(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ可変機構のコントロールシャフトを回転駆動するモータと、
外部から与えられる前記コントロールシャフトの回転角指令値に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置と
を備えたバルブ可変機構駆動装置であって、
前記モータ制御装置は、
前記コントロールシャフトの回転角を前記回転角指令値と一致させるように前記モータに対して与えるべき角速度指令値を算出する回転角制御器と、
前記モータの角速度を前記角速度指令値と一致させるように前記モータに対して与えるべき電流指令値を算出する角速度制御器と、
前記電流指令値と前記モータの角速度とを入力し、前記モータの抵抗電圧、電流変化により生じる誘導起電力、定常電流により生じる誘導起電力、及び前記モータの回転により生じる誘起電圧を算出することにより前記モータの電圧指令値を出力する電圧指令演算器とから構成され、
前記電圧指令演算器は、
応答電流値を前記モータの電流指令値の一次遅れによって求め、当該応答電流値を用いて前記モータの電流変化により生じる誘導起電力を算出すること
を特徴とするバルブ可変機構駆動装置。
【請求項２】
前記コントロールシャフトの回転角を検出する回転角検出器と、
検出された前記コントロールシャフトの回転角から前記モータの角速度を算出する角速度変換器と
をさらに備え、
前記回転角制御器は、検出された前記コントロールシャフトの回転角に基づいて、前記モータの角速度指令値を算出し、
前記角速度制御器は、算出された前記角速度に基づいて前記モータの電流指令値を算出し、
前記電圧指令演算器は、算出された前記角速度を用いて前記モータの電圧指令値を算出すること
を特徴とする請求項１に記載のバルブ可変機構駆動装置。
【請求項３】
前記角速度制御器は、回転二軸座標上の電流指令値を算出するものであり、
前記電圧指令演算器は、前記回転二軸座標上の電圧指令値を算出し、
前記モータ制御装置は、
前記回転二軸座標上の電圧指令値を前記コントロールシャフトの回転角に基づいて三相交流電圧指令値に変換する座標変換器と、
前記座標変換器から出力される三相交流電圧指令値に基づいて前記モータに電圧を印加するインバータと
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載のバルブ可変機構駆動装置。
【請求項４】
前記コントロールシャフトの回転角を検出する第一の回転角検出器と、
前記モータの回転角を検出する第二の回転角検出器と、
検出された前記コントロールシャフトの回転角から前記モータの角速度を算出する角速度変換器と、
回転二軸座標上の電圧指令値を検出された前記モータの回転角に基づいて三相交流電圧指令値に変換する座標変換器と、
前記座標変換器から出力される三相交流電圧指令値に基づいて前記モータに電圧を印加するインバータと
をさらに備え、
前記回転角制御器は、検出された前記コントロールシャフトの回転角に基づいて前記モータの角速度指令値を出力し、
前記角速度制御器は、算出された前記角速度に基づいて前記モータの回転二軸座標上の電流指令値を算出し、
前記電圧指令演算器は、算出された前記角速度を用いて前記モータの回転二軸座標上の電圧指令値を出力すること
を特徴とする請求項１に記載のバルブ可変機構駆動装置。
【請求項５】
前記モータの角速度が前記インバータの最大出力電圧を前記モータの回転子の磁束で除した値以上の場合は、前記電流指令値の回転二軸座標上のｄ軸成分を負とすること
を特徴とする請求項３または４に記載のバルブ可変機構駆動装置。
【請求項６】
前記モータが永久磁石からなる回転子を備えること
を特徴とする請求項１に記載のバルブ可変機構駆動装置。
【請求項７】
前記モータに接続されるコントロールシャフトを有し、前記モータにより回転駆動される前記コントロールシャフトによりバルブのリフト量を変化させるバルブ可変機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のバルブ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンバルブのリフト量を変化させるバルブ可変機構を駆動するバルブ可変機構駆動装置、及び当該バルブ可変機構駆動装置を備えるバルブ制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の４ストロークエンジンは、燃料と空気とをエンジン内部に吸入し、その混合気の圧縮、燃焼により生じる燃焼圧力でピストンを押動し、タイヤを回転駆動する。燃焼後、エンジン内のガスは外部に排気される。
