JPH0993799A - 回転体の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリソレノイドアクチュエータの温度変
化や物のばらつきにより、回転体がハンチングしたり、
目標位置からずれるのを防止する。 【解決手段】 吸気制御弁を開閉する制御開始初期時
に、アクチュエータの電磁コイルにＴ１，Ｔ２，Ｔ３時
間、直流電源を交互に印加して、吸気制御弁を目標位置
まで高速駆動し、その後、デューティ比ＤＵＴＹのＰＷ
Ｍ制御にて、電磁コイルの通電電流を吸気制御弁を目標
位置に保持する保持電流に制御する装置において、ＰＷ
Ｍ制御開始後、一定時間Ｔｏ経過したときの保持電流ｉ
からアクチュエータ温度を検出して、制御値Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３及びＤＵＴＹを補正する。この結果、吸気制御
弁を目標位置に速やかに且つ高精度に制御できる。尚、
制御開始直後に電流が所定値ｉｏに達するまでの時間Ｔ
ＡＶや、ＰＷＭ制御開始後の電流波形（△ｉ）に基づ
き、制御値を補正してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば内燃機関の
各気筒の吸気通路に設けられた吸気制御弁等、支軸を中
心に回転可能な回転体を回転駆動して、その回転位置を
目標位置に制御する回転体の駆動制御装置に関し、特
に、回転体を所望の回転位置に速やかに且つ高精度に制
御するのに好適な回転体の駆動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、特開平４−２９２５２８号公
報に開示されているように、内燃機関の各気筒の吸気通
路に吸気制御弁を設け、これを各々独立に開閉すること
により、各気筒の吸気期間を、カムプロフィールに関係
なく制御できるようにした吸気制御装置が知られてい
る。この装置によれば、吸気行程の早い時期に吸気制御
弁を閉じることができるから、スロットルバルブを全開
にしてほぼ大気圧の空気を所定量だけ気筒内に吸入させ
るといったことができ、負圧の空気の吸入により発生す
る損失（いわゆるポンピングロス）を大幅に低減して、
燃費の向上を図ることができる。また例えば、内燃機関
のカムプロフィールを、高回転高出力用として、吸気と
排気のオーバーラップを大きく設定しておき、この場合
に発生する低回転軽負荷時の吹きぬけによる燃費悪化な
どの不具合に対して、オーバーラップを実質的に小とな
るように吸気制御弁を吸気行程の早い時期に閉じるか遅
い時期に開くかの制御を行うことにより、これら不具合
を防止して、内燃機関の最高出力の向上を図ることもで
きる。

【０００３】ところで、このような吸気制御を行うに
は、各気筒の吸気制御弁を、内燃機関の回転に同期して
非常に高速に開閉する必要がある。また吸気制御弁は、
開弁時に全開位置からずれると、吸入空気に対する抵抗
（空気抵抗）となり、逆に、閉弁時に全閉位置からずれ
ると、吸入空気を通過させてしまい、所望の性能が得ら
れなくなる。また、吸気制御弁の開閉過渡時に、いわゆ
る弁のハンチングが発生しても、これが空気抵抗となる
ため、所望の性能が得られなくなる。従って、吸気制御
弁の駆動系には、吸気制御弁を高速且つ高精度に全開・
全閉位置まで駆動し、その位置に保持し得る制御装置が
要求される。

【０００４】そこでこうした要求を満足するために、従
来では、上記公報に開示されているように、吸気制御弁
を開閉するアクチュエータとして、ロータを基準回転位
置に保持する永久磁石と、通電により磁界を発生してロ
ータを基準回転位置から所望の回転方向に変位させる電
磁コイルとを、備え、電磁コイルの非通電時には吸気制
御弁を吸気通路を半開する中立位置に保持し、電磁コイ
ルの通電時にはその通電電流及びその電流方向に応じて
吸気制御弁を基準回転位置から吸気通路の開方向或は閉
方向に駆動する、９０°揺動型のロータリソレノイドア
クチュエータ（以下、Ｒ／Ｓアクチュエータともいう）
が用いられている。

【０００５】そして、このように吸気制御弁をＲ／Ｓア
クチュエータにて開閉駆動するようにした場合には、Ｒ
／Ｓアクチュエータ（つまり電磁コイル）への通電電流
を制御することにより、吸気制御弁を高速に開閉駆動で
きると共に、全開又は全閉位置にて停止させることがで
き、しかも非通電時には、吸気制御弁を中立位置に保持
することができるので、Ｒ／Ｓアクチュエータを通電で
きなくなったとしても、吸気通路を閉じてしまうことが
なく、内燃機関の運転を継続でき、安全性を確保するこ
ともできる。

【０００６】即ち、従来では、吸気制御弁の開閉駆動初
期時には、例えば、吸気制御弁を全開又は全閉方向に速
やかに回転させるために、電磁コイルに一定時間直流電
圧を印加して、電磁コイルに吸気制御弁の回転方向に対
応した方向の電流を流して、吸気制御弁を目標位置方向
に加速し、その後一定時間、電磁コイルに直流電圧を逆
方向に印加して逆電流を流すことにより、吸気制御弁を
減速し、更にその後一定時間、電磁コイルに回転方向に
応じた順方向に直流電圧を印加して順方向電流を流し、
吸気制御弁を再加速することにより、吸気制御弁を全開
又は全閉位置まで速やかに且つ過制御なく駆動し、その
後は、電磁コイルへの直流電圧の印加を、所定デューテ
ィ比のパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）に応じてＰＷＭ
制御することにより、通電電流を弁位置に応じた所定の
保持電流に制御し、吸気制御弁を全開又は全閉位置に保
持する、といった手順で、Ｒ／Ｓアクチュエータを通電
制御することにより、被駆動部材である吸気制御弁の弁
位置を、全開又は全閉位置に高速且つ高精度に制御でき
るようにしているのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
制御では、Ｒ／Ｓアクチュエータの温度が変化すると、
吸気制御弁の弁位置が変化してしまうといった問題があ
った。つまり、図１３は、Ｒ／Ｓアクチュエータの電磁
コイルに流す保持電流，及び吸気制御弁の中立位置から
の開閉角と、アクチュエータ温度との関係を表わしてい
るが、この図１３から明らかな如く、アクチュエータ温
度が高くなると電磁コイルの抵抗値が大きくなるため、
上述のＰＷＭ制御では、アクチュエータ温度が高くなる
ほど、保持電流が低下し、吸気制御弁の中立位置からの
開閉角も小さくなってしまうのである。従って、上記従
来装置では、アクチュエータ温度が低くなると、その通
電電流の増加に伴い、吸気制御弁の開閉角が過剰とな
り、逆にアクチュエータ温度が高くなると、その通電電
流の低下に伴い、電磁コイルの開閉角が不足してしま
い、吸気時に空気抵抗となってしまうことになる。

【０００８】また、吸気制御弁の開閉過渡時にも、電磁
コイルに流れる電流はアクチュエータ温度に応じて変化
するため、図１４に示す如く、アクチュエータ温度の変
化によって、弁位置がハンチングするといった問題があ
る。つまり、図１４は、制御装置をＲ／Ｓアクチュエー
タの高温時の特性に適合させた場合を表わしているが、
この場合、高温時には、図１４（ａ）に示す如く、吸気
制御弁の駆動開始後（時点ｔ１）、ＰＷＭ制御に入るま
で（時点ｔ２）の間に実行される、駆動初期時の通電制
御によって、吸気制御弁を全閉位置から全開位置にスム
ーズに変化させることができるものの、低温時には、図
１４（ｂ）に示す如く、電磁コイルに流れる電流量が多
くなるので、吸気制御弁の開閉過渡時に、その弁位置が
ハンチングしてしまうのである。なお、こうしたハンチ
ングは、アクチュエータ温度のみならず、Ｒ／Ｓアクチ
ュエータ自体の物のばらつきによっても発生する。

【０００９】そして、こうした問題を解決するには、Ｒ
／Ｓアクチュエータの温度、物のばらつきに対応して、
Ｒ／Ｓアクチュエータをきめ細かく制御する必要があ
り、温度に対しては温度センサの追加、物のバラツキに
対しては製造時の公差管理の徹底等の対策方法が考えら
れるが、こうした対策では大幅なコストアップを招くこ
とになり、現実的ではない。

