(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動ＶＣＴ（Variable Cam Timing）システム（Ｓ）におけるカムシャフト（１１）の位相を制御することでバルブ（４）の開閉を制御するためのモータ（１５）を駆動するモータ駆動部（２２）と、
前記モータの実回転周期を取得するモータ回転周期取得部（２３）と、
前記モータの回転周期の目標値が指示回転周期（ＴＲ）として指示されると当該目標値と前記モータ回転周期取得部により取得された前記モータの実回転周期（ＴＭ）とに基づいて前記モータを駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を演算し前記モータ駆動部に演算結果を出力する演算部（２６）と、
前記ＰＷＭ信号のデューティ比として正となる演算結果が得られるときには前記モータを実回転方向に回転するように指令信号を前記モータ駆動部に出力し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比として負となる演算結果が得られるときには前記モータを実回転方向とは逆方向に回転するように指令信号を前記モータ駆動部に出力する制御部（２０）と、を備え、
前記演算部により前記ＰＷＭ信号のデューティ比として負となる演算結果が得られるときには前記ＰＷＭ信号のデューティ比の演算結果を前記モータ駆動部の駆動出力に反映させる前に、前記制御部が逆方向を示す指令信号を前記モータ駆動部に出力し前記モータ駆動部が実回転方向とは逆方向のトルクを前記モータにかけるように通電制御する内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置において、
前記演算部により前記ＰＷＭ信号のデューティ比として負となる演算結果が得られるときには前記ＰＷＭ信号のデューティ比の符号を正に入れ替え、前記演算結果が得られたときに前記演算結果の絶対値を当該デューティ比として前記モータ駆動部に出力する内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【請求項３】
電動ＶＣＴ（Variable Cam Timing）システム（Ｓ）におけるカムシャフト（１１）の位相を制御することでバルブ（４）の開閉を制御するためのモータ（１５）を駆動するモータ駆動部（２２）と、
前記モータの回転方向の指示が指示回転方向（ＣＷ、ＣＣＷ）として与えられると前記モータを駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を演算し前記モータ駆動部に演算結果を出力する演算部（２６）と、
前記モータの実回転方向を取得するモータ実回転方向取得部（２３）と、
前記モータ実回転方向取得部による前記モータの実回転方向とは逆方向に回転するように指示回転方向が与えられたときには前記ＰＷＭ信号のデューティ比の演算結果を前記モータ駆動部の駆動出力に反映させる前に逆方向を示す指令信号を前記モータ駆動部に出力し、前記モータ駆動部は、前記逆方向を示す指令信号が与えられると実回転方向とは逆方向のトルクを前記演算部により演算された前回のＰＷＭ信号のデューティ比の演算結果に応じて前記モータにかけるように通電制御する制御部（２０）と、を備える内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【請求項４】
電動ＶＣＴ（Variable Cam Timing）システム（Ｓ）におけるカムシャフト（１１）の位相を制御することでバルブ（４）の開閉を制御するためのモータ（１５）を駆動するモータ駆動部（２２）と、
前記モータの実回転周期を取得するモータ回転周期取得部（２３）と、
前記モータの回転周期の目標値が指示回転周期（ＴＲ）として指示されると当該目標値と前記モータ回転周期取得部により取得された前記モータの実回転周期（ＴＭ）とに基づいて前記モータを駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を演算し前記モータ駆動部に演算結果を出力する演算部（２６）と、
前記ＰＷＭ信号のデューティ比として正となる演算結果が得られるときには前記モータを実回転方向に回転するように指令信号を前記モータ駆動部に出力し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比として負となる演算結果が得られるときには前記モータを実回転方向とは逆方向に回転するように指令信号を前記モータ駆動部に出力する制御部（２０）と、を備え、
前記モータ駆動部は、前記モータの実回転方向とは逆方向を示す指令信号が与えられたときには、前記モータを回生制御してから前記モータを逆方向に回転制御する内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【請求項５】
電動ＶＣＴ（Variable Cam Timing）システム（Ｓ）におけるカムシャフト（１１）の位相を制御することでバルブ（４）の開閉を制御するためのモータ（１５）を駆動するモータ駆動部（２２）と、
前記モータの実回転周期を取得するモータ回転周期取得部（２３）と、
前記モータの回転周期の目標値が指示回転周期（ＴＲ）として指示されると当該目標値と前記モータ回転周期取得部により取得された前記モータの実回転周期（ＴＭ）とに基づいて前記モータを駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を演算し前記モータ駆動部に演算結果を出力する演算部（２６）と、
前記ＰＷＭ信号のデューティ比として正となる演算結果が得られるときには前記モータを実回転方向に回転するように指令信号を前記モータ駆動部に出力し、前記ＰＷＭ信号のデューティ比として負となる演算結果が得られるときには前記モータを実回転方向とは逆方向に回転するように指令信号を前記モータ駆動部に出力する制御部（２０）と、を備え、
前記モータ駆動部に与えられる電源電圧を検出する電源電圧検出部（２１、１２１）と、
前記電源電圧検出部により検出される電源電圧に応じて前記ＰＷＭ信号のデューティ比を補正することで前記モータにかけるトルクを制御するデューティ比補正部（２０、１２０）と、をさらに備える内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置において、
前記電源電圧検出部（１２１）は、前記ＰＷＭ信号のエッジ発生タイミングとは異なるタイミングをサンプリングタイミングとして前記電源電圧をサンプリングする内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【請求項７】
請求項５記載の内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置において、
前記電源電圧検出部（１２１）により検出された電源電圧を予め定められた上限値又は下限値に制限する検出電圧制限部（１２１ａ）をさらに備え、
前記デューティ比補正部（１２０）は、前記検出電圧制限部により制限された電源電圧に応じて前記ＰＷＭ信号のデューティ比を補正する内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【請求項８】
請求項５記載の内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置において、
