けられ
ており、このウォームギア22には、ウォームホィール23
が噛合されている。このウォームホィール23は、可変吸
気制御弁11の弁軸24（第１図参照）に取付けられてい
る。

従って、DCモータ13と可変吸気制御弁11との間が上述
した動力伝達経路16によって接続されていれば、DCモー
タ13を駆動することで、可変吸気制御弁11の弁軸24を回
転させることができ、これにより、可変吸気制御弁11の
弁開度を全開位置と全閉位置との間で可変することがで
きる。ここで、可変吸気制御弁11の全開位置及び全閉位
置は、図示しないストッパにより規定されている。

更に、回転軸20の他端部側には、一対の回転数セン
サ、つまり、第１及び第２回転数センサ25,26が配置さ
れている。これら第１及び第２回転数センサ25,26は、
第３図及び第４図に夫々示されているが、これら回転数
センサは、基本的に同一の構造をなしているので、ここ
では、第１回転数センサ25についてのみ説明する。

第１回転数センサ25は、回転軸20の周面に固定された
リング磁石27aを備えている。このリング磁石27aは、回
転軸20に対し非磁性材のスリーブ28を介して取付けられ
るか、又は、回転軸20を非磁性材から形成することで、
この回転軸20に直接に取付けることができる。リング磁
石27aは、第３図に示されているように、その半周面が
Ｎ極に磁化されいるとともに、その残りの半周面はＳ極
に磁化されている。尚、第３図に於いて、リング磁石27
aに於ける磁極の領域が明確となるように、その境界に
破線Ｘを施して示してある。そして、リング磁石27aの
外周面近傍には、この外周面に対して常時対向するよう
にして、ホールICからなる磁気プローブ29aが配置され
ている。この磁気プローブ29aは、リング磁石27aが回転
軸20とともに回転されるとき、リング磁石27aの磁極に
対応した信号を出力するようになっている。即ち、磁気
プローブ29aに対し、リング磁石27aが回転すると、磁気
プローブ29aは、リング磁石27aの半回転毎に異なる磁極
を検出することから、例えば、リング磁石27aのＮ極を
検出しているとき、磁気プローブ29aはオンとなってＬ
レベルの信号を出力し、また、リング磁石27aのＳ極を
検出しているときには、磁気プローブ29aはオフとなっ
てＨレベルの信号を出力することになる。従って、回転
軸20の回転に伴い、磁気プローブ29a、即ち、第１回転
数センサ25からの信号は、第５図にP1で示されるよう
に、オン信号及びオフ信号がパルス的に出力されること
になる。

第２回転数センサ26は、前述したように第１回転数セ
ンサ25と同一の構造を有しているので、ここでは、第１
回転数センサ25の部材と同一の機能を有する部材に、そ
の添字のみをｂに置き換えた同一の符号を付して、その
説明は省略し、以下には相違する点のみを説明する。

第２回転数センサ26の場合、第３図と第４図とを比較
すれば明らかなように、そのリング磁石27bは、回転軸2
0に対する取付けの回転角位相が第１回転数センサ25に
於けるリング磁石27aの場合とは90°だけ異なってい
る。従って、磁気プローブ29b、即ち、第２回転数セン
サ26からのオン信号及びオフ信号の出力は、第５図中P2
で示されるものとなる。

第１及び第２回転数センサ25,26からの信号は、第１
図に示されているように、DCモータ13の駆動を制御する
制御回路としての電子制御装置30に供給されるようにな
っており、また、この電子制御装置30には、エンジン速
度センサ31,エアーフローセンサ32,スロットルセンサ、
大気圧センサ、吸気温センサ，アイドルスイッチ，O₂セ
ンサ、高温センサ，ノックセンサ，水温センサ,TDCセン
サ等からの信号もまた入力されるようになっている。
尚、第１図には、これら各種のセンサのうち、エンジン
速度センサ31及びエアーフローセンサ32のみが示されて
おり、また、第１及び第２回転数センサに於いても、そ
の磁気プローブ29aのみを示してある。

電子制御装置30は、第６図に概略的に示されているよ
うに、第１及び第２回転数センサ25,26からの信号が入
力される実弁開度検出部33と、エンジン速度センサ31か
らの信号が入力される目標弁開度設定部34と、これら実
弁開度検出部33、目標弁開度設定部34並びにエアフロー
センサ32に夫々接続され、DCモータ13の駆動を制御する
制御信号を出力する制御部35とを備えて構成されてい
る。尚、エンジン速度センサ31としては、内燃機関のク
ランク角度を検出するクランク角センサで兼用すること
もできる。