【００１０】なお、こうした問題は、上記のような内燃
機関の吸気制御弁を駆動する駆動制御装置のみならず、
Ｒ／Ｓアクチュエータを用いて被駆動部材となる回転体
の回転位置を高速に制御する装置であれば、同様に発生
する。本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、
Ｒ／Ｓアクチュエータの温度変化やそのばらつき等によ
って、被駆動部材である吸気制御弁等の回転体が目標位
置付近でハンチングしたり、或は回転体を目標位置に制
御できなくなるのを、装置のコストアップを招くことな
く簡単な構成にて防止し得る回転体の駆動装置を提供す
ることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた請求項１に記載の発明は、支軸を中心に回
転可能な回転体を回転駆動してその回転位置を目標位置
に制御する回転体の駆動制御装置であって、前記支軸に
連結されたロータと、該ロータを基準回転位置に保持す
る永久磁石と、通電により磁界を発生して、前記ロータ
を前記基準回転位置から通電方向に応じた所定回転方向
に回転させると共に、通電電流に応じた回転位置にて停
止させる電磁コイルと、を備えたロータリソレノイドア
クチュエータと、直流電源から前記電磁コイルに至る通
電経路を導通・遮断すると共に、前記電磁コイルの通電
方向を切換可能な複数のスイッチング素子を備えた駆動
回路と、前記回転体を目標位置まで駆動させる駆動指令
を受けると、その後一定時間、前記駆動回路内の所定の
スイッチング素子をオンして、前記ロータを前記回転体
の目標位置まで回転させると共に、その後、前記駆動回
路内の所定のスイッチング素子を前記目標位置に対応し
たデューティ比のパルス幅変調信号にてスイッチングさ
せて、前記電磁コイルの通電電流を目標位置に応じた電
流値に制御し、前記ロータを前記回転体の目標位置に保
持する制御手段と、前記電磁コイルに流れる電流を検出
する電流検出手段と、該電流検出手段による検出電流に
基づき、該検出電流が所定状態となるように、前記制御
手段による前記スイッチング素子の制御パターンを補正
する補正手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】このように、請求項１に記載の回転体の駆
動制御装置においては、回転体を目標位置まで駆動させ
る駆動指令が入力されると、制御手段が、その後一定時
間駆動回路内の所定のスイッチング素子をオンして、ロ
ータリソレノイドアクチュエータ（Ｒ／Ｓアクチュエー
タ）のロータを回転体の目標位置まで回転させ、その
後、駆動回路内の所定のスイッチング素子を目標位置に
対応したパルス幅変調信号にてスイッチングさせて、電
磁コイルの通電電流を目標位置に応じた電流値に制御す
ることにより、ロータを回転体の目標位置に保持する。
そして、こうした電磁コイルの通電時には、電流検出手
段が、電磁コイルに流れる電流を検出し、補正手段が、
その検出電流に基づき、検出電流が所定状態となるよう
に、制御手段によるスイッチング素子の制御パターンを
補正する。

【００１３】つまり、Ｒ／Ｓアクチュエータの温度変化
或はそのばらつきによって生じる回転体のハンチングや
目標位置からのずれは、Ｒ／Ｓアクチュエータの電磁コ
イルに流れる電流波形や電流値から検出することができ
るため、本発明では、電流検出手段によって電磁コイル
に流れる電流を検出し、その検出電流が所定状態となる
ように、制御手段による制御パターン，つまり駆動初期
時のスイッチング素子のオン時間やパルス幅変調信号の
デューティ比等を補正することにより、回転体がハンチ
ングしたり、その回転位置が目標位置からずれたとして
も、それを修正できるようにしているのである。

【００１４】このため、本発明によれば、Ｒ／Ｓアクチ
ュエータの温度変化やそのばらつきに影響されることな
く、回転体を、速やかに、且つハンチングを発生させる
ことなく、目標位置に制御することができる。次に、請
求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転体の駆動
制御装置において、前記補正手段は、前記制御手段が前
記パルス幅変調信号による制御を開始してから所定時間
経過後に前記電流検出手段にて検出される電流値に基づ
き、電磁コイル温度を演算し、該温度に基づき前記制御
回路による前記スイッチング素子の制御パターンを補正
することを特徴とする。

【００１５】即ち、制御手段によるパルス幅変調信号を
用いた通電制御は、電磁コイルに保持電流を流して、回
転体を目標位置に制御するためのものであり、この制御
が開始されてから所定時間経過後は、回転体は停止して
いる筈であることから、本発明では、補正手段におい
て、その停止時の保持電流を検出することにより、電磁
コイルの抵抗値，延いては電磁コイル温度（換言すれば
アクチュエータ温度）を検出し、これに応じて制御回路
による制御パターンを補正するのである。

【００１６】このため、本発明によれば、Ｒ／Ｓアクチ
ュエータの温度変化によって生じる回転体のハンチング
や目標位置からのずれを確実に防止することができ、回
転体を高速且つ高精度に目標位置に制御することができ
る。また次に、請求項３に記載の発明は、請求項１に記
載の回転体の駆動制御装置において、前記補正手段は、
前記制御手段が前記駆動指令を受けて制御を開始してか
ら、前記電流検出手段にて検出される電流値が立上がり
時間判定用の所定の判定値に達するまでの時間を計時
し、該計時時間より電磁コイル温度を演算し、該温度に
基づき前記制御回路による制御パターンを補正すること
を特徴とする。

【００１７】即ち、Ｒ／Ｓアクチュエータの温度変化に
よって変化するのは、回転体停止時の電流値だけではな
く、駆動初期時の電流の立上がり特性も変化する（アク
チュエータ温度が低く、電磁コイルの抵抗値が小さいほ
ど急峻に立ち上がる）ことから、本発明では、この立上
がり特性，延いてはアクチュエータ温度を、電流検出手
段にて検出される電流値が所定の判定値に達するまでの
時間を計時することにより検出し、その検出温度に基づ
き制御回路による制御パターンを補正するのである。

【００１８】このため、本発明によれば、請求項２に記
載の駆動制御装置と同様、Ｒ／Ｓアクチュエータの温度
変化によって生じる回転体のハンチングや目標位置から
のずれを確実に防止することができ、回転体を高速且つ
高精度に目標位置に制御することができるようになる。

【００１９】次に、請求項４に記載の発明は、請求項３
に記載の回転体の駆動制御装置において、前記計時時間
に基づき、前記電磁コイル又は該電磁コイルの通電経路
の短絡及び断線を判定する異常判定手段を備えたことを
特徴とする。つまり、Ｒ／Ｓアクチュエータの電磁コイ
ルやその通電経路が短絡すると、電磁コイルの通電時に
は、その短絡経路を通って電流が流れ、逆に電磁コイル
やその通電経路が断線すると、電磁コイルを通電して
も、電流が流れない。従って、電磁コイルやその通電経
路の短絡異常時には、回転体の駆動開始後に電流検出手
段による検出電流が判定値に達するまでの時間は非常に
短くなり、逆に電磁コイルやその通電経路の断線異常時
には、回転体の駆動を開始しても電流検出手段による検
出電流が判定値に達することはない。

【００２０】そこで、本発明では、異常判定手段におい
て、制御手段が駆動指令を受けて制御を開始してから、
電流検出手段にて検出される電流値が立上がり時間判定
用の所定の判定値に達するまでの計時時間に基づき、電
磁コイルやその通電経路の短絡異常及び断線異常を検出
するようにしているのである。

【００２１】このため、本発明によれば、回転体を高速
且つ高精度に目標位置に制御できるだけでなく、その駆
動系の異常を検出して、電磁コイルの通電を停止した
り、回転体が設けられた装置を安全側に制御する等、所
定の安全対策を施すことができるようになる。

【００２２】なお、こうした異常を判定するには、例え
ば、正常時の計時時間よりも短い短絡判定時間と、正常
時の計時時間よりも長い断線判定時間とを設定してお
き、実際の計時時間が短絡判定時間よりも短いときに短
絡異常を判定し、逆に実際の計時時間が断線判定時間を
越えたときに断線異常を判定するようにすればよい。

【００２３】一方、請求項５に記載の発明は、請求項１
〜請求項４いずれか記載の回転体の駆動制御装置におい
て、前記補正手段は、前記制御手段が駆動信号を受けて
制御を開始した後、前記電流検出手段にて検出される電
流の波形に基づき、該電流波形が所定波形となるよう
に、前記制御手段が前記駆動信号を受けて前記ロータを
前記回転体の目標位置まで駆動する際の制御パターンを
補正することを特徴とする。