前記電源電圧検出部（１２１）により互いに異なるサンプリングタイミングで検出された電源電圧を平均化処理する電源電圧平均部（１２１ｂ）をさらに備え、
前記デューティ比補正部（１２０）は、前記電源電圧平均部により平均化処理された電源電圧に応じて前記ＰＷＭ信号のデューティ比を補正する内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【請求項９】
請求項８記載の内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置において、
前記電源電圧平均部（１２１ｂ）により平均化処理された電源電圧を予め定められた上限値又は下限値に制限する平均電圧制限部（１２１ｅ）をさらに備え、
前記デューティ比補正部（１２０）は、前記平均電圧制限部により制限された電源電圧に応じて前記ＰＷＭ信号のデューティ比を補正する内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電動ＶＣＴ（Variable Cam Timing）システムは、エンジンの適切なトルクや出力を得るために回転数やアクセル開度などの運転状態を把握し、カムの位相を連続的に制御することにより、エンジンに空気を供給する吸気バルブや排気ガスを排出する排気バルブの開閉タイミングを最適化する装置として開発されている。
【０００３】
なお、本願に関連する技術として特許文献１記載の技術が挙げられる。この特許文献１記載の技術は、モータ回転速度を制御するときに、モータの目標回転速度のテーブルと実際のモータの回転速度からモータ駆動回路に印加する電圧を演算し、演算結果がマイナスの値をとった場合、モータを反対方向に回転させると判断する。演算値がマイナスとなった瞬間を、モータにかけるトルク方向を反転させる（マイナスデューティ）位置と判断することで、ワイパーの反転位置を正確に制御可能となる技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１１８８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動ＶＣＴシステムは、カムシャフトの位相を連続的に制御するため素早い応答性能が求められる。この種のモータの駆動力は、その変動要因がモータを減速させるときの逆起電力、電源電圧の変動などのように複数存在する。したがって、目標回転速度、モータの実回転速度だけでデューティ値を単純に算出する制御処理では十分な回転速度の精度、応答性能を実現できない。
【０００６】
本発明は、電動ＶＣＴシステムにおけるカムシャフトのモータの回転速度を減速又は逆回転させるときの回転速度の精度／応答性能を向上できるようにした内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、電動ＶＣＴシステムにおけるカムシャフトの位相を制御することでバルブの開閉を制御するためのモータを駆動するモータ駆動部を備えている。このモータ駆動部を駆動するため、モータ回転周期取得部がモータの実回転周期を取得し、演算部が指示回転周期と実回転周期とに基づいてモータを駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を演算しモータ駆動部に演算結果を出力する。このとき、ＰＷＭ信号のデューティ比として正となる演算結果が得られるときには、制御部はモータを実回転方向に回転するように指令信号をモータ駆動部に出力する。ＰＷＭ信号のデューティ比として負となる演算結果が得られるときには、制御部はモータを実回転方向とは逆方向に回転するように指令信号をモータ駆動部に出力する。これにより、電動ＶＣＴシステムにおけるカムシャフトのモータの回転速度を減速又は逆回転させるときの回転速度の精度／応答性能を向上できる。
また、演算部によりＰＷＭ信号のデューティ比として負となる演算結果が得られるときにはＰＷＭ信号のデューティ比の演算結果をモータ駆動部の駆動出力に反映させる前に、制御部が逆方向を示す指令信号をモータ駆動部に出力しモータ駆動部が実回転方向とは逆方向のトルクをモータにかけるように通電制御する。これにより、ＰＷＭ信号のデューティ値の更新よりも速くモータにかかるトルク方向を実回転方向の反対方向にできるようになり、モータの回転速度を減速させるときの回転速度の応答性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態についてエンジンシステムの構成を概略的に示すブロック図
【図２】指令や情報の流れと連関動作を概略的に説明する説明図
【図３】ＥＤＵの構成を概略的に示すブロック図
【図４】モータを回転制御モードで回転制御する場合の通電方向を示す説明図
【図５】回転制御モードにおける制御内容の詳細を示す説明図
【図６】モータを回生制御モードで制御する場合の通電方向を示す説明図
【図７】回生制御モードにおける制御内容の詳細を示す説明図
【図８】集積回路の物理的な電気的構成を概略的に示すブロック図
【図９】処理動作内容を概略的に示すフローチャート
【図１０】処理動作内容を概略的に示す流れ図
【図１１】フィードバック演算の詳細動作を詳細に示すフローチャート
【図１２】ゲート駆動部への指令タイミング例を概略的に示すタイミングチャート（その１）
【図１３】ゲート駆動部への指令タイミング例を概略的に示すタイミングチャート（その２）
【図１４】ゲート駆動部への指令タイミング例を概略的に示すタイミングチャート（その３）
【図１５】第２実施形態についてエンジンシステムの構成を概略的に示すブロック図
【図１６】処理動作内容を概略的に示すフローチャート
【図１７】処理動作内容を概略的に示すタイミングチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、内燃機関のバルブタイミング制御用モータ駆動装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下に説明する各実施形態において、同一又は類似の動作を行う構成については、同一又は類似の符号を付している。なお、下記の各実施形態で説明した対応する構成は十の位と一の位に同一符号を付している。これらの対応する構成は互いに同様の機能を備えるため、その個別又は各要素間で連携して実行される機能説明を必要に応じて省略する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１から図１４は第１実施形態の説明図を概略的に示している。図１は電動ＶＣＴ（Variable Cam Timing）システムＳの構成を示している。ＶＣＴシステムの駆動源を電気モータにより作動する制御システムを電動ＶＣＴシステムＳと称している。電動ＶＣＴシステムＳは、バルブの開閉タイミングを最適化するシステムであり、このシステムにより、排気エミッションの低減、ポンピングロス低減による燃費向上、吸排気効率向上によるエンジン出力の向上を図ることができる。
【００１１】
内燃機関としてのエンジン本体１内には、エンジンブロック２、吸気経路３、吸気経路３に配置される吸気バルブ４、排気経路５、排気経路５に配置される排気バルブ６、点火用のスパークプラグ７、クランクシャフト８、ピストン９等が設置される。クランクシャフト８の外側には、クランク角センサ１０が設置されており、クランク角センサ１０はクランクシャフト位置検出用に設けられる。
