アクチュエータの制御装置
【課題】誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御され、出力軸の位置を適切に制御することができなくなってしまうことを抑制することのできるアクチュエータの制御装置を提供する。
【解決手段】電子制御装置１００は、モータ２１０の回転に伴って位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいて位置カウント値を計数することによって出力軸２２１の位置を検知している。電子制御装置１００は、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいてモータ２１０が所定の回転位相にあることを判定する。そして、同判定がなされたときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいて前記判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別するとともに、前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値に基づいて位置カウント値を更新する。
【解決手段】電子制御装置１００は、モータ２１０の回転に伴って位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいて位置カウント値を計数することによって出力軸２２１の位置を検知している。電子制御装置１００は、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいてモータ２１０が所定の回転位相にあることを判定する。そして、同判定がなされたときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいて前記判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別するとともに、前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値に基づいて位置カウント値を更新する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はアクチュエータの制御装置に関し、特にモータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力するアクチュエータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、機関バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構が記載されている。この可変動弁機構は、制御軸を中心軸延伸方向に変位させることによって駆動され、制御軸の変位量に応じて機関バルブの作用角及びリフト量を変更するものである。この可変動弁機構は、具体的には、制御軸が中心軸延伸方向の一方に向かって変位したときに作用角及びリフト量を増大させ、同制御軸が中心軸延伸方向の他方に向かって変位したときに作用角及びリフト量を減少させる。
【０００３】
特許文献１に記載の可変動弁機構の制御軸には、モータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力するアクチュエータが接続されている。そして、この可変動弁機構を備える内燃機関にあっては、アクチュエータのモータを制御して同アクチュエータの出力軸に連結された可変動弁機構の制御軸を中心軸延伸方向に変位させることによって機関バルブの作用角及びリフト量を制御する。
【０００４】
このような内燃機関におけるアクチュエータの制御装置には、モータの回転に伴って所定の回転角毎にパルス信号を出力する位置センサが設けられている。そして、アクチュエータの制御装置は、この位置センサから出力されるパルス信号を計数して位置カウント値とし、この位置カウント値に基づいて制御軸の位置を把握している。すなわち、アクチュエータの出力軸に連結された制御軸の変位量はアクチュエータのモータの回転角に応じて変化するため、この関係を利用してモータの回転角及び回転方向に対応して増減する位置カウント値に基づいて基準位置からの制御軸並びに出力軸の変位量を推定する。そして、このように推定される基準位置からの制御軸並びに出力軸の相対的な変位量に基づいて制御軸の位置並びに出力軸の位置を検知する。
【０００５】
特許文献１に記載の内燃機関にあっては、こうして検知される制御軸の位置並びに出力軸の位置を、目標とする作用角及びリフト量に対応する位置に近づけるようにアクチュエータのモータをフィードバック制御することにより、機関バルブの作用角及びリフト量を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８‐２２３７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、機関停止中のようにアクチュエータの制御装置が稼働していないときには、制御装置による位置カウント値の計数が行われない。そのため、アクチュエータの制御装置が稼働していないときに可変動弁機構の制御軸及びアクチュエータの出力軸が何らかの理由によって中心軸延伸方向に変位した場合には、その変位が位置カウント値に反映されず、実際の制御軸の位置並びに出力軸の位置と、制御装置によって把握されている位置カウント値とが対応しなくなってしまう。
【０００８】
実際の制御軸の位置並びに出力軸の位置と、制御装置によって把握されている位置カウント値とが対応しなくなると、次に内燃機関が運転されるときに誤った位置カウント値に基づいて制御軸の位置並びに出力軸の位置が制御され、適切に作用角及びリフト量を制御することができなくなってしまう。その結果、最悪の場合には上死点近傍まで上昇したピストンと開弁した機関バルブとが接触してしまうバルブスタンプが発生するおそれもある。
【０００９】
尚、上記のように、誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御されてしまうようになる課題は、上記のような可変動弁機構を駆動するアクチュエータのみならず、モータの回転角に基づいて位置カウント値を計数し、基準位置に対する出力軸の相対的な位置を算出するアクチュエータの制御装置にあっては、同様に生じ得るものである。
【００１０】
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御され、出力軸の位置を適切に制御することができなくなってしまうことを抑制することのできるアクチュエータの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、出力軸を中心軸延伸方向の一方に変位させるほど同出力軸に作用する反力が増大する状態で使用され、モータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力するアクチュエータの制御装置であり、前記モータの回転に伴って位置センサから出力されるパルス信号に基づいて位置カウント値を計数することによって前記出力軸の位置を検知しているアクチュエータの制御装置において、前記モータが所定の回転位相にあることを判定する回転位相判定手段と、前記判定がなされたときに前記モータに通電されている電流の大きさに基づいて前記判定が前記モータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別する回転回数判別手段とを備え、前記所定の回転位相にあることが判定されたときに、前記位置カウント値を、前記回転回数判別手段によって判別される回転回数毎に前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値に基づいて更新することをその要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、所定の回転位相にあることが判定されたときに、出力軸の位置と位置カウント値との間にずれが生じていない状態において前記所定の回転位相に対応させて予め記憶させてある基準カウント値、すなわち正しい位置カウント値に対応する値として記憶されている基準カウント値に基づいて、位置カウント値が更新されるようになる。
【００１３】
そのため、制御装置によって把握されている位置カウント値が実際の出力軸の位置に対応する値からずれている場合、すなわち誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御されているときには、モータの回転位相が所定の回転位相になったときに、位置カウント値が基準カウント値に基づいて更新されるようになる。したがって、モータの回転位相が前記所定の回転位相になったときに、位置カウント値と実際の出力軸の位置とのずれが解消されるようになる。
【００１４】
尚、出力軸の位置を制御するときにモータが複数回回転する場合には、モータの回転位相が所定の回転位相にある状態がモータの回転回数の分だけ複数回発生することとなる。そのため、出力軸の位置を制御するときにモータを複数回回転させる場合には、モータが所定の回転位相にあることが判定されたときに、その判定がモータが何回転した状態においてなされたものであるのかを判別しなければ、その判定に基づいて出力軸の位置を的確に推定することができない。
【００１５】
これに対して、上記請求項１に記載の発明は、所定の回転位相にあることが判定されたときに、モータに通電されている電流の大きさに基づいてその判定がモータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別する回転回数判別手段を備えている。
【００１６】
出力軸を中心軸延伸方向の一方に変位させるほど出力軸に作用する反力が増大する状態で使用されるアクチュエータにあっては、一定の電圧を印可して出力軸の位置を目標とする位置にフィードバック制御するようにモータを駆動する場合に、出力軸が中心軸延伸方向の一方に変位して出力軸に作用する反力が増大するほど、モータに通電される電流の値が大きくなる。
【００１７】
そのため、モータに通電される電流の値は、反力が大きくなる方向に出力軸の位置が変位しているときほど大きくなり、モータに通電されている電流の値と出力軸の位置、すなわちモータに通電されている電流の値とモータの回転回数との間には一定の相関関係が生じることとなる。したがって、モータが所定の回転位相にあることが判定されたときにモータに通電されている電流の大きさを参照すれば、その電流の大きさに基づいてモータの回転回数を推定することができる。すなわち、その電流が大きいときほど出力軸に作用する反力が大きくなる方向に向かってモータがより多く回転された状態であることを推定することができる。
【００１８】
したがって、回転回数判別手段を備える上記請求項１に記載の発明によれば、モータが所定の回転位相にあることが判定されたときに、その判定がモータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別することができ、モータの回転回数に対応した基準カウント値に基づいて位置カウント値を適切に更新することができる。
【００１９】
要するに、上記請求項１に記載の発明によれば、モータが所定の回転位相にあることが判定されたときに、正しい位置カウント値に対応する基準カウント値に基づいて位置カウント値が的確に更新されるようになる。したがって、誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御され、出力軸の位置を適切に制御することができなくなってしまうことを抑制することができるようになる。
【００２０】
尚、アクチュエータ駆動中に検出される電流の値は、アクチュエータの使用条件等によってある程度ばらつく可能性がある。
これに対して、請求項２に記載されているように、モータに通電される電流の大きさに対して所定の幅を有して広がる判定領域を、モータの回転回数に対応するように１つずつ設定しておく構成を採用すれば、所定の回転位相にあることが判定されたときに通電されている電流の大きさが、複数設定された判定領域のうち、いずれの判定領域に属しているかを監視することにより、その判定が、モータが何回転した状態においてなされたものであるかを的確に推定することができるようになる。すなわち、検出される電流の大きさにある程度のばらつきが生じる場合であっても、モータに通電されている電流の大きさに基づいて、回転位相判定手段によってなされた判定がモータが何回転した状態においてなされたものであるかを的確に推定することができるようになる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、前記回転位相判定手段として、一定の位相毎にＮ極とＳ極とが切り替わるように交互に配設される複数の小磁極と、前記小磁極よりも大きな位相を占める１個の大磁極とをＮ極とＳ極とが交互に並ぶように円形に配設したロータと、前記各磁極と対向可能な位置に位相をずらして配設された２つの前記位置センサとを備え、前記モータの回転に伴って２つの前記位置センサからそれぞれ出力されるパルス信号に基づいて前記位置カウント値を計数するとともに、前記大磁極が前記位置センサを通過するときに検知されるパルス信号の変化に基づいて前記モータの回転位相が所定の回転位相にあることを判定する請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータの制御装置である。
【００２２】
回転位相判定手段の構成として具体的には、請求項３に記載されているように、ロータにおける所定の回転位相に対応する部位の磁極の配列を他の部位の磁極の配列と異ならせる構成を採用すればよい。こうした構成を採用すれば、位置センサによって出力されるパルス信号の変化態様が、所定の回転位相において他の回転位相と異なるようになり、パルス信号の変化を監視することによってモータの回転位相が所定の回転位相にあることを判定することができるようになる。
【００２３】
そのため、モータの回転位相を監視するために新たなセンサ等を設けることなく、モータの回転位相が所定の回転位相にあるか否かを判定することができるようになり、新たにセンサを設けることによるコストの増大や、センサの取り付けにかかる製造工程の煩雑化を抑制することができる。
【００２４】
ところで、制御軸を中心軸延伸方向に駆動することにより、機関バルブの作用角及びリフト量を変更する内燃機関の可変動弁機構にあっては、機関バルブの作用角及びリフト量を大きくする方向に制御軸を駆動するほど、バルブスプリングの付勢力による反力が大きくなるため、制御軸に作用する反力が大きくなる。
【００２５】
すなわち、こうした内燃機関の可変動弁機構の制御軸を駆動するアクチュエータにあっては、出力軸を中心軸延伸方向の一方に変位させるほど同出力軸に作用する反力が増大するようになる。
【００２６】
そこで、具体的には、上記請求項４に記載されているように、制御軸を中心軸延伸方向に駆動することにより、機関バルブの作用角及びリフト量を変更する内燃機関の可変動弁機構に接続され、出力軸と連結した制御軸を中心軸延伸方向に駆動する可変動弁機構のアクチュエータを制御する制御装置として、上記請求項１〜３のアクチュエータの制御装置を適用することができる。
【００２７】
尚、モータに通電されている電流の大きさと基準カウント値との関係は、アクチュエータや可変動弁機構の経年変化によって変化してしまうことがある。そのため、モータに通電されている電流の大きさと基準カウント値の大きさとの関係を利用してモータの回転回数を判別する構成を採用している場合には、位置カウント値にずれが生じていない状態のときに出力軸を駆動し、電流の大きさと基準カウント値との関係を学習しなおすことが望ましい。
【００２８】
また、可変動弁機構の制御軸に作用する反力は、機関運転状態に応じて変化する。そのため、請求項４に記載されているように機関バルブの作用角及びリフト量を変更する内燃機関の可変動弁機構を駆動するアクチュエータを制御するアクチュエータの制御装置として請求項１〜３に記載の発明を適用する場合には、一定の運転状態になっているときに電流の大きさと基準カウント値との関係を学習しなおすようにすることが望ましい。
【００２９】
そこで、請求項５に記載の発明にあっては、機関運転状態が、一定の運転状態になっているときに、モータに通電されている電流の大きさと前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値との関係を学習しなおすようにしている。
【００３０】
このように一定の運転状態になっているときに電流の大きさと基準カウント値との関係を学習しなおす構成を採用すれば、同一の運転状態であることを条件に学習が行われるようになり、機関運転状態の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができるようになる。
【００３１】
尚、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いほど、アクチュエータ並びに可変動弁機構、更には内燃機関の動弁系等に供給されているその作動油の粘性が高くなる。そのため、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いときほど、これらを駆動する際の抵抗が大きくなる。したがって、基準カウント値に対応する位置に出力軸を駆動したときにモータに通電される電流は、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いときほど、大きくなる。
【００３２】
そのため、請求項６に記載されているように、電流の大きさと基準カウント値との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして、少なくとも内燃機関に供給される作動油の温度を監視する構成を採用することが望ましい。
【００３３】
こうした構成を採用すれば、少なくとも作動油の温度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、作動油の温度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができるようになる。
【００３４】
また、機関回転速度が高く、単位時間当りに機関バルブが開弁される回数が多いときほど、バルブスプリングの付勢力によって可変動弁機構の制御軸並びにアクチュエータの出力軸に作用する反力は大きくなる。そのため、機関回転速度が高いときほど、アクチュエータの出力軸に作用する反力は大きくなり、基準カウント値に対応する位置に出力軸を駆動したときにモータに通電される電流が大きくなる。
【００３５】
そのため、請求項７に記載されているように、電流の大きさと基準カウント値との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして、少なくとも機関回転速度を監視する構成を採用することが望ましい。
【００３６】
こうした構成を採用すれば、少なくとも機関回転速度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、機関回転速度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができるようになる。
【００３７】
また、アクチュエータの出力軸並びに可変動弁機構の制御軸の変位速度が速いときには、慣性力に逆らって速い速度で出力軸並びに制御軸を駆動していることになるため、変位速度が速いときほど、出力軸を駆動するために消費される電力は大きくなり、基準カウント値に対応する位置まで出力軸を駆動したときにモータに通電される電流が大きくなる。
【００３８】
そのため、請求項８に記載されているように、電流の大きさと基準カウント値との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして、少なくとも出力軸並びに制御軸の変位速度を監視する構成を採用することが望ましい。
【００３９】
こうした構成を採用すれば、少なくとも出力軸並びに制御軸の変位速度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、出力軸並びに制御軸の変位速度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができるようになる。
【００４０】
尚、出力軸と制御軸は一体に連結されており、同時に同量だけ変位するため、双方の変位速度を監視しなくても、どちらか一方の変位速度を監視すれば出力軸並びに制御軸の変位速度を監視することができる。
【００４１】
