JP2010248933A - 電動可変バルブタイミング機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モーターの過熱をより好適に抑制することのできる電動可変バルブタイミング機構の制御装置を提供する。
【解決手段】電動可変バルブタイミング機構は、モーター１８の回転速度のフィードバック制御を通じて同モーター１８の回転速度をカムシャフト１３の回転速度に対して変化させることで、クランクシャフト１０に対するカムシャフト１３の回転位相を変化させて機関バルブのバルブタイミングを可変とするように構成されている。こうした電動可変バルブタイミング機構の制御を司る電子制御ユニット２２は、モーター１８及びモーター駆動回路２３の過熱時に該モーター１８の駆動電流を制限することで発熱ガードを発動するとともに、そうした発熱ガードの発動の頻度が規定の判定値（ゲイン縮小判定値）を超えるときには、上記フィードバック制御のフィードバックゲインを縮小するようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、モーターの回転速度のフィードバック制御を通じて同モーターの回転速度をカムシャフトの回転速度に対して変化させることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて機関バルブのバルブタイミングを可変とする電動可変バルブタイミング機構の制御装置に関する。

周知のように車載内燃機関に適用される機構として、機関バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構が実用されている。実用された可変バルブタイミング機構の多くは、内燃機関の発生する油圧を駆動源とするものが多い。一方、近年には、モーターを駆動源とする電動式の可変バルブタイミング機構が提案され、その実用に向けて開発が進められている。なお、そうした電動可変バルブタイミング機構としては、モーターの回転速度のフィードバック制御を通じて同モーターの回転速度をカムシャフトの回転速度に対して変化させることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて機関バルブのバルブタイミングを可変とする構成のものがある。

従来、そうした電動可変バルブタイミング機構の制御装置として、特許文献１、２の制御装置が知られている。特許文献１の制御装置は、カムシャフトの目標回転位相と実回転位相との偏差が規定の判定値を超えた状態が設定時間以上継続したときに異常有りと判定することで、電動可変バルブタイミング機構の異常判定を行うものとなっている。また特許文献２の制御装置は、モーターの駆動電流が設定値を超えるときには、モーターが過熱状態にあると判定して、モーターの過熱が解消されるまでモーターの回転速度の変化量を制限することで同モーターの発熱ガードを発動させるものとなっている。

特開２００８−６９７１９号公報 特開２００８−５７３７２号公報

上記の如く、必要に応じて発熱ガードを発動すれば、モーターの過熱を抑制することが確かに可能ではある。しかしながら、発熱ガードは、あくまでも応急の処置でしかなく、モーターの過熱に対する抜本的な対策とはなっていない。したがって、状況によっては、発熱ガードの発動によりモーターの過熱を抑えても、発熱ガードを解除すれば、再びモーターが過熱して、発熱ガードが再発動されることがある。一方、電動可変バルブタイミング機構の個体によっては、モーターが過熱し易いものがあり、そうした場合には、応急処置としての発熱ガードの発動と解除とが頻繁に繰り返されることになる。

本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、モーターの過熱をより好適に抑制することのできる電動可変バルブタイミング機構の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、モーターの回転速度のフィードバック制御を通じて同モーターの回転速度をカムシャフトの回転速度に対して変化させることで、クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相を変化させて機関バルブのバルブタイミングを可変とする電動可変バルブタイミング機構の制御装置において、前記モーター及びモーター駆動回路の過熱時に該モーターの駆動電流を制限することで発熱ガードを発動する発熱ガード発動手段と、前記発熱ガードの発動の回数及び頻度のいずれか一方が規定の判定値を超えるときには、前記フィードバック制御のフィードバックゲインを縮小するフィードバックゲイン縮小手段と、を備えることをその要旨としている。

上記構成では、モーター及びモーター駆動回路が過熱状態となると、過熱抑制のためのモーターの駆動電流の制限が、すなわちモーターの発熱ガードが発動される。そしてそうした発熱ガードの発動回数又は発動頻度が規定の判定値を超えると、モーター回転速度のフィードバック制御のフィードバックゲインが縮小されるようになる。フィードバックゲインが縮小されれば、モーターの負荷が軽減されるため、再び過熱状態となって発熱ガードが発動されてしまうことを抑制することができる。したがって上記構成によれば、モーターの過熱をより好適に抑制することができるようになる。

