JP5356077B2 - 車両用モータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、磁極位置センサを備えた車両用モータに適用される制御装置に関する。

特許文献１には、ブラシレスモータの制御装置として、モータの回転に伴って互いに位相のずれたパルス信号を周期的に出力する複数の電気角センサ（磁極位置センサ）を備え、これら電気角センサの出力パターンに基づいて磁極位置を検出し、検出された磁極位置に応じて通電相を切り換え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、機関バルブのリフト特性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

複数の磁極位置センサを用い、これらセンサの出力パターンから、ブラシレスモータの磁極位置を検出する場合、例えば、１つの磁極位置センサが故障し、故障したセンサの信号を磁極位置の検出に用いることができなくなると、磁極位置の検出分解能が低下し、モータ制御が不能になってしまうという問題があった。

例えば、前記ブラシレスモータが、車両用エンジンにおける可変動弁機構のアクチュエータとして用いられる場合、モータ制御が不能になってしまうと、機関バルブのリフト特性を変更できなくなり、車両用エンジンの出力性能・燃費・排気性状が悪化する。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、磁極位置センサが故障しても、車両用モータの制御を継続できる制御装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明は、制御軸の角度を変化させる車両用モータに適用される制御装置であって、磁極位置センサの出力に基づいて前記車両用モータの磁極位置を複数ステップに検出し、検出されたステップに応じて前記車両用モータの各相への通電を制御するよう構成され、前記磁極位置センサの出力による磁極位置の検出分解能が低下した場合に、前記制御軸の設定角度の分解能を低下させ、前記検出分解能が低下した角度域に磁極位置が含まれるようになると、前記角度域に含まれるステップのうちの進角側のステップに変更するようにした。

上記発明によると、磁極位置の分解能が低下する異常が生じても、分解能が低下した角度域での進角側への補正によって、回転制御を継続させることができる。

実施形態において、本発明に係る車両用モータの制御装置が適用される車両用内燃機関（エンジン）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リフト特性（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。 実施形態における磁極位置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磁極位置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磁極位置センサの出力パターンを示す図である。 実施形態における磁極位置センサの出力に基づく磁極位置の判別の様子を示す図である。 実施形態におけるモータ制御の流れを示すフローチャートである。 実施形態における目標制御軸角度の設定処理を示すブロック図である。 実施形態における１２０度通電モードでの通電パターンの切り替えを示す図である。 実施形態における１２０度通電方式でのスイッチング素子の駆動パターンを示すタイムチャートである。 実施形態における１８０度通電方式でのスイッチング素子の駆動パターンを示すタイムチャートである。 実施形態におけるベクトル制御方式での磁極角度の検出の様子を示すタイムチャートである。 実施形態におけるベクトル制御方式での３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwの設定処理を示すブロック図である。 実施形態における１２０度通電方式で磁極位置センサに異常が生じた場合のスイッチング素子の駆動パターンを示すタイムチャートである。 実施形態において制御軸の目標角度の分解能を磁極位置センサの異常時に低下させた場合の目標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１８０度通電方式で磁極位置センサに異常が生じた場合のスイッチング素子の駆動パターンを示すタイムチャートである。 実施形態における１２０度又は１８０度通電方式で磁極位置センサに異常が生じた場合の磁極位置の判別の様子を示す図である。 実施形態におけるベクトル制御方式で磁極位置センサに異常が生じた場合の磁極角度の演算の様子を示す図である。 実施形態における磁極位置センサに異常が生じた場合での磁極角度の補間演算の実施区間を示す図である。 実施形態における磁極位置センサに異常が生じた場合での磁極位置の角度領域の中間点の切り替りを示す図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る車両用モータの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、圧力が調整された燃料が供給され、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。
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、三元触媒等の排気浄化触媒を備えた触媒コンバータ１１２が介装されており、排ガスは、前記触媒コンバータ１１２に備えられた排気浄化触媒によって浄化されて排出される。

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（最大バルブリフト量）・バルブ作動角・バルブタイミング（一定のリフト特性）で開動作するが、前記吸気バルブ１０５のバルブリフト量（最大バルブリフト量）・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（リフト特性）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（減速機構）１８を介して所定の角度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、３相ＤＣ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（最大バルブリフト量）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進角・遅角変化するように、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、及び、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などをアクチュエータとして用いる機構を採用できる。

また、前記可変バルブリフト機構１１３として、本実施形態では、前述のように制御軸の回転位置に応じてエンジンバルブのリフト特性を可変とする機構を採用したが、例えば特開２００７−２０５３２９号公報に開示されるように、制御軸を軸方向の位置に応じてエンジンバルブのリフト特性を可変とする機構を採用することもできる。

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３つの磁極位置センサ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、前記磁極位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗは、例えばホールＩＣからなり、モータ１７の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、前記角度センサ２０２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制御軸１３の目標角度を演算し、前記角度の検出値と前記目標角度とに基づいてモータ１７の指令トルクを演算し、該指令トルクや前記磁極位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗで検出される磁極位置などから、前記モータ１７（Ｕ相，Ｖ相及びＷ相）の通電を制御する。