前記所定の回転位相にあることが判定されたときに、基準カウント値に基づいて位置カウント値を更新する具体的な態様としては、請求項９に示されるように、回転位相判定手段によってモータの回転位相が所定の回転位相にあることが判定される度に、位置カウント値を所定の回転位相に対応する基準カウント値に一致させるように、基準カウント値に基づいて位置カウント値を更新する構成を採用することができる。
【００４２】
またその他、請求項１０に示されるように、回転位相判定手段によってモータの回転位相が所定の回転位相にあることが判定される度に、同制御装置によって把握されている位置カウント値と基準カウント値とを比較し、その乖離が大きいときに、位置カウント値を所定の回転位相に対応する基準カウント値に一致させるように、基準カウント値に基づいて位置カウント値を更新する構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の一実施形態にかかるアクチュエータによって駆動される可変動弁機構が搭載された内燃機関の断面図。
【図２】同実施形態にかかる可変動弁機構の内部構造を示す破断斜視図。
【図３】同実施形態にかかるアクチュエータの構成と、同アクチュエータを制御する電子制御装置、並びに同アクチュエータによって駆動される可変動弁機構の関係を示す模式図。
【図４】同実施形態にかかるアクチュエータの電気角センサ及び位置センサの配設態様を示す模式図。
【図５】同実施形態にかかる電子制御装置によって計数される電気角カウント値及び位置カウント値の遷移態様を示す説明図。
【図６】電気角センサの出力するパルス信号と電気角カウント値との関係を示す表。
【図７】位置センサの出力するパルス信号と位置カウント値との関係を示す表。
【図８】位置カウント値更新ルーチンにかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図９】電流の大きさに基づいて更新に使用する基準カウント値を選択する方法を説明する説明図。
【図１０】変更例としての位置カウント値更新ルーチンにかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】位置カウント値と出力軸の変位量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、この発明にかかるアクチュエータの制御装置を、内燃機関の可変動弁機構を駆動するアクチュエータを制御する電子制御装置として具体化した一実施形態について、図１〜９を参照して説明する。
【００４５】
図１は、本実施形態にかかるアクチュエータ２００によって駆動される可変動弁機構３００が搭載された内燃機関の断面図である。図１に示されるように可変動弁機構３００が搭載されたこの内燃機関の機関本体１は、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とを組み合わせることにより構成されている。
【００４６】
シリンダブロック１０の内部に形成されたシリンダ１１には、ピストン１２が摺動可能に収容されている。そして、シリンダブロック１０の上部にはシリンダヘッド２０が組み付けられており、シリンダ１１の内周面、ピストン１２の上面、そしてシリンダヘッド２０の下面によって燃焼室１３が区画形成されている。
【００４７】
シリンダヘッド２０には、燃焼室１３と連通する吸気ポート２１及び排気ポート２２が形成されている。吸気ポート２１は図示しない吸気マニホールドと接続されて吸気通路３０の一部を構成している。また、排気ポート２２は、図示しない排気マニホールドと接続されて排気通路４０の一部を構成している。
【００４８】
図１に示されるようにシリンダヘッド２０には、吸気通路３０と燃焼室１３とを連通・遮断する吸気バルブ３１と、排気通路４０と燃焼室１３とを連通・遮断する排気バルブ４１とが設けられている。各バルブ３１，４１にはリテーナ２３が固定されているとともに、シリンダヘッド２０とこれらリテーナ２３との間にはバルブスプリング２４が圧縮された状態で設けられている。これにより、各バルブ３１，４１は、バルブスプリング２４の付勢力によって閉弁方向にそれぞれ付勢されている。
【００４９】
また、シリンダヘッド２０の内部には、各バルブ３１，４１にそれぞれ対応するようにラッシュアジャスタ２５が設けられている。そして、このラッシュアジャスタ２５と各バルブ３１，４１との間にはロッカアーム２６が架設されている。図１に示されるように、このロッカアーム２６は、その一端がラッシュアジャスタ２５によって下方から支持されているとともに、他端が各バルブ３１，４１の基端部に当接されている。
【００５０】
更に、シリンダヘッド２０には、各バルブ３１，４１を開弁方向に駆動する吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２がそれぞれ回動可能に支持されている。図１の上方に示されるように吸気カムシャフト３２には吸気カム３２ａが形成されており、排気カムシャフト４２には排気カム４２ａが形成されている。
【００５１】
図１の上方右側に示されるように排気カム４２ａの外周面は、排気バルブ４１に当接しているロッカアーム２６のローラ２６ａに当接されている。これにより、図１の排気カムシャフト４２の右上に矢印で示されているように機関運転時に排気カムシャフト４２が回転すると、排気カム４２ａの作用によりロッカアーム２６がラッシュアジャスタ２５によって支持された部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ４１がロッカアーム２６によって開弁方向にリフトされるようになる。
【００５２】
一方、図１の上方左側に示されるように、吸気カム３２ａと、吸気バルブ３１に当接しているロッカアーム２６との間には可変動弁機構３００が配設されている。この可変動弁機構３００は入力アーム３１１と出力アーム３２１とを有しており、これら入力アーム３１１及び出力アーム３２１はシリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０を中心に揺動可能に支持されている。
【００５３】
ロッカアーム２６は、バルブスプリング２４の付勢力によって出力アーム３２１側に向かって下方から付勢され、同ロッカアーム２６の中間部分に設けられたローラ２６ａが下方から出力アーム３２１の外周面に当接している。
【００５４】
また、可変動弁機構３００の外周面には凸部３１３が設けられており、この凸部３１３がシリンダヘッド２０内に固定されたスプリング５０の付勢力により、図１の左側に矢印Ｗ１で示されているように付勢されている。これにより、可変動弁機構３００は、支持パイプ３３０を中心に矢印Ｗ１で示されるように左回りに付勢され、入力アーム３１１の先端に設けられたローラ３１１ａが吸気カム３２ａの外周面に当接するようになっている。
【００５５】
したがって、図１における吸気カムシャフト３２の右下に矢印で示されるように機関運転時に吸気カム３２ａが回転すると、吸気カム３２ａの作用により可変動弁機構３００が支持パイプ３３０を中心に揺動するようになる。その結果、出力アーム３２１の作用によりロッカアーム２６がラッシュアジャスタ２５によって支持されている部分を支点として揺動するようになり、吸気バルブ３１がロッカアーム２６によって開弁方向にリフトされるようになる。
【００５６】
可変動弁機構３００の支持パイプ３３０には、制御軸３４０がその中心軸延伸方向に沿って移動可能に挿入されている。可変動弁機構３００にあっては、この制御軸３４０を中心軸延伸方向に変位させることにより、支持パイプ３３０を中心とした入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、すなわち図１に示される角度θを変更することができるようになっている。
【００５７】
次に、図２を参照して可変動弁機構３００の構成について詳しく説明する。尚、図２は可変動弁機構３００の内部構造を示す破断斜視図である。シリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０の内部には、図２に示されるように制御軸３４０が支持パイプ３３０の中心軸延伸方向に移動可能に挿入されている。また、支持パイプ３３０には円筒状のスライダ３５０が支持パイプ３３０の中心軸延伸方向に移動可能に外嵌されている。
【００５８】
この円筒状のスライダ３５０の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝３５３が形成されている。そして、この溝３５３には制御軸３４０に形成された凹部（図示略）にその基端部が挿入された係止ピン３４１が嵌合されている。また、支持パイプ３３０の管壁にはその中心軸延伸方向に沿って延びる長孔３３１が形成されており、係止ピン３４１はこの長孔３３１を通じてスライダ３５０の溝３５３に係止されている。これにより、スライダ３５０は支持パイプ３３０及び制御軸３４０を中心に自由に回動し、且つ制御軸３４０の中心軸延伸方向の変位に連動して移動するようになっている。
【００５９】
また、スライダ３５０の外周面には、その中央部分にヘリカルスプライン３５１が形成されるとともに、その両端部分にヘリカルスプライン３５１と逆向きに歯すじが傾斜したヘリカルスプライン３５２が形成されている。尚、図２にあっては説明の便宜上、スライダ３５０の右側部分のみを図示している。
【００６０】
このスライダ３５０には、図２に示されるように入力部３１０と、これを挟むように配設される一対の出力部３２０とが外嵌されている。入力部３１０の内周面には、ヘリカルスプライン３１２が形成されており、このヘリカルスプライン３１２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５１と噛合している。また、入力部３１０の外周面には、径方向に突出する一対の入力アーム３１１が形成されており、これら一対の入力アーム３１１の間にはローラ３１１ａが回動自在に支持されている。
【００６１】
一方、一対の出力部３２０の内周面にはヘリカルスプライン３２２が形成されており、このヘリカルスプライン３２２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５２とそれぞれ噛合している。また、出力部３２０の外周面には、径方向に突出する出力アーム３２１がそれぞれ形成されている。
【００６２】
このように形成された可変動弁機構３００にあっては、制御軸３４０がその中心軸延伸方向に沿って変位すると、これに連動してスライダ３５０が中心軸延伸方向に変位する。スライダ３５０の外周面に形成されたヘリカルスプライン３５１，３５２はその歯すじの進行方向がそれぞれ異なっており、入力部３１０及び出力部３２０の内周面に形成されたヘリカルスプライン３１２，３２２とそれぞれ噛合されている。そのため、スライダ３５０がその中心軸延伸方向に変位すると、入力部３１０と出力部３２０はそれぞれ逆の方向に回動する。その結果、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が変更され、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が変更される。
【００６３】
具体的には、図２示される矢印Ｈｉ方向に制御軸３４０を変位させると、制御軸３４０とともにスライダ３５０がＨｉ方向に移動する。それに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、すなわち図１における角度θが大きくなり、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が大きくなる。一方で、図２に示される矢印Ｌｏ方向に制御軸３４０を変位させると、制御軸３４０とともにスライダ３５０がＬｏ方向に移動するのに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなり、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が小さくなる。
【００６４】
本実施形態にかかる内燃機関にあっては、機関運転中に制御軸３４０を中心軸延伸方向に変位させ、可変動弁機構３００を通じて吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を変更する。
【００６５】
次に、制御軸３４０を中心軸延伸方向に変位させるアクチュエータ２００の構成について、図３及び図４を参照して説明する。尚、図３は本実施形態にかかるアクチュエータ２００の構成と、同アクチュエータ２００を制御する電子制御装置１００、並びに同アクチュエータ２００によって駆動される可変動弁機構３００の関係を示す模式図である。
【００６６】
図３に示されるように、アクチュエータ２００は、マグネット２１１とステータ２１２とから構成されるモータ２１０と、モータ２１０の回転運動を出力軸２２１の直線運動に変換する運動変換機構２２０とを含んで構成されている。可変動弁機構３００の制御軸３４０は、その先端部がアクチュエータ２００の出力軸２２１と留め具２２２によって連結されている。
【００６７】
これにより、モータ２１０を所定の範囲、例えば１０回転分の回転角範囲（０〜３６００°）内で回転させることにより、モータ２１０の回転運動が運動変換機構２２０を通じて直線運動に変換され、出力軸２２１を介して制御軸３４０に入力されるようになる。その結果、制御軸３４０が出力軸２２１とともに中心軸延伸方向に変位して可変動弁機構３００が駆動されるようになる。
【００６８】
ちなみに、モータ２１０を正回転させると、制御軸３４０が図３の矢印Ｈｉ方向に変位し、上述したように可変動弁機構３００の入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が大きくなり、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が増大する。一方で、モータ２１０を逆回転させると、制御軸３４０が図３の矢印Ｌｏ方向に変位し、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなり、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が減少する。
【００６９】
尚、制御軸３４０の矢印Ｈｉ方向への変位及び矢印Ｌｏ方向への変位は、制御軸３４０に設けられた図示しないストッパによってモータ２１０が１０回転する分の範囲で規制されるようになっており、このストッパがシリンダヘッド２０の一部に当接する位置が制御軸３４０の可動限界位置となっている。
【００７０】
このように本実施形態にかかる内燃機関にあっては、アクチュエータ２００を駆動して出力軸２２１に連結された制御軸３４０をその中心軸延伸方向に変位させることにより、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を変更することができるようになっている。
【００７１】
図３の左側に示されるようにアクチュエータ２００を駆動するモータ２１０は、運動変換機構２２０の外周面に固定されたマグネット２１１と、電子制御装置１００からの駆動指令に基づいて励磁されるステータ２１２とを含んで構成されている。
【００７２】
そして、運動変換機構２２０の後端には、円盤状のロータ２１３が固定されている。図４に示されるように、このロータ２１３には、４つのＮ極と４つのＳ極とが等角度間隔で交互に並ぶように円形に形成された８極の多極マグネット２１４と、２３個のＮ極と２３個のＳ極とがそれぞれ交互に並ぶように円形に形成された４６極の多極マグネット２１５とが同心円状に固定されている。
【００７３】
尚、８極の多極マグネット２１４は、図４に示されるようにＮ極とＳ極とが４５°毎に交互に切り替わるように全周に亘って均一に磁極が配設されている。これに対して、４６極の多極マグネット２１５にあっては、図４に示されるように７．５°毎にＮ極とＳ極が交互に切り替わるように配設された４５個の小磁極２１５ａと、小磁極２１５ａを３つ並べた大きさを有する１つの大磁極２１５ｂとがＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配設されている。そのため、小磁極２１５ａが交互に配設されている部分にあっては７．５°毎にＮ極とＳ極とが切り替わる一方、大磁極２１５ｂが配設されている部分にあっては、Ｓ極が２２．５°に亘って広がっている。
【００７４】
図３及び図４に示されるようにアクチュエータ２００における多極マグネット２１４と対向する部位には電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が互いに３０°位相をずらして配設されている。一方、アクチュエータ２００における多極マグネット２１５と対向する部位には位置センサＳ４，Ｓ５が互いに３．７５°位相をずらして配設されている。
【００７５】
これにより、モータ２１０の回転に伴ってロータ２１３が回転すると、各センサＳ１〜Ｓ５にＮ極とＳ極とが交互に対向するようになり、それぞれのセンサＳ１〜Ｓ５がＮ極に対応するハイ信号「Ｈ」とＳ極に対応するロー信号「Ｌ」とを交互に出力するようになる。
【００７６】
図３に示されるように、これら電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３及び位置センサＳ４，Ｓ５は、内燃機関を統括的に制御する電子制御装置１００に接続されており、これら電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３及び位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号は電子制御装置１００に取り込まれる。そして、電子制御装置１００は、これらのパルス信号に基づいてアクチュエータ２００のモータ２１０を制御するとともに、内燃機関の各部を制御する。
【００７７】
電子制御装置１００は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、記憶データを書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ等の各種メモリを備えている。
【００７８】
電子制御装置１００には、上記各センサＳ１〜Ｓ５の他に、運転者のアクセル操作量ＡＣＣＰを検出するアクセルポジションセンサ１１１、吸気通路３０を通じて燃焼室１３に吸入される吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ１１２、機関回転速度ＮＥを検出するクランクポジションセンサ１１３が接続されている。また、電子制御装置１００には、吸気カムシャフト３２の回転位相を検出するカムポジションセンサ１１４や、機関冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ１１５等も接続されている。
【００７９】
電子制御装置１００は、これら各種センサ１１１〜１１５の出力信号を取り込み、取り込まれた出力信号に基づいて燃料噴射量や、点火時期の制御にかかる演算を実行するとともに、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を機関運転状態に適したものとすべく、可変動弁機構３００の駆動制御、すなわちアクチュエータ２００の駆動制御を実行する。
【００８０】
以下、アクチュエータ２００の駆動制御について図５〜７を参照して説明する。上述したように電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は互いに３０°位相をずらして配設されている。そのため、モータ２１０の回転に伴って各電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からは図５の上段に示されるようにハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とが交互に切り替わるパルス信号が回転角３０°に相当する分だけずれた状態で出力される。
【００８１】
電子制御装置１００は、各電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からのパルス信号のパターンに基づいて電気角カウント値Ｃｅを算出する。具体的には、図６に示されるように各々電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」のうち何れの信号が出力されているかに基づいて、電気角カウント値Ｃｅを「０」，「１」，「２」，「３」，「４」，「５」のうちの何れかに設定する。
【００８２】
尚、図６の表は、モータ２１０が正回転しているときには電気角カウント値Ｃｅが「０」→「１」→「２」→「３」→「４」→「５」→「０」といった順序で順方向に変化する一方、逆回転しているときには「５」→「４」→「３」→「２」→「１」→「０」→「５」といった順序で逆方向に変化するように設定されている。これにより、図５に示されるようにモータ２１０の回転角が１５°変化する度に電気角カウント値Ｃｅが変化し、電気角カウント値Ｃｅの値はモータ２１０の回転に伴って階段状に変化するようになる。