なおモーター及びその駆動回路の過熱は、周囲の環境や電動可変バルブタイミング機構の使用状況によって一時的にその頻度が増大することがある。そうした場合には、状況が変化すれば、過熱状態が自然に解消される。そこで請求項２に記載のように、前記フィードバックゲイン縮小手段は、前記フィードバックゲインの縮小の開始から規定の期間が経過した後は、前記フィードバックゲインを元に復帰させるようにすれば、フィードバックゲインの縮小が期限付きで実施されるようになり、一時的な要因で過熱が生じたときには、その要因が自然解消されたときにフィードバックゲインの縮小を解除することができるようになる。

なお個体によっては、過熱が生じ易いものがあり、そうしたものにおいては、フィードバックゲインの縮小を解除しても、再び過熱状態となり、直にフィードバックゲインの縮小が再開されることになる。そこで定常的な要因でフィードバックゲインの縮小が頻発されるときには、フィードバックゲインの縮小を恒久化することが望ましい。すなわち、請求項３に記載のように、フィードバックゲインの縮小の回数及び頻度のいずれかが規定の判定値を超えるときには、フィードバックゲインの縮小を恒久とするようにフィードバックゲイン縮小手段を構成することが望ましい。

なお、こうした電動可変バルブタイミング機構の制御装置におけるモーターの回転速度のフィードバック制御は、請求項４に記載のように、カムシャフトの目標回転位相と実回転位相との偏差及び機関回転速度に基づいて目標モーター回転速度を演算するとともに、その目標モーター回転速度と実モーター回転速度との偏差を縮小すべくモーター駆動回路がモーターの駆動電流をフィードバック調整することで実施するようにすることができる。

また上記発熱ガード発動手段は、請求項５に記載のように、目標モーター回転速度、実モーター回転速度及び機関回転速度に基づいてモーターの駆動電流を推定するとともに、その推定された駆動電流が発熱限界電流値を超えたときにモーターの回転速度の変化量を制限することでモーターの駆動電流を制限するように構成することが可能である。

本発明の一実施形態についてその全体構成を模式的に示す略図。 同実施形態に採用される目標モーター回転速度演算ルーチンのフローチャート。 同実施形態に適用される通常時用の回転速度フィードバック補正量の算出マップの設定態様を示す図。 同実施形態に適用されるゲイン縮小制御時用の回転速度フィードバック補正量の算出マップの設定態様を示す図。 同実施形態に適用される上限ガード値、下限ガード値の算出マップの設定態様を示す図。 同実施形態に採用されるモーター駆動電流推定ルーチンのフローチャート。 同実施形態に適用される推定モーター駆動電流の算出マップの設定態様を示す図。 同実施形態に採用されるフィードバックゲイン縮小制御ルーチンのフローチャート。

以下、本発明の電動可変バルブタイミング機構の制御装置を具体化した一実施形態を、図１〜図８を参照して詳細に説明する。
まず図１に基づいて、本実施形態の電動可変バルブタイミング機構の制御装置の構成を説明する。

内燃機関の出力軸であるクランクシャフト１０は、タイミングチェーン１１（又はタイミングベルト）及びカムスプロケット１２を介して、機関バルブを開閉駆動するカムの設けられたカムシャフト１３に駆動連結されている。またカムスプロケット１２とカムシャフト１３との間には、位相可変機構１４が介設されている。なおカムシャフト１３の外周には、所定のカム角毎にカム角信号を出力するカム角センサー２０が、クランクシャフト１０の外周には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサー２１がそれぞれ取り付けられている。

