(57)【要約】【課題】モータの回転角を検出する回転角検出系に異常が生じた場合であっても同モータの回転角を制御可能な状態に維持することのできるモータ制御装置を提供する。【解決手段】この装置は、複数相の巻線を備えた直流モータに適用されて、同モータの回転角を検出する回転角検出系を有する。回転角検出系によって検出した回転角に基づいて、モータの各相の巻線に対する通電パターンを複数の通電パターンの中から選択的に設定することによって、モータの回転を制御する。回転角検出系の異常の有無を判定する（Ｓ２０１）。回転角検出系に異常が無いと判定されるときには（Ｓ２０１：ＮＯ）、このときの目標通電パターンを前回通電パターンＰＢＫとして記憶する（Ｓ２０３）。回転角検出系に異常有りと判定されたときには（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、目標通電パターンとして前回通電パターンＰＢＫを設定する（Ｓ２０４）。【選択図】図１０
2007288922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相の巻線を備えた直流モータに適用されて同モータの回転角を検出する回転角検出系を有し、該回転角検出系によって検出した回転角に基づいて、前記モータの各相の巻線に対する通電態様を複数の通電態様の中から選択的に設定することによって、前記モータの回転を制御するモータ制御装置において、
前記設定した通電態様を記憶するとともに前記回転角検出系の異常の有無を判定し、該回転角検出系に異常が有ると判定されたときには、同判定がなされる直前に記憶された通電態様を前記巻線に対する通電態様として設定する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
所定周期毎に前記巻線に対する通電態様を設定するとともに該設定した通電態様を記憶するものであり、前記判定がなされる直前に記憶された通電態様は、同判定がなされた周期の一回前の周期において記憶された通電態様である
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ制御装置において、
前記回転角検出系は前記回転角に応じた信号を出力する回転角センサと同信号が入力される電子制御装置とを有してなり、前記異常が有ることは、前記電子制御装置に入力された前記回転角センサの出力信号が前記回転角検出系の正常時に出力し得ない値であることをもって判定される
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記モータはブラシレスモータである
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記モータは、内燃機関の機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構の駆動に用いられるものである
ことを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数相の巻線を備えた直流モータの回転角を検出するとともに該検出した回転角に基づき各相の巻線に対する通電態様を切り換えて同モータの回転を制御するモータ制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばブラシレスモータなど、複数相の巻線を備えた直流モータを用いて各種機構を駆動することが多用されている。そうしたモータの回転を制御するモータ制御装置は、モータの回転角に応じた信号を出力する回転角センサやその出力信号を取り込む電子制御装置などにより構成された回転角検出系を備えている。
【０００３】
そうしたモータ制御装置にあっては、回転角検出系によって検出された回転角と各種機構の目標駆動状態に対応した回転角とが一致するように、モータの各相の巻線に対する通電態様が複数の通電態様の中から選択的に設定されて、同モータの回転が制御される（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−７６２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したモータ制御装置にあっては、例えば回転角センサと電子制御装置とを繋ぐ信号線の断線やショート、あるいは回転角センサ自体の故障などといった異常が回転角検出系に生じた場合に、モータの回転角を正しく検出することができなくなってしまう。したがって、この場合には、モータの回転角を所望の回転角に制御することができなくなるばかりか、なんら対策を打つことなくモータの回転制御の実行が継続されると、同モータが制御不能の状態になってしまう。
【０００５】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータの回転角を検出する回転角検出系に異常が生じた場合であっても同モータの回転角を制御可能な状態に維持することのできるモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、複数相の巻線を備えた直流モータに適用されて同モータの回転角を検出する回転角検出系を有し、該回転角検出系によって検出した回転角に基づいて、前記モータの各相の巻線に対する通電態様を複数の通電態様の中から選択的に設定することによって、前記モータの回転を制御するモータ制御装置において、前記設定した通電態様を記憶するとともに前記回転角検出系の異常の有無を判定し、該回転角検出系に異常が有ると判定されたときには、同判定がなされる直前に記憶された通電態様を前記巻線に対する通電態様として設定することをその要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、回転角検出系に異常が有ると判定された場合に、その判定がなされる直前の回転角でモータの回転角を保持することが可能になる。したがって、回転角検出系に異常が生じた場合であってもモータの回転角を制御可能な状態に維持することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のモータ制御装置において、所定周期毎に前記巻線に対する通電態様を設定するとともに該設定した通電態様を記憶するものであり、前記判定がなされる直前に記憶された通電態様は、同判定がなされた周期の一回前の周期において記憶された通電態様であることをその要旨とする。