【００２４】つまり、前述のように、回転体のハンチン
グは、Ｒ／Ｓアクチュエータの温度変化だけでなく、Ｒ
／Ｓアクチュエータのばらつきによっても発生するが、
こうしたハンチングが発生した場合には、そのハンチン
グに応じて電磁コイルに流れる電流も変化する。

【００２５】そこで本発明では、この電流変化を、制御
手段が駆動信号を受けて制御を開始した後に電流検出手
段にて検出される電流の波形から検出し、この電流波形
が所定波形となるように、制御手段が駆動初期時に一定
時間駆動回路内の所定のスイッチング素子をオンする際
の制御パターンを補正することにより、回転体のハンチ
ングを防止するのである。

【００２６】このため、本発明によれば、Ｒ／Ｓアクチ
ュエータの温度変化だけでなく、Ｒ／Ｓアクチュエータ
のばらつきによっても生じる回転体のハンチングを、良
好に抑制することができる。そして、この制御と、請求
項２又は請求項３に記載の制御とを組み合せれば、Ｒ／
Ｓアクチュエータの温度変化及びそのばらつきによって
生じる制御誤差を抑えて、回転体を、より高速且つ高精
度に、目標位置に制御することが可能になる。

【００２７】また次に、請求項６に記載の発明は、請求
項５に記載の回転体の駆動制御装置において、前記補正
手段は、前記制御手段が前記パルス幅変調信号による駆
動を開始した後、前記電流検出手段にて検出される電流
の変動量を前記電流波形を表すパラメータとして検出
し、該変動量が小さくなるように、前記制御パターンを
補正することを特徴とする。

【００２８】つまり、請求項５に記載の装置は、例え
ば、制御開始後の電流波形をパターン認識し、その電流
の変化パターンと、予め設定した基本パターンとの一致
度を、所謂パターンマッチング法により求め、この一致
度が高くなるように、制御パターンを補正するようにし
ても実現できる。しかし、この場合、非常に複雑な数値
計算を実行する必要があり、演算処理に時間がかかると
か、高速演算可能な高価なＣＰＵを用いなければならな
いといった問題が生じる。

【００２９】そこで、本発明では、制御手段がパルス幅
変調信号による駆動を開始した後に電流検出手段にて検
出される電流の変動量を、電流波形を表すパラメータと
して検出し、その変動量が小さくなるように、制御パタ
ーンを補正することによって、制御開始後の回転体のハ
ンチングを比較的簡単な構成にて低減できるようにして
いるのである。従って、本発明によれば、請求項５に記
載の装置を安価に実現できる。

【００３０】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
〜請求項６いずれか記載の回転体の駆動制御装置におい
て、前記回転体は、内燃機関の各気筒毎の吸気通路に設
けられた吸気制御弁であり、前記制御手段は、該吸気制
御弁を全開・全閉させる指令信号に応じて、前記電磁コ
イルの通電方向及び通電電流を制御することを特徴とす
る。

【００３１】即ち、請求項７に記載の駆動制御装置は、
内燃機関の各気筒の吸気通路に設けられた吸気制御弁を
全開及び全閉状態に開閉制御する前述の吸気制御装置を
構成するものであるが、本発明（請求項１〜請求項５）
によれば、Ｒ／Ｓアクチュエータの温度変化及びそのば
らつきによって生じる回転体（つまり吸気制御弁）の制
御誤差を抑えて、吸気制御弁を高速且つ高精度に全開又
は全閉位置に制御することができることから、吸気制御
弁を用いた吸気制御を極めて高精度に実行することが可
能になり、内燃機関各気筒のポンピングロスを低減し
て、燃費を向上するとか、内燃機関の最大出力を向上す
るといった、吸気制御装置により得られる効果を最大限
発揮させることができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例を図面と
共に説明する。 （第１実施例）図２は本発明が適用された吸気制御装置
を含む４気筒内燃機関の制御システム全体の構成を表す
概略構成図である。

【００３３】図２に示すように、４気筒内燃機関（以
下、エンジンという）２の吸気管４には、スロットルア
クチュエータ８を介して開度調整可能なスロットルバル
ブ６が設けられると共に、その吸気管４からエンジン２
の各気筒＃１〜＃４に分岐する吸気通路１０には、夫
々、ロータリソレノイドアクチュエータ（Ｒ／Ｓアクチ
ュエータ）１４を介して全閉・全開状態に制御可能な、
回転体としての吸気制御弁１２が設けられ、更にその下
流には、各気筒＃１〜＃４に燃料を噴射供給する燃料噴
射弁１６が設けられている。また、エンジン２の各気筒
＃１〜＃４には、高速適合カムによって開閉されるイン
テークバルブ１７と、エキゾーストバルブ１８とが設け
られており、吸気通路１０を通過してきた吸入空気及び
燃料噴射弁１６からの噴射燃料は、インテークバルブ１
７を介して各気筒内に流入し、各気筒内にて発生した燃
焼ガス（排気）は、エキゾーストバルブ１８を介して排
気系１９に排出される。

【００３４】また、図示しないが、エンジン２には、そ
の運転状態を検出する検出器として、回転数センサ，吸
気管圧力センサ，クランク角センサ，ノックセンサ，ア
クセルセンサ，空燃比センサ等の各種センサが備えら
れ、これら各センサにて検出された回転数，吸気管圧力
等を表わす検出信号は、エンジン制御用の電子制御装置
（ＥＣＵ）２０に入力される。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、
ＲＯＭ、ＲＡＭを中心とするマイクロコンピュータによ
り構成されており、上記入力された各種検出信号に基づ
き、噴射量，燃料噴射時期，スロットル開度，吸気制御
弁１２の開閉タイミング等の各種制御量を演算し、その
演算結果に基づき燃料噴射弁１６及びスロットルアクチ
ュエータ８を駆動したり、吸気制御弁１２の開閉指令
を、Ｒ／Ｓアクチュエータ駆動のための電子制御装置
（ＥＤＵ）３０に出力する、所定のエンジン制御処理を
実行する。

【００３５】次に、吸気制御弁１２及びＲ／Ｓアクチュ
エータ１４は、図３に示す如く構成されている。即ち、
吸気制御弁１２は、バタフライ型の円形弁板からなり、
図３（ａ）に示す如く、Ｒ／Ｓアクチュエータ１４のロ
ータ１４ａに連結された支軸１２ａによって、吸気通路
１０内に回転自在に支持されている。そして、吸気制御
弁１２は、支軸１２ａを中心に、吸気通路１０の壁面に
対し極めて狭いクリアランスを持ちながら非接触で回転
し、その回転位置を制御することにより、吸気通路１０
を全閉位置・全開位置に制御できるようになっている。

【００３６】また、Ｒ／Ｓアクチュエータ１４は、図３
（ｂ）に示す如く、ロータ１４ａ，磁石部材１４ｂ，電
磁コイルＬ１，Ｌ２、永久磁石１４ｃ，１４ｄ等を備え
る。ロータ１４ａは、ケーシング１４ｅ内に回動自在に
支持されており、吸気制御弁１２の支軸１２ａに連結さ
れる。また、ロータ１４ａの外周には、磁石部材１４ｂ
が嵌着されている。そして、この磁石部材１４ｂには、
周方向に関し対称に異極となる磁極（図に示すＮ，Ｓ）
が形成されている。また、一対の電磁コイルＬ１，Ｌ２
は、磁石部材１４ｂを間において対向させた状態で、ケ
ーシング１４ｅの内壁に設けられており、一対の永久磁
石１４ｃ，１４ｄは、磁石部材１４ｂを間において対向
し、且つ一対の電磁コイルＬ１，Ｌ２と直交する状態
で、ケーシング１４ｅの内壁に設けられている。