位相可変機構１４は、カムシャフト１３と同心を有して配設された内歯付きのアウタギア１５と、このアウタギア１５の内周に同心を有して配設された外歯付きのインナギア１６と、これらアウタギア１５とインナギア１６との間に配置されて両者に噛み合う遊星ギア１７とを備えている。アウタギア１５は、クランクシャフト１０と同期して回転する上記カムスプロケット１２と一体回転可能に配設され、インナギア１６は、カムシャフト１３と一体回転可能に配設されている。また遊星ギア１７は、アウタギア１５とインナギア１６に噛み合った状態で、円軌道を描くようにインナギア１６の回りを旋回することで、アウタギア１５の回転力をインナギア１６に伝達する。また遊星ギア１７は、インナギア１６の回転速度（＝カムシャフト１３の回転速度）に対する遊星ギア１７の旋回速度（公転速度）を変化させることで、アウタギア１５に対するインナギア１６の回転位相を調整するようにしている。なおアウタギア１５、インナギア１６及び遊星ギア１７の歯数は、カムシャフト１３をクランクシャフト１０の回転速度の１／２の回転速度で駆動するように設定されている。

内燃機関には、遊星ギア１７の旋回速度を可変するためのモーター１８が設けられている。このモーター１８の回転軸は、カムシャフト１３、アウタギア１５及びインナギア１６と同軸上に配置され、このモーター１８の回転軸と遊星ギア１７の支持軸とが一体回転可能に連結されている。これにより、モーター１８の回転に伴って、遊星ギア１７がその支持軸を中心に回転（自転）しながらインナギア１６の外周の円軌道を旋回（公転）できるようになっている。また、モーター１８には、モーター１８の回転速度を検出するモーター回転速度センサー１９が取り付けられている。

なおモーター１８の非駆動時には、モーター１８の回転軸がカムシャフト１３と同期して回転するように構成されている。モーター１８の回転速度がカムシャフト１３の回転速度に一致して、遊星ギア１７の公転速度がインナギア１６及びアウタギア１５の回転速度に一致しすると、アウタギア１５とインナギア１６との回転位相差が現状維持されて、バルブタイミングが現状維持される。一方、機関バルブのバルブタイミングを進角する場合には、モーター１８の回転速度をカムシャフト１３の回転速度よりも速くして、遊星ギア１７の公転速度をインナギア１６の回転速度よりも速くする。これにより、アウタギア１５に対するインナギア１６の相対回転位相が進角されて、バルブタイミングが進角されることになる。また機関バルブのバルブタイミングを遅角する場合には、モーター１８の回転速度をカムシャフト１３の回転速度よりも遅くして、遊星ギア１７の公転速度をインナギア１６の回転速度よりも遅くする。これにより、アウタギア１５に対するインナギア１６の相対回転位相が遅角されて、バルブタイミングが遅角されることになる。

上記カム角センサー２０、クランク角センサー２１及びモーター回転速度センサー１９の出力は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）２２に入力されている。電子制御ユニット２２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、そのＲＯＭに記憶された各種制御用のプログラムを実行することで、機関運転状態に応じた機関制御、例えば燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施する。また電子制御ユニット２２は、カム角センサー２０、クランク角センサー２１の検出信号に基づいてクランクシャフト１０に対するカムシャフト１３の回転位相（実回転位相）を演算すると共に、機関運転条件に応じて目標とするカムシャフト１３の回転位相（目標回転位相）を演算する。そして電子制御ユニット２２は、目標回転位相と実回転位相との偏差及び機関回転速度に基づいて目標モーター回転速度を演算して、モーター駆動回路（ＥＤＵ）２３に出力する。

モーター駆動回路２３は、目標モーター回転速度と実モーター回転速度との偏差を小さくするようにモーター１８に印加する電圧のデューティをフィードバック制御する。そして実モーター回転速度を目標モーター回転速度にフィードバック制御することで、カムシャフト１３の実回転位相を目標回転速度にフィードバック制御する。

また電子制御ユニット２２は、機関運転中に、後述するように、目標モーター回転速度、実モーター回転速度間の偏差と機関回転速度とに基づいてモーター１８の駆動電流を推定し、その推定した駆動電流が発熱限界電流値を越えたときに、モーター駆動回路２３に出力する目標モーター回転速度の変化量（回転速度フィードバック補正量）を制限する。そしてそれにより、モーター１８の駆動電流の制限を、すなわちモーター１８等を過熱から保護するためのモーター１８の発熱ガードを発動する。