【０００９】
上記構成によれば、各相の巻線に対する通電態様が所定周期毎に設定される装置にあって前記回転角検出系に異常が生じた場合に、異常発生前に設定された通電態様の中でも異常発生時に最も近いタイミングで設定された通電態様を各相の巻線に対する通電態様として設定することができる。そのため、上記回転角検出系の異常がモータ回転中に生じた場合において、同モータを極力逆回転させないように各相の巻線に対する通電態様を設定することができ、同モータの回転を好適に停止させることができる。
【００１０】
なお、前記回転角検出系に異常が有ることは、請求項３によるように、モータの回転角に応じた信号を出力する回転角センサと同信号が入力される電子制御装置とを有するものを回転角検出系として用い、電子制御装置に入力された回転角センサの出力信号が回転角検出系の正常時に出力し得ない値であることをもって判定することが可能である。
【００１１】
また、請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置は、ステッピングモータに適用することや、請求項４によるように、ブラシレスモータに適用することが可能である。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、前記モータは、内燃機関の機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構の駆動に用いられるものであることをその要旨とする。
【００１３】
前記モータが内燃機関の可変動弁機構の駆動に用いられる場合、回転角検出系によって同モータの回転角が検出されるとともに、その検出された回転角が目標とするバルブ特性に対応した回転角になるようにモータが駆動される。これにより、機関バルブのバルブ特性が目標とするバルブ特性になるように、可変動弁機構が駆動制御される。こうした装置にあってその回転角検出系に異常が生じると、機関バルブのバルブ特性を目標バルブ特性に制御することができなくなり、内燃機関の運転状態の不安定化を招いてしまう。
【００１４】
上記構成によれば、回転角検出系に異常が有ると判定された場合に、その判定がなされる直前のバルブ特性で機関バルブのバルブ特性を保持することが可能になる。したがって、回転角検出系に異常が生じた場合であっても機関バルブのバルブ特性を制御可能な状態に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明にかかるモータ制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかるモータ制御装置が搭載される内燃機関についてそのシリンダヘッド周りの断面構造を示している。
【００１６】
同図１に示すように、内燃機関１の内部にはシリンダヘッド２、シリンダブロック３、およびピストン５によって燃焼室６が区画形成されており、この燃焼室６には吸気通路７および排気通路８が接続されている。そして、燃焼室６と吸気通路７との間は吸気バルブ９の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室６と排気通路８との間は排気バルブ１０の開閉動作によって連通・遮断される。
【００１７】
シリンダヘッド２には、吸気バルブ９を駆動するための吸気カムシャフト１１と排気バルブ１０を駆動するための排気カムシャフト１２とが設けられている。これら吸気カムシャフト１１および排気カムシャフト１２は、内燃機関１のクランクシャフトからの回転伝達によって回転する。吸気カムシャフト１１には吸気カム１１ａが設けられており、排気カムシャフト１２には排気カム１２ａが設けられている。そして、吸気カムシャフト１１と吸気カム１１ａとの一体回転を通じて吸気バルブ９が開閉動作し、排気カムシャフト１２と排気カム１２ａとの一体回転を通じて排気バルブ１０が開閉動作する。
【００１８】
また、吸気バルブ９と吸気カム１１ａとの間には、吸気バルブ９のバルブ特性（具体的には、吸気バルブ９の最大リフト量および吸気カム１１ａの作用角）を可変とする可変動弁機構１４が設けられている。この可変動弁機構１４の駆動制御は、例えば吸入空気量を多く必要とする機関運転状態になるほど最大リフト量および作用角が大きくなるように実行される。これは最大リフト量および作用角を大きくするほど、吸気通路７から燃焼室６への空気の吸入が効率よく行われ、上述した吸入空気量に関する要求を満たすことが可能なためである。
【００１９】
次に、可変動弁機構１４の構造について説明する。
可変動弁機構１４は、吸気カムシャフト１１に対して平行に延びるロッカシャフト１５およびコントロールシャフト１６と、それらシャフト１５，１６の軸線を中心に揺動する入力アーム１７および出力アーム１８とを備えている。そして、回転する吸気カム１１ａにより押されて入力アーム１７が揺動すると、これに伴い出力アーム１８が揺動するようになっている。