【００１２】
クランクシャフト８の動力は、図示しないタイミングチェーンを通じてスプロケットに伝達され、吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２に伝達される。吸気カムシャフト１１には、クランクシャフト８に対する吸気カムシャフト１１の進角量（ＶＣＴ位相、相対回転位相）を調整するバルブタイミング制御用モータ駆動装置１３が備え付けられている。
【００１３】
図２は指令や情報の流れと連関動作の内容を概略的に示す説明図である。図２に示すように、バルブタイミング制御用モータ駆動装置１３は、ＥＤＵ１４、及び、バッテリ電力を用いて動作するモータ１５、及び、モータ１５の回転動力とクランクシャフト８の回転動力を用いてカムシャフト１１にカム回転動力を伝達してカムシャフト１１の位相（以降、カム位相と称す）を変化させる変換部２４を備え、エンジンＥＣＵ（Engine Control Unit）１７から指示回転周期ＴＲ、指示回転方向ＣＷ又はＣＣＷを受付けると、この制御命令（指示信号）に応じてモータ１５を駆動し、モータ１５を駆動した動力をカムシャフト１１に伝達することでカム位相を変化させる。
【００１４】
図１に示すように、吸気カムシャフト１１の外周側には、所定のカム角において角度パルス信号を排気カム角信号として出力する吸気カム角センサ１８が取付けられている。排気カムシャフト１２の外周側には、所定のカム角において角度パルス信号を排気カム角信号として出力する排気カム角センサ１９が取り付けられている。吸気カム角センサ１８は、カムシャフト位置検出用に設けられており、エンジンＥＣＵ１７に接続されている。
【００１５】
図１にはＥＤＵ１４の電気的機能ブロックも示すように、ＥＤＵ１４は、制御部としての回転制御部２０、バッテリ検出部２１、モータ駆動部２２、及び、モータ回転速度検出部（モータ回転周期取得部、モータ実回転方向取得部相当）２３としての機能を備える。バッテリ検出部２１は、バッテリ電圧ＶＢを検出する電源電圧検出部として機能し、この検出電圧をＡ／Ｄ変換してデジタル値として回転制御部２０に出力する。モータ回転速度検出部２３は、モータ１５の実回転周期（実回転速度）を検出し、実回転周期の実測値ＴＭ及び実回転方向ＣＷ，ＣＣＷを回転制御部２０に出力する。吸気カム角センサ１８は吸気カム角信号を検出し、吸気カムシャフト位置検出信号としてエンジンＥＣＵ１７に出力する。これにより、吸気カムシャフト１１の回転位置（位相）を検出できる。クランク角センサ１０は、所定のクランク角において検出されるクランクパルス信号をクランクシャフト位置検出信号としてエンジンＥＣＵ１７に出力する。これにより、クランクシャフト８の回転位置（位相）を検出できる。
【００１６】
また、エンジンＥＣＵ１７には、エンジンの運転状態を検出するための各種センサ（吸気圧センサ、冷却水温センサ、スロットルセンサ等：いずれも図示せず）が接続されている。エンジンＥＣＵ１７は、これらの各種センサで検出されたエンジン運転状態に応じて、吸気バルブ４及び排気バルブ６を駆動する燃料噴射制御やスパークプラグ７の点火制御を行う。このような電動ＶＣＴシステムＳを用いてカム位相を連続的に制御することで、エンジンブロック２のシリンダに空気を供給する吸気バルブ４や、排気ガスを排出する排気バルブ６の開閉タイミングを最適化する。
【００１７】
エンジンＥＣＵ１７は、例えば吸気カム角センサ１８により検出可能となる吸気カムシャフト１１の位相、及び、クランク角センサ１０により検出可能となるクランクシャフト８の位相の位相差に基づいて、モータ１５の目標回転速度を算出し、ＥＤＵ１４に出力する。これにより、エンジンＥＣＵ１７は、バルブタイミング制御を行い吸気バルブ４の実バルブ開閉タイミングを目標バルブ開閉タイミングに一致させるように制御する。ＥＤＵ１４の回転制御部２０は、バッテリ検出部２１の検出電圧、及び、モータ回転速度検出部２３によるモータ１５の実回転周期及び実回転方向に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ値（デューティ比相当）を制御値としてモータ駆動部２２に出力する。モータ駆動部２２は、回転制御部２０から与えられる制御値に基づいてモータ１５を回転駆動する。
【００１８】
エンジンＥＣＵ１７は、吸気カム角信号（カムシャフト位置検出）及びクランク角信号（クランクシャフト位置検出）を入力し、指示回転周期ＴＲ（目標回転数相当）と指示回転方向ＣＷ、ＣＣＷ（回転トルク方向相当）を算出しＥＤＵ１４の回転制御部２０に出力する。ＥＤＵ１４は、エンジンＥＣＵ１７から入力される指示回転周期ＴＲと指示回転方向ＣＷ、ＣＣＷに加えて、モータ回転速度検出部２３により検出されたモータ１５の実回転周期ＴＭ（実回転数相当）及び実回転方向ＣＷ，ＣＣＷをフィードバックし、実回転数を目標回転数に一致させるようにモータ１５を回転制御する。
【００１９】
ＥＤＵ１４は、複数のスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６（図３参照）に与えるＰＷＭ信号のデューティ値を調整することでモータ１５の回転数を制御する。変換部２４は、モータ１５の実回転動力とクランク回転動力を用いてカム回転動力に変換し、吸気カムシャフト１１に伝達する。このとき下記の条件でカム位相を変化させる。
【００２０】
カム進角作動：カムシャフト１１の回転速度 ＜ モータ１５の回転速度
カム遅角作動：カムシャフト１１の回転速度 ＞ モータ１５の回転速度
位相保持    ：カムシャフト１１の回転速度 ＝ モータ１５の回転速度
図３はＥＤＵ１４の物理的構成例の一部を概略的に示している。図３に示すように、ＥＤＵ１４は、モータ１５に通電オンオフするスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６によるスイッチング部２２ａ、モータ１５のロータの位置を検出するための磁気センサ２５、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を駆動する集積回路（ＩＣ）２６、を接続して構成される。集積回路２６は演算部として用いられる。モータ駆動部２２は、バッテリ電圧ＶＢが与えられるノードにスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を３相接続したスイッチング部２２ａを備えて構成され、これらのスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６はそれぞれＮチャネル型のＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ６により構成される。ＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ６には、ドレインソース間に逆方向接続されたボディダイオードＤ１〜Ｄ６が付加されている。スイッチング部２２ａは、バッテリ電圧ＶＢの端子及びグランド間にスイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６を３相（ＵＶＷ）接続して構成される。
【００２１】