（目標モーター回転速度演算ルーチン）
次に、図２を併せ参照して、上記目標モーター回転速度の演算に係る電子制御ユニット２２の処理の詳細を説明する。電子制御ユニット２２は、図２に示す目標モーター回転速度演算ルーチンの処理を行うことで目標モーター回転速度を演算する。なお本ルーチンの処理は、機関運転中に電子制御ユニット２２により周期的に繰り返し実行される。

本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット２２はまずステップＳ１０１において、カムシャフト１３の目標回転位相と実回転位相との偏差を、すなわちカム位相差（＝目標回転位相−実回転位相）を算出する。

続いて電子制御ユニット２２は、ステップＳ１０２に進み、そのステップＳ１０２において、図３或いは図４に示す回転速度フィードバック（Ｆ／Ｂ）補正量の算出マップを参照して、現在の機関回転速度とカム位相差とに応じた回転速度フィードバック補正量を算出する。なお図３及び図４の算出マップは、カム位相差が大きくなるほど、回転速度フィードバック補正量が大きくなり、また機関回転速度が高くなるほど、回転速度フィードバック補正量が大きくなるように設定されている。また図４の算出マップは、図３の算出マップに比して、機関回転速度、カム位相差に対する回転速度フィードバック補正量のゲインがより小さくなるように設定されている。なおこのステップＳ１０２での回転速度フィードバック補正量の算出に際していずれの算出マップを使用するかは、後述のフィードバックゲイン縮小制御ルーチン（図８）において決定されるようになっている。ちなみに図３の算出マップは、通常に使用される通常時用の回転速度フィードバック補正量算出マップとなっており、図４の算出マップは、後述するフィードバックゲイン縮小制御時に使用されるフィードバックゲイン縮小制御時用の回転速度フィードバック補正量算出マップとなっている。

回転速度フィードバック補正量の算出後、電子制御ユニット２２はステップＳ１０３に進み、そのステップＳ１０３において後述するモーター駆動電流推定ルーチン（図６）を実行して、現在の目標モーター回転速度、実モーター回転速度間の偏差と機関回転速度とに基づいて推定モーター駆動電流を算出する。その後、電子制御ユニット２２は、ステップＳ１０４に進み、そのステップＳ１０４において推定モーター駆動電流が発熱限界電流値を越えているか否かを判定する。その結果、推定モーター電流が設定値以下であると判定されれば（Ｓ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１０７に進み、そのステップＳ１０７において上記ステップＳ１０２で算出した回転速度フィードバック補正量をそのまま用いて、目標モーター回転速度を次式（１）により設定し、今回の本ルーチンの処理を終了する。なお次式（１）でのベース目標モーター回転速度は、カムシャフト１３の回転速度（クランクシャフト１０の回転速度の１／２）と一致するモーター回転速度となっている。

目標モーター回転速度＝
ベース目標モーター回転速度＋回転速度フィードバック補正量 …（１）

これに対して、上記ステップＳ１０４において推定モーター電流が発熱限界電流値を越えていると判定されれば（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、電子制御ユニット２２はステップＳ１０５に進み、そのステップＳ１０５において回転速度フィードバック補正量に対する上限ガード値と下限ガード値を、現在の機関回転速度に基づき算出する。このときの上限ガード値及び下限ガード値の算出は、図５に示す上下限ガード値マップを用いて行われる。なお図５の上下限ガード値マップは、機関回転速度が高くなるほど、上限ガード値と下限ガード値の絶対値が大きくなるように設定されている。

その後、電子制御ユニット２２は、ステップＳ１０６に進み、そのステップＳ１０６において上記ステップＳ１０５で算出した上下限ガード値を用いて、上記ステップＳ１０２で算出した回転速度フィードバック補正量のガード処理を行う。すなわち、電子制御ユニット２２は、回転速度フィードバック補正量が上限ガード値よりも大きければ、回転速度フィードバック補正量を上限ガード値に制限する（回転速度Ｆ／Ｂ補正量＝上限ガード値）。また電子制御ユニット２２は、回転速度フィードバック補正量が下限ガード値を下回れば、回転速度フィードバック補正量を下限ガード値で制限する（回転速度フィードバック補正量＝下限ガード値）。そして上記ステップＳ１０２で算出した回転速度フィードバック補正量の値が上限ガード値と下限ガード値との間にあれば、その回転速度フィードバック補正量を制限することなくそのまま用いるようにする。なお上述のモーター１８の発熱ガードは、このステップＳ１０５及びステップＳ１０６の処理を通じて発動されるようになっている。