【００３７】この結果、Ｒ／Ｓアクチュエータ１４にお
いては、電磁コイルＬ１，Ｌ２の無通電時には、永久磁
石１４ｃ，１４ｄにて形成される磁界によって、ロータ
１４ａを基準となる中立位置に保持することができ、吸
気制御弁１２は基準回転位置である無通電安定位置に位
置決めされることになる。また、電磁コイルＬ１，Ｌ２
の通電時には、電磁コイルＬ１，Ｌ２が発生する磁界に
よって、その通電電流及び通電方向に応じて、ロータ１
４ａが中立位置から所定回転角度回動した位置に制御さ
れることになり、吸気制御弁１２も無通電安定位置から
所定回転角度揺動した位置に位置決めされることにな
る。そして、本実施例では、吸気制御弁１２の無通電安
定位置が、吸気通路１０の全閉位置から４５度回転した
位置となるように、Ｒ／Ｓアクチュエータ１４が位置決
めされ、後述の通電制御によって、吸気制御弁１２が、
この無通電安定位置から左右に４５度回動させた全閉又
は全開位置に制御される。なお、ケーシング１４ｅは、
電磁コイルＬ１，Ｌ２を巻回するための磁極を備え、通
電時には磁路を形成する。

【００３８】次に、ＥＤＵ３０の構成を図４を用いて説
明する。ＥＤＵ３０は、ＥＣＵ２０から出力された各気
筒＃１〜＃４の吸気制御弁１２の開弁及び閉弁タイミン
グを表わす開／閉指示信号を受けて、各気筒毎に吸気制
御弁１２を開閉駆動するためのものであり、図４に示す
如く、Ｒ／Ｓアクチュエータ１４の電磁コイルＬ１，Ｌ
２を通電して吸気制御弁１２を開弁又は閉弁させる駆動
回路３４と、ＥＣＵ２０からの開／閉指示信号に応じて
駆動回路３４を構成するスイッチング素子をオン・オフ
制御する１チップマイクロコンピュータ（以下、ＣＰＵ
という）３２とから構成されている。

【００３９】なお、ＥＤＵ３０は、各気筒各気筒毎に吸
気制御弁１２を開閉制御するものであるため、実際に
は、各気筒毎に駆動回路３４が設けられるが、図４で
は、便宜上、１気筒分の駆動回路３４のみを記載してい
る。また、ＣＰＵ３２では各気筒毎に駆動回路３４を介
してＲ／Ｓアクチュエータ１４の通電制御を行うが、各
気筒毎の制御は全て同じであるため、以下の説明では、
１気筒に対する制御のみについて説明することにする。

【００４０】図４に示すように、駆動回路３４は、スイ
ッチング素子として、４個のＦＥＴ３４Ａ，３４Ｂ，３
４Ｃ，３４Ｄ（トランジスタでも可）を備え、これを電
磁コイルＬ１，Ｌ２を間にしてＨブリッジ状に接続する
ことにより、電磁コイルＬ１，Ｌ２に対して、直流電源
（バッテリ）３６からの直流電圧の印加方向（つまり通
電方向）を反転でき、しかもその通電時間等から通電電
流量を制御できるようにした、公知のチョッパ駆動用の
駆動回路である。

【００４１】即ち、電磁コイルＬ１，Ｌ２は直列に接続
されており、その直列回路の電磁コイルＬ１側端部は、
ＦＥＴ３４ＡのカソードとＦＥＴ３４Ｂのドレインとに
夫々接続され、電磁コイルＬ２側端部は、ＦＥＴ３４Ｃ
のソースとＦＥＴ３４Ｄのドレインとに接続されてい
る。また、ＦＥＴ３４Ａ及びＦＥＴ３４Ｃのドレインに
は、バッテリ３６の正極側電圧（バッテリ電圧ＶB ）が
印加されており、ＦＥＴ３４Ｂ及びＦＥＴ３４Ｄのソー
スは、バッテリ３６の負極側電位と同じグランド側に接
地されている。

【００４２】従って、この駆動回路３４では、ＦＥＴ３
４Ｃ及びＦＥＴ３４Ｂをオンすれば、電磁コイルＬ１，
Ｌ２に対して電磁コイルＬ２側から電流ｉを流すことが
でき（この電流方向を＋方向という）、ＦＥＴ３４Ａ及
びＦＥＴ３４Ｄをオンすれば、電磁コイルＬ１，Ｌ２に
対して電磁コイルＬ１側から電流ｉを流すことができる
（この電流方向を−方向という）。

【００４３】また、この駆動回路３４には、電磁コイル
Ｌ１，Ｌ２に流れる＋方向の電流ｉを検出するために、
ＦＥＴ３４Ｂのソース−グランド間に電流検出手段とし
ての抵抗器ＲS が設けられ、そのＦＥＴ３４Ｂ側電圧が
通電電流ｉを表わす検出信号ＶS として、ＣＰＵ３２に
入力される。またＣＰＵ３２には、バッテリ電圧ＶBも
入力される。

【００４４】次に、ＣＰＵ３２がＥＣＵ２０からの開／
閉指示信号に応じて電磁コイルＬ１，Ｌ２の通電方向を
切り換えて吸気制御弁１２を全開又は全閉位置に制御す
る際の具体的動作について図５に示すフローチャートに
沿って説明する。まず図５（ａ）は、ＣＰＵ３２が動作
中に繰返し実行するメインルーチンを表わす。

【００４５】図５（ａ）に示す如く、ＣＰＵ３２は、Ｓ
１１０（Ｓはステップを表わす）にて、Ｒ／Ｓアクチュ
エータ１４の温度（アクチュエータ温度）として初期値
を設定し、続くＳ１２０にて、電源電圧（バッテリ電
圧）ＶB をＡ／Ｄ変換して読み込む。そして、Ｓ１３０
にて、アクチュエータ温度と、電源電圧ＶB とに基づ
き、吸気制御弁１２を全開又は全閉位置に駆動するため
の制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３及びＤＵＴＹを、予め設定さ
れたマップを用いて演算して、記憶し、再度Ｓ１２０に
移行することにより、その後、Ｓ１２０及びＳ１３０の
処理を繰り返す。

【００４６】ここで、制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３は、吸気
制御弁１２を全開位置から全閉位置又はその逆へと駆動
する初期時に、吸気制御弁１２を全閉又は全開位置まで
高速駆動するためのものであり、制御値ＤＵＴＹは、吸
気制御弁１２を全開又は全閉位置に保持する保持電流を
ＰＷＭ制御するためのＰＷＭ信号のデューティ比を表わ
す。

【００４７】即ち、本実施例では、図１に示す如く、Ｅ
ＣＵ２０から、吸気制御弁１２を全閉状態から全開状態
に切り換える開指示信号が入力されると、後述の開指示
信号入力割込によって、以下の通電制御を行う。まず、
Ｔ１期間、電磁コイルＬ１，Ｌ２にバッテリ電圧ＶB を
＋方向に印加して、電磁コイルＬ１，Ｌ２を＋方向に通
電することにより、吸気制御弁１２を開方向に動かし、
吸気制御弁１２を全開位置に近付ける。次に、Ｔ２期
間、電磁コイルＬ１，Ｌ２にバッテリ電圧ＶB を−方向
に印加して、電磁コイルＬ１，Ｌ２を−方向に通電する
ことにより、吸気制御弁１２が、全開位置を通り過ぎな
いように、その回転にブレーキをかける。そして、ブレ
ーキがかかり始めたならば、ブレーキがききすぎないよ
うに、次のＴ３期間、電磁コイルＬ１，Ｌ２にバッテリ
電圧ＶB を＋方向に印加して、電磁コイルＬ１，Ｌ２を
＋方向に通電することにより、吸気制御弁１２の回転を
安定化させ、その後、吸気制御弁１２を開弁位置に保持
するために、制御値ＤＵＴＹに対応したデューティ比の
ＰＷＭ信号にて、電磁コイルＬ１，Ｌ２の通電電流ｉを
所定の保持電流に制御する。また、ＥＣＵ２０から、吸
気制御弁１２を全開状態から全閉状態に切り換える閉指
示信号が入力されると、後述の閉指示信号入力割込によ
って、上記制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，ＤＵＴＹに応じ
て、電磁コイルＬ１，Ｌ２に、上記開弁時とは逆方向に
電流を流す通電制御を行う。

【００４８】そこで、Ｓ１３０では、こうした通電制御
のための制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，ＤＵＴＹを、アクチ
ュエータ温度とバッテリ電圧ＶB とに基づき設定するこ
とにより、バッテリ電圧及びアクチュエータ温度が変化
しても、図１に示すように駆動初期時に吸気制御弁１２
の弁位置がハンチングしたり、或は吸気制御弁１２が目
標位置からずれた位置で安定することのないようにして
いる。

