JP5015974B2 - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、可変動弁機構の制御装置に関し、特に、モータで回転駆動される制御軸の角度に応じて機関バルブの開弁特性を可変とする可変動弁機構において、前記制御軸の角度を検出する技術に関する。

特許文献１には、ブラシレスモータの制御装置として、モータの回転角変化に伴って周期的に変化するモータ角度検出センサの出力信号に基づきモータの回転角を検出し、該検出回転角に基づいて前記モータをフィードバック制御する装置が開示されている。

また、特許文献２には、モータによって制御軸の角度位置を変化させることによって、機関バルブのバルブリフト量を変化させる可変動弁機構が開示されている。

特開２００７‐２８８９４８号公報 特開２００７‐１００５６４号公報

ところで、前記特許文献２に開示される可変動弁機構では、制御軸の角度をポテンショメータによって検出しているが、前記ポテンショメータは、連続的に制御軸の角度を検出できるものの、温度変化によって誤差を生じるため、ポテンショメータの検出結果に基づいて可変動弁機構を制御した場合、バルブリフト量（開弁特性）の制御精度が低下する可能性があった。

一方、前記ブラシレスモータ（ＢＬＭ）におけるモータ角度検出センサ（モータ角度検出センサ）の出力は温度変化の影響を受け難く、モータから制御軸までの間の動力伝達系にすべり等が生じない構成であれば、制御軸の角度を高精度に検出することが可能である。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、可変動弁機構の制御軸の角度を高精度に検出できるようにすることを目的とする。

そのため、本願発明では、制御軸の角度に応じたレベルの信号を出力する動作位置測定手段と、ロータの回転に伴って周期的に変化するパルス信号を出力する電気角検出手段のパルス信号に基づいて前記制御軸の第１角度を検出する第１角度検出手段と、前記電気角検出手段が出力するパルス信号の周期の間における前記制御軸の角度変化分を、前記動作位置測定手段の出力信号の変化に基づき求める変化分検出手段と、前記第１角度検出手段によって検出した前記制御軸の第１角度と、前記変化分検出手段によって求めた角度変化分とから、前記モータの制御に用いる前記制御軸の第２角度を設定する第２角度検出手段と、を含むようにした。

上記発明によると、電気角検出手段のパルス信号の周期の間における制御軸の角度変化を、動作位置測定手段の出力信号の変化に基づき補間し、該補間された制御軸の角度に基づいてモータを制御できるから、電気角検出手段のパルス信号の周期の間も実際の制御軸の角度に応じたモータ制御を行わせることができ、オーバーシュートの発生を抑制しつつ、応答良く目標角度に制御軸を回動させることができる。

本発明に係る制御装置が適用される車両用内燃機関（エンジン）の実施形態を示す全体構成図である。 実施形態の内燃機関に備えられる可変バルブリフト機構を示す斜視図である。 実施形態の内燃機関に備えられる可変バルブリフト機構の部分拡大図である。 実施形態の内燃機関に備えられる可変バルブタイミング機構を示す断面図である。 実施形態の内燃機関に備えられる可変バルブリフト機構及び可変バルブタイミング機構による吸気バルブの開特性（バルブリフト量ＶＬ、バルブ作動ＯＡ、中心位相ＳＰ）の変化を示すグラフである。 実施形態における内燃機関の制御システムの詳細を示すブロック図である。 実施形態におけるブラシレスモータ及びモータ駆動回路を示す回路図である。 実施形態におけるモータ角度検出センサの配置を示す図である。 実施形態におけるモータ正転時でのモータ角度検出センサの出力パターンを示す図である。 実施形態におけるモータ逆転時でのモータ角度検出センサの出力パターンを示す図である。 実施形態におけるモータ角度検出センサの出力に基づくロータ角度の検出処理を示すタイムチャートである。 実施形態におけるモータ正転時でのモータ角度検出センサの出力の切り替りパターンを示す図である。 実施形態におけるモータ逆転時でのモータ角度検出センサの出力の切り替りパターンを示す図である。 実施形態における制御軸角度の検出及びモータの駆動制御を示すフローチャートである。 実施形態におけるモータ角度検出センサの出力に基づく制御軸角度ＣＳＡ２のイグニッションスイッチのオンからの変化を示すタイムチャートである。 実施形態における制御軸角度ＣＳＡ２の基準位置に向けたモータの駆動制御を示すフローチャートである。 図１６のフローチャートに示す処理を実行した場合の制御軸角度の変化を示すタイムチャートである。 実施形態における角度センサの出力特性を示す図である。 実施形態における角度センサの出力が温度に影響されない角度に向け制御軸を駆動する様子を示すタイムチャートである。 実施形態における目標制御軸角度の設定処理を示す図である。 実施形態におけるブラシレスモータの３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを設定する処理を示すブロック図である。 実施形態におけるモータ角度検出センサの信号のノイズ重畳・歯抜けの対策処理を示すフローチャートである。 実施形態におけるモータ角度検出センサの信号に歯抜けが発生した場合の制御軸角度ＣＳＡ２の変化を示すタイムチャートである。 実施形態におけるモータ角度検出センサの信号にノイズが重畳した場合の制御軸角度ＣＳＡ１及び制御軸角度ＣＳＡ２の変化を示すタイムチャートである。 実施形態におけるモータ角度検出センサの信号に基づく制御軸角度ＣＳＡ２の更新初回までの補正制御を示すフローチャートである。 図２５のフローチャートに示した処理を実行した場合の制御軸角度の検出値の変化を示すタイムチャートである。 実施形態における角度センサの出力電圧と制御軸角度との相関を示す図である。 実施形態における角度センサの出力の温度によるばらつき分を補正するための補正値の特性を示す図である。 実施形態における前記温度ばらつき分を補正する処理を行う変換テーブルを示す図である。 実施形態における前記変換テーブルの補正処理を示すフローチャートである。 実施形態におけるモータ角度検出センサの信号に歯抜けが発生した場合の制御軸角度ＣＳＡ３の誤差を示すタイムチャートである。 実施形態における角度センサの出力が温度影響でばらついた場合の制御軸角度ＣＳＡ１，ＣＳＡ２を示すタイムチャートである。 実施形態における角度センサの出力の上昇時における変換テーブル（リニアライズテーブル）の補正処理を示す図である。 実施形態における角度センサの出力の下降時における変換テーブル（リニアライズテーブル）の補正処理を示す図である。 実施形態におけるモータ角度検出センサに基づく制御軸角度ＣＳＡ２を、角度センサの出力で補間する処理を示すフローチャートである。 図３５のフローチャートに示した処理を実行した場合の制御軸角度ＣＳＡ２，ＣＳＡ３の変化を示すタイムチャートである。 実施形態におけるモータ角度検出センサに基づく制御軸角度ＣＳＡ２を、角度センサの出力で補間する処理の別の例を示すフローチャートである。 実施形態における前記補間処理において角度センサの検出誤差を補正する処理を示すタイムチャートである。 実施形態における制御軸角度ＣＳＡ３の更新時における内分処理を示すタイムチャートである。 実施形態における前記内分処理を実行するか否かの判断を行った場合の制御軸角度ＣＳＡ３の変化を示すタイムチャートである。 実施形態におけるモータ角度検出センサに基づく制御軸角度ＣＳＡ２を、角度センサの出力で補間する処理の別の例を示すフローチャートである。 実施形態におけるギア比のばらつきに対する補正処理を示すタイムチャートである。 実施形態における制御軸角度とギア比ばらつきとの相関を示す図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置が適用される車両用内燃機関のシステム構成を示す図である。

内燃機関１０１は例えば直列４気筒ガソリン機関であり、各気筒に空気を導入するための吸気管１０２には、内燃機関１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する吸入空気量センサ１０３が設けられている。

前記吸入空気量センサ１０３としては、例えば、熱線式流量計などが用いられる。
各気筒の燃焼室１０４の吸気口を開閉する吸気バルブ１０５が設けられ、該吸気バルブ１０５上流側の吸気管１０２には、気筒毎に燃料噴射弁１０６が配置される。

前記燃料噴射弁１０６には、前記燃料噴射弁１０６の開弁時間に比例する燃料が噴射されるように圧力が調整された燃料が供給される。
前記燃料噴射弁１０６から噴射された燃料は、吸気バルブ１０５を介して燃焼室１０４内に空気と共に吸引され、点火プラグ１０７による火花点火によって着火燃焼し、該燃焼による圧力がピストン１０８をクランク軸１０９に向けて押し下げることで、前記クランク軸１０９を回転駆動する。

また、前記燃焼室１０４の排気口を開閉する排気バルブ１１０が設けられ、該排気バルブ１１０が開くことで排ガスが排気管１１１に排出される。
前記排気管１１１には、触媒コンバータ１１２が介装されており、排ガス中の有害成分は、前記触媒コンバータ１１２によって無害成分に転換され、排出される。

前記吸気バルブ１０５及び排気バルブ１１０は、クランク軸１０９を介して回転駆動されるカム軸の回転によって開動作する。
前記排気バルブ１１０は、一定のバルブリフト量・バルブ作動角・バルブタイミング（一定の開弁特性）で開動作するが、前記吸気バルブ１０５のバルブリフト量・バルブ作動角・バルブタイミングは、可変バルブリフト機構（ＶＥＬ）１１３及び可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）１１４によって変更可能となっている。

前記可変バルブリフト機構１１３は、吸気バルブ１０５のバルブリフト量（最大バルブリフト量）及びバルブ作動角を連続的に変化させる機構であり、前記可変バルブタイミング機構１１４は、クランク軸１０９に対する後述の吸気カム軸１１５の回転位相を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を進角・遅角変化させる機構である。

また、前記点火プラグ１０７それぞれには、点火プラグ１０７に対して点火エネルギを供給する点火モジュール１１６が直付けされている。
前記点火モジュール１１６は、点火コイルと該点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタとを含んで構成される。

前記燃料噴射弁１０６，可変バルブリフト機構１１３，可変バルブタイミング機構１１４及び点火モジュール１１６は、制御装置２０１によって制御される。
前記制御装置２０１は、マイクロコンピュータを含んで構成され、各種センサ・スイッチからの信号を入力し、予め記憶されたプログラムに従った演算処理を行うことで、前記燃料噴射弁１０６，可変バルブリフト機構１１３，可変バルブタイミング機構１１４及び点火モジュール１１６それぞれの操作量を決定し出力する。