尚、前記可変バルブリフト機構１１３に用いられるモータ１７が、本願発明に係る制御装置を適用する車両用モータに相当するものであり、モータ１７，該モータ１７の駆動回路及び前記磁極位置センサ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の出力位置を横切っ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における点火動作や燃料噴射動作を制御する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（インバータ）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に対する操作量を演算して出力する。

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つの磁極位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号が入力され、これらに基づいてモータ１７の駆動回路２１２に含まれるスイッチング素子を制御する。

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３相ＤＣ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つの磁極位置センサ（ホールＩＣ）２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗ（ホールＩＣ）が配置されている。

前記３つの磁極位置センサ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、相互に電気角で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、磁極位置センサ２１１Ｗの出力パルスＳｗの立ち上がりから電気角１２０deg後に、磁極位置センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕが立ち上がり、更に電気角１２０deg後に、磁極位置センサ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、磁極位置センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖの立ち上がりから電気角１２０deg後に、磁極位置センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕが立ち上がり、更に電気角１２０deg後に、磁極位置センサ２１１Ｗの出力パルスＳｗが立ち上がる。

このため、例えば、モータ１７の正転時は、磁極位置センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕの立ち上がり時に磁極位置センサ２１１Ｖの出力パルスＳｖがローレベルであるのに対し、モータ１７の逆転時は、磁極位置センサ２１１Ｕの出力パルスＳｕの立ち上がり時に磁極位置センサ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つの磁極位置センサ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、パルス信号Ｓｕ，Ｓｖ，Ｓｗの立ち上がり・立ち下りの組み合わせ（出力パターン）から、図９及び図１０中に示すように、磁極位置は、電気角６０deg毎の６ステップに判別される。

具体的には、図１１に示すように、Ａ：３０deg〜９０deg、Ｂ：９０deg〜１５０deg、Ｃ：１５０deg〜２１０deg、Ｄ：２１０deg〜２７０deg、Ｅ：２７０deg〜３３０deg、Ｆ：３３０deg〜３０degの６ステップに、磁極位置（Ｎ極位置）が含まれる角度領域が判別される。

図９又は図１０に示されるように、例えば、出力パルスＳｖがハイレベルであり、かつ、出力パルスＳｗがハイレベルであれば、磁極位置は、Ｂ（９０deg〜１５０deg）の角度範囲内であると判断され、出力パルスＳｕがハイレベルであり、かつ、出力パルスＳｗがハイレベルであれば、磁極位置は、Ｄ（２１０deg〜２７０deg）の範囲内であると判断される。

前記スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆの制御による各相の通電制御においては、磁極位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗによる磁極位置の検出結果に基づいて、各相（Ｕ相，Ｖ相及びＷ相）への電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwが決定される。

以下では、前記磁極位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力パルスに基づくモータ制御の流れを、図１２のフローチャートに従って説明する。
尚、図１２のフローチャートに示すルーチンは、ＥＣＭ２１４とＶＥＬコントローラ２１３とを含む前記制御装置２０１における処理機能を示す。

図１２のフローチャートに示すルーチンは、ステップＳ１００１でイグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）２０５がオン（オフ→オン）されることで、ステップＳ１００２〜ステップＳ１０１０の処理が開始され、ステップＳ１０１１でイグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）２０５がオフ（オン→オフ）されたことが判断されるようになるまでは、ステップＳ１００２〜ステップＳ１０１０の処理を繰り返し実行し、ステップＳ１０１１でイグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）２０５がオフ（オン→オフ）されたことが判断されると、処理を終了させるようになっている。

ステップＳ１００２では、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力や角度センサ２０２の出力、更に、機関回転速度ＮＥ，アクセル開度ＡＣＣなどのデータなどを読み込む。

ステップＳ１００３では、制御軸１３の目標角度、換言すれば、吸気バルブ１０５のバルブリフト量（最大バルブリフト量）の目標値を演算する。
具体的には、図１３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Ｓ１００４では、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗに異常が発生しているか否かを判断する。
ステップＳ１００４における異常判断においては、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力パルス信号のそれぞれについて周波数（又は周期）を求めて、各出力パルス信号の周波数（又は周期）が一致していれば、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗは全て正常であると判断する。

ここで、周波数（周期）の検出誤差内のずれであれば、周波数（周期）が一致していると判断させるようにする。
一方、各出力パルス信号の周波数（周期）のうち２つが一致し、１つだけが他と異なる場合に、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの異常を判断する。

尚、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗのうち２つ以上が同時に異常となることは殆どないため、上記のように、２つの周波数（周期）が同じで、１つの周波数（周期）が他と異なる場合に、出力信号の周波数（周期）が他の２つと異なる１つのセンサが異常であると判断させることができる。

また、上記のようにして、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗのうちの１つについて異常を判断した後、正常であると判断した２つの磁気位置センサ２１１間で周波数（周期）にずれが生じた場合には、モータ制御不能と判断して、モータ１７の制御を停止（モータ１７への通電を停止）させることが好ましい。

