專利名稱：用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置和驅(qū)動控制裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于由電致動器操作的運動機構(gòu)(例如改變發(fā)動機氣門的升程量的可變氣門升程機構(gòu)等)的驅(qū)動控制裝置，以及該驅(qū)動控制裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
日本未審專利公開No.2001-254637公開了一種用于可變氣門升程機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，該可變氣門升程機構(gòu)改變發(fā)動機氣門的升程量。
在上述驅(qū)動控制裝置中，對可變氣門升程機構(gòu)是否發(fā)生異常進行診斷，并且當檢測到可變氣門升程機構(gòu)的異常時，停止對可變氣門升程機構(gòu)的油控閥(oil control valve)(電致動器)的供電，從而將發(fā)動機氣門的升程量固定在最小。
然而，即使當檢測到可變氣門升程機構(gòu)異常時輸出切斷對電致動器的供電的命令，如果電致動器的驅(qū)動電路發(fā)生異常，也會出現(xiàn)不能將發(fā)動機氣門的升程量固定到最小的情況。
此外，在使用電機作為電致動器的可變氣門升程機構(gòu)中，電機需要產(chǎn)生抵抗凸輪(cam)反作用力的大轉(zhuǎn)矩。因此，如果由于驅(qū)動電路的異常而導致對電機的供電持續(xù)非常長的時間段，則電機會發(fā)生故障。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是當電致動器操作的運動機構(gòu)發(fā)生異常時，可靠地停止對電致動器的驅(qū)動。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，當檢測到運動機構(gòu)發(fā)生異常時，停止對電致動器的驅(qū)動電路的供電。
結(jié)合附圖，根據(jù)以下描述可以理解本發(fā)明的其它目的和特征。


圖1是一個實施例中的發(fā)動機的系統(tǒng)圖。
圖2是示出該實施例中的可變氣門動作(event)和升程機構(gòu)的剖視圖(圖3中的A-A剖視圖)。
圖3是可變氣門動作和升程機構(gòu)的側(cè)視圖。
圖4是可變氣門動作和升程機構(gòu)的俯視圖。
圖5是示出用在可變氣門動作和升程機構(gòu)中的偏心凸輪的立體圖。
圖6是示出可變氣門動作和升程機構(gòu)的低升程控制狀態(tài)的剖視圖(圖3中的B-B剖視圖)。
圖7是示出可變氣門動作和升程機構(gòu)的高升程控制狀態(tài)的剖視圖(圖3中的B-B剖視圖)。
圖8是示出可變氣門特性機構(gòu)中的進氣門的升程特性的曲線圖。
圖9是示出可變氣門動作和升程機構(gòu)中的氣門定時與升程量之間的關(guān)系的曲線圖。
圖10是示出可變氣門動作和升程機構(gòu)中的控制軸的驅(qū)動機構(gòu)的立體圖。
圖11是示出VEL控制器的第一實施例的電路框圖。
圖12是示出對中繼電路進行控制的流程圖。
圖13是示出對可變氣門動作和升程機構(gòu)進行反饋控制的流程圖。
圖14是示出在可變氣門動作和升程機構(gòu)發(fā)生故障時的控制的流程圖。
圖15是示出在可變氣門動作和升程機構(gòu)發(fā)生故障時的控制的另一示例的流程圖。
圖16是示出VEL控制器的第二實施例的電路框圖。
圖17是示出由圖16所示的VEL控制器進行的控制的流程圖。
圖18是示出由圖16所示的VEL控制器進行的控制的流程圖。
圖19是示出VEL控制器的第三實施例的電路框圖。
圖20是示出對可變氣門動作和升程機構(gòu)中的反饋系統(tǒng)中的異常進行診斷的流程圖。
圖21是示出對DC伺服電機中的過載電流進行診斷的流程圖。
圖22是示出對DC伺服電機中的伺服系統(tǒng)進行診斷的流程圖。
具體實施例方式
圖1是本發(fā)明一個實施例中的車輛發(fā)動機的系統(tǒng)圖。
在圖1中，在車輛的內(nèi)燃機101的進氣管104中，設(shè)置有電子控制節(jié)氣門104。
電子控制節(jié)氣門104是用于通過節(jié)氣門電機103a(致動器)來驅(qū)動節(jié)氣門(進氣節(jié)氣門)103b以使之打開和關(guān)閉的裝置。
于是，空氣通過電子控制節(jié)氣門104和進氣門105被吸入發(fā)動機101的燃燒室106中。
燃燒后的廢氣通過排氣門107從燃燒室106排出，然后由前催化劑108和后催化劑109加以凈化以排入大氣。
排氣門107由凸輪111驅(qū)動以打開和關(guān)閉，同時保持預定的升程量、預定的氣門工作角和預定的氣門定時，所述凸輪111由排氣側(cè)凸輪軸110軸向支承。
另一方面，設(shè)置有可變氣門動作和升程(VEL)機構(gòu)112，其連續(xù)改變進氣門105的升程量及其工作角。
上述VEL機構(gòu)112相當于本實施例中的運動機構(gòu)。
作為控制單元，設(shè)置有發(fā)動機控制模塊(ECM)114和VEL控制器113。