前記燃料噴射弁１０６による燃料噴射の制御においては、各気筒の吸気行程に合わせて個別に燃料噴射を実行させる、所謂シーケンシャル噴射制御が行われるようになっている。

図２は、吸気バルブ１０５のバルブリフト量及びバルブ作動角（開弁特性）を連続的に可変とする可変バルブリフト機構１１３（可変動弁機構）の構造を示す斜視図である。
前記吸気バルブ１０５の上方に、前記クランク軸１０９によって回転駆動される吸気カム軸１１５が気筒列方向に沿って回転可能に支持されている。

前記吸気カム軸１１５には、吸気バルブ１０５のバルブリフタ１０５ａに当接して吸気バルブ１０５を開閉駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌されている。
前記吸気カム軸１１５と揺動カム４との間には、吸気バルブ１０５のバルブ作動角及びバルブリフト量を連続的に変更するための可変バルブリフト機構１１３が設けられている。

また、前記吸気カム軸１１５の一端部には、クランク軸１０９に対する前記吸気カム軸１１５の回転位相を変化させることにより、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に変更する可変バルブタイミング機構１１４が配設されている。

前記可変バルブリフト機構１１３は、図２及び図３に示すように、吸気カム軸１１５に偏心して固定的に設けられる円形の駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気カム軸１１５と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して固定的に設けられた円形の制御カム１４と、この制御カム１４に相対回転可能に外嵌すると共に、一端がリング状リンク１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。

前記制御軸１３は、モータ１７によりギア列１８を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。
尚、モータ１７として本実施形態では、ブラシレスモータ（以下、ＢＬＭともいう）を用いる。

上記の構成により、クランク軸１０９に連動して吸気カム軸１１５が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２が略並進移動すると共に、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気バルブ１０５が開閉駆動される。

また、前記モータ１７を駆動制御して制御軸１３の角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。

これにより、図５の矢印３０１に示すように、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相ＳＰが略一定のままで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角ＯＡ及びバルブリフト量ＶＬが連続的に変化する。

尚、バルブ作動角及びバルブリフト量が連続的に変化すると同時に、バルブ作動角の中心位相が変化するように、前記可変バルブリフト機構１１３を構成することも可能である。

図４は、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を可変とする前記可変バルブタイミング機構１１４の構造を示す。
前記可変バルブタイミング機構１１４は、クランク軸１０９によりタイミングチェーンを介して回転駆動されるカムスプロケット５１（タイミングスプロケット）と、前記吸気カム軸１１５の端部に固定されてカムスプロケット５１内に回転自在に収容された回転部材５３と、該回転部材５３をカムスプロケット５１に対して相対的に回転させる油圧回路５４と、カムスプロケット５１と回転部材５３との相対回転位置を所定位置で選択的にロックするロック機構６０とを備えている。

前記カムスプロケット５１は、外周にタイミングチェーン（又はタイミングベルト）が噛合する歯部を有する回転部（図示省略）と、該回転部の前方に配置されて前記回転部材５３を回転自在に収容するハウジング５６と、該ハウジング５６の前後開口を閉塞するフロントカバー，リアカバー（図示省略）とから構成される。

前記ハウジング５６は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面には、横断面台形状を呈し、それぞれハウジング５６の軸方向に沿って設けられる４つの隔壁部６３が９０°間隔で突設されている。

前記回転部材５３は、吸気カムシャフト３の前端部に固定されており、円環状の基部７７の外周面に９０°間隔で４つのベーン７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄが設けられている。

前記第１〜第４ベーン７８ａ〜７８ｄは、それぞれ断面が略逆台形状を呈し、各隔壁部６３間の凹部に配置され、前記凹部を回転方向の前後に隔成し、ベーン７８ａ〜７８ｄの両側と各隔壁部６３の両側面との間に、進角側油圧室８２と遅角側油圧室８３を構成する。

前記ロック機構６０は、ロックピン８４が、回転部材５３の初期位置において係合孔（図示省略）に係入するようになっている。
前記油圧回路５４は、進角側油圧室８２に対して油圧を給排する第１油圧通路９１と、遅角側油圧室８３に対して油圧を給排する第２油圧通路９２との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路９１，９２には、供給通路９３とドレン通路９４ａ，９４ｂとがそれぞれ通路切り換え用の電磁切換弁９５を介して接続されている。

前記供給通路９３には、オイルパン９６内の油を圧送する機関駆動のオイルポンプ９７が設けられている一方、ドレン通路９４ａ，９４ｂの下流端がオイルパン９６に連通している。

前記第１油圧通路９１は、回転部材５３の基部７７内に略放射状に形成されて各進角側油圧室８２に連通する４本の分岐路９１ｄに接続され、第２油圧通路９２は、各遅角側油圧室８３に開口する４つの油孔９２ｄに接続される。

前記電磁切換弁９５は、内部のスプール弁体が各油圧通路９１，９２と供給通路９３及びドレン通路９４ａ，９４ｂとを相対的に切り換え制御するようになっている。
前記制御装置２０１は、前記電磁切換弁９５を駆動する電磁アクチュエータ９９に対する通電量を、ディザ信号が重畳されたデューティ制御信号（操作量）に基づいて制御する。

可変バルブタイミング機構１１４においては、電磁アクチュエータ９９にデューティ比（オン時間割合）０％のオフ制御信号を出力すると、オイルポンプ４７から圧送された作動油は、第２油圧通路９２を通って遅角側油圧室８３に供給されると共に、進角側油圧室８２内の作動油が、第１油圧通路９１を通って第１ドレン通路９４ａからオイルパン９６内に排出されるようにしてある。

従って、電磁アクチュエータ９９にデューティ比０％のオフ制御信号を出力すると、遅角側油圧室８３の内圧が高くなる一方で、進角側油圧室８２の内圧が低くなり、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｂを介して最大遅角側に回転し、この結果、吸気バルブ１０５の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に遅角変化する。

即ち、電磁アクチュエータ９９への通電を遮断すると、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相は遅角変化し、最終的には、最遅角位置で停止する。
また、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％のオン制御信号を出力すると、作動油は、第１油圧通路９１を通って進角側油圧室８２内に供給されると共に、遅角側油圧室８３内の作動油が第２油圧通路９２及び第２ドレン通路９４ｂを通ってオイルパン９６に排出され、遅角側油圧室８３が低圧になる。

このため、電磁アクチュエータ９９にデューティ比１００％のオン制御信号を出力すると、回転部材５３は、ベーン７８ａ〜７８ｄを介して進角側へ最大に回転し、これによって、吸気バルブ１０５の開期間（バルブ作動角の中心位相）がピストン位置に対して相対的に進角変化する。

このように、前記可変バルブタイミング機構１１４は、図５の矢印３０２に示すように、吸気バルブ１０５のバルブ作動角ＯＡ及びバルブリフト量ＶＬを変えずに、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相ＳＰを進・遅角変化させる機構であり、前記制御信号のデューティ比を変更することで、最遅角位置から最進角位置までの間の任意の位置にバルブ作動角の中心位相を変化させることができる。

尚、吸気バルブ１０５のバルブ作動角・バルブリフト量を連続的に可変とする可変バルブリフト機構１１３、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相を連続的に可変とする可変バルブタイミング機構１１４は、上記の図２〜４に示したものに限定されない。

例えば、可変バルブタイミング機構１１４としては、上記のベーン式の他、歯車を用いてクランク軸１０９に対し前記吸気カム軸１１５を相対回転させる機構などを用いることができ、更に、油圧アクチュエータの他、モータや電磁ブレーキをアクチュエータとして用いる機構を採用できる。

前記制御装置２０１には、前記制御軸１３の角度に応じたレベルの信号を出力する動作位置測定手段としての角度センサ２０２からの信号が入力されると共に、前記モータ１７に備えられる電気角検出手段としての３つのモータ角度検出センサ（モータ角度検出センサ）２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号がそれぞれ入力される。

前記角度センサ２０２は例えばポテンショメータからなり、制御軸１３の角度に応じた電圧を出力し、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗは、例えばホールＩＣからなり、ロータの回転に応じて周期的に変化するパルス信号を出力する。

そして、前記センサからの信号に基づき前記制御軸１３の角度を検出する一方、機関運転条件（機関負荷・機関回転速度など）に応じて目標バルブリフト量に対応する目標角度を演算し、前記角度の検出値と前記目標角度とに基づいて、前記モータ１７（Ｕ相，Ｖ相及びＷ相）の通電をフィードバック制御する。

尚、モータ１７の構成，駆動回路及びモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの詳細は、後で詳細に説明する。
また、前記制御装置２０１は、機関運転条件（機関負荷・機関回転速度など）に基づいて吸気バルブ１０５のバルブ作動角の中心位相の目標進角量を演算し、クランク角センサ２０３及びカムセンサ２０４の出力信号に基づいて検出される実際の進角量が前記目標進角量に近づくように、前記実際の進角量と目標進角量との偏差に基づいて、電磁アクチュエータ９９に出力する制御信号のデューティ比（操作量）をフィードバック制御する。

前記クランク角センサ２０３は、クランク軸１０９に軸支したシグナルプレート２０３ａの周縁に等間隔で形成された突起部２０３ｂを、ピックアップ２０３ｃで検出することで、単位クランク角毎のポジション信号ＰＯＳを出力すると共に、前記シグナルプレート２０３ａに１８０deg間隔で２箇所に形成した突起部２０３ｄをピックアップ２０３ｅで検出することで、各気筒の所定クランク角位置（所定ピストン位置）毎のリファレンス信号ＲＥＦを出力する。

前記リファレンス信号ＲＥＦの出力間隔は、本実施形態における４気筒機関における点火間隔に相当し、前記リファレンス信号ＲＥＦは、各気筒の同じピストン位置（例えばＢＴＤＣ７５deg）毎に出力されることになる。