【００２０】
入力アーム１７は、吸気カム１１ａに押しつけられるようにスプリング２０によって吸気カム１１ａ側に付勢されている。また出力アーム１８と吸気バルブ９との間にはロッカアーム２１が設けられており、このロッカアーム２１の基端部はラッシュアジャスタ２２によって支持され、先端部は吸気バルブ９に接触している。さらにロッカアーム２１は、吸気バルブ９のバルブスプリング２４によって出力アーム１８側に付勢されて、同出力アーム１８に押しつけられている。そして、吸気カム１１ａの回転に伴って入力アーム１７が出力アーム１８ともども揺動すると、同出力アーム１８の揺動がロッカアーム２１を介して吸気バルブ９に伝達されて、同吸気バルブ９がリフトされる。
【００２１】
可変動弁機構１４にあっては、上記ロッカシャフト１５がパイプ形状に形成されており、同ロッカシャフト１５の内部に上記コントロールシャフト１６が軸方向に移動可能に配設されている。この可変動弁機構１４は、ロッカシャフト１５に対するコントロールシャフト１６の軸方向位置の変更を通じて、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置の変更が可能な構造になっている。そして、このように入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置を変更することによって、吸気カム１１ａの回転に伴って出力アーム１８が揺動したときにおける吸気バルブ９の最大リフト量、および吸気カム１１ａの吸気バルブ９に対する作用角が変更される。具体的には、入力アーム１７と出力アーム１８とを揺動方向について互いに接近させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量および吸気カム１１ａの作用角は小さくなる。
【００２２】
次に、可変動弁機構１４を駆動するべく上記コントロールシャフト１６を軸方向に変位させるための駆動機構、および、その駆動機構の駆動を制御する制御装置について、図２を参照して説明する。
【００２３】
図２に示すように、コントロールシャフト１６の基端部（図中右端部）には、ブラシレスモータ２５が変換機構２６を介して連結されている。この変換機構２６は、ブラシレスモータ２５の回転運動をコントロールシャフト１６の軸方向への直線運動に変換するためのものである。そして、上記ブラシレスモータ２５の所定の回転角範囲（例えば１０回転分の回転角範囲（０〜３６００°））内での回転駆動を通じて、コントロールシャフト１６が軸方向に変位させられ、可変動弁機構１４が駆動される。
【００２４】
ちなみに、ブラシレスモータ２５を正方向に回転させると、コントロールシャフト１６は先端（図中左端）側に変位し、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が互いに接近するように変更される。また、ブラシレスモータ２５を逆方向に回転させると、コントロールシャフト１６は基端（図中右端）側に変位し、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が互いに離間するように変更される。
【００２５】
上記ブラシレスモータ２５としては、三相の巻線を有する４極６巻線のものが採用されている。
図３に、ブラシレスモータ２５の電気回路構成を示す。同図３に示すように、ブラシレスモータ２５の各相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）の巻線にはそれぞれ、スイッチング素子（ＳＵ＋，ＳＶ＋，ＳＷ＋）を介して電源装置の陽極が接続されるとともに、スイッチング素子（ＳＵ−，ＳＶ−，ＳＷ−）を介して電源電圧の陰極が接続されている。
【００２６】
図４に、ブラシレスモータ２５の各相の巻線に対する通電パターンを示す。同図４に示すように、ブラシレスモータ２５の各相の巻線に対する通電パターンとしては、各スイッチング素子（ＳＵ＋，ＳＶ＋，ＳＷ＋．ＳＵ−，ＳＶ−，ＳＷ−）のオン／オフ制御を通じて切り換えることの可能な６つの通電パターン（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）が設定されている。
【００２７】
そして、ブラシレスモータ２５の駆動を制御する際には、それら通電パターンのうちの一つが選択的に設定されて同ブラシレスモータ２５の各相の巻線への通電が行われる。具体的には、ブラシレスモータ２５を正回転方向に回転させる際には上記通電パターンが（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）→（Ｆ）→（Ａ）といった順に切り換えられ、逆回転方向に回転させる際には上記通電パターンが（Ｆ）→（Ｅ）→（Ｄ）→（Ｃ）→（Ｂ）→（Ａ）→（Ｆ）といった順に切り換えられる。
【００２８】
本実施の形態の装置は、ブラシレスモータ２５の駆動制御など、各種の機関制御を実行する電子制御装置３０（図２）を備えている。この電子制御装置３０は、各種の演算処理を実行するＣＰＵ、その演算に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶される不揮発性メモリ３０ａなどのＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。
【００２９】