ステップＳ１００４で磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗが全て正常であると判断されると、ステップＳ１００８へ進む。
ステップＳ１００８では、モータ指令値の演算を行う。

具体的には、ステップＳ１００３で演算した制御軸１３の目標角度と、前記角度センサ２０２で検出された実際の角度との偏差（エラー）VELERに基づく比例・積分・微分処理によって、モータ１７の指令値を算出する。

具体的には、下式に従って前記指令値を算出する。

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。
ここで、後述する１８０度通電方式や１２０度通電方式では、前記指令値は指令電圧として算出され、同じく後述するベクトル制御方式では、前記指令値が指令トルクとして算出される。

次のステップＳ１００９では、モータ１７の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを決定する。
図１４は、１２０度通電方式における電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwの決定、換言すれば、モータ駆動原理を示す。

図１４は、前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗで検出される６ステップの磁気位置毎に切り替えられる６つ通電パターン（１）〜（６）を示してあり、各通電パターン（１）〜（６）においてスイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆは、指令電圧に応じてパルス幅変調される信号で駆動される。

また、図１４に示す例は、モータを図１４における反時計回りに回転させる場合の例を示し、図１１に示したＮ極の磁極位置（Ａ〜Ｆ）（磁極位置が含まれる角度領域）に応じて通電パターン（１）〜（６）を切り替えることで、モータ１７を反時計方向に回転させる。

通電モード（１）は、Ｎ極が位置Ｄ（２１０deg〜２７０deg）に位置していることが検出された場合に選択され、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオンし、他を全てオフとすることで、Ｕ相からＶ相に向けて電流を流す。

通電モード（２）は、Ｎ極が位置Ｄ（２１０deg〜２７０deg）から進角して位置Ｅ（２７０deg〜３３０deg）に位置していることが検出された場合に選択され、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、他を全てオフとすることで、Ｕ相からＷ相に向けて電流を流す。

通電モード（３）は、Ｎ極が位置Ｅ（２７０deg〜３３０deg）から進角して位置Ｆ（３３０deg〜３０deg）に位置していることが検出された場合に選択され、スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、他を全てオフとすることで、Ｖ相からＷ相に向けて電流を流す。

通電モード（４）は、Ｎ極が位置Ｆ（３３０deg〜３０deg）から進角して位置Ａ（３０deg〜９０deg）に位置していることが検出された場合に選択され、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｃをオンし、他を全てオフとすることで、Ｖ相からＵ相に向けて電流を流す。

通電モード（５）は、Ｎ極が位置Ａ（３０deg〜９０deg）から進角して位置Ｂ（９０deg〜１５０deg）に位置していることが検出された場合に選択され、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｅをオンし、他を全てオフとすることで、Ｗ相からＵ相に向けて電流を流す。

通電モード（６）は、Ｎ極が位置Ｂ（９０deg〜１５０deg）から進角して位置Ｃ（１５０deg〜２１０deg）に位置していることが検出された場合に選択され、スイッチング素子２１７ｅ及びスイッチング素子２１７ｄをオンし、他を全てオフとすることで、Ｗ相からＶ相に向けて電流を流す。

そして、Ｎ極が位置Ｃ（１５０deg〜２１０deg）から進角して位置Ｄ（２１０deg〜２７０deg）に位置していることが検出された場合には、前記通電モード（１）に戻って通電パターンが切り換えられる。

上記のように、６つの通電パターン（１）〜（６）を、磁極位置Ａ〜Ｆの判別に応じて切り替えることで、図１５に示すように、各スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆは、２４０deg毎に１２０deg間通電されることから、図１４及び図１５に示すような通電方式は１２０度通電方式と呼ばれる。

また、磁極位置Ａ〜Ｆの判別に応じた通電パターンとしては、図１６に示すような１８０度通電方式の呼ばれるものがある。
図１６に示す１８０度通電方式では、磁極位置Ａ（３０deg〜９０deg）において、スイッチング素子２１７ｂ，スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｅをオンし、他を全てオフとし、Ｖ相及びＷ相からＵ相に向けて電流を流す。

磁極位置Ｂ（３０deg〜９０deg）においては、スイッチング素子２１７ｂ，スイッチング素子２１７ｄ及びスイッチング素子２１７ｅをオンし、他を全てオフとし、Ｗ相からＶ相及びＵ相に向けて電流を流す。

磁極位置Ｃ（１５０deg〜２１０deg）においては、スイッチング素子２１７ａ，スイッチング素子２１７ｄ及びスイッチング素子２１７ｅをオンし、他を全てオフとし、Ｕ相及びＷ相からＶ相に向けて電流を流す。

磁極位置Ｄ（２１０deg〜２７０deg）においては、スイッチング素子２１７ａ，スイッチング素子２１７ｄ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、他を全てオフとし、Ｕ相からＶ相及びＷ相に向けて電流を流す。

磁極位置Ｅ（２７０deg〜３３０deg）においては、スイッチング素子２１７ａ，スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、他を全てオフとし、Ｕ相及びＶ相からＷ相に向けて電流を流す。