前記制御装置２０１では、クランク角センサ２０３の出力信号（ポジション信号ＰＯＳ又はリファレンス信号ＲＥＦ）に基づいて内燃機関１０１の回転速度ＮＥを算出する。
一方、前記カムセンサ２０４は、前記リファレンス信号ＲＥＦの発生間隔において、気筒ナンバーを示す数のカム信号ＣＡＭを出力し、可変バルブタイミング機構１１４によってクランク軸１０９に対する吸気カム軸１１５の位相が変化すると、前記リファレンス信号ＲＥＦの出力位置に対するカム信号ＣＡＭの出力位置が変化する。

従って、例えば、前記リファレンス信号ＲＥＦが発生してからカム信号ＣＡＭが発生するまでの角度を計測することで、可変バルブタイミング機構１１４による中心位相の進角量を検出することができる。

尚、前記カム信号ＣＡＭの発生位置は、可変バルブタイミング機構１１４によって吸気カム軸１１５の位相を変化させても、リファレンス信号ＲＥＦの出力位置を超えて変化することがないように設定されている。

前記制御装置２０１には、上記吸入空気量センサ１０３，角度センサ２０２，クランク角センサ２０３及びカムセンサ２０４の出力信号が入力される他、内燃機関１０１の運転・停止のメインスイッチであるイグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）２０５の信号、アクセルセンサ２０６からのアクセルペダル２０７の開度信号ＡＣＣ、水温センサ２０８からの冷却水温度信号ＴＷ、空燃比センサ２０９からの空燃比信号ＡＦなどが入力される。

前記空燃比センサ２０９は、排気管１１１に設けられ、内燃機関１０１の空燃比と密接な関係にある排気中の酸素濃度に感応して出力が変化するセンサ（酸素濃度センサ）である。

図６は、前記制御装置２０１の詳細構成を示す図であり、前記制御装置２０１は、内燃機関１０１の点火や燃料噴射を制御するＥＣＭ２１４と、前記可変バルブリフト機構１１３のモータ１７を駆動する駆動回路２１２と、前記駆動回路２１２を制御するＶＥＬコントローラ２１３とを備えている。

前記ＥＣＭ２１４には、前記水温センサ２０８やクランク角センサ２０３などの内燃機関１０１の運転状態を検出する各種センサ・スイッチからの信号が入力されると共に、アクセルセンサ２０６などの車両の運転状態を検出するセンサ・スイッチからの信号が入力され、これらの信号に基づいて、前記点火モジュール１１６や燃料噴射弁１０６に対して制御信号を出力する。

また、前記ＥＣＭ２１４は、前記各種センサ・スイッチからの信号に基づいて、前記可変バルブリフト機構１１３の制御軸１３の目標角度（目標バルブリフト量）を演算して、前記ＶＥＬコントローラ２１３に出力する。

前記ＶＥＬコントローラ２１３には、前記角度センサ２０２からの検出信号（出力電圧ＶＡＳ）が入力されると共に、前記モータ１７に設けられる３つのモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号が入力され、これらに基づいて制御軸１３の実際の角度を検出し、実際の角度が前記目標角度に近づくように、モータ１７の駆動回路２１２に含まれるスイッチング素子の制御信号を出力する。

図７は、前記駆動回路２１２及びモータ１７の詳細を示す。
前記モータ１７はブラシレスモータ（ＢＬＭ）であり、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相巻線２１５Ｕ，２１５Ｖ，２１５Ｗが、図示省略した円筒状の固定子に設けられ、該固定子の中央部に形成された空間に永久磁石回転子２１６が配置される。

そして、駆動回路２１２は、例えばＩＧＢＴからなる６個のスイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆを３相ブリッジ接続し、かつ、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆに逆並列にダイオード２１８ａ〜２１８ｆをそれぞれ接続して構成され、かつ、電源回路２１９を有している。

前記スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆの制御端子（ゲート端子）は、前記ＶＥＬコントローラ２１３に接続されている。
また、図８に示すように、前記モータ１７の回転子１０２の回転軸を中心とする円周上に３つのモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗ（ホールＩＣ）が配置されている。

前記３つのモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗはロータの回転に伴って周期的に変化するパルス信号を出力するセンサであり、それぞれのパルス信号は、図９及び図１０に示すように、電気角で１２０deg（１／３周期）の位相差をもって出力される。

ここで、モータ１７の正転時には、図９に示すように、モータ角度検出センサ２１１Ｗの出力パルスＳｗの立ち上がりから電気角１２０deg後に、モータ角度検出センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕが立ち上がり、更に電気角１２０deg後に、モータ角度検出センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖが立ち上がる。

これに対し、モータ１７の逆転時には、図１０に示すように、モータ角度検出センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖの立ち上がりから電気角１２０deg後に、モータ角度検出センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕが立ち上がり、更に電気角１２０deg後に、モータ角度検出センサ２１１Ｗの出力パルスＳｗが立ち上がる。

このため、例えば、正転時は、モータ角度検出センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕの立ち上がり時にモータ角度検出センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖがローレベルであるのに対し、逆転時は、モータ角度検出センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕの立ち上がり時にモータ角度検出センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖがハイレベルとなり、前記ローレベル・ハイレベルを区別することで、モータ１７の正転状態と逆転状態とを判別できるようになっている。

更に、前記３つのモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗのパルス信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗの立ち上がり・立ち下りは電気角６０deg毎に発生するので、図１１に示すように、ロータの回転角（電気角）を、前記立ち上がり・立ち下りの検出毎に、回転方向に応じて電気角６０degだけ増大又は減少させることで、モータ１７のロータの回転角（電気角）を検出することができる。

そして、前記ロータの回転がギア列１８（減速機）を介して制御軸１３に伝達され、制御軸１３が回動するから、前記３つのモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗで検出されるロータの電気角を、前記ギア列１８におけるギア比に基づいて、制御軸１３の角度に変換することができる。

例えば、制御軸１３の角度を増大させる方向である正転方向にモータ１７を駆動する場合には、図１２に示すように、パルス信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗの立ち上がり・立ち下り毎に、モータ角度分解能を制御軸１３の角度に換算した分だけ、制御軸角度ＣＳＡ２を増大させることで、制御軸角度ＣＳＡ２の角度の増大変化が検出されることになる。

また、制御軸１３の角度を減少させる方向である逆転方向にモータ１７を駆動する場合には、図１３に示すように、パルス信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗの立ち上がり・立ち下り毎に、モータ角度分解能を制御軸１３の角度に換算した分だけ、制御軸角度ＣＳＡ２を減少させることで、制御軸角度ＣＳＡ２の角度の減少変化が検出されることになる。

尚、本実施形態では、制御軸１３の角度の増大方向が、バルブリフト量の増大方向であるものとする。
また、角度センサ２０２は、ポテンショメータに限定されるものではなく、制御軸１３の角度位置に応じたレベルの出力を発生するセンサであればよく、例えば、特開２００５−２７３６５０号公報に開示されるように、ギャップセンサの出力が、制御軸１３の角度に応じて連続的に変化するように構成したセンサを用いることができる。

更に、ブラシレスモータ（ＢＬＭ）１７を、３相モータに限定するものではなく、従って、モータ角度検出センサ（電気角検出手段）の数・配置を上記の構成に限定するものでもない。

以下では、前記角度センサ２０２及びモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力パルスに基づく制御軸１３の角度検出、及び、前記モータ１７の駆動制御を詳細に説明する。

図１４のフローチャートは、本実施形態における制御軸１３の角度検出及びモータ１７の駆動制御の流れを示す。
まず、ステップＳ４０１でイグニッションスイッチ２０５がオンされると、ステップＳ４０２では、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力に基づいて制御軸角度ＣＳＡ２を求めるための基準位置（基準角度）を学習する。

前記基準位置の学習は、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力に基づく制御軸角度ＣＳＡ２の検出における初期位置を、前記角度センサ２０２の検出結果に基づいて検出して記憶する処理を示す。

前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力からは、図１２及び図１３に示したように、モータ１７のロータの角度、引いては、制御軸１３の角度の変化分を検出することができるものの、ロータ（制御軸１３）の絶対角を検出することはできない。

換言すれば、制御軸１３の絶対角が判明している位置（基準位置）からの角度変化を、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力から検出することで、前記基準位置を初期値として制御軸１３の角度を検出できる。

そこで、イグニッションスイッチ２０５がオンされると、制御軸１３の角度を変更する前に、そのときの角度センサ２０２の出力（出力電圧ＶＡＳ）から検出した制御軸１３の角度を、即ち、機関１０１の停止中に制御軸１３が保持していた角度を前記基準位置として学習する。

前記基準位置が学習されると、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力から検出されるロータの角度の変化分をギア比で補正して制御軸１３の角度の変化分に変換し、係る角度変化分の積算値を前記基準位置（基準角度）に加算することで、そのときの制御軸１３の角度ＣＳＡ２を求めることができる。

制御軸角度ＣＳＡ２＝Σ（ロータ角度変化×ギア比）＋基準位置
前述のように、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力からロータの正転と逆転とを区別できるので、例えば、正転方向への角度変化分をプラスとし、逆転方向への角度変化分をマイナスとすることで、正転方向にロータが回転すれば制御軸角度ＣＳＡ２は増大変化し、逆転方向にロータが回転すれば制御軸角度ＣＳＡ２は減少変化し、前記制御軸角度ＣＳＡ２はそのときの制御軸１３の角度を示すことになる。

上記の制御軸角度ＣＳＡ２の演算機能が、本実施形態における回転位置検出手段に相当する。
図１５は前記基準位置からの制御軸１３の角度の増大変化を、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力に基づいて検出した例を示し、基準位置からの制御軸１３の角度変化が、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗによる角度検出の最小分解能に基づき検出される。

本実施形態では、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力から検出されるロータの角度変化に基づく制御軸１３の角度検出値を制御軸角度ＣＳＡ２とし、前記角度センサ２０２の出力（出力電圧ＶＡＳ）に基づく制御軸１３の角度検出値を制御軸角度ＣＳＡ１として、両者を区別するものとする。

尚、イグニッションスイッチ２０５がオンされた時点における制御軸１３の角度は、例えば、バルブリフトの最小値又は最大値を定めるストッパに突き当たっている状態であっても良いし、最小バルブリフト側のストッパと最大バルブリフト側のストッパとで挟まれる領域の中間位置であっても良い。