モータ駆動部２２は、記憶部（図示せず）を参照することで回転制御モード又は回生制御モードである旨のフラグを参照し、このフラグに基づいて回転制御モード、回生制御モードに応じた通電パターンを選択し、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６によるスイッチング部２２ａに当該通電パターンを与える。このとき、モータ駆動部２２は、ＰＷＭ信号生成部３３（後述の図８参照）により生成されたＰＷＭ信号を入力するとＰＷＭ信号に応じたデューティ値によりモータ１５を駆動する。
【００２２】
モータ１５としては３相のブラシレスモータを用いており、これにより高信頼性、長寿命化が図られている。集積回路２６がモータ１５を回転させるときには、上アーム側のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５のうちの一つをオンし、下アーム側のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６のうちの一つをオンし、その他のスイッチング素子をオフする。このとき、集積回路２６は、貫通電流が大きく流れるオンオフ通電パターンを採用することなく、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６をオンオフ制御する。
【００２３】
＜回転制御モード＞
図４はモータ１５を回転制御モードで回転制御する場合の通電方向を示している。この図４に示す例では、Ｕ相−Ｖ相に電流を流す場合の通電方向を示しており、スイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４をオンし、その他のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ５、ＳＷ６をオフすることでＵ相からＶ相に電流を流している。ＥＤＵ１４が、回転制御モードによりモータ１５を回転駆動制御するときには、モータ１５が停止、又は、エンジンＥＣＵ１７からの指示回転トルク方向と実回転トルク方向とが一致する条件を満たしたときにモータ１５の回転駆動制御を行う。
【００２４】
図５はモータ１５の回転制御モードにおける制御内容を詳細に示している。この図５に示すように、エンジンＥＣＵ１７による指令回転方向（指示トルク方向）がＣＣＷ（左回り方向）であるときには、回転制御部２０は、モータ１５のロータの電流通電方向を左回りに遷移させるように制御する。具体的には以下のように動作させる。
【００２５】
（上Ｕ相、下Ｖ相）のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４をオン
→（上Ｕ相、下Ｗ相）のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ６をオン
→（上Ｖ相、下Ｗ相）のスイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ６をオン
→（上Ｖ相、下Ｕ相）のスイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ２をオン
→…  。
【００２６】
逆に、エンジンＥＣＵ１７による指令回転方向（指示トルク方向）がＣＷ（右回り方向）であるときには、回転制御部２０は、ロータの電流通電方向を右回りに遷移させるように制御する。具体的には以下のように動作させる。
【００２７】
（上Ｕ相、下Ｖ相）のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ４をオン
→（上Ｗ相、下Ｖ相）のスイッチング素子ＳＷ５、ＳＷ４をオン
→（上Ｗ相、下Ｕ相）のスイッチング素子ＳＷ５、ＳＷ２をオン
→（上Ｖ相、下Ｕ相）のスイッチング素子ＳＷ３、ＳＷ２をオン
→…  。
【００２８】
回転制御部２０は、スイッチング素子ＳＷ１〜ＳＷ６をオンオフ制御するときにＰＷＭ信号を用いて制御する。このとき集積回路２６は、ＰＷＭ信号のデューティ値を下記の（１）式に基づいて定める。
【００２９】
【数１】
0006497303.tif 000002
ここで、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは各項の係数、ＴＲは指示回転周期、ＴＭは実回転周期、ΔＶＢはバッテリ電圧ＶＢの補正係数、のデジタルデータを示している。前述の図１には機能的に示したが、実際に、物理的に構成する場合には、集積回路２６は、これらのフィードバック制御式を各項ごとに順次演算することでデューティ値を求めＰＷＭ信号をモータ駆動部２２に出力する（後述参照）。
【００３０】
＜回生制御モード＞
他方、モータ１５が回転しているときに、上アーム側のスイッチング素子ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５の全てをオフした状態で下アーム側のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６のうち何れか一つをオンする。するとグランド側からバッテリ電圧ＶＢの端子側に向けて電流を流すことができる。このように下アーム側のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６の何れか一つをオンすると、下アーム側のスイッチング素子ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６のボディダイオードＤ２、Ｄ４、Ｄ６に通電するよりも発熱損失を抑制できる。
【００３１】
回生制御モードにおいて、電流は上アーム側のスイッチング素子ＳＷ１のボディダイオードＤ１を通じて流れる。この回生制御中には、モータ１５は回生状態となり、モータ１５を減速でき、バッテリ電圧ＶＢへ電力回収できる。図６はモータ１５を回生制御モードで制御する場合の通電方向を示している。この図６に示す例では、Ｖ相−Ｕ相に電流を流す場合の通電方向を示している。図７にはモータ１５を回生制御モードで制御する内容を詳細に示している。この図７に示すように、エンジンＥＣＵ１７による指示回転方向がＣＣＷ（左回り方向）であるときには、回転制御部２０は、ロータコイルの電流通電方向を左回りに遷移させるように制御する。逆に、エンジンＥＣＵ１７による指示回転方向がＣＷ（右回り方向）であるときには、回転制御部２０は、ロータコイルの電流通電方向を右回りに遷移させるように制御する。この回生制御は、エンジンＥＣＵ１７からの指示回転方向と実回転方向が一致しない場合に実施される制御モードである。
【００３２】
図８は回転制御部２０の集積回路２６内の物理的な構成例を示し、図９は処理の概要を流れ図として示している。図８に示すように、集積回路２６は、信号変換部２７、シーケンサ２８、レジスタ２９、マルチプレクサ３０、３１、演算器３２、及び、ＰＷＭ信号生成部３３を用いて構成され、この部分が回転制御部２０の少なくとも一部として構成される。
【００３３】
回転制御部２０は、指示回転周期ＴＲと実回転周期ＴＭとが与えられると、信号変換部２７は、これらの指示回転周期ＴＲと実回転周期ＴＭとをデジタル変換処理し、シーケンサ２８に入力させる。マルチプレクサ３０は、レジスタ２９に格納された値をシーケンサ２８の指示に従って選択的に出力し、演算器３２がこの出力値を演算する。シーケンサ２８は、各項毎にこれらのマルチプレクサ３０、３１による値の選択、及び、演算器３２による演算処理を順次行わせてフィードバック演算し、演算器３２の演算結果をＰＷＭ信号生成部３３に出力する。ＰＷＭ信号生成部３３は、演算器３２の演算結果に基づいてＰＷＭ信号を生成してモータ駆動部２２に出力する。