磁極位置Ｆ（３３０deg〜３０deg）においては、スイッチング素子２１７ｂ，スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、他を全てオフとし、Ｕ相からＶ相及びＷ相に向けて電流を流す。

また、前記ベクトル制御方式では、前記磁極位置を、磁極位置が含まれる角度領域ではなく、角度θの数値データとして制御周期毎に演算し、該角度値に基づいて前記モータ１７の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを決定する。

前記角度θとしての磁極位置を検出する方式として、補間演算を用いる方式がある。
即ち、図１７（Ａ）に示すように、前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号によって検出される磁極位置の切り替わりタイミング（磁極位置：３０deg，９０deg，１５０deg，２１０deg，２７０deg，３３０deg）からの経過時間と、モータ回転速度とから、前記切り替わりタイミングからの角度変化分を求め、該角度変化分を直前の切り替わりタイミングでの角度値（磁極位置：３０deg，９０deg，１５０deg，２１０deg，２７０deg，３３０deg）に加算することで、現時点の磁極位置（deg）を求める。

換言すれば、前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりタイミング間における磁極位置（角度変化）を線型補間して、磁極位置（角度θ）の変化を連続的に求めるものである。

本願の可変バルブリフト機構１１３では、制御軸１３の実角度と目標角度との偏差に応じてモータ１７の印加電圧が制御され、目標角度の変更に伴ってモータ１７を回転させ、目標角度への収束によってモータ１７を停止させることになるため、モータ１７の停止状態から加速時や減速時のモータ回転速度は遅く、また、偏差が大きいと最高速に至るが、偏差が小さい場合には、最高速に至る前に減速に移行して最高速にならない場合もある。

このように、可変バルブリフト機構１１３においては、モータ回転速度は一定ではないため、前記切り替わりタイミングからの角度変化分を求めるためには、そのときのモータ回転速度の情報が必要となるものであり、前記モータ回転速度は、前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号の立ち上がり・立ち下がりの周期（周波数）から求めることができる。

尚、モータ１７の回転速度（例えば最高速）が、目標速度になるように、モータ１７の印加電圧が制御されるシステムであってもよい。
ところで、モータ回転速度が高い場合には、補間演算の精度を確保できるものの、モータ回転速度が低く、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号の切り替わり周期が長くなると、補間演算の精度が悪化する。

そこで、モータ回転速度が、補間演算精度から決定される所定速度以下である場合には、図１７（Ｂ）に示すように、前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号によってステップ的に検出される磁極位置が含まれる角度領域（３０deg〜９０deg，９０deg〜１５０deg，１５０deg〜２１０deg，２１０deg〜２７０deg，２７０deg〜３３０deg）の各中間点（６０deg，１２０deg，１８０deg，２４０deg，３６０deg）に位置するものとする。

前記中間点を角度θとする処理においては、例えば磁気位置センサ２１１Ｕのパルス信号の立ち下がりに基づいて磁極位置θ＝３０degが検出されると、次に前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号から磁極位置が検出されるまでは、Ｎ極が６０degに位置しているものして通電制御を行わせ、次に、磁気位置センサ２１１Ｗのパルス信号の立ち上がりに基づいて磁極位置θ＝９０degが検出されると、１２０degに位置しているものして通電制御を行わせ、結果的に、６０deg毎に磁極位置（磁極角度）を更新させる。

そして、前記ベクトル制御方式では、上記のようにして検出される磁極位置（角度θ）及び前記指令トルクから、図１８に示すようにして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを決定する。

図１８において、角度・角速度演算部６０１では、前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗの出力を入力し、前述のようにしてロータの角度（磁極位置）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（角度θとしての磁極位置）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。

前記図１２のフローチャートのステップＳ１０１０では、前記３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwに基づいて前記スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆをパルス幅変調して駆動する。
一方、ステップＳ１００４で、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗに異常が発生していると判断された場合、即ち、各出力パルス信号の周波数（周期）のうち２つが一致し、１つだけが他と異なる場合には、ステップＳ１００５へ進む。

ステップＳ１００５では、前記制御軸１３の目標角度の分解能を、ステップＳ１００４で異常判定されなかった場合よりも低下させる処理、換言すれば、目標角度の最小変化幅を、ステップＳ１００４で異常判定されなかった場合よりも大きくする処理を実行する。

前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗからのパルス信号のうちの１つに異常が生じると、残る２つの正常なパルス信号に基づいて磁極位置を判断することになり、その場合、図１９に示すように、正常時には、６０degの分解能で磁極位置を検出できるのに対し、２倍の１２０degの分解能でしか磁極位置を検出できない角度領域が生じる。

図１９に示す例では、磁気位置センサ２１１Ｗの出力に異常が生じ、その結果、磁極位置Ｄ，Ｅの判別、及び、磁極位置Ａ，Ｂの判別が不能になっており、磁気位置センサ２１１Ｕの立ち上がりから磁気位置センサ２１１Ｖの立ち上がりまでの間は、角度域２１０deg〜３３０degの１２０deg範囲に位置していると判断され、磁気位置センサ２１１Ｕの立ち下がりから磁気位置センサ２１１Ｖの立ち下がりまでの間は、角度域３０deg〜１５０degの１２０deg範囲に位置していると判断される。