【００８３】
尚、この電気角カウント値Ｃｅの値「０」，「１」，「２」，「３」，「４」，「５」は、モータ２１０の通電相への通電パターンに対応している。すなわち、本実施形態にあっては、Ｎ極とＳ極とが交互になるように８つの磁極が円形に配設されたロータ２１３と、３つの電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３とによって８極３相電気角カウンタを構成している。そして、同電気角カウンタによって計数される電気角カウント値Ｃｅに基づいてモータ２１０の通電相を切り替えてモータ２１０を制御するようにしている。
【００８４】
尚、電気角カウンタの構成上、３つの電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の全てがロー信号「Ｌ」又はハイ信号「Ｈ」を出力することはあり得ないため、図６に示されるように３つの電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の全てがロー信号「Ｌ」又はハイ信号「Ｈ」を出力した場合には、電子制御装置１００は電気角カウンタに異常が発生している旨を判定する。
【００８５】
一方、位置センサＳ４，Ｓ５は、上述したように互いに３．７５°位相をずらして配設されている。そのため、モータ２１０の回転に伴って各位置センサＳ４，Ｓ５からは図５の中段に示されるようにハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とが交互に切り替わるパルス信号が互いに回転角３．７５°に相当する分だけずれた状態で出力される。
【００８６】
電子制御装置１００は、各位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号の出力パターンに基づいて位置カウント値Ｃｐを計数する。具体的には、図７に示されるように位置センサＳ４，Ｓ５の一方のセンサの出力信号が立ち上がりエッジ「↑」あるいは立ち下がりエッジ「↓」のいずれであるか、また他方のセンサの出力信号がハイ信号「Ｈ」あるいはロー信号「Ｌ」のいずれであるかに応じて、位置カウント値Ｃｐに「＋１」または「−１」を加算することにより、位置カウント値Ｃｐを計数する。
【００８７】
こうして位置センサＳ４，Ｓ５のパルス信号に基づいて計数される位置カウント値Ｃｐは、図５の下段に示されるようにモータ２１０が正回転しているときにはモータ２１０の駆動に伴って増大する一方、逆回転しているときにはモータ２１０の駆動に伴って減少するようになる。そのため、電子制御装置１００は、この位置カウント値Ｃｐの値に基づいて基準位置からの出力軸２２１の変位量を検知し、出力軸２２１並びに制御軸３４０の位置を把握している。
【００８８】
すなわち、アクチュエータ２００の出力軸２２１に連結された制御軸３４０の変位量はアクチュエータ２００のモータ２１０の回転角に応じて変化するため、この関係を利用してモータ２１０の回転角及び回転方向に対応して増減する位置カウント値Ｃｐに基づいて基準位置からの制御軸３４０並びに出力軸２２１の変位量を推定する。
【００８９】
そして、このように推定される基準位置からの制御軸３４０並びに出力軸２２１の相対的な変位量に基づいて制御軸３４０の位置並びに出力軸２２１の位置を検知する。
電子制御装置１００は、こうして検知される制御軸３４０の位置を、目標とする作用角及びリフト量に対応する位置に近づけるようにアクチュエータ２００のモータ２１０をフィードバック制御することにより、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を制御する。
【００９０】
ところで、機関停止中のように電子制御装置１００への通電が行われておらず、電子制御装置１００が稼働していないときには、電子制御装置１００による位置カウント値Ｃｐの計数が行われない。そのため、電子制御装置１００が稼働していないときに可変動弁機構３００の制御軸３４０が何らかの理由によって中心軸延伸方向に変位した場合には、その変位が位置カウント値Ｃｐに反映されず、実際の制御軸３４０の位置と、電子制御装置１００によって把握されている位置カウント値Ｃｐとが対応しなくなってしまう。
【００９１】
尚、可変動弁機構３００の制御軸３４０には吸気バルブ３１を閉弁方向に付勢するバルブスプリング２４の付勢力が常に作用している。そのため、潤滑油の温度が高く、可変動弁機構３００におけるフリクションが低下している場合や、機関停止状態が長時間継続した場合等には、バルブスプリング２４の付勢力によって制御軸３４０が作用角及びリフト量を減少させる方向（Ｌｏ方向）に駆動され、上記のように機関停止中に制御軸３４０が変位してしまうことがある。
【００９２】
実際の制御軸３４０の位置と、電子制御装置１００によって把握されている位置カウント値Ｃｐとが対応しなくなると、次に内燃機関が運転されるときに誤った位置カウント値Ｃｐに基づいて制御軸３４０の位置が制御され、適切に作用角及びリフト量を制御することができなくなってしまう。その結果、最悪の場合には上死点近傍まで上昇したピストン１２と開弁した吸気バルブ３１とが接触してしまうバルブスタンプが発生するおそれもある。
【００９３】
そこで、本実施形態にかかる内燃機関にあっては、機関運転中にアクチュエータ２００のモータ２１０が所定の回転位相になったときに、位置カウント値Ｃｐを、予めその回転位相に対応する位置カウント値Ｃｐとして記憶されている基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に更新するようにしている。
【００９４】
尚、本実施形態のアクチュエータ２００にあっては、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあることを判定するために、多極マグネット２１５を全周に亘って磁極が均一に配列されたものとせずに、上述したように小磁極２１５ａよりも大きな大磁極２１５ｂを含んだ構成にしている。これにより、図５の中央に示されるようにこの大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過するときには、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号が他の回転位相における変化態様と異なった変化態様を示すようになる。
【００９５】
本実施形態にあっては、このように位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号が他の回転位相における変化態様とは異なった変化態様を示すようになる回転位相、すなわち大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過するときの回転位相を、所定の回転位相としての基準位相にしている。
【００９６】
そして、モータ２１０の回転位相がこの基準位相にあると判定されたときに、この基準位相に対応する正しい位置カウント値Ｃｐの値として出力軸２２１の位置と位置カウント値Ｃｐとの間にずれが生じていない状態のときに予め記憶させておいた基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）を読み出す。そして、この基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを更新する。
【００９７】
尚、本実施形態のアクチュエータ２００にあっては、可変動弁機構３００の制御に伴って、モータ２１０が１０回転する分の範囲内でアクチュエータ２００が制御される。そのため、可変動弁機構３００の制御に伴ってモータ２１０の回転位相が基準位相にある状態がモータ２１０の回転回数の分だけ最大で１０回発生することとなる。そのため、モータ２１０が基準位相にあることが判定されたときに、その判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるのかを判別しなければ、その判定に基づいて出力軸２２１の位置を的確に推定することができない。
【００９８】
これに対して、本実施形態にあっては、基準位相にあることが判定されたときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいて、その判定がＬｏ方向における可動限界位置からモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別するようにしている。
【００９９】
上述したように、可変動弁機構３００の制御軸３４０には吸気バルブ３１を閉弁方向に付勢するバルブスプリング２４の付勢力が常に作用しているため、本実施形態のアクチュエータ２００にあっては、出力軸２２１をＨｉ方向に変位させるほど出力軸２２１に作用する反力が増大するようになる。そのため、出力軸２２１の位置を目標とする位置にフィードバック制御するようにモータ２１０を駆動すると、出力軸２２１がＨｉ方向に変位して出力軸２２１に作用する反力が増大するほど、モータ２１０に通電される電流の値が大きくなる。
【０１００】
すなわち、モータ２１０に通電される電流の値は、Ｈｉ方向に出力軸２２１の位置が変位しているときほど大きくなり、モータ２１０に通電されている電流の値と出力軸２２１の位置、すなわちモータ２１０に通電されている電流の値とモータ２１０の回転回数との間には一定の相関関係が生じることとなる。
【０１０１】
したがって、モータ２１０が所定の回転位相にあることが判定されたときにモータ２１０に通電されている電流の大きさを参照すれば、その電流の大きさに基づいてモータ２１０の回転回数を推定することができる。要するに、その電流が大きいときほどＨｉ方向に向かってモータ２１０がより多く回転された状態であることを推定することができる。
【０１０２】
そこで、本実施形態の電子制御装置１００は、モータ２１０が基準位相にあることが判定されたときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさを参照し、このときの電流の大きさに基づいてその判定が、Ｌｏ方向の可動限界位置からモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別するようにしている。
【０１０３】
尚、上記の基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）における括弧内の「Ｎ」は、Ｌｏ方向の可動限界位置からのモータ２１０の回転回数に毎に基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）が設定されていることを示すものであり、「Ｎ」は回転回数を示している。例えば、モータ２１０の回転位相が、Ｌｏ方向の可動限界位置からモータ２１０が４回転した状態における基準位相にあるときには、その基準位相に対応する正しい位置カウント値Ｃｐとして基準カウント値Ｃｐ（４）が選択され、位置カウント値Ｃｐがこの基準カウント値Ｃｐ（４）に基づいて更新される。
【０１０４】
以下、こうした位置カウント値Ｃｐの更新にかかる位置カウント値更新ルーチンについて図８を参照して具体的に説明する。尚、図８は位置カウント値更新ルーチンにかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。また、この位置カウント値更新ルーチンは、機関運転中に電子制御装置１００によって所定の制御周期で繰り返し実行される。
【０１０５】
この位置カウント値更新ルーチンを開始すると、図８に示されるように、電子制御装置１００はまずステップＳ１００においてモータ２１０の回転位相が基準位相にあるか否かを判定する。
【０１０６】
ここでは、電気角カウント値Ｃｅの変化と、位置センサＳ４，Ｓ５によって出力されるパルス信号の変化との関係を監視することにより、モータ２１０の回転位相が基準位相にあるか否かを判定する。
【０１０７】
大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過する基準位相にあっては、図５の中央に示されるように、２２．５°に亘って位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号が変化しなくなり、電気角カウント値Ｃｅの変化とパルス信号の変化との関係が他の回転位相における関係と異なったものになる。
【０１０８】
具体的には、基準位相以外の回転位相にあっては、電気角カウント値Ｃｅが変化するタイミングにあわせて位置センサＳ４から出力されるパルス信号も変化する。これに対して、基準位相にあっては、図５の中央に破線で示される部分のように電気角カウント値Ｃｅが「０」と「１」との間で変化するタイミングにおいて、位置センサＳ４から出力されるパルス信号が変化しない。
【０１０９】
そこで、このステップＳ１００では、電気角カウント値Ｃｅの値が変化したタイミングにおいて位置センサＳ４から出力されているパルス信号が変化したか否かを監視し、電気角カウント値Ｃｅの値が変化したタイミングにおいて位置センサＳ４から出力されているパルス信号が変化しなかった場合に、モータ２１０が基準位相にあることを判定する。
【０１１０】
尚、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいてモータ２１０が基準位相にあることを判定するための方法は適宜変更することができる。
例えば、その他に、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分（例えば、正回転の場合は「１」→「２」、「５」→「０」等、逆回転の場合は「５」→「４」、「０」→「５」等）変化する間に位置カウント値Ｃｐがいくつ変化するかを監視する構成を採用することもできる。この場合には、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分変化する間の位置カウント値Ｃｐの変化が４カウント未満だった場合に、モータ２１０が基準位相にあることを判定する。
【０１１１】
このように、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分変化する間に位置カウント値Ｃｐがいくつ変化するかを監視することによって、モータ２１０が基準位相にあることを判定することができるのは、以下のような理由による。
【０１１２】
図５に示されるように基準位相以外の回転位相にあっては、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分変化する間に位置カウント値Ｃｐが４カウント分変化する。これに対して、大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過する基準位相にあっては位置カウント値Ｃｐが変化しない。そのため、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分変化する間における位置カウント値Ｃｐの変化を監視し、位置カウント値Ｃｐの変化が４カウント未満だった場合には、これに基づいてモータ２１０が基準位相にあることを判定することができる。
【０１１３】
ステップＳ１００において、モータ２１０の回転位相が基準位相にあることが判定されなかった場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、電子制御装置１００は、そのままこのルーチンを一旦終了する。
【０１１４】
一方、ステップＳ１００において、モータ２１０の回転位相が基準位相にあることが判定された場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０へと進み、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいて、今回判定された基準位相がＬｏ方向の可動限界位置からモータ２１０が何回転した状態における基準位相であるかを判別する。
【０１１５】
具体的には、そのときモータ２１０に通電されている電流の大きさが図９に示されるようにモータ２１０の回転回数に対応するように設定された複数の判定領域のうち、いずれの判定領域に含まれるかに基づいてＬｏ方向の可動限界位置からモータ２１０が何回転した状態における基準位相であるかを判別する。
【０１１６】
尚、図９に示される直線はこのアクチュエータ２００における出力軸２２１の位置とモータ２１０に通電される電流の大きさとの関係を示している。各判定領域はモータ２１０の回転位相が基準位相にあるときにモータ２１０に通電されることが推定される電流の値（実線上に示される点）を中心に、電流値のばらつきを考慮して上下に幅を持たせて設定されている。また、本実施形態のアクチュエータ２００は、上述したようにモータ２１０が１０回転する分の範囲で駆動されるため、判定領域は回転回数に対応させて「１」から「１０」まで１０個設定されているが図９にあっては説明の便宜上、そのうちの「３」から「５」までの３つのみを図示している。
【０１１７】
ステップＳ１１０では、例えば、モータ２１０に通電されている電流の大きさが図９に示される回転回数「４」の判定領域に含まれる場合には、今回判定された基準位相がＬｏ方向の可動限界位置から数えてモータ２１０が４回転した状態における基準位相であることを判別する。すなわち、この位置カウント値更新ルーチンにあっては、ステップＳ１１０の処理が、回転回数判別手段に相当する。
【０１１８】
こうしてモータ２１０が何回転した状態における基準位相であるかを判別すると、ステップＳ１２０へと進み、電子制御装置１００は判別された回転回数に対応する基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）を読み出す。
【０１１９】
例えば、ステップＳ１１０において４回転した状態における基準位相であることが判別された場合には、このステップＳ１２０を通じて図９に矢印で示されるようにこれに対応する基準カウント値Ｃｐ（４）が読み出されることになる。
【０１２０】
こうして基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）を読み出すと、ステップＳ１３０へと進み、電子制御装置１００は位置カウント値Ｃｐを、ステップＳ１２０を通じて読み出された基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に一致させるように、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを更新する。
【０１２１】
こうして位置カウント値Ｃｐを更新すると電子制御装置１００は、このルーチンを一旦終了する。
このような位置カウント値更新ルーチンを繰り返し実行することにより、モータ２１０の回転位相が基準位相になる度に位置カウント値Ｃｐが正しい値に更新されるようになる。そのため、実際の制御軸３４０並びに出力軸２２１の位置と、位置カウント値Ｃｐとが対応しなくなってしまった場合であっても、位置カウント値Ｃｐのずれが速やかに解消されるようになる。
【０１２２】
尚、図９を参照して示したモータ２１０に通電されている電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係は、アクチュエータ２００や可変動弁機構３００の経年変化等によって変化してしまうことがある。
【０１２３】
そこで、本実施形態の電子制御装置１００にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を適宜学習しなおすようにしている。
尚、可変動弁機構３００の制御軸３４０に作用する反力は、機関運転状態に応じて変化する。そのため、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習しなおす場合には、機関運転状態が略同一の状態において学習を実行することが望ましい。
【０１２４】
そこで、本実施形態の電子制御装置１００は、予め定めた一定の運転状態になっていることを条件に電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習しなおすようにしている。具体的には、内燃機関に供給されている作動油の油温、機関回転速度ＮＥ、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度をパラメータとして設定し、これらの値が学習を行うための運転条件として設定された一定の範囲にあることを条件に学習を実行するようにしている。
【０１２５】