更に、イグニッションスイッチ２０５がオンされたときに、制御軸１３を予め定めた初期位置（好ましくはストッパ位置）にまで回転させ、前記初期位置を前記基準位置として学習させることができる。

図１６のフローチャートは、制御軸１３を前述の初期位置に向けて駆動させて基準位置を学習させる場合の処理を示すものである。
まず、ステップＳ５０１でイグニッションスイッチ２０５がオンされると、次のステップＳ５０２では、予め記憶されている初期位置に向けて制御軸１３を回転させるように、前記角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳから検出される実際の角度（制御軸角度ＣＳＡ１）と、前記初期位置とに基づいて前記モータ１７をフィードバック制御する。

尚、可変バルブリフト機構（ＶＥＬ）１１３が、機関１０１の回転が停止している状態であっても制御軸１３を回転させること（開弁特性の変更）が可能な機構であれば、イグニッションスイッチ２０５のオンから制御軸１３を初期位置に向けて回転させる制御を開始させる。

一方、制御軸１３を回転させること（開弁特性の変更）が、機関１０１の回転中である場合にのみ可能である場合には、機関１０１の始動開始を待って、前記初期角度位置に向けての駆動を開始させるものとする。

そして、ステップＳ５０３では、前記角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳから検出される実際の角度（制御軸角度ＣＳＡ１）と、前記初期位置との偏差の絶対値が所定値以下であるか否かを判断し、前記偏差の絶対値が所定値以下になると、ステップＳ５０４へ進み、そのときに角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳから検出される実際の角度（制御軸角度ＣＳＡ１）又は前記初期角度位置を前記基準位置とする学習を行い、制御軸角度ＣＳＡ２の更新を開始させる。

前記所定値は、許容誤差に基づき設定される値であり、前記偏差の絶対値が所定値以下になった場合には、実際の角度位置が初期位置になっていると見なすことができるようにしてある。

ここで、前記初期位置として、制御軸１３の回動範囲を規制するストッパ位置（最大リフト側ストッパ又は最小リフト側ストッパ）を設定することが好ましい。
図１７は、制御軸１３が最小リフト側ストッパに突き当たる位置を前記初期位置とした場合の角度変化を示し、イグニッションスイッチ２０５がオンされると、そのときの角度位置から最小リフト側ストッパに向けて（リフト量の減少方向に向けて）制御軸１３を徐々に回転させ、最小リフト側ストッパに突き当たって角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳから検出される実際の角度（制御軸角度ＣＳＡ１）が最小リフト側ストッパの位置に対応する値になると、最小リフト側ストッパの位置を基準位置とし、該基準位置から、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力から検出されるロータの角度変化分だけ変化しているものとして、そのときの制御軸角度ＣＳＡ２を求めるようにする。

尚、制御軸１３を最小リフト側ストッパの位置に突き当てた状態での角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳを、最小リフト側ストッパの位置での基準出力として学習し、該基準出力に基づいて角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳに基づく制御軸角度ＣＳＡ１の検出を行わせることができ、これにより角度センサ２０２の取り付け角度のばらつきなどによる出力のオフセット分を補正することができる。

前記最小リフト側ストッパの位置での角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳを学習させる場合には、リフト量の減少方向に向けて制御軸１３を徐々に回転させ、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳが略変化しなくなった状態での角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳを、最小リフト側ストッパ位置相当の出力として学習させることができる。

また、前記初期位置として、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳの温度条件によるばらつきが最小となる角度を設定することができる。
ポテンショメータからなる角度センサ２０２では、例えば図１８に示すように、ある角度を境に温度の影響による出力変化の傾向が切り換り、出力変化の傾向が切り換る境界付近では、温度が変化しても角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳが大きく変化しない特性を示す場合がある。

角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳが温度による影響を受け難い角度であれば、その角度に向けて制御軸１３を回動させるべく角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳに基づいてモータ１７をフィードバック制御すれば、そのときの温度条件に大きく影響されることなく、高精度に制御軸１３の角度を一定の角度位置にフィードバック制御でき、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力に基づく角度検出の基準を高精度に設定できることになる。

尚、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳが温度による影響を受け難い角度位置は、予め実験又はシミュレーションに基づいて求めて記憶させておく。
図１９は、初期位置を、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳが温度による影響を受け難い角度とする場合に設定した場合の角度変化を示す。

イグニッションスイッチ２０５がオンされると、そのときの角度位置から、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳが温度による影響を受け難い角度として予め記憶された角度（図１８に示す例では、４５deg）に向けて制御軸１３を徐々に回転させる。

そして、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳから検出される実際の角度（制御軸角度ＣＳＡ１）が初期位置に対応する値になると、そのときの制御軸角度ＣＳＡ１（又は予め記憶した初期位置）を基準位置として定め、該基準位置から、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力から検出されるロータの角度変化分だけ変化しているものとして、そのときの制御軸角度ＣＳＡ２を求めるようにする。

尚、前記初期位置として、ストッパ位置と、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳが温度による影響を受け難い角度位置とのいずれかを選択させることができ、選択基準としては、イグニッションスイッチ２０５がオンされた時点で角度センサ２０２により検出された角度により近い方の初期位置、即ち、初期位置までの角度変化が小さく早期に基準位置を求めることができる側を、目標とする初期位置として選択させることができる。

また、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳが温度による影響を受け難い角度位置が２点以上存在する場合に、これらの角度位置のうち、イグニッションスイッチ２０５がオンされた時点で角度センサ２０２により検出された角度により近い角度位置を、初期位置として選択させることができる。

図１３のフローチャートのステップＳ４０２で、上記のようにして制御軸１３の角度の基準位置を学習すると、次のステップＳ４０３では、アクセル開度ＡＣＣ、機関回転速度ＮＥなどの各種検出情報を取得する。

ステップＳ４０４では、可変バルブリフト機構（ＶＥＬ）１１３の制御軸１３の目標角度（目標制御軸角度）を設定する。
具体的には、図２０に示すように、まず、そのときの機関回転速度ＮＥとアクセル開度ＡＣＣとから目標トルクを設定し、次いで、前記目標トルクと機関回転速度ＮＥとから、吸気バルブ１０５の目標バルブリフト量（目標バルブ作動角）に相当する制御軸１３の目標角度である目標制御軸角度を設定する。

ステップＳ４０５では、前記目標制御軸角度と、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力から検出される制御軸角度ＣＳＡ２との偏差（エラー）VELERに基づく比例・積分・微分処理によって、モータ１７の指令トルクを算出する。

具体的には、下式に従って前記指令トルクを算出する。

尚、数１において、Ｐは比例ゲイン、Ｉは積分ゲイン、Ｄは微分ゲインであり、予め実機若しくはモデルを用いて適合された値を記憶しておいて用いる。
ステップＳ４０６では、前記指令トルクに基づいてモータ１７の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを決定する。

前記指令トルクに基づく３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwの決定は、図２１のブロック図に示す構成によって行われる。
図２１において、角度・角速度演算部６０１では、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力を入力し、ロータの角度及び角速度を算出する。

３相−２相変換器６０２では、３相電流の検出値を、そのときのロータ角度に基づいて２軸の回転座標系（ｄ−ｑ座標系）の電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。
また、ベクトル制御部６０３には、指令トルクをトルク定数Ｋｔで除算して得られる目標電流と、前記角度・角速度演算部６０１で算出された角速度と、前記３相−２相変換器６０２で求めた電流Ｉｄ，Ｉｑとが入力され、前記目標電流及び電気角・角速度に基づいてｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電流指令値Ｉdref及びｑ軸電流指令値Ｉqrefを算出する。

そして、指令電流Ｉdref及びｑ軸電流指令値Ｉqrefと算出電流Ｉｑ，Ｉｄを比較してフィードバックし、指令電圧Ｖｑ，Ｖｄを算出する。
２相−３相変換器６０４では、前記指令電圧Ｖｑ，Ｖｄを３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwに変換して出力する。

上記構成によって３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを求めると、ステップＳ４０７では、前記３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを駆動回路２１２に出力して、モータ１７を駆動させる。
次のステップＳ４０８では、イグニッションスイッチ２０５がオフされたか否かを判断し、イグニッションスイッチ２０５がオフされるまで（内燃機関１０１が停止されるまで）は、ステップＳ４０３〜ステップＳ４０７の処理を繰り返し、可変バルブリフト機構（ＶＥＬ）１１３によって吸気バルブ（機関バルブ）１０５のバルブリフト量をそのときの運転条件に応じた目標値に制御する。

但し、可変バルブリフト機構（ＶＥＬ）１１３によってバルブリフト量を可変とする機関バルブは排気バルブであっても良いし、モータによって制御軸の角度を変更することで機関バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構であれば、バルブリフト量を可変とする可変バルブリフト機構でなくても良い。

イグニッションスイッチ２０５がオフされると（内燃機関１０１が停止されると）、ステップＳ４０９へ進む。
ステップＳ４０９では、角度センサ２０２に基づく制御軸角度ＣＳＡ１の検出における基準位置の学習を行う。

前記制御軸角度ＣＳＡ１の検出における基準位置の学習においては、制御軸１３をストッパ位置に押し付けるようにモータ１７を駆動し、制御軸１３がストッパに押し付けられ、制御軸１３の回動が停止した状態での角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳを、ストッパ位置でのセンサ出力として学習し、次回イグニッションスイッチ２０５がオンされたときに、前記学習したストッパ位置での出力を基準に、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳから制御軸角度ＣＳＡ１を検出するようにする。

例えば、前記ストッパ位置でのセンサ出力が初期値から増大変化している場合には、センサ出力を制御軸１３の角度データに変換するときに、前記増大変化分だけセンサ出力を減少補正し、該補正後のセンサ出力を角度データに変換することで、角度センサ２０２の出力オフセットに対する補正を行う。

ところで、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力に基づく制御軸角度ＣＳＡ２の検出においては、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号にノイズが重畳したり、パルスの歯抜けが発生したりすると、制御軸角度ＣＳＡ２の検出精度が大きく悪化してしまう。