このような磁極位置の検出分解能が低下した状態で収束させることができる目標とすべく、ステップＳ１００５では、目標値の分解能を低下させる。
具体的には、前記磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗが正常であるときに、例えば、１deg単位で目標角度を設定していたとすると、ステップＳ１００５へ進んだときには、５deg単位に目標角度を補正する。

この場合、制御軸１３の初期角度を０degとすれば、設定可能な目標角度は、０，５，１０，１５，２０，２５・・・の５の倍数となり、例えば、ステップＳ１００３で設定された目標角度が前記５の倍数に一致しない場合には、最も近い５の倍数、又は、ステップＳ１００３で設定された目標角度よりも大きい側で近い５の倍数、又は、ステップＳ１００３で設定された目標角度よりも小さい側で近い５の倍数を、最終的な目標角度に設定する。

例えば、ステップＳ１００３で設定された目標角度が１４degであれば、異常判定状態では、これを１５degに補正するか、又は、１０degに補正する。
従って、ステップＳ１００５で目標値の分解能を低下させる処理を行うと、図２０に示すように、分解能未満での目標角度の変化は、最終的な目標値に反映されないことになる。

図１２のフローチャートのステップＳ１００６では、前記ステップＳ１００８と同様にして、モータ指令値（指令電圧値又は指令トルク値）を演算する。
ステップＳ１００７では、モータ１７の３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを決定する。

まず、前記１２０度通電方式で、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗに異常が生じた場合における電圧Ｖu、Ｖv、Ｖw決定の様子を、図１９を参照して説明する。
ここでは、磁気位置センサ２１１Ｗの出力に異常が生じ、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖからの出力パルス信号に基づき、磁極位置を検出する場合を例とする。

前記磁気位置センサ２１１Ｗの出力に異常が生じると、磁気位置センサ２１１Ｗの出力に基づく磁極位置の判別が行えなくなり、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg領域に入った場合、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとのいずれに該当しているか（換言すれば、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとの切り替わり）が不明となり、また、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域に入った場合にも、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとのいずれに該当しているか（換言すれば、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとの切り替わり）が不明となる。

このような場合、１２０度通電方式では、磁極位置Ｃから磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg領域に切り替わったときには、該１２０deg領域におけるより進角側である磁極位置Ｅに該当するようになったものと仮定して通電パターンを切り替え、磁極位置Ｆから磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域に切り替わった場合には、該１２０deg領域におけるより進角側である磁極位置Ｂに該当するようになったものと仮定して通電パターンを切り替える。

即ち、磁気位置センサ２１１が正常であれば、磁極位置Ｄでは、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｄをオンし、他を全てオフとするのに対し、磁極位置Ｅでは、スイッチング素子２１７ａ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、他を全てオフとする。

これに対し、磁気位置センサ２１１Ｗが異常になると、磁極位置Ｃから磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg領域に切り替わった場合には、スイッチング素子２１７ａをオンし、スイッチング素子２１７ｆをオンし、スイッチング素子２１７ｄを含む他のスイッチング素子２１７を全てオフとすることで、磁極位置Ｃから直接磁極位置Ｅに切り替わった場合に対応する通電パターンの切り替えを行い、磁気位置センサ２１１Ｖの出力の立ち上がりによって磁極位置Ｆに入ったことが検出されるようになるまで、前記オン・オフ状態を保持させる。

また、磁気位置センサ２１１が正常であれば、磁極位置Ａでは、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｃをオンし、他を全てオフとするのに対し、磁極位置Ｂでは、スイッチング素子２１７ｂ及びスイッチング素子２１７ｅをオンし、他を全てオフとする。

これに対し、磁気位置センサ２１１Ｗが異常になると、磁極位置Ｆから磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域に切り替わった場合には、スイッチング素子２１７ｂをオンし、スイッチング素子２１７ｅをオンし、スイッチング素子２１７ｃを含む他のスイッチング素子２１７を全てオフとし、磁気位置センサ２１１Ｖの出力の立ち下がりによって磁極位置Ｃに入ったことが検出されるようになるまで、前記オン・オフ状態を保持させる。

上記のように、分解能が低下した角度域に入った場合に、より進角側の磁極位置（図１９に示す例では、磁極位置Ｅ又は磁極位置Ｂ）に該当するようになったものと仮定して、通電パターンの切り替えを行えば、実際にはより進角側の角度域に入っているのに、それよりも遅角側の角度域に対応する通電パターンで通電されることを抑止できる。

換言すれば、磁気位置センサ２１１のうちの１つが異常になっても、モータ回転速度を遅くしたり、モータ回転を停滞させたりする電流磁束の発生を抑止でき、２つの磁気位置センサ２１１の出力による１２０度通電方式で、モータ１７を所望の方向に回転駆動させることができる。

