WO2023058340A1 - モータの制御装置及びモータの制御方法 - Google Patents

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WO2023058340A1
WO2023058340A1 PCT/JP2022/031404 JP2022031404W WO2023058340A1 WO 2023058340 A1 WO2023058340 A1 WO 2023058340A1 JP 2022031404 W JP2022031404 W JP 2022031404W WO 2023058340 A1 WO2023058340 A1 WO 2023058340A1
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motor
value
stopper
current
microcomputer
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PCT/JP2022/031404
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English (en)
French (fr)
Inventor
真 實石
誠己 羽野
Original Assignee
日立Astemo株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a motor control device and a control method thereof that rotationally drives a rotating body provided with a stopper that regulates the rotation angle by speed feedback control.
  • variable valve timing As an example of a control target device provided with a mechanical stopper that regulates the rotation angle of a rotating body that is rotationally driven by a motor, variable valve timing as described in Japanese Patent Laying-Open No. 2018-123716 (Patent Document 1). (VVT; Variable Valve Timing) mechanism is known.
  • VVT Variable Valve Timing
  • the valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is changed by changing the relative rotation angle of the camshaft with respect to the crankshaft by the motor.
  • a process of pressing a rotating body rotated by a motor against a mechanical stopper is executed.
  • this learning process is executed, if the learning accuracy of the reference angle is insufficient, it cannot be determined even though the rotating body is pressed against the stopper, and the rotating body cannot be driven to rotate to the target angle. , an excessive current is supplied to the electric motor.
  • the present invention provides a motor control device and a motor that prevent an excessive current from being supplied to a motor that rotates a rotating body by velocity feedback control in a state where the rotation angle of the rotating body is restricted by a mechanical stopper.
  • the object is to provide a control method.
  • the motor control device rotates a rotating body equipped with a stopper that regulates the rotation angle through speed feedback control.
  • the motor controller limits the current supplied to the motor when the absolute value of the deviation between the target rotational speed of the motor and the actual rotational speed of the motor remains within a predetermined range for a predetermined period of time.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an engine system mounted on a vehicle; FIG. It is a longitudinal section showing an example of a VVT mechanism.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2; FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2; It is a figure for demonstrating the malfunction in a prior art.
  • FIG. 1 shows an example of an engine system mounted on a vehicle to which a motor control device according to this embodiment can be applied.
  • the engine 10 mounted on a vehicle such as an automobile is, for example, an in-line 4-cylinder gasoline engine.
  • An intake flow rate sensor 14 that detects an intake flow rate Q which is an example of the load of the engine 10, is attached to a predetermined location of an intake pipe 12 that introduces intake air (intake air) into each cylinder.
  • intake air intake air
  • a hot wire flow meter such as an air flow meter can be used.
  • the load of the engine 10 is not limited to the intake flow rate Q, and state quantities closely related to torque, such as intake negative pressure, supercharging pressure, throttle opening, accelerator opening, etc., can be used.
  • An intake port 18 that introduces intake air into the combustion chamber 16 of each cylinder is provided with an intake valve 20 that opens and closes an end opening facing the combustion chamber 16 .
  • a fuel injection valve 22 that injects fuel toward the rear surface of the head portion of the intake valve 20 is attached to a predetermined location of the intake port 18 located upstream of the intake valve 20 .
  • the fuel injection valve 22 is supplied with fuel pressure-regulated to a predetermined pressure so that the fuel is injected approximately in proportion to the valve opening time of the injection hole.
  • the fuel injection valve 22 is not limited to a configuration that injects fuel toward the back surface of the head portion of the intake valve 20, and may have a configuration that directly injects fuel into the combustion chamber 16, or a configuration that includes both of these. good.
  • the fuel injected from the injection hole of the fuel injection valve 22 is introduced into the combustion chamber 16 together with the intake air through the gap between the end opening of the intake port 18 and the intake valve 20, and is ignited by the spark ignition of the spark plug 24. Burn. As a result, the combustion pressure forces the piston 26 down toward the crankshaft (not shown), thereby driving the crankshaft in rotation.
  • an exhaust valve 30 for opening and closing an end opening facing the combustion chamber 16 is arranged at the exhaust port 28 for leading the exhaust gas from the combustion chamber 16 .
  • the exhaust is discharged to the exhaust pipe 32 through the gap between the end opening of the exhaust port 28 and the exhaust valve 30 .
  • a catalytic converter 34 is attached to a predetermined portion of the exhaust pipe 32 . Harmful substances contained in the exhaust gas are purified into harmless components by the catalytic converter 34 and then released into the atmosphere through the end opening of the exhaust pipe 32 .
  • the catalytic converter 34 for example, a three-way catalyst that purifies CO (carbon monoxide), HC (hydrocarbons), and NOx (nitrogen oxides) contained in the exhaust gas can be used.
  • VVT mechanism 100 that changes the valve timing of the intake valves 20 by changing the relative rotation angle of the intake camshaft 36 with respect to the crankshaft.
  • the VVT mechanism 100 is not limited to the intake valve 20 as long as it is arranged at least one of the intake valve 20 and the exhaust valve 30 . Details of the VVT mechanism 100 will be described later.
  • a water temperature sensor 38, an engine rotation speed sensor 40, a crank angle sensor 42, a cam angle sensor 44, and a motor rotation speed sensor 46 are attached to predetermined locations of the engine system in addition to the intake flow rate sensor 14 described above.
  • a water temperature sensor 38 detects a coolant temperature (water temperature) Tw of the engine 10 .
  • the engine rotation speed sensor 40 detects the rotation speed Ne of the engine 10 .
  • a crank angle sensor 42 detects a rotation angle ⁇ CRK from the reference position of the crankshaft.
  • a cam angle sensor 44 detects a rotation angle ⁇ CAM of the intake camshaft 36 from a reference position.
  • a motor rotation speed sensor 46 detects a rotation speed Nm of an output shaft of an electric motor (details of which will be described later) of the VVT mechanism 100 .
  • the rotation speed of the output shaft of the electric motor is abbreviated as the rotation speed of the electric motor.
  • Each output signal of the intake flow rate sensor 14, the water temperature sensor 38, the engine speed sensor 40, the crank angle sensor 42, the cam angle sensor 44, and the motor speed sensor 46 is sent to an engine control module containing a microcomputer (not shown). (ECM) 200.
  • the engine control module 200 reads the intake flow rate Q and the rotation speed Ne from the intake flow rate sensor 14 and the engine rotation speed sensor 40, respectively, and calculates the basic fuel injection amount according to the engine operating state based on these.
  • the engine control module 200 also reads the water temperature Tw from the water temperature sensor 38 and calculates the fuel injection amount by correcting the basic fuel injection amount with the water temperature Tw.
  • the engine control module 200 outputs actuation signals to the fuel injection valves 22 and the spark plugs 24 at timings corresponding to the engine operating state, and causes the fuel injection valves 22 to inject fuel corresponding to the fuel injection amount. A mixture of fuel and air is ignited and burned by the plug 24 .
  • the engine control module 200 reads the air-fuel ratio from an air-fuel ratio sensor (not shown) and feedback-controls the fuel injection valve 22 so that the air-fuel ratio in the exhaust approaches the target air-fuel ratio.
  • the engine control module 200 then transmits the target rotational speed Nt of the electric motor to the VVT controller 250 incorporating a microcomputer (not shown) via a well-known in-vehicle network such as CAN (Controller Area Network).
  • the VVT controller 250 receives the output signal of the motor rotation speed sensor 46 that detects the rotation speed Nm of the electric motor.
  • the VVT controller 250 is an example of a motor control device.
  • the VVT controller 250 receives the target rotation speed Nt of the electric motor, reads the actual rotation speed (actual rotation speed) Nm of the electric motor from the motor rotation speed sensor 46, and adjusts the actual rotation speed Nm so that it approaches the target rotation speed Nt. , to feedback-control the current supplied to the electric motor. In short, the VVT controller 250 controls the current supplied to the electric motor of the VVT mechanism 100 by speed feedback control.
  • FIGS. 2 to 4 show an example of the VVT mechanism 100.
  • the VVT mechanism 100 includes a timing sprocket (cam sprocket) 102, a cover member 104, and a phase change mechanism 106, as shown in FIG.
  • Timing sprocket 102 is rotationally driven by the crankshaft of engine 10 via timing chain 108 .
  • the timing sprocket 102 rotates the intake camshaft 36 integrated therewith.
  • the cover member 104 is fastened with bolts 112 to a chain cover 110 that is a fixed structure of the engine 10 on the distal side of the timing sprocket 102 with respect to the intake camshaft 36 .
  • the phase change mechanism 106 is arranged between the timing sprocket 102 and the intake camshaft 36 to change the relative rotation angle of the timing sprocket 102 with respect to the intake camshaft 36 .
  • the timing sprocket 102 is given as an example of the rotating body.
  • the timing sprocket 102 is arranged rotatably relative to the outer peripheral surface of the end of the intake camshaft 36 via a ball bearing 114 .
  • An annular plate 118 is fastened with bolts 120 .
  • an arc-shaped stopper projection 102A is formed on a portion of the inner peripheral surface of the timing sprocket 102 over a predetermined length along the circumferential direction.
  • a cylindrical housing extending distally from the intake camshaft 36 covers the components of the reduction gear 122 and the electric motor 124 of the phase change mechanism 106 on the distal outer circumference of the plate 118 .
  • 126 are fastened by bolts 128 .