ECM 114和VEL控制器113可以相互通信。
VEL機構(gòu)112由VEL控制器113控制。
ECM 114接收來自各種傳感器的檢測信號，所述各種傳感器對發(fā)動機和車輛的驅(qū)動條件進行檢測。
作為所述各種傳感器，設(shè)置有檢測發(fā)動機101的進氣流量的空氣流量計115；檢測加速裝置(accelerator)開度的加速裝置開度傳感器116；從曲軸120獲取曲軸轉(zhuǎn)動信號的曲軸角傳感器117；檢測節(jié)氣門103b的開度TVO的節(jié)氣門傳感器118；以及檢測發(fā)動機101的冷卻水溫度的水溫傳感器119。
此外，在進氣門105上游側(cè)的進氣口130上設(shè)置有燃料噴射閥131。
燃料噴射閥131根據(jù)來自ECM 114的噴射脈沖信號被驅(qū)動為開啟，以噴射與噴射脈沖信號的噴射脈沖寬度(閥開啟時間)成比例的量的燃料。
圖2到圖4詳細地示出了VEL機構(gòu)112的結(jié)構(gòu)。
圖2到圖4所示的VEL機構(gòu)112包括一對進氣門105、105；中空的凸輪軸13，其由汽缸蓋11的凸輪軸承14可轉(zhuǎn)動地支承；兩個偏心凸輪15、15(驅(qū)動凸輪)，它們是由凸輪軸13軸向支承的轉(zhuǎn)動凸輪；控制軸16，其由凸輪軸承14可轉(zhuǎn)動地支承，并被平行地設(shè)置在凸輪軸13的上部位置；一對搖臂18、18，其由控制軸16通過控制凸輪17擺動地支承；以及一對獨立的擺動凸輪20、20，其分別通過氣門升程裝置19、19設(shè)置到進氣門105、105的上端部。
偏心凸輪15、15分別通過連接臂25、25與搖臂18、18相連接。搖臂18、18通過連接件26、26與擺動凸輪20、20連接。
搖臂18、18，連接臂25、25以及連接件26、26構(gòu)成傳動機構(gòu)。
如圖5所示，各偏心凸輪15被形成為大體環(huán)形，并包括小直徑的凸輪體15a，在凸輪體15a的外表面上一體地形成有凸緣部15b。沿偏心凸輪15的軸向貫穿其內(nèi)部地形成有凸輪軸插入孔15c，此外，凸輪體15a的中心軸X從凸輪軸13的中心軸Y偏移一預定的距離。
偏心凸輪15、15分別在氣門升程裝置19、19的外側(cè)通過凸輪軸插入孔15c被壓入并固定于凸輪軸13，從而不會與氣門升程裝置19、19發(fā)生干擾。
如圖4所示，每個搖臂18都被彎曲并形成為大體曲柄形狀，其中央基部18a由控制凸輪17可轉(zhuǎn)動地支承。
銷孔18d被形成為貫穿一個端部18b，該端部18b被形成為從基部18a的外端部突出。要與連接臂(link arm)25的梢部相連接的銷21被壓入銷孔18d中。銷孔18e被形成為貫穿另一個端部18c，該端部18c被形成為從基部18a的內(nèi)端部突出。要與各連接件(link member)26的一個端部26a(稍后要說明)相連接的銷28被壓入銷孔18e中。
控制凸輪17形成為圓柱形狀并固定到控制軸16的外周。如圖2所示，控制凸輪17的中心軸P1的位置從控制軸16的中心軸P2的位置偏移α。
如圖2、圖6和圖7所示，擺動凸輪20形成為大體橫U形，并且支承孔22a形成為貫穿大體環(huán)形的基端部22。凸輪軸13插入到支承孔22a中以受到可轉(zhuǎn)動支承。此外，銷孔23a形成為貫穿位于搖臂18的另一個端部18c處的端部23。
在擺動凸輪20的底面上形成有位于基端部22一側(cè)的基圓面24a；和凸輪表面24b，其以弧形從基圓面24a延伸到端部23的邊緣?；鶊A面24a和凸輪表面24b與對應(yīng)于擺動凸輪20的擺動位置的各氣門升程裝置19的上表面的預定位置相接觸。
即，根據(jù)圖8所示的氣門升程特性，如圖2所示，基圓面24a的預定角度范圍θ1是基圓區(qū)間(base circle interval)，從凸輪表面24b的基圓區(qū)間θ1到預定角度范圍θ2的范圍是所謂的斜坡區(qū)間(ramp interval)，從凸輪表面24b的斜坡區(qū)間θ2到預定角度范圍θ3的范圍是升程區(qū)間。
連接臂25包括環(huán)形的基部25a；和突出地形成在基部25的外表面的預定位置上的凸出端25b。在基部25a的中央位置上形成有配合孔25c，該配合孔25c將與偏心凸輪15的凸輪體15a的外表面可轉(zhuǎn)動地配合。此外，銷孔25d形成為貫穿突出端25b，銷21被可轉(zhuǎn)動地插入該銷孔25d中。
連接件26形成為預定長度的直線形狀，銷插入孔26c、26d形成為貫穿兩個圓端部26a、26b。分別壓入到搖臂18的另一端部18c的銷孔18d和擺動凸輪20的端部23的銷孔23a中的銷28、29的端部可轉(zhuǎn)動地插入到銷插入孔26c、26d中。
在各銷21、28、29的端部上設(shè)置有限制連接臂25和連接件26的軸向移動的止動環(huán)30、31、32。
在這種結(jié)構(gòu)中，如圖6和圖7所示，氣門升程量根據(jù)控制軸16的中心軸P2與控制凸輪17的中心軸P1之間的位置關(guān)系而變化，并且，通過驅(qū)動控制軸16使之轉(zhuǎn)動，使得控制軸16的中心軸P2相對于控制凸輪17的中心軸P1的位置發(fā)生變化。