【０００３】
この一連の吸入、圧縮、燃焼、および排気の過程におけるガス循環は、エンジン上部に設置した吸気バルブと排気バルブとが担っており、これらバルブの開閉が燃費に大きく影響する。燃費は、バルブのリフト量を変化させることで向上でき、このリフト量を変化させる機構がバルブ可変機構である。
【０００４】
エンジンの出力によって最適となるリフト量が異なるので、燃費を向上させるためには、バルブ可変機構をエンジンの出力の変化に高速に追従させることが要求される。その要求を満たすにはバルブ可変機構を駆動するモータの応答速度を高速化すればよい。
【０００５】
モータの応答速度の高速化は、モータの回転角、角速度およびトルクを指令値に対して正確に制御することで実現できる。モータの回転角および角速度は、回転角センサを用いて検出されるモータの実際の回転角、および検出された回転角によって算出される角速度を制御パラメータとして用いることにより可能となる。また、トルクの正確な制御は、トルクが電流に比例することから、電流センサを用いて検出されるモータの電流を制御パラメータとして用いることにより可能となる。このようにモータの回転角、角速度およびトルクの正確な制御には回転角センサと電流センサとを使用することが望ましいが、コスト面から両方のセンサを設置することは実用上困難である。そこで、高コストの電流センサを用いないバルブ制御システムのバルブ可変機構駆動装置として下記特許文献１に示すバルブ可変機構駆動装置が開発されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２００３８７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１のバルブ可変機構駆動装置では、モータの電流変化により生じる誘導起電力を考慮せずモータに印加する電圧を計算している。このため、外部から与えられる回転角指令値に基づいて求められる電圧をモータに印加しても、モータ電流が所定の値となるまでに応答時間がかかる。従って、モータの応答速度を高速にできず、リフト量をエンジンの出力に適した値に高速に変化させることができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、モータの応答速度を高速にし、エンジンの出力の変化に高速に追従してリフト量を変化させることが可能なバルブ制御システムのバルブ可変機構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】
【０００９】
バルブ可変機構のコントロールシャフトを回転駆動するモータと、外部から与えられる前記コントロールシャフトの回転角指令値に基づいて前記モータを制御するモータ制御装置とを備えたバルブ可変機構駆動装置であって、前記モータ制御装置は前記コントロールシャフトの回転角を前記回転角指令値と一致させるように前記モータに対して与えるべき角速度指令値を算出する回転角制御器と、前記モータの角速度を前記角速度指令値と一致させるように前記モータに対して与えるべき電流指令値を算出する角速度制御器と、前記電流指令値と前記モータの角速度とを入力し、前記モータの抵抗電圧、電流変化により生じる誘導起電力、定常電流により生じる誘導起電力、前記モータの回転により生じる誘起電圧を算出することにより前記モータの電圧指令値を出力する電圧指令演算器とから構成され、前記電圧指令演算器は応答電流値を前記モータの電流指令値の一次遅れによって求め、当該応答電流値を用いて前記モータの電流変化により生じる誘導起電力を算出することとした。
【発明の効果】
【００１０】
エンジンの出力の変化に高速に追従してリフト量を変化させることが可能なバルブ制御システムのバルブ可変機構駆動装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の一実施形態に係るバルブ制御システムを表す図である。図１に示すバルブ制御システムは、バルブ可変機構１０１、及びバルブ可変機構駆動装置により構成される。バルブ可変機構駆動装置は、同期モータ１０８、回転角センサ１０４、モータ制御装置１００により構成される。
【００１２】
バルブ可変機構１０１は、同期モータ１０８の回転角に応じてバルブのリフト量を制御し、これによりエンジンの吸気量を調整する。バルブ可変機構１０１は同期モータ１０８に接続されたコントロールシャフト（図示せず）を含んでおり、当該コントロールシャフトの回転駆動によりバルブを駆動するカムの揺動角が変化することでリフト量が変化する。