  • Housing 126 is made of non-ferrous metal and functions as a yoke.
  • An annular plate-shaped holding portion 126A is integrally connected to the distal end surface of the housing 126 located on the distal side.
  • the housing 126 is covered with the cover member 104 disposed further distally than the housing 126 while being separated from the cover member 104 by at least a predetermined distance.
  • a driven member 130 which is a driven rotating body, is fastened to the end of the intake camshaft 36 with a cam bolt 132 .
  • an arc-shaped stopper concave groove 36A is formed on a part of the outer peripheral surface of the tip of the intake camshaft 36, in which the stopper convex portion 102A of the timing sprocket 102 is fitted so as to be relatively rotatable. It is formed over a predetermined length along the circumferential direction.
  • the stopper projection 102A of the timing sprocket 102 and the stopper groove 36A of the intake camshaft 36 constitute a stopper.
  • the driven member 130 is formed of a ferrous metal, and as shown in FIGS. and a cylindrical portion 130B.
  • An annular convex portion 130C having substantially the same diameter as the intake camshaft 36 is integrally formed with the disk portion 130A, and a part of the inner ring of the ball bearing 114 is fitted therein.
  • a holder 136 for holding a plurality of rollers 134 is integrally formed on the outer peripheral portion of the disk portion 130A.
  • the phase changing mechanism 106 includes an electric motor 124 arranged concentrically with the intake camshaft 36 and a speed reducer 122 that reduces the rotational speed of the electric motor 124 and transmits it to the intake camshaft 36 . .
  • the electric motor 124 includes a housing 126 that rotates together with the timing sprocket 102, a motor shaft 138 that is freely rotatable inside the housing 126, a pair of permanent magnets 140 fixed to the inner peripheral surface of the housing 126, 142 and a stator 144 fixed to the holding portion 126A of the housing 126.
  • the motor shaft 138 is cylindrical and functions as an armature.
  • An iron core rotor 146 having a plurality of poles is fixed to the outer periphery of the motor shaft 138 at a substantially central position.
  • An electromagnetic coil 148 is wound around the core rotor 146 .
  • the motor shaft 138 is arranged rotatably relative to the outer circumference of the cam bolt 132 and the outer circumference of the cylindrical portion 130B of the driven member 130 via a ball bearing 150 and a needle bearing 152 .
  • a cylindrical eccentric shaft portion 154 that constitutes a part of the speed reducer 122 is integrally formed at the proximal end portion of the motor shaft 138 .
  • the speed reducer 122 includes an eccentric shaft portion 154 that performs eccentric rotational motion, a ball bearing 156 arranged on the outer circumference of the eccentric shaft portion 154, a roller 134 arranged on the outer circumference of the ball bearing 156, and the roller 134 in the rolling direction. and a driven member 130 that is integrated with the retainer 136 .
  • the axis of the cam surface formed on the outer peripheral surface of the eccentric shaft portion 154 is slightly eccentric from the axis X of the motor shaft 138 in the radial direction.
  • the ball bearings 156, rollers 134 and the like function as planetary meshing portions.
  • roller 134 is always in contact with the outer peripheral surface of the outer ring of the ball bearing 156 .
  • annular gap 158 is formed on the outer periphery of the ball bearing 156, and this gap 158 allows the ball bearing 156 as a whole to move radially along with the eccentric rotation of the eccentric shaft portion 154. It is possible.
  • Each roller 134 moves in the radial direction along with the eccentric motion of the ball bearing 156 and fits into the inner tooth 116A of the annular member 116, and oscillates in the radial direction while being guided in the circumferential direction by the retainer 136. is configured to
  • the electromagnetic coil 148 When changing the relative rotation angle of the intake camshaft 36 with respect to the crankshaft, in short, the valve timing of the intake valve 20, the electromagnetic coil 148 is energized to operate the electric motor 124.
  • the electric motor 124 When the electric motor 124 operates, its torque is transmitted to the intake camshaft 36 via the reduction gear 122 . That is, when the eccentric shaft portion 154 rotates eccentrically with the rotation of the motor shaft 138, each roller 134 is guided radially by the retainer 136 to rotate one inner tooth of the annular member 116 for each rotation of the motor shaft 138. It moves over 116A and rolls to another adjacent inner tooth 116A. Then, each roller 134 rolls in the circumferential direction while repeating this in sequence.
  • Rotation of the motor shaft 138 is transmitted to the driven member 130 while being decelerated by the rolling contact of the rollers 134 .
  • the speed reduction ratio when the rotation of the motor shaft 138 is transmitted to the driven member 130 can be arbitrarily set by the number of rollers 134 or the like.
  • the intake camshaft 36 rotates forward and backward relative to the timing sprocket 102, and the relative rotation angle is changed.
  • the opening/closing timing of the intake valve 20 is changed to the advance side or the retard side.
  • the mechanical stopper of the VVT mechanism 100 can, for example, learn the reference phase of the valve timing, set it to the most retarded phase in preparation for the next start when the engine 10 is stopped, and set it to the most advanced phase while the engine 10 is operating. It is used for things such as angular phase.
  • the electric motor 124 of the VVT mechanism 100 is rotationally driven by speed feedback control, if the learning accuracy of the reference angle is insufficient, the relative rotation of the timing sprocket 102 with respect to the intake camshaft 36 is restricted by the stopper. This may not always be possible. In this case, the VVT controller 250 attempts to rotationally drive the timing sprocket 102 with respect to the intake camshaft 36 to the stopper operating position.
  • the VVT controller 250 gradually increases the current value supplied to the electric motor 124 in order to bring the actual rotation speed (actual rotation speed) of the electric motor 124 closer to the target rotation speed. In effect, an excessive current is supplied to the electric motor 124 .
  • the VVT controller 250 determines that the stopper convex portion 102A of the timing sprocket 102 is It is determined that the intake camshaft 36 is in contact with the inner surface of the stopper groove 36A. If the VVT controller 250 determines that the stopper protrusion 102A is in contact with the inner surface of the stopper groove 36A, the VVT controller 250 limits the current supplied to the electric motor 124 so that an excessive current is not supplied to the electric motor 124. to This process will be described in detail below.
  • VVT control processing that is repeatedly executed at predetermined time intervals by the microcomputer of the VVT controller 250 when the VVT controller 250 is activated.
  • the microcomputer of VVT controller 250 executes VVT control processing according to an application program stored in a non-volatile manner such as a flash ROM (Read Only Memory).
  • a determination flag is secured to hold the determination result as to whether or not the stopper is being pressed. .
  • step 11 the microcomputer of the VVT controller 250 supplies electric current to the electric motor 124 according to the speed deviation calculated in step 10 and the current value (actual current value) of the electric current actually supplied to the electric motor 124. Calculate the current command value.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the determination flag is "FALSE", in other words, whether or not the stopper is being pressed. Then, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the determination flag is "FALSE", ie, that the stopper is not pressed (Yes), the process proceeds to step 13 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the determination flag is "TRUE", ie, that the stopper is being pressed (No), the process proceeds to step 17 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the absolute value of the speed deviation is equal to or greater than a predetermined lower limit value and equal to or less than a predetermined upper limit value.
  • the predetermined lower limit value and the predetermined upper limit value are one parameter for determining whether or not the stopper is being pressed, and are appropriately determined in consideration of the operating characteristics of the VVT mechanism 100, for example. can do. If the microcomputer of VVT controller 250 determines that the absolute value of the speed deviation is equal to or greater than the predetermined lower limit value and equal to or less than the predetermined upper limit value (Yes), the process proceeds to step 14 .
  • the process proceeds to step 19 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 uses, for example, a timer function to determine whether or not the absolute value of the speed deviation has remained above a predetermined lower limit and below a predetermined upper limit for a predetermined period of time. judge.
  • the predetermined time is another parameter for determining whether or not the pressing against the stopper is being performed, and can be appropriately determined, for example, in consideration of the time at which the pressing against the stopper is completed. . If the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the absolute value of the speed deviation is equal to or greater than the predetermined lower limit value and equal to or less than the predetermined upper limit value for a predetermined period of time (Yes), the process proceeds to step 15. proceed.
  • step 19 the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the state in which the absolute value of the speed deviation is equal to or greater than the predetermined lower limit value and equal to or less than the predetermined upper limit value has not continued for a predetermined period of time (No). If the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the state in which the absolute value of the speed deviation is equal to or greater than the predetermined lower limit value and equal to or less than the predetermined upper limit value has not continued for a predetermined period of time (No), the process proceeds to step 19. proceed.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 saves the actual current value of the current supplied to the electric motor 124 in the variable area previously reserved in the volatile memory.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 sets the determination flag to "TRUE", in other words, determines that the stopper is being pressed.
  • step 17 the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the sign of the speed deviation has reversed. Determine whether or not If the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the sign of the speed deviation has reversed (Yes), the process proceeds to step 18 . On the other hand, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that the sign of the speed deviation is not reversed (No), the process proceeds to step 19 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 sets the determination flag to "FALSE", in other words, determines that the pressure on the stopper has been released. After that, the microcomputer of VVT controller 250 advances the process to step 19 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the determination flag is "TRUE”, that is, whether or not it is determined that the stopper is being pressed. If the microcomputer of VVT controller 250 determines that the determination flag is “TRUE” (Yes), the process proceeds to step 20 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the determination flag is not "TRUE”, ie, that the stopper is not pressed (No), the process proceeds to step 45 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the speed deviation calculated at step 10 is 0 or more, in other words, whether or not it is pushing to the advance angle side. If the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the speed deviation is 0 or more (Yes), the process proceeds to step 21 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the speed deviation is not 0 or more, that is, the pressing is to the retard side (No), the process proceeds to step 33 .