その後、電子制御ユニット２２は、ステップＳ１０７に進み、そのステップＳ１０７において上記ステップＳ１０６でガード処理した回転速度フィードバック補正量を用いて、上式（１）に従って目標モーター回転速度を設定した後、今回の本ルーチンの処理を終了する。なお本ルーチンの処理の終了後、電子制御ユニット２２は、本ルーチンにて設定された目標モーター回転速度をモーター駆動回路２３に出力する。

（モーター駆動電流推定ルーチン）
続いて、上記目標モーター回転速度演算ルーチンのステップＳ１０３における推定モーター駆動電流の算出に係る処理の詳細を説明する。図６に示すモーター駆動電流推定ルーチンは、上記目標モーター回転速度演算ルーチンのステップＳ１０３において実施されるサブルーチンとなっている。

本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット２２はまずステップＳ２０１において、発熱ガードの発動中（回転速度フィードバック補正量のガード処理中）であるか否かを判定する。そして電子制御ユニット２２は、発熱ガードの発動中であれば（Ｓ２０１：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２において保持電流（保持デューティで決まるモーター１８の駆動電流）を推定モーター駆動電流に設定して、本ルーチンを終了する。

一方、上記ステップＳ２０１において、発熱ガードの発動中でないと判定されれば（Ｓ２０１：ＮＯ）、電子制御ユニット２２はステップＳ２０３に進み、そのステップＳ２０３においてカムシャフト１３の回転位相を最遅角位相（基準位相）に固定する最遅角制御の実行中であるか否かを判定する。そして最遅角制御の実行中であれば（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、電子制御ユニット２２はステップＳ２０４に進み、そのステップＳ２０４において、最遅角制御時の指示電流（最遅角制御時の指示デューティで決まるモーター１８の駆動電流）を推定モーター駆動電流に設定して本ルーチンを終了する。

これに対して、上記ステップＳ２０３において最遅角制御の実行中でないと判定されれば（ＮＯ）、電子制御ユニット２２はステップＳ２０５に進み、そのステップＳ２０５において目標モーター回転速度と実モーター回転速度との偏差にフィードバックゲインＧを乗算して回転速度フィードバック補正量を求める。その後、電子制御ユニット２２は、ステップＳ２０６に進み、そのステップＳ２０６において、先のステップＳ２０５で算出した回転速度フィードバック補正量を目標モーター回転速度に加算してモーター制御量を求める。続いて電子制御ユニット２２は、ステップＳ２０７に進み、図７の推定モーター駆動電流算出マップを参照して、現在のモーター制御量と機関回転速度に応じた推定モーター駆動電流を算出して本ルーチンの処理を終了する。なお図７の推定モーター駆動電流算出マップは、モーター制御量が大きくなるほど、推定モーター駆動電流が大きくなり、また機関回転速度が高くなるほど、推定モーター駆動電流が大きくなるように設定されている。

（フィードバックゲイン縮小制御ルーチン）
さて本実施形態では、電子制御ユニット２２は、上記発熱ガードの発動頻度をモニターし、その発動頻度が規定の判定値（ゲイン縮小判定値）を超えるときには、上記回転速度フィードバック補正量の算出に係るフィードバックゲインを縮小する、フィードバックゲイン縮小制御を発動する。より具体的には、電子制御ユニット２２は、発熱ガードの発動頻度がゲイン縮小判定値を超えるか否かで、図２の目標モーター回転速度演算ルーチンのステップＳ１０２における回転速度フィードバック補正量の算出に、図３、図４のいずれの算出マップを使用するかを決定するようにしている。なお、一旦、フィードバックゲイン縮小制御が発動されると、上記フィードバックゲインの縮小は、そのトリップの終了時まで継続される。