如圖10所示，控制軸16被DC伺服電機(致動器)121驅(qū)動，以在由止動器所限定的預定轉(zhuǎn)動角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。通過由致動器121改變控制軸16的轉(zhuǎn)動角度，使得各進氣門105、105的升程量和工作角在最大氣門升程量與最小氣門升程量之間的可變范圍內(nèi)連續(xù)變化，該可變范圍由止動器限定(參見圖9)。
在圖10中，DC伺服電機121被設(shè)置為使其轉(zhuǎn)動軸平行于控制軸16，并且，所述轉(zhuǎn)動軸的梢部軸向支承錐齒輪(bevel gear)122。
另一方面，一對撐桿(stay)123a、123b固定于控制軸16的梢端。螺母124被擺動支承在與控制軸16平行的軸周圍，所述控制軸16連接所述一對撐桿123a、123b的端部。
與錐齒輪122嚙合的錐齒輪126在與螺母124接合的螺桿125的梢端處受到軸向支承。DC伺服電機121的轉(zhuǎn)動使螺桿125轉(zhuǎn)動，并且，與螺桿125接合的螺母124的位置在螺桿125的軸向上發(fā)生位移，從而使控制軸16轉(zhuǎn)動。
這里，氣門升程量在螺母124的位置接近錐齒輪126時減小，而氣門升程量在螺母124的位置遠離錐齒輪126時增大。
此外，如圖10所示，在控制軸16的梢端上設(shè)置有檢測控制軸16的角度的電位計型角度傳感器127。VEL控制器113對DC伺服電機121進行反饋控制，以使得角度傳感器127檢測到的實際角度與目標角度(相當于目標升程量的值)一致。
止動件128被形成為從控制軸16的外周突出。
當止動件128在氣門升程量增大方向和氣門升程量減小方向上與固定側(cè)上的承受部件(receiving member)(圖中未示出)相接觸時，限定了控制軸16的轉(zhuǎn)動范圍(氣門升程量的可變范圍)。
圖11示出了VEL控制器113的結(jié)構(gòu)。
向VEL控制器113提供電池電壓，并通過供電電路301向CPU 302供電。
此外，來自供電電路301的供電電壓通過供電緩沖電路303被提供給角度傳感器127a、127b。
通過輸入電路304a、304b，將來自角度傳感器127a、127b的輸出信號讀入CPU 302。
此外，設(shè)置有用于驅(qū)動DC伺服電機121的電機驅(qū)動電路305。
電機驅(qū)動電路305是PWM系統(tǒng)驅(qū)動電路，其基于從CPU 302輸出的控制信號(脈沖寬度調(diào)制信號PWM)的直流電平，改變用于使DC伺服電機121的驅(qū)動電源接通/斷開的脈沖信號的脈沖寬度，其改變所述脈沖信號的通態(tài)占寬(ON duty)，以控制DC伺服電機121的平均電壓。
為了沿正向轉(zhuǎn)動方向以及沿反向轉(zhuǎn)動方向驅(qū)動DC伺服電機121，從CPU 302向電機驅(qū)動電路305輸入用于正向和反向轉(zhuǎn)動的控制信號，而不是脈沖寬度調(diào)制信號PWM。
電池電壓通過中繼電路306提供到電機驅(qū)動電路305，通過中繼驅(qū)動電路307使中繼電路306導通/斷開，根據(jù)來自CPU 302的端口輸出來控制所述中繼驅(qū)動電路307。
此外，設(shè)置有電流檢測電路308，其檢測DC伺服電機121的電流。
此外，VEL控制器113配置有用于在VEL控制器113與ECM 114之間進行通信的通信電路309。
下面將根據(jù)圖12到圖14中的流程圖來說明VEL控制器113對VEL機構(gòu)112(DC伺服電機121)的驅(qū)動控制和的故障保護控制。
圖12中的流程圖表示對中繼電路306的控制。在步驟S1中，判斷VEL機構(gòu)112的驅(qū)動許可條件是否成立。
當驅(qū)動許可條件成立時，控制進行到步驟S2，在步驟S2，對CPU 302中用于中繼驅(qū)動的輸出端口進行置位。結(jié)果，中繼電路306接通，從而向電機驅(qū)動電路305提供電池電壓。
另一方面，當許可條件不成立時，控制進行到步驟S3，在步驟S3，對用于中繼驅(qū)動的輸出端口進行清零。結(jié)果，中繼電路306斷開，從而切斷向電機驅(qū)動電路305的電池電壓提供。
圖13中的流程圖表示對DC伺服電機121(電致動器)的反饋控制。在步驟S11中，判斷VEL機構(gòu)112的驅(qū)動許可條件是否成立。
當許可條件不成立時，控制進行到步驟S12，在步驟S12，將脈沖寬度調(diào)制信號PWM設(shè)為零，以停止對DC伺服電機121的驅(qū)動。
另一方面，當許可條件成立時，控制進行到步驟S13，在步驟S13，計算控制軸16的目標角度(目標VEL角度)。
注意，VEL控制器113可以讀入ECM 114計算的目標角度的數(shù)據(jù)。
在步驟S14中，基于來自角度傳感器127的輸出信號對控制軸16的實際角度進行檢測。
在步驟S15中，基于目標角度與實際角度之間的偏差來計算反饋操作量。
在步驟S16中，基于步驟S15中的計算結(jié)果來設(shè)置要輸出到電機驅(qū)動電路305的脈沖寬度調(diào)制信號PWM。
圖14中的流程圖表示當VEL機構(gòu)112發(fā)生故障時的故障保護控制。
在步驟S21中，確定是否判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生了故障。