また、１８０度通電方式の場合は、磁気位置センサ２１１の異常に対して、図２１に示すようにして、通電パターンの切り替えを行わせる。
図２１に示す例も、磁気位置センサ２１１Ｗの出力に異常が生じ、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｖから磁極位置を検出する場合を例とする。

前記磁気位置センサ２１１Ｗの出力に異常が生じると、磁気位置センサ２１１Ｗの出力に基づく磁極位置の判別が行えなくなり、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg領域に入った場合、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとのいずれに該当しているか（換言すれば、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとの切り替わり）が不明となり、また、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域に入った場合にも、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとのいずれに該当しているか（換言すれば、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとの切り替わり）が不明となる。

このような場合、１８０度通電方式では、１２０度通電方式の場合と同様に、磁極位置Ｃから磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg領域に切り替わったときに、該１２０deg領域におけるより進角側である磁極位置Ｄに該当するようになったものと仮定して通電パターンを切り替え、磁極位置Ｆから磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域に切り替わった場合には、該１２０deg領域におけるより進角側である磁極位置Ｂに該当するようになったものと仮定して通電パターンを切り替える。

即ち、磁気位置センサ２１１が正常であれば、磁極位置Ｄでは、スイッチング素子２１７ａ，スイッチング素子２１７ｄ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、他を全てオフとするのに対し、磁極位置Ｅでは、スイッチング素子２１７ａ，スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、他を全てオフとする。

これに対し、磁気位置センサ２１１Ｗが異常になると、磁極位置Ｃから磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg領域に切り替わった場合には、スイッチング素子２１７ａ，スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｆをオンし、スイッチング素子２１７ｄを含む他を全てオフとすることで、磁極位置Ｃから直接磁極位置Ｅに切り替わった場合に対応する通電パターンの切り替えを行い、磁気位置センサ２１１Ｖの出力の立ち上がりによって磁極位置Ｆに入ったことが検出されるようになるまで、前記オン・オフ状態を保持させる。

また、磁気位置センサ２１１が正常であれば、磁極位置Ａでは、スイッチング素子２１７ｂ，スイッチング素子２１７ｃ及びスイッチング素子２１７ｅをオンし、他を全てオフとするのに対し、磁極位置Ｂでは、スイッチング素子２１７ｂ，スイッチング素子２１７ｄ及びスイッチング素子２１７ｅをオンし、他を全てオフとする。

これに対し、磁気位置センサ２１１Ｗが異常になると、磁極位置Ｆから磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域に切り替わった場合には、スイッチング素子２１７ｂ，スイッチング素子２１７ｄ及びスイッチング素子２１７ｅをオンし、スイッチング素子２１７ｃを含む他を全てオフとすることで、磁極位置Ｃから直接磁極位置Ｅに切り替わった場合に対応する通電パターンの切り替えを行い、磁気位置センサ２１１Ｖの出力の立ち下がりによって磁極位置Ｃに入ったことが検出されるようになるまで、前記オン・オフ状態を保持させる。

上記のように、１８０度通電方式においても、分解能が低下した角度域に入った場合に、より進角側の磁極位置（図２１に示す例では、磁極位置Ｅ又は磁極位置Ｂ）に該当するようになったものと仮定して、通電パターンの切り替えを行えば、実際にはより進角側の角度域に入っているのに、それよりも遅角側の角度域に対応する通電パターンで通電されることを抑止できる。

換言すれば、磁気位置センサ２１１のうちの１つが異常になっても、モータ回転速度を遅くしたり、モータ回転を停滞させたりする電流磁束の発生を抑止でき、２つの磁気位置センサ２１１の出力による１８０度通電方式で、モータ１７を所望の方向に回転駆動させることができる。

尚、上記では、磁気位置センサ２１１Ｗの出力が異常になった場合を例示したが、磁気位置センサ２１１Ｕ又は磁気位置センサ２１１Ｖが異常になった場合も、分解能が低下した角度域に入った場合に、より進角側の磁極位置に該当するようになったものと仮定して、通電パターンの切り替えを行えばよい。

例えば、磁気位置センサ２１１Ｕに異常が生じると、磁極位置Ｃと磁極位置Ｄとのいずれに該当しているかが不明となり、また、磁極位置Ｆと磁極位置Ａとのいずれに該当しているかが不明となる。

従って、磁極位置Ｂから磁極位置Ｃと磁極位置Ｄとからなる１２０deg領域に入った場合には、より進角側である磁極位置Ｄに該当するようになったものと仮定して、通電パターンの切り替えを行い、磁極位置Ｅから磁極位置Ｆと磁極位置Ａとからなる１２０deg領域に入った場合には、より進角側である磁極位置Ａに該当するようになったものと仮定して、通電パターンの切り替えを行えばよい。

また、磁気位置センサ２１１Ｖに異常が生じると、磁極位置Ｅと磁極位置Ｆとのいずれに該当しているかが不明となり、また、磁極位置Ｂと磁極位置Ｃとのいずれに該当しているかが不明となる。