次に、第７図乃至第11図に示されたフローチャートに
従って、直流モータ型位置決め装置を含む可変吸気シス
テムの作動制御を説明する。

第７図に示されているように、内燃機関がイグニッシ
ョンキーにより、キーオンされて始動されると、ステッ
プS1で初期値設定が実施され、この初期値設定では、各
種のフラグ、例えばX,Y,Zの各フラグ及びイニシャライ
ズフラグが０にリセットされるとともに、ウエイトタイ
マに０がセットされる。

そして、次のステップからは、直流モータ型位置決め
装置の初期化、即ち、イニシャライズ処理が実施され、
先ず、ステップS2では、DCモータ13のバッテリ電圧VBが
所定値V1以上であるか否かが判別される。ここでの判別
が否（Ｎ）の場合には、第９図に示されているステップ
S12に進み、このステップS12で、イニシャライズフラグ
に１がセットされているか否かが判別される。この場
合、イニシャライズフラグは、先のステップS1の初期値
設定に於いて０にリセットされたままであるから、この
場合、その判別結果は否（Ｎ）となる。従って、ステッ
プS12からステップS2に戻って、このステップS2が再び
実施され、ステップS2での判別が正（Ｙ）とならない限
り、即ち、DCモータ13のバッテリ電圧VBがV1以上に達し
ていない限り、ステップ３以降のステップが実施される
ことはない。

そして、ステップS2での判別が正（Ｙ）の場合には、
次のステップS3が実施され、このステップS3では、ウエ
イトタイマが０であるか否かが判別される。ここで、ウ
エイトタイマもまた、先のステップS1での初期値設定に
於いて予め０にリセットされているから、ここでの判別
は、正（Ｙ）となり、次のステップS4が実施される。こ
のステップS4では、イニシャライズタイマに所定時間Ｔ
がセットされる。ここで、イニシャライズタイマは、DC
モータ13のバッテリ電圧VBがV1以上であるときのみ作動
する減算タイマから構成されており、また、この場合、
所定時間T1は、この実施例の場合、可変吸気制御弁11の
弁開度を全開位置と全閉位置との間で可変するのに要す
る時間よりも十分に短く設定されている。

次のステップS5では、DCモータ13が閉側に回転駆動さ
れ、これにより、可変吸気制御弁11の弁開度は全閉位置
に向けて変位されることになる。即ち、ステップS5が実
施されると、可変吸気制御弁11を全閉位置に向けて駆動
する駆動行程が実施されることになる。

このような駆動工程が実施されている間、次のステッ
プS6では、回転数センサ、この場合、第１回転数センサ
25からの出力信号に反転があるか否か、即ち、第１回転
数センサ25からの出力信号がオン信号からオフ信号に、
又は、オフ信号からオン信号に反転したか否かが判別さ
れる。ここでの判別が正（Ｙ）の場合には、まだ、DCモ
ータ13が実際に駆動していることを意味しており、そし
て、ステップS6からは、第８図に示されているステップ
S10が実施される。このステップS10では、前述したウエ
イトタイマに所定時間T2がセットされる。ここで、ウエ
イトタイマもまた、イニシャライズタイマと同様に減算
タイマから構成されており、また、所定時間T2は、前述
した所定時間T1よりも更に短く、例えば、T1の数分の１
程度に設定されている。

ステップS10からは、ステップS2以降のステップが繰
り返して実施されることになるが、ここで、ステップS2
からステップS3に至ると、このステップS3での判別は、
ウエイトタイマが０とならない限り、正（Ｙ）とならな
いので、ステップS12に飛び、このステップS12が実施さ
れることになるが、ここでも、この時点では、ステップ
S12の判別は前述したように否（Ｎ）のままとなるか
ら、ステップS2に戻ることになる。

従って、ステップS6での判別が一旦、正（Ｙ）となっ
た後に於いては、即ち、前述したDCモータ13の駆動工程
中に、第１回転数センサ25からのオンオフ信号が反転し
た場合には、第12図に示されているように、ウエイトタ
イマに設定された所定時間T2が完了するまでは、ステッ
プS4以降のステップが実施されることはなく、駆動工程
は中断されることになる。

そして、所定時間T2が経過すると、ステップS3の判別
がこの時点で、正（Ｙ）となるから、ステップS4が再度
実施されることになる。従って、第12図から明らかなよ
うに、前述した駆動工程が最初から繰り返して実施され
ることになる。

また、DCモータ13の駆動工程中、ステップS6の判別が
正（Ｙ）とならず、また、次のステップS7での判別も正
（Ｙ）とならないときには、つまり、イニシャライズタ
イマに設定された所定時T1が未だ経過していない場合に
は、ステップS11を経由して、ステップS5以降のステッ
プが繰り返して実施されるか、又は、ステップS2に戻る
ことになる。即ち、ステップS11に於いては、DCモータ1
3のバッテリ電圧VBがV1よりも僅かに低い値のV2以上に
維持されているか否かが判別され、この判別が正（Ｙ）
に維持されている限り、ステップS5に戻って、このステ
ップ以降が繰り返して実施され、これにより、ステップ
S6での判別が正（Ｙ）とならない場合には、ステップS7
での判別が正（Ｙ）となるまで、DCモータ13は一方向に
回転駆動されることになる。