【００４９】次に、図５（ｂ）は、ＣＰＵ３２がＥＣＵ
２０からの閉指示信号を受けたときに実行する閉指示信
号入力割込処理を表わす。この処理は、Ｓ２１０にて、
メインルーチンにて演算・記憶された制御値Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３，ＤＵＴＹを読み込み、これら各値をタイマ等
にセットして、主として駆動回路３４のＦＥＴ３４Ａ，
３４Ｄに駆動信号を出力させることにより実行される。
つまり、ここでは、Ｔ１期間、ＦＥＴ３４Ａ，３４Ｄを
オンし、Ｔ２期間、ＦＥＴ３４Ｂ，３４Ｃをオンし、Ｔ
３期間、ＦＥＴ３４Ａ，３４Ｄをオンし、その後、ＦＥ
Ｔ３４Ａ，３４Ｄを制御値ＤＵＴＹに対応したデューテ
ィ比にて繰返しオン・オフさせて、上述した吸気制御弁
全閉のための通電制御を実行するために、上記制御値Ｔ
１，Ｔ２，Ｔ３，ＤＵＴＹをタイマ等にセットするので
ある。この結果、図示しないタイマ割込処理等によっ
て、駆動回路３４内の各ＦＥＴが制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ
３，ＤＵＴＹに応じてオン・オフされ、吸気制御弁１２
が全閉位置に制御される。

【００５０】また次に、図５（ｃ）は、ＣＰＵ３２がＥ
ＣＵ２０からの開指示信号を受けたときに実行する開指
示信号入力割込処理を表わす。この処理では、まずＳ３
１０にて、メインルーチンにて演算・記憶された制御値
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，ＤＵＴＹを読み込み、これら各値を
タイマ等にセットして、主として駆動回路３４のＦＥＴ
３４Ｂ，３４Ｃに駆動信号を出力させる。つまり、ここ
では、上記Ｓ２１０とは逆に、Ｔ１期間、ＦＥＴ３４
Ｂ，３４Ｃをオンし、Ｔ２期間、ＦＥＴ３４Ａ，３４Ｄ
をオンし、Ｔ３期間、ＦＥＴ３４Ｂ，３４Ｃをオンし、
その後、ＦＥＴ３４Ｂ，３４Ｃを制御値ＤＵＴＹに対応
したデューティ比にて繰返しオン・オフさせて、上述し
た吸気制御弁全開のための通電制御を実行するために、
上記制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，ＤＵＴＹをタイマ等にセ
ットするのである。この結果、図示しないタイマ割込処
理等によって、駆動回路３４内の各ＦＥＴが制御値Ｔ
１，Ｔ２，Ｔ３，ＤＵＴＹに応じてオン・オフされ、吸
気制御弁１２が全開位置に制御される。

【００５１】こうしてＳ３１０の処理により、吸気制御
弁全開のための通電制御が開始されると、続くＳ３２０
にて、この通電制御の実行により、ＰＷＭ制御が開始さ
れ、その後所定時間Ｔｏ（図１参照）経過して電磁コイ
ルＬ１，Ｌ２への通電電流が確実に安定するのを待つ。
そして、ＰＷＭ制御が開始されて所定時間Ｔｏ経過する
と、続くＳ３３０に移行して、駆動回路３４に設けた抵
抗器ＲS からの検出電圧ＶS をＡ／Ｄ変換して読み込
み、そのとき電磁コイルＬ１，Ｌ２に流れている電流
（巻線電流）ｉを検出する。

【００５２】そして、続くＳ３４０では、この検出した
巻線電流ｉから、電磁コイルＬ１，Ｌ２の抵抗値（巻線
抵抗）を次式を用いて演算し、 巻線抵抗＝（バッテリ電圧ＶB ×制御値ＤＵＴＹ）／巻
線電流ｉ 更に、Ｓ３５０にて、この巻線抵抗に基づき、予め設定
されたマップを用いて、アクチュエータ温度を演算して
記憶し、当該処理を終了する。

【００５３】この結果、前述のＳ１３０では、その後、
この演算・記憶したアクチュエータ温度とバッテリ電圧
ＶB とから、制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，ＤＵＴＹが算出
されることになり、以降、吸気制御弁１２は、アクチュ
エータ温度に応じて開閉制御されることになる。

【００５４】従って、本実施例によれば、アクチュエー
タ温度が、前記Ｓ１１０にて設定される初期温度とは異
なる値になっていたとしても、図１に示すように、吸気
制御弁１２の開弁又は閉弁開始後の過渡時に、吸気制御
弁１２が大きくハンチングしたり、或いはＰＷＭ制御後
の回転位置が全開又は全閉位置からずれるようなことは
なく、吸気制御弁１２を全開又は全閉位置に、速やか
に、且つ高精度に制御することができる。従って、吸気
制御を高精度に実行することができ、エンジン２の燃費
の向上，最大出力の向上といった、吸気制御弁１２を用
いた吸気制御により得られる効果を最大限発揮させるこ
とができる。 （第２実施例）以上、本発明の第１実施例として、ＰＷ
Ｍ制御開始後の安定した保持電流からアクチュエータ温
度を検出して、制御値を設定することにより、アクチュ
エータ温度の変化に影響されることなく、吸気制御弁１
２を目標位置である全開又は全閉位置に高速且つ高精度
に制御し得る装置について説明したが、次に、本発明の
第２実施例として、吸気制御弁１２を全閉位置から全開
位置に駆動する際に電磁コイルＬ１，Ｌ２に流れる電流
の変化（電流波形）から、制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を補
正することにより、吸気制御弁１２の開弁及び閉弁時に
生じるハンチングを抑制するようにした装置について説
明する。

【００５５】なお、この装置は、図２〜図４に示した第
１実施例と全く同様の装置構成であり、異なる点は、Ｅ
ＤＵ３０のＣＰＵ３２にて実行される制御処理だけであ
るため、本実施例では、ＣＰＵ３２の処理動作について
のみ、図６及び図７に示すフローチャートに沿って説明
する。但し、図６（ａ）はＣＰＵ３２が実行するメイン
ルーチンを表し、図６（ｂ）は同じく閉指示信号入力割
込処理を表し、図７は同じく開指示信号入力割込処理を
表す。

【００５６】図６（ａ）に示す如く、ＣＰＵ３２が電源
投入等によって動作を開始すると、まずＳ４１０にて、
電流波形判定用の判定値△ｉS に初期値（最大値）を設
定し、Ｓ４２０にて、制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を増加す
るか減少させるかを表す増／減フラグを「増」にセット
し、Ｓ４３０にて、この増／減フラグの反転回数をカウ
ントする反転カウンタに「０」をセットし、Ｓ４４０に
て、制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３の内のどの制御値に対する
補正値を更新するかを表す補正項目カウンタに「０」を
セットし、Ｓ４５０にて、各補正値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に
対する補正値に初期値「０」を設定する、といった手順
で初期化の処理を実行する。そして、続くＳ４６０で
は、上記Ｓ１２０と同様、電源電圧（バッテリ電圧）Ｖ
B をＡ／Ｄ変換して読み込み、続くＳ４７０にて、この
読み込んだ電源電圧ＶB に基づき、吸気制御弁１２を全
開又は全閉位置に駆動するための基本制御値Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３及びＤＵＴＹを、予め設定されたマップを用い
て演算して、記憶し、再度Ｓ４６０に移行することによ
り、その後、Ｓ４６０及びＳ４７０の処理を繰り返す。

【００５７】なお、Ｓ４１０〜Ｓ４５０の初期化処理に
て初期設定される判定値△ｉS ，増／減フラグ，反転カ
ウンタ，補正項目カウンタ及び補正値は、全て、後述の
開指示信号入力割込処理実行時に、吸気制御弁１２の開
弁時の電流波形に応じて更新される値であり、その内の
補正値は、開指示及び閉指示入力割込処理実行時に、夫
々、制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を補正するのに使用され
る。

【００５８】次に、ＥＣＵ２０から閉指示信号が出力さ
れると、ＣＰＵ３２は、図６（ｂ）に示す閉指示信号入
力割込処理を開始し、まずＳ５１０にて、上記メインル
ーチンにて演算・記憶された基本制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ
３を読み込み、これら各値を現在設定されている補正値
にて補正する。そして、続くＳ５２０では、前述のＳ２
１０と同様、この補正された制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と
制御値ＤＵＴＹとを、夫々、タイマ等にセットすること
により、図示しないタイマ割込処理等によって主として
駆動回路３４のＦＥＴ３４Ａ，３４Ｄに駆動信号を出力
させる、吸気制御弁全閉のための処理を実行し、当該処
理を終了する。