基于目標角度與實際角度之間的偏差、電流檢測電路308檢測到的DC伺服電機121的電流、以及DC伺服電機121的驅(qū)動占寬等，對VEL機構(gòu)112進行故障診斷。
當在步驟S21中確定了判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生故障時，控制進行到步驟S22，在步驟S22，對CPU 302中的用于中繼驅(qū)動的輸出端口進行清零。結(jié)果，中繼電路306斷開，從而切斷向電機驅(qū)動電路305的電池電壓(電源電壓)供應(yīng)。
此外，在下一個步驟S23中，將脈沖寬度調(diào)制信號PWM的直流電平設(shè)為零，以避免產(chǎn)生脈沖信號(DC伺服電機121的接通信號)，從而，即使中繼電路306出現(xiàn)故障，也可以停止DC伺服電機121的操作。
圖15中的流程圖表示故障保護控制的另一個實施例。
在步驟S31中，確定是否判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生了故障。
當在步驟S31中確定判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生了故障時，控制進行到步驟S32，在步驟S32，將脈沖寬度調(diào)制信號PWM設(shè)為零。
此外，在下一個步驟S33中，讀取電流檢測電路308檢測到的DC伺服電機121的電流IVEL。
然后，在步驟S34中，判斷電流IVEL是否等于或大于基準電流IVELFS#。
這里，如果判斷出DC伺服電機121的電流IVEL等于或大于基準電流IVELFS#，則控制進行到步驟S35，在步驟S35，判斷電機驅(qū)動電路305是否發(fā)生異常。
即，由于在步驟S32中已將脈沖寬度調(diào)制信號PWM設(shè)為零，所以DC伺服電機121的電流IVEL在正常情況下應(yīng)該為零。因此，當電流IVEL等于或大于基準電流IVELFS#時，電機驅(qū)動電路305向DC伺服電機121提供與脈沖寬度調(diào)制信號PWM不對應(yīng)的驅(qū)動電流。
當在步驟S35中判斷出電機驅(qū)動電路305發(fā)生異常時，在下一個步驟S36，將CPU 302中的用于中繼驅(qū)動的輸出端口清零以斷開中繼電路306，從而切斷向電機驅(qū)動電路305的電池電壓(電源電壓)供應(yīng)。
結(jié)果，將DC伺服電機121的電流IVEL設(shè)為零，從而可以可靠地停止對DC伺服電機121的驅(qū)動。
圖16表示VEL控制器113的第二實施例。
圖16所示的VEL控制器113不同于圖11所示的VEL控制器113之處僅在于設(shè)置有第一電機驅(qū)動電路305a(主驅(qū)動電路)和第二電機驅(qū)動電路305b(副驅(qū)動電路)，作為電機驅(qū)動電路。
第一電機驅(qū)動電路305a和第二電機驅(qū)動電路305b都通過中繼電路306被提供有電池電壓，僅第一電機驅(qū)動電路305a配置有電流檢測電路308。
圖17和圖18中的流程圖表示圖16所示的VEL控制器113的故障保護控制。
在圖17的流程圖中，在步驟S41，計算控制軸16的目標角度(目標VEL角度)。
注意，VEL控制器113可以讀入在ECM 114中計算的目標角度的數(shù)據(jù)。
在步驟S42中，基于來自角度傳感器127的輸出信號來檢測控制軸16的實際角度。
在步驟S43中，基于目標角度與實際角度之間的偏差來計算反饋操作量。
在步驟S44中，確定是否判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生了故障。
然后，當確定沒有判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生故障時，控制進行到步驟S45，在步驟S45，對脈沖寬度調(diào)制信號PWM的輸出進行設(shè)置以通過第一電機驅(qū)動電路305a來驅(qū)動DC伺服電機121。
另一方面，當確定判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生故障時，控制進行到步驟S46，在步驟S46，對脈沖寬度調(diào)制信號PWM的輸出進行設(shè)置以通過第二電機驅(qū)動電路305b來驅(qū)動DC伺服電機121。
在對VEL機構(gòu)112的故障判斷是由第一電機驅(qū)動電路305a的故障所導致的情況下，通過將驅(qū)動電路從第一電機驅(qū)動電路305a切換到第二電機驅(qū)動電路305b，消除了故障狀態(tài)。
另一方面，在圖18的流程圖中，在步驟S51，判斷DC伺服電機121是否是由第二電機驅(qū)動電路305b驅(qū)動的。
在DC伺服電機121是由第二電機驅(qū)動電路305b驅(qū)動的情況下，控制進行到步驟S52。
在步驟S52中，確定是否判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生了故障。
在確定沒有判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生故障的情況下，作為驅(qū)動電路從第一電機驅(qū)動電路305a切換到第二電機驅(qū)動電路305b的結(jié)果，消除了VEL機構(gòu)112的故障。