しかしながら、DCモータ13が回転駆動中にあるとき、
つまり、前述した駆動工程が終了する前に、DCモータ13
のバッテリ電圧VBがV2以下に降下すると、ステップS11
での判別が否（Ｎ）となって、ステップS2に戻る。従っ
て、この場合、DCモータ13の回転駆動は中断され、ま
た、イニシャライズタイマでの減算カウントも同時に停
止される。

尚、DCモータ13のバッテリ電圧VBが再びV1以上に達す
ると、ステッフS3以降のステップが実施されることにな
る。

そして、第12図に示されているように、ステップS11
での判別が否（Ｎ）となることなく、また、ステップS6
での判別が正（Ｙ）となることもなく、イニシャライズ
タイマにセットされた所定時間T1が経過するような場合
には、DCモータ13を駆動しようとしても、このDCモータ
13の回転駆動は実際になされていないことになるから、
可変吸気制御弁11の弁開度は既に全閉位置となり、そし
て、その弁体は全閉位置を規定するストッパに当接した
状態にあると判断することができる。従って、この場合
には、ステップS7での判別が正（Ｙ）となって、次のス
テップS8に進むことから、この時点で、DCモータ13の駆
動が停止され、そして、ステップS8では、イニシャライ
ズフラグに１がセットされて、これにより、直流モータ
型位置決め装置の初期化が完了したと判定される。尚、
第12図に於いて、DCモータ13の駆動工程が実施されてい
るとき、第２回転数センサ26からの信号は反転している
が、この実施例では、第２回転数センサ２からの信号は
無視し、第１回転数センサ25からの信号のみを監視して
いるので、例え、第２回転数センサ26からの信号が反転
しても、DCモータ13の駆動工程が中断されるようなこと
はない。

この後、ステップS7からステップS8が実施されること
により、可変吸気制御弁11の弁開度に、その初期値、即
ち、全閉位置を表す０がセットされる。

次に、ステップS9からは、前述したステップS12に進
み、このステップS12の判別、即ち、イニシャライズフ
ラグに１がセットされているか否かが判別される。前述
したように位置決め装置のイニシャライズ処理が完了し
た場合には、先のステップS8に於いて、イニシャライズ
フラグには既に１がセットされているので、この場合、
その判別は正（Ｙ）となり、この場合には、次のステッ
プS13が実施されることになる。

ステップS13では、可変吸気制御弁11の目標弁開度が
設定されるとともに、その実弁開度が検出されることに
なる。ここで、可変吸気制御弁11の実弁開度は、電子制
御装置30の実弁開度検出部33に於いて第１及び第２回転
数センサ25,26からのオンオフ信号を計数することで、
算出することができる。即ち、DCモータ13の駆動によ
り、回転軸20が回転され、そして、前述したように可変
吸気制御弁11の弁軸24が回転されて、その実弁開度が変
化する際には、回転軸20の回転に伴い、第１及び第２回
転数センサ25,26からは、第５図に示されているよう
に、パルス的な信号が出力されるから、実弁開度検出部
33に於いて、少なくとも一方の回転数センサ、例えば第
１回転数センサ25からのパルス数を計数することで、全
閉位置を基準とした可変吸気制御弁11の実弁開度を常時
算出することができる。そして、この実施例の場合、第
１回転数センサ25からのオンオフ信号の計数に基づき、
DCモータ13の単位回転が規定され、そして、第13図に示
されているように、DCモータ13が12単位回転だけ、回転
駆動されたとき、可変吸気制御弁11の弁開度が全閉位置
から全開位置の許容変位範囲に亙って変化するように設
定されている。従って、実弁開度検出部33に於いては、
第１回転数センサ25のオンオフ信号を計数して、DCモー
タ13の単位回転の回数を算出することにより、この回数
を可変吸気制御弁11の実弁開度θａの大きさとして求め
ることができる。即ち、実弁開度θａは、数量化して求
められることになる。

尚、この実施例の場合、回転軸20には、第１及び第２
回転数センサ25,26の２つのセンサが備えられているか
ら、これら第１及び第２回転数センサ25,26からの出力
パターンの重なり状態を比較することで、DCモータ13が
正回転状態にあるか、又は、逆回転状態にあるかを検知
することが可能となり、これにより、可変吸気制御弁11
の実弁開度θａを、パルス数の加減算から求める際に好
都合なものとなる。