  • step 21 the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the determination flag was "FALSE” in the previous control cycle, in other words, whether or not the stopper was pressed in the previous control cycle. . Then, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that the determination flag was “FALSE” in the previous control cycle (Yes), the process proceeds to step 22 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the determination flag was not "FALSE” in the previous control cycle, that is, that the stopper was pressed in the previous control cycle (No), the process proceeds to step 27. proceed to
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the determination flag is "TRUE” in the current control cycle, in short, whether or not the stopper is being pressed in the current control cycle. . If the microcomputer of VVT controller 250 determines that the determination flag is “TRUE” in the current control cycle (Yes), the process proceeds to step 23 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the determination flag is not "TRUE” in the current control cycle, that is, that the pressing against the stopper is not performed (No), the process proceeds to step 27.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the learning value on the advance angle side is equal to or less than the actual current value at the time of determining pressing against the stopper. If the microcomputer of VVT controller 250 determines that the learned value on the advance angle side is equal to or less than the actual current value (Yes), the process proceeds to step 24 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the learned value on the advance side is not less than the actual current, that is, the learned value on the advance side is greater than the actual current (No), the process proceeds to step 26. proceed.
  • step 24 the microcomputer of the VVT controller 250 sets the current limit value, which is a parameter for limiting the current supplied to the electric motor 124, to the actual current value at the time of judging pressing against the stopper.
  • step 25 the microcomputer of the VVT controller 250 sets the learning value on the advance angle side to the actual current value at the time of judging pressing against the stopper. After that, the microcomputer of VVT controller 250 advances the process to step 27 .
  • step 26 the microcomputer of the VVT controller 250 adopts the learned value on the advance angle side as the current limit value. After that, the microcomputer of VVT controller 250 advances the process to step 27 .
  • step 27 the microcomputer of the VVT controller 250 reads the actual rotational speed Nm of the electric motor 124 from the motor rotational speed sensor 46, and determines whether or not it is 0. Determine whether or not there is If the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the actual rotation speed Nm of the electric motor 124 is 0 (Yes), the process proceeds to step 28 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the actual rotation speed Nm of the electric motor 124 is not 0 (No), the process proceeds to step 31 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 increases the current limit value by a predetermined value. That is, the microcomputer of the VVT controller 250 sets the current limit value to a predetermined value considering, for example, that the VVT mechanism 100 cannot be operated with the current limit value due to the cam torque of the intake camshaft 36 when the engine 10 is stopped. only increase.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the current limit value is equal to or greater than a predetermined current upper limit value, in other words, whether or not the cam torque of the intake camshaft 36 is being pushed against the stopper. determine whether If the microcomputer of VVT controller 250 determines that the current limit value is equal to or greater than the current upper limit value (Yes), the process proceeds to step 30 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the current limit value is not equal to or greater than the current upper limit value, that is, that the intake camshaft 36 is not pressed against the stopper against the cam torque (No), the process is performed. to step 31.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 turns off the power supply to the electric motor 124.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines that pressing against the stopper has been completed during the process of stopping the engine 10, and stops supplying electric current to the electric motor 124, for example, in order to suppress wasteful power consumption.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the pressing against the stopper continues. Specifically, the microcomputer of the VVT controller 250 recalculates the current speed deviation, and determines whether the absolute value of the value obtained by subtracting the current speed deviation from the speed deviation calculated in step 10 is equal to or less than a predetermined deviation. In short, it is determined whether or not the pressing against the stopper is continued according to the two speed deviations. If the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the pressing against the stopper continues (Yes), the process proceeds to step 45 . On the other hand, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that pressing against the stopper is not continued (No), the process proceeds to step 32 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 increases the current limit value by a predetermined value.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 considers that the set current limit value cannot follow the rotation increase of the engine 10 when pressing against the advance side stopper, and sets the current limit value to a predetermined value to cope with this. only increase. After that, the microcomputer of VVT controller 250 advances the process to step 45 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 reads the actual rotational speed Nm of the electric motor 124 from the motor rotational speed sensor 46 and determines whether or not it is equal to or less than a predetermined rotational speed. In short, the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the rotation speed of the intake camshaft 36, which has a strong relationship with the actual rotation speed Nm of the electric motor 124, is equal to or less than a predetermined value when pressed against the retard side stopper. . Then, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that the actual rotation speed Nm of electric motor 124 is equal to or lower than the predetermined rotation speed (Yes), the process proceeds to step 34 .
  • the process proceeds to step 35 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 turns off the power supply to the electric motor 124.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 can press the retard side stopper by the cam torque of the intake camshaft 36 . stop the current supply to suppress wasteful power consumption.
  • the microcomputer of VVT controller 250 advances the process to step 35 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the determination flag in the previous control cycle was "FALSE", in short, whether or not the stopper was pressed in the previous control cycle. Then, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that the determination flag in the previous control cycle was "FALSE" (Yes), the process proceeds to step 36 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the determination flag in the previous control cycle is not "FALSE", that is, that the stopper was pressed in the previous control cycle (No), the process proceeds to step 41. proceed to
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the determination flag in the current control cycle is "TRUE", in short, whether or not the stopper is being pressed in the current control cycle. . Then, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that the determination flag in the current control cycle is "TRUE" (Yes), the process proceeds to step 37 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the determination flag in the current control cycle is not "TRUE", that is, if it determines that the pressing against the stopper is not performed in the current control cycle (No), the process is stepped. Proceed to 41.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the learning value on the retard side is equal to or less than the actual current value at the time of determination of pressing against the stopper. If the microcomputer of VVT controller 250 determines that the learning value on the retard side is equal to or less than the actual current (Yes), the process proceeds to step 38 . On the other hand, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that the learning value on the retard side is not equal to or less than the actual current value, that is, is greater than the actual current value (No), the process proceeds to step 40 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 sets the current limit value to the actual current value at the time of judging pressing against the stopper.
  • step 39 the microcomputer of the VVT controller 250 sets the learning value on the retard side to the actual current value at the time of stopper pressing determination. After that, the microcomputer of VVT controller 250 advances the process to step 41 .
  • step 40 the microcomputer of the VVT controller 250 adopts the learning value on the retard side as the current limit value. After that, the microcomputer of VVT controller 250 advances the process to step 41 .
  • step 41 the microcomputer of the VVT controller 250 reads the actual rotational speed Nm of the electric motor 124 from the motor rotational speed sensor 46, and determines whether or not it is 0. Determine whether or not there is If the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the actual rotation speed Nm of the electric motor 124 is 0 (Yes), the process proceeds to step 42 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the actual rotational speed Nm of the electric motor 124 is not 0 (No), the process proceeds to step 45 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 increases the current limit value by a predetermined value. That is, the microcomputer of the VVT controller 250 sets the current limit value to a predetermined value considering, for example, that the VVT mechanism 100 cannot be operated with the current limit value due to the cam torque of the intake camshaft 36 when the engine 10 is stopped. only increase.
  • step 43 the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the current limit value is equal to or greater than a predetermined current upper limit value. determine whether If the microcomputer of VVT controller 250 determines that the current limit value is equal to or greater than the current upper limit value (Yes), the process proceeds to step 44 . On the other hand, if the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the current limit value is not equal to or greater than the current upper limit value, that is, that the intake camshaft 36 is not pressed against the stopper against the cam torque (No), the process is performed. to step 45.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 turns off the power supply to the electric motor 124.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines that pressing against the stopper has been completed during the process of stopping the engine 10, and stops supplying electric current to the electric motor 124, for example, in order to suppress wasteful power consumption.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the current command value calculated at step 11 is greater than the current limit value. If the microcomputer of VVT controller 250 determines that the current command value is greater than the current limit value (Yes), the process proceeds to step 46 . On the other hand, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that the current command value is not greater than the current limit value, that is, the current command value is equal to or less than the current limit value (No), the process proceeds to step 47 .
  • the microcomputer of the VVT controller 250 sets the current command value to the current limit value. In short, the microcomputer of VVT controller 250 limits the current command value to the current limit value.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 supplies a current corresponding to the current command value to the electric motor 124, and feedback-controls the electric motor 124 by PID control or PI control, for example.
  • the electric motor 124 of the VVT mechanism 100 is speed feedback controlled.
  • the microcomputer of the VVT controller 250 determines whether or not the pressing against the stopper has been released. Determine whether or not pressing is performed. If the microcomputer of the VVT controller 250 determines that the pressure on the stopper has been released (Yes), the process proceeds to step 49 . On the other hand, if the microcomputer of VVT controller 250 determines that the pressure on the stopper has not been released (No), it terminates the VVT control process in the current control cycle.
  • step 49 since the pressure on the stopper has been released, the microcomputer of the VVT controller 250 clears the integral term in feedback control. By clearing the integral term in the feedback control, it is possible to suppress the deterioration of the controllability after the pressing of the stopper is released. Thereafter, the microcomputer of VVT controller 250 terminates the VVT control processing in the current control cycle.
  • the absolute value of the deviation between the target speed and the actual speed of the electric motor 124 is equal to or greater than the predetermined lower limit and the predetermined upper limit.
  • the actual current value of the current supplied to the electric motor 124 at that time is saved, and the determination result of whether or not the pressing to the stopper has been performed is displayed. is set to "TRUE".