即，對VEL機構(gòu)112的故障判斷是由第一電機驅(qū)動電路305a的故障所導致的，因此，可以通過使用第二電機驅(qū)動電路305b來正常地進行對DC伺服電機121的驅(qū)動控制。因此，在該步驟終止本控制例程，以使用第二電機驅(qū)動電路305b繼續(xù)驅(qū)動控制狀態(tài)。
另一方面，在確定判斷出VEL機構(gòu)112發(fā)生故障的情況下，驅(qū)動電路不會導致VEL機構(gòu)112發(fā)生故障。因此，控制進行到步驟S53，在步驟S53，判斷出DC伺服電機121(電致動器)本身發(fā)生了故障。
當在步驟S53中判斷出DC伺服電機121(電致動器)發(fā)生故障時，在下一個步驟S54中，將脈沖寬度調(diào)制信號PWM的輸出設(shè)為零。
此外，在步驟S55中，將CPU 302中的用于中繼驅(qū)動的輸出端口清零，以切斷向第一電機驅(qū)動電路305a和第二電機驅(qū)動電路305b的供電，從而停止對DC伺服電機121的驅(qū)動。
圖19表示VEL控制器113的第三實施例。
在第三實施例中，發(fā)動機101是V型發(fā)動機，具有左氣缸排(bank)和右氣缸排，各排上設(shè)置有VEL機構(gòu)112。
在右氣缸排上的VEL機構(gòu)112中設(shè)置有角度傳感器127a、127b，作為檢測控制軸16的角度的角度傳感器，將來自這些角度傳感器127a、127b的輸出分別通過輸入電路304a、304b輸入到CPU 302。
另一方面，在左氣缸排上的VEL機構(gòu)112中設(shè)置有角度傳感器127c、127d，作為檢測控制軸16的角度的角度傳感器，將來自這些角度傳感器127c、127d的輸出分別通過輸入電路304c、304d輸入到CPU 302。
此外，圖19所示的VEL控制器113包括右氣缸排電機驅(qū)動電路305c，其驅(qū)動用于右氣缸排RH的VEL機構(gòu)112的DC伺服電機121a(電致動器)；和左氣缸排電機驅(qū)動電路305d，其驅(qū)動用于左氣缸排LH的VEL機構(gòu)112的DC伺服電機121b(電致動器)。
右氣缸排電機驅(qū)動電路305c和左氣缸排電機驅(qū)動電路305d都通過中繼電路306被提供有電池電壓，并都配置有電流檢測電路308a、308b。
在上述VEL控制器113中，對于各排分別執(zhí)行圖13和圖14的流程圖中所示的控制例程。
當對于各排執(zhí)行圖14的流程圖中所示的控制例程時，在判斷出左氣缸排VEL機構(gòu)或右氣缸排VEL機構(gòu)112發(fā)生故障時，中繼電路306斷開。結(jié)果，向右氣缸排電機驅(qū)動電路305c和左氣缸排電機驅(qū)動電路305d二者的供電都被切斷，從而將左氣缸排和右氣缸排中的每一個處的氣門升程量都固定在最小。
因此，在VEL機構(gòu)112發(fā)生故障的一排上，氣門升程量回到最小，同時不能正?？刂屏硪慌派系臍忾T升程量，因此，可以避免兩排之間的輸出差。
圖20到圖22中的流程圖分別表示VEL機構(gòu)112的故障判斷方法的示例。
圖20中的流程圖表示判斷VEL機構(gòu)112中的反饋系統(tǒng)的故障的過程。
首先，在步驟S61中，計算控制軸16的目標角度，在步驟S62中，檢測控制軸16的實際角度。
然后，在步驟S63中，計算目標角度和實際角度之間的偏差。
在步驟S64中，對所述偏差進行累計。
然后，在步驟S65中，判斷該偏差的累計值是否在預定的范圍內(nèi)。
這里，如果偏差的累計值在預定范圍內(nèi)，則判斷VEL機構(gòu)112受到正常反饋控制，并在本步驟終止控制例程。
另一方面，如果偏差的累計值在預定范圍之外，則控制進行到步驟S66，在步驟S66，判斷反饋系統(tǒng)發(fā)生異常。
圖21中的流程圖表示判斷DC伺服電機121(電致動器)的過載電流的過程。
首先，在步驟S71中，讀取DC伺服電機121(電致動器)的驅(qū)動電流IVEL。
在步驟S72中，計算驅(qū)動電流IVEL的平均值IVELave。
在步驟S73中，判斷驅(qū)動電流IVEL是否等于或大于界限值A(chǔ)。
這里，如果驅(qū)動電流IVEL等于或大于界限值A(chǔ)，則控制進行到步驟S77，在步驟S77，判斷生成了過載電流。
另一方面，在驅(qū)動電流IVEL小于界限值A(chǔ)的情況下，控制進行到步驟S74。
在步驟S74中，判斷平均值IVELave是否等于或大于界限值B。
然后，在平均值IVELave等于或大于界限值B的情況下，控制進行到步驟S75，在步驟S75，設(shè)置計時器以測量平均值IVELave等于或大于界限值B的狀態(tài)的持續(xù)時間。
在步驟S76中，判斷計時器測量的時間t是否等于或長于預定的時間段C。
在計時器測量的時間t等于或長于預定時間段C的情況下，即，在平均值IVELave等于或大于界限值B的狀態(tài)持續(xù)了預定時間段C或超過了預定時間段C的情況下，控制進行到步驟S77，在步驟S77，判斷產(chǎn)生了過載電流。
圖22中的流程圖表示判斷伺服系統(tǒng)發(fā)生異常的過程。
首先，在步驟S81中，讀取DC伺服電機121的通態(tài)占寬VELDTY。