電子制御装置３０の入力ポートには、ブラシレスモータ２５の回転角を検出するための五つの回転角センサＳ１〜Ｓ５が接続されている。本実施の形態では、これら回転角センサＳ１〜Ｓ５および電子制御装置３０によって、ブラシレスモータ２５の回転角を検出する回転角検出系が構成されている。電子制御装置３０の入力ポートには、アクセルペダルの踏み込み量を検出するためのアクセルポジションセンサ３１や、内燃機関１のクランクシャフトの回転速度（機関回転速度）を検出するための回転速度センサ３２、イグニッションスイッチ３３等も接続されている。
【００３０】
また、電子制御装置３０の出力ポートには、ブラシレスモータ２５の駆動回路等が接続されている。
そしてブラシレスモータ２５の駆動制御に際しては、電子制御装置３０により、各種センサの出力信号に基づき機関運転状態や同ブラシレスモータ２５の回転角が把握されるとともに、その把握された機関運転状態や回転角に基づいてブラシレスモータ２５の駆動が制御される。これにより、可変動弁機構１４の駆動（詳しくは、コントロールシャフト１６の軸方向位置）が制御されて吸気バルブ９のバルブ特性が制御される。
【００３１】
ところで、吸気バルブ９のバルブ特性はコントロールシャフト１６の軸方向位置、言い換えれば、ブラシレスモータ２５の上記所定回転角範囲内での回転角に対応したものとなる。したがって、吸気バルブ９のバルブ特性を精度良く制御するためには、ブラシレスモータ２５の回転角を正確に検出し、その回転角が目標とするバルブ特性に対応する回転角となるようにブラシレスモータ２５を駆動することが重要になる。
【００３２】
そのため本実施の形態では、上述した回転角センサＳ１〜Ｓ５の出力信号に基づき、以下に記載するようにブラシレスモータ２５の回転角が検出されて、その回転角が高い精度で検出される。
【００３３】
以下、そうしたブラシレスモータ２５の回転角の検出手順について説明する。
ここでは先ず、各回転角センサＳ１〜Ｓ５について説明する。
図５は、ブラシレスモータ２５の回転角の変化に伴う各回転角センサＳ１〜Ｓ５の出力信号の推移（同図（ａ）〜（ｅ））、およびそれら出力信号の変化に応じて変更される各種カウンタのカウント値の推移を示している（同図（ｆ）〜（ｈ））。
【００３４】
同図５に示すように、回転角センサＳ１〜Ｓ５のうちの三つの回転角センサＳ１〜Ｓ３（同図（ａ）〜（ｃ））はそれぞれ、ブラシレスモータ２５の回転時において、同ブラシレスモータ２５のロータと一体回転する４極の多極マグネットの磁気に応じてパルス状の信号、すなわちハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とを交互に出力する。それら回転角センサＳ１〜Ｓ３の上記ロータに対する周方向位置は、各回転角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号が互いにずれたタイミングで出力されるように定められている。なお、各回転角センサＳ１〜Ｓ３から出力されるパルス信号のエッジはそれぞれブラシレスモータ２５の４５°回転毎に発生する。また、各回転角センサＳ１〜Ｓ３のうちの一つのセンサからのパルス信号は、他の二つのセンサからのパルス信号に対して、ブラシレスモータ２５の３０°回転分だけ進んだ回転角あるいは遅れた回転角で発生する。
【００３５】
一方、残りの二つの回転角センサＳ４，Ｓ５（同図（ｄ），（ｅ））はそれぞれ、ブラシレスモータ２５の回転時において、同ブラシレスモータ２５のロータと一体回転する４８極の多極マグネットの磁気に応じてパルス状の信号、すなわちハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とを交互に出力する。それら回転角センサＳ４，Ｓ５の上記ロータに対する周方向位置は、各回転角センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号が互いにずれたタイミングで出力されるように定められている。なお、各回転角センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号のエッジはそれぞれブラシレスモータ２５の７．５°回転毎に発生する。また、各回転角センサＳ４，Ｓ５のうちの一つのセンサからのパルス信号は、他のセンサからのパルス信号に対して、ブラシレスモータ２５の３．７５°回転分ずれた回転角で発生する。
【００３６】
このように、回転角センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号のエッジ間隔は、回転角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号のエッジ間隔（１５°）よりも短い間隔（３．７５°）となる。また、回転角センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号のエッジが４回発生する毎に、回転角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号のエッジが１回発生する。
【００３７】
次に、こうした回転角センサＳ１〜Ｓ５の出力信号に応じて変更される各種カウンタのカウント値について、図５および図６を併せ参照しつつ説明する。
図６は、各種カウンタのカウント値を変更する処理（カウント処理）の具体的な処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される一連の処理は、電子制御装置３０により、回転角センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号のエッジ間隔に対応する時間間隔よりも短い間隔をもって周期的に実行される。
【００３８】