【００５９】一方、ＥＣＵ２０から開指示信号が出力さ
れると、ＣＰＵ３２は、図７に示す開指示信号入力割込
処理を開始し、まずＳ６１０にて、上記メインルーチン
にて演算・記憶された基本制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３を読
み込み、これら各値を現在設定されている補正値にて補
正する。そして、続くＳ６２０では、前述のＳ３１０と
同様、この補正された制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と制御値
ＤＵＴＹとを、夫々、タイマ等にセットすることによ
り、図示しないタイマ割込処理等によって主として駆動
回路３４のＦＥＴ３４Ｂ，３４Ｃに駆動信号を出力させ
る、吸気制御弁全開のための処理を実行する。

【００６０】こうしてＳ６２０の処理により、吸気制御
弁全開のための通電制御が開始されると、続くＳ６３０
にて、この通電制御の実行により、ＰＷＭ制御が開始さ
れるのを待つ。そして、ＰＷＭ制御が開始されると、続
くＳ６４０に移行し、その後、所定時間の間、一定時間
間隔で、駆動回路３４から検出電圧ＶS をＡ／Ｄ変換し
て読み込み巻線電流ｉを検出すると共に、その検出した
多数の巻線電流ｉの内の、最大値ｉmax と最小値ｉmin
とを求め、更に続くＳ６５０にて、この最大値ｉmax と
最小値ｉmin との電流偏差（ｉmax −ｉmin ）を、電流
波形を表すパラメータ△ｉ（図１参照）として算出す
る。

【００６１】次に、続くＳ６６０では、この算出した電
流偏差△ｉが、判定値△ｉS よりも大きいか否かを判断
し、電流偏差△ｉが判定値△ｉS 以下であれば、Ｓ６７
０に移行して、判定値△ｉS に電流偏差△ｉをセットす
ることにより、判定値△ｉSを更新する。そして、続く
Ｓ６８０にて、現在設定されている補正項目カウンタの
値（０又は１又は２）に対応した制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ
３に対する補正値を、増／減フラグに対応した増加又は
減少方向に所定値分だけ増／減補正し、当該処理を終了
する。なお、Ｓ６８０では、補正項目カウンタが「０」
であれば制御値Ｔ１に対する補正値を、補正項目カウン
タが「１」であれば制御値Ｔ２に対する補正値を、補正
項目カウンタが「２」であれば制御値Ｔ３に対する補正
値を、夫々、増／減フラグに対応した方向に増／減補正
する。

【００６２】一方、Ｓ６６０にて、電流偏差△ｉが判定
値△ｉS よりも大きいと判断された場合には、前回補正
値を補正した結果、吸気制御弁１２のハンチングが却っ
て大きくなってしまったものとして、Ｓ６９０に移行
し、増／減フラグを反転して、判定値△ｉS を電流偏差
△ｉに変更する。なお、この処理により、次に当該処理
が実行されたときは、Ｓ６６０にて電流偏差△ｉが判定
値△ｉS 以下であると判断されて、Ｓ６８０の処理によ
り、補正値が、反転した増／減フラグに従い前回とは異
なる方向に補正されることになる。

【００６３】次に、続くＳ７００では、反転カウンタを
インクリメントし、Ｓ７１０にて、この反転カウンタの
値が「２」以上になったか否かを判断する。そして、反
転カウンタの値が「２」以上になっていなければ（つま
り１であれば）、そのまま当該処理を終了し、逆に反転
カウンタの値が「２」以上になっていれば、補正値の増
／減方向を２回反転したことになり、現在設定されてい
る補正項目カウンタに対応した補正値の補正では、もは
や電流偏差△ｉを小さくすることができないことから、
続くＳ７２０にて、反転カウンタの値を初期値「０」に
セットした後、Ｓ７３０にて、補正項目カウンタをイン
クリメントする。この結果、次に当該処理が実行された
ときには、Ｓ６８０にて、前回更新した補正値とは異な
る制御値に対する補正値が増／減フラグに対応した方向
に増／減補正されることになる。

【００６４】次に、続くＳ７４０では、Ｓ７３０にてイ
ンクリメントした補正項目カウンタの値が「３」以上で
あるか否かを判断する。そして、補正項目カウンタの値
が「３」以上になっていなければ、そのまま当該処理を
終了し、補正項目カウンタの値が「３」以上になってい
れば、Ｓ７５０にて、その値に初期値「０」を設定し
て、当該処理を終了する。

【００６５】以上のように、本実施例では、開指示信号
入力割込処理の実行時に、ＰＷＭ制御に入ってから電磁
コイルＬ１，Ｌ２に流れる電流の最大値ｉmax と最小値
ｉmax とを夫々求め、この偏差△ｉが判定値△ｉS 以下
であれば、判定値△ｉS を更に小さい値に更新しつつ、
制御値Ｔ１に対する補正値を増／減フラグに応じた所定
方向に補正し、偏差△ｉが増加すれば、補正方向を反転
して、補正値を逆方向に補正することにより、偏差△ｉ
がより小さくなるよう制御値Ｔ１の補正値を更新し、こ
の更新の結果偏差△ｉを小さくできなくなれば、今度は
制御値Ｔ２の補正値を同様に更新する、といった手順
で、各制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対する補正値を順次繰
り返し更新するようにされている。この結果、最終的に
は、各制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３に対する補正値が、電流
偏差△ｉを略０に設定可能な値に更新されることにな
る。

【００６６】つまり、Ｒ／Ｓアクチュエータ１４の角度
位置と電流との関係は、次式 作動角＝２×ｔａｎ-1（電流×コイル巻数／ステータの
着磁力） で表すことができ、吸気制御弁１２のハンチング発生時
には、電流波形にそのハンチング波形が現れることか
ら、本実施例では、そのハンチングの大きさを、ＰＷＭ
制御実行時の電流偏差△ｉから検出して、これが零とな
るように吸気制御弁１２の駆動初期時の制御値Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３を更新するのである。

【００６７】従って、本実施例によれば、吸気制御弁１
２の開弁及び閉弁時に、アクチュエータ温度の変化及び
吸気制御弁１２を含む駆動系のばらつきによって生じ
る、吸気制御弁１２のハンチング（図１参照）を抑え、
吸気制御弁１２をスムーズに安定して全開及び全閉位置
まで駆動することができる。

【００６８】なお、このような本実施例の制御は、吸気
制御弁１２のハンチングを防止することはできるもの
の、ＰＷＭ信号のデューティ比を表す制御値ＤＵＴＹを
アクチュエータ温度に応じて補正することはできないこ
とから、吸気制御弁１２の全開・全閉時の開度をアクチ
ュエータ温度に応じて最適に制御することはできない。
そこで、更に、本実施例の制御と、第１実施例（若しく
は後述の第３実施例）におけるアクチュエータ温度の検
出並びに制御値の補正を行う制御とを組み合わせれば、
アクチュエータ温度及び駆動系のばらつきに対する制御
誤差をより高精度に補正して、吸気制御弁１２をより高
速且つ高精度に目標位置に制御することが可能になる。 （第３実施例）次に、本発明の第３実施例を説明する。

【００６９】本実施例の装置は、吸気制御弁１２の全閉
位置から全開位置方向への駆動開始直後に電磁コイルＬ
１，Ｌ２に流れる電流ｉが所定値に達するまでの時間か
らアクチュエータ温度を求めて、上記各制御値Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３及びＤＵＴＹを補正することにより、第１実施
例と同様に、アクチュエータ温度の変化に伴う制御性の
低下を防止すると共に、その時間から駆動系の異常（短
絡・断線）をも検出し得るようにしたものであり、装置
構成としては、ＥＤＵ３０の内部回路が、上記第１及び
第２実施例とは若干異なる。