在步驟S82中，判斷通態(tài)占寬VELDTY是否等于或大于預定值D。
當通態(tài)占寬VELDTY等于或大于預定值D時，控制進行到步驟S83，在步驟S83，設(shè)置計時器以測量通態(tài)占寬VELDTY等于或大于預定值D的狀態(tài)的持續(xù)時間。
在下一個步驟S84，判斷計時器測得的時間t是否等于或長于預定時間E。
在計時器測得的時間t等于或長于預定時間E的情況下，控制進行到步驟S85，在步驟S85，判斷VEL機構(gòu)112中的伺服系統(tǒng)發(fā)生異常。
注意，在以上實施例中，將改變發(fā)動機氣門升程量的VEL機構(gòu)112例示為運動機構(gòu)。然而，很顯然，運動機構(gòu)不限于VEL機構(gòu)112。
通過引用將2004年2月3日提交的日本專利申請No.2004-026220的全部內(nèi)容并入于此，并要求其優(yōu)先權(quán)。
盡管僅選擇了精選實施例來例示本發(fā)明，但是對于本領(lǐng)域技術(shù)人員，很明顯根據(jù)本公開可以在不脫離如所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下對其做出各種變化和修改。
此外，僅出于示例的目的提供對根據(jù)本發(fā)明的實施例的前述描述，其目的不是對所附權(quán)利要求及其等同物中所限定的本發(fā)明進行限制。
權(quán)利要求
1.一種用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，包括運動機構(gòu)；操作所述運動機構(gòu)的電致動器；驅(qū)動所述電致動器的驅(qū)動電路；以及向所述驅(qū)動電路輸出控制信號的控制單元；其中，所述控制單元檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常，并當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時停止對所述驅(qū)動電路的供電。
2.如權(quán)利要求1所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，所述控制單元當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，停止對所述驅(qū)動電路的供電，還將針對所述驅(qū)動電路的控制信號清零。
3.如權(quán)利要求1所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，所述控制單元當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，將針對所述驅(qū)動電路的控制信號清零，并且當所述電致動器的在所述控制信號被清零的狀態(tài)下的電流等于或大于預定值時，停止對所述驅(qū)動電路的供電。
4.如權(quán)利要求1所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，設(shè)置有多個所述運動機構(gòu)與所述電致動器的組合，并且還布置有與所述多個電制動器對應(yīng)的多個所述驅(qū)動電路，并且所述控制單元檢測所述多個運動機構(gòu)中的每一個是否發(fā)生異常，并當檢測到所述多個運動機構(gòu)中的至少一個發(fā)生異常時停止對所述多個驅(qū)動電路的全體的供電。
5.如權(quán)利要求4所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，所述多個驅(qū)動電路通過一個公共中繼電路被供電，并且所述控制單元當檢測到所述多個運動機構(gòu)中的至少一個發(fā)生異常時，斷開所述中繼電路以停止對所述多個驅(qū)動電路的全體的供電。
6.如權(quán)利要求1所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，所述控制單元對要輸出到所述驅(qū)動電路的控制信號進行反饋控制，以使得所述運動機構(gòu)的受控變量與目標一致，并且當所述反饋控制中的控制偏差的積分值在預定范圍之外時，判斷所述運動機構(gòu)發(fā)生了異常。
7.如權(quán)利要求1所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，所述控制單元當所述電致動器的電流超過界限電流時，和當所述電致動器的平均電流超過平均界限值的狀態(tài)持續(xù)了預定時間段時，判斷所述運動機構(gòu)發(fā)生了異常。
8.如權(quán)利要求1所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，所述驅(qū)動電路是脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)驅(qū)動電路，其基于從所述控制單元輸出的控制信號的直流電平，改變使用于所述電致動器的驅(qū)動電源接通/斷開的脈沖信號的脈沖寬度，并且所述控制單元當所述脈沖信號的通態(tài)占寬超過預定值的狀態(tài)持續(xù)了預定時間段時，判斷所述運動機構(gòu)發(fā)生了異常。