同図６に示すカウント処理では先ず、そのステップＳ１０１の処理において、各回転角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号（図５（ａ）〜（ｃ））の出力パターンに基づいて電気角カウンタのカウント値Ｃｅ（図５（ｆ））が変更される。詳しくは、図７（ａ）に電気角カウンタのカウント値Ｃｅと上記出力パターンとの関係を示すように、電気角カウンタのカウント値Ｃｅとして、各回転角センサＳ１〜Ｓ３の出力信号（ハイ信号「Ｈ」あるいはロー信号「Ｌ」）の組み合わせに応じて、「０」〜「５」の整数値のうちのいずれか一つが設定される。具体的には、電気角カウンタのカウント値Ｃｅとして、ブラシレスモータ２５が正方向に回転する際には１５°毎に「０」→「１」→「２」→「３」→「４」→「５」→「０」といった順に変化する値であって、逆方向に回転する際には１５°毎に「５」→「４」→「３」→「２」→「１」→「０」→「５」といった順に変化する値が設定される。
【００３９】
なお、このカウント値Ｃｅとして設定される各値（０，１，２，３，４，５）は、前述した通電パターン（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）に対応している。本実施の形態では、そうした電気角カウンタのカウント値Ｃｅに基づいてブラシレスモータ２５の各相の巻線に対する通電パターンが切り換えられることによって、ブラシレスモータ２５の回転が制御される。
【００４０】
また、各回転角センサＳ１〜Ｓ３が正常に機能しており、且つそれら回転角センサＳ１〜Ｓ３と電子制御装置３０とを繋ぐ信号線が断線またはショートしていないときには、図５（ａ）〜（ｃ）から明らかなように、それら回転角センサＳ１〜Ｓ３の出力信号が全てハイ信号「Ｈ」あるいは全てロー信号「Ｌ」になることはない。そのため本実施の形態では、図７（ａ）に示すように、電子制御装置３０に入力される各回転角センサＳ１〜Ｓ３の出力信号が全てハイ信号「Ｈ」あるいは全てロー信号「Ｌ」であるとき、言い換えれば、前記回転角検出系の正常時に出力し得ない値であるときには、回転角検出系が異常である旨を示す値が電気角カウンタのカウント値Ｃｅに設定される。
【００４１】
続いて、図６に示すカウント処理のステップＳ１０２の処理において、各回転角センサＳ４，Ｓ５（図５（ｄ），（ｅ））からのパルス信号の出力パターンに基づいて位置カウンタのカウント値Ｃｐ（図５（ｇ））が増減される。この位置カウンタのカウント値Ｃｐは、回転角センサＳ４，Ｓ５の一方のセンサの出力信号が立ち上がりエッジ、または立ち下がりエッジになったタイミングで増減される。詳しくは、図７（ｂ）に位置カウンタのカウント値Ｃｐと上記出力パターンとの関係を示すように、回転角センサＳ４，Ｓ５の一方のセンサの出力信号が立ち上がりエッジ「↑」あるいは立ち下がりエッジ「↓」のいずれであるか、また他方のセンサの出力信号がハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とのいずれであるかに応じて、位置カウンタのカウント値Ｃｐに「＋１」または「−１」が加算される。
【００４２】
こうした処理を通じて、位置カウンタのカウント値Ｃｐは、各回転角センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号がエッジになる毎に、ブラシレスモータ２５の正回転時には「１」ずつ加算されるとともに逆回転時には「１」ずつ減算される。なお、この位置カウンタのカウント値Ｃｐは、イグニッションスイッチ３３がオフ操作される度に「０」にリセットされる。したがって、位置カウンタのカウント値Ｃｐは、イグニッションスイッチ３３がオン操作された後におけるブラシレスモータ２５の回転角の変化量に相当する値になる。
【００４３】
その後、図６に示すカウント処理のステップＳ１０３の処理において、そのように変化する位置カウンタのカウント値Ｃｐに応じてストロークカウンタのカウント値Ｃｓ（図５（ｈ））が変更される。具体的には、後述する学習値Ｐｒの正負を反転させた値（−Ｐｒ）を位置カウンタのカウント値Ｃｐに加算した値（＝Ｃｐ−Ｐｒ）がストロークカウンタのカウント値Ｃｓとして設定される。
【００４４】
なお、上記学習値Ｐｒは、前記コントロールシャフト１６がその移動範囲における先端側（図２の左端側）の限界位置になるようにブラシレスモータ２５の回転角を変化させたときにおける位置カウンタのカウント値Ｃｐに対応する値である。この学習値Ｐｒは、イグニッションスイッチ３３がオン操作された後において所定の学習条件が満たされたときに学習され、電子制御装置３０の不揮発性メモリ３０ａに記憶される。したがって、上述のようにして得られるストロークカウンタのカウント値Ｃｓは、コントロールシャフト１６の上記限界位置に対応する角度を基準としたブラシレスモータ２５の回転角を表す値となる。
【００４５】
そして、本実施の形態では、このように求められた電気角カウンタのカウント値Ｃｅやストロークカウンタのカウント値Ｃｓがブラシレスモータ２５の回転角として用いられて、同回転角に基づく同ブラシレスモータ２５の駆動制御が実行される。
【００４６】
以下、そうしたブラシレスモータ２５の駆動制御にかかる処理について具体的に説明する。なお、この駆動制御にかかる一連の処理は、電子制御装置３０により、回転角センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号のエッジ発生周期よりも短い所定周期毎に実行される。
【００４７】
ここでは先ず、上記駆動制御のうち、ストロークカウンタのカウント値Ｃｓに基づいてブラシレスモータ２５の回転トルクを調節する制御について説明する。