従って、磁極位置Ｄから磁極位置Ｅと磁極位置Ｆとからなる１２０deg領域に入った場合には、より進角側である磁極位置Ｆに該当するようになったものと仮定して、通電パターンの切り替えを行い、磁極位置Ａから磁極位置Ｂと磁極位置Ｃとからなる１２０deg領域に入った場合には、より進角側である磁極位置Ｃに該当するようになったものと仮定して、通電パターンの切り替えを行えばよい。

更に、磁極位置がＡ→Ｆ→Ｅ→Ｄ・・と切り替わる回転方向が逆の場合（時計回りに回転する場合）も同様であり、磁気位置センサ２１１Ｗの出力が異常となり、磁極位置Ｆから磁極位置Ｅと磁極位置Ｄとからなる１２０deg領域に入った場合には、進角側である磁極位置Ｄに該当するようになったものと仮定して通電パターンの切り替えを行い、磁極位置Ｃから磁極位置Ｂと磁極位置Ａとからなる１２０deg領域に入った場合には、進角側である磁極位置Ａに該当するようになったものと仮定して、通電パターンの切り替えを行えばよい。

図２２は、モータを反時計回りに回転させる場合であって、磁気位置センサ２１１Ｗの出力が異常となった場合において、磁極位置Ａ〜Ｆの判断がどのように切り替わるかを示すものであり、磁極位置Ａ〜Ｆの判断結果は、Ｆ→Ｂ→Ｃ→Ｅ→Ｆ・・・と切り替わることになる。

一方、ベクトル制御方式では、磁極位置センサ２１１の異常によって１２０deg分解能域が生じ、この１２０deg分解能域内に磁極位置が該当するようになった場合には、該１２０deg分解能域の中間点に位置しているものとして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させる。

図２３（Ａ）は、磁気位置センサ２１１Ｗの出力が異常となって、磁極位置Ｅと磁極位置Ｄとのいずれに該当しているかが不明となり、また、磁極位置Ｂと磁極位置Ａとのいずれに該当しているかが不明となった場合の磁極位置（角度データ）の設定方法を示す。

前述のように、モータ回転速度が所定速度よりも高い場合には、モータ回転速度に基づく補間演算を行わせるが、磁極位置Ｅと磁極位置Ｄとからなる１２０deg領域に入った場合には、該１２０deg領域の中間点である２７０degに位置しているものとして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させ、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域に入った場合には、該１２０deg領域の中間点である９０degに位置しているものとして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させる。

そして、磁極位置Ｅと磁極位置Ｄとからなる１２０deg領域から、磁極位置Ｆ領域への切り替わりを、磁気位置センサ２１１Ｖの出力の立ち上がりに基づいて検出すると、補間演算による角度データの更新を開始させ、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域から、磁極位置Ｃ領域への切り替わりを、磁気位置センサ２１１Ｖの出力の立ち下がりに基づいて検出すると、補間演算による角度データの更新を開始させる。

換言すれば、１２０deg分解能領域に入ると、１２０deg分解能領域に入る直前の位置から６０degだけ進角した位置に該当しているものとして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させ、６０deg分解能領域では、補間演算による角度データの更新を行わせ、該補間演算結果に基づいて３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させる。

また、ベクトル制御方式でモータ回転速度が所定回転速度以下であると、磁極位置Ａ〜Ｆのうち実際の磁極位置を含む角度領域の中間点に位置しているものとして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させるが、磁気位置センサ２１１に異常が発生すると、図２３（Ｂ）に示すように、磁極位置の角度データを設定する。

磁気位置センサ２１１Ｗに異常が生じ、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg分解能領域に入った場合には、該１２０deg領域の中間点である２７０degに位置しているものとして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させ、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg分解能領域に入った場合には、該１２０deg領域の中間点である９０degに位置しているものとして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させる。

即ち、例えば、磁極位置Ｃから、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg領域に入った場合には、角度データが、磁極位置Ｃの角度領域の中間点である１８０degから、磁極位置Ｄと磁極位置Ｅとからなる１２０deg領域の中間点である２７０degに切り替えられ、磁極位置Ｆの角度領域に移ると、磁極位置Ｆの角度領域の中間点である３６０deg（０deg）に切り替え、これらのステップ変化する角度データに基づいて３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させる。

また、磁極位置Ｆから、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域に入った場合には、角度データが、磁極位置Ｆの角度領域の中間点である３６０deg（０deg）から、磁極位置Ａと磁極位置Ｂとからなる１２０deg領域の中間点である９０degに切り替えられ、磁極位置Ｃの角度領域に移ると、磁極位置Ｃの角度領域の中間点である１８０degに切り替え、これらのステップ変化する角度データに基づいて３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させる。

換言すれば、１２０deg分解能領域に入ると、それまでの角度データよりも９０degだけ磁極位置のデータを進角補正することで、１２０deg分解能領域の中間点に位置すると判断されるようにする。