9.一種用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，包括運動機構(gòu)；驅(qū)動所述運動機構(gòu)的電致動器；驅(qū)動所述電致動器的主驅(qū)動電路和副驅(qū)動電路；以及向所述主驅(qū)動電路和所述副驅(qū)動電路輸出控制信號的控制單元；其中所述控制單元執(zhí)行以下步驟檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常；當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，將用于驅(qū)動所述電致動器的驅(qū)動電路從所述主驅(qū)動電路切換到所述副驅(qū)動電路；在所述電致動器由所述副驅(qū)動電路驅(qū)動的狀態(tài)下，當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，判斷所述電致動器發(fā)生異常；以及在所述電致動器由所述副驅(qū)動電路驅(qū)動的狀態(tài)下，當檢測到所述運動機構(gòu)正常時，判斷所述主驅(qū)動電路發(fā)生異常。
10.如權(quán)利要求9所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，所述控制單元當判斷所述電致動器發(fā)生異常時停止對所述主驅(qū)動電路和所述副驅(qū)動電路的供電。
11.如權(quán)利要求9所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，其中，所述控制單元當檢測出所述電致動器發(fā)生異常時，停止對所述主驅(qū)動電路和所述副驅(qū)動電路的供電，還將針對所述主驅(qū)動電路和所述副驅(qū)動電路的控制信號清零。
12.一種用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，包括運動機構(gòu)；用于操作所述運動機構(gòu)的電操作裝置；用于驅(qū)動所述操作裝置的驅(qū)動裝置；以及用于向所述驅(qū)動裝置輸出控制信號的控制裝置；其中，所述控制裝置檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常，并當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時停止對所述驅(qū)動裝置的供電。
13.一種用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置，包括運動機構(gòu)；用于操作所述運動機構(gòu)的電操作裝置；用于驅(qū)動所述操作裝置的主驅(qū)動裝置和副驅(qū)動裝置；以及用于向所述主驅(qū)動裝置和所述副驅(qū)動裝置輸出控制信號的控制裝置；其中，所述控制裝置執(zhí)行以下步驟檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常；當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，將用于驅(qū)動所述操作裝置的驅(qū)動裝置從所述主驅(qū)動裝置切換到所述副驅(qū)動裝置；在所述操作裝置由所述副驅(qū)動裝置驅(qū)動的狀態(tài)下，當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，判斷所述操作裝置發(fā)生異常；以及在所述操作裝置由所述副驅(qū)動裝置驅(qū)動的狀態(tài)下，當檢測到所述運動機構(gòu)正常時，判斷所述主驅(qū)動裝置發(fā)生異常。
14.一種用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，所述驅(qū)動裝置設(shè)置有運動機構(gòu)、操作所述運動機構(gòu)的電致動器，以及驅(qū)動所述電致動器的驅(qū)動電路，所述控制方法包括以下步驟檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常；以及當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時停止對所述驅(qū)動電路的供電。
15.如權(quán)利要求14所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，還包括以下步驟當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，將針對所述驅(qū)動電路的控制信號清零。
16.如權(quán)利要求14所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述停止對所述驅(qū)動電路的供電的步驟包括以下步驟當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，將針對所述驅(qū)動電路的控制信號清零；以及當所述電致動器的在所述控制信號被清零的狀態(tài)下的電流等于或大于預定值時，停止對所述驅(qū)動電路的供電。