  • the sign of the deviation between the target speed and the actual speed of the electric motor 124 is reversed between the previous control cycle and the current control cycle. If so, the determination flag is cleared to "FALSE". Therefore, the deviation between the target speed and the actual speed of the electric motor 124 can be used to determine whether the stopper has been pressed or the stopper has been released.
  • the learning of the advance side is performed. It is determined whether or not the value is less than or equal to the actual current value at the time of determination of pressing against the stopper. If the learned value on the advance side is equal to or less than the actual current value, the learned value on the advance side is determined to be inappropriate, and the current limit value is set to the actual current value. The learned value is set to the actual current value.
  • the learned value on the advance side is greater than the actual current value at the time of judging pressing against the stopper, it is determined that the learned value on the advance side is appropriate, and the learned value on the advance side is adopted as the current limit value. be done. Therefore, as a countermeasure against the case where the pressing against the stopper is not performed at the current limit value, it is possible to learn the learning value for limiting the current on the advance angle side.
  • the electric motor 124 of the VVT mechanism 100 can be rotated against the cam torque of the intake camshaft 36. Therefore, the current limit value is increased by a predetermined value. Then, when the current limit value reaches a predetermined current upper limit value, it is determined that the stopper is being pressed, and the energization of the electric motor 124 is turned off. Therefore, when the stopper is pressed in the process of stopping the engine 10, the power supply to the electric motor 124 is turned off, and wasteful power consumption can be suppressed.
  • the actual rotation speed Nm of the electric motor 124 is equal to or less than the predetermined rotation speed, that is, if the rotation speed of the intake camshaft 36 is equal to or less than the predetermined value. It is determined that the cam torque of the intake camshaft 36 allows pressing against the retard side stopper. Then, when it is determined by the cam torque that it is possible to press the retard side stopper, the power supply to the electric motor 124 is turned off in order to suppress wasteful power consumption.
  • the learned value on the retard side is less than or equal to the actual current value when the stopper was pressed. It is determined whether there is If the learned value on the retarded side is equal to or less than the actual current, it is determined that the learned value on the retarded side is inappropriate, and the current limit value is set to the actual current value, and the learned value on the retarded side is set. value is set to the actual current value.
  • the learned value on the retarded side is larger than the actual current value at the time of judging pressing against the stopper, it is determined that the learned value on the retarded side is appropriate, and the learned value on the retarded side is adopted as the current limit value. be done. Therefore, as a countermeasure against the case where the pressing against the stopper is not performed at the current limit value, it is possible to learn the learning value for limiting the current on the retard side.
  • the electric motor 124 of the VVT mechanism 100 can be rotated against the cam torque of the intake camshaft 36. Therefore, the current limit value is increased by a predetermined value. Then, when the current limit value reaches a predetermined current upper limit value, it is determined that the stopper is being pressed, and the energization of the electric motor 124 is turned off. Therefore, when the stopper is pressed in the process of stopping the engine 10, the power supply to the electric motor 124 is turned off, and wasteful power consumption can be suppressed.
  • the current command value is lower than the current limit value. If larger, the current command value is limited to the current limit value. Then, the electric motor 124 is feedback-controlled according to the current command value. Therefore, as shown in FIG. 12, when the stopper is being pressed, the current value of the current supplied to the electric motor 124 is limited, and it is possible to suppress the flow of an excessive current to the electric motor 124 . .
  • the engine 10 mounted on the vehicle is not limited to a gasoline engine, and may be a diesel engine.
  • the current limit value for limiting the current supplied to the electric motor 124 of the VVT mechanism 100 may be a fixed value set in consideration of the characteristics of the electric motor 124, for example.
  • this embodiment is applicable not only to the VVT mechanism 100 but also to well-known devices to be controlled that have a stopper that regulates the rotation angle of a rotating body that is rotationally driven by a motor.

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Abstract

ＶＶＴコントローラのマイクロコンピュータは、回転角度を規制するストッパが備えられたＶＶＴ機構の電動モータを速度フィードバック制御によって回転駆動させる。このとき、ＶＶＴコントローラのマイクロコンピュータは、電動モータの目標回転速度とその実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、ストッパによって回転体の回転角度が規制されていると判定する。そして、ＶＶＴコントローラのマイクロコンピュータは、ストッパによって回転体の回転角度が規制されていると判定すると、電動モータに供給する電流を制限する。

Description

モータの制御装置及びモータの制御方法
　本発明は、回転角度を規制するストッパが備えられた回転体を速度フィードバック制御によって回転駆動する、モータの制御装置及びその制御方法に関する。
　モータによって回転駆動される回転体の回転角度を規制する機械的なストッパが備えられた制御対象機器の一例として、特開２０１８－１２３７１６号公報（特許文献１）に記載されるような可変バルブタイミング（ＶＶＴ；Variable Valve Timing）機構が知られている。ＶＶＴ機構では、モータによってクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転角度を変化させることで、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングが変更される。
特開２０１８－１２３７１６号公報
　ストッパが備えられたＶＶＴ機構の制御では、例えば、バルブタイミングの基準角度の学習などを目的として、モータによって回転駆動される回転体を機械的なストッパに押し付ける処理が実行されている。この学習処理を実行するとき、基準角度の学習精度が不十分であると、回転体がストッパに押し付けられているにもかかわらずこれを判断できず、回転体を目標角度まで回転駆動させようとして、電動モータに過大な電流が供給されてしまう。
　そこで、本発明は、機械的なストッパによって回転体の回転角度が規制された状態において、回転体を速度フィードバック制御によって回転駆動するモータに過大な電流が供給されないようにする、モータ制御装置及びモータ制御方法を提供することを目的とする。
　モータの制御装置は、回転角度を規制するストッパが備えられた回転体を速度フィードバック制御によって回転駆動させる。このとき、モータの制御装置は、モータの目標回転速度とその実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、モータに供給する電流を制限する。
　本発明によれば、機械的なストッパによって回転体の回転角度が規制された状態において、回転体を速度フィードバック制御によって回転駆動するモータに過大な電流が供給されないようにすることができる。
車両に搭載されたエンジンシステムの一例を示す概要図である。 ＶＶＴ機構の一例を示す縦断面図である。 図２におけるＡ－Ａ断面図である。 図２におけるＢ－Ｂ断面図である。 従来技術における不具合を説明するための図である。 ＶＶＴ制御処理の一例を示すフローチャートである。 ＶＶＴ制御処理の一例を示すフローチャートである。 ＶＶＴ制御処理の一例を示すフローチャートである。 ＶＶＴ制御処理の一例を示すフローチャートである。 電流制限値が不適切である場合の不具合を示す説明図である。 電流制限値を適正化する方法及びその効果の説明図である。 電動モータへの電流を制限した効果の説明図である。
