JP4985268B2 - バルブ特性可変装置の駆動装置、バルブ特性制御システム及びバルブ特性可変システム - Google Patents

Description

本発明は、電動機を利用して機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を駆動して且つ、制御手段との間で論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値信号の授受を行うバルブ特性可変装置の駆動装置に関する。また、本発明は、上記駆動装置を備えるバルブ特性制御システム及びバルブ特性可変システムに関する。

この種の駆動装置としては、例えば下記特許文献１に見られるように、可変バルブタイミング装置に搭載される電動機の回転軸近傍に設けられるホール素子の出力信号に基づき、電動機の回転速度に応じた周波数にて論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」を繰り返す２値信号を制御装置に出力するものも提案されている。これにより、制御装置では、電動機の回転速度に関する情報を取得することができる。

また、上記特許文献１には、上記回転速度を示す信号に加えて、電動機の回転方向を示す信号を別途生成しこれを制御装置に出力することも提案されている（段落「００４９」）。
特開２００５−３３０９５６号公報

ところで、上記のように回転方向を示す信号を専用の信号線にて制御装置に出力する場合、この信号線の断線や短絡時には、信号線の電位が回転方向に応じたものとならないため、制御装置が回転方向を誤って認識するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電動機を利用して機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を駆動する駆動装置が制御手段に対して電動機の回転方向を表現する信号を出力するに際し、同信号の伝播経路の断線及び短絡と回転方向信号との好適な識別を可能とするバルブ特性可変装置の駆動装置を提供することにある。また、本発明の目的は、この駆動装置を搭載したバルブ特性制御システム及びバルブ特性可変システム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、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、電動機を利用して機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を駆動して且つ、制御手段との間で論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値信号の授受を行うバルブ特性可変装置の駆動装置において、前記電動機の回転状態量の検出値に基づき、前記電動機の回転方向を表現する回転方向信号を信号線を介して前記制御手段側に出力する方向信号出力手段と、前記検出値に基づき、前記電動機の回転速度に応じて周期的に論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」を繰り返す回転速度信号を前記制御手段側に出力する速度出力手段とを備え、前記回転方向信号は、前記電動機の回転方向に応じて周期的に論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」を繰り返す信号であり、前記回転速度信号と同一の周波数を有して且つ前記電動機の２つの回転方向のいずれか一方を表現する場合と他方を表現する場合とで互いに論理値が逆となる信号であることを特徴とする。

上記回転方向信号の伝播経路が断線する場合、信号線の電位は論理「Ｈ」側又は論理「Ｌ」側に固定される。また、上記伝播経路が接地と短絡する場合、信号線の電位は論理「Ｌ」側に固定される。更に、上記伝播経路が電源と短絡する場合、信号線の電位は論理「Ｈ」側に固定される。一方、上記回転方向信号は、論理「Ｈ」側及び論理「Ｌ」側のいずれにも固定されない。このため、上記発明によれば、信号線の電位に応じて回転方向信号であるのか、断線又は短絡であるのかを制御手段によって好適に識別することができる。

また、上記発明では、回転方向信号を２値信号とすることで、駆動装置によって容易に回転方向信号を生成したり、制御手段によって回転方向信号から容易に回転方向に関する情報を抽出したり、回転方向に関する情報を高精度に抽出したりすることができる。これに対し、例えば論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の間の電圧値を用いる場合には、この信号を生成したりこれから回転方向に関する情報を抽出したりすることが上記発明と比較して困難となり、更にノイズ等の耐性が低下して回転方向に関する情報の取得精度が低下するおそれもある。

さらに、上記発明では、制御手段側において、回転速度信号のエッジに基づき回転方向信号の論理値を検出することで簡易且つ高精度に回転方向に関する情報を取得することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１記載のバルブ特性可変装置の駆動装置と、前記制御手段とを備え、前記制御手段は、前記方向信号出力手段と接続された前記信号線の電圧に基づき、前記回転方向信号の伝播経路の断線及び短絡の有無を判断する判断手段を備えることを特徴とする。