17.如權(quán)利要求14所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，其中，設(shè)置多個所述運動機構(gòu)與所述電致動器的組合，并且還布置與所述多個電致動器對應(yīng)的多個所述驅(qū)動電路，并且所述停止對所述驅(qū)動電路的供電的步驟包括如下步驟檢測所述多個運動機構(gòu)中的每一個是否發(fā)生異常；以及當檢測到所述多個運動機構(gòu)中的至少一個發(fā)生異常時，停止對所述多個驅(qū)動電路的全體的供電。
18.如權(quán)利要求17所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，其中，通過一個公共中繼電路向所述多個驅(qū)動電路供電，并且所述停止對所述多個驅(qū)動電路的供電的步驟包括以下步驟當檢測到所述多個運動機構(gòu)中的至少一個發(fā)生異常時，斷開所述中繼電路以停止向所述多個驅(qū)動電路的全體的供電。
19.如權(quán)利要求14所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，還包括以下步驟對要輸出到所述驅(qū)動電路的控制信號進行反饋控制，以使得所述運動機構(gòu)的受控變量與目標一致，其中，所述檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常的步驟包括以下步驟當所述反饋控制中的控制偏差的積分值在預定范圍之外時，判斷所述運動機構(gòu)發(fā)生了異常。
20.如權(quán)利要求14所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常的步驟包括以下步驟當所述電致動器的電流超過界限電流時，判斷所述運動機構(gòu)發(fā)生了異常；以及當所述電致動器的平均電流超過平均界限值的狀態(tài)持續(xù)了預定時間段時，判斷所述運動機構(gòu)發(fā)生了異常。
21.如權(quán)利要求14所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，其中，所述驅(qū)動電路是脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)驅(qū)動電路，其基于從所述控制單元輸出的控制信號的直流電平，改變使用于所述電致動器的驅(qū)動電源接通/斷開的脈沖信號的脈沖寬度，以及所述檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常的步驟包括以下步驟判斷所述脈沖信號的通態(tài)占寬是否超過預定值；測量所述脈沖信號的通態(tài)占寬超過預定值的狀態(tài)的持續(xù)時間；判斷所述持續(xù)時間是否達到一預定時間段；以及當所述持續(xù)時間達到所述預定時間段時，判斷所述運動機構(gòu)發(fā)生了異常。
22.一種用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，所述驅(qū)動裝置設(shè)置有運動機構(gòu)、操作所述運動機構(gòu)的電致動器，以及驅(qū)動所述電致動器的驅(qū)動電路，所述控制方法包括以下步驟檢測所述運動機構(gòu)是否發(fā)生異常；當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，將用于驅(qū)動所述電致動器的驅(qū)動電路從所述主驅(qū)動電路切換到所述副驅(qū)動電路；在所述電致動器由所述副驅(qū)動電路驅(qū)動的狀態(tài)下，當檢測到所述運動機構(gòu)發(fā)生異常時，判斷所述電致動器發(fā)生了異常；以及在所述電致動器由所述副驅(qū)動電路驅(qū)動的狀態(tài)下，當檢測到所述運動機構(gòu)正常時，判斷所述主驅(qū)動電路發(fā)生了異常。
23.如權(quán)利要求22所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，還包括以下步驟當判斷出所述電致動器發(fā)生異常時，停止對所述主驅(qū)動電路和所述副驅(qū)動電路的供電。
24.如權(quán)利要求22所述的用于運動機構(gòu)的驅(qū)動裝置的控制方法，還包括以下步驟當檢測到所述電致動器發(fā)生異常時，停止對所述主驅(qū)動電路和所述副驅(qū)動電路的供電，還將針對所述主驅(qū)動電路和所述副驅(qū)動電路的控制信號清零。
全文摘要
用于運動機構(gòu)的驅(qū)動控制裝置和驅(qū)動控制裝置的控制方法。當改變發(fā)動機氣門開度特性的可變氣門機構(gòu)發(fā)生異常時，停止對用于該可變氣門機構(gòu)的驅(qū)動電路的供電，并將針對該驅(qū)動電路的控制信號清零。
文檔編號F01L13/00GK1652453SQ20051000817
公開日2005年8月10日 申請日期2005年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月3日
發(fā)明者町田憲一, 吉澤秀和 申請人:株式會社日立制作所