　以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
　図１は、本実施形態に係るモータの制御装置が適用され得る、車両に搭載されたエンジンシステムの一例を示している。
　自動車などの車両に搭載されたエンジン１０は、例えば、直列４気筒のガソリンエンジンである。各気筒に吸気（吸入空気）を導入する吸気管１２の所定箇所には、エンジン１０の負荷の一例として挙げられる吸気流量Ｑを検出する吸気流量センサ１４が取り付けられている。吸気流量センサ１４としては、例えば、エアフローメータなどの熱線式流量計を使用することができる。なお、エンジン１０の負荷としては、吸気流量Ｑに限らず、例えば、吸気負圧、過給圧力、スロットル開度、アクセル開度など、トルクと密接に関連する状態量を使用することができる。
　各気筒の燃焼室１６に吸気を導入する吸気ポート１８には、燃焼室１６を臨む端部開口を開閉する吸気弁２０が配置されている。吸気弁２０の吸気上流に位置する吸気ポート１８の所定箇所には、吸気弁２０の傘部背面に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁２２が取り付けられている。燃料噴射弁２２は、電磁コイルの通電によって磁気吸引力が発生すると、スプリングによって閉弁方向に付勢されている弁体がリフトし、先端の噴孔が開弁して燃料を噴射する。燃料噴射弁２２には、噴孔の開弁時間に略比例した燃料が噴射されるように、所定圧力に調圧された燃料が供給されている。なお、燃料噴射弁２２は、吸気弁２０の傘部背面に向けて燃料を噴射する構成に限らず、燃焼室１６に燃料を直接噴射する構成、又はこれらの両方を備えた構成であってもよい。
　燃料噴射弁２２の噴孔から噴射された燃料は、吸気ポート１８の端部開口と吸気弁２０との間の隙間を通って燃焼室１６に吸気と共に導入され、点火プラグ２４の火花点火によって着火燃焼する。この結果、燃焼圧力が、ピストン２６をクランクシャフト（図示せず）に向けて押し下げることで、クランクシャフトを回転駆動させる。
　また、燃焼室１６から排気を導出する排気ポート２８には、燃焼室１６を臨む端部開口を開閉する排気弁３０が配置されている。そして、排気弁３０によって排気ポート２８の端部開口が開弁すると、排気ポート２８の端部開口と排気弁３０との間の隙間を通って、排気が排気管３２へと排出される。排気管３２の所定箇所には、触媒コンバータ３４が取り付けられている。排気に含まれる有害物質は、触媒コンバータ３４によって無害成分に浄化された後、排気管３２の終端開口から大気中に放出される。ここで、触媒コンバータ３４としては、例えば、排気に含まれるＣＯ（一酸化炭素）、ＨＣ（炭化水素）、及びＮＯｘ（窒素酸化物）を同時に浄化する三元触媒を使用することができる。
　吸気弁２０を開閉駆動する吸気カムシャフト３６の端部には、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト３６の相対回転角度を変化させることで、吸気弁２０のバルブタイミングを変更する電動式のＶＶＴ機構１００が取り付けられている。ここで、ＶＶＴ機構１００は、吸気弁２０に限らず、吸気弁２０及び排気弁３０の少なくとも一方に配置されていればよい。なお、ＶＶＴ機構１００の詳細については後述する。
　エンジンシステムの所定箇所には、上述した吸気流量センサ１４に加えて、水温センサ３８、エンジン回転速度センサ４０、クランク角センサ４２、カム角センサ４４、及びモータ回転速度センサ４６が夫々取り付けられている。水温センサ３８は、エンジン１０の冷却水温度（水温）Ｔｗを検出する。エンジン回転速度センサ４０は、エンジン１０の回転速度Ｎｅを検出する。クランク角センサ４２は、クランクシャフトの基準位置からの回転角度θＣＲＫを検出する。カム角センサ４４は、吸気カムシャフト３６の基準位置からの回転角度θＣＡＭを検出する。モータ回転速度センサ４６は、ＶＶＴ機構１００の電動モータ（詳細については後述する）の出力軸の回転速度Ｎｍを検出する。なお、以下の説明においては、電動モータの出力軸の回転速度を、電動モータの回転速度と略記する。
　吸気流量センサ１４、水温センサ３８、エンジン回転速度センサ４０、クランク角センサ４２、カム角センサ４４、及びモータ回転速度センサ４６の各出力信号は、マイクロコンピュータ（図示せず）を内蔵したエンジン制御モジュール（ＥＣＭ）２００に入力されている。エンジン制御モジュール２００は、吸気流量センサ１４及びエンジン回転速度センサ４０から吸気流量Ｑ及び回転速度Ｎｅを夫々読み込み、これらに基づいてエンジン運転状態に応じた基本燃料噴射量を演算する。また、エンジン制御モジュール２００は、水温センサ３８から水温Ｔｗを読み込み、基本燃料噴射量を水温Ｔｗなどで補正した燃料噴射量を演算する。そして、エンジン制御モジュール２００は、エンジン運転状態に応じたタイミングで燃料噴射弁２２及び点火プラグ２４に作動信号を夫々出力し、燃料噴射量に応じた燃料を燃料噴射弁２２から噴射させるとともに、点火プラグ２４によって燃料と空気との混合気を着火燃焼させる。このとき、エンジン制御モジュール２００は、図示しない空燃比センサから空燃比を読み込み、排気中の空燃比が目標空燃比に近づくように、燃料噴射弁２２をフィードバック制御する。
　エンジン制御モジュール２００は、燃料噴射弁２２及び点火プラグ２４の制御に加えて、吸気流量センサ１４及びエンジン回転速度センサ４０から吸気流量Ｑ及び回転速度Ｎｅを夫々読み込み、エンジン運転状態に応じたＶＶＴ機構１００の目標角度を演算する。また、エンジン制御モジュール２００は、回転速度Ｎｅに１／２を乗算して吸気カムシャフト３６の回転速度Ｎｃ（Ｎｃ＝Ｎｅ×１／２）を演算するとともに、モータ回転速度センサ４６から回転速度Ｎｍを読み込む。さらに、エンジン制御モジュール２００は、ＶＶＴ機構１００が目標角度に近づくように、吸気カムシャフト３６の回転速度Ｎｃ、電動モータの回転速度Ｎｍ及びＶＶＴ機構１００の減速比に応じた電動モータの目標回転速度Ｎｔを演算する。そして、エンジン制御モジュール２００は、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの周知の車載ネットワークを介して、マイクロコンピュータ（図示せず）を内蔵したＶＶＴコントローラ２５０に電動モータの目標回転速度Ｎｔを送信する。ここで、ＶＶＴコントローラ２５０には、エンジン制御モジュール２００と同様に、電動モータの回転速度Ｎｍを検出するモータ回転速度センサ４６の出力信号が入力されている。なお、ＶＶＴコントローラ２５０が、モータの制御装置の一例として挙げられる。
　電動モータの目標回転速度Ｎｔを受信したＶＶＴコントローラ２５０は、モータ回転速度センサ４６から電動モータの実際の回転速度（実回転速度）Ｎｍを読み込み、実回転速度Ｎｍが目標回転速度Ｎｔに近づくように、電動モータに供給する電流をフィードバック制御する。要するに、ＶＶＴコントローラ２５０は、速度フィードバック制御によってＶＶＴ機構１００の電動モータに供給する電流を制御する。
　図２～図４は、ＶＶＴ機構１００の一例を示している。なお、図２～図４に示すＶＶＴ機構１００はあくまで一例であって、電動モータによって回転駆動される回転体の回転角度を規制する機械的なストッパが備えられていれば、当業者にとって周知のＶＶＴ機構であってもよい。
　ＶＶＴ機構１００は、図２に示すように、タイミングスプロケット（カムスプロケット）１０２と、カバー部材１０４と、位相変更機構１０６と、を備えている。タイミングスプロケット１０２は、タイミングチェーン１０８を介して、エンジン１０のクランクシャフトによって回転駆動される。そして、タイミングスプロケット１０２は、これと一体化された吸気カムシャフト３６を回転駆動させる。カバー部材１０４は、吸気カムシャフト３６を基準としたタイミングスプロケット１０２よりも遠位側において、エンジン１０の固定構造物であるチェーンカバー１１０に対してボルト１１２で締結されている。位相変更機構１０６は、タイミングスプロケット１０２と吸気カムシャフト３６との間に配置されて、吸気カムシャフト３６に対するタイミングスプロケット１０２の相対回転角度を変更する。ここで、タイミングスプロケット１０２が、回転体の一例として挙げられる。
　タイミングスプロケット１０２は、吸気カムシャフト３６の端部の外周面に対して、ボールベアリング１１４を介して相対回転可能に配置されている。タイミングスプロケット１０２の外周部の側面であって、吸気カムシャフト３６より遠位側に位置する側面には、内周に波形状の内歯１１６Ａ（図３参照）が形成された環状部材１１６、及び円環形状のプレート１１８が、ボルト１２０によって締結されている。また、タイミングスプロケット１０２の内周面の一部には、図４に示すように、円弧形状のストッパ凸部１０２Ａが周方向に沿って所定長さに亘って形成されている。
　プレート１１８の遠位側の外周部には、位相変更機構１０６の減速機１２２、及び電動モータ１２４の各構成部材を覆うように、吸気カムシャフト３６から遠位方向に向かって延びる円筒形状のハウジング１２６が、ボルト１２８によって締結されている。ハウジング１２６は、非鉄金属によって形成されて、ヨークとして機能する。ハウジング１２６の遠位側に位置する先端面には、円環プレート形状の保持部１２６Ａが一体的に連結されている。そして、ハウジング１２６は、これよりも遠位側に配置されたカバー部材１０４によって、カバー部材１０４と少なくとも所定間隔を隔てつつ覆われている。
　吸気カムシャフト３６の端部には、従動回転体である従動部材１３０が、カムボルト１３２によって締結されている。また、吸気カムシャフト３６の先端部の外周面の一部には、図４に示すように、タイミングスプロケット１０２のストッパ凸部１０２Ａが相対回転可能に嵌合する、円弧形状のストッパ凹溝３６Ａが周方向に沿って所定長さに亘って形成されている。ここで、タイミングスプロケット１０２のストッパ凸部１０２Ａ、及び吸気カムシャフト３６のストッパ凹溝３６Ａによって、ストッパが構成される。
　そして、吸気カムシャフト３６に対してタイミングスプロケット１０２が相対回転し、ストッパ凸部１０２Ａがストッパ凹溝３６Ａの内面に当接すると、吸気カムシャフト３６に対するタイミングスプロケット１０２の相対回転が阻止される。このため、吸気カムシャフト３６に対するタイミングスプロケット１０２の最大進角位置及び最大遅角位置が規定され、吸気弁２０のバルブタイミングの可変範囲が制限されることとなる。
　従動部材１３０は、鉄系金属によって形成され、図２及び図３に示すように、吸気カムシャフト３６の近位側に配置された円板部１３０Ａと、吸気カムシャフト３６の遠位側に配置された円筒部１３０Ｂと、を含んで構成されている。円板部１３０Ａには、吸気カムシャフト３６と略同径を有する円環形状の凸部１３０Ｃが一体的に形成され、ここにボールベアリング１１４の内輪の一部が嵌合されている。また、円板部１３０Ａの外周部には、複数のローラ１３４を保持する保持器１３６が一体的に形成されている。
　位相変更機構１０６は、吸気カムシャフト３６と同心に配置された電動モータ１２４と、電動モータ１２４の回転速度を減速しつつ吸気カムシャフト３６に伝達する減速機１２２と、を含んで構成されている。
　電動モータ１２４は、タイミングスプロケット１０２と一体的に回転するハウジング１２６と、ハウジング１２６の内部に回転自由に配置されたモータ軸１３８と、ハウジング１２６の内周面に固定された一対の永久磁石１４０、１４２と、ハウジング１２６の保持部１２６Ａに固定された固定子１４４と、を含んで構成されている。モータ軸１３８は、円筒形状に形成され、アーマチュアとして機能する。モータ軸１３８の略中央位置の外周には、複数の極を有する鉄心ロータ１４６が固定されている。鉄心ロータ１４６には、電磁コイル１４８が巻き回されている。
　モータ軸１３８は、カムボルト１３２の外周、及び従動部材１３０の円筒部１３０Ｂの外周に対して、ボールベアリング１５０及びニードルベリング１５２を介して、相対回転可能に配置されている。また、モータ軸１３８の近位側の端部には、減速機１２２の一部を構成する、円筒形状の偏心軸部１５４が一体的に形成されている。
　減速機１２２は、偏心回転運動をする偏心軸部１５４と、偏心軸部１５４の外周に配置されたボールベアリング１５６と、ボールベアリング１５６の外周に配置されたローラ１３４と、ローラ１３４を転動方向に保持しつつ径方向への移動を許容する保持器１３６と、保持器１３６と一体化された従動部材１３０と、を含んで構成されている。偏心軸部１５４の外周面に形成されたカム面の軸心は、モータ軸１３８の軸心Ｘから径方向へと僅かに偏心している。ここで、ボールベアリング１５６及びローラ１３４などは、遊星噛み合い部として機能する。
　また、ボールベアリング１５６の外輪の外周面には、ローラ１３４が常時当接している。さらに、ボールベアリング１５６の外周には円環形状の隙間１５８が形成され、この隙間１５８によってボールベアリング１５６の全体が、偏心軸部１５４の偏心回転に伴って径方向へと移動可能、要するに、偏心可能になっている。各ローラ１３４は、ボールベアリング１５６の偏心動作に伴って径方向へと移動しつつ環状部材１１６の内歯１１６Ａに嵌まり込むとともに、保持器１３６によって周方向にガイドされつつ径方向に揺動運動するように構成されている。
　次に、このようなＶＶＴ機構１００の動作について説明する。
　エンジン１０のクランクシャフトが回転すると、タイミングチェーン１０８を介してタイミングスプロケット１０２が回転され、その回転力によって環状部材１１６、プレート１１８及びハウジング１２６を介して電動モータ１２４が同期回転する。一方、環状部材１１６の回転力は、ローラ１３４、保持器１３６及び従動部材１３０を介して、吸気カムシャフト３６に伝達される。これによって、吸気カムシャフト３６が回転し、そこに形成されたカムが吸気弁２０を開閉させる。
　クランクシャフトに対する吸気カムシャフト３６の相対回転角度、要するに、吸気弁２０のバルブタイミングを変更するときには、電磁コイル１４８に通電して電動モータ１２４を作動させる。電動モータ１２４が作動すると、そのモータ回転力が減速機１２２を介して吸気カムシャフト３６に伝達される。即ち、モータ軸１３８の回転に伴い偏心軸部１５４が偏心回転すると、各ローラ１３４がモータ軸１３８の１回転ごとに、保持器１３６により径方向にガイドされながら、環状部材１１６の１つの内歯１１６Ａを乗り越えて隣接する他の内歯１１６Ａに転動しながら移動する。そして、各ローラ１３４が、これを順次繰り返しながら円周方向へと転接する。そして、各ローラ１３４の転接によって、モータ軸１３８の回転が、減速されつつ従動部材１３０に伝達される。なお、モータ軸１３８の回転が従動部材１３０に伝達されるときの減速比は、ローラ１３４の個数などによって任意に設定することができる。
　よって、タイミングスプロケット１０２に対して吸気カムシャフト３６が正逆相対回転して、その相対回転角度が変更される。これによって、吸気弁２０の開閉タイミングが、進角側又は遅角側に変更される。