尚、作動油の温度は、機関冷却水温ＴＨＷや、吸入空気量ＧＡの積算値、機関回転速度ＮＥの積算値等に基づいて推定することができ、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度は単位時間当りの出力軸２２１の変位量等に基づいて推定することができる。
【０１２６】
各パラメータが学習を行うための運転条件として設定された一定の範囲にある場合には、出力軸２２１の変位に伴ってモータ２１０に通電されている電流が変化する様子を監視し、このときの電流値の変化態様に基づいて出力軸の変位と電流の変化との関係を学習する。すなわち、実際に出力軸２２１が変位しているときの電流の変化に基づいて図９に示される実線の傾きを学習しなおす。
【０１２７】
そして、学習された直線の傾きに応じてモータ２１０に通電されている電流の大きさとそれに基づいて選択される基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を補正し、アクチュエータ２００や可変動弁機構３００の経年変化等によって生じる電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを補償するようにしている。
【０１２８】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）基準位相にあることが判定されたときに、基準位相に対応させて予め記憶させてある基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）、すなわち正しい位置カウント値Ｃｐに対応する値として記憶されている基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐが更新されるようになる。
【０１２９】
そのため、電子制御装置１００によって把握されている位置カウント値Ｃｐが実際の出力軸２２１の位置に対応する値からずれている場合、すなわち誤った位置カウント値Ｃｐに基づいて出力軸２２１の位置が制御されているときには、基準位相になったときに、位置カウント値Ｃｐが基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて更新されるようになる。したがって、モータ２１０の回転位相が基準位相になったときに、位置カウント値Ｃｐと実際の出力軸２２１の位置とのずれが解消されるようになる。
【０１３０】
尚、上記実施形態のように出力軸２２１の位置を制御するときにモータ２１０が複数回回転する場合には、モータ２１０の回転位相が基準位相にある状態がモータの回転回数の分だけ複数回発生することとなる。そのため、出力軸２２１の位置を制御するときにモータ２１０を複数回回転させる場合には、モータ２１０が基準位相にあることが判定されたときに、その判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるのかを判別しなければ、その判定に基づいて出力軸２２１の位置を的確に推定することができない。
【０１３１】
これに対して、上記実施形態にあっては、基準位相にあることが判定されたときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいてその判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別するようにしている（図１０におけるステップＳ１１０）。
【０１３２】
そのため、その判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別することができ、モータ２１０の回転回数に対応した基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを適切に更新することができる。
【０１３３】
要するに、上記実施形態の構成によれば、モータ２１０が基準位相にあることが判定されたときに、正しい位置カウント値Ｃｐに対応する基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐが的確に更新されるようになる。したがって、誤った位置カウント値Ｃｐに基づいて出力軸２２１の位置が制御され、出力軸２２１の位置を適切に制御することができなくなってしまうことを抑制することができる。
【０１３４】
（２）アクチュエータ２００を駆動しているときに検出される電流の値は、アクチュエータ２００の使用条件等によってある程度ばらつく可能性がある。
これに対して、上記実施形態のように、モータ２１０に通電される電流の大きさに対して所定の幅を有して広がる判定領域を、モータ２１０の回転回数に対応するように１つずつ設定しておく構成を採用すれば、基準位相にあることが判定されたときに通電されている電流の大きさが、複数設定された判定領域のうち、いずれの判定領域に属しているかを監視することにより、その判定が、モータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを的確に推定することができる。すなわち、検出される電流の大きさにある程度のばらつきが生じる場合であっても、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいて、モータ２１０が基準位相にある旨の判定が、モータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを的確に推定することができる。
【０１３５】
（３）上記実施形態のように、ロータ２１３における基準位相に対応する部位の磁極の配列を他の部位の磁極の配列と異ならせる構成を採用すれば、位置センサＳ４，Ｓ５によって出力されるパルス信号の変化態様が、基準位相において他の回転位相と異なるようになる。そのため、パルス信号の変化を監視することによってモータ２１０の回転位相が基準位相にあることを判定することができるようになる。
【０１３６】
したがって、モータ２１０の回転位相を監視するために新たなセンサ等を設けることなく、モータ２１０の回転位相が基準位相にあるか否かを判定することができるようになり、新たにセンサを設けることによるコストの増大や、センサの取り付けにかかる製造工程の煩雑化を抑制することができる。
【０１３７】
（４）機関運転状態が、一定の運転状態になっているときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさと基準位相に対応させて記憶させてある基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習しなおすようにしている。そのため、同一の運転状態であることを条件に学習が行われるようになり、機関運転状態の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができる。
【０１３８】
（５）内燃機関に供給されている作動油の油温が低いほど、アクチュエータ２００並びに可変動弁機構３００、更には内燃機関の動弁系等に供給されているその作動油の粘性が高くなる。そのため、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いときほど、これらを駆動する際の抵抗が大きくなる。したがって、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に対応する位置に出力軸２２１を駆動したときにモータ２１０に通電される電流は、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いときほど、大きくなる。
【０１３９】
これに対して、上記実施形態にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータの一つとして、内燃機関に供給される作動油の温度を監視するようにしている。そのため、作動油の温度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、作動油の温度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができる。
【０１４０】
（６）機関回転速度ＮＥが高く、単位時間当りに吸気バルブ３１が開弁される回数が多いときほど、バルブスプリング２４の付勢力によって可変動弁機構３００の制御軸３４０並びにアクチュエータ２００の出力軸２２１に作用する反力は大きくなる。そのため、機関回転速度ＮＥが高いときほど、アクチュエータ２００の出力軸２２１に作用する反力は大きくなり、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に対応する位置に出力軸２２１を駆動したときにモータ２１０に通電される電流が大きくなる。
【０１４１】
これに対して、上記実施形態にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータの一つとして、機関回転速度ＮＥを監視するようにしている。そのため、機関回転速度ＮＥが略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、機関回転速度ＮＥの違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができる。
【０１４２】
（７）アクチュエータ２００の出力軸２２１並びに可変動弁機構３００の制御軸３４０の変位速度が速いときには、慣性力に逆らって速い速度で出力軸２２１並びに制御軸３４０を駆動していることになる。そのため、変位速度が速いときほど、出力軸２２１を駆動するために消費される電力は大きくなり、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に対応する位置まで出力軸２２１を駆動したときにモータ２１０に通電される電流が大きくなる。
【０１４３】
これに対して、上記実施形態にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータの一つとして、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度を監視するようにしている。そのため、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができる。
【０１４４】
尚、出力軸２２１と制御軸３４０は一体に連結されており、同時に同量だけ変位するため、双方の変位速度を監視しなくても、どちらか一方の変位速度を監視すれば出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度を監視することができる。
【０１４５】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態にあっては、回転位相判定手段として、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号の変化と電気角カウント値Ｃｅとの変化との関係を監視する構成を採用し、モータ２１０の回転位相が基準位相にあることが判定される度に、位置カウント値Ｃｐを基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて更新する構成を示した。
【０１４６】
これに対して、モータ２１０の回転位相が基準位相にあることが判定される度に、電子制御装置１００によって把握されている位置カウント値Ｃｐと対応する基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）とを比較し、その乖離が大きいときに、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを更新する構成を採用することもできる。
【０１４７】
具体的には、図１０に示されるように位置カウント値更新ルーチンにおけるステップＳ１２０とステップＳ１３０との間に、位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）の乖離の大きさを判定する処理であるステップＳ１２５を追加する。そして、ステップＳ１２５において位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きい旨の判定がなされたときにのみ、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを更新するようにすればよい。
【０１４８】
尚、図１０に示される位置カウント値更新ルーチンにあっては、ステップＳ１２５において位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との差の絶対値を算出し、その値が基準値よりも大きいことに基づいて位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きい旨を判定するようにしている。これに対して位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きいことを判定するための具体的な方法は、適宜変更することができる。すなわち、ステップＳ１２５における処理は、位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）とが乖離していることに基づいて、電子制御装置１００によって把握されている出力軸２２１の位置が実際の出力軸２２１の位置からずれていることを判定することができるようになっていればよい。
【０１４９】
尚、このように位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きいときにのみ位置カウント値Ｃｐを更新する構成を採用する場合には、位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きくなっていないときには、位置カウント値Ｃｐが更新されなくなる。
【０１５０】
図５の下段に示されるように基準位相を通過するときには、位置カウント値Ｃｐが増減しなくなる。そのため、位置カウント値Ｃｐが基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて更新されない場合には、図１１に示されるように、基準位相を通過する度に、位置カウント値Ｃｐと出力軸２２１の基準位置からの変位量との関係が二点鎖線で示されるような比例関係からずれることになる。
【０１５１】
したがって、この場合には、位置カウント値Ｃｐの値から単純に出力軸２２１並びに制御軸３４０の位置を推定することができなくなってしまう。
そこで、上記のように位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きいときにのみ位置カウント値Ｃｐを更新する構成を採用する場合には、こうした位置カウント値Ｃｐのずれを補償するための構成を更に追加する必要がある。尚、こうした構成としては、基準位相を通過する度に、基準位相を通過することによって生じる一定のずれを補正するための補正値を位置カウント値Ｃｐに加算する構成を採用することができる。また、その他には、図１１に実線で示されるように基準位置からの変位量と位置カウント値Ｃｐの値との関係を記憶した演算マップを用意し、この演算マップを逐一参照することによって位置カウント値Ｃｐから出力軸２２１の位置を算出する構成を採用することができる。
【０１５２】
・上記実施形態にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習しなおす際の運転条件として内燃機関に供給されている作動油の油温、機関回転速度ＮＥ、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度をパラメータとして設定し、これらの値が一定の範囲にあることを条件に学習を実行するようにしていた。これに対して学習を行うための運転条件は、機関運転状態の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除することができるように設定されていればよく、学習を行うための運転条件は適宜変更することができる。
【０１５３】
・また、こうした学習を省略し、学習を行わない構成を採用することもできる。
・上記実施形態における多極マグネット２１５にあっては、小磁極２１５ａを３つ並べた大きさの大磁極２１５ｂが設けられている。これにより、上記実施形態にあっては、大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過するときにパルス信号が他の回転位相における変化態様と異なる変化態様で変化するようになっている。これは位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号の変化態様に基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相になったことを判定するための回転位相判定手段の構成の一例である。
【０１５４】
そのため、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号の変化態様に基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相になったことを判定することのできる構成であれば、多極マグネット２１５の構成や、位置センサＳ４，Ｓ５の配設位置等は適宜変更することができる。
【０１５５】
・また、上記実施形態にあっては、回転位相判定手段として、位置センサＳ４，Ｓ５のパルス信号の出力態様が変化したことに基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあることを判定する構成を示した。これに対してモータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあることを判定することのできる構成であれば、回転位相判定手段の構成は適宜変更することができる。例えば、モータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあるときに信号を出力するセンサを新たに設け、このセンサから出力される信号に基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあることを判定する構成を採用することもできる。
【０１５６】
・位相をずらして設けた位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいて位置カウント値Ｃｐを計数する構成を示した。これに対して、基準位置からの制御軸３４０の変位量に対応する位置カウント値Ｃｐを計数することができる構成であれば、位置カウント値Ｃｐを計数するための位置センサの構成は適宜変更することができる。例えば位置センサＳ４，Ｓ５の取り付け位置や位置センサの個数、多極マグネット２１５の磁極の数等を変更することもできる。
【０１５７】
・同様に、モータ２１０の通電相を切り替え、モータ２１０を的確に制御することができる構成であれば、電気角カウント値Ｃｅを設定するための電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の取り付け位置や、電気角センサの個数、多極マグネット２１４の磁極の数等も変更することができる。
【０１５８】
・上記実施形態にあっては、本発明にかかるアクチュエータの制御装置を吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を変更する可変動弁機構３００を備える内燃機関を統括的に制御する電子制御装置１００として適用する構成を示したが、本願発明は排気バルブ４１の作用角及びリフト量を変更する可変動弁機構を備える内燃機関にも適用することができる。
【０１５９】
・また、誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御されてしまうようになる課題は、上記のような可変動弁機構３００を駆動するアクチュエータ２００のみならず、モータの回転角に基づいて位置カウント値Ｃｐを計数し、基準位置に対する出力軸の相対的な位置を算出するアクチュエータの制御装置にあっては、同様に生じ得るものである。
【０１６０】
そのため、本発明は、可変動弁機構３００を駆動するアクチュエータの制御装置に限定されることなく、モータの回転角に基づいて位置カウント値を計数し、基準位置に対する出力軸の相対的な位置を算出するアクチュエータの制御装置として広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１６１】