また本実施形態では、電子制御ユニット２２は、上記のようなフィードバックゲイン縮小制御の実施回数をカウントし、その実施回数が規定の判定値（ゲイン縮小恒久化判定値）を超えていれば、上記フィードバックゲインの縮小を恒久的に行うように、すなわちそのトリップが終了しても、フィードバックゲインの縮小を継続するようにしている。

図８は、こうしたフィードバックゲイン縮小制御ルーチンのフローチャートを示している。電子制御ユニット２２は、同図８に示されるフィードバックゲイン縮小制御ルーチンの処理を行うことで、上記回転速度フィードバック補正量の算出に使用する算出マップを決定する。なお本ルーチンの処理は、機関運転中に電子制御ユニット２２により周期的に繰り返し実行される。

本ルーチンが開始されると、電子制御ユニット２２はまずステップＳ３０１において、ゲイン縮小恒久化フラグが「オン」にセットされているか否かを確認する。ここで電子制御ユニット２２は、ゲイン縮小恒久化フラグが「オン」であれば（Ｓ３０１：ＹＥＳ）ステップＳ３１０に進み、そうでなければ（Ｓ３０１：ＮＯ）ステップＳ３０２に進む。

ステップＳ３０２に進むと、電子制御ユニット２２はそのステップＳ３０２において、発熱ガードの発動頻度がゲイン縮小判定値を超えているか否かを判定する。ここでの発熱ガードの発動頻度とは、単位時間当り、１トリップ当り或いは単位走行距離当りの発熱ガードの発動回数を指している。

ここで発熱ガードの発動頻度がゲイン縮小判定値を超えていなければ（Ｓ３０２：ＮＯ）、電子制御ユニット２２は、ステップＳ３０３に進み、そのステップＳ３０３においてゲイン縮小実施フラグをクリアする。そして電子制御ユニット２２は、続くステップＳ３０４において上記回転速度フィードバック補正量の算出に使用するマップとして図３の通常時用の算出マップを選択して、今回の本ルーチンの処理を終了する。一方、発熱ガードの発動頻度がゲイン縮小判定値を超えていれば（Ｓ３０２：ＹＥＳ）、電子制御ユニット２２はステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５に進むと、電子制御ユニット２２はそのステップＳ３０５において、ゲイン縮小実施フラグが「オン」であるか否かを確認する。ここでゲイン縮小実施フラグが「オン」であれば（Ｓ３０５：ＹＥＳ）、電子制御ユニット２２はステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０に進むと、電子制御ユニット２２は、そのステップＳ３１０において上記回転速度フィードバック補正量の算出に使用するマップとして図４のフィードバックゲイン縮小制御時用の算出マップを選択して、今回の本ルーチンの処理を終了する。

一方、電子制御ユニット２２は、ステップＳ３０５においてゲイン縮小実施フラグが「オフ」であると判定されれば（ＮＯ）、ステップＳ３０６においてゲイン縮小実施フラグを「オン」とし、ステップＳ３０７においてゲイン縮小実施カウンターをインクリメントする。そして電子制御ユニット２２は続くステップＳ３０８において、ゲイン縮小実施カウンターが規定のゲイン縮小恒久化判定値を超えているか否かを確認し、そうであれば（ＹＥＳ）、ステップＳ３０９においてゲイン縮小恒久化フラグを「オン」とした後、ステップＳ３１０に進む。またそうでなければ（Ｓ３０８：ＮＯ）、電子制御ユニット２２は、ゲイン縮小恒久化フラグを「オフ」に維持したまま、ステップＳ３１０に進む。そして電子制御ユニット２２は、ステップＳ３１０において、図４のフィードバックゲイン縮小制御時用の算出マップを選択して、今回の本ルーチンの処理を終了する。

以上説明した本実施形態では、位相可変機構１４、モーター１８等により電動可変バルブタイミング機構が構成されている。また本実施形態では、電子制御ユニット２２が上記発熱ガード発動手段及びフィードバックゲイン縮小手段に相当する構成となっている。