この制御にかかる処理では先ず、アクセルペダルの踏み込み量や機関回転速度に基づいて、ブラシレスモータ２５の回転角についての制御目標値（目標回転角ＴＭＡ）が算出される。次に、この目標回転角ＴＭＡと実際の回転角（ここでは、ストロークカウンタのカウント値Ｃｓ）との偏差が求められるとともに、同偏差に基づいてモータ制御量Ｍｓｉｇが算出される。そして、このように算出されたモータ制御量Ｍｓｉｇに応じて、ブラシレスモータ２５の各相の巻線に対する供給電力量や電力供給時間が調節される。こうした処理を通じて、ブラシレスモータ２５の回転トルクが機関運転状態に見合うように調節される。なお、目標回転角ＴＭＡと実際の回転角とが一致している場合には、このとき設定されている通電パターンに対応する各巻線に対して、ブラシレスモータ２５の回転角を現状の角度で維持することの可能な所定量の電力が供給される。
【００４８】
次に、前記駆動制御のうち、電気角カウンタのカウント値Ｃｅに基づいてブラシレスモータ２５の各相の巻線に対する通電パターンを切り換える制御について説明する。
上記目標回転角ＴＭＡと実際の回転角とが異なる場合には、それら目標回転角ＴＭＡおよび実際の回転角の関係によって定まる回転方向にブラシレスモータ２５が回転するように、通電パターンが順次切り換えられる。ブラシレスモータ２５の回転速度は一定ではないため、単に電気角カウンタのカウント値Ｃｅが変化したことをもって上記通電パターンの切り換えを行うと、その切り換えにかかる処理の実行時間や巻線における電流の立ち上がり時間等の影響によって、実際に通電パターンが切り換わる時期にずれが生じてしまう。
【００４９】
図８に、電気角カウンタのカウント値Ｃｅの「２」から「３」への変化に合わせて通電パターンの制御目標値（目標通電パターン）を切り換えた場合における同カウント値Ｃｅと実際の通電パターン（実通電パターン）との関係を示す。同図８に示すように、カウント値Ｃｅ（同図（ａ））の変化に合わせて目標通電パターン（同図（ｂ））が切り換えられると（時刻ｔ１０）、切り換えにかかる処理の実行時間や巻線における電流の立ち上がり時間等が加算された時間（遅れ時間Ｔｄ）が経過した後に（時刻ｔ１１）、実通電パターン（同図（ｃ））が、カウント値Ｃｅ＝「２」に対応する通電パターン「Ｂ」から同カウント値Ｃｅ＝「３」に対応する通電パターン「Ｃ」へと切り換わる。
【００５０】
このように、カウント値Ｃｅの変化に対して実通電パターンの切り換えが遅れてしまうと、ブラシレスモータ２５の回転トルクが低下してしまい、その結果、可変動弁機構１４を適切に駆動することができなくなるなどといった不都合が発生してしまう。
【００５１】
そのため本実施の形態では、そうした不都合の発生を抑えるために、カウント値Ｃｅが変化するより前のタイミングで上記遅れ時間Ｔｄを見越したかたちで上記目標通電パターンが切り換わるように、同目標通電パターンを設定するようにしている。
【００５２】
図９に、そうした目標通電パターンの切り換えにかかる処理の実行態様の一例を示す。同図９に示すように、この処理では、電気角カウンタのカウント値Ｃｅ（同図（ａ））が「１」から「２」に変化すると（時刻ｔ２０）、その変化から所定時間Ｔｓが経過したタイミングで（時刻ｔ２１）、目標通電パターン（同図（ｂ））が、カウント値Ｃｅ＝「３」に対応する通電パターン「Ｃ」に切り換えられる。
【００５３】
ここで、ブラシレスモータ２５の回転速度が高いときほどカウント値Ｃｅが変化する時間間隔Ｔａが短くなるのに対し、上記遅れ時間Ｔｄはブラシレスモータ２５の回転速度が変化してもさほど変わらない。そのため、上記カウント値Ｃｅが変化するタイミングと実通電パターン（同図（ｃ））が切り換わるタイミングとを一致させることの可能な上記所定時間Ｔｓは、ブラシレスモータ２５の回転速度に応じて変化すると云える。
【００５４】
そのため本処理では、上記所定時間Ｔｓをブラシレスモータ２５の回転速度に基づいて算出するようにしている。具体的には、ブラシレスモータ２５の回転速度が高いときほど短い時間が所定時間Ｔｓとして算出される。
【００５５】
そして、このように算出される所定時間Ｔｓに基づき目標通電パターンを切り換えることによって、その後においてカウント値Ｃｅが「２」から「３」に変化したときに（時刻ｔ２２）、実通電パターンがカウント値Ｃｅ＝「３」に対応する通電パターン「Ｃ」に切り換わるようになる。
【００５６】
なお、所定時間Ｔｓを算出する際には、ブラシレスモータ２５の回転速度として、所定期間における上記位置カウンタのカウント値Ｃｐの変化量や上記ストロークカウンタのカウント値Ｃｓの変化量が用いられる。また、上述した切り換え処理は、電気角カウンタのカウント値Ｃｅが「１」から「２」に変化したときだけでなく、同カウント値Ｃｅが変化する度に実行される。
【００５７】
このように、ストロークカウンタのカウント値Ｃｓや電気角センサのカウント値Ｃｅに基づいてブラシレスモータ２５の駆動制御を実行することにより、同ブラシレスモータ２５の回転角が目標回転角ＴＭＡに精度良く制御されるようになり、ひいては吸気バルブ９のバルブ特性が目標とする特性に精度良く制御されるようになる。
【００５８】
ところで、例えば各回転角センサＳ１〜Ｓ５と電子制御装置３０とを繋ぐ信号線の断線やショート、あるいは回転角センサＳ１〜Ｓ５自体の故障などといった異常が前記回転角検出系に生じると、ブラシレスモータ２５の回転角を正しく検出することができなくなる。そのため、この場合にはブラシレスモータ２５の回転角を所望の回転角に制御することができなくなって、吸気バルブ９のバルブ特性を目標とするバルブ特性に制御することができなくなる。しかも、この場合においてなんら対策を打つことなくブラシレスモータ２５の駆動制御が継続されると、同ブラシレスモータ２５、ひいては可変動弁機構１４が制御不能の状態になり、機関運転状態の不安定化を招いてしまう。