【００３４】
モータ１５の実回転速度が高速度であるときには、モータ１５に大きな電流が流れることでバッテリ電圧ＶＢが変動する。バッテリ電圧ＶＢが低下したときにはＰＷＭ信号のデューティ値を変化させると良い。これはバッテリ電圧ＶＢが低下するとモータ１５に印加されるトルクが低下しモータ１５の回転速度を維持できなくなるためである。逆に、バッテリ電圧ＶＢが標準値より増加すると、モータ１５に印加されるトルクも増加しやすくなる。このため、フィードバック制御の（１）式に、バッテリ電圧ＶＢの補正係数ΔＶＢの項を設け、バッテリ電圧ＶＢの変動に合わせるようにＰＷＭ信号のデューティ値を補正すると良い。これによりモータ１５の回転速度を一定に保持している。
【００３５】
図９はシーケンサ２８、演算部３２等の処理動作内容を概略的に示すフローチャートであり、図１０はこの流れを概略的に示している。本実施形態では、指示回転方向が実回転方向と異なる場合、演算式の符号を逆転すると共に演算結果をそのまま反映し、トルクの方向をモータ１５の回転方向と逆方向に制御する点、を特徴の一つとしている。
【００３６】
また、本実施形態は、ＰＷＭ信号のデューティ値として負となる演算結果が得られるときにはデューティ値の演算結果を反映する前に、指令信号をモータ駆動部２２に出力しモータ１５に実回転方向とは逆方向のトルクをかける点、ＰＷＭ信号のデューティ値として負となる演算結果が得られるときには、ＰＷＭ信号のデューティ値の符号を正に入れ替えると共に演算結果の絶対値を当該デューティ値としてモータ駆動部２２に出力する点、モータ１５の実回転方向とは逆方向に回転するように指示信号が与えられたときにはモータ１５を回生制御する点、を主な特徴点として備える。
【００３７】
図９に示すように、ＥＤＵ１４の回転制御部２０は、指示回転周期ＴＲ、実回転周期ＴＭの情報を入力する（図９のＳ１）、エンジンＥＣＵ１７から入力される指示回転方向が実回転方向と一致するか否かを判定する（図９のＳ２、図１０のＵ１）。そして、回転制御部２０は、この判定結果に応じて（１）式の「Ｃ×（ＴＭ±ＴＲ）」の項において、「±」（プラス、マイナス）の何れかの符号を選択する。このとき指示回転方向が実回転方向と一致するときには（図９のＳ２でＹＥＳ）、マイナス符号（−符号）を選択する（図９のＳ３）。すなわち、前述した（１）式中の「Ｃ×（ＴＭ±ＴＲ）」の項を「Ｃ×（ＴＭ−ＴＲ）」とする。
【００３８】
逆に、回転制御部２０は、ステップＳ２において指示回転方向が実回転方向と逆方向であるときには（図９のＳ２でＮＯ）、プラス符号（＋符号）を選択する（図９のＳ４）。すなわち前述した（１）式中の「Ｃ×（ＴＭ±ＴＲ）」の項を「Ｃ×（ＴＭ＋ＴＲ）」とする。指示回転方向が実回転方向と一致しない場合には、ＥＤＵ１４は、エンジンＥＣＵ１７からモータ１５の回転を逆転させる指示が与えられていることになる。したがって、回転制御部２０はこのタイミングで逆トルク印加用の回生制御モードへの移行フラグを生成し（図９のＳ８、図１０のＵ１）て、図示しない記憶部に記憶させ、モータ駆動部２２の動作に反映させる（図９のＳ９）。
【００３９】
モータ１５を逆回転させるときには、モータ１５の実回転方向と逆方向に強いトルクをかけることが望ましいが、通常の演算式（１）式を用いて演算結果が得られたときに、そのまま出力したとしてもモータ１５の回転方向を逆転させるトルクが弱くなることもある。このような場合には、演算式（１）式における「Ｃ×（ＴＭ±ＴＲ）」の項においてプラス符号を選択して演算結果をＰＷＭ信号としてモータ駆動部２２に出力する。このように処理することで、指示回転方向と実回転方向とが不一致となったときに、トルクを十分強くできることが期待できる。
【００４０】
その後、回転制御部２０は、ステップＳ３又はＳ４にて符号が規定された（１）式に基づいてフィードバック演算処理を実行開始する（図９のＳ５）。図１１は（１）式を求めるためのフィードバック演算の詳細動作をフローチャートにより示す。図１１に示すように、回転制御部２０の集積回路２６はシーケンサ２８により「Ｂ×ＴＭ」の演算を選択し、レジスタ２９、マルチプレクサ３０、３１、及び、演算器３２を用いて処理し、この演算結果を値Ｘ１とし（図１１のＴ１）、次に「ＴＲ×ＴＭ」の演算を選択してこの演算結果を値Ｘ２とする（図１１のＴ２）。指示回転方向が実回転方向と一致するときには（図１１のＴ３でＹＥＳ）、「ＴＭ−ＴＲ」の演算を選択してこの演算結果を値Ｘ３とし（図１１のＴ４）、逆方向であるときにはシーケンサ２８により「ＴＭ＋ＴＲ」の演算を選択してこの演算結果を値Ｘ３とする（図１１のＴ５）。そして集積回路２６はシーケンサ２８により「Ｘ３×Ｃ」の演算を選択してこの演算結果を値Ｘ４とする（図１１のＴ６）。さらに集積回路２６はシーケンサ２８により「Ｘ１＋Ｘ４」の演算を選択して、この演算結果を値Ｘ５とする（図１１のＴ７）。この一連のステップＴ１〜Ｔ７の処理を実行することで、（１）式中の「Ｂ×ＴＭ  ＋  Ｃ×（ＴＭ±ＴＲ）」の項を演算処理できる。
【００４１】
さらに、集積回路２６は、値Ｘ５が正値であるか否かを、例えばＭＳＢなどを確認することで判定し（図１１のＴ８）、負値が得られたときには値Ｘ５を補数変換して値Ｘ５ａとする（図１１のＴ８でＮＯ、Ｔ９）ことで絶対値とする（図１０のＵ５）。集積回路２６は、Ｘ５（又はＸ５ａ）÷Ｘ２の演算を選択し、この演算結果を値Ｘ６とする（図１１のＴ１０）。集積回路２６は、Ａ×Ｘ６の演算を選択し、この演算結果を値Ｘ７とする（図１１のＴ１１）。集積回路２６は、ステップＴ７で算出された値Ｘ５が正値であるか否かを判定し（図１１のＴ１２）、正値が得られたときには値Ｘ７にＤを加算して値Ｘ８とする（図１１のＴ１３）。逆にステップＴ１２において負値が得られたと判定したときには、値Ｘ７からＤを減算して値Ｘ８とする（図１１のＴ１４）。
【００４２】
集積回路２６は、この値Ｘ８が正値であるときには（図１１のＴ１５でＹＥＳ）、回生制御モードへの移行フラグを生成し（図１１のＴ１６）、モータ駆動部２２の制御動作を回生制御モードへ移行させる。また、この動作と並行して値Ｘ８に電源電圧の補正係数ΔＶＢを乗算して値Ｘ９とし（図１１のＴ１８、図１０のＵ６、Ｕ７）、集積回路２６は、この値Ｘ９をデューティ値の演算結果として出力する（図１０のＵ８）。
【００４３】
逆に、集積回路２６は、ステップＴ１４において値Ｘ８が０以下となるときには（図１１のＴ１５：ＮＯ）、値Ｘ８を補数変換して値Ｘ８として絶対値で正値とし（図１１のＴ１７）、電源電圧補正係数ΔＶＢを乗算して値Ｘ９とし（図１１のＴ１８）、集積回路２６は、この値Ｘ９をデューティ値の演算結果として出力する（図１０のＵ８）。
【００４４】
図９に示すように、集積回路２６によるフィードバック演算処理を終了したとしても、この集積回路２６の演算結果は、更新周期となるタイミングまでモータ駆動部２２の駆動出力に反映されることはなく、当該デューティ値の更新周期となるタイミングにて反映されることになる（図９のＳ６、図１０のＵ９）。
【００４５】
＜指令タイミングの詳細＞
（Ａ）通常、デューティ値が正となる場合
集積回路２６がデューティ値を演算した結果が通常時に正値となる場合の回転制御部２０によるモータ駆動部２２への指令タイミングを図１２に示す。モータ駆動部２２は、各種モード（回転制御モード、回生制御モード）へ移行するためのフラグ、集積回路２６の演算結果に基づくＰＷＭ信号生成部３３のＰＷＭ信号を受付けてモータ１５を駆動する。