１…機関本体、１０…シリンダブロック、１１…シリンダ、１２…ピストン、１３…燃焼室、２０…シリンダヘッド、２１…吸気ポート、２２…排気ポート、２３…リテーナ、２４…バルブスプリング、２５…ラッシュアジャスタ、２６…ロッカアーム、２６ａ…ローラ、３０…吸気通路、３１…吸気バルブ、３２…吸気カムシャフト、３２ａ…吸気カム、４０…排気通路、４１…排気バルブ、４２…排気カムシャフト、４２ａ…排気カム、５０…スプリング、１００…電子制御装置、１１１…アクセルポジションセンサ、１１２…エアフロメータ、１１３…クランクポジションセンサ、１１４…カムポジションセンサ、１１５…水温センサ、２００…アクチュエータ、２１０…モータ、２１１…マグネット、２１２…ステータ、２１３…ロータ、２１４…多極マグネット、２１５…多極マグネット、２１５ａ…小磁極、２１５ｂ…大磁極、２２０…運動変換機構、２２１…出力軸、２２２…留め具、３００…可変動弁機構、３１０…入力部、３１１…入力アーム、３１１ａ…ローラ、３１２…ヘリカルスプライン、３１３…凸部、３２０…出力部、３２１…出力アーム、３２２…ヘリカルスプライン、３３０…支持パイプ、３３１…長孔、３４０…制御軸、３４１…係止ピン、３５０…スライダ、３５１…ヘリカルスプライン、３５２…ヘリカルスプライン、３５３…溝、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…電気角センサ、Ｓ４，Ｓ５…位置センサ。
【技術分野】
【０００１】
この発明はアクチュエータの制御装置に関し、特にモータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力するアクチュエータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、機関バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構が記載されている。この可変動弁機構は、制御軸を中心軸延伸方向に変位させることによって駆動され、制御軸の変位量に応じて機関バルブの作用角及びリフト量を変更するものである。この可変動弁機構は、具体的には、制御軸が中心軸延伸方向の一方に向かって変位したときに作用角及びリフト量を増大させ、同制御軸が中心軸延伸方向の他方に向かって変位したときに作用角及びリフト量を減少させる。
【０００３】
特許文献１に記載の可変動弁機構の制御軸には、モータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力するアクチュエータが接続されている。そして、この可変動弁機構を備える内燃機関にあっては、アクチュエータのモータを制御して同アクチュエータの出力軸に連結された可変動弁機構の制御軸を中心軸延伸方向に変位させることによって機関バルブの作用角及びリフト量を制御する。
【０００４】
このような内燃機関におけるアクチュエータの制御装置には、モータの回転に伴って所定の回転角毎にパルス信号を出力する位置センサが設けられている。そして、アクチュエータの制御装置は、この位置センサから出力されるパルス信号を計数して位置カウント値とし、この位置カウント値に基づいて制御軸の位置を把握している。すなわち、アクチュエータの出力軸に連結された制御軸の変位量はアクチュエータのモータの回転角に応じて変化するため、この関係を利用してモータの回転角及び回転方向に対応して増減する位置カウント値に基づいて基準位置からの制御軸並びに出力軸の変位量を推定する。そして、このように推定される基準位置からの制御軸並びに出力軸の相対的な変位量に基づいて制御軸の位置並びに出力軸の位置を検知する。
【０００５】
特許文献１に記載の内燃機関にあっては、こうして検知される制御軸の位置並びに出力軸の位置を、目標とする作用角及びリフト量に対応する位置に近づけるようにアクチュエータのモータをフィードバック制御することにより、機関バルブの作用角及びリフト量を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８‐２２３７０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、機関停止中のようにアクチュエータの制御装置が稼働していないときには、制御装置による位置カウント値の計数が行われない。そのため、アクチュエータの制御装置が稼働していないときに可変動弁機構の制御軸及びアクチュエータの出力軸が何らかの理由によって中心軸延伸方向に変位した場合には、その変位が位置カウント値に反映されず、実際の制御軸の位置並びに出力軸の位置と、制御装置によって把握されている位置カウント値とが対応しなくなってしまう。
【０００８】
実際の制御軸の位置並びに出力軸の位置と、制御装置によって把握されている位置カウント値とが対応しなくなると、次に内燃機関が運転されるときに誤った位置カウント値に基づいて制御軸の位置並びに出力軸の位置が制御され、適切に作用角及びリフト量を制御することができなくなってしまう。その結果、最悪の場合には上死点近傍まで上昇したピストンと開弁した機関バルブとが接触してしまうバルブスタンプが発生するおそれもある。
【０００９】
尚、上記のように、誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御されてしまうようになる課題は、上記のような可変動弁機構を駆動するアクチュエータのみならず、モータの回転角に基づいて位置カウント値を計数し、基準位置に対する出力軸の相対的な位置を算出するアクチュエータの制御装置にあっては、同様に生じ得るものである。
【００１０】
この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御され、出力軸の位置を適切に制御することができなくなってしまうことを抑制することのできるアクチュエータの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、出力軸を中心軸延伸方向の一方に変位させるほど同出力軸に作用する反力が増大する状態で使用され、モータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力するアクチュエータの制御装置であり、前記モータの回転に伴って位置センサから出力されるパルス信号に基づいて位置カウント値を計数することによって前記出力軸の位置を検知しているアクチュエータの制御装置において、前記モータが所定の回転位相にあることを判定する回転位相判定手段と、前記判定がなされたときに前記モータに通電されている電流の大きさに基づいて前記判定が前記モータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別する回転回数判別手段とを備え、前記所定の回転位相にあることが判定されたときに、前記位置カウント値を、前記回転回数判別手段によって判別される回転回数毎に前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値に基づいて更新することをその要旨とする。
【００１２】
上記構成によれば、所定の回転位相にあることが判定されたときに、出力軸の位置と位置カウント値との間にずれが生じていない状態において前記所定の回転位相に対応させて予め記憶させてある基準カウント値、すなわち正しい位置カウント値に対応する値として記憶されている基準カウント値に基づいて、位置カウント値が更新されるようになる。
【００１３】
そのため、制御装置によって把握されている位置カウント値が実際の出力軸の位置に対応する値からずれている場合、すなわち誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御されているときには、モータの回転位相が所定の回転位相になったときに、位置カウント値が基準カウント値に基づいて更新されるようになる。したがって、モータの回転位相が前記所定の回転位相になったときに、位置カウント値と実際の出力軸の位置とのずれが解消されるようになる。
【００１４】
尚、出力軸の位置を制御するときにモータが複数回回転する場合には、モータの回転位相が所定の回転位相にある状態がモータの回転回数の分だけ複数回発生することとなる。そのため、出力軸の位置を制御するときにモータを複数回回転させる場合には、モータが所定の回転位相にあることが判定されたときに、その判定がモータが何回転した状態においてなされたものであるのかを判別しなければ、その判定に基づいて出力軸の位置を的確に推定することができない。
【００１５】
これに対して、上記請求項１に記載の発明は、所定の回転位相にあることが判定されたときに、モータに通電されている電流の大きさに基づいてその判定がモータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別する回転回数判別手段を備えている。
【００１６】
出力軸を中心軸延伸方向の一方に変位させるほど出力軸に作用する反力が増大する状態で使用されるアクチュエータにあっては、一定の電圧を印可して出力軸の位置を目標とする位置にフィードバック制御するようにモータを駆動する場合に、出力軸が中心軸延伸方向の一方に変位して出力軸に作用する反力が増大するほど、モータに通電される電流の値が大きくなる。
【００１７】
そのため、モータに通電される電流の値は、反力が大きくなる方向に出力軸の位置が変位しているときほど大きくなり、モータに通電されている電流の値と出力軸の位置、すなわちモータに通電されている電流の値とモータの回転回数との間には一定の相関関係が生じることとなる。したがって、モータが所定の回転位相にあることが判定されたときにモータに通電されている電流の大きさを参照すれば、その電流の大きさに基づいてモータの回転回数を推定することができる。すなわち、その電流が大きいときほど出力軸に作用する反力が大きくなる方向に向かってモータがより多く回転された状態であることを推定することができる。
【００１８】
したがって、回転回数判別手段を備える上記請求項１に記載の発明によれば、モータが所定の回転位相にあることが判定されたときに、その判定がモータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別することができ、モータの回転回数に対応した基準カウント値に基づいて位置カウント値を適切に更新することができる。
【００１９】
要するに、上記請求項１に記載の発明によれば、モータが所定の回転位相にあることが判定されたときに、正しい位置カウント値に対応する基準カウント値に基づいて位置カウント値が的確に更新されるようになる。したがって、誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御され、出力軸の位置を適切に制御することができなくなってしまうことを抑制することができるようになる。
【００２０】
尚、アクチュエータ駆動中に検出される電流の値は、アクチュエータの使用条件等によってある程度ばらつく可能性がある。
これに対して、請求項２に記載されているように、モータに通電される電流の大きさに対して所定の幅を有して広がる判定領域を、モータの回転回数に対応するように１つずつ設定しておく構成を採用すれば、所定の回転位相にあることが判定されたときに通電されている電流の大きさが、複数設定された判定領域のうち、いずれの判定領域に属しているかを監視することにより、その判定が、モータが何回転した状態においてなされたものであるかを的確に推定することができるようになる。すなわち、検出される電流の大きさにある程度のばらつきが生じる場合であっても、モータに通電されている電流の大きさに基づいて、回転位相判定手段によってなされた判定がモータが何回転した状態においてなされたものであるかを的確に推定することができるようになる。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、前記回転位相判定手段として、一定の位相毎にＮ極とＳ極とが切り替わるように交互に配設される複数の小磁極と、前記小磁極よりも大きな位相を占める１個の大磁極とをＮ極とＳ極とが交互に並ぶように円形に配設したロータと、前記各磁極と対向可能な位置に位相をずらして配設された２つの前記位置センサとを備え、前記モータの回転に伴って２つの前記位置センサからそれぞれ出力されるパルス信号に基づいて前記位置カウント値を計数するとともに、前記大磁極が前記位置センサを通過するときに検知されるパルス信号の変化に基づいて前記モータの回転位相が所定の回転位相にあることを判定する請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータの制御装置である。
【００２２】
回転位相判定手段の構成として具体的には、請求項３に記載されているように、ロータにおける所定の回転位相に対応する部位の磁極の配列を他の部位の磁極の配列と異ならせる構成を採用すればよい。こうした構成を採用すれば、位置センサによって出力されるパルス信号の変化態様が、所定の回転位相において他の回転位相と異なるようになり、パルス信号の変化を監視することによってモータの回転位相が所定の回転位相にあることを判定することができるようになる。
【００２３】
そのため、モータの回転位相を監視するために新たなセンサ等を設けることなく、モータの回転位相が所定の回転位相にあるか否かを判定することができるようになり、新たにセンサを設けることによるコストの増大や、センサの取り付けにかかる製造工程の煩雑化を抑制することができる。
【００２４】
ところで、制御軸を中心軸延伸方向に駆動することにより、機関バルブの作用角及びリフト量を変更する内燃機関の可変動弁機構にあっては、機関バルブの作用角及びリフト量を大きくする方向に制御軸を駆動するほど、バルブスプリングの付勢力による反力が大きくなるため、制御軸に作用する反力が大きくなる。
【００２５】
すなわち、こうした内燃機関の可変動弁機構の制御軸を駆動するアクチュエータにあっては、出力軸を中心軸延伸方向の一方に変位させるほど同出力軸に作用する反力が増大するようになる。
【００２６】
そこで、具体的には、上記請求項４に記載されているように、制御軸を中心軸延伸方向に駆動することにより、機関バルブの作用角及びリフト量を変更する内燃機関の可変動弁機構に接続され、出力軸と連結した制御軸を中心軸延伸方向に駆動する可変動弁機構のアクチュエータを制御する制御装置として、上記請求項１〜３のアクチュエータの制御装置を適用することができる。
【００２７】
尚、モータに通電されている電流の大きさと基準カウント値との関係は、アクチュエータや可変動弁機構の経年変化によって変化してしまうことがある。そのため、モータに通電されている電流の大きさと基準カウント値の大きさとの関係を利用してモータの回転回数を判別する構成を採用している場合には、位置カウント値にずれが生じていない状態のときに出力軸を駆動し、電流の大きさと基準カウント値との関係を学習しなおすことが望ましい。
【００２８】
また、可変動弁機構の制御軸に作用する反力は、機関運転状態に応じて変化する。そのため、請求項４に記載されているように機関バルブの作用角及びリフト量を変更する内燃機関の可変動弁機構を駆動するアクチュエータを制御するアクチュエータの制御装置として請求項１〜３に記載の発明を適用する場合には、一定の運転状態になっているときに電流の大きさと基準カウント値との関係を学習しなおすようにすることが望ましい。
【００２９】
そこで、請求項５に記載の発明にあっては、機関運転状態が、一定の運転状態になっているときに、モータに通電されている電流の大きさと前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値との関係を学習しなおすようにしている。
【００３０】
このように一定の運転状態になっているときに電流の大きさと基準カウント値との関係を学習しなおす構成を採用すれば、同一の運転状態であることを条件に学習が行われるようになり、機関運転状態の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができるようになる。
【００３１】
尚、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いほど、アクチュエータ並びに可変動弁機構、更には内燃機関の動弁系等に供給されているその作動油の粘性が高くなる。そのため、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いときほど、これらを駆動する際の抵抗が大きくなる。したがって、基準カウント値に対応する位置に出力軸を駆動したときにモータに通電される電流は、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いときほど、大きくなる。
【００３２】
そのため、請求項６に記載されているように、電流の大きさと基準カウント値との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして、少なくとも内燃機関に供給される作動油の温度を監視する構成を採用することが望ましい。
【００３３】
こうした構成を採用すれば、少なくとも作動油の温度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、作動油の温度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができるようになる。
【００３４】
また、機関回転速度が高く、単位時間当りに機関バルブが開弁される回数が多いときほど、バルブスプリングの付勢力によって可変動弁機構の制御軸並びにアクチュエータの出力軸に作用する反力は大きくなる。そのため、機関回転速度が高いときほど、アクチュエータの出力軸に作用する反力は大きくなり、基準カウント値に対応する位置に出力軸を駆動したときにモータに通電される電流が大きくなる。
【００３５】
そのため、請求項７に記載されているように、電流の大きさと基準カウント値との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして、少なくとも機関回転速度を監視する構成を採用することが望ましい。
【００３６】
こうした構成を採用すれば、少なくとも機関回転速度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、機関回転速度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができるようになる。
【００３７】
また、アクチュエータの出力軸並びに可変動弁機構の制御軸の変位速度が速いときには、慣性力に逆らって速い速度で出力軸並びに制御軸を駆動していることになるため、変位速度が速いときほど、出力軸を駆動するために消費される電力は大きくなり、基準カウント値に対応する位置まで出力軸を駆動したときにモータに通電される電流が大きくなる。
【００３８】
そのため、請求項８に記載されているように、電流の大きさと基準カウント値との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして、少なくとも出力軸並びに制御軸の変位速度を監視する構成を採用することが望ましい。
【００３９】
こうした構成を採用すれば、少なくとも出力軸並びに制御軸の変位速度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、出力軸並びに制御軸の変位速度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができるようになる。
【００４０】
尚、出力軸と制御軸は一体に連結されており、同時に同量だけ変位するため、双方の変位速度を監視しなくても、どちらか一方の変位速度を監視すれば出力軸並びに制御軸の変位速度を監視することができる。
【００４１】
前記所定の回転位相にあることが判定されたときに、基準カウント値に基づいて位置カウント値を更新する具体的な態様としては、請求項９に示されるように、回転位相判定手段によってモータの回転位相が所定の回転位相にあることが判定される度に、位置カウント値を所定の回転位相に対応する基準カウント値に一致させるように、基準カウント値に基づいて位置カウント値を更新する構成を採用することができる。
【００４２】
またその他、請求項１０に示されるように、回転位相判定手段によってモータの回転位相が所定の回転位相にあることが判定される度に、同制御装置によって把握されている位置カウント値と基準カウント値とを比較し、その乖離が大きいときに、位置カウント値を所定の回転位相に対応する基準カウント値に一致させるように、基準カウント値に基づいて位置カウント値を更新する構成を採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】この発明の一実施形態にかかるアクチュエータによって駆動される可変動弁機構が搭載された内燃機関の断面図。
【図２】同実施形態にかかる可変動弁機構の内部構造を示す破断斜視図。
【図３】同実施形態にかかるアクチュエータの構成と、同アクチュエータを制御する電子制御装置、並びに同アクチュエータによって駆動される可変動弁機構の関係を示す模式図。