前記ベクトル制御方式における磁気位置センサ２１１の異常における角度データの補正は、磁気位置センサ２１１Ｗ以外の磁気位置センサ２１１Ｕや磁気位置センサ２１１Ｖが異常となったときにも同様に行え、１２０deg分解能領域の中間点への切り替え（９０degの進角補正）は、回転方向の双方で行える。

図２４は、磁極位置の角度データをモータ回転速度に基づいて補間する場合であって、磁気位置センサ２１１Ｗに異常が生じた場合における、磁極位置（角度データ）の更新の様子を示し、角度３３０degから角度３０degまでの間は、補間演算によって連続的な角度変化を検出させ、角度３０degから角度１５０degまでは、角度９０degに位置しているものとし、角度１５０degから角度２１０degまでの間は、補間演算によって連続的な角度変化を検出させ、角度２１０degから角度３３０degまでは、角度２７０degに位置しているものとして、３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを演算させる。

図２５は、磁極位置の角度データを、各磁極位置Ａ〜Ｆの角度領域の中間点としてステップ的に切り替える場合であって、磁気位置センサ２１１Ｗに異常が生じた場合における、磁極位置（角度データ）の更新の様子を示し、磁極位置の角度データは、磁気位置センサ２１１Ｕ，２１１Ｗの出力パルスに基づいて、０deg→９０deg→１８０deg→２７０deg→０degの順に切り替えられる。

上記のように、磁気位置センサ２１１のうちの１つの異常によって１２０deg分解能領域となった角度域に、磁極位置が含まれるようになった場合に、磁極位置の角度データを１２０deg分解能領域の中間点まで進角補正すれば、１２０deg分解能領域の中間点に適合する３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwが演算されるから、実際よりも過剰に進角側或いは遅角側の角度位置に対応する値に３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwが演算されることを抑止でき、２つの磁気位置センサ２１１を用いて、モータ駆動制御を継続させることができる。

そして、本実施形態の場合、前記モータ１７は、可変バルブリフト機構（ＶＥＬ）１１３のアクチュエータとして用いられるから、モータ駆動制御を継続させることができれば、吸気バルブ１０５のリフト量を機関運転状態に対応する値に制御でき、内燃機関１０１の出力性能・燃費・排気性状の悪化を抑制できる。

ステップＳ１００７では、前述のように、磁気位置センサ２１１のうちの１つの異常によって１２０deg分解能領域となった角度域について磁極位置の補正を行わせて、補正結果に基づいて３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwが演算させる。

そして、次のステップＳ１０１０では、前記３相電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwに基づいて前記スイッチング素子２１７ａ〜２１７ｆを制御する。
ステップＳ１０１１では、イグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）２０５がオンからオフに切り替えられたか否かを判断し、オン状態を維持する場合には、ステップＳ１００２に戻って、モータ制御を継続させる。

一方、イグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）２０５がオンからオフに切り替えられると、本ルーチンを終了させることで、モータ１７制御を停止させ、モータ１７への通電を遮断する。

尚、上記実施形態では、車両用モータを、可変バルブリフト機構（ＶＥＬ）１１３のアクチュエータとして用いられるモータ１７としたが、この他、ウォーターポンプやオイルポンプなどのポンプを駆動するモータや、油圧制御のためのバルブを駆動するモータなどであってもよい。

また、磁気位置センサ２１１の異常を検出した場合には、係る異常の発生を車両の運転者にランプ等によって警告することが好ましい。
また、磁気位置センサ２１１の異常の検出方法を、周期・周波数に基づく方法に限定するものではなく、断線・ショートの検出などを行わせたり、出力パルス信号間における位相変化を検出させたりすることができる。

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、２０１…制御装置、２０２…角度センサ、２１１Ｕ，２１１Ｖ，２１１Ｗ…磁極位置センサ、２１２…駆動回路、２１３…ＶＥＬコントローラ、２１４…ＥＣＭ

Claims (3)

1. 制御軸の角度を変化させる車両用モータに適用される制御装置であって、
   磁極位置センサの出力に基づいて前記車両用モータの磁極位置を複数ステップに検出し、検出されたステップに応じて前記車両用モータの各相への通電を制御するよう構成され、
   前記磁極位置センサの出力による磁極位置の検出分解能が低下した場合に、前記制御軸の設定角度の分解能を低下させ、前記検出分解能が低下した角度域に磁極位置が含まれるようになると、前記角度域に含まれるステップのうちの進角側のステップに変更する、車両用モータの制御装置。
2. 前記磁極位置センサの出力による磁極位置の検出分解能が低下した場合に、前記制御軸の設定角度の単位角度を、前記検出分解能が正常である場合よりも大きくする、請求項１記載の車両用モータの制御装置。
3. 前記制御軸が内燃機関の可変動弁機構に備えられ、前記可変動弁機構は、前記制御軸の角度に応じて機関バルブのリフト特性を可変とし、
   前記磁極位置センサの出力による磁極位置の検出分解能が低下した場合に、前記内燃機関の運転条件に応じた前記制御軸の設定角度を、前記単位角度毎の角度に変更する、請求項２記載の車両用モータの制御装置。

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