【００４６】
通常、ＥＤＵ１４が、エンジンＥＣＵ１７から同一回転方向で回転方向指示が与えられると、回転制御部２０はモータ１５を実回転方向と同一方向に回転指示するようにモータ駆動部２２に指令信号を出力することになり、モータ駆動部２２は前回指示と同一方向にモータ１５を回転させることになる。このため、図１２に示すように、ＰＷＭ信号生成部３３が生成したＰＷＭ信号のデューティ値はある周期毎に更新されることになる（図１２のｔ１、ｔ２のタイミング参照）。
【００４７】
（Ｂ）モータ逆回転の指示
ＥＤＵ１４が、エンジンＥＣＵ１７からモータ１５の逆回転指示（指示回転方向ＣＣＷ→ＣＷ、又は、ＣＷ→ＣＣＷ）を受付けたときのモータ駆動部２２への指令タイミングを図１３に示す。ＥＤＵ１４が、エンジンＥＣＵ１７からモータ１５の実回転方向とは逆回転に回転するように指示回転方向が与えられたときには、逆方向トルクをかけることが図１１のステップＴ３のＮＯとなるタイミングで決定される。この場合、図１３に示すように、回転制御部２０はモータ１５を実回転方向とは逆方向に回転するように指令信号をモータ駆動部２２に出力し、モータ駆動部２２によるモータ１５の制御モードを回転制御モードから回生制御モードに移行させる。
【００４８】
そして、回転制御部２０の集積回路２６がデューティ値の更新周期となるタイミングでティーティ値の演算結果をモータ駆動部２２に出力することでモータ駆動部２２の駆動出力に反映させる（図１３のｔ１２）。すなわち、タイミングｔ１２に達する前に、ステップＴ３でＮＯとなるタイミングにおいて回生制御モードへの移行フラグを予め生成し、回転制御部２０はモータ１５を実回転方向とは逆方向に回転するように指令信号をモータ駆動部２２に出力する（図１３のｔ１２ａ）。回転制御部２０が、逆方向を示す指令信号をモータ駆動部２２に出力することで、モータ駆動部２２が実回転方向とは逆方向のトルクをモータ１５にかけるように通電制御できる。
【００４９】
逆回転の回転制御モードへ即座に移行することでモータ１５に大きな逆トルクを発生させてしまいモータ駆動部２２に大電流を流してしまう虞がある場合には、一旦、回生制御モードに移行することで回生電流をバッテリ電圧ＶＢの端子に戻してエネルギーを回収しつつ減速させ、その後、逆回転の回転制御モードに移行させることが望ましい（この移行タイミングは図１３のタイミングｔ１２より後となるが図示せず）。このように制御モードを切り替えることで、モータ駆動部２２のスイッチング部２２ａに大電流を流すことなく、モータ１５にかかるトルク方向を極力素早く切り替えることができる。この結果、モータ１５の回転速度を指示回転速度に素早く制御できる。
【００５０】
（Ｃ）演算結果が負値
集積回路２６の演算結果が負値となる場合の回転制御部２０によるモータ駆動部２２への指令タイミングを図１４に示す。集積回路２６が（１）式のデューティ値の演算結果を負値と得るのは、エンジンＥＣＵ１７がＥＤＵ１４に対しモータ１５の回転速度を大きく減速指令しているときである。この場合、図１４に示すように、回転制御部２０は、モータ駆動部２２の制御モードを回転制御モードから回生制御モードに移行させて演算結果をモータ駆動部２２に出力することになる。このとき、集積回路２６は、デューティ値の更新周期となるタイミングでデューティ値の演算結果をモータ駆動部２２の駆動出力に反映させるものの（図１４のｔ２２）、この処理に移行する前に、ステップＴ１５において回生制御モードへの移行フラグを予め生成して、モータ駆動部２２に出力している（図１４のｔ２２ａ）。
【００５１】
このため、ＥＤＵ１４がこのような急減速指示を受付けたときには、回転制御部２０が回生制御モードへの移行フラグを生成してモータ駆動部２２に出力することで、モータ駆動部２２がモータ１５にかかるトルク方向を即座に反転させるように通電制御する。すると、ＰＷＭ信号のデューティ値の更新周期よりも速くモータ１５にかかるトルク方向を実回転方向の反対方向にできる。この後、ＰＷＭ信号の更新周期に達したときに、モータ駆動部２２に演算結果を出力することで、モータ１５の回転周期を指示回転周期ＴＲに素早く制御できる。
【００５２】
また、モータ１５にかかるトルク方向を実回転方向と反対にすることで減速の応答性は向上できるが、ＰＷＭ信号のデューティ値を例えば０を超えた適当な所定値にした状態では、指示回転周期ＴＲと実回転周期ＴＭに応じた適切なトルクをモータ１５に出力していないことになる。このため、演算器３２の演算結果が負の場合でも、演算器３２の演算結果の絶対値をデューティ値としてモータ駆動部２２に指令している。このような制御を行うことで、減速時においても適切な回転速度制御を行うことができる。
【００５３】
また、モータ１５の回転方向に対して逆トルクをかけると逆起電力が発生し、モータ駆動部２２のスイッチング部２２ａに大電流が流れるが、この電流は回生制御モードにおいてバッテリ電圧ＶＢの端子に戻されることになりエネルギーを回収できる。
【００５４】
前述した本実施形態に係る内容をまとめると以下に示すようになる。
ＥＤＵ１４は、モータ１５の回転周期の目標値が指示回転周期ＴＲとして指示されると、集積回路２６は当該指示回転周期ＴＲとモータ１５の実回転周期ＴＭとに基づいてモータ１５を駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ値を演算し、モータ駆動部２２に演算結果を出力する。このとき、集積回路２６によりＰＷＭ信号のデューティ比として正となる演算結果が得られるときに、回転制御部２０はモータ１５を実回転方向に回転するように指令信号をモータ駆動部２２に出力し、集積回路２６によりＰＷＭ信号のデューティ値として負となる演算結果が得られるときには、回転制御部２０はモータ１５を実回転方向とは逆方向に回転するように指令信号をモータ駆動部２２に出力する。これにより、電動ＶＣＴシステムＳにおけるカムシャフト１１のモータ１５の回転速度を減速又は逆回転させるときの回転速度の精度／応答性能を向上できる。
【００５５】
集積回路２６によりＰＷＭ信号のデューティ比として負となる演算結果が得られるときにはＰＷＭ信号のデューティ値の演算結果をモータ駆動部２２の駆動出力に反映させる前に、回転制御部２０が逆方向を示す指令信号をモータ駆動部２２に出力しモータ駆動部２２が実回転方向とは逆方向のトルクをモータ１５にかけるように通電制御している。これにより、モータ１５の回転速度を減速させるときの回転速度の応答性能を向上できる。
【００５６】
集積回路２６は、ＰＷＭ信号のデューティ値として負となる演算結果が得られるときにはＰＷＭ信号のデューティ比の符号を正に入れ替え、演算結果が得られたときに演算結果の絶対値をデューティ値としてモータ駆動部２２に出力している（図１１のＴ９、Ｔ１７）。この場合、モータ１５の回転速度の精度を極力向上できる。
【００５７】
ＥＤＵ１４はモータ１５の実回転方向とは逆方向に回転するように指示回転方向ＣＷ又はＣＣＷが与えられたときにはＰＷＭ信号のデューティ値の演算結果をモータ駆動部２２の駆動出力に反映させる前に回転制御部２０が逆方向を示す指令信号をモータ駆動部２２に出力する。モータ駆動部２２は、逆方向を示す指令信号が与えられると実回転方向とは逆方向のトルクを集積回路２６により演算された前回のＰＷＭ信号のデューティ比の演算結果に応じてモータ１５にかけるように通電制御している（図１３のｔ１２ａ〜ｔ１２）。この場合、モータ１５の回転方向を逆回転させるときの応答性能を向上できる。