【００５９】
この点をふまえ、本実施の形態では、以下に説明する処理（保護処理）を実行することにより、回転角検出系に異常が生じた場合であってもブラシレスモータ２５の回転角を制御可能な状態に維持するようにしている。
【００６０】
以下、保護処理について、図１０および図１１を参照しつつ具体的に説明する。
なお図１０は保護処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は、ブラシレスモータ２５の駆動制御にかかる処理の一環として、電子制御装置３０により所定周期毎に実行される。
【００６１】
また図１１は、ブラシレスモータ２５の回転中に回転角検出系に異常が発生した場合にあって、同異常が発生する前後における電気角カウンタのカウント値Ｃｅの推移の一例（同図（ａ））、および実通電パターンの推移の一例（同図（ｂ）の実線）、および目標通電パターンの推移の一例（同図（ｂ）の一点鎖線）を示している。
【００６２】
図１０に示すように、保護処理では先ず、回転角検出系に異常が生じているか否かが判断される（ステップＳ２０１）。ここでは、電気角カウンタのカウント値Ｃｅが回転角検出系に異常が有る旨を示す値であることをもって、すなわち電子制御装置３０に入力される各回転角センサＳ１〜Ｓ３の出力信号が全てハイ信号「Ｈ」である、あるいは全てロー信号「Ｌ」であることをもって、回転角検出系に異常が有ると判定される。
【００６３】
そして、回転角検出系に異常が無いと判定される場合には（ステップＳ２０１：ＮＯ）、前述したモータ制御量Ｍｓｉｇに基づく回転トルクの調節にかかる処理および所定時間Ｔｓに基づく通電パターンの切り換えにかかる処理が実行される（ステップＳ２０２）。また、このとき設定されている目標通電パターンが前回通電パターンＰＢＫとして記憶される（ステップＳ２０３）。
【００６４】
この場合には（図１１における時刻ｔ３０より前においては）、電気角カウンタのカウント値Ｃｅ（同図（ａ））が変化するタイミングと実通電パターン（同図（ｂ）の実線）が切り換わるタイミングとが一致するように目標通電パターン（同図（ｂ）の一点鎖線）が切り換えられて、ブラシレスモータ２５の回転が制御される。
【００６５】
一方、回転角検出系に異常有りと判定される場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、目標通電パターンとして、ステップＳ２０３の処理において記憶された前回通電パターンＰＢＫが設定される（ステップＳ２０４）。そして、この目標通電パターン（前回通電パターンＰＢＫ）に対応する任意の巻線に電力が供給される。この場合の供給電力量としては、ブラシレスモータ２５の回転角を保持することの可能な所定量が設定される。
【００６６】
この場合には（図１１における時刻ｔ３０以降においては）、目標通電パターンとして、前回通電パターンＰＢＫ、すなわち回転角検出系に異常が有ると判定された制御周期の一回前の制御周期において設定されるとともに記憶された目標通電パターンが設定される。そのため、このとき回転角検出系に異常が生じているとはいえ、ブラシレスモータ２５の回転角を回転角検出系に異常が有ると判定される直前における回転角で保持することができる。このように本実施の形態によれば、同ブラシレスモータ２５の回転角を制御可能な状態に維持することができる。
【００６７】
また、これにより吸気バルブ９のバルブ特性を回転角検出系に異常が有ると判定される直前のバルブ特性で保持することができる。したがって本実施の形態によれば、吸気バルブ９のバルブ特性を制御可能な状態に維持することができる。
【００６８】
さらに、目標通電パターンとして、上記異常が発生する直前に設定された目標通電パターンの中でも異常発生時に最も近いタイミングで設定された目標通電パターン（前回通電パターンＰＢＫ）が設定される。そのため、ブラシレスモータ２５の回転中において上記異常が生じた場合に、同ブラシレスモータ２５を極力逆回転させないように目標通電パターンを設定することができ、ブラシレスモータ２５の回転を好適に停止させることができる。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）回転角検出系に異常が生じた場合であっても、ブラシレスモータ２５の回転角を制御可能な状態に維持することができ、ひいては吸気バルブ９のバルブ特性を制御可能な状態に維持することができる。
【００７０】
（２）ブラシレスモータ２５の回転を好適に停止させることができる。
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・回転角検出系に異常有りと判定されたときの目標通電パターンとしては、同判定がなされた制御周期の一回前の制御周期において設定されるとともに前回通電パターンＰＢＫとして記憶された目標通電パターンに限らず、同判定がなされる直前の制御周期において設定されるとともに記憶された目標通電パターンであれば、これを用いることができる。こうした構成によっても、回転角検出系に異常が有ると判定された場合に、その判定がなされる直前の回転角でモータの回転角を保持することが可能になる。
【００７１】