【図４】同実施形態にかかるアクチュエータの電気角センサ及び位置センサの配設態様を示す模式図。
【図５】同実施形態にかかる電子制御装置によって計数される電気角カウント値及び位置カウント値の遷移態様を示す説明図。
【図６】電気角センサの出力するパルス信号と電気角カウント値との関係を示す表。
【図７】位置センサの出力するパルス信号と位置カウント値との関係を示す表。
【図８】位置カウント値更新ルーチンにかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図９】電流の大きさに基づいて更新に使用する基準カウント値を選択する方法を説明する説明図。
【図１０】変更例としての位置カウント値更新ルーチンにかかる一連の処理の流れを示すフローチャート。
【図１１】位置カウント値と出力軸の変位量との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、この発明にかかるアクチュエータの制御装置を、内燃機関の可変動弁機構を駆動するアクチュエータを制御する電子制御装置として具体化した一実施形態について、図１〜９を参照して説明する。
【００４５】
図１は、本実施形態にかかるアクチュエータ２００によって駆動される可変動弁機構３００が搭載された内燃機関の断面図である。図１に示されるように可変動弁機構３００が搭載されたこの内燃機関の機関本体１は、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とを組み合わせることにより構成されている。
【００４６】
シリンダブロック１０の内部に形成されたシリンダ１１には、ピストン１２が摺動可能に収容されている。そして、シリンダブロック１０の上部にはシリンダヘッド２０が組み付けられており、シリンダ１１の内周面、ピストン１２の上面、そしてシリンダヘッド２０の下面によって燃焼室１３が区画形成されている。
【００４７】
シリンダヘッド２０には、燃焼室１３と連通する吸気ポート２１及び排気ポート２２が形成されている。吸気ポート２１は図示しない吸気マニホールドと接続されて吸気通路３０の一部を構成している。また、排気ポート２２は、図示しない排気マニホールドと接続されて排気通路４０の一部を構成している。
【００４８】
図１に示されるようにシリンダヘッド２０には、吸気通路３０と燃焼室１３とを連通・遮断する吸気バルブ３１と、排気通路４０と燃焼室１３とを連通・遮断する排気バルブ４１とが設けられている。各バルブ３１，４１にはリテーナ２３が固定されているとともに、シリンダヘッド２０とこれらリテーナ２３との間にはバルブスプリング２４が圧縮された状態で設けられている。これにより、各バルブ３１，４１は、バルブスプリング２４の付勢力によって閉弁方向にそれぞれ付勢されている。
【００４９】
また、シリンダヘッド２０の内部には、各バルブ３１，４１にそれぞれ対応するようにラッシュアジャスタ２５が設けられている。そして、このラッシュアジャスタ２５と各バルブ３１，４１との間にはロッカアーム２６が架設されている。図１に示されるように、このロッカアーム２６は、その一端がラッシュアジャスタ２５によって下方から支持されているとともに、他端が各バルブ３１，４１の基端部に当接されている。
【００５０】
更に、シリンダヘッド２０には、各バルブ３１，４１を開弁方向に駆動する吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２がそれぞれ回動可能に支持されている。図１の上方に示されるように吸気カムシャフト３２には吸気カム３２ａが形成されており、排気カムシャフト４２には排気カム４２ａが形成されている。
【００５１】
図１の上方右側に示されるように排気カム４２ａの外周面は、排気バルブ４１に当接しているロッカアーム２６のローラ２６ａに当接されている。これにより、図１の排気カムシャフト４２の右上に矢印で示されているように機関運転時に排気カムシャフト４２が回転すると、排気カム４２ａの作用によりロッカアーム２６がラッシュアジャスタ２５によって支持された部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ４１がロッカアーム２６によって開弁方向にリフトされるようになる。
【００５２】
一方、図１の上方左側に示されるように、吸気カム３２ａと、吸気バルブ３１に当接しているロッカアーム２６との間には可変動弁機構３００が配設されている。この可変動弁機構３００は入力アーム３１１と出力アーム３２１とを有しており、これら入力アーム３１１及び出力アーム３２１はシリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０を中心に揺動可能に支持されている。
【００５３】
ロッカアーム２６は、バルブスプリング２４の付勢力によって出力アーム３２１側に向かって下方から付勢され、同ロッカアーム２６の中間部分に設けられたローラ２６ａが下方から出力アーム３２１の外周面に当接している。
【００５４】
また、可変動弁機構３００の外周面には凸部３１３が設けられており、この凸部３１３がシリンダヘッド２０内に固定されたスプリング５０の付勢力により、図１の左側に矢印Ｗ１で示されているように付勢されている。これにより、可変動弁機構３００は、支持パイプ３３０を中心に矢印Ｗ１で示されるように左回りに付勢され、入力アーム３１１の先端に設けられたローラ３１１ａが吸気カム３２ａの外周面に当接するようになっている。
【００５５】
したがって、図１における吸気カムシャフト３２の右下に矢印で示されるように機関運転時に吸気カム３２ａが回転すると、吸気カム３２ａの作用により可変動弁機構３００が支持パイプ３３０を中心に揺動するようになる。その結果、出力アーム３２１の作用によりロッカアーム２６がラッシュアジャスタ２５によって支持されている部分を支点として揺動するようになり、吸気バルブ３１がロッカアーム２６によって開弁方向にリフトされるようになる。
【００５６】
可変動弁機構３００の支持パイプ３３０には、制御軸３４０がその中心軸延伸方向に沿って移動可能に挿入されている。可変動弁機構３００にあっては、この制御軸３４０を中心軸延伸方向に変位させることにより、支持パイプ３３０を中心とした入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、すなわち図１に示される角度θを変更することができるようになっている。
【００５７】
次に、図２を参照して可変動弁機構３００の構成について詳しく説明する。尚、図２は可変動弁機構３００の内部構造を示す破断斜視図である。シリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０の内部には、図２に示されるように制御軸３４０が支持パイプ３３０の中心軸延伸方向に移動可能に挿入されている。また、支持パイプ３３０には円筒状のスライダ３５０が支持パイプ３３０の中心軸延伸方向に移動可能に外嵌されている。
【００５８】
この円筒状のスライダ３５０の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝３５３が形成されている。そして、この溝３５３には制御軸３４０に形成された凹部（図示略）にその基端部が挿入された係止ピン３４１が嵌合されている。また、支持パイプ３３０の管壁にはその中心軸延伸方向に沿って延びる長孔３３１が形成されており、係止ピン３４１はこの長孔３３１を通じてスライダ３５０の溝３５３に係止されている。これにより、スライダ３５０は支持パイプ３３０及び制御軸３４０を中心に自由に回動し、且つ制御軸３４０の中心軸延伸方向の変位に連動して移動するようになっている。
【００５９】
また、スライダ３５０の外周面には、その中央部分にヘリカルスプライン３５１が形成されるとともに、その両端部分にヘリカルスプライン３５１と逆向きに歯すじが傾斜したヘリカルスプライン３５２が形成されている。尚、図２にあっては説明の便宜上、スライダ３５０の右側部分のみを図示している。
【００６０】
このスライダ３５０には、図２に示されるように入力部３１０と、これを挟むように配設される一対の出力部３２０とが外嵌されている。入力部３１０の内周面には、ヘリカルスプライン３１２が形成されており、このヘリカルスプライン３１２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５１と噛合している。また、入力部３１０の外周面には、径方向に突出する一対の入力アーム３１１が形成されており、これら一対の入力アーム３１１の間にはローラ３１１ａが回動自在に支持されている。
【００６１】
一方、一対の出力部３２０の内周面にはヘリカルスプライン３２２が形成されており、このヘリカルスプライン３２２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５２とそれぞれ噛合している。また、出力部３２０の外周面には、径方向に突出する出力アーム３２１がそれぞれ形成されている。
【００６２】
このように形成された可変動弁機構３００にあっては、制御軸３４０がその中心軸延伸方向に沿って変位すると、これに連動してスライダ３５０が中心軸延伸方向に変位する。スライダ３５０の外周面に形成されたヘリカルスプライン３５１，３５２はその歯すじの進行方向がそれぞれ異なっており、入力部３１０及び出力部３２０の内周面に形成されたヘリカルスプライン３１２，３２２とそれぞれ噛合されている。そのため、スライダ３５０がその中心軸延伸方向に変位すると、入力部３１０と出力部３２０はそれぞれ逆の方向に回動する。その結果、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が変更され、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が変更される。
【００６３】
具体的には、図２示される矢印Ｈｉ方向に制御軸３４０を変位させると、制御軸３４０とともにスライダ３５０がＨｉ方向に移動する。それに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差、すなわち図１における角度θが大きくなり、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が大きくなる。一方で、図２に示される矢印Ｌｏ方向に制御軸３４０を変位させると、制御軸３４０とともにスライダ３５０がＬｏ方向に移動するのに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなり、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が小さくなる。
【００６４】
本実施形態にかかる内燃機関にあっては、機関運転中に制御軸３４０を中心軸延伸方向に変位させ、可変動弁機構３００を通じて吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を変更する。
【００６５】
次に、制御軸３４０を中心軸延伸方向に変位させるアクチュエータ２００の構成について、図３及び図４を参照して説明する。尚、図３は本実施形態にかかるアクチュエータ２００の構成と、同アクチュエータ２００を制御する電子制御装置１００、並びに同アクチュエータ２００によって駆動される可変動弁機構３００の関係を示す模式図である。
【００６６】
図３に示されるように、アクチュエータ２００は、マグネット２１１とステータ２１２とから構成されるモータ２１０と、モータ２１０の回転運動を出力軸２２１の直線運動に変換する運動変換機構２２０とを含んで構成されている。可変動弁機構３００の制御軸３４０は、その先端部がアクチュエータ２００の出力軸２２１と留め具２２２によって連結されている。
【００６７】
これにより、モータ２１０を所定の範囲、例えば１０回転分の回転角範囲（０〜３６００°）内で回転させることにより、モータ２１０の回転運動が運動変換機構２２０を通じて直線運動に変換され、出力軸２２１を介して制御軸３４０に入力されるようになる。その結果、制御軸３４０が出力軸２２１とともに中心軸延伸方向に変位して可変動弁機構３００が駆動されるようになる。
【００６８】
ちなみに、モータ２１０を正回転させると、制御軸３４０が図３の矢印Ｈｉ方向に変位し、上述したように可変動弁機構３００の入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が大きくなり、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が増大する。一方で、モータ２１０を逆回転させると、制御軸３４０が図３の矢印Ｌｏ方向に変位し、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなり、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量が減少する。
【００６９】
尚、制御軸３４０の矢印Ｈｉ方向への変位及び矢印Ｌｏ方向への変位は、制御軸３４０に設けられた図示しないストッパによってモータ２１０が１０回転する分の範囲で規制されるようになっており、このストッパがシリンダヘッド２０の一部に当接する位置が制御軸３４０の可動限界位置となっている。
【００７０】
このように本実施形態にかかる内燃機関にあっては、アクチュエータ２００を駆動して出力軸２２１に連結された制御軸３４０をその中心軸延伸方向に変位させることにより、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を変更することができるようになっている。
【００７１】
図３の左側に示されるようにアクチュエータ２００を駆動するモータ２１０は、運動変換機構２２０の外周面に固定されたマグネット２１１と、電子制御装置１００からの駆動指令に基づいて励磁されるステータ２１２とを含んで構成されている。
【００７２】
そして、運動変換機構２２０の後端には、円盤状のロータ２１３が固定されている。図４に示されるように、このロータ２１３には、４つのＮ極と４つのＳ極とが等角度間隔で交互に並ぶように円形に形成された８極の多極マグネット２１４と、２３個のＮ極と２３個のＳ極とがそれぞれ交互に並ぶように円形に形成された４６極の多極マグネット２１５とが同心円状に固定されている。
【００７３】
尚、８極の多極マグネット２１４は、図４に示されるようにＮ極とＳ極とが４５°毎に交互に切り替わるように全周に亘って均一に磁極が配設されている。これに対して、４６極の多極マグネット２１５にあっては、図４に示されるように７．５°毎にＮ極とＳ極が交互に切り替わるように配設された４５個の小磁極２１５ａと、小磁極２１５ａを３つ並べた大きさを有する１つの大磁極２１５ｂとがＮ極とＳ極とが交互に並ぶように配設されている。そのため、小磁極２１５ａが交互に配設されている部分にあっては７．５°毎にＮ極とＳ極とが切り替わる一方、大磁極２１５ｂが配設されている部分にあっては、Ｓ極が２２．５°に亘って広がっている。
【００７４】
図３及び図４に示されるようにアクチュエータ２００における多極マグネット２１４と対向する部位には電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３が互いに３０°位相をずらして配設されている。一方、アクチュエータ２００における多極マグネット２１５と対向する部位には位置センサＳ４，Ｓ５が互いに３．７５°位相をずらして配設されている。
【００７５】
これにより、モータ２１０の回転に伴ってロータ２１３が回転すると、各センサＳ１〜Ｓ５にＮ極とＳ極とが交互に対向するようになり、それぞれのセンサＳ１〜Ｓ５がＮ極に対応するハイ信号「Ｈ」とＳ極に対応するロー信号「Ｌ」とを交互に出力するようになる。
【００７６】
図３に示されるように、これら電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３及び位置センサＳ４，Ｓ５は、内燃機関を統括的に制御する電子制御装置１００に接続されており、これら電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３及び位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号は電子制御装置１００に取り込まれる。そして、電子制御装置１００は、これらのパルス信号に基づいてアクチュエータ２００のモータ２１０を制御するとともに、内燃機関の各部を制御する。
【００７７】
電子制御装置１００は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、記憶データを書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ等の各種メモリを備えている。
【００７８】
電子制御装置１００には、上記各センサＳ１〜Ｓ５の他に、運転者のアクセル操作量ＡＣＣＰを検出するアクセルポジションセンサ１１１、吸気通路３０を通じて燃焼室１３に吸入される吸入空気量ＧＡを検出するエアフロメータ１１２、機関回転速度ＮＥを検出するクランクポジションセンサ１１３が接続されている。また、電子制御装置１００には、吸気カムシャフト３２の回転位相を検出するカムポジションセンサ１１４や、機関冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ１１５等も接続されている。
【００７９】
電子制御装置１００は、これら各種センサ１１１〜１１５の出力信号を取り込み、取り込まれた出力信号に基づいて燃料噴射量や、点火時期の制御にかかる演算を実行するとともに、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を機関運転状態に適したものとすべく、可変動弁機構３００の駆動制御、すなわちアクチュエータ２００の駆動制御を実行する。
【００８０】
以下、アクチュエータ２００の駆動制御について図５〜７を参照して説明する。上述したように電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３は互いに３０°位相をずらして配設されている。そのため、モータ２１０の回転に伴って各電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からは図５の上段に示されるようにハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とが交互に切り替わるパルス信号が回転角３０°に相当する分だけずれた状態で出力される。
【００８１】
電子制御装置１００は、各電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からのパルス信号のパターンに基づいて電気角カウント値Ｃｅを算出する。具体的には、図６に示されるように各々電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３からハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」のうち何れの信号が出力されているかに基づいて、電気角カウント値Ｃｅを「０」，「１」，「２」，「３」，「４」，「５」のうちの何れかに設定する。
【００８２】
尚、図６の表は、モータ２１０が正回転しているときには電気角カウント値Ｃｅが「０」→「１」→「２」→「３」→「４」→「５」→「０」といった順序で順方向に変化する一方、逆回転しているときには「５」→「４」→「３」→「２」→「１」→「０」→「５」といった順序で逆方向に変化するように設定されている。これにより、図５に示されるようにモータ２１０の回転角が１５°変化する度に電気角カウント値Ｃｅが変化し、電気角カウント値Ｃｅの値はモータ２１０の回転に伴って階段状に変化するようになる。
【００８３】
尚、この電気角カウント値Ｃｅの値「０」，「１」，「２」，「３」，「４」，「５」は、モータ２１０の通電相への通電パターンに対応している。すなわち、本実施形態にあっては、Ｎ極とＳ極とが交互になるように８つの磁極が円形に配設されたロータ２１３と、３つの電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３とによって８極３相電気角カウンタを構成している。そして、同電気角カウンタによって計数される電気角カウント値Ｃｅに基づいてモータ２１０の通電相を切り替えてモータ２１０を制御するようにしている。
【００８４】
尚、電気角カウンタの構成上、３つの電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の全てがロー信号「Ｌ」又はハイ信号「Ｈ」を出力することはあり得ないため、図６に示されるように３つの電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の全てがロー信号「Ｌ」又はハイ信号「Ｈ」を出力した場合には、電子制御装置１００は電気角カウンタに異常が発生している旨を判定する。