以上説明した本実施形態の電動可変バルブタイミング機構の制御装置によれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、電動可変バルブタイミング機構は、モーター１８の回転速度のフィードバック制御を通じて同モーター１８の回転速度をカムシャフト１３の回転速度に対して変化させることで、クランクシャフト１０に対するカムシャフト１３の回転位相を変化させて機関バルブのバルブタイミングを可変とするように構成されている。こうした電動可変バルブタイミング機構の制御を司る電子制御ユニット２２は、モーター１８及びモーター駆動回路２３の過熱時に該モーター１８の駆動電流を制限することで発熱ガードを発動するようにしている。そして電子制御ユニット２２は、そうした発熱ガードの発動の頻度が規定の判定値（ゲイン縮小判定値）を超えるときには、上記フィードバック制御のフィードバックゲインを縮小するようにしている。こうした本実施形態では、モーター１８及びモーター駆動回路２３が過熱状態となると、過熱抑制のためのモーター１８の駆動電流の制限が、すなわちモーター１８の発熱ガードが発動されるようになる。そしてそうした発熱ガードの発動頻度がゲイン縮小規定の判定値を超えると、モーター回転速度のフィードバック制御のフィードバックゲインが縮小されるようになる。こうしてフィードバックゲインが縮小されれば、モーター１８の負荷が軽減されるため、再び過熱状態となって発熱ガードが発動されてしまうことを抑制することができる。したがって本実施形態によれば、モーター１８の過熱をより好適に抑制することができるようになる。

（２）本実施形態では、電子制御ユニット２２は、フィードバックゲインの縮小を１トリップの期限付きで実施している。そのため、一時的な要因で過熱が発生し、その要因が自然解消されたときには、フィードバックゲインの縮小を解除することができるようになる。

（３）本実施形態では、電子制御ユニット２２は、フィードバックゲインの縮小の回数が規定の判定値（ゲイン縮小恒久化判定値）を超えるときには、フィードバックゲインの縮小を恒久とするようにしている。そのため、定常的な要因で過熱が生じるときに、フィードバックゲインの縮小の実施と解除とが頻繁に繰り返されないようにすることができる。

なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、フィードバックゲイン縮小の実施の期限を、トリップが終了するまでの間と規定していたが、フィードバックゲイン縮小の開始から一定の時間が経過するまでとしたり、或いはフィードバックゲイン縮小後の走行距離が一定となるまでとしたりするなど、別の尺度でフィードバックゲイン縮小の実施期限を規定するようにしても良い。

・上記実施形態では、フィードバックゲイン縮小の回数が規定の判定値を超えたときに、フィードバックゲインの縮小を恒久化するようにしていたが、フィードバックゲイン縮小の頻度を求め、その頻度が高いときにフィードバックゲインの縮小を恒久化するようにしても良い。

・上記実施形態では、フィードバックゲイン縮小の回数、頻度が高いときにフィードバックゲインの縮小を恒久化するようにしていた。もっとも、モーター１８等の過熱の原因が、周囲の環境や電動可変バルブタイミング機構の使用状況などの一時的な要因に過ぎないことが多い場合には、フィードバックゲイン縮小の回数、頻度に拘わらず、フィードバックゲインの縮小を期限付きで実施するようにしても良い。

・上記実施形態では、フィードバックゲインの縮小を期限付きで行うようにしていた。もっとも、モーター１８等の過熱の原因が定常的なものであることが多い場合には、フィードバックゲインの縮小を最初から恒久的に行うように、すなわち発熱ガードの発動頻度がゲイン縮小判定値を最初に超えて以降は、フィードバックゲインの縮小を終始継続するようにしても良い。

・上記実施形態では、発熱ガードの発動頻度により、フィードバックゲインの縮小を行うか否かを判定していたが、発熱ガードの発動回数によってフィードバックゲインの縮小を行うか否かを判定するようにしても良い。

・上記実施形態では、回転速度フィードバック補正量の算出マップを切り換えることで、モーター１８の回転速度のフィードバック制御に係るフィードバックゲインを間接的に縮小するようにしていたが、それ以外の方法でフィードバックゲインの縮小を図るようにしても良い。例えばモーター駆動回路２３における目標回転速度と実回転速度との偏差に基づく回転速度フィードバック制御に係るフィードバックゲインを直接縮小するようにしても良い。