そこで、前記ノイズ・歯抜けの対策を実施することが好ましく、以下では、前記ノイズ・歯抜けの対策を示す。
図２２のフローチャートは、前記ノイズ・歯抜け対策の概略を示し、ステップＳ７０１では、モータ１７の回転速度が所定速度以下であるか否かを判断し、モータ１７の回転速度が所定速度以下であれば、ステップＳ７０２へ進み、モータ１７の回転速度が所定速度以下の低回転域に適合されているノイズ・歯抜け対策を実施し、モータ１７の回転速度が所定速度を超えていれば、ステップＳ７０３へ進み、モータ１７の回転速度が所定速度を超える高回転域に適合されているノイズ・歯抜け対策を実施する。

即ち、前記所定速度は、ノイズ・歯抜けの対策の選択に最適な値として予め適合されている。
ここで、前記ステップＳ７０２及びステップＳ７０３におけるノイズ・歯抜けの対策を説明する。

前記図１２及び図１３に示したように、３個のモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗから出力されるパルス信号は、前述のように相互に位相がずれており、例えば、図１２に示す正転時であれば、各パルス信号の立ち上がり・立ち下がりは、モータ角度検出センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖの立ち上がり→モータ角度検出センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕの立ち下がり→モータ角度検出センサ２１１Ｗの出力パルスＳｗの立ち上がり→モータ角度検出センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖの立ち下がり→モータ角度検出センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕの立ち上がり→モータ角度検出センサ２１１Ｗの出力パルスＳｗの立ち上がりの順を繰り返す。

また、図１３に示す逆転時であれば、各パルス信号の立ち上がり・立ち下がりは、モータ角度検出センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕの立ち上がり→モータ角度検出センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖの立ち下がり→モータ角度検出センサ２１１Ｗの出力パルスＳｗの立ち上がり→モータ角度検出センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕの立ち下がり→モータ角度検出センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖの立ち上がり→モータ角度検出センサ２１１Ｗの出力パルスＳｗの立ち下がりの順となる。

従って、３個のモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号のいずれかについて立ち上がり又は立ち下がりを検出した時点で、次に立ち上がり又は立ち下がりを示すモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗを予測することができ、該予測と異なる結果となった場合（基準のパターンでの立ち上がり・立ち下がりの繰り返しとは異なるパターンで立ち上がり・立ち下がりが発生した場合）には、ノイズの重畳又はパルスの歯抜けの発生を判定することができる。

上記ノイズの重畳又はパルスの抜けの判定方法は、モータ回転速度とは無関係に実施できる方法であり、図２２のフローチャートに従って、回転領域を判別する場合であっても双方で実施できる。

また、前記３個のモータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号のいずれかについて立ち上がり又は立ち下がりを検出した時点から、次に立ち上がり又は立ち下がりを検出するまでの角度は一定である。

従って、前記立ち上がり又は立ち下がりから次の立ち下がり又は立ち上がりまでの時間間隔ΔＴを逐次計測し、前記時間Δと一定値である立ち上がり・立ち下がり周期の角度とからモータ１７の角速度を演算することができ、この角速度の前回値と今回値とが、通常の角速度変化時とは大きく異なる急激な変化を示した場合には、ノイズの重畳又はパルスの歯抜けの発生を判定することができる。

図２３は、パルスの歯抜けが発生した場合の前記時間間隔ΔＴの変化を示し、パルスの歯抜けが発生すると、立ち上がり又は立ち下がりから次の立ち下がり又は立ち上がりまでの角度が一時的に大きくなることから、前記時間間隔ΔＴがステップ的に大きくなり、また、時間間隔ΔＴに基づいて算出される角速度は、立ち上がり・立ち下がりの角度周期が一定であるとの前提で演算されるので、前記時間ΔＴがステップ的に大きくなることで、角速度の算出結果がステップ的に低下し、パルスの歯抜けによって立ち上がり・立ち下がり周期が長くなった部分での角速度は、抜けの発生していない場合に比べて半分程度に落ち込むことになる。

逆に、正規の立ち上がり・立ち下がり前にノイズの重畳による立ち上がり・立ち下がりが発生すると、前記時間間隔ΔＴがステップ的に小さくなり、また、時間間隔ΔＴに基づいて算出される角速度は、立ち上がり・立ち下がりの角度周期が一定であるとの前提で演算されるので、前記時間間隔ΔＴがステップ的に小さくなることで、角速度の算出結果がステップ的に増大することになる。

従って、前記時間間隔ΔＴ又は該時間間隔ΔＴに基づく角速度の算出結果の前回値と今回値とを比較することで、より具体的には、前回値と今回値との比と閾値とを比較することで、ノイズの重畳又はパルスの歯抜けを判定できる。

尚、前記時間間隔ΔＴに基づいて算出される角速度のデータは、前述のように、モータ１７のベクトル制御において用いられる情報であるので、ベクトル制御用に算出された結果を流用することができる。

但し、低回転時には、パルス信号の立ち上がり・立ち下がりの時間周期が長くなるために、前記時間間隔ΔＴ又は該時間間隔ΔＴに基づく角速度の算出結果は、モータ角速度を正確に表さず、前述のような前回値と今回値との比較に基づくノイズの重畳又はパルスの抜けの判定を精度良く行わせることができない。

このため、前述のような角速度の前回値と今回値との比較に基づくノイズの重畳又はパルスの歯抜けの判定は、高回転域で行わせることが好ましく、低回転域では、前述の立ち上がり・立ち下り順のパターンに基づくノイズの重畳又はパルスの歯抜けの判定に加えて、以下の判定を実施する。

モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号にノイズが重畳していない場合には、制御軸角度ＣＳＡ２は、前記パルス信号の立ち上がり・立ち下り周期毎に分解能角度分だけ増大することになり、換言すれば、前記パルス信号の立ち上がり・立ち下りの１周期は、モータ１７のロータが分解能に相当する角度だけ回転したことを示す。

これに対し、図２４に示すように、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号の立ち上がり・立ち下り周期の間にノイズが重畳すると、正規の立ち上がり・立ち下りからノイズ発生位置までの角度は、前記分解能角度よりも小さくなる。

一方、パルスの抜けが発生すると、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号の立ち上がり・立ち下りの角度周期が長くなり、前記分解能角度を超えることになる。

そこで、前回のパルス信号の立ち上がり又は立ち下り時から、今回の立ち上がり又は立ち下りまでの角度変化を、角度センサ２０２による検出角度の変化分として検出し、前記角度変化と前記分解能角度とを比較することで、ノイズの重畳又はパルスの抜けを判定できる。

具体的には、前回のパルス信号の立ち上がり又は立ち下り時における角度センサ２０２による検出角度と、今回の立ち上がり又は立ち下り時における角度センサ２０２による検出角度との差から、立ち上がり・立ち下り周期の角度を求め、この角度と、分解能角度との偏差（図２４の角度偏差Ａ）の絶対値を演算する。

そして、前記偏差の絶対値が所定値以上である場合、即ち、立ち上がり・立ち下り周期の角度が本来の分解能角度よりも所定以上に小さいか又は大きい場合には、ノイズの重畳又はパルスの歯抜けが発生していると判定する。

従って、前記偏差の絶対値と比較させる所定値は、角度センサ２０２による角度周期の計測誤差を超えるノイズの重畳又はパルスの歯抜けによる角度周期の変化を判定できるように予め適合される。

上記のようにして、ノイズの重畳又はパルスの歯抜けの発生が判定された場合には、制御軸角度ＣＳＡ２が大きな誤差を含んでいることを示すので、制御軸角度ＣＳＡ２に代えて、角度センサ２０２により検出される制御軸角度ＣＳＡ１に基づいてモータ１７を制御させるように切り換えたり、ノイズの重畳と判定された立ち上がり又は立ち下がりタイミングでの制御軸角度ＣＳＡ２の更新を停止させたり、パルスの歯抜けが判定された場合に、歯抜け分だけ余分に制御軸角度ＣＳＡ２を更新させたりすることができる。

ところで、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗに基づく制御軸１３の角度検出（制御軸角度ＣＳＡ２）は、パルス信号の立ち上がり又は立ち下りから次の立ち下がり又は立ち上がりまでを１単位（分解能）として行われるから、基準位置から制御軸１３が回転し始めて最初にパルス信号の立ち上がり・立ち下りが検出されるまでの間の分解能以下の角度変化を検出することができず、最大で分解能角度に相当する誤差を生じることになってしまう。

例えば、最初にパルス信号の立ち上がり・立ち下りが検出された時点で、基準位置から分解能角度分だけ制御軸１３が回転していると仮定すると、基準位置が最初の立ち上がり・立ち下りの直前であった場合に、分解能角度分に近い誤差を生じることになり、また、最初にパルス信号の立ち上がり・立ち下りが検出された時点で制御軸角度ＣＳＡ２を更新しないと、基準位置がパルス信号の立ち上がり・立ち下り位置の直後であった場合に、最大で分解能角度分に近い検出誤差を生じることになる。

上記誤差の発生に対する対策として、図２５のフローチャート及び図２６のタイムチャートに示す処理を施す。
図２５のフローチャートにおいて、ステップＳ８０１では、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号の最初の立ち上がり又は立ち下りを検出済みであるか否かを判断する。

そして、最初の立ち上がり又は立ち下りを検出しておらず、モータ１７の動作開始から最初の立ち上がり又は立ち下りを検出する前の状態である場合には、ステップＳ８０３へ進み、モータ１７制御に用いる制御軸１３の検出角度として、角度センサ２０２の検出結果である制御軸角度ＣＳＡ１を用いるように設定する。

一方、ステップＳ８０１で、最初の立ち上がり又は立ち下りを検出した後であると判別された場合には、ステップＳ８０２へ進み、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号の立ち上がり又は立ち下り毎に分解能角度分だけ増減される制御軸角度ＣＳＡ２に基づいてモータ１７を制御させる設定に切り替える。

ステップＳ８０２に最初に進んだ場合、即ち、最初の立ち上がり又は立ち下りを検出した時点では、そのときの角度センサ２０２の検出結果である制御軸角度ＣＳＡ１の値を、制御軸角度ＣＳＡ２の基準位置（初期値）に設定し、その後、立ち上がり又は立ち下りが検出される毎に、分解能と回転方向とから判断される角度ステップ変化分を積算して、該積算値だけ前記基準位置から変化したものとして制御軸角度ＣＳＡ２を更新する。