一方、可変吸気制御弁11の目標弁開度は、電子制御装
置30の目標弁開度設定部34に於いて設定され、この目標
弁開度設定部34では、エンジン速度センサ31からの信号
に基づき、目標弁開度を設定する。即ち、目標弁開度
は、第14図に示されているマップ、又は、このマップを
規定する関数から求められるようになっている。第11図
から明らかなように、可変吸気制御弁11の目標弁開度
は、制御入力としての内燃機関のエンジン速度が低速値
N1（例えば3500rpm付近）以下の低速域にあるときに全
閉位置となり、エンジン速度が低速値N1よりも高い高速
値N2（例えば4500rpm付近）以上の高速域では全開位置
となるように設定されている。

そして、エンジン速度が低速値N1と高速値N2との間の
過渡領域では、エンジン速度の上昇に従って、その弁開
度が全閉位置から全開位置に向かって段階的に大きくな
るように設定されている。即ち、この実施例では、実弁
開度検出部33に於いて前述したようにして検出される可
変吸気制御弁11の実弁開度θａに応じて、低速値N1と高
速値N2との間は、即ち、弁開度の可変許容範囲は、第15
図に示されているように、12の制御区分に等間隔を存し
て区分されており、各制御区分には、低速値N1側から高
速値N2側に向かって段階的に大きくなるように目標弁開
度θ_０が夫々設定されている。従って、エンジン速度が
N1とN2との間にある場合には、そのエンジン速度が属す
る制御区分の数値を、目標弁開度θ_０として設定するこ
とができる。

尚、直流モータ型位置決め装置のイニシャライズ処理
が実施された直後では、可変吸気制御弁11の実弁開度θ
ａは、前述したように全閉位置、つまり、０となってい
る。また、このようにイニシャライズ処理に於いて、可
変吸気制御弁11が全閉位置に位置付けられると、内燃機
関の始動時、可変吸気制御弁は、第14図から明らかなよ
うに、その目標弁開度θ_０に既に位置付けられているこ
とになり、内燃機関の始動性が良好となる。

そして、実弁開度検出部33及び目標弁開度設定部34に
於いて、可変吸気制御弁11の実弁開度θａ及び目標弁開
度θ_０が夫々求められると、これらは、電子制御装置30
の制御部35に供給されて処理される。即ち、第８図のフ
ローチャートでみれば、ステップS13から次のステップ1
4が実行される。このステップS14では、目標弁開度θ_０
が実弁開度θａよりも大きいか否かが判別される。ここ
での判別が正（Ｙ）の場合には、次のステップS15に於
いて、目標弁開度θ_０が全開位置、即ち、その数値が12
であるか否かが判別される。ここでの判別が否（Ｎ）の
場合には、第10図に示されているステップS20に進み、D
Cモータ13は、開側に駆動される。

即ち、この場合、先のステップS14での判別が正
（Ｙ）であるから、DCモータ13は、可変吸気制御弁11を
開く方向に駆動され、そして、次のステップS21では、
Ｘフラグが０にリセットされた後、ステップS12に戻っ
て、これ以後のステップ、即ち、前述した位置決め装置
に於けるイニシャライズ処理以後のステップが繰り返し
て実施されることになる。

ここで、上述したステップの繰り返し中、ステップS1
4での判別が否となった場合には、第11図のステップS22
に進み、そして、このステップS22では、ステップS14で
の場合とは逆に、目標弁開度θ_０が実弁開度θａよりも
小さいか否かが判別され、そして、ここでの判別もまた
否（Ｎ）の場合には、次のステップS23にて、X,Y,Zの各
フラグが０にリセットされて、ステップS12に戻る。従
って、このような場合には、可変吸気制御弁11の実弁開
度θａがその目標弁開度θ_０に一致しているから、ステ
ップS12からステップS13,S14,S22及びS23を介して、ス
テップS12に戻るようなルーチンが繰り返されるだけ
で、DCモータ13が駆動されることはない。

そして、前述したステップS14からステップS15に進
み、このステップS15での判別が正（Ｙ）の場合には、
つまり、可変吸気制御弁11の目標弁開度θ_０が全開位
置、即ち、その数値が12である場合には、次のステップ
S16が実施され、このステップS16では、可変吸気制御弁
11の実弁開度θａが全開位置の手前の弁開度であるか否
か、つまり、その弁開度を数値で示した場合、11である
か否かが判別される。ここでの判別が否の場合には、ス
テップS20以降のステップが実施されることで、前述し
たように可変吸気制御弁11の弁開度を大きくするような
開側への駆動ルーチンが繰り返されることになる。

このようにして開側への駆動ルーチンが繰り返されて
いるとき、前述したステップS16での判別が正（Ｙ）と
なると、即ち、この場合、可変吸気制御弁11の実弁開度
θａがその数値でみて11に達すると、この場合には、ス
テップS17が実施される。このステップS17では、Ｙフラ
グに１がセットされているか否かが判別されるが、この
場合、Ｙフラグは未だ０にリセットされたままの状態で
あるから、ここでの判別は否（Ｎ）となり、次のステッ
プS18が実施される。このステップS18では、前述したウ
エイトタイマに所定時間T2がセットされ、そして、Ｙフ
ラグに１がセットされる。