・上記実施形態では、発熱ガードの発動を、目標モーター回転速度、実モーター回転速度及び機関回転速度に基づいて推定されたモーター駆動電流が発熱限界電流値を超えたときに行うようにしていたが、モーター１８やモーター駆動回路２３の発熱を他の手法で推定したり、直接或いは間接的に計測したりして行うようにしても良い。

・上記実施形態では、発熱ガードの発動時には、モーター１８の回転速度の変化量を制限することでモーター１８の駆動電流を間接的に制限してその過熱を抑制していたが、モーター１８の駆動電流を直接制限するようにしても良い。

・上記実施形態では、カムシャフト１３の目標回転位相と実回転位相との偏差及び機関回転速度に基づいて目標モーター回転速度を演算するようにしていた。そしてその目標モーター回転速度と実モーター回転速度との偏差を縮小すべくモーター駆動回路２３がモーター１８の駆動電流をフィードバック調整することで、モーター１８の回転速度のフィードバック制御を実施するようにしていた。なおモーター１８の回転速度のフィードバック制御は、これ以外の態様で行うことも可能であり、そうした電動可変バルブタイミング機構の制御装置にも本発明は適用可能である。

・本発明に係る制御装置は、上記実施形態にて示した構成以外の電動可変バルブタイミング機構にも適用することが可能である。要は、モーターの回転速度のフィードバック制御を通じて同モーターの回転速度をカムシャフトの回転速度に対して変化させることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて機関バルブのバルブタイミングを可変とするものであれば、本発明の制御装置の適用が可能である。

１０…クランクシャフト、１１…タイミングチェーン、１２…カムスプロケット、１３…カムシャフト、１４…位相可変機構（電動可変バルブタイミング機構）、１５…アウタギア、１６…インナギア、１７…遊星ギア、１８…モーター（電動可変バルブタイミング機構）、１９…モーター回転速度センサー、２０…カム角センサー、２１…クランク角センサー、２２…電子制御ユニット（発熱ガード発動手段、フィードバックゲイン縮小手段）、２３…モーター駆動回路。

Claims (5)

1. モーターの回転速度のフィードバック制御を通じて同モーターの回転速度をカムシャフトの回転速度に対して変化させることで、クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相を変化させて機関バルブのバルブタイミングを可変とする電動可変バルブタイミング機構の制御装置において、
   前記モーター及びモーター駆動回路の過熱時に該モーターの駆動電流を制限することで発熱ガードを発動する発熱ガード発動手段と、
   前記発熱ガードの発動の回数及び頻度のいずれか一方が規定の判定値を超えるときには、前記フィードバック制御のフィードバックゲインを縮小するフィードバックゲイン縮小手段と、
   を備えることを特徴とする電動可変バルブタイミング機構の制御装置。
2. 前記フィードバックゲイン縮小手段は、前記フィードバックゲインの縮小の開始から規定の期間が経過した後は、前記フィードバックゲインを元に復帰させる
   請求項１に記載の電動可変バルブタイミング機構の制御装置。
3. 前記フィードバックゲイン縮小手段は、前記フィードバックゲインの縮小の回数及び頻度のいずれかが規定の判定値を超えるときには、前記フィードバックゲインの縮小を恒久とする
   請求項２に記載の電動可変バルブタイミング機構の制御装置。
4. 前記モーターの回転速度のフィードバック制御は、前記カムシャフトの目標回転位相と実回転位相との偏差及び機関回転速度に基づいて目標モーター回転速度を演算するとともに、その目標モーター回転速度と実モーター回転速度との偏差を縮小すべく前記モーター駆動回路が前記モーターの駆動電流をフィードバック調整することで実施される
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動可変バルブタイミング機構の制御装置。
5. 前記発熱ガード発動手段は、前記目標モーター回転速度、前記実モーター回転速度及び機関回転速度に基づいて前記モーターの駆動電流を推定するとともに、その推定された駆動電流が発熱限界電流値を超えたときに前記モーターの回転速度の変化量を制限することで前記モーターの駆動電流を制限する
   請求項４に記載の電動可変バルブタイミング機構の制御装置。

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