【００１３】
回転角検出器である回転角センサ１０４は、前記コントロールシャフトの回転角Θｓを検出する。モータ制御装置１００は、自動車のアクセルペダルの踏み込み量に応じて外部から入力されるコントロールシャフトの回転角指令値Θｓ*および回転角センサ１０４により検出されるコントロールシャフトの回転角Θｓを用いて三相交流電圧を出力し、同期モータ１０８を駆動制御する。
【００１４】
次に、モータ制御装置１００の構成を説明する。モータ制御装置１００は、回転角制御器１０３、角速度変換器１０６、角速度制御器１０５、電圧指令演算器１０９、座標変換器１１０、インバータ１０７により構成される。
【００１５】
回転角制御器１０３は、外部から与えられるコントロールシャフトの回転角Θｓの制御目標値である回転角指令値Θｓ*に回転角センサ１０４から出力されるコントロールシャフトの回転角Θｓを一致させる回転角制御を行う。具体的には、回転角指令値Θｓ*と、コントロールシャフトの回転角Θｓとの差に比例ゲインを乗算した値を同期モータ１０８の角速度指令値ω*として出力する。
【００１６】
角速度変換器１０６は、コントロールシャフトの回転角Θｓを用い、同期モータ１０８の角速度ωを出力する。角速度ωは、コントロールシャフトの回転角Θｓに同期モータ１０８とコントロールシャフトとを連結するギアのギア比を乗じることで得られる同期モータ１０８の回転角Θｍを時間微分した値とする。
【００１７】
角速度制御器１０５は、回転二軸座標上の電流指令値ｉｄ*，ｉｑ*を算出し、回転角制御器１０３から出力される角速度指令値ω*に角速度変換器１０６から出力される角速度ωを一致させる角速度制御を行う。具体的には、式（１）を用いて電流指令値ｉｑ*を算出する。
0005039462.tif 000002
上記式（１）において、Ｐは同期モータ１０８の回転子の極対数、φは回転子の磁束、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは積分ゲインである。
また、電流指令値ｉｄ*は式（２）を用いて算出する。
0005039462.tif 000003
上記式（２）において、Ｌｄ，Ｌｑは回転二軸座標上のｄ，ｑ軸成分のインダクタンスである。
【００１８】
電圧指令演算器１０９は、角速度制御器１０５から出力される電流指令値ｉｄ*，ｉｑ*と、角速度変換器１０６から出力される角速度ωとを用い、ｄ軸成分の電圧指令値ｖｄ*およびｑ軸成分の電圧指令値ｖｑ*を出力する。
【００１９】
以下、電圧指令演算器１０９における電圧指令値ｖｄ*および電圧指令値ｖｑ*の演算方法について述べる。
【００２０】
電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*は、下記式（３）（４）の電圧方程式を用いて求めることができる。
0005039462.tif 000004
上記、式（３），（４）においてＲ×ｉｄ*、およびＲ×ｉｑ*は抵抗降下分の電圧、（Ｌｄ×ｄ／ｄｔ）×ｉｄ*、および（Ｌｑ×ｄ／ｄｔ）×ｉｑ*は電流変化により生じる誘導起電力、−ωＬｑｉｑ、およびωＬｄｉｄは定常状態の電流により生じる誘導起電力、ωφは回転子磁束による誘導電圧である。
【００２１】
電流指令ｉｄ*、ｉｑ*が急激に変化した場合は、電流変化により生じる誘導起電力（Ｌｄ×ｄ／ｄｔ）×ｉｄ*、および（Ｌｑ×ｄ／ｄｔ）×ｉｑ*が過大となり、電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*はインバータが出力可能な電圧を超えた値となる。そこで、電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*の応答電流を一次遅れで表した応答電流値ｉｄｓ，ｉｑｓを用いて電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出する。これにより、同期モータ１０８の電流変化により生じる誘導起電力を含めた電圧指令値ｖｄ*，ｖｑ*を算出することができる。このようにして算出された電圧指令値ｖｄ*，ｖｑ*を同期モータ１０８に印加することにより、モータ電流が電流指令値ｉｄ*，ｉｑ*に到達するまでの応答時間を短縮し、同期モータ１０８の応答速度を高速化することができる。
【００２２】
図２は、電圧指令演算器１０９の内部構成を表す図である。図２に示す電圧指令演算器１０９は、応答電流演算部１０９ａ、および電圧指令演算部１０９ｂにより構成される。
【００２３】