この後、前述したステップS19が実施されるが、ここ
では、先のステップS18にて、ウエイトタイマに所定時
間T2がセットされた直後にあるから、ここでの判定は否
（Ｎ）となる。それ故、この場合には、ステップS20を
バイパスして、ステップS21にて、Ｘフラグが０にリセ
ットされた後、ステップS12に戻り、そして、このステ
ップS12以降が繰り返して実施されることになる。しか
しながら、この場合、次のルーチンでは、ステップS17
の判別が正となるので、ステップS18は、バイパスして
実施されることになる。従って、このような繰り返しの
ルーチンは、ステップS19での判別が正となるまで、つ
まり、ウエイトタイマに設定された所定時間T2が完了す
るまで継続されることになる。

そして、所定時間T2が完了すると、ステップS19での
判別がこの時点で正（Ｙ）となるから、再び、ステップ
S20が実施されて、DCモータ13は閉側に駆動される。こ
れにより、可変吸気制御弁11は、その実弁開度θａが全
開位置の直前の位置から全開位置に向けて、つまり、そ
の実弁開度θａを数値でみたとき、11から12に変化する
ように駆動される。

この後、可変吸気制御弁11の実弁開度θａが全開位置
に達すると、前述したようにステップS14及びS22での判
別が夫々否となり、そして、ステップS23を経てステッ
プS12に戻って、このステップS12以降のステップが繰り
返されることになる。

ここで、以上までの説明を纏めれば、可変吸気制御弁
11の目標弁開度θ_０が実弁開度θａより大きい場合にあ
って、しかも、その目標弁開度θ_０が全閉位置、即ち、
数値でみて12に設定された場合、第16図に示されている
ように、DCモータ13の開側への駆動中、可変吸気制御弁
11の実弁開度θａが全開位置の直前の弁開度位置、つま
り、数値でみて11に達したとき、DCモータ13は、その駆
動が所定時間T2だけ停止された後に再度駆動され、これ
により、可変吸気制御弁11の実弁開度θａは、その目標
弁開度θ_０である全開位置に位置付けられることにな
る。

尚、この場合、可変吸気制御弁11の目標弁開度θ_０が
全開位置以外の弁開度に設定された場合には、その途中
に於いて、DCモータ13の駆動停止を実施することなく、
その実弁開度θａは、目標弁開度θ_０に位置付けられる
ことになる。

以上までの説明は、可変吸気制御弁11の目標弁開度θ
_０が実弁開度θａよりも大きい場合であるが、しかしな
がら、ステップS12以降のステップが繰り返して実施さ
れる過程に於いて、目標弁開度θ_０が実弁開度θａより
も小さくなるような場合にあっては、ステップS14での
判別が否（Ｎ）となり、そして、この後のステップS22
での判別が正（Ｙ）となるから、ここで初めて、ステッ
プS24以降のステップが実施されることになる。

ステップS24では、先ず、Ｘフラグに１がセットされ
ているか否かが判別されるが、ここで、前述した位置決
め装置のイニシャライズ処理が実施された直後に、ステ
ップS12,S13,S14及びS22を介して、ステップS24に至る
場合でも、また、既にステップS15以降のステップが実
施された後にステップS24に至る場合でも、Ｘフラグは
必ず０にリセットされた状態にあるから、ここでの判別
は否（Ｎ）となり、そして、次のステップS25が実施さ
れる。このステップS25では、実弁開度θａが目標弁開
度θ_０よりも、その数値でみて２以上大きいか否かが判
別される。この判別が否（Ｎ）であると、ステップS25
からステップS12に直ちに戻るようなルーチンが繰り返
されるだけであるので、この場合には、DCモータ13が駆
動されることはない。

しかしながら、ステップS25での判別が正（Ｙ）であ
る場合には、次のステップS26に於いて、可変吸気制御
弁11の目標弁開度θ_０が全閉位置、即ち、数値でみて０
か否かが判別される。ここでの判別が否（Ｎ）の場合に
は、ステップS27乃至S30をバイパスして、ステップS31
に至り、このステップS31にて、DCモータ13は、閉側に
駆動される。即ち、この場合、先のステップS22での判
別が正（Ｙ）であるから、DCモータ13は、可変吸気制御
弁11を閉じる方向に駆動され、そして、次のステップS3
2に於いて、Ｘフラグに１がセットされた後、ステップS
12に戻って、これ以後のルーチンが繰り返して実施され
ることになる。