【００５８】
また、モータ駆動部２２は、モータ１５の実回転方向とは逆方向を示す指示回転方向ＣＷ又はＣＣＷが与えられたときには、モータ１５を回生制御してからモータ１５を逆方向に回転制御している。これにより、回生制御することで電力をバッテリ電圧ＶＢの端子に戻すことができエネルギーを回収できる。
【００５９】
（第２実施形態）
図１５から図１７は第２実施形態の追加説明図を示している。図１５は、図１に代わる電動ＶＣＴシステムＳ２の構成図を示す。この電動ＶＣＴシステムＳ２は、バルブタイミング制御用モータ駆動装置１１３を備える。バルブタイミング制御用モータ駆動装置１１３はＥＤＵ１１４を備える。
【００６０】
ＥＤＵ１１４は、例えば集積回路２６などのマイクロコンピュータや各種ＩＣ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭなどの記憶部（図示せず）を組み合わせて構成され、回転制御部２０に代わる回転制御部１２０、モータ駆動部２２、及び、モータ回転速度検出部２３となる機能を備える。回転制御部１２０は、制御部、デューティ比補正部として構成される。また、回転制御部１２０にはバッテリ電圧検出部１２１が構成される。このバッテリ電圧検出部１２１は、主にモータ駆動部２２に供給されるバッテリ電圧ＶＢを検出する電源電圧検出部として機能し、検出電圧制限部１２１ａ、電源電圧平均部１２１ｂ、Ａ／Ｄ変換部１２１ｃ、電源電圧変換部１２１ｄ、及び、平均電圧制限部１２１ｅとしての機能をも備える。
【００６１】
電源電圧変換部１２１ｄは例えば分圧回路により構成されモータ駆動部２２から入力されるバッテリ電圧ＶＢを分圧変換し、検出電圧制限部１２１ａに入力させるブロックである。この電源電圧変換部１２１ｄはＡ／Ｄ変換部１２１ｃへの入力電圧を基準電圧以下となる許容入力範囲（例えば０〜５Ｖ）に調整するために設けられる。検出電圧制限部１２１ａは、電源電圧変換部１２１ｄの変換電圧を入力し、前述のＡ／Ｄ変換部１２１ｃへの入力電圧を最大基準電圧及び最小基準電圧の間の許容入力範囲（例えば０〜５Ｖ）に制限するブロックである。また、Ａ／Ｄ変換部１２１ｃは、バッテリ電圧ＶＢを周期的なタイミングでサンプリングし、このサンプリング電圧をアナログデジタル変換するブロックである。
【００６２】
電源電圧平均部１２１ｂは、図示しないが積算値レジスタを接続して構成され、Ａ／Ｄ変換部１２１ｃによりデジタル変換されたサンプリング電圧を連続して平均化回数（例えば４回）加算して積算値レジスタに格納し、この積算値レジスタに格納された積算値を平均化回数で除した値を電源電圧平均値として算出するブロックである。
【００６３】
平均電圧制限部１２１ｅは、電源電圧平均部１２１ｂにより平均化された電源電圧平均値Ａveが異常値であるか否かを判定するブロックである。この平均電圧制限部１２１ｅは、バッテリ電圧ＶＢの電源電圧が所定の性能保証領域内に入っているか否かを判定することで異常値であるか否かを判定し、この範囲を外れているときには予め定められる平均電圧上限値Ａmax又は平均電圧下限値Ａminに固定する。
【００６４】
回転制御部１２０は、電源電圧平均部１２１ｂにより算出され必要に応じて平均電圧制限部１２１ｅにより制限された電源電圧平均値Ａveに応じて、ＰＷＭ信号のデューティ比を補正し、モータ駆動部２２に出力する。モータ駆動部２２は、この入力されるＰＷＭ信号に応じてモータ１５を駆動する。
【００６５】
前記の構成の動作について図１６から図１７をも参照しながら説明する。図１６は動作を概略的に示すフローチャートであり、図１７は動作の流れをタイミングチャートにより概略的に示している。
【００６６】
図１６に示すように、バッテリ電圧検出部１２１はバッテリ電圧ＶＢを検出するが、このとき、電源電圧変換部１２１ｄがステップＳ１においてバッテリ電圧ＶＢを分圧変換する。以下、この分圧変換されたバッテリ電圧ＶＢを単に電源電圧と称する。そしてバッテリ電圧検出部１２１のＡ／Ｄ変換部１２１ｃは、ステップＳ２においてサンプリングタイミングであるか否かを判定する。
【００６７】
このとき、回転制御部１２０は、サンプリングタイミングとなったことを検出すると、検出電圧制限部１２１ａにより電源電圧がサンプル上限値Ｓmaxを超えるか、又は、サンプル下限値Ｓminを下回るか否か、を判定し、仮に電源電圧が所定の標準電圧から許容範囲内に収まっていないときには、ステップＳ４においてこの電源電圧をサンプル上限値Ｓmax又はサンプル下限値Ｓminに制限する。
【００６８】
例えば、図１７にはサンプリングタイミングｔ３１〜ｔ３８を示している。図１７のサンプリングタイミングｔ３８に示すように、電源電圧には突発的に外来パルスノイズを生じてしまうこともある。このような場合、例えばタイミングｔ３８における電源電圧Ｖｈがサンプル上限値Ｓmaxを上回ってしまうときやサンプル下限値Ｓminを下回ってしまうときがある。このようなときには、ステップＳ４においてサンプリング電圧Ｖhをサンプル上限値Ｓmax又はサンプル下限値Ｓminに制限する。図１７に示すタイミングｔ３８においては、サンプル下限値Ｓminとなる電圧Ｖh2に制限している。
【００６９】
この後、バッテリ電圧検出部１２１のＡ／Ｄ変換部１２１ｃは、サンプリングタイミングｔ３１〜ｔ３８において電源電圧をサンプリングする。このとき、サンプリングタイミングｔ３１〜ｔ３８は、ＰＷＭ信号のエッジ発生タイミングｔａ１〜ｔａ１０とは異なるタイミングとすることが望ましい。
【００７０】
これは、図１７に示すように、サンプリングタイミングｔ３１〜ｔ３８がＰＷＭ信号のエッジ発生タイミングｔａ１〜ｔａ１０と重なると、このＰＷＭ信号のエッジ発生タイミングｔａ１〜ｔａ１０において電源電圧に生じるパルスノイズＰをサンプリングしてしまうためであり、意図的に異なるタイミングとすることが望ましい。その後、バッテリ電圧検出部１２１は、ステップＳ６において積算値レジスタから積算値を読み出す。このとき積算値レジスタに保持される積算値の初期値は０である。バッテリ電圧検出部１２１は、ステップＳ７において電源電圧と積算値レジスタに保持される積算値とを加算し積算値レジスタに格納する。
【００７１】
そして、バッテリ電圧検出部１２１は、ステップＳ８において加算回数が平均化回数と一致するか否かを判定する。初めてこの判定処理を行うときには、加算回数は１回であるため、平均化回数（例えば４回）とは一致しない。そのため、バッテリ電圧検出部１２１は、ステップＳ８においてＮＯと判定してステップＳ１に処理を戻し、ステップＳ２において適切なサンプリングタイミングとなる度に、ステップＳ３からＳ８の処理を繰り返す。
【００７２】
バッテリ電圧検出部１２１は、ステップＳ３からＳ８の処理を繰り返すと、ステップＳ８において加算回数が平均化回数に一致するため、ステップＳ８においてＹＥＳと判定される。すると、バッテリ電圧検出部１２１の電源電圧平均部１２１ｂは、ステップＳ９において積算値レジスタに格納された値を平均化回数で除した値を電源電圧平均値Ａveとする。これにより、例えばタイミングｔ３４のタイミングにおいて電源電圧平均値Ａveが算出される。
【００７３】