図２６は、図２５のフローチャートに従ってモータ１７の制御に用いる制御軸角度を切り替える場合の特性を示し、モータ１７の動作開始からパルス信号の最初の立ち上がり又は立ち下りを検出するまでは、角度センサ２０２の検出結果である制御軸角度ＣＳＡ１を用いてモータを制御し、最初の立ち上がり又は立ち下りを検出すると、そのときの制御軸角度ＣＳＡ１を初期値として、その後立ち上がり又は立ち下りが検出される毎に制御軸角度ＣＳＡ２を分解能分だけ更新させるようにして、制御軸角度ＣＳＡ２に基づいてモータ１７を制御させる。

次に、角度センサ２０２の出力から制御軸角度ＣＳＡ１を求める手法について詳述する。
前記角度センサ２０２は、図２７に示すように、基本的な特性としては、制御軸１３の角度の増大に対してリニアに出力電圧ＶＡＳが増大するため、図２７に示すような特性の変換テーブルを参照して、そのときの出力電圧に対応する制御軸角度ＣＳＡ１を求めることができる。

但し、角度センサ２０２の組み付けばらつきなどによって、実際の制御軸１３の角度に対する出力電圧がシフトしてしまい、角度センサ２０２の出力電圧をそのまま図２７の変換テーブルに基づいて制御軸角度ＣＳＡ１に変換すると、前記出力電圧ＶＡＳのシフト分だけ誤差を生じることになる。

そこで、例えば、最小リフト側のストッパに制御軸１３を押し付けた状態での角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳを求め、図２７に示す変換テーブルにおける最小リフト側のストッパ位置での出力電圧と、実際に最小リフト側のストッパ位置で出力された電圧との偏差から、出力電圧の補正値を設定し、該補正値で補正した後の出力電圧を図２７の変換テーブルで制御軸角度ＣＳＡ１に変換させるか、又は、前記偏差に基づいて前記変換テーブルにおける制御軸角度ＣＳＡ１の値を一律に補正して変換特性を補正するようにする。

また、ポテンショメータからなる角度センサ２０２は、温度条件で出力特性が変化し、例えば図１８に示すように、実際の角度と角度センサ２０２の出力電圧との相関がリニアな特性からずれてしまう場合がある。

図１８に示した特性例では、制御軸１３の角度が閾値を下回る領域では、角度センサ２０２の出力電圧が設計値よりも低下し、制御軸１３の角度が前記閾値を上回る領域では、角度センサ２０２の出力電圧が設計値よりも増大し、前記閾値に対応するセンサ出力が温度条件に関わらず略一定で、前記閾値を下回る領域及び上回る領域でのセンサ出力のずれ代は、温度に応じて変化する。

そこで、前述のセンサ出力の低下・増大変化に対応する基本の補正値（基準温度条件に対応する補正値）、即ち、図２８に示すように、前記閾値に対応するセンサ出力を下回る低出力領域ではセンサ出力を増大補正し、前記閾値に対応するセンサ出力を上回る高出力領域ではセンサ出力を減少補正する補正値を、センサ出力（出力電圧）毎に予め記憶させておく。

そして、基準温度と異なる温度条件による補正要求レベルの変化に対しては、図２８のテーブルから求めた補正値を、そのときの温度条件に応じて設定されるゲインｋで補正することで対応し、ゲインｋで補正した補正値（＝補正値×ｋ）をセンサ出力電圧ＶＡＳに加算し、該加算結果を出力電圧値ＯＶＡＳとして出力させ、前記出力電圧値ＯＶＡＳを制御軸角度ＣＳＡ１に変換させるようにする。

尚、前記ゲインｋは、基準温度条件で１に設定されることになる。また、前記ゲインｋによる補正に代えて、図２８に示したような補正値テーブルを複数の温度条件毎に複数記憶し、そのときの温度に対応する補正値を補間演算で求めるようにすることができる。

出力電圧値ＯＶＡＳ＝センサ出力電圧ＶＡＳ＋（図２８から求めた補正値）＊ｋ
即ち、センサ出力電圧ＶＡＳを出力電圧値ＯＶＡＳに変換する処理は、センサ出力電圧ＶＡＳを、制御軸１３の角度変化に比例する値に変換する処理（以下では、リニアライズ処理ともいう）であり、図２９に示すような変換テーブルを用いて行わせることもできる。

前記出力電圧値ＯＶＡＳは、温度影響による出力特性の変化がキャンセルされ、制御軸１３の角度変化に比例する変化を示す値となるから、温度影響を受けないポイントでの電圧及び角度を、例えば図１８に示すように２．５Ｖ及び４５degとし、最小リフト側のストッパ位置でのセンサ出力電圧を学習値とすると、前記補正後のセンサ出力に基づく制御軸角度ＣＳＡ１の算出は、下式に従って行える。

制御軸角度CSA１＝（出力電圧値OVAS−学習値）×４５／（２．５−学習値）
上式で、４５／（２．５−学習値）は、角度センサ２０２の単位出力当たりの角度変化を示し、これに「出力電圧値ＯＶＡＳ−学習値」、即ち、最小リフト側のストッパ位置からの出力の変化量を乗算すれば、最小リフト側のストッパ位置からの制御軸１３の角度変化量が求められることになる。

尚、角度センサ２０２の温度は、角度センサ２０２に設けた温度センサで検出させることができる他、内燃機関１０１の温度（冷却水温度・潤滑油温度）やエンジンルーム内の温度などで代表させることができる。

また、角度センサ２０２の温度条件による制御軸角度ＣＳＡ１の検出誤差を補正する方法としては、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力パルスによる制御軸角度ＣＳＡ２を用いる方法があり、係る補正方法を図３０のフローチャートに従って説明する。

但し、図３０のフローチャートに示す補正方法は、温度による制御軸角度ＣＳＡ１の検出誤差が、モータ１７の駆動力を制御軸１３に伝達するギア列１８のギア比のばらつきによる制御軸角度ＣＳＡ２の検出誤差よりも大きい場合に適用されるものとする。

図３０のフローチャートにおいて、ステップＳ９０１では、角度センサ２０２の出力に基づいて制御軸角度ＣＳＡ１を算出する。
ここで、前記制御軸角度ＣＳＡ１の算出は、記述したように、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳをリニアライズ処理によって出力電圧値ＯＶＡＳに変換し、該出力電圧値ＯＶＡＳに基づく「制御軸角度ＣＳＡ１＝（出力電圧値−学習値）×４５／（２．５−学習値）」なる演算（又は変換テーブルによる変換）に基づいて行われるが、温度条件によって最小リフト側のストッパ位置での出力（学習値）が異なる場合には、制御軸角度ＣＳＡ１の算出精度が低下してしまう。

そこで、前記学習値を、学習時の角度センサ２０２の温度条件に応じて補正し、補正後の学習値を用いて制御軸角度ＣＳＡ１の算出させることが好ましい。
次のステップＳ９０２では、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力パルスの立ち上がり又は立ち下がりタイミング（切り替り発生タイミング）であるか否かを判断する。

そして、出力パルスの立ち上がり又は立ち下がりタイミング（切り替り発生タイミング）であれば、ステップＳ９０３へ進み、制御軸角度ＣＳＡ２を、出力パルスの立ち上がり・立ち下がり周期分（分解能）だけ変化させて更新する。

ステップＳ９０４では、ステップＳ９０１で算出した制御軸角度ＣＳＡ１と、ステップＳ９０３で算出した制御軸角度ＣＳＡ２との偏差の絶対値が所定値（１）以上であるか否かを判断する。

前記偏差の絶対値が前記所定値（１）以上である場合には、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力パルスの歯抜けや前記出力パルスに対するノイズの重畳などによって、温度によるばらつきを超える偏差が生じたものと判断し、補正処理を行わずに本ルーチンを終了させる。

例えば、図３１に示すように、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルスに歯抜けやノイズの重畳が発生すると、角度の分解能分だけ制御軸角度ＣＳＡ２に誤差が生じ、その結果、ステップＳ９０１で算出した制御軸角度ＣＳＡ１と、ステップＳ９０３で算出した制御軸角度ＣＳＡ２との偏差の絶対値が大きくなるが、この場合、制御軸角度ＣＳＡ２が誤差を有するので、制御軸角度ＣＳＡ２を基準に制御軸角度ＣＳＡ１を補正することはできない。

そこで、ステップＳ９０４で前記偏差の絶対値が前記所定値（１）以上であると判断された場合には、制御軸角度ＣＳＡ１を補正することなく、本ルーチンを終了させる。
即ち、前記所定値（１）は、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルスによる角度分解能（検出角度の最小単位）から温度ばらつきの影響分を減算した値であり、温度ばらつきだけでは前記偏差の絶対値が超えることがなく、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルスに歯抜けやノイズの重畳があった場合に初めて超える値に設定される。

一方、ステップＳ９０４で、前記偏差の絶対値が前記所定値（１）未満であると判断された場合には、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルスに歯抜けやノイズの重畳がなく、前記偏差は温度ばらつきの影響を受けて発生しているものと判断して、ステップＳ９０５へ進む。

ステップＳ９０５では、前記偏差の絶対値が前記所定値（２）以上であるか否かを判断する。
ここで、前記所定値（２）は、前記所定値（１）よりも小さい値であって、許容誤差に基づき補正処理が必要か否かを区別できるような値に適合されている。

ステップＳ９０５で、前記偏差の絶対値が前記所定値（２）未満であると判断された場合には、補正処理は不要と判断し、そのまま本ルーチンを終了させる。
一方、図３２に示すように、前記偏差の絶対値が前記所定値（２）以上であると判断された場合には、補正処理が必要と判断し、ステップＳ９０６へ進む。

ステップＳ９０６では、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳを出力電圧値ＯＶＡＳに変換する変換テーブル（リニアライズテーブル）の補正、即ち、変換テーブル（リニアライズテーブル）を、温度による角度センサ２０２の出力特性の変化に対応させる変更を行う。

具体的には、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳの上昇時に、図３３に示すように、リニアライズテーブルの出力電圧ＶＡＳの格子軸（１）と格子軸（２）との間で、前記偏差の絶対値が前記所定値（２）以上であると判断された場合には、格子軸（１）での出力電圧値ＯＶＡＳをＯＶＡＳ（１）、格子軸（２）での出力電圧ＯＶＡＳをＯＶＡＳ（２）としたときに、格子軸（２）に対応する出力電圧ＯＶＡＳ（２）を、下式で算出される出力電圧値ＯＶＡＳ（２）’に置き換える。