ここで、上述のルーチンが繰り返されるとき、ステッ
プS24に再び至ると、この場合、Ｘフラグには既に１が
セットされているから、ここでの判別は正（Ｙ）とな
り、従って、この後に於いては、ステップS25をバイパ
スして、ステップS26に至るようにルーチンとなる。

そして、上述のルーチンが繰り返して実施されている
間に於いて、ステップS14及びS22での判別が共に否とな
った場合には、ステップS23を経て、ステップS12に戻る
ことになる。即ち、この場合には、可変吸気制御弁11の
実弁開度θａがその目標弁開度θ_０に一致したことを意
味しているから、この後に於いては、ステップS12から
ステップS13,S14,S22及びS23を介して、ステップS12に
戻るようなルーチンが繰り返されるだけで、DCモータ13
が駆動されることはない。ここで、このようにして可変
吸気制御弁11の実弁開度θａをその目標弁開度θ_０に一
致させるようにルーチンが繰り返される際、前述の説明
から明らかなように、ステップS25はバイパスされるこ
とになる。つまり、ステップS25が１回実施されて、そ
の判別が正（Ｙ）となったときには、必ず、ステップS3
2が実施されてＸフラグに１がセットされるから、この
後に於いては、可変吸気制御弁11の実弁開度θａが目標
弁開度θ_０に一致して、ステップS23が実施されない限
り、ステップS24での判別は正（Ｙ）となるので、ステ
ップS25は実施されないことになる。

また、前述したステップS25を経てステップS26に至
り、このステップS26での判別が正（Ｙ）となる場合、
つまり、可変吸気制御弁11の目標弁開度が全閉位置、即
ち、数値でみて０に設定されたときには、次のステップ
S27が実施され、このステップS27では、可変吸気制御弁
11の実弁開度θａが全閉位置の手前の弁開度であるか否
か、つまり、その弁開度を数値で示した場合、１である
か否かが判別される。ここでの判別が否の場合には、ス
テップS31以降のステップが実施されることで、前述し
たように可変吸気制御弁11の弁開度を小さくするような
閉側への駆動ルーチンが繰り返されることになる。ここ
でも、一旦、ステップS32を通過した後には、Ｘフラグ
に１がセットされるので、ステップS25はバイパスして
実施されることになる。

このようにして開側への駆動ルーチンが繰り返されて
いるとき、前述したステップS27での判別が正（Ｙ）と
なると、即ち、この場合、可変吸気制御弁11の実弁開度
θａがその数値でみて１に達すると、この場合には、次
のステップS28が実施される。このステップS28では、Ｚ
フラグに１がセットされているか否かが判別されるが、
この場合、Ｚフラグは未だ０にリセットされたままの状
態であるから、ここでの判別は否（Ｎ）となり、次のス
テップS29が実施される。このステップS29では、前述し
たウエイトタイマに同様にして所定時間T2がセットさ
れ、そして、Ｚフラグに１がセットされる。

この後、次のステップS30に於いては、ウエイトタイ
マにセットされた所定時間T2が完了したか否かが判別さ
れるが、ここでは、先のステップS29にて、ウエイトタ
イマに所定時間T2がセットされた直後にあるから、ここ
での判別は否（Ｎ）となり、それ故、この場合には、ス
テップS31をバイパスすることで、DCモータ13の駆動が
停止され、そして、ステップS32を経た後、ステップS12
に戻り、このステップS12以降のルーチンが繰り返して
実施されることになる。この場合、次のルーチンでは、
ステップS28での判別が正（Ｙ）となるので、ステップS
29はバイパスされることになる。従って、このような繰
り返しのルーチン、即ち、ステップS31をバイパスする
ことで、DCモータ13の駆動が停止した状態は、ステップ
S30での判別が正となるまで、つまり、ウエイトタイマ
に設定された所定時間T2が完了するまで継続されること
になる。

そして、所定時間T2が完了すると、ステップS30での
判別がこの時点で正（Ｙ）となるから、再び、ステップ
S31が実施されて、DCモータ13は閉側に駆動される。こ
れにより、可変吸気制御弁11は、その実弁開度θａが全
閉位置の直前の位置から全閉位置となるように、つま
り、その実弁開度θａが数値でみたとき、１から０に達
するように駆動される。

この後、可変吸気制御弁11の実弁開度θａが全閉位置
に達すると、前述したようにステップS14及びS22での判
別が夫々否となり、そして、ステップS23を経てステッ
プS12に戻り、このステップS12以降のステップが繰り返
されることになる。