応答電流演算部１０９ａは、角速度制御器１０５から出力される電流指令値ｉｄ*，ｉｑ*を一次遅れで表した応答電流値ｉｄｓ，ｉｑｓを以下の式（５），（６）により求める。
0005039462.tif 000005
上記、式（５），（６）においてＴｄ，Ｔｑは、それぞれ応答電流値ｉｄｓ，ｉｑｓの時定数、ｓはラプラス演算子（ｄ／ｄｔ）である。
【００２４】
電圧指令演算部１０９ｂは、電流指令値ｉｄ*，ｉｑ*、応答電流値ｉｄｓ，ｉｑｓ、および同期モータ１０８の回転角速度ωに基づいて、下記式（７），（８）により電圧指令値ｖｄ*および電圧指令値ｖｑ*を算出する。
0005039462.tif 000006
【００２５】
電圧指令演算器１０９において、同期モータ１０８の抵抗Ｒ、インダクタンスＬｄ、インダクタンスＬｑおよび磁束φの値を予め設定しておくことにより、式（７），（８）を用いて、電圧指令値ｖｄ*，ｖｑ*を求めることができる。
【００２６】
座標変換器１１０は、電圧指令演算器１０９から出力される電圧指令値ｖｄ*，ｖｑ*と、回転角センサ１０４から出力されるコントロールシャフトの回転角Θｓとを用い、三相交流電圧指令値を出力する。
【００２７】
以下、座標変換器１１０において三相交流電圧値指令値ｖｕ*，ｖｖ*，ｖｗ*を求める方法について述べる。
まず、下記の行列式（９）を用い、回転二軸座標上の電圧指令値ｖｄ*およびｖｑ*を二軸座標上の電圧指令値ｖα*，ｖβ*に変換する。
0005039462.tif 000007
次に、行列式（１０）を用い、二軸座標上の電圧指令値ｖα*，ｖβ*を三軸座標上の電圧指令値ｖｕ*，ｖｖ*，ｖｗ*に変換する。
0005039462.tif 000008
以上により三相交流電圧指令値ｖｕ*，ｖｖ*，ｖｗ*が算出される。
【００２８】
インバータ１０７は、座標変換器１１０から出力される三相交流電圧指令値ｖｕ*，ｖｖ*，ｖｗ*に基づき、三相交流電圧を同期モータ１０８に印加する。インバータ１０７の制御は、内部スイッチのＯＮ／ＯＦＦにより同期モータ１０８に印加する単位時間内の平均電圧を正弦波に沿って変化させるＰＷＭ制御法により行う。
【００２９】
本実施の形態では、電流指令値ｉｄ*，ｉｑ*を一次遅れによって表した応答電流値ｉｄｓ，ｉｑｓを用い、同期モータ１０８の電流変化により生じる誘導起電力まで含めた電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出するので、同期モータ１０８の応答を高速化することができる。これにより、バルブ可変機構１０１におけるバルブのリフト量をエンジンの出力の変化に応じて高速に変化させ、燃費を向上できる。
【００３０】
実施の形態２．
図３は本発明の他の実施形態に係るバルブ制御システムを表す図である。図３のバルブ制御システムのバルブ可変機構駆動装置は、回転角検出器であるホールセンサ１１１により同期モータ１０８の回転角Θｍを検出する。ホールセンサ１１１は同期モータ１０８の固定子に設置されており、極対数Ｐが３の場合は、同期モータ１０８の回転子上に６０度間隔に配置された各極が通過するタイミングでホール電圧を検出する。よって、０度以上３６０度未満の６０度おきの同期モータ１０８の回転角Θｍを検出できる。
【００３１】
モータ制御装置２００は、自動車のアクセルペダルの踏み込み量に応じて外部から入力されるコントロールシャフトの回転角指令値Θｓ*、およびホールセンサ１１１により検出される同期モータ１０８の回転角Θｍより算出するコントロールシャフトの回転角Θｓを用いて三相交流電圧を出力し、同期モータ１０８を駆動制御する。回転角制御器２０３は、同期モータ１０８の回転角指令値Θｍ*および同期モータ１０８の回転角Θｍに基づいて同期モータ１０８の角速度指令ω*を出力する。角速度変換器２０６は、ホールセンサ１１１により検出された同期モータ１０８の回転角Θｍに基づいて同期モータ１０８の角速度ωを出力する。
【００３２】
以下、速度変換器２０６における同期モータ１０８の角速度ωの演算について述べる。
ホールセンサ１１１により検出された同期モータ１０８の回転角Θｍは６０度おきの値であるため、回転角Θｍの時間微分値は６０度おきに鋭いピークが立ち並ぶ値になり、同期モータ１０８の角速度ωを正確に算出できない。
そこで、ホールセンサ１１１により検出された同期モータ１０８の回転角Θｍを時間微分して得られた値を一次遅れフィルタによってフィルタ処理した値を同期モータ１０８の角速度として用いる。これにより、正確な同期モータ１０８の角速度ωを得ることができる。
【００３３】