OVAS（２）’＝（OVAS（２）−OVAS（１））×Ｂ／Ａ×ａ＋OVAS（１）
ここで、Ｂは、前記偏差を求めたときの制御軸角度ＣＳＡ２に対応する出力電圧値ＯＶＡＳの出力電圧ＯＶＡＳ（１）からの増大分であり、Ａは、補正前のリニアライズテーブルで、前記偏差の絶対値が前記所定値（２）以上であると判断されたときのセンサ電圧ＯＶＡＳに対応する出力電圧ＯＶＡＳの出力電圧ＯＶＡＳ（１）からの増大分である。

更に、ａは重み係数であり、Ｂ＞ＡのときにはＡ／Ｂ≦ａ≦１に設定され、Ｂ≦Ａのときには１≦ａ≦Ａ／Ｂに設定される。
一方、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳの下降時に、図３４に示すように、リニアライズテーブルの出力電圧ＶＡＳの格子軸（１）と格子軸（２）との間で、前記偏差の絶対値が前記所定値（２）以上であると判断された場合には、格子軸（１）での出力電圧値ＯＶＡＳをＯＶＡＳ（４）、格子軸（２）での出力電圧ＯＶＡＳをＯＶＡＳ（３）としたときに、格子軸（１）に対応する出力電圧ＯＶＡＳ（４）を、下式で算出される出力電圧値ＯＶＡＳ（４）’に置き換える。

OVAS（４）’＝OVAS（３）−（OVAS（３）−OVAS（４））×Ｂ／Ａ×ａ
ここで、Ｂは、前記偏差を求めたときの制御軸角度ＣＳＡ２に対応する出力電圧値ＯＶＡＳの出力電圧ＯＶＡＳ（３）からの減少分であり、Ａは、補正前のリニアライズテーブルで、前記偏差の絶対値が前記所定値（２）以上であると判断されたときのセンサ電圧ＯＶＡＳに対応する出力電圧ＯＶＡＳの出力電圧ＯＶＡＳ（３）からの減少分である。

更に、ａは重み係数であり、Ｂ＞ＡのときにはＡ／Ｂ≦ａ≦１に設定され、Ｂ≦Ａのときには１≦ａ≦Ａ／Ｂに設定される。
上記のようにして、角度センサ２０２の出力電圧ＶＡＳを出力電圧値ＯＶＡＳに変換する変換テーブル（リニアライズテーブル）を学習すれば、そのとき温度条件によって出力電圧ＶＡＳにばらつきが生じても、ばらつき分を補正する変換を行わせることができるようになり、制御軸角度ＣＳＡ１の検出精度を維持できる。

前述のように、本実施形態では、前記制御軸角度ＣＳＡ２を用いてモータ１７を制御させるが、この場合、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルスの立ち上がり・立ち下がり周期の間は、制御軸角度ＣＳＡ２が一定値を保持し、その間におけるモータ１７の制御精度が低下する。

そこで、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングでは、制御軸角度ＣＳＡ２に基づいてモータ制御を行わせる一方、立ち上がり・立ち下がり周期の間における制御軸１３の回転角変化を、角度センサ２０２の出力変化から判断して補間し、該補間された制御軸角度Ｃに基づいてモータを制御させるようにすることができる。

係る構成にすれば、立ち上がり・立ち下がり周期の間も実際の制御軸角度に応じたモータ制御を行わせることができ、オーバーシュートの発生を抑制しつつ、応答良く目標角度に制御軸１３を回動させることができる。

図３５のフローチャートは、前記立ち上がり・立ち下がり周期の間（前回の立ち上がり又は立ち下がりから次の立ち下がり又は立ち上がりまでの間）で、制御軸角度ＣＳＡ２の検出結果を、角度センサ２０２の出力で補間する制御を示す。

まず、ステップＳ１００１では、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング（切り替り発生タイミング）であるか否かを判断し、立ち上がり・立ち下がりタイミングであれば、ステップＳ１００２へ進み、立ち上がり又は立ち下がりに基づいて更新される制御軸角度ＣＳＡ２の値を、モータ制御に用いる制御軸角度ＣＳＡ３に設定する。

一方、ステップＳ１００１で、モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングではないと判断され、前回の立ち上がり又は立ち下がりから次の立ち下がり又は立ち上がりまでの間であるときには、ステップＳ１００３へ進む。

ステップＳ１００３では、前回のパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングでの制御軸角度ＣＳＡ２の値に、前回のパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングから現時点までの間における角度センサ２０２の出力電圧の変化から求められる角度変化分を加算し、該加算結果をモータ制御に用いる制御軸角度Ｃに設定する。

制御軸角度Ｃ＝制御軸角度ＣＳＡ２の前回更新値＋角度センサの出力変化分の角度
図３６は、図３５のフローチャートに示すルーチンを実行した場合における制御軸角度ＣＳＡ２，ＣＳＡ３の変化を示すタイムチャートである。

図３６に示すように、制御軸角度ＣＳＡ２は、パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング毎に分解能分だけ変化するが、係る制御軸角度ＣＳＡ２に対し、前回の立ち上がり又は立ち下がりからの角度センサ２０２の出力変化分から求められる角度変化分を加算し、これを制御軸角度ＣＳＡ３とする。

前記制御軸角度ＣＳＡ３は、制御軸１３の角度が連続して変化するときに、これに対応して連続して変化する特性となり、かつ、パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング毎に制御軸角度ＣＳＡ２の値にリセットされるから、温度に影響される制御軸角度ＣＳＡ１に比べて高い検出精度を維持できる。

従って、制御軸角度Ｃに基づいてモータを制御すれば、オーバーシュートの発生を抑制しつつ、応答良く目標角度に制御軸１３を回動させることができる。
ここで、角度センサ２０２の温度による出力ばらつきが大きいと、前記制御軸角度ＣＳＡ３を、パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング毎に制御軸角度ＣＳＡ２の値にリセットするときに、制御軸角度Ｃがステップ的に変化し、モータ１７制御が不安定になってしまう。

そこで、前記制御軸角度ＣＳＡ３の設定処理のより好ましい実施形態を、図３７のフローチャートに従って説明する。
まず、ステップＳ１１０１では、モータ１７の回転速度が所定速度以下であるか否かを判断する。

そして、モータ１７の回転速度が所定速度を超えている場合には、ステップＳ１１０５へ進んで、制御軸角度ＣＳＡ２の値をそのまま制御軸角度ＣＳＡ３に設定する。
即ち、ステップＳ１１０５に進んだ場合には、制御軸角度ＣＳＡ３は、ステップ的に変化することになるが、モータ回転速度が速いため制御軸角度ＣＳＡ３が更新される周期が短く、また、モータ回転速度が速い場合には、制御軸１３の角度検出の精度要求が高くないため、制御軸角度ＣＳＡ２の更新周期の間で、角度センサ２０２の出力変化に基づく補間を行う必要性が低い。

そこで、モータ１７の回転速度が所定速度を超えている場合には、制御軸角度ＣＳＡ２の値をそのまま制御軸角度ＣＳＡ３に設定することで、演算負荷の低減を図る。
前記ステップＳ１１０１で用いる所定速度は、制御軸角度ＣＳＡ２の値で充分な制御精度を確保できる回転速度領域の下限値として適合される。

一方、ステップＳ１１０１でモータ１７の回転速度が所定速度以下であると判断された場合には、制御軸角度ＣＳＡ２に基づいてモータ１７を制御すると、更新周期が長くなることから、オーバーシュートが発生したり、応答が遅くなったりするため、角度センサ２０２の出力変化分に基づく補間を行わせるべく、ステップＳ１１０２へ進む。

ステップＳ１１０２では、パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング（切り替り発生タイミング）であるか否かを判断し、立ち上がり・立ち下がりタイミングでなく、前回の立ち上がり・立ち下がりタイミングから次の立ち上がり・立ち下がりタイミングまでの間であると判断すると、ステップＳ１１０４へ進む。

ステップＳ１１０４では、前回の立ち上がり・立ち下がりタイミングで更新した制御軸角度ＣＳＡ２に、角度センサ２０２の出力変化から求めた角度変化分を加算して制御軸角度ＣＳＡ３を求めるが、角度センサ２０２の温度による出力ばらつきを考慮して、制御軸角度ＣＳＡ３を補正する。

具体的には、前記ステップＳ１００３と同様に、前回のパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングでの制御軸角度ＣＳＡ２の値に、前回のパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングから現時点までの間における角度センサ２０２の出力電圧の変化から求められる角度変化分を加算し、該加算結果をモータ制御に用いる制御軸角度ＣＳＡ３に設定するが、前記角度センサ２０２の出力電圧の変化から求められる角度変化分を補正するための係数αを設定する。

ＣＳＡ３＝ＣＳＡ２の前回更新値＋角度センサ２０２の出力変化分角度×α
前記係数αは、パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング、即ち、制御軸角度ＣＳＡ２の更新時における、角度センサ２０２の出力変化分から求められた前回更新時からの角度変化分Ａ（図３８参照）と、制御軸角度ＣＳＡ２の分解能角度Ｂ（図３８参照）との比Ｂ／Ａを、重み係数ａに基づき下式に従って加重平均した値である。

α＝（１−ａ）×今回のＢ／Ａ＋ａ×前回のＢ／Ａ
上記係数αを角度センサ２０２の出力変化分から求められる角度に乗算すれば、図３８に示すように、角度センサ２０２の出力変化の傾きが温度ばらつきの影響で低下し、実際には、分解能角度Ｂ分だけ回転しているのに、角度センサ２０２の検出結果が分解能角度Ｂよりも低くなると、角度センサ２０２の出力変化分から求められる角度を増大補正して、分解能角度Ｂに近づけることになる。