　このとき、タイミングスプロケット１０２に対する吸気カムシャフト３６の正逆相対回転は、ストッパ凸部１０２Ａがストッパ凹溝３６Ａの内面に当接することで規制される。即ち、従動部材１３０が、偏心軸部１５４の偏心回転に伴ってタイミングスプロケット１０２の回転方向と同方向に相対回転することによって、ストッパ凸部１０２Ａがストッパ凹溝３６Ａの一方の側面に当接して、それ以上の回転が規制される。これによって、吸気カムシャフト３６は、タイミングスプロケット１０２に対する相対回転角度が最大進角へと変更される。一方、従動部材１３０が、タイミングスプロケット１０２の回転方向と逆方向に相対回転することによって、ストッパ凸部１０２Ａがストッパ凹溝３６Ａの他の側面に当接して、それ以上の回転が規制される。これによって、吸気カムシャフト３６は、タイミングスプロケット１０２に対する相対回転角度が最大遅角へと変更される。
　ところで、ＶＶＴ機構１００の機械的なストッパは、例えば、バルブタイミングの基準位相を学習したり、エンジン１０の停止時に次回の始動に備えて最遅角位相にしたり、エンジン１０の作動中に最進角位相にしたりすることに使用される。ＶＶＴ機構１００の電動モータ１２４を速度フィードバック制御によって回転駆動するとき、基準角度の学習精度が不十分であると、ストッパによって吸気カムシャフト３６に対するタイミングスプロケット１０２の相対回転が規制されているにもかかわらずこれを判断できないおそれがある。この場合、ＶＶＴコントローラ２５０は、吸気カムシャフト３６に対してタイミングスプロケット１０２をストッパ作動位置まで回転駆動させようとする。そして、ＶＶＴコントローラ２５０は、図５に示すように、電動モータ１２４の実際の回転速度（実回転速度）を目標回転速度に近づけるべく、電動モータ１２４に供給する電流値を徐々に増加させ、最終的には、電動モータ１２４に過大な電流を供給してしまう。
　そこで、ＶＶＴコントローラ２５０は、電動モータ１２４の目標回転速度Ｎｔとその実回転速度Ｎｍとの偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、タイミングスプロケット１０２のストッパ凸部１０２Ａが吸気カムシャフト３６のストッパ凹溝３６Ａの内面に当接していると判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０は、ストッパ凸部１０２Ａがストッパ凹溝３６Ａの内面に当接していると判定すれば、電動モータ１２４に供給する電流を制限し、電動モータ１２４に過大な電流が供給されないようにする。以下、この処理について、詳細に説明する。
　図６～図９は、ＶＶＴコントローラ２５０が起動されたことを契機として、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが所定の時間間隔で繰り返し実行する、ＶＶＴ制御処理の一例を示している。なお、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、例えば、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性に格納されたアプリケーションプログラムに従って、ＶＶＴ制御処理を実行する。また、マイクロコンピュータのＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリに予め確保された変数領域には、ストッパへの押し付けが行われているか否かの判定結果を保持する判定フラグが確保されている。ここで、判定フラグにおいては、ストッパへの押し付けが行われていることを示す「ＴＲＵＥ（例えば、１）」、ストッパへの押し付けが行われていないことを示す「ＦＡＬＳＥ（例えば、０）」が選択的にセットされ、その初期値が「ＦＡＬＳＥ」になっている。
　ステップ１０（図６では「Ｓ１０」と略記する。以下同様。）では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電動モータ１２４の目標回転速度と実回転速度との速度偏差を算出する。具体的には、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、モータ回転速度センサ４６から電動モータ１２４の回転速度Ｎｍを読み込み、エンジン制御モジュール２００から受信した目標回転速度Ｎｔから回転速度Ｎｍを減算することで速度偏差を算出する（速度偏差＝目標回転速度Ｎｔ－回転速度Ｎｍ）。なお、モータ回転速度センサ４６によって検出された回転速度Ｎｍは、電動モータ１２４の実回転速度を表しているため、以下の説明においてはこれを「実回転速度Ｎｍ」と称することとする。また、エンジン１０の回転速度Ｎｅは電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍと密接に関連するため、エンジン１０の回転速度Ｎｅを電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍと見做してもよい。
　ステップ１１では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、ステップ１０で算出した速度偏差、及び電動モータ１２４に実際に供給している電流の電流値（実電流値）に応じて、電動モータ１２４に供給する電流指令値を算出する。
　ステップ１２では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」であるか否か、要するに、ストッパへの押し付けが行われているか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」、即ち、ストッパへの押し付けが行われていないと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１３へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、判定フラグが「ＴＲＵＥ」、即ち、ストッパへの押し付けが行われていると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１７へと進める。
　ステップ１３では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、速度偏差の絶対値が所定下限値以上かつ所定上限値以下であるか否かを判定する。ここで、所定下限値及び所定上限値は、ストッパへの押し付けが行われているか否かを判定するための１つのパラメータであって、例えば、ＶＶＴ機構１００の作動特性などを考慮して適宜決定することができる。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、速度偏差の絶対値が所定下限値以上かつ所定上限値以下であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１４へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、速度偏差の絶対値が所定下限値以上かつ所定上限値以下でない、要するに、速度偏差の絶対値が所定下限値未満又は所定上限値より大きいと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１９へと進める。
　ステップ１４では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、例えば、タイマ機能を使用して、速度偏差の絶対値が所定下限値以上かつ所定上限値以下となった状態が所定時間継続しているか否かを判定する。ここで、所定時間は、ストッパへの押し付けが行われているか否かを判定するための他のパラメータであって、例えば、ストッパへの押し付けが完了する時間を考慮して適宜決定することができる。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、速度偏差の絶対値が所定下限値以上かつ所定上限値以下となった状態が所定時間継続していると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１５へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、速度偏差の絶対値が所定下限値以上かつ所定上限値以下となった状態が所定時間継続していないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１９へと進める。
　ステップ１５では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、揮発性メモリに予め確保された変数領域に、電動モータ１２４に供給している電流の実電流値を保存する。
　ステップ１６では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、判定フラグを「ＴＲＵＥ」にする、要するに、ストッパへの押し付けが行われていると判定する。
　ステップ１７では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、速度偏差の符号が反転したか否か、具体的には、前回の制御サイクルの速度偏差の符号と今回の制御サイクルの速度偏差の符号とが異なっているか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、速度偏差の符号が反転したと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ１８へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、速度偏差の符号が反転していないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ１９へと進める。
　ステップ１８では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、判定フラグを「ＦＡＬＳＥ」にする、要するに、ストッパへの押し付けが解除されたと判定する。その後、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、処理をステップ１９へと進める。
　ステップ１９では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、判定フラグが「ＴＲＵＥ」であるか否か、即ち、ストッパへの押し付けが行われていると判定したか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、判定フラグが「ＴＲＵＥ」であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２０へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、判定フラグが「ＴＲＵＥ」でない、即ち、ストッパへの押し付けが行われていないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ４５へと進める。
　ステップ２０では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、ステップ１０で算出した速度偏差が０以上であるか否か、要するに、進角側への押し付けか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、速度偏差が０以上であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２１へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、速度偏差が０以上でない、要するに、遅角側への押し付けであると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ３３へと進める。
　ステップ２１では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、前回の制御サイクルにおいて判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」であったか否か、要するに、前回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われていなかったか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、前回の制御サイクルにおいて判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」であったと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２２へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、前回の制御サイクルにおいて判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」でない、要するに、前回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われていたと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２７へと進める。
　ステップ２２では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、今回の制御サイクルにおいて判定フラグが「ＴＲＵＥ」であるか否か、要するに、今回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われているか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、今回の制御サイクルにおいて判定フラグが「ＴＲＵＥ」であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２３へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、今回の制御サイクルにおいて判定フラグが「ＴＲＵＥ」でない、要するに、ストッパへの押し付けが行われていないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２７へと進める。
　ステップ２３では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、進角側の学習値がストッパへの押し付け判定時の実電流値以下であるか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、進角側の学習値が実電流値以下であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２４へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、進角側の学習値が実電流以下でない、即ち、進角側の学習値が実電流値より大きいと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ２６へと進める。