次に、一次遅れフィルタを用いずに同期モータ１０８の角速度ωを演算する方法について述べる。ホールセンサ１１１により検出された同期モータ１０８の回転角Θｍは、上述のように、３６０度未満で６０度おきの値である。そのため、ホールセンサ１１１の出力に基づいて同期モータ１０８の回転角Θｍを検出する時間間隔が、同期モータ１０８の一回転の時間間隔よりも長い場合は同期モータ１０８の回転角Θｍを検出できない。
【００３４】
例えば、ホールセンサ１１１の出力に基づいて同期モータ１０８の回転角Θｍを一回検出する間に同期モータ１０８が４００度回転する場合、一回目の検出値が０度であったとすると、次の検出値は６０度、その次の検出値は１２０度となり、検出は誤検出となる。
【００３５】
そこで、ホールセンサ１１１の出力に基づいて同期モータ１０８の回転角Θｍを検出する時間間隔を、同期モータ１０８の回転の最小周期より短く設定し、角速度変換器２０６において、検出された同期モータ１０８の回転角Θｍの変化量を所定回数加算し、検出の時間間隔で除算する。これにより、同期モータ１０８の角速度ωが算出できる。変化量の加算回数は任意の回数であるが、加算回数の増加によってより正確な同期モータ１０８の回転角速度を得ることができる。
【００３６】
また、上記の例では時間微分を行っていないが、ホールセンサ１１１により検出された同期モータ１０８の回転角Θｍに対して微分を行い、同期モータ１０８の角速度ωを得た後に、角速度ωの所定時間内のピーク数を検出することもできる。すなわち、一定間隔で同期モータ１０８の回転角度を検出すれば、ピークの観測数から前記所定時間内での同期モータ１０８の回転角速度を算出できる。
【００３７】
座標変換器２１０では、ホールセンサ１１１から出力される同期モータ１０８の回転角Θｍに基づいて演算を行うため、電圧指令値ｖｄ*，ｖｑ*から三相電圧指令値ｖｖ*，ｖｕ*，ｖｗ*への座標変換を、コントロールシャフトの回転角Θｓを用いるよりも、より正確に行うことができる。
また、式（９）を用いて三相電圧指令値ｖｖ*，ｖｕ*，ｖｗ*を求める際、ｃｏｓ関数またはｓｉｎ関数の値が必要となる。ホールセンサ１１１の出力は、０度以上３６０度未満の６０度おきの値であるので、０度、６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度の計６種類のｃｏｓ関数またはｓｉｎ関数の値を格納したメモリを座標変換器に設ければよい。このような精度の低いホールセンサ１１１を用いても、三相電圧指令値ｖｖ*，ｖｕ*，ｖｗ*を正確に求めることができる。
【００３８】
本実施の形態では、三相電圧指令値ｖｖ*，ｖｕ*，ｖｗ*をより正確に算出することが可能となるので同期モータ１０８の応答速度をより高速にできる。また、精度の低いホールセンサ１１１を用いることで、座標変換器２１０に必要なメモリ容量を縮小しコストを安価にすることができる。
【００３９】
実施の形態３．
図４は、本発明の他の実施形態に係るバルブ制御システムを表す図である。図４のバルブ制御システムのバルブ可変機構駆動装置は、第一の回転角検出器である回転角センサ１０４と第二の回転角検出器であるホールセンサ１１１との両方を備える。
【００４０】
回転角制御器１０３は、回転角センサ１０４から出力されるコントロールシャフトの回転角Θｓに基づいて角速度指令値ω*を算出するので、同期モータ１０８の回転角Θｍを用いるよりも、より正確にコントロールシャフトの回転角を制御できる。
また、座標変換器２１０では、ホールセンサ１１１から出力される同期モータ１０８の回転角Θｍに基づいて演算を行うため、電圧指令値ｖｄ*，ｖｑ*から三相電圧指令値ｖｖ*，ｖｕ*，ｖｗ*への座標変換を、コントロールシャフトの回転角Θｓを用いるよりも、より正確に行うことができる。
【００４１】
以上述べたように、本実施の形態では、角速度指令値ω*、および三相電圧指令値ｖｖ*，ｖｕ*，ｖｗ*をより正確に算出することが可能となるので、同期モータ１０８の応答速度をより高速にできる。
【００４２】
実施の形態４．
同期モータ１０８の電圧は式（３），（４）に示すように、抵抗降下分の電圧Ｒ×ｉｄ*およびＲ×ｉｑ*、電流変化により生じる誘導起電力（Ｌｄ×ｄ／ｄｔ）×ｉｄ*および（Ｌｑ×ｄ／ｄｔ）×ｉｑ*、定常状態の電流により生じる誘導起電力−ωＬｑｉｑおよびωＬｄｉｄ、回転子磁束による誘導電圧ωφの和で表される。
同期モータ１０８に印加するｑ軸成分の電圧ｖｑを上昇させると、同期モータ１０８の角速度ωが上昇する。しかし、インバータ１０７の出力可能な電圧ｖｑには上限があり、インバータ１０７のｑ軸成分の最大出力電圧Ｖｑｍａｘを同期モータ１０８に印加した場合の角速度ωが、同期モータ１０８の最大角速度ωｍａｘとなる。ここで、最大角速度ωｍａｘは、最大出力電圧Ｖｑｍａｘを用いて以下の式（１１）によって表すことができる。