上記構成としては、例えば次のような構成を採用することができる。すなわち先ず、回転角検出系に異常が無いと判定されるときには、少なくとも今回の制御周期と前回の制御周期とを含む直前のＮ回（二回、三回、四回…）分の制御周期において設定された目標通電パターンを「前回通電パターン、…Ｎ回前通電パターン」としてそれぞれ記憶する。そして、回転角検出系に異常有りと判定されるときには、同判定がなされた制御周期のＮ回前の制御周期において記憶されたＮ回前通電パターンを目標通電パターンとして設定する。
【００７２】
・本発明は、三相の巻線を有する４極６巻線のブラシレスモータに適用されるモータ制御装置に限らず、複数相の巻線を有するブラシレスモータに適用されるモータ制御装置であれば、適用することができる。また、ブラシレスモータの回転制御に際して、その各相の巻線に対する通電／非通電の組み合わせの異なる複数の通電パターンの中の一つを目標通電パターンとして選択的に設定するモータ制御装置の他、通電する相（通電相）として各相のいずれか一つを選択的に設定するモータ制御装置にも、本発明は適用可能である。
【００７３】
いずれのモータ制御装置にあっても、ブラシレスモータの回転制御に際して複数の通電態様（通電パターンまたは通電相）の中から選択的に設定した目標通電態様を記憶しておき、回転角検出系に異常が有ると判定されたときには目標通電態様として、同判定がなされる直前に記憶された目標通電態様を設定するようにすればよい。
【００７４】
・本発明にかかるモータ制御装置は、例えばステッピングモータなどといった複数相の巻線を有する直流モータであれば、ブラシレスモータ以外の直流モータにも適用することができる。
【００７５】
・本発明は、排気バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構を備えた内燃機関にあって、同可変動弁機構の駆動に用いられる直流モータの回転を制御するモータ制御装置にも適用することができる。
【００７６】
・本発明にかかるモータ制御装置は、機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構の駆動に用いられる直流モータ以外の直流モータにも適用することができる。そうした直流モータとしては例えば、排気通路と吸気通路とを繋ぐ連通路の途中に設けられた流路調節弁の駆動制御を通じて同排気通路から吸気通路へと排気を再循環させる排気再循環機構を備えた内燃機関にあって、同流路調節弁の駆動制御に用いられる直流モータなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態にかかるモータ制御装置が適用される内燃機関のシリンダヘッド周りの断面構造を示す断面図。
【図２】同実施の形態の可変動弁機構を駆動する駆動機構およびその駆動機構の駆動を制御する制御装置を示す略図。
【図３】同実施の形態のブラシレスモータの電気回路構成を示す略図。
【図４】同ブラシレスモータの各相の巻線に対する通電パターンを示す表。
【図５】（ａ）〜（ｈ）各回転角センサの出力信号の推移およびそれら出力信号の変化に応じて変更される各種カウンタのカウント値の推移を示すタイミングチャート。
【図６】カウント処理の具体的な理手順を示すフローチャート。
【図７】（ａ）電気角カウンタのカウント値と各回転角センサからのパルス信号の出力パターンとの関係を示す表、（ｂ）位置カウンタのカウント値と出力パターンとの関係を示す表。
【図８】電気角カウンタのカウント値の変化に合わせて目標通電パターンを切り換えた場合における同カウント値と実通電パターンとの関係を示すタイミングチャート。
【図９】目標通電パターンの切り換えにかかる処理の実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】保護処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。
【図１１】ブラシレスモータの回転中に回転角検出系に異常が発生した場合にあって（ａ）同異常が発生する前後における電気角カウンタのカウント値の推移の一例を示すタイミングチャート、（ｂ）通電パターンの推移の一例を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００７８】
１…内燃機関、２…シリンダヘッド、３…シリンダブロック、５…ピストン、６…燃焼室、７…吸気通路、８…排気通路、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１…吸気カムシャフト、１１ａ…吸気カム、１２…排気カムシャフト、１２ａ…排気カム、１４…可変動弁機構、１５…ロッカシャフト、１６…コントロールシャフト、１７…入力アーム、１８…出力アーム、２０…スプリング、２１…ロッカアーム、２２…ラッシュアジャスタ、２４…バルブスプリング、２５…ブラシレスモータ、２６…変換機構、３０…電子制御装置、３０ａ…不揮発性メモリ、３１…アクセルポジションセンサ、３２…回転速度センサ、３３…イグニッションスイッチ、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５…回転角センサ。
【図１】
2007288922.tif 000003
【図２】
2007288922.tif 000004
【図３】
2007288922.tif 000005
【図４】
2007288922.tif 000006
【図５】
2007288922.tif 000007
【図６】
2007288922.tif 000008
【図７】
2007288922.tif 000009
【図８】
2007288922.tif 000010
【図９】
2007288922.tif 000011
【図１０】
2007288922.tif 000012
【図１１】
2007288922.tif 000013