上記発明では、請求項１記載の発明の回転方向信号の設定のために、判断手段によって、回転方向信号の伝播経路の断線及び短絡を高精度に判断することができる。

請求項２記載の発明は、電動機を利用して機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を駆動して且つ、制御手段との間で論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値信号の授受を行うバルブ特性可変装置の駆動装置と、前記制御手段とを備え、前記駆動装置は、前記電動機の回転状態量の検出値に基づき、前記電動機の回転方向を表現する回転方向信号を信号線を介して前記制御手段側に出力する方向信号出力手段を備え、前記回転方向信号は、２つの回転方向のいずれもが前記論理「Ｈ」側及び前記論理「Ｌ」側に固定されない信号であり、前記制御手段は、前記方向信号出力手段と接続された前記信号線の電圧に基づき、前記回転方向信号の伝播経路の断線及び短絡の有無を判断する判断手段を備え、前記信号線は、前記制御手段側がプルアップされており、前記判断手段は、前記電圧が論理「Ｈ」となる状態が所定時間継続する場合に断線と判断し、前記電圧が論理「Ｌ」となる状態が所定時間継続する場合に短絡と判断することを特徴とする。

上記発明では、制御手段側で信号線がプルアップされるため、信号線の断線や駆動装置の電源の異常を制御手段側で適切に把握することができる。これに対し、駆動装置側をプルアップした場合、例えば信号線が断線すると信号線のうちの制御手段側はハイインピーダンス状態となり電位が確定しないため、断線の検出精度が低下する懸念がある。

請求項６記載の発明は、請求項２〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記制御手段は、前記信号線を介して前記回転方向信号を取り込み、これに基づき前記駆動装置を操作する操作手段を更に備えることを特徴とする。

上記発明では、駆動装置の操作に際して回転方向信号を用いることで、電動機の制御性を向上させることができる。

請求項７記載の発明は、請求項２〜６のいずれか１項に記載のバルブ特性制御システムと、前記バルブ特性可変装置とを備えることを特徴とするバルブ特性可変システムである。

上記発明では、請求項１〜６記載の駆動装置を備えるために、信頼性の高いシステムとなっている。

以下、本発明にかかるバルブ特性可変装置の駆動装置を車載内燃機関の吸気バルブや排気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装置に適用した一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかる可変バルブタイミングシステムの全体構成を示す。図示されるように、可変バルブタイミング装置は、可変バルブタイミング機構１０と、３相のブラシレスモータ１２とを備えて構成されている。ここで、可変バルブタイミング機構１０は、クランク軸１４からの駆動力によって、カム１６に連結されるカム軸１８を回転させるに際し、クランク軸１４に対するカム軸１８の相対的な回転位相差（ＶＣＴ）を、ブラシレスモータ１２のトルクによって変更可能とするものである。詳しくは、ブラシレスモータ１２の回転速度が規定速度（ここでは、クランク軸１４の回転速度の「１／２」）よりも大きいか小さいかに応じて、ＶＣＴを進角側又は遅角側に変更する。図１では、可変バルブタイミング機構１０として、遊星歯車機構を備えるものを模式的に示している。すなわち、リングギアｒｇには、クランク軸１４によって機械的に回転力が付与され、サンギアｓｇには、ブラシレスモータ１２の出力軸１２ａによって機械的に回転力が付与され、プラネタリギアｐｇによってカム軸１８に機械的に回転力が付与される。なお、可変バルブタイミング装置の詳細な構成については、例えば上記特許文献１記載のものや、特開２００７−２２４７８０号公報、特開２００４−１５０３９７号公報、特開２００５−４８７０７号公報、特開２００４−３４１９号公報に記載のもの等としてもよい。

電子制御装置（ＥＣＵ２０）は、マイクロコンピュータ(マイコン２１)を主体として構成され、車載内燃機関を制御対象とする。特に、ＥＣＵ２０は、内燃機関の燃焼状態を良好に制御すべく、ドライバユニット（ＥＤＵ４０）を介して可変バルブタイミング装置を操作する。すなわち、ＥＣＵ２０は、クランク角センサ３０やカム角センサ３２によるクランク軸１４の回転角度やカム軸１８の回転角度の検出値を取り込む。そして、これらから把握される実ＶＣＴを、内燃機関の運転状態等から要求される目標ＶＣＴに制御すべく、ブラシレスモータ１２に対する速度の目標値を周波数で表現する目標速度信号ＶＴＰをＥＤＵ４０に出力する。