従って、制御軸角度ＣＳＡ２の更新時で、制御軸角度ＣＳＡ３の値を制御軸角度ＣＳＡ２の値にリセットするときに、リセット直前の制御軸角度ＣＳＡ３の値が更新後の制御軸角度ＣＳＡ２に近づき、制御軸角度ＣＳＡ３がステップ的に変化することを抑制できる。

ステップＳ１１０２で、パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングであると判断されると、ステップＳ１１０３へ進む。
ステップＳ１１０３では、前記ステップＳ１００２と同様に、立ち上がり又は立ち下がりに基づいて更新される制御軸角度ＣＳＡ２の値を、モータ制御に用いる制御軸角度Ｃに設定する。

この場合、角度センサ２０２の温度影響による出力ばらつきが急激に変化した場合には、前記ステップＳ１１０４の補正を行っても、制御軸角度Ｃを制御軸角度ＣＳＡ２の値にリセットするときに、ステップ的な変化になってしまう可能性がある。

そこで、前記ステップＳ１１０３でのより好ましい処理を以下に示す。
図３９に示す例は、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおいて、制御軸角度ＣＳＡ２の値にリセットする直前の制御軸角度ＣＳＡ３の値を、記憶値ＦＣとして記憶しておき、この記憶値ＦＣと、更新後の制御軸角度Ｃとで内分処理を行うものである。

前記内分処理は、内分比率増加量ａ（０≦ａ≦１）を用い、以下の式に従って行われる。
制御軸角度ＣＳＡ３’＝記憶値ＦＣ×（１−ａ）＋制御軸角度ＣＳＡ３×ａ
ここで、内分比率増加率ａは、図３９中に示すように、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおいて０に設定され、その後所定時間で１となるように設定される。

前記所定時間は、制御軸角度ＣＳＡ２の更新周期がモータ回転速度に応じて変化することに基づき、モータ回転速度に応じて可変に設定でき、更に、機関運転条件の違いによるバルブリフトの制御応答の要求などから設定させることができる。

制御軸角度ＣＳＡ３’は、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングでは、記憶値ＦＣとなり、その後、徐々に制御軸角度ＣＳＡ３に近づき、最終的に内分比率増加率ａが１に戻った時点で制御軸角度ＣＳＡ３＝制御軸角度ＣＳＡ３’となる。

従って、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおいて、制御軸角度ＣＳＡ３と制御軸角度ＣＳＡ２との間に偏差があったとしても、制御軸角度ＣＳＡ３’はステップ的に変化することが抑制され、制御軸角度ＣＳＡ３’に基づいてモータ１７の制御を安定して行わせることができる。

前記図３９に示した内分処理は、モータ１７の回転速度が低い領域で常時行わせても良いが、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおける制御軸角度ＣＳＡ３と制御軸角度ＣＳＡ２との偏差が充分に小さい場合には、制御軸角度ＣＳＡ３’を制御軸角度ＣＳＡ２の値にステップ的に変化させても、モータ１７制御の安定性を維持することが可能である。

そこで、図４０に示すように、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおける制御軸角度Ｃと制御軸角度ＣＳＡ２との偏差を所定値と比較し、偏差が所定値未満であれば、制御軸角度ＣＳＡ３を制御軸角度ＣＳＡ２の値にステップ的に変化させ、偏差が前記所定値以上であれば、前記内分処理を実行させるようにする。

ここで、前記内分処理の実行を判断するために、偏差と比較される所定値は、前記偏差分だけステップ的に変化させた場合に、モータ１７制御が不安定となって、機関性能に影響を与えるか否かを判別できるように予め適合され、機関運転条件によって要求されるモータ制御の安定度が異なる場合には、機関負荷・機関回転速度・機関温度などの機関運転条件に応じて可変に設定させることができる。

一方、角度センサ２０２の温度による出力ばらつきが小さい場合には、図４１のフローチャートに示すようにして、制御軸角度ＣＳＡ３を演算させることができる。
図４１のフローチャートにおいて、ステップＳ１２０１では、モータ１７の回転速度が所定速度以下であるか否かを判断する。

そして、モータ１７の回転速度が所定速度を超えている場合には、ステップＳ１２０５へ進んで、制御軸角度ＣＳＡ２の値をそのまま制御軸角度ＣＳＡ３に設定する。
一方、ステップＳ１２０１でモータ１７の回転速度が所定速度以下であると判断された場合には、ステップＳ１２０２へ進む。

ステップＳ１２０２では、パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミング（切り替り発生タイミング）であるか否かを判断し、パルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングであると判断されると、ステップＳ１２０３へ進む。

ステップＳ１２０３では、前記図３９に基づいて説明した内分処理を行って求めた制御軸角度ＣＳＡ３’に基づいてモータ１７を制御させる。
一方、立ち上がり・立ち下がりタイミングでなく、前回の立ち上がり・立ち下がりタイミングから次の立ち上がり・立ち下がりタイミングまでの間であると判断すると、ステップＳ１２０４へ進む。

ステップＳ１２０４では、前記ステップＳ１００３と同様に、前回のパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングでの制御軸角度ＣＳＡ２の値に、前回のパルスの立ち上がり・立ち下がりタイミングから現時点までの間における角度センサ２０２の出力電圧の変化から求められる角度変化分を加算し、該加算結果をモータ制御に用いる制御軸角度ＣＳＡ３に設定する。

ＣＳＡ３＝ＣＳＡ２の前回更新値＋角度センサの出力変化分角度
即ち、ステップＳ１２０４では、角度センサ２０２の温度による出力ばらつきが小さい場合には、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおける制御軸角度ＣＳＡ３と制御軸角度ＣＳＡ２との偏差が充分に小さいと推定されるため、前記偏差を縮小するための補正を行わず、偏差が生じた場合には、前述の内分処理によって制御軸角度ＣＳＡ３のステップ的な変化を抑制する。

但し、温度による角度センサ２０２の出力ばらつきは小さいものの、モータ１７の回転駆動力を制御軸１３に伝達するギア列１８のギア比にばらつきがあると、前記モータ角度検出センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗのパルス信号に基づき検出される制御軸角度ＣＳＡ２は、前記ギア比が設計値であることを前提として算出されるから、制御軸角度ＣＳＡ２に誤差を生じることになり、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおいて、制御軸角度ＣＳＡ２と制御軸角度ＣＳＡ３との間に偏差を生じ、制御軸角度ＣＳＡ３をステップ的に変化させることになり、かつ、制御軸１３の角度位置の検出精度が低下することになる。

そこで、前記ギア列１８のギア比のばらつきが大きい場合には、前記制御軸角度ＣＳＡ２について、図４２に示すようなギア比ばらつきに対する補正処理を実行することが好ましい。

図４２に示す補正処理においては、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおける制御軸角度ＣＳＡ２と制御軸角度ＣＳＡ３との間の偏差が、ギア比のばらつきによるものであると仮定する。

すると、前回の更新タイミングでの制御軸角度ＣＳＡ２に対する今回の更新直前の制御軸角度ＣＳＡ３の変化代Ａと、前回の更新タイミングでの制御軸角度ＣＳＡ２と今回更新した制御軸角度ＣＳＡ２との偏差Ｂとの間には、以下の関係が成立することになる。

ギア比実値＝Ａ／Ｂ×ギア比設計値
Ａ／Ｂ＝ギア比実値／ギア比設計値
また、ギア比のばらつきは、図４３に示すように、制御軸角度とは無関係に一定であり、前記Ａ，Ｂを求めたときの制御軸角度に影響されない。

そこで、前記Ａ／Ｂの値を、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミング毎に求め、下式に従って加重平均する。
ギア比実値／ギア比設計値＝（１−ａ）×前回のＡ／Ｂ＋ａ×今回のＡ／Ｂ
そして、ギア比のばらつき分を補正すべく、下式に従って制御軸角度ＣＳＡ２を補正する。

CSA2’＝（（CSA2−基準位置）×（ギア比実値／ギア比設計値））＋基準位置
上記のようにして、制御軸角度ＣＳＡ２’を補正設定すれば、ギア比のばらつき分が補正され、制御軸角度ＣＳＡ２の更新タイミングにおいて、制御軸角度ＣＳＡ２と制御軸角度ＣＳＡ３との間の偏差を充分に小さくすることができる。

１３…制御軸、１７…モータ、１８…ギア列、１０１…内燃機関、１０５…吸気バルブ、１１３…可変バルブリフト機構、１１４…可変バルブタイミング機構、２０２…角度センサ（動作位置測定手段）、２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗ…モータ角度検出センサ（電気角検出手段）

Claims (4)

1. ロータの回転に伴って周期的に変化するパルス信号を出力する電気角検出手段を備えるモータを含み、前記モータで回転駆動される制御軸の角度に応じて内燃機関の機関バルブの開弁特性を可変とする可変動弁機構の制御装置であって、
   前記制御軸の角度に応じたレベルの信号を出力する動作位置測定手段と、
   前記電気角検出手段のパルス信号に基づいて前記制御軸の第１角度を検出する第１角度検出手段と、
   前記電気角検出手段が出力するパルス信号の周期の間における前記制御軸の角度変化分を、前記動作位置測定手段の出力信号の変化に基づき求める変化分検出手段と、
   前記第１角度検出手段によって検出した前記制御軸の第１角度と、前記変化分検出手段によって求めた角度変化分とから、前記モータの制御に用いる前記制御軸の第２角度を設定する第２角度検出手段と、
   を含む、可変動弁機構の制御装置。
2. 前記電気角検出手段のパルス信号の１周期の間における前記動作位置測定手段の出力信号の変化分と、前記電気角検出手段のパルス信号の１周期に相当する前記制御軸の角度変化分とに基づき、前記変化分検出手段で求めた前記角度変化分を補正する補正手段を、更に備え、
   前記第２角度検出手段が、前記補正手段で補正した角度変化分に基づき、前記第２角度を設定する、請求項１記載の可変動弁機構の制御装置。
3. 前記第２角度検出手段が、前記第２角度を、前記第１角度検出手段による前記第１角度の更新直前の前記第２角度から、更新後の前記第１角度と前記角度変化分とに基づく角度に徐々に近づける、請求項１記載の可変動弁機構の制御装置。
4. 前記第２角度検出手段が、前記モータの回転速度が設定速度を超えている場合に、前記角度検出手段によって検出した前記第１角度を、前記第２角度とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置。

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