【００８５】
一方、位置センサＳ４，Ｓ５は、上述したように互いに３．７５°位相をずらして配設されている。そのため、モータ２１０の回転に伴って各位置センサＳ４，Ｓ５からは図５の中段に示されるようにハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とが交互に切り替わるパルス信号が互いに回転角３．７５°に相当する分だけずれた状態で出力される。
【００８６】
電子制御装置１００は、各位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号の出力パターンに基づいて位置カウント値Ｃｐを計数する。具体的には、図７に示されるように位置センサＳ４，Ｓ５の一方のセンサの出力信号が立ち上がりエッジ「↑」あるいは立ち下がりエッジ「↓」のいずれであるか、また他方のセンサの出力信号がハイ信号「Ｈ」あるいはロー信号「Ｌ」のいずれであるかに応じて、位置カウント値Ｃｐに「＋１」または「−１」を加算することにより、位置カウント値Ｃｐを計数する。
【００８７】
こうして位置センサＳ４，Ｓ５のパルス信号に基づいて計数される位置カウント値Ｃｐは、図５の下段に示されるようにモータ２１０が正回転しているときにはモータ２１０の駆動に伴って増大する一方、逆回転しているときにはモータ２１０の駆動に伴って減少するようになる。そのため、電子制御装置１００は、この位置カウント値Ｃｐの値に基づいて基準位置からの出力軸２２１の変位量を検知し、出力軸２２１並びに制御軸３４０の位置を把握している。
【００８８】
すなわち、アクチュエータ２００の出力軸２２１に連結された制御軸３４０の変位量はアクチュエータ２００のモータ２１０の回転角に応じて変化するため、この関係を利用してモータ２１０の回転角及び回転方向に対応して増減する位置カウント値Ｃｐに基づいて基準位置からの制御軸３４０並びに出力軸２２１の変位量を推定する。
【００８９】
そして、このように推定される基準位置からの制御軸３４０並びに出力軸２２１の相対的な変位量に基づいて制御軸３４０の位置並びに出力軸２２１の位置を検知する。
電子制御装置１００は、こうして検知される制御軸３４０の位置を、目標とする作用角及びリフト量に対応する位置に近づけるようにアクチュエータ２００のモータ２１０をフィードバック制御することにより、吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を制御する。
【００９０】
ところで、機関停止中のように電子制御装置１００への通電が行われておらず、電子制御装置１００が稼働していないときには、電子制御装置１００による位置カウント値Ｃｐの計数が行われない。そのため、電子制御装置１００が稼働していないときに可変動弁機構３００の制御軸３４０が何らかの理由によって中心軸延伸方向に変位した場合には、その変位が位置カウント値Ｃｐに反映されず、実際の制御軸３４０の位置と、電子制御装置１００によって把握されている位置カウント値Ｃｐとが対応しなくなってしまう。
【００９１】
尚、可変動弁機構３００の制御軸３４０には吸気バルブ３１を閉弁方向に付勢するバルブスプリング２４の付勢力が常に作用している。そのため、潤滑油の温度が高く、可変動弁機構３００におけるフリクションが低下している場合や、機関停止状態が長時間継続した場合等には、バルブスプリング２４の付勢力によって制御軸３４０が作用角及びリフト量を減少させる方向（Ｌｏ方向）に駆動され、上記のように機関停止中に制御軸３４０が変位してしまうことがある。
【００９２】
実際の制御軸３４０の位置と、電子制御装置１００によって把握されている位置カウント値Ｃｐとが対応しなくなると、次に内燃機関が運転されるときに誤った位置カウント値Ｃｐに基づいて制御軸３４０の位置が制御され、適切に作用角及びリフト量を制御することができなくなってしまう。その結果、最悪の場合には上死点近傍まで上昇したピストン１２と開弁した吸気バルブ３１とが接触してしまうバルブスタンプが発生するおそれもある。
【００９３】
そこで、本実施形態にかかる内燃機関にあっては、機関運転中にアクチュエータ２００のモータ２１０が所定の回転位相になったときに、位置カウント値Ｃｐを、予めその回転位相に対応する位置カウント値Ｃｐとして記憶されている基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に更新するようにしている。
【００９４】
尚、本実施形態のアクチュエータ２００にあっては、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあることを判定するために、多極マグネット２１５を全周に亘って磁極が均一に配列されたものとせずに、上述したように小磁極２１５ａよりも大きな大磁極２１５ｂを含んだ構成にしている。これにより、図５の中央に示されるようにこの大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過するときには、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号が他の回転位相における変化態様と異なった変化態様を示すようになる。
【００９５】
本実施形態にあっては、このように位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号が他の回転位相における変化態様とは異なった変化態様を示すようになる回転位相、すなわち大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過するときの回転位相を、所定の回転位相としての基準位相にしている。
【００９６】
そして、モータ２１０の回転位相がこの基準位相にあると判定されたときに、この基準位相に対応する正しい位置カウント値Ｃｐの値として出力軸２２１の位置と位置カウント値Ｃｐとの間にずれが生じていない状態のときに予め記憶させておいた基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）を読み出す。そして、この基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを更新する。
【００９７】
尚、本実施形態のアクチュエータ２００にあっては、可変動弁機構３００の制御に伴って、モータ２１０が１０回転する分の範囲内でアクチュエータ２００が制御される。そのため、可変動弁機構３００の制御に伴ってモータ２１０の回転位相が基準位相にある状態がモータ２１０の回転回数の分だけ最大で１０回発生することとなる。そのため、モータ２１０が基準位相にあることが判定されたときに、その判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるのかを判別しなければ、その判定に基づいて出力軸２２１の位置を的確に推定することができない。
【００９８】
これに対して、本実施形態にあっては、基準位相にあることが判定されたときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいて、その判定がＬｏ方向における可動限界位置からモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別するようにしている。
【００９９】
上述したように、可変動弁機構３００の制御軸３４０には吸気バルブ３１を閉弁方向に付勢するバルブスプリング２４の付勢力が常に作用しているため、本実施形態のアクチュエータ２００にあっては、出力軸２２１をＨｉ方向に変位させるほど出力軸２２１に作用する反力が増大するようになる。そのため、出力軸２２１の位置を目標とする位置にフィードバック制御するようにモータ２１０を駆動すると、出力軸２２１がＨｉ方向に変位して出力軸２２１に作用する反力が増大するほど、モータ２１０に通電される電流の値が大きくなる。
【０１００】
すなわち、モータ２１０に通電される電流の値は、Ｈｉ方向に出力軸２２１の位置が変位しているときほど大きくなり、モータ２１０に通電されている電流の値と出力軸２２１の位置、すなわちモータ２１０に通電されている電流の値とモータ２１０の回転回数との間には一定の相関関係が生じることとなる。
【０１０１】
したがって、モータ２１０が所定の回転位相にあることが判定されたときにモータ２１０に通電されている電流の大きさを参照すれば、その電流の大きさに基づいてモータ２１０の回転回数を推定することができる。要するに、その電流が大きいときほどＨｉ方向に向かってモータ２１０がより多く回転された状態であることを推定することができる。
【０１０２】
そこで、本実施形態の電子制御装置１００は、モータ２１０が基準位相にあることが判定されたときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさを参照し、このときの電流の大きさに基づいてその判定が、Ｌｏ方向の可動限界位置からモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別するようにしている。
【０１０３】
尚、上記の基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）における括弧内の「Ｎ」は、Ｌｏ方向の可動限界位置からのモータ２１０の回転回数に毎に基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）が設定されていることを示すものであり、「Ｎ」は回転回数を示している。例えば、モータ２１０の回転位相が、Ｌｏ方向の可動限界位置からモータ２１０が４回転した状態における基準位相にあるときには、その基準位相に対応する正しい位置カウント値Ｃｐとして基準カウント値Ｃｐ（４）が選択され、位置カウント値Ｃｐがこの基準カウント値Ｃｐ（４）に基づいて更新される。
【０１０４】
以下、こうした位置カウント値Ｃｐの更新にかかる位置カウント値更新ルーチンについて図８を参照して具体的に説明する。尚、図８は位置カウント値更新ルーチンにかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。また、この位置カウント値更新ルーチンは、機関運転中に電子制御装置１００によって所定の制御周期で繰り返し実行される。
【０１０５】
この位置カウント値更新ルーチンを開始すると、図８に示されるように、電子制御装置１００はまずステップＳ１００においてモータ２１０の回転位相が基準位相にあるか否かを判定する。
【０１０６】
ここでは、電気角カウント値Ｃｅの変化と、位置センサＳ４，Ｓ５によって出力されるパルス信号の変化との関係を監視することにより、モータ２１０の回転位相が基準位相にあるか否かを判定する。
【０１０７】
大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過する基準位相にあっては、図５の中央に示されるように、２２．５°に亘って位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号が変化しなくなり、電気角カウント値Ｃｅの変化とパルス信号の変化との関係が他の回転位相における関係と異なったものになる。
【０１０８】
具体的には、基準位相以外の回転位相にあっては、電気角カウント値Ｃｅが変化するタイミングにあわせて位置センサＳ４から出力されるパルス信号も変化する。これに対して、基準位相にあっては、図５の中央に破線で示される部分のように電気角カウント値Ｃｅが「０」と「１」との間で変化するタイミングにおいて、位置センサＳ４から出力されるパルス信号が変化しない。
【０１０９】
そこで、このステップＳ１００では、電気角カウント値Ｃｅの値が変化したタイミングにおいて位置センサＳ４から出力されているパルス信号が変化したか否かを監視し、電気角カウント値Ｃｅの値が変化したタイミングにおいて位置センサＳ４から出力されているパルス信号が変化しなかった場合に、モータ２１０が基準位相にあることを判定する。
【０１１０】
尚、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいてモータ２１０が基準位相にあることを判定するための方法は適宜変更することができる。
例えば、その他に、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分（例えば、正回転の場合は「１」→「２」、「５」→「０」等、逆回転の場合は「５」→「４」、「０」→「５」等）変化する間に位置カウント値Ｃｐがいくつ変化するかを監視する構成を採用することもできる。この場合には、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分変化する間の位置カウント値Ｃｐの変化が４カウント未満だった場合に、モータ２１０が基準位相にあることを判定する。
【０１１１】
このように、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分変化する間に位置カウント値Ｃｐがいくつ変化するかを監視することによって、モータ２１０が基準位相にあることを判定することができるのは、以下のような理由による。
【０１１２】
図５に示されるように基準位相以外の回転位相にあっては、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分変化する間に位置カウント値Ｃｐが４カウント分変化する。これに対して、大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過する基準位相にあっては位置カウント値Ｃｐが変化しない。そのため、電気角カウント値Ｃｅが１カウント分変化する間における位置カウント値Ｃｐの変化を監視し、位置カウント値Ｃｐの変化が４カウント未満だった場合には、これに基づいてモータ２１０が基準位相にあることを判定することができる。
【０１１３】
ステップＳ１００において、モータ２１０の回転位相が基準位相にあることが判定されなかった場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、電子制御装置１００は、そのままこのルーチンを一旦終了する。
【０１１４】
一方、ステップＳ１００において、モータ２１０の回転位相が基準位相にあることが判定された場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０へと進み、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいて、今回判定された基準位相がＬｏ方向の可動限界位置からモータ２１０が何回転した状態における基準位相であるかを判別する。
【０１１５】
具体的には、そのときモータ２１０に通電されている電流の大きさが図９に示されるようにモータ２１０の回転回数に対応するように設定された複数の判定領域のうち、いずれの判定領域に含まれるかに基づいてＬｏ方向の可動限界位置からモータ２１０が何回転した状態における基準位相であるかを判別する。
【０１１６】
尚、図９に示される直線はこのアクチュエータ２００における出力軸２２１の位置とモータ２１０に通電される電流の大きさとの関係を示している。各判定領域はモータ２１０の回転位相が基準位相にあるときにモータ２１０に通電されることが推定される電流の値（実線上に示される点）を中心に、電流値のばらつきを考慮して上下に幅を持たせて設定されている。また、本実施形態のアクチュエータ２００は、上述したようにモータ２１０が１０回転する分の範囲で駆動されるため、判定領域は回転回数に対応させて「１」から「１０」まで１０個設定されているが図９にあっては説明の便宜上、そのうちの「３」から「５」までの３つのみを図示している。
【０１１７】
ステップＳ１１０では、例えば、モータ２１０に通電されている電流の大きさが図９に示される回転回数「４」の判定領域に含まれる場合には、今回判定された基準位相がＬｏ方向の可動限界位置から数えてモータ２１０が４回転した状態における基準位相であることを判別する。すなわち、この位置カウント値更新ルーチンにあっては、ステップＳ１１０の処理が、回転回数判別手段に相当する。
【０１１８】
こうしてモータ２１０が何回転した状態における基準位相であるかを判別すると、ステップＳ１２０へと進み、電子制御装置１００は判別された回転回数に対応する基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）を読み出す。
【０１１９】
例えば、ステップＳ１１０において４回転した状態における基準位相であることが判別された場合には、このステップＳ１２０を通じて図９に矢印で示されるようにこれに対応する基準カウント値Ｃｐ（４）が読み出されることになる。
【０１２０】
こうして基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）を読み出すと、ステップＳ１３０へと進み、電子制御装置１００は位置カウント値Ｃｐを、ステップＳ１２０を通じて読み出された基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に一致させるように、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを更新する。
【０１２１】
こうして位置カウント値Ｃｐを更新すると電子制御装置１００は、このルーチンを一旦終了する。
このような位置カウント値更新ルーチンを繰り返し実行することにより、モータ２１０の回転位相が基準位相になる度に位置カウント値Ｃｐが正しい値に更新されるようになる。そのため、実際の制御軸３４０並びに出力軸２２１の位置と、位置カウント値Ｃｐとが対応しなくなってしまった場合であっても、位置カウント値Ｃｐのずれが速やかに解消されるようになる。
【０１２２】
尚、図９を参照して示したモータ２１０に通電されている電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係は、アクチュエータ２００や可変動弁機構３００の経年変化等によって変化してしまうことがある。
【０１２３】
そこで、本実施形態の電子制御装置１００にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を適宜学習しなおすようにしている。
尚、可変動弁機構３００の制御軸３４０に作用する反力は、機関運転状態に応じて変化する。そのため、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習しなおす場合には、機関運転状態が略同一の状態において学習を実行することが望ましい。
【０１２４】
そこで、本実施形態の電子制御装置１００は、予め定めた一定の運転状態になっていることを条件に電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習しなおすようにしている。具体的には、内燃機関に供給されている作動油の油温、機関回転速度ＮＥ、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度をパラメータとして設定し、これらの値が学習を行うための運転条件として設定された一定の範囲にあることを条件に学習を実行するようにしている。
【０１２５】
尚、作動油の温度は、機関冷却水温ＴＨＷや、吸入空気量ＧＡの積算値、機関回転速度ＮＥの積算値等に基づいて推定することができ、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度は単位時間当りの出力軸２２１の変位量等に基づいて推定することができる。
【０１２６】
各パラメータが学習を行うための運転条件として設定された一定の範囲にある場合には、出力軸２２１の変位に伴ってモータ２１０に通電されている電流が変化する様子を監視し、このときの電流値の変化態様に基づいて出力軸の変位と電流の変化との関係を学習する。すなわち、実際に出力軸２２１が変位しているときの電流の変化に基づいて図９に示される実線の傾きを学習しなおす。
【０１２７】
そして、学習された直線の傾きに応じてモータ２１０に通電されている電流の大きさとそれに基づいて選択される基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を補正し、アクチュエータ２００や可変動弁機構３００の経年変化等によって生じる電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを補償するようにしている。