【００７０】即ち、図８に示す如く、ＥＤＵ３０には、
ＣＰＵ３２及び駆動回路３４が設けられる他、電流検出
用の抵抗値ＲS の両端電圧から、電磁コイルＬ１，Ｌ２
の通電電流ｉが所定電流に達したことを検出する検出回
路４０が設けられている。この検出回路４０は、図９に
示す如く、非反転入力端子が、抵抗器Ｒ１を介して電流
検出用抵抗器ＲS のＦＥＴ３４Ｂ側端部に接続されると
共に、抵抗値を調整可能な可変抵抗器Ｒ３、抵抗器Ｒ
４、及びノイズ除去用のコンデンサＣ１により夫々接地
され、反転入力端子が、抵抗器Ｒ２を介して、電流検出
用抵抗器ＲSの接地側端部に接続されると共に、ノイズ
除去用のコンデンサＣ２を介して接地され、更に反転入
力端子と出力端子とが抵抗器Ｒ５を介して接続された、
演算増幅器ＯＰ１からなる差動増幅回路４０ａと、反転
入力端子が差動増幅回路４０（つまり演算増幅器ＯＰ
１）の出力端子に接続されると共に抵抗器Ｒ６を介して
接地され、非反転入力端子が、可変抵抗器Ｒ７及び抵抗
器Ｒ８を夫々介して電源ラインに接続されると共に、抵
抗器Ｒ９を介して接地され、非反転入力端子と出力端子
とが抵抗器Ｒ１０を介して接続され、更に出力端子が抵
抗器Ｒ１１を介して電源ラインにプルアップされた、演
算増幅器ＯＰ２からなるコンパレータ４０ｂとから構成
されている。

【００７１】このため、検出回路４０内では、まず、電
流検出用抵抗器ＲS の両端電圧が差動増幅回路４０ａに
て差動増幅され、その増幅後の電圧が、コンパレータ４
０ｂにて、可変抵抗器Ｒ７及び抵抗器Ｒ８の並列抵抗値
と抵抗器Ｒ９の抵抗値とにより電源電圧ＶCC（定電圧）
を分圧した基準電圧と大小比較され、常時はHighレベル
となり、電流検出用抵抗器ＲS の両端電圧が所定電圧に
達するとLow レベルとなる検出信号ＰS が出力されるこ
とになる。

【００７２】つまり、検出回路４０は、電流検出用抵抗
器ＲS の両端電圧が所定電圧に達して、電磁コイルＬ
１，Ｌ２に流れる電流が所定電流ｉｏ（例えば、１．５
Ａ）となったときに、Low レベルとなる検出信号ＰS を
出力する。そして、この検出信号ＰS は、前記実施例の
検出信号ＶS に代えて，ＣＰＵ３２に入力される。

【００７３】次に、ＣＰＵ３２は、図１０に示す手順
で、開指示信号入力割込処理を実行する。即ち、まずＳ
８１０にて、前述のＳ３１０と同様、メインルーチンに
て算出された制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３及びＤＵＴＹを読
み込み、これら各値をタイマ等にセットすることによ
り、図示しないタイマ割込処理等によって主として駆動
回路３４のＦＥＴ３４Ｂ，３４Ｃに駆動信号を出力させ
る、吸気制御弁全開のための処理を実行する。

【００７４】こうしてＳ８１０の処理により、吸気制御
弁全開のための通電制御が開始されると、続くＳ８２０
にて、この通電制御の開始後に電磁コイルＬ１，Ｌ２の
通電電流ｉが所定電流ｉｏに達して、上記検出回路４０
から入力される検出信号ＰSが立ち下がったか否かを判
断する。そして、検出信号ＰS が立ち下がっていなけれ
ば、当該処理にて吸気制御弁開弁のための通電制御を開
始した後、所定の断線判定時間が経過したかどうかを判
断し、断線判定時間が経過していなければ、再度Ｓ８２
０に移行する。

【００７５】一方、Ｓ８２０にて、検出信号ＰS が立ち
下がったと判断されると、Ｓ８４０に移行して、当該処
理にて上記通電制御を開始した後、検出信号ＰS が立ち
下がるまでの時間、つまり電流ｉが所定電流ｉｏに達す
るまでの時間ＴＡＶ（図１参照）を求め、続くＳ８５０
にて、この時間ＴＡＶが所定の短絡判定時間よりも短い
か否かを判断する。

【００７６】そして、時間ＴＡＶが短絡判定時間よりも
短ければ、Ｓ８６０に移行して、短絡判定カウンタＣＦ
ＳＴをインクリメントして、その判定回数をカウント
し、続くＳ８７０にて、そのカウンタＣＦＳＴの値が、
所定の短絡判定基準回数ＱＦＳＴよりも大きいか否かを
判断し、ＣＦＳＴ≦ＱＦＳＴであれば、Ｓ８９０に移行
し、ＣＦＳＴ＞ＱＦＳＴであれば、Ｓ８８０にて、短絡
判定フラグをセットした後、Ｓ８９０に移行する。そし
て、続くＳ８９０では、断線判定カウンタＣＦＯＰを
「０」にリセットした後、当該処理を終了する。

【００７７】また、Ｓ８５０にて、電流ｉが所定電流に
達するまでの時間ＴＡＶが短絡判定時間以上であると判
断されると、Ｓ９４０にて、短絡判定フラグ及び断線判
定フラグを共に「０」にリセットし、続くＳ９５０に
て、上記求めた時間ＴＡＶから、例えば図１２に示すマ
ップを用いて、アクチュエータ温度を求め、当該処理を
終了する。

【００７８】また次に、Ｓ８３０にて、当該処理にて上
記通電制御を開始した後、既に断線判定時間（短絡判定
時間に比べ極めて長い時間）が経過したと判断された場
合には、Ｓ９００に移行して、断線判定カウンタＣＦＯ
Ｐをインクリメントして、その判定回数をカウントし、
続くＳ９１０にて、そのカウンタＣＦＯＰの値が、所定
の断線判定基準回数ＱＦＯＰよりも大きいか否かを判断
し、ＣＦＯＰ≦ＱＦＯＰであれば、Ｓ９３０に移行し、
ＣＦＯＰ＞ＱＦＯＰであれば、Ｓ９２０にて、断線判定
フラグをセットした後、Ｓ９３０に移行する。そして、
続くＳ９３０では、短絡判定カウンタＣＦＳＴを「０」
にリセットした後、当該処理を終了する。

【００７９】一方、ＣＰＵ３２は、図１１に示す如き手
順で、メインルーチンの処理を実行する。なお、本実施
例において、ＣＰＵ３２が実行する閉指示信号入力割込
処理は、第１実施例にて説明した図５（ｂ）と全く同様
であるので説明は省略する。図１１に示す如く、ＣＰＵ
３２は、電源投入等に伴い動作を開始すると、前述の第
１実施例にて説明した図５（ａ）の処理と同様、Ｓ１１
０にてアクチュエータ温度に初期値を設定し、Ｓ１２０
にて、電源電圧（バッテリ電圧）ＶB をＡ／Ｄ変換して
読み込み、Ｓ１３０にて、Ｓ１１０にて初期設定され、
その後、開指示信号割込処理にて更新されるアクチュエ
ータ温度と、電源電圧ＶB とに基づき、吸気制御弁１２
を全開又は全閉位置に駆動するための制御値Ｔ１，Ｔ
２，Ｔ３及びＤＵＴＹを演算して、記憶する。そして、
続くＳ１４０では、開指示信号割込処理により、短絡又
は断線判定フラグがセットされたか否かを判断し、短絡
又は断線判定フラグがセットされていなければ、再度Ｓ
１２０に移行し、その後、Ｓ１２０〜Ｓ１４０の処理を
繰り返す。

【００８０】一方、Ｓ１４０にて、短絡又は断線判定フ
ラグがセットされたと判断されると、ＥＣＵ２０に対し
て、セットされたフラグに対応した、断線又は短絡異常
を表す異常信号を出力し、Ｓ１６０にて、駆動回路３４
の各ＦＥＴ３４Ａ〜３４Ｄを全てＯＦＦすることによ
り、吸気制御弁１２を中立位置に戻して、制御を中止
し、当該処理を終了する。

【００８１】以上説明したように、本実施例では、開指
示信号入力割込処理において、通電制御開始後、電磁コ
イルＬ１，Ｌ２への通電電流ｉが所定電流ｉｏに達する
までの時間ＴＡＶを求め、この時間ＴＡＶからアクチュ
エータ温度を検出して、このアクチュエータ温度に基づ
き制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３及びＤＵＴＹを設定すること
により、第１実施例と同様、アクチュエータ温度の変化
によって生じる、吸気制御弁１２のハンチングや吸気制
御弁１２の全開又は全閉位置からのずれを防止して、吸
気制御弁１２を全開又は全閉位置に、速やかに、且つ高
精度に制御できるようにしている。従って、本実施例に
おいても、吸気制御を高精度に実行することができ、エ
ンジン２の燃費の向上，最大出力の向上といった、吸気
制御弁１２を用いた吸気制御により得られる効果を最大
限発揮させることができる。