目標速度信号ＶＴＰが取り込まれると、ＥＤＵ４０では、基本時比率算出部４２において、目標速度信号ＶＴＰによって指示される目標速度を実現するためのフィードフォワード操作量としての基本時比率Ｄｂを算出する。一方、ブラシレスモータ１２の出力軸１２ａの近傍には、等間隔にホール素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗが配置されている。これらホール素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、出力軸１２ａのＮ極が近づくことで論理「Ｈ」レベルを出力し、Ｎ極との距離が所定以上となる場合、論理「Ｌ」となる。これらホール素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗによって、出力軸１２ａの回転角度を知ることができる。そして、回転速度信号生成部４４では、ホール素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗに基づき、ブラシレスモータ１２の回転速度に応じた周波数信号である回転速度信号ＶＴＳを出力する。一方、回転方向信号生成部５８では、ホール素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗに基づき、ブラシレスモータ１２の回転方向に応じた周波数信号である回転方向信号ＶＴＤを出力する。電圧変換部４６では、回転速度信号ＶＴＳ及び回転方向信号ＶＴＤをブラシレスモータ１０の実際の回転速度に応じた電圧信号に変換する。電圧変換部４８では、目標速度信号ＶＴＰを目標速度に応じた電圧信号に変換する。偏差算出部５０では、電圧変換部４８の出力に対する電圧変換部４６の出力の差を算出する。この処理は、目標回転速度に対するブラシレスモータ１２の実際の回転速度の差を算出する処理である。そして、フィードバック補正量算出部５２では、上記偏差算出部５０の出力に基づき、上記基本時比率Ｄｂのフィードバック補正量Ｄｆｂを算出する。

最終時比率算出部５４では、基本時比率Ｄｂをフィードバック補正量Ｄｆｂにて補正することで、最終的な時比率Ｄｕｔｙを算出する。そして、操作部５６では、自身の備えるインバータのスイッチング素子のオン・オフ周期に対するオン時間の時比率を、最終的な時比率Ｄｕｔｙとしつつインバータを操作することで、ブラシレスモータ１２に対する通電制御を行う。

図２（ａ）に、上記回転速度信号生成部４４の回路構成を示す。排他的論理和回路５８ａは、出力信号ｓｖと出力信号ｓｗとの排他的論理和信号を生成して出力する。排他的論理和回路５８ｂは、出力信号ｓｕと、排他的論理和回路５８ａの出力信号との排他的論理和信号を生成して出力する。論理反転回路５８ｃは、排他的論理和回路５８ｂの出力の論理反転信号を出力する。

図２（ｂ）に、回転速度信号生成部４４による回転速度信号ＶＴＳの生成態様を示す。詳しくは、図２（ｂ１）に、出力信号ｓｕの推移を示し、図２（ｂ２）に、出力信号ｓｖの推移を示し、図２（ｂ３）に、出力信号ｓｗの推移を示す。また、図２（ｂ４）に、排他的論理和回路５８ａの出力信号の推移を示し、図２（ｂ５）に、排他的論理和回路５８ｂの出力信号の推移を示し、図２（ｂ６）に、論理反転回路５８ｃの出力信号の推移を示す。図示されるように、ホール素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗのエッジに同期して、回転速度信号生成部４４の出力する信号(論理反転回路５８ｃの出力信号)は論理反転する。

ところで、上記クランク軸１４やカム軸１８の回転速度が所定以下の低回転時にあっては、クランク角センサ３０やカム角センサ３２の検出精度が低下する。特に、カム角センサ３２の検出精度の低下は顕著で、この場合には、これらの検出値による実ＶＣＴの検出精度の低下も無視できない。このため、ＥＣＵ２０では、低回転速度領域において、上記回転速度信号ＶＴＳに加えて、回転方向信号生成部５８にて生成される回転方向信号ＶＴＤを取り込み、これに基づき可変バルブタイミング装置を操作する。すなわち、低回転速度領域となる以前の実ＶＣＴと、クランク軸１４の回転速度とブラシレスモータ１２の回転速度との差から把握される実ＶＣＴの変化とに基づき、実ＶＣＴを把握し、これに基づき可変バルブタイミング装置を操作する。