ωｍａｘ≒Ｖｑｍａｘ／（φ＋Ｌｄ×ｉｄ）  ・・・（１１）
上記式（１１）により示されるように、最大出力電圧Ｖｑｍａｘの印加時に、ｄ軸成分の電流ｉｄを零とすると、最大角速度ωｍａｘは最大出力電圧Ｖｑｍａｘを回転子の磁束φで除した値となる。一方で、電流ｉｄを負とすると、Ｌｄ×ｉｄで表される磁束が回転子の磁束φを打ち消す方向に発生し、（φ＋Ｌｄｉｄ）の項が減少するため、同期モータ１０８の最大角速度ωｍａｘを上昇させることができる。
【００４３】
このように回転子の磁束φを打ち消す方向に磁束を発生させることで、最大出力電圧Ｖｑｍａｘを上昇させることなく、同期モータ１０８の最大角速度ωｍａｘを上昇できる。これにより、バルブ可変機構１０１のコントロールシャフトの最大回転角速度を上昇でき、より高い制御応答速度が得られる。
【００４４】
尚、同期モータ１０８には回転子に永久磁石を用いた永久磁石型同期モータと回転子に巻線による電磁石を用いた界磁巻線型同期モータとがあるが、界磁巻線型同期モータは大きいトルクを得るために回転子の巻線の巻数を増加させること又は巻線を太くすることが要求され、この要求による回転子の半径および質量の増加で、回転子の慣性が大きくなるため、モータの応答速度を高速にできない。一方、永久磁石型同期モータは、巻線が不要な上、永久磁石の体積と厚さは界磁巻線よりも小さく薄いため、回転子の半径と重量とを減少させることができ、回転子の慣性を小さくできる。よって、回転子に巻線を用いない永久磁石型同期モータを用いることでモータの応答速度を高速にできる。
【００４５】
尚、同期モータ１０８は界磁巻線型同期モータでもよく、同期モータ１０８の代わりに誘導モータを用いてもよい。また、同期モータ１０８の極対数はいくつであってもよい。ホールセンサ１１１の出力は９０度または４５度おきの出力などであってもよい。
【００４６】
また、回転角制御器１０３においてコントロールシャフトの回転角指令値Θｓ*とコントロールシャフトの回転角Θｓとの差に比例ゲインを乗算する比例制御を行ったが、制御方法は、差の時間積分値に積分ゲインを乗算する積分制御、差の時間変化値に微分ゲインを乗算する微分制御、および比例制御のうち少なくとも一つを用いた制御であってもよい。
また、角速度制御器１０５において比例制御と積分制御とを組み合わせた比例積分制御を行ったが、制御方法は、比例、積分、および微分のうち少なくとも一つを用いた制御であってもよい。
【００４７】
また、回転角センサは、レゾルバ、エンコーダ、ホールセンサなどであってもよい。
また、ホールセンサ１１１は、レゾルバやエンコーダなどであってもよい。レゾルバやエンコーダを用いることで、モータ回転角の検出の分解能が向上し、同期モータ１０８の制御における制御応答速度、制御精度を向上できる。それによって、バルブ可変機構１０１のバルブ制御における制御応答速度、制御精度を向上できる。
【００４８】
また、同期モータ１０８とバルブ可変機構１０１のコントロールシャフトとを連結しているギア比を、コントロールシャフトの回転数に対する同期モータ１０８の回転数を大きくなるよう設定することにより（例えば、１：２００）、コントロールシャフトの回転角度を高分解能で制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るバルブ制御システムを表す図である。
【図２】本発明の電圧指令演算器の内部構成を表す図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係るバルブ制御システムを表す図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係るバルブ制御システムを表す図である。
【符号の説明】
【００５０】
１００  モータ制御装置
１０１  バルブ可変機構
１０４  回転角センサ
１０８  同期モータ
１０９  電圧指令演算器
１０９ａ  応答電流演算部
１０９ｂ  電圧指令演算部
１１１  ホールセンサ
【図１】
0005039462.tif 000009
【図２】
0005039462.tif 000010
【図３】
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【図４】
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