ここで、以上までに説明した可変吸気制御弁11の閉側
での作動を纏めれば、可変吸気制御弁11の目標弁開度θ
_０が実弁開度θａより小さい場合にあって、しかも、そ
の目標弁開度θ_０が全閉位置、即ち、数値でみて０に設
定された場合、第16図に示されているように、DCモータ
13の閉側への駆動中、可変吸気制御弁11の実弁開度θａ
が全閉位置の直前の弁開度位置、つまり、数値でみて１
に達したとき、DCモータ13は、その駆動が所定時間T2だ
け停止され、そして、この後、再度駆動されて、可変吸
気制御弁11の実弁開度θａは、その目標弁開度θ_０であ
る全閉位置に位置付けられることになる。

尚、この場合、可変吸気制御弁11の目標弁開度θ_０が
全閉位置以外の弁開度に設定された場合には、その途中
に於いて、DCモータ13の駆動停止を実施することなく、
その実弁開度θａは、目標弁開度θ_０に位置付けられる
ことになる。

また、この実施例では、可変吸気制御弁11が全閉方向
に駆動され始めるとき、その実弁開度θａと目標弁開度
θ_０との差が数値でみて２以上ない場合には、ステップ
S25での判別が否（Ｎ）となるので、このような場合、D
Cモータ13が回転駆動されることはない。従って、可変
吸気制御弁11の実弁開度θａが全閉位置側の目標弁開度
θ_０に向かって可変される場合、例えば、その実弁開度
θａが全開位置にあると仮定すると、その目標弁開度θ
_０には、第16図中、１点鎖線で示されているように、全
閉位置直前の弁開度位置を除いた目標弁開度θ_０しか実
質的に設定することはできないことなる。

一方、可変吸気制御弁11をその目標弁開度θ_０側に向
かって、一旦、DCモータ13により駆動した後に於いて
は、ステップS32が実施されることで、この後のステッ
プS25の実施は中止されるから、その目標弁開度θ_０が
数値でみて０でない限り、目標弁開度θ_０の直前の弁開
度位置で、DCモータ13の駆動が停止されることはない。

以上の説明から明らかなように、可変吸気制御弁11の
実弁開度θａは、第14図に示された目標弁開度特性に従
い、エンジン速度に応じて変化され、これにより、可変
吸気制御弁11の実弁開度θａは、エンジン速度がN1以下
の場合、全閉位置に維持されることから、内燃機関の燃
焼室１に供給される吸気は、迂回吸気通路12を経由した
長い有効吸気経路を流れることになり、これに対し、エ
ンジン速度がN2以上の場合にあっては、可変吸気制御弁
11の実弁開度θａが全開位置に維持されることから、内
燃機関の燃焼室１に供給される吸気は、主吸気通路２の
みの短い有効吸気経路を流れることになる。また、エン
ジン速度がN1とN2との間にある場合、可変吸気制御弁11
の実弁開度θａは、全閉位置と全開位置との間で、その
エンジン速度の上昇に応じて段階的に可変されることに
なる。

従って、内燃機関の出力トルクは、第17図に示される
ようになり、この第17図から明らかな如く、そのエンジ
ン速度の全域に亙って高い出力トルクを得ることがで
き、また、可変吸気制御弁11が全閉から全開に移行する
際の出力トルクの変動をも小さく抑えることができる。

また、前述した実施例では、可変吸気制御弁11の目標
弁開度θ_０が全閉位置又は全開位置に設定された場合、
更には、位置決め装置のイニシャライズ処理に於いて、
可変吸気制御弁11が初期位置である全閉位置に位置付け
られる際にあっては、その実弁開度θａが全開位置若し
くは全閉位置の直前の弁開度位置に位置付けられたと
き、また、イニシャライズ処理での場合にあっては、第
１回転数センサ25からの信号に反転がある度に、DCモー
タ13の駆動を所定時間T2だけ停止した後に、DCモータ13
を再度駆動して、その実弁開度θａを全開位置若しくは
全閉位置に位置付けるようにしてあるので、可変吸気制
御弁11の弁体をその全開位置若しくは全閉位置に緩やか
に位置付けることができる。

即ち、この点に関し、DCモータ13のモータ速度は、そ
の通電時間に対し、第18図に示されるような特性を有し
ていることから、そのモータ速度は、その通電の開始
時、つまり、駆動開始時にあっては遅く、従って、可変
吸気制御弁11の弁体がその直前の弁開度位置から全開位
置及び全閉位置に到達する際、これら全開位置若しくは
全閉位置を大きくオーバランするように弁体が駆動され
ることはない。従って、全開位置及び全閉位置を規定す
るストッパに対して、可変吸気制御弁の弁体が実質的に
衝突するような衝突回数を大幅に低減できるばかりでな
く、また、弁体が上記ストッパに対して強く衝突するの
を確実に防止することができる。この結果、可変吸気制
御弁に於ける弁体の損傷を防止することができるばかり
でなく、DCモータ13の損傷をも防止して、位置決め装置
の耐久性を向上することができる。