ここで、回転速度信号ＶＴＳは、次の構成によってＥＣＵ２０に取り込まれる。先の図１に示すように、回転速度信号生成部４４の出力信号は、その出力端子が接地されるスイッチング素子４４ａの導通制御端子(ベース)に出力される。スイッチング素子４４ａの入力端子には、抵抗体４４ｂを介してＥＤＵ４０の出力端子Ｔｓが接続されている。更に、抵抗体４４ｂ及び出力端子Ｔｓ間は、コンデンサ４４ｃを介して接地されている。一方、出力端子Ｔｓは、信号線Ｌ１を介してＥＣＵ２０の入力端子Ｔｔに接続されている。ＥＣＵ２０には、入力端子Ｔｔをプルアップ抵抗２２を介して電源２３に接続している。また、入力端子Ｔｔは、抵抗体２４を介してマイコン２１に接続されている。そして、抵抗体２４及びマイコン２１間は、コンデンサ２５を介して接地されている。これにより、回転速度信号生成部４４の出力信号が論理「Ｈ」となることで、出力端子Ｔｓから信号線Ｌ１に出力される回転速度信号ＶＴＳは論理「Ｌ」となり、回転速度信号生成部４４の出力信号が論理「Ｌ」となることで、出力端子Ｔｓから信号線Ｌ１に出力される回転方向信号ＶＴＤは論理「Ｈ」となる。

一方、回転方向信号ＶＴＤは、次の構成によってＥＣＵ２０に取り込まれる。すなわち、回転方向信号生成部５８の出力信号は、その出力端子が接地されるスイッチング素子６０の導通制御端子(ベース)に出力される。スイッチング素子６０の入力端子には、抵抗体６２を介してＥＤＵ４０の出力端子Ｔｄが接続されている。更に、抵抗体６２及び出力端子Ｔｄ間は、コンデンサ６４を介して接地されている。一方、出力端子Ｔｄは、信号線Ｌ２を介してＥＣＵ２０の入力端子Ｔｃに接続されている。ＥＣＵ２０には、入力端子Ｔｃをプルアップ抵抗２６を介して電源２７に接続している。また、入力端子Ｔｃは、抵抗体２８を介してマイコン２１に接続されている。そして、抵抗体２８及びマイコン２１間は、コンデンサ２９を介して接地されている。

こうした構成において、回転方向信号生成部５８の出力信号が論理「Ｈ」となることで、出力端子Ｔｄから信号線Ｌ２に出力される回転方向信号ＶＴＤは論理「Ｌ」となり、回転方向信号生成部５８の出力信号が論理「Ｌ」となることで、出力端子Ｔｄから信号線Ｌ２に出力される回転方向信号ＶＴＤは論理「Ｈ」となる。

上記回転方向信号生成部５８は、上記回転速度信号生成部４４と同様、専用の論理回路にて構成されている。これは高速応答性を重視したための設定である。以下、図３に基づき、回転方向信号生成部５８の行う処理について説明する。図３は、回転方向信号生成部５８の行う処理の手順を示す。

この一連の処理では、ステップＳ１０において、ホール素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗのエッジを検出したか否かを判断する。そして、エッジを検出した場合には、ステップＳ１２に移行する。ステップＳ１２においては、ブラシレスモータ１２が逆回転している場合の出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗのパターンから想定される値と、今回の出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗとが一致するか否かを判断する。この処理は、ブラシレスモータ１２が逆回転しているか否かを判断するものである。なお、逆回転時のパターンから想定される値は、後述する処理によって取得される。

上記ステップＳ１２において肯定判断される場合には、ブラシレスモータ１２が逆回転していると判断し、ステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４においては、回転速度信号生成部４４の出力と、論理「Ｈ」信号との排他的論理和信号を生成し出力する。これにより、回転方向信号ＶＴＤは、回転速度信号ＶＴＳと論理値が反転した信号となる。一方、ステップＳ１２において否定判断される場合には、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６においては、回転速度信号生成部４４の出力と、論理「Ｌ」信号との排他的論理和信号を生成し出力する。これにより、回転方向信号ＶＴＤは、回転速度信号ＶＴＳと論理値が一致した信号となる。