その後、バッテリ電圧検出部１２１の平均電圧制限部１２１ｅは、ステップＳ１０において電源電圧平均値Ａveが平均電圧上限値Ａmaxを下回っているか否かを判定し、平均電圧上限値Ａmax以上となるときには、ステップＳ１１において電源電圧平均値Ａveを平均電圧上限値Ａmaxに固定する。
【００７４】
逆に、バッテリ電圧検出部１２１の平均電圧制限部１２１ｅは、ステップＳ１２において電源電圧平均値Ａveが平均電圧下限値Ａminを上回っているか否かを判定し、平均電圧下限値Ａmin以下となるときには、ステップＳ１３において電源電圧平均値Ａveを平均電圧下限値Ａminに固定する。
【００７５】
すなわち、平均電圧制限部１２１ｅは、図１７に示す電源電圧平均値Ａveが平均電圧上限値Ａmaxと平均電圧下限値Ａminとの間の範囲に収まっているか否かを判定し、収まっていないときには平均電圧上限値Ａmaxまたは平均電圧下限値Ａminに固定する。ここで、図１７に示すように、平均電圧上限値Ａmaxはサンプル上限値Ｓmaxよりも低く設定されており、平均電圧下限値Ａminはサンプル下限値Ｓminよりも高く設定されているため、電源電圧のサンプリング電圧に比較して電源電圧平均値Ａveをより狭い範囲Ｘｅに調整できる。この結果、平均電圧制限部１２１ｅは、ステップＳ１４において、平均電圧下限値Ａmin以上で且つ平均電圧上限値Ａmax以下に調整された電源電圧平均値Ａveを出力する。
【００７６】
この後、回転制御部１２０は、ステップＳ１５において、このバッテリ電圧検出部１２１から出力された電源電圧平均値Ａveに応じてデューティ比を補正すように演算する。この処理は、第１実施形態に示した（１）式の電源電圧の補正係数ΔＶＢの項に電源電圧平均値に応じた値を挿入することで行われる。例えば、バッテリ電圧ＶＢの標準値が予め定められている場合、（１）式に下記の（２）式の補正係数ΔＶＢを代入すると良い。
【００７７】
ΔＶＢ  ＝  標準値  ÷  電源電圧平均値Ａve  …（２）
この回転制御部１２０による一連の処理は、第１実施形態の回転制御部２０が行う（１）式の算出処理と同様であるため、その説明を省略する。
【００７８】
（２）式に基づいて補正係数ΔＶＢを算出したときには、回転制御部１２０は、電源電圧平均値Ａveが上昇すればデューティ比を減少させ、電源電圧平均値Ａveが下降すればデューティ比を増加させるように補正できる。この処理は、電源電圧平均値Ａveを算出して出力した後、次の平均値算出処理を開始するタイミングｔ３５までの間に行われる。図１７の例では、タイミングｔ３４からｔ３５の間に行われる。
【００７９】
この後、回転制御部１２０は、ステップＳ１６においてＰＷＭ信号のデューティ比の更新周期、更新タイミングであるか否かを判定し、更新周期になると、ステップＳ１７においてデューティ比を更新してモータ１５を駆動する。これにより、電源電圧平均値Ａveの変化に依らずモータ１５にかけるトルクを極力一定にできるように制御できる。そして、回転制御部１２０は、加算回数、積算値レジスタ、電源電圧平均値などの各種変数をクリアし、ステップＳ１に処理を戻す。
【００８０】
本実施形態では、回転制御部１２０が、バッテリ電圧検出部１２１により検出され電源電圧平均部１２１ｂにより平均化処理された電源電圧平均値Ａveに応じてＰＷＭ信号のデューティ比を補正するように構成した。この結果、ＰＷＭ信号のデューティ比を調整することができ、バッテリ電圧ＶＢの変動に依らずモータ１５にかけるトルクを極力一定に制御できる。しかも、サンプル電圧を平均化処理した電源電圧平均値Ａveに応じてデューティ比を補正しているため、バッテリ電圧ＶＢに突発的で外的なパルスノイズを生じたとしても、デューティ比の急激な変化も抑えることができ、この結果、モータ１５にかかるトルクが過度に変化しないように制御できる。
【００８１】
また、バッテリ電圧検出部１２１は、ＰＷＭ信号のエッジ発生タイミングとは異なるタイミングをサンプリングタイミングｔ３１〜ｔ３８としてバッテリ電圧ＶＢをサンプリングしている。このため、ＰＷＭ信号のエッジ発生タイミングに生じるパルスノイズＰの影響を受けることなく電源電圧をサンプリングできる。
【００８２】
また、バッテリ電圧検出部１２１は検出されたバッテリ電圧ＶＢを検出電圧制限部１２１ａにより予め定められたサンプル上限値Ｓmax又はサンプル下限値Ｓminに制限するため、たとえバッテリ電圧ＶＢに突発的で外来パルスノイズなどを生じたとしても所定の許容範囲に抑えることができる。これにより、デューティ比の急激な変化も抑えることができ、この結果モータ１５にかかるトルクが過度に変化しないように制御できる。
【００８３】
また、バッテリ電圧検出部１２１は検出されたバッテリ電圧ＶＢを電源電圧平均部１２１ｂにより平均化処理し、この平均化処理された電源電圧平均値Ａveを平均電圧制限部１２１ｅにより予め定められた平均電圧上限値Ａmax又は平均電圧下限値Ａminに制限するため、たとえバッテリ電圧ＶＢに突発的で外的なパルスノイズなどを生じたとしても所定の範囲に抑えることができ、これによりデューティ比の急激な変化も抑えることができ、この結果モータ１５にかかるトルクが過度に変化しないように制御できる。
【００８４】
なお、回転制御部１２０が電源電圧平均値Ａveに応じてＰＷＭ信号のデューティ比を補正する形態を説明したが、これに限定されるものではなく、例えば平均化回数を１回とした場合、すなわち、１回毎のバッテリ電圧ＶＢのサンプリング電圧に応じてＰＷＭ信号のデューティ比を補正しても良い。この場合においても、バッテリ電圧ＶＢのサンプリング電圧の変化に依らずモータ１５にかけるトルクを一定にするように制御できる。
【００８５】
また、平均化回数を１回とした場合であっても検出電圧制限部１２１ａによりサンプリング電圧をサンプル上限値Ｓmax又はサンプル下限値Ｓminに制限しても良い。この場合においても、バッテリ電圧ＶＢに突発的で外的なパルスノイズなどを生じたとしても所定の範囲に抑えることができ、これによりデューティ比の急激な変化も抑えることができる。
【００８６】
（他の実施形態）
前述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。比例係数Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを用いた演算式（１）式に基づく制御処理を示したが、これは（１）式を正確に用いた制御に限られるものではなく、マージンやオフセット等を考慮した制御処理を行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００８７】
図面中、Ｓは電動ＶＣＴシステム、１はエンジン本体（内燃機関）、４は吸気バルブ（バルブ）、１１は吸気カムシャフト（カムシャフト）、１３はバルブタイミング制御用モータ駆動装置、１５はモータ、２０は回転制御部（制御部）、２１はバッテリ検出部（電源電圧検出部）、１２０は回転制御部（デューティ比補正部）、１２１はバッテリ電圧検出部（電源電圧検出部）、１２１ａは検出電圧制限部、１２１ｂは電源電圧平均部、１２１ｅは平均電圧制限部、２２はモータ駆動部、２３はモータ回転速度検出部（モータ回転周期取得部、モータ実回転方向取得部）、２６は集積回路（演算部）を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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