この発明は、上述した一実施例に制約されるものでは
なく、種々の変形が可能である。例えば、一実施例で
は、イニシャライズ処理が完了したか否かの判定に、第
１回転数センサ25の出力信号を利用したが、その信号は
第２回転数センサ26からの出力信号であってもよく、ま
た、第１及び第２回転数センサ25,26からの両方の出力
信号を監視するようにしもよい。また、イニシャライズ
処理を実施する条件として、一実施例の場合には、DCモ
ータ13のバッテリ電圧VBがV1又はV2以上としたが、これ
らV1及びV2の値は、同一の値であってもよい。

また、一実施例では、可変吸気制御弁がその全閉位置
に向かって駆動される際のみに、その目標弁開度と実弁
開度との差が所定の数値以上でない場合、DCモータの駆
動を実施しないようにしたが、このようなDCモータの駆
動に対するヒステリシスを可変吸気制御弁がその全開位
置に向かって駆動される場合にも設けるようにしてもよ
い。

更に、この発明は、可変吸気システムに組み込まれた
直流モータ型位置決め装置のみに適用できるものではな
く、例えは、直流モータ型位置決め装置が内燃機関のア
イドルスピードコントロールバルブの弁開度を制御する
ために使用される場合であっても、この発明の方法を実
施できることは勿論である。

（発明の効果）以上説明したように、この発明の直流モータ型位置決
め装置の駆動制御方法によれば、直流モータを駆動して
対象物の実位置を目標位置に位置付ける際、これら実位
置及び目標位置を数量化して求め、対象物の一方の変位
方向ではその実位置を示す実数値と目標位置を示す目標
数値と間の差が第１設定数以上開いたときに直流モータ
を駆動し、これに対し、対象物の他方の変位方向ではそ
の差が第１設定数よりも大の第２設定数以上の場合に直
流モータを駆動するようにしたので、一方の変位方向に
関しては対象物の位置決めを応答良く行えるが、他方の
変位方向に関しては対象物の目標位置が更新され難くな
るので、対象物の動きにハンチングを生じさせることは
なく、この結果、対象物の位置決め制御を安定して実施
できる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は、この発明の一実施例を示し、第１図は、可変吸
気システムを備えた内燃機関の概略断面図、第２図は、
位置決め装置の構成を示す断面図、第３図及び第４図
は、第１及び第２回転数センサを夫々示す断面図、第５
図は、第１及び第２回転数センサからの夫々の出力を示
すグラフ、第６図は、電子制御装置のブロック構成図、
第７図乃至第11図は、可変吸気システムの制御作動を説
明するためのフローチャート、第12図は、位置決め装置
のイニシャライズ処理が実施される際、DCモータ及び回
転数センサの作動を概略的に示すタイムチャート、第13
図は、可変吸気制御弁の実弁開度とDCモータの単位回転
回数との関係を示すグラフ、第14図は、可変吸気制御弁
の目標弁開度特性を示すグラフ、第15図は、第14図のグ
ラフに於ける一部分の詳細を示し、エンジン速度と目標
弁開度との関係を示すグラフ、第16図は、可変吸気制御
弁の弁開度制御を概略的に示すDCモータの作動と弁開度
との関係を示すタイムチャート、第17図は、可変吸気シ
ステムの働きによって得られる内燃機関の出力トルクと
エンジン速度との関係を示すグラフ、第18図は、DCモー
タに於いて、その通電時間とモータ速度との関係を示す
グラフである。２……主吸気通路、10……サージタンク、11……可変吸
気制御弁、12……迂回吸気通路、13……DCモータ、16…
…動力伝達経路、25,26……回転数センサ、30……電子
制御装置、31……エンジン速度センサ。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−239308（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−140119（ＪＰ，Ａ) 実開昭51−124596（ＪＰ，Ｕ) 実開昭64−22835（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】位置決め制御すべき対象物に動力伝達経路
を介して接続された直流モータと、この直流モータから
動力伝達経路に含まれる回転軸の回転数を検出する回転
数センサと、この回転数センサからの信号に基づき対象
物の実位置を算出する一方、この実位置を制御入力の変
化に応じて設定される目標位置と比較し、目標位置に実
位置を一致させるように直流モータを駆動する直流モー
タ型位置決め装置に於いて、対象物の許容変位範囲を段
階的に区分することにより、対象物の実位置及び目標位
置を数量化して求め、対象物の実位置を示す実数値と目
標位置を示す目標数値との間の差が対象物の一方の変位
方向に第１設定数以上開いたときには目標数値を新たな
値に更新して直流モータを駆動し、これに対し、前記差
が対象物の他方の変位方向に開いている場合にはその差
が前記第１設定数よりも大きな第２設定数以上であると
きに目標数値を新たな値に更新して直流モータを駆動
し、対象物の実数値を更新された目標数値に一致させる
ことを特徴とする直流モータ型位置決め装置の駆動制御
方法。