【００８２】また、本実施例では、時間ＴＡＶが極端に
短い場合には、電磁コイルＬ１，Ｌ２や駆動回路３４等
の吸気制御弁１２の駆動系に短絡異常が発生したと考え
られ、逆に、極端に長い場合には、駆動系に断線異常が
発生したと考えられるため、上記断線判定時間と短絡判
定時間とを用いて、駆動系の断線及び短絡を判定し、更
にその判定回数をカウントすることにより、その判定結
果を充分確認した上で、その旨をＥＣＵ２０に報知する
と共に、吸気制御弁１２の開閉制御を中止するようにし
ている。この結果、本実施例によれば、駆動系異常時の
安全性を向上できる。

【００８３】（他の実施例）以上、本発明の実施例につ
いて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、種々の態様をとることができる。例えば、上
記各実施例では、電流検出用の抵抗器ＲS を駆動回路３
４のＦＥＴ３４Ｂのソース−グランド間に設けることに
より、吸気制御弁開弁時の通電電流ｉから、吸気制御弁
開閉時の制御値Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，ＤＵＴＹを補正する
ように構成したが、抵抗器ＲS をＦＥＴ３４Ｄのソース
−グランド間に設けて、吸気制御弁閉弁時の通電電流ｉ
から制御値を補正するようにしてもよい。

【００８４】また、上記各実施例では、吸気制御弁１２
の開閉タイミングをＥＣＵ２０にて演算し、その演算結
果に基づくＲ／Ｓアクチュエータ１４の駆動は、ＥＤＵ
３０にて実行するように構成したが、こうしたＲ／Ｓア
クチュエータ１４の駆動制御もＥＣＵ２０において実行
するようにしてもよい。

【００８５】また更に、上記各実施例では、エンジン２
の吸気制御弁１２を開閉する装置を例にとり説明した
が、本発明は、Ｒ／Ｓアクチュエータを用いて回転体の
回転位置を制御する装置であれば、適用して、上記実施
例と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の制御動作を説明するタイムチャート
である。

【図２】 実施例のエンジン及びその周辺装置を表す概
略構成図である。

【図３】 実施例の吸気制御弁及びＲ／Ｓアクチュエー
タの構成を表す説明図である。

【図４】 第１実施例及び第２実施例のＥＤＵの構成を
表す説明図である。

【図５】 第１実施例のＥＤＵにおいて実行されるメイ
ンルーチン、閉指示信号入力割込処理及び開指示信号入
力割込処理を表すフローチャートである。

【図６】 第２実施例のＥＤＵにおいて実行されるメイ
ンルーチン及び閉指示信号入力割込処理を表すフローチ
ャートである。

【図７】 第２実施例のＥＤＵにおいて実行される開指
示信号入力割込処理を表すフローチャートである。

【図８】 第３実施例のＥＤＵの構成を表す説明図であ
る。

【図９】 第３実施例にＥＤＵに設けられた検出回路の
構成を表す電気回路図である。

【図１０】 第３実施例のＥＤＵにおいて実行される開
指示信号入力割込処理を表すフローチャートである。

【図１１】 第３実施例のＥＤＵにおいて実行されるメ
インルーチンを表すフローチャートである。

【図１２】 第３実施例の開指示信号入力割込処理にお
いて時間ＴＡＶからアクチュエータ温度を求める際に用
いられるマップを表す説明図である。

【図１３】 アクチュエータ温度と保持電流及び開閉角
との関係を表す説明図である。

【図１４】 従来の吸気制御装置の問題を説明する説明
図である。

【符号の説明】

２…エンジン １０…吸気通路 １２…吸気制御弁
１２ａ…支軸 １４…Ｒ／Ｓアクチュエータ １４ａ…ロータ １
４ｂ…磁石部材 １４ｃ，１４ｄ…永久磁石 Ｌ１，Ｌ２…電磁コイル １４ｅ…ケーシング ２０…ＥＣＵ（エンジン制御用
電子制御装置） ３０…ＥＤＵ（吸気制御弁駆動用電子制御装置） ３
２…ＣＰＵ ３４…駆動回路 ３４Ａ〜３４Ｄ…ＦＥＴ ３６…
バッテリ ＲS …抵抗器（電流検出用） ４０…検出回路 ４０ａ…差動増幅回路 ４０ｂ…コンパレータ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支軸を中心に回転可能な回転体を回転駆
   動してその回転位置を目標位置に制御する回転体の駆動
   制御装置であって、 前記支軸に連結されたロータと、該ロータを基準回転位
   置に保持する永久磁石と、通電により磁界を発生して、
   前記ロータを前記基準回転位置から通電方向に応じた所
   定回転方向に回転させると共に、通電電流に応じた回転
   位置にて停止させる電磁コイルと、を備えたロータリソ
   レノイドアクチュエータと、 直流電源から前記電磁コイルに至る通電経路を導通・遮
   断すると共に、前記電磁コイルの通電方向を切換可能な
   複数のスイッチング素子を備えた駆動回路と、 前記回転体を目標位置まで駆動させる駆動指令を受ける
   と、その後一定時間、前記駆動回路内の所定のスイッチ
   ング素子をオンして、前記ロータを前記回転体の目標位
   置まで回転させると共に、その後、前記駆動回路内の所
   定のスイッチング素子を前記目標位置に対応したデュー
   ティ比のパルス幅変調信号にてスイッチングさせて、前
   記電磁コイルの通電電流を目標位置に応じた電流値に制
   御し、前記ロータを前記回転体の目標位置に保持する制
   御手段と、 前記電磁コイルに流れる電流を検出する電流検出手段
   と、 該電流検出手段による検出電流に基づき、該検出電流が
   所定状態となるように、前記制御手段による前記スイッ
   チング素子の制御パターンを補正する補正手段と、 を備えたことを特徴とする回転体の駆動制御装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、前記制御手段が前記パ
   ルス幅変調信号による制御を開始してから所定時間経過
   後に前記電流検出手段にて検出される電流値に基づき、
   電磁コイル温度を演算し、該温度に基づき前記制御回路
   による前記スイッチング素子の制御パターンを補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転体の駆動制御装
   置。
3. 【請求項３】 前記補正手段は、前記制御手段が前記駆
   動指令を受けて制御を開始してから、前記電流検出手段
   にて検出される電流値が立上がり時間判定用の所定の判
   定値に達するまでの時間を計時し、該計時時間より電磁
   コイル温度を演算し、該温度に基づき前記制御回路によ
   る制御パターンを補正することを特徴とする請求項１に
   記載の回転体の駆動制御装置。
4. 【請求項４】 前記計時時間に基づき、前記電磁コイル
   又は該電磁コイルの通電経路の短絡及び断線を判定する
   異常判定手段を備えたことを特徴とする請求項３に記載
   の回転体の駆動制御装置。
5. 【請求項５】 前記補正手段は、前記制御手段が駆動信
   号を受けて制御を開始した後、前記電流検出手段にて検
   出される電流の波形に基づき、該電流波形が所定波形と
   なるように、前記制御手段が前記駆動信号を受けて前記
   ロータを前記回転体の目標位置まで駆動する際の制御パ
   ターンを補正することを特徴とする請求項１〜請求項４
   いずれか記載の回転体の駆動制御装置。
6. 【請求項６】 前記補正手段は、前記制御手段が前記パ
   ルス幅変調信号による駆動を開始した後、前記電流検出
   手段にて検出される電流の変動量を前記電流波形を表す
   パラメータとして検出し、該変動量が小さくなるよう
   に、前記制御パターンを補正することを特徴とする請求
   項５に記載の回転体の駆動制御装置。
7. 【請求項７】 前記回転体は、内燃機関の各気筒毎の吸
   気通路に設けられた吸気制御弁であり、前記制御手段
   は、該吸気制御弁を全開・全閉させる指令信号に応じ
   て、前記電磁コイルの通電方向及び通電電流を制御する
   ことを特徴とする請求項１〜請求項６いずれか記載の回
   転体の駆動制御装置。