上記ステップＳ１４、Ｓ１６の処理が完了する場合には、ステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８においては、今回の出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗに基づき、ブラシレスモータ１２が逆回転する場合の次回の出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗの値を記憶する。これは、ブラシレスモータ１２の逆回転時の出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗの時系列パターンを予め記憶しておくことで行うことができる。すなわち、先の図２（ｂ１）〜図２(ｂ３)に示すように、ブラシレスモータ１２の回転に伴う出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗの時系列パターンは、一義的に定まり、且つこれは図２（ｂ１）〜図２（ｂ３）に示した時系列パターンを反転させたものと相違する。このため、逆転時の時系列パターンを予め記憶することで、今回の出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗから、ブラシレスモータ１２が逆転している場合の次回の出力信号ｓｕ，ｓｖ，ｓｗを予測することができる。

先の図３のステップＳ１８の処理が完了する場合や、ステップＳ１０において否定判断される場合には、この一連の処理を一旦終了する。

図４に、上記回転方向信号ＶＴＤの推移例を示す。詳しくは、図４（ａ）に、目標速度信号ＶＴＰの推移を示し、図４（ｂ）に、信号線Ｌ１の入力端子Ｔｔ側の電圧（回転速度信号ＶＴＳ）の推移を示し、図４（ｃ）に、信号線Ｌ２の入力端子Ｔｃ側の電圧（回転方向信号ＶＴＤ）の推移を示す。

図示されるように、ブラシレスモータ１２が正回転している場合には、回転速度信号ＶＴＳと回転方向信号ＶＴＤとの論理値が一致し、これらはともにブラシレスモータ１２の回転速度に応じた周波数にて論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」を繰り返す周期的な信号となっている。これに対し、ブラシレスモータ１２が逆回転する場合には、回転速度信号ＶＴＳと回転方向信号ＶＴＤとの論理値が逆となる。

また、信号線Ｌ２や抵抗体６２等が断線した場合、入力端子Ｔｃの電圧としてマイコン２１に取り込まれる値は、論理「Ｈ」に固定される。これは、入力端子Ｔｃ側の電圧は、電源２３によってプルアップされているからである。一方、信号線Ｌ２や抵抗体６２等がグランドラインと短絡（地絡）した場合には、入力端子Ｔｃの電圧としてマイコン２１に取り込まれる値は、論理「Ｌ」に固定される。このため、マイコン２１では、入力端子Ｔｃの電圧として取り込まれる値が論理「Ｈ」又は論理「Ｌ」となる状態が所定時間Ｔ継続することによって、信号線Ｌ２等の断線や地絡を識別判断することができる。なお、この所定時間Ｔは、図示されるように、回転方向信号ＶＴＤの周期よりも長い時間に設定する。

更に、回転方向信号ＶＴＤが周期的な信号であるため、回転方向信号ＶＴＤの出力による信号線Ｌ２の電圧は、断線時や地絡時の信号線Ｌ２の電圧とは相違する。このため、マイコン２１では、断線や地絡が生じている場合に、誤った回転方向を認識することを回避することができる。これに対し、図４（ｄ）に示すように、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」のそれぞれに２つの回転方向のそれぞれを割り当てる場合には、断線時や短絡時との識別ができない。ちなみに、回転方向信号ＶＴＤと断線及び地絡との識別は、回転速度信号ＶＴＳの立ち上がり及び立ち下がりの双方のエッジにて回転方向信号ＶＴＤの論理値を検出することで、簡易に行うことができる。すなわち、双方のエッジにおいて回転方向信号ＶＴＤの論理値が変化しないなら、その変化しない論理値に応じて断線であるのか地絡であるのかを判断することができる。

なお、上記回転方向信号ＶＴＤは、低回転時の実ＶＣＴの把握のみならず、先の図１に示した操作部５６による実際の時比率の推定にも用いられる。これにより、ＥＤＵ４０の異常の有無をマイコン２１側で診断することが可能となる。ちなみに、時比率の推定は、先の図１に示したＥＤＵ４０内の時比率Ｄｕｔｙの算出処理と同一の処理（ＥＣＵ２０内の処理）における入力信号として、回転速度信号ＶＴＳ及び回転方向信号ＶＴＤに基づく信号を用いることで行うことができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）回転方向信号ＶＴＤを、ブラシレスモータ１２の２つの回転方向のいずれもが論理「Ｈ」側及び論理「Ｌ」側に固定されない信号とした。これにより、ＥＣＵ２０では、信号線Ｌ２の電位として取り込まれる値に応じて、回転方向信号ＶＴＤであるのか、断線又は地絡であるのかを識別することができる。