　ステップ２４では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電動モータ１２４に供給する電流を制限するためのパラメータである電流制限値を、ストッパへの押し付け判定時の実電流値に設定する。
　ステップ２５では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、進角側の学習値を、ストッパへの押し付け判定時の実電流値に設定する。その後、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、処理をステップ２７へと進める。
　ステップ２６では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流制限値として進角側の学習値を採択する。その後、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、処理をステップ２７へと進める。
　ステップ２７では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、モータ回転速度センサ４６から電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍを読み込み、これが０であるか否か、要するに、エンジン１０の停止時のストッパへの押し付けであるか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが０であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ２８へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが０でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ３１へと進める。
　ステップ２８では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流制限値を所定値だけ増加させる。即ち、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、例えば、エンジン１０の停止時の吸気カムシャフト３６のカムトルクによって現在の電流制限値ではＶＶＴ機構１００を作動させられないことを考慮し、電流制限値を所定値だけ大きくする。
　ステップ２９では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流制限値が所定の電流上限値以上であるか否か、要するに、吸気カムシャフト３６のカムトルクに抗してストッパへの押し付けが行われているか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電流制限値が電流上限値以上であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３０へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電流制限値が電流上限値以上でない、要するに、吸気カムシャフト３６のカムトルクに抗してストッパへの押し付けが行われていないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ３１へと進める。
　ステップ３０では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電動モータ１２４への通電をＯＦＦにする。要するに、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、エンジン１０の停止過程においてストッパへの押し付けが完了したと判定し、例えば、無駄な電力消費を抑制すべく、電動モータ１２４への電流供給を中止する。
　ステップ３１では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、ストッパへの押し付けが継続されているか否かを判定する。具体的には、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、現在の速度偏差を再度算出し、ステップ１０で算出した速度偏差から現在の速度偏差を減算した値の絶対値が所定偏差以下であるか否か、要するに、２つの速度偏差に応じてストッパへの押し付けが継続されているか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、ストッパへの押し付けが継続されていると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ４５へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、ストッパへの押し付けが継続されていないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ３２へと進める。
　ステップ３２では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流制限値を所定値だけ増加させる。要するに、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、進角側のストッパへの押し付けにおいて、設定した電流制限値ではエンジン１０の回転上昇に追従できないことを考慮し、これに対処すべく電流制限値を所定値だけ大きくする。その後、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、処理をステップ４５へと進める。
　ステップ３３では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、モータ回転速度センサ４６から電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍを読み込み、これが所定の回転速度以下であるか否かを判定する。要するに、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、遅角側のストッパへの押し付けにおいて、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍと関連性が強い吸気カムシャフト３６の回転速度が所定値以下であるかを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが所定の回転速度以下であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３４へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが所定の回転速度以下でない、要するに、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが所定の回転速度より大きいと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ３５へと進める。
　ステップ３４では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電動モータ１２４への通電をＯＦＦにする。要するに、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、吸気カムシャフト３６の回転速度が所定値以下である場合、吸気カムシャフト３６のカムトルクによって遅角側のストッパへの押し付けが可能であるので、電動モータ１２４への電流供給を中止して、無駄な電力消費を抑制する。その後、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、処理をステップ３５へと進める。
　ステップ３５では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、前回の制御サイクルにおける判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」であったか否か、要するに、前回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われていなかったか否を判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、前回の制御サイクルにおける判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」であったと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３６へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、前回の制御サイクルにおける判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」でない、要するに、前回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われていたと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ４１へと進める。
　ステップ３６では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、今回の制御サイクルにおける判定フラグが「ＴＲＵＥ」であるか否か、要するに、今回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われているか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、今回の制御サイクルにおける判定フラグが「ＴＲＵＥ」であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３７へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、今回の制御サイクルにおける判定フラグが「ＴＲＵＥ」でない、要するに、今回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われていないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ４１へと進める。
　ステップ３７では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、遅角側の学習値がストッパへの押し付け判定時の実電流値以下であるか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、遅角側の学習値が実電流以下であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ３８へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、遅角側の学習値が実電流値以下でない、即ち、実電流値より大きいと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ４０へと進める。
　ステップ３８では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流制限値をストッパへの押し付け判定時の実電流値に設定する。
　ステップ３９では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、遅角側の学習値を、ストッパ押し付け判定時の実電流値に設定する。その後、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、処理をステップ４１へと進める。
　ステップ４０では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流制限値として遅角側の学習値を採択する。その後、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、処理をステップ４１へと進める。
　ステップ４１では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、モータ回転速度センサ４６から電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍを読み込み、これが０であるか否か、要するに、エンジン１０の停止時のストッパへの押し付けであるか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが０であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ４２へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが０でないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ４５へと進める。
　ステップ４２では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流制限値を所定値だけ増加させる。即ち、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、例えば、エンジン１０の停止時の吸気カムシャフト３６のカムトルクによって現在の電流制限値ではＶＶＴ機構１００を作動させられないことを考慮し、電流制限値を所定値だけ大きくする。
　ステップ４３では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流制限値が所定の電流上限値以上であるか否か、要するに、吸気カムシャフト３６のカムトルクに抗してストッパへの押し付けが行われているか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電流制限値が電流上限値以上であると判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ４４へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電流制限値が電流上限値以上でない、要するに、吸気カムシャフト３６のカムトルクに抗してストッパへの押し付けが行われていないと判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ４５へと進める。
