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

回転体の駆動制御装置

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JPH0993799A
JPH0993799A JP7244387A JP24438795A JPH0993799A JP H0993799 A JPH0993799 A JP H0993799A JP 7244387 A JP7244387 A JP 7244387A JP 24438795 A JP24438795 A JP 24438795A JP H0993799 A JPH0993799 A JP H0993799A
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JP
Japan
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control
current
rotating
drive
electromagnetic coil
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Application number
JP7244387A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Katsuta
Shigeo Nomura
Masahito Somiya
浩幸 勝田
雅人 宗宮
重夫 野村
Original Assignee
Denso Corp
株式会社デンソー
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Publication date
Application filed by Denso Corp, 株式会社デンソー filed Critical Denso Corp
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    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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。
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