（２）ブラシレスモータ１２の回転方向に応じて、回転方向信号ＶＴＤと回転速度信号ＶＴＳとの論理値を一致又は反転させた。これにより、ＥＣＵ２０では、回転速度信号ＶＴＳを基準として参照しつつ回転方向信号ＶＴＤから回転方向に関する情報を抽出することができる。また、ＥＣＵ２０では、回転速度信号ＶＴＳのエッジに基づき回転方向信号ＶＴＤの論理値を検出することで、簡易且つ高精度に回転方向に関する情報を取得することができる。

（３）マイコン２１に取り込まれる信号線Ｌ２の電圧に基づき、回転方向信号ＶＴＤの伝播経路の断線及び地絡の有無を判断した。これにより、断線及び地絡を高精度に判断することができる。

（４）信号線Ｌ２のＥＣＵ２０側をプルアップした。これにより、信号線Ｌ２の断線やＥＤＵ４０の電源の異常をＥＣＵ２０側で適切に把握することができる。これに対し、ＥＤＵ４０側をプルアップした場合、例えば信号線Ｌ２が断線したりＥＤＵ４０側の電源が途絶えたりすると、信号線Ｌ２のうちのＥＣＵ２０側はハイインピーダンス状態となりその電位が確定しないため、断線等の検出精度が低下する懸念がある。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・回転方向信号ＶＴＤとしては、上記のものに限らない。例えば、回転速度信号ＶＴＳとの論理値が、正回転時に逆となり、逆回転時に一致するようにしてもよい。また例えば、図５に示すように、回転方向信号ＶＴＤを、回転速度信号ＶＴＳの周波数と一致させて且つ位相をずらし、更に、ブラシレスモータ１２が正回転している場合と逆回転している場合とで論理値が互いに逆となるようにしてもよい。このように、回転方向信号ＶＴＤを、回転速度信号ＶＴＳの周波数と同一の周波数として且つ、ブラシレスモータ１２が正回転している場合と逆回転している場合とで論理値が逆となる信号とするなら、回転速度信号ＶＴＳのエッジを利用して回転方向信号ＶＴＤの論理値を検出することで、回転方向に関する情報を簡易に取得することができる。特に、図５に例示するように、回転速度信号ＶＴＳの立ち上がり及び立ち下がりの両エッジにて回転方向信号ＶＴＤの論理値を検出するなら、回転方向信号ＶＴＤと断線及び地絡とを簡易に識別することができる。

更に、回転速度信号ＶＴＳと周波数を同一とするものに限らず、回転方向信号ＶＴＤの周波数を、ブラシレスモータ１２の正回転時には回転速度信号ＶＴＳの周波数と一致させ、逆回転時には回転速度信号ＶＴＳの周波数の「１／Ｎ：Ｎ≧２」としてもよい。いずれにせよ、このように回転速度信号ＶＴＳを基準として、ブラシレスモータ１２が正回転しているか逆回転しているかに応じて回転方向信号ＶＴＤの論理値や周波数を回転速度信号ＶＴＳに対して変更するなら、ＥＣＵ２０において、回転速度信号ＶＴＳを基準として用いつつ回転方向に関する情報を簡易に抽出することができる。

もっとも、回転方向信号ＶＴＤとしては、回転速度信号ＶＴＳを基準とするものに限らない。例えば、論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」間の電圧を３等分し、ブラシレスモータ１２の正回転時及び逆回転時に応じて、論理「Ｌ」及び論理「Ｈ」間の中間の２つの電圧のいずれか一方の値を有する信号としてもよい。

・上記実施形態では、回転方向信号ＶＴＤを伝播させる信号線Ｌ２を、ＥＣＵ２０側でプルアップしたが、ＥＤＵ４０側でプルアップしてもよい。

・上記実施形態では、回転方向信号生成部５８を専用のハードウェア手段（論理回路）で構成したが、ソフトウェア処理としてもよい。

・ブラシレスモータ１２の回転状態量を検出する手段としては、ホール素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに限らない。例えばレゾルバであってもよい。また、回転状態量を検出するための専用のハードウェアを備えないセンサレスシステムとして且つ、ブラシレスモータ１２の誘起電圧等に基づき回転角度を把握するようにしてもよい。