　ステップ４４では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電動モータ１２４への通電をＯＦＦにする。要するに、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、エンジン１０の停止過程においてストッパへの押し付けが完了したと判定し、例えば、無駄な電力消費を抑制すべく、電動モータ１２４への電流供給を中止する。
　ステップ４５では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、ステップ１１で算出した電流指令値が電流制限値より大きいか否かを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電流指令値が電流制限値より大きいと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ４６へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電流指令値が電流制限値より大きくない、要するに、電流指令値が電流制限値以下であると判定すれば（Ｎｏ）、処理をステップ４７へと進める。
　ステップ４６では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流指令値を電流制限値に設定する。要するに、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、電流指令値を電流制限値に制限する。
　ステップ４７では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、電流指令値に応じた電流を電動モータ１２４に供給し、例えば、ＰＩＤ制御又はＰＩ制御によって電動モータ１２４をフィードバック制御する。これによって、ＶＶＴ機構１００の電動モータ１２４は、速度フィードバック制御されることとなる。
　ステップ４８では、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、ストッパへの押し付けが解除されたか否か、具体的には、前回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われ、かつ今回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われていないかを判定する。そして、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、ストッパへの押し付けが解除されたと判定すれば（Ｙｅｓ）、処理をステップ４９へと進める。一方、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、ストッパへの押し付けが解除されていないと判定すれば（Ｎｏ）、今回の制御サイクルにおけるＶＶＴ制御処理を終了させる。
　ステップ４９では、ストッパへの押し付けが解除されたので、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータが、フィードバック制御における積分項をクリアする。フィードバック制御における積分項をクリアすることで、ストッパ押し付け解除後の制御性の低下を抑制することができる。その後、ＶＶＴコントローラ２５０のマイクロコンピュータは、今回の制御サイクルにおけるＶＶＴ制御処理を終了させる。
　かかるＶＶＴ制御処理によれば、ストッパへの押し付けが行われていないと判定されている場合、電動モータ１２４の目標速度と実速度との偏差の絶対値が所定の下限値以上かつ所定の上限値以下である状態が所定時間継続すると、ストッパへの押し付けが行われたと判定される。ストッパへの押し付けが行われたと判定されると、そのときに電動モータ１２４に供給していた電流の実電流値が保存されるとともに、ストッパへの押し付けが行われているか否かの判定結果を示す判定フラグが「ＴＲＵＥ」に設定される。一方、ストッパへの押し付けが行われていると判定されている場合、前回の制御サイクルと今回の制御サイクルとの間で、電動モータ１２４の目標速度と実速度との偏差の符号が反転していれば、判定フラグが「ＦＡＬＳＥ」にクリアされる。従って、電動モータ１２４の目標速度と実速度との偏差を使用して、ストッパへの押し付けが行われたか、又はストッパへの押し付けが解除されたかを判定することができる。
　そして、ストッパへの押し付けが行われていると判定された場合、電動モータ１２４の速度偏差が０以上であれば、進角側のストッパへの押し付けであると判定される一方、電動モータ１２４の速度偏差が０未満、即ち、負の値をとるのであれば、遅角側のストッパへの押し付けであると判定される。要するに、電動モータ１２４の速度偏差の符号に応じて電動モータ１２４の回転方向を判定することで、進角側のストッパへの押し付けか、又は遅角側のストッパへの押し付けかを判定することができる。
　進角側のストッパへの押し付けであると判定された場合、前回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われず、今回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われていれば、進角側の学習値がストッパへの押し付け判定時の実電流値以下であるか否かが判定される。そして、進角側の学習値が実電流値以下であれば、進角側の学習値が不適切であると判断して、電流制限値が実電流値に設定されるとともに、進角側の学習値が実電流値に設定される。一方、進角側の学習値がストッパへの押し付け判定時の実電流値より大きければ、進角側の学習値は適切であると判断して、電流制限値として進角側の学習値が採択される。従って、電流制限値でストッパへの押し付けが行われない場合への対策として、進角側の電流を制限するための学習値を学習することができる。
　その後、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが０、即ち、エンジン１０の停止過程におけるストッパへの押し付けであれば、吸気カムシャフト３６のカムトルクに抗してＶＶＴ機構１００の電動モータ１２４を回転可能とすべく、電流制限値が所定値だけ増加される。そして、電流制限値が所定の電流上限値に達すると、ストッパへの押し付けが行われていると判定して電動モータ１２４への通電がＯＦＦにされる。従って、エンジン１０の停止過程においてストッパへの押し付けが行われると、電動モータ１２４への通電がＯＦＦになって、無駄な電力消費を抑制することができる。
　進角側のストッパへの押し付けは、吸気カムシャフト３６の回転速度より速く電動モータ１２４を回転させる必要がある。このため、電動モータ１２４に供給する電流の電流値を制限することで、図１０に示すように、電動モータ１２４の回転速度が吸気カムシャフト３６の回転速度を下回り、進角側のストッパへの押し付けができなくなる可能性がある。そこで、進角側のストッパへの押し付けが継続できなければ、図１１に示すように、電流制限値を所定値だけ増加させ、進角側のストッパへの押し付けを行えるようにする。
　一方、遅角側のストッパへの押し付けであると判定された場合、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが所定の回転速度以下、即ち、吸気カムシャフト３６の回転速度が所定値以下であれば、吸気カムシャフト３６のカムトルクにより遅角側のストッパへの押し付けが可能であると判定する。そして、カムトルクにより遅角側のストッパへの押し付けが可能であると判定されると、無駄な電力消費を抑制すべく、電動モータ１２４への通電がＯＦＦにされる。
　また、前回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われず、今回の制御サイクルではストッパへの押し付けが行われていれば、遅角側の学習値がストッパへの押し付け判定時の実電流値以下であるか否かが判定される。そして、遅角側の学習値が実電流以下であれば、遅角側の学習値が不適切であると判断して、電流制限値が実電流値に設定されるとともに、遅角側の学習値が実電流値に設定される。一方、遅角側の学習値がストッパへの押し付け判定時の実電流値より大きければ、遅角側の学習値は適切であると判断して、電流制限値として遅角側の学習値が採択される。従って、電流制限値でストッパへの押し付けが行われない場合への対策として、遅角側の電流を制限するための学習値を学習することができる。
　その後、電動モータ１２４の実回転速度Ｎｍが０、即ち、エンジン１０の停止過程におけるストッパへの押し付けであれば、吸気カムシャフト３６のカムトルクに抗してＶＶＴ機構１００の電動モータ１２４を回転可能とすべく、電流制限値が所定値だけ増加される。そして、電流制限値が所定の電流上限値に達すると、ストッパへの押し付けが行われていると判定して電動モータ１２４への通電がＯＦＦにされる。従って、エンジン１０の停止過程においてストッパへの押し付けが行われると、電動モータ１２４への通電がＯＦＦになって、無駄な電力消費を抑制することができる。
　このように進角側の処理若しくは遅角側の処理が実行されるか、又は今回の制御サイクルにおいてストッパへの押し付けが行われていないと判定されている場合、電流指令値が電流制限値より大きければ、電流指令値が電流制限値に制限される。そして、電動モータ１２４が、電流指令値に応じてフィードバック制御される。従って、図１２に示すように、ストッパへの押し付けが行われている場合、電動モータ１２４に供給する電流の電流値が制限され、電動モータ１２４に過大な電流が流れることを抑制することができる。
　また、ストッパへの押し付けが解除された場合、電動モータ１２４のフィードバック制御の積分項がクリアされるので、ストッパへの押し付け解除後の制御性の低下を抑制することができる。
　なお、当業者であれば、上記実施形態の技術的思想について、その一部を省略したり、その一部を適宜組み合わせたり、その一部を周知技術に置換したりすることで、新たな実施形態を生み出せることを容易に理解できるであろう。
　その一例を挙げると、車両に搭載されたエンジン１０は、ガソリンエンジンに限らず、ディーゼルエンジンであってもよい。また、ＶＶＴ機構１００の電動モータ１２４への供給電流を制限するための電流制限値は、例えば、電動モータ１２４の特性などを考慮して設定した固定値であってもよい。さらに、本実施形態は、ＶＶＴ機構１００に限らず、モータによって回転駆動される回転体の回転角度を規制するストッパが備えられた、周知の制御対象機器にも適用できることはいうまでもない。
　　３６…吸気カムシャフト　３６Ａ…ストッパ凹溝　４６…モータ回転速度センサ　１００…ＶＶＴ機構　１０２…タイミングスプロケット（回転体）　１０２Ａ…ストッパ凸部　１２４…電動モータ　２５０…ＶＶＴコントローラ（モータの制御装置）

Claims (15)

  1. 　回転角度を規制するストッパが備えられた回転体を速度フィードバック制御によって回転駆動するモータの制御装置であって、
    　前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、前記モータに供給する電流を制限する、
    　モータの制御装置。
  2. 　前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、前記ストッパによって前記回転体の回転角度が規制されていると判定する、
    　請求項１に記載のモータの制御装置。
  3. 　前記モータに供給する電流は、所定の電流制限値に制限される、
    　請求項１に記載のモータの制御装置。
  4. 　前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、前記モータに供給している電流の実電流値に応じて前記電流制限値の学習値を学習する、
    　請求項３に記載のモータの制御装置。
  5. 　前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の符号に応じて前記モータの回転方向を判定し、前記モータの回転方向に対応した前記学習値を夫々学習する、
    　請求項４に記載のモータの制御装置。
  6. 　前記学習値が前記実電流値以下であるとき、前記電流制限値として前記学習値を採択する、
    　請求項４に記載のモータの制御装置。
  7. 　前記電流制限値が所定の電流上限値に達したとき、前記モータへの通電を停止する、
    　請求項６に記載のモータの制御装置。
  8. 　前記モータに供給する電流を制限することで前記モータの回転が停止したとき、前記電流制限値を徐々に大きくする、
    　請求項３に記載のモータの制御装置。
  9. 　前記モータに供給する電流を制限した状態において、前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したときの前記偏差と、現在の前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差と、に応じて前記ストッパによって前記回転体の回転角度が規制されているか否かを判定し、前記ストッパによって前記回転体の回転角度が規制されていないと判定すれば、前記電流制限値を徐々に大きくする、
    　請求項３に記載のモータの制御装置。
  10. 　回転角度を規制するストッパが備えられた回転体を速度フィードバックによって回転駆動するモータの制御装置が、
    　前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、前記モータに供給する電流を制限する、
    　モータの制御方法。
  11. 　前記モータの制御装置が、前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、前記ストッパによって前記回転体の回転角度が規制されていると判定する、
    　請求項１０に記載のモータの制御方法。
  12. 　前記モータの制御装置が、前記モータに供給する電流を所定の電流制限値に制限する、
    　請求項１０に記載のモータの制御方法。
  13. 　前記モータの制御装置が、前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の絶対値が所定範囲内になった状態が所定時間継続したとき、前記モータに供給している電流の実電流値に応じて前記電流制限値の学習値を学習する、
    　請求項１２に記載のモータの制御方法。
  14. 　前記モータの制御装置が、前記モータの目標回転速度と当該モータの実回転速度との偏差の符号に応じて前記モータの回転方向を判定し、前記モータの回転方向に対応した前記学習値を夫々学習する、
    　請求項１３に記載のモータの制御方法。
  15. 　前記モータの制御装置が、前記学習値が前記実電流値以下であるとき、前記電流制限値として前記学習値を採択する、
    　請求項１３に記載のモータの制御方法。
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