・電動機を利用して機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置としては、上記可変バルブタイミング装置に限らない。例えば、クランク軸１４のトルクを利用することなく、電動機単独でカム軸１８を回転させるものであってもよい。

・ブラシレスモータ１２としては、３相電動機に限らず、例えば５相電動機であってもよい。

一実施形態にかかるバルブ特性可変システムの全体構成を示す図。 同実施形態にかかる回転速度信号生成部の構成及び処理を示す図。 同実施形態にかかる回転方向信号生成部の処理を示す流れ図。 同実施形態にかかる回転方向信号の推移例を示すタイムチャート。 同実施形態の変形例における回転方向信号を示すタイムチャート。

符号の説明

１０…可変バルブタイミング機構、１２…ブラシレスモータ、１２ａ…出力軸、１４…クランク軸、１６…カム軸、２０…ＥＣＵ（制御手段の一実施形態），４０…ＥＤＵ（駆動装置の一実施形態）。

Claims (7)

1. 電動機を利用して機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を駆動して且つ、制御手段との間で論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値信号の授受を行うバルブ特性可変装置の駆動装置において、
   前記電動機の回転状態量の検出値に基づき、前記電動機の回転方向を表現する回転方向信号を信号線を介して前記制御手段側に出力する方向信号出力手段と、
   前記検出値に基づき、前記電動機の回転速度に応じて周期的に論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」を繰り返す回転速度信号を前記制御手段側に出力する速度出力手段とを備え、
   前記回転方向信号は、前記電動機の回転方向に応じて周期的に論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」を繰り返す信号であり、前記回転速度信号と同一の周波数を有して且つ前記電動機の２つの回転方向のいずれか一方を表現する場合と他方を表現する場合とで互いに論理値が逆となる信号であることを特徴とするバルブ特性可変装置の駆動装置。
2. 電動機を利用して機関バルブのバルブ特性を可変とするバルブ特性可変装置を駆動して且つ、制御手段との間で論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」の２値信号の授受を行うバルブ特性可変装置の駆動装置と、
   前記制御手段とを備え、
   前記駆動装置は、前記電動機の回転状態量の検出値に基づき、前記電動機の回転方向を表現する回転方向信号を信号線を介して前記制御手段側に出力する方向信号出力手段を備え、
   前記回転方向信号は、２つの回転方向のいずれもが前記論理「Ｈ」側及び前記論理「Ｌ」側に固定されない信号であり、
   前記制御手段は、前記方向信号出力手段と接続された前記信号線の電圧に基づき、前記回転方向信号の伝播経路の断線及び短絡の有無を判断する判断手段を備え、
   前記信号線は、前記制御手段側がプルアップされており、
   前記判断手段は、前記電圧が論理「Ｈ」となる状態が所定時間継続する場合に断線と判断し、前記電圧が論理「Ｌ」となる状態が所定時間継続する場合に短絡と判断することを特徴とするバルブ特性制御システム。
3. 前記回転方向信号は、前記電動機の回転方向に応じて周期的に論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」を繰り返す信号であることを特徴とする請求項２記載のバルブ特性可変装置の駆動装置。
4. 前記駆動装置は、前記検出値に基づき、前記電動機の回転速度に応じて周期的に論理「Ｈ」及び論理「Ｌ」を繰り返す回転速度信号を前記制御手段側に出力する速度出力手段を更に備え、
   前記回転方向信号は、前記回転速度信号と同一の周波数を有して且つ前記電動機の２つの回転方向のいずれか一方を表現する場合と他方を表現する場合とで互いに論理値が逆となる信号であることを特徴とする請求項３記載のバルブ特性可変装置の駆動装置。
5. 請求項１記載のバルブ特性可変装置の駆動装置と、
   前記制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記方向信号出力手段と接続された前記信号線の電圧に基づき、前記回転方向信号の伝播経路の断線及び短絡の有無を判断する判断手段を備えることを特徴とするバルブ特性制御システム。
6. 前記制御手段は、前記信号線を介して前記回転方向信号を取り込み、これに基づき前記駆動装置を操作する操作手段を更に備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のバルブ特性制御システム。
7. 請求項２〜６のいずれか１項に記載のバルブ特性制御システムと、
   前記バルブ特性可変装置とを備えることを特徴とするバルブ特性可変システム。

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