【０１２８】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）基準位相にあることが判定されたときに、基準位相に対応させて予め記憶させてある基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）、すなわち正しい位置カウント値Ｃｐに対応する値として記憶されている基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐが更新されるようになる。
【０１２９】
そのため、電子制御装置１００によって把握されている位置カウント値Ｃｐが実際の出力軸２２１の位置に対応する値からずれている場合、すなわち誤った位置カウント値Ｃｐに基づいて出力軸２２１の位置が制御されているときには、基準位相になったときに、位置カウント値Ｃｐが基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて更新されるようになる。したがって、モータ２１０の回転位相が基準位相になったときに、位置カウント値Ｃｐと実際の出力軸２２１の位置とのずれが解消されるようになる。
【０１３０】
尚、上記実施形態のように出力軸２２１の位置を制御するときにモータ２１０が複数回回転する場合には、モータ２１０の回転位相が基準位相にある状態がモータの回転回数の分だけ複数回発生することとなる。そのため、出力軸２２１の位置を制御するときにモータ２１０を複数回回転させる場合には、モータ２１０が基準位相にあることが判定されたときに、その判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるのかを判別しなければ、その判定に基づいて出力軸２２１の位置を的確に推定することができない。
【０１３１】
これに対して、上記実施形態にあっては、基準位相にあることが判定されたときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいてその判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別するようにしている（図１０におけるステップＳ１１０）。
【０１３２】
そのため、その判定がモータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを判別することができ、モータ２１０の回転回数に対応した基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを適切に更新することができる。
【０１３３】
要するに、上記実施形態の構成によれば、モータ２１０が基準位相にあることが判定されたときに、正しい位置カウント値Ｃｐに対応する基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐが的確に更新されるようになる。したがって、誤った位置カウント値Ｃｐに基づいて出力軸２２１の位置が制御され、出力軸２２１の位置を適切に制御することができなくなってしまうことを抑制することができる。
【０１３４】
（２）アクチュエータ２００を駆動しているときに検出される電流の値は、アクチュエータ２００の使用条件等によってある程度ばらつく可能性がある。
これに対して、上記実施形態のように、モータ２１０に通電される電流の大きさに対して所定の幅を有して広がる判定領域を、モータ２１０の回転回数に対応するように１つずつ設定しておく構成を採用すれば、基準位相にあることが判定されたときに通電されている電流の大きさが、複数設定された判定領域のうち、いずれの判定領域に属しているかを監視することにより、その判定が、モータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを的確に推定することができる。すなわち、検出される電流の大きさにある程度のばらつきが生じる場合であっても、モータ２１０に通電されている電流の大きさに基づいて、モータ２１０が基準位相にある旨の判定が、モータ２１０が何回転した状態においてなされたものであるかを的確に推定することができる。
【０１３５】
（３）上記実施形態のように、ロータ２１３における基準位相に対応する部位の磁極の配列を他の部位の磁極の配列と異ならせる構成を採用すれば、位置センサＳ４，Ｓ５によって出力されるパルス信号の変化態様が、基準位相において他の回転位相と異なるようになる。そのため、パルス信号の変化を監視することによってモータ２１０の回転位相が基準位相にあることを判定することができるようになる。
【０１３６】
したがって、モータ２１０の回転位相を監視するために新たなセンサ等を設けることなく、モータ２１０の回転位相が基準位相にあるか否かを判定することができるようになり、新たにセンサを設けることによるコストの増大や、センサの取り付けにかかる製造工程の煩雑化を抑制することができる。
【０１３７】
（４）機関運転状態が、一定の運転状態になっているときに、モータ２１０に通電されている電流の大きさと基準位相に対応させて記憶させてある基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習しなおすようにしている。そのため、同一の運転状態であることを条件に学習が行われるようになり、機関運転状態の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができる。
【０１３８】
（５）内燃機関に供給されている作動油の油温が低いほど、アクチュエータ２００並びに可変動弁機構３００、更には内燃機関の動弁系等に供給されているその作動油の粘性が高くなる。そのため、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いときほど、これらを駆動する際の抵抗が大きくなる。したがって、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に対応する位置に出力軸２２１を駆動したときにモータ２１０に通電される電流は、内燃機関に供給されている作動油の油温が低いときほど、大きくなる。
【０１３９】
これに対して、上記実施形態にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータの一つとして、内燃機関に供給される作動油の温度を監視するようにしている。そのため、作動油の温度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、作動油の温度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができる。
【０１４０】
（６）機関回転速度ＮＥが高く、単位時間当りに吸気バルブ３１が開弁される回数が多いときほど、バルブスプリング２４の付勢力によって可変動弁機構３００の制御軸３４０並びにアクチュエータ２００の出力軸２２１に作用する反力は大きくなる。そのため、機関回転速度ＮＥが高いときほど、アクチュエータ２００の出力軸２２１に作用する反力は大きくなり、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に対応する位置に出力軸２２１を駆動したときにモータ２１０に通電される電流が大きくなる。
【０１４１】
これに対して、上記実施形態にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータの一つとして、機関回転速度ＮＥを監視するようにしている。そのため、機関回転速度ＮＥが略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、機関回転速度ＮＥの違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができる。
【０１４２】
（７）アクチュエータ２００の出力軸２２１並びに可変動弁機構３００の制御軸３４０の変位速度が速いときには、慣性力に逆らって速い速度で出力軸２２１並びに制御軸３４０を駆動していることになる。そのため、変位速度が速いときほど、出力軸２２１を駆動するために消費される電力は大きくなり、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に対応する位置まで出力軸２２１を駆動したときにモータ２１０に通電される電流が大きくなる。
【０１４３】
これに対して、上記実施形態にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習するための一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータの一つとして、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度を監視するようにしている。そのため、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度が略等しい状態であることを条件に学習を実行することにより、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除して適切に学習を実行することができる。
【０１４４】
尚、出力軸２２１と制御軸３４０は一体に連結されており、同時に同量だけ変位するため、双方の変位速度を監視しなくても、どちらか一方の変位速度を監視すれば出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度を監視することができる。
【０１４５】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態にあっては、回転位相判定手段として、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号の変化と電気角カウント値Ｃｅとの変化との関係を監視する構成を採用し、モータ２１０の回転位相が基準位相にあることが判定される度に、位置カウント値Ｃｐを基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて更新する構成を示した。
【０１４６】
これに対して、モータ２１０の回転位相が基準位相にあることが判定される度に、電子制御装置１００によって把握されている位置カウント値Ｃｐと対応する基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）とを比較し、その乖離が大きいときに、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを更新する構成を採用することもできる。
【０１４７】
具体的には、図１０に示されるように位置カウント値更新ルーチンにおけるステップＳ１２０とステップＳ１３０との間に、位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）の乖離の大きさを判定する処理であるステップＳ１２５を追加する。そして、ステップＳ１２５において位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きい旨の判定がなされたときにのみ、基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて位置カウント値Ｃｐを更新するようにすればよい。
【０１４８】
尚、図１０に示される位置カウント値更新ルーチンにあっては、ステップＳ１２５において位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との差の絶対値を算出し、その値が基準値よりも大きいことに基づいて位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きい旨を判定するようにしている。これに対して位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きいことを判定するための具体的な方法は、適宜変更することができる。すなわち、ステップＳ１２５における処理は、位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）とが乖離していることに基づいて、電子制御装置１００によって把握されている出力軸２２１の位置が実際の出力軸２２１の位置からずれていることを判定することができるようになっていればよい。
【０１４９】
尚、このように位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きいときにのみ位置カウント値Ｃｐを更新する構成を採用する場合には、位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きくなっていないときには、位置カウント値Ｃｐが更新されなくなる。
【０１５０】
図５の下段に示されるように基準位相を通過するときには、位置カウント値Ｃｐが増減しなくなる。そのため、位置カウント値Ｃｐが基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）に基づいて更新されない場合には、図１１に示されるように、基準位相を通過する度に、位置カウント値Ｃｐと出力軸２２１の基準位置からの変位量との関係が二点鎖線で示されるような比例関係からずれることになる。
【０１５１】
したがって、この場合には、位置カウント値Ｃｐの値から単純に出力軸２２１並びに制御軸３４０の位置を推定することができなくなってしまう。
そこで、上記のように位置カウント値Ｃｐと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との乖離が大きいときにのみ位置カウント値Ｃｐを更新する構成を採用する場合には、こうした位置カウント値Ｃｐのずれを補償するための構成を更に追加する必要がある。尚、こうした構成としては、基準位相を通過する度に、基準位相を通過することによって生じる一定のずれを補正するための補正値を位置カウント値Ｃｐに加算する構成を採用することができる。また、その他には、図１１に実線で示されるように基準位置からの変位量と位置カウント値Ｃｐの値との関係を記憶した演算マップを用意し、この演算マップを逐一参照することによって位置カウント値Ｃｐから出力軸２２１の位置を算出する構成を採用することができる。
【０１５２】
・上記実施形態にあっては、電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係を学習しなおす際の運転条件として内燃機関に供給されている作動油の油温、機関回転速度ＮＥ、出力軸２２１並びに制御軸３４０の変位速度をパラメータとして設定し、これらの値が一定の範囲にあることを条件に学習を実行するようにしていた。これに対して学習を行うための運転条件は、機関運転状態の違いに起因する電流の大きさと基準カウント値Ｃｐ（Ｎ）との関係のずれを排除することができるように設定されていればよく、学習を行うための運転条件は適宜変更することができる。
【０１５３】
・また、こうした学習を省略し、学習を行わない構成を採用することもできる。
・上記実施形態における多極マグネット２１５にあっては、小磁極２１５ａを３つ並べた大きさの大磁極２１５ｂが設けられている。これにより、上記実施形態にあっては、大磁極２１５ｂが位置センサＳ４，Ｓ５を通過するときにパルス信号が他の回転位相における変化態様と異なる変化態様で変化するようになっている。これは位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号の変化態様に基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相になったことを判定するための回転位相判定手段の構成の一例である。
【０１５４】
そのため、位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号の変化態様に基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相になったことを判定することのできる構成であれば、多極マグネット２１５の構成や、位置センサＳ４，Ｓ５の配設位置等は適宜変更することができる。
【０１５５】
・また、上記実施形態にあっては、回転位相判定手段として、位置センサＳ４，Ｓ５のパルス信号の出力態様が変化したことに基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあることを判定する構成を示した。これに対してモータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあることを判定することのできる構成であれば、回転位相判定手段の構成は適宜変更することができる。例えば、モータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあるときに信号を出力するセンサを新たに設け、このセンサから出力される信号に基づいてモータ２１０の回転位相が所定の回転位相にあることを判定する構成を採用することもできる。
【０１５６】
・位相をずらして設けた位置センサＳ４，Ｓ５から出力されるパルス信号に基づいて位置カウント値Ｃｐを計数する構成を示した。これに対して、基準位置からの制御軸３４０の変位量に対応する位置カウント値Ｃｐを計数することができる構成であれば、位置カウント値Ｃｐを計数するための位置センサの構成は適宜変更することができる。例えば位置センサＳ４，Ｓ５の取り付け位置や位置センサの個数、多極マグネット２１５の磁極の数等を変更することもできる。
【０１５７】
・同様に、モータ２１０の通電相を切り替え、モータ２１０を的確に制御することができる構成であれば、電気角カウント値Ｃｅを設定するための電気角センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の取り付け位置や、電気角センサの個数、多極マグネット２１４の磁極の数等も変更することができる。
【０１５８】
・上記実施形態にあっては、本発明にかかるアクチュエータの制御装置を吸気バルブ３１の作用角及びリフト量を変更する可変動弁機構３００を備える内燃機関を統括的に制御する電子制御装置１００として適用する構成を示したが、本願発明は排気バルブ４１の作用角及びリフト量を変更する可変動弁機構を備える内燃機関にも適用することができる。
【０１５９】
・また、誤った位置カウント値に基づいて出力軸の位置が制御されてしまうようになる課題は、上記のような可変動弁機構３００を駆動するアクチュエータ２００のみならず、モータの回転角に基づいて位置カウント値Ｃｐを計数し、基準位置に対する出力軸の相対的な位置を算出するアクチュエータの制御装置にあっては、同様に生じ得るものである。
【０１６０】
そのため、本発明は、可変動弁機構３００を駆動するアクチュエータの制御装置に限定されることなく、モータの回転角に基づいて位置カウント値を計数し、基準位置に対する出力軸の相対的な位置を算出するアクチュエータの制御装置として広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１６１】
１…機関本体、１０…シリンダブロック、１１…シリンダ、１２…ピストン、１３…燃焼室、２０…シリンダヘッド、２１…吸気ポート、２２…排気ポート、２３…リテーナ、２４…バルブスプリング、２５…ラッシュアジャスタ、２６…ロッカアーム、２６ａ…ローラ、３０…吸気通路、３１…吸気バルブ、３２…吸気カムシャフト、３２ａ…吸気カム、４０…排気通路、４１…排気バルブ、４２…排気カムシャフト、４２ａ…排気カム、５０…スプリング、１００…電子制御装置、１１１…アクセルポジションセンサ、１１２…エアフロメータ、１１３…クランクポジションセンサ、１１４…カムポジションセンサ、１１５…水温センサ、２００…アクチュエータ、２１０…モータ、２１１…マグネット、２１２…ステータ、２１３…ロータ、２１４…多極マグネット、２１５…多極マグネット、２１５ａ…小磁極、２１５ｂ…大磁極、２２０…運動変換機構、２２１…出力軸、２２２…留め具、３００…可変動弁機構、３１０…入力部、３１１…入力アーム、３１１ａ…ローラ、３１２…ヘリカルスプライン、３１３…凸部、３２０…出力部、３２１…出力アーム、３２２…ヘリカルスプライン、３３０…支持パイプ、３３１…長孔、３４０…制御軸、３４１…係止ピン、３５０…スライダ、３５１…ヘリカルスプライン、３５２…ヘリカルスプライン、３５３…溝、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３…電気角センサ、Ｓ４，Ｓ５…位置センサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力軸を中心軸延伸方向の一方に変位させるほど同出力軸に作用する反力が増大する状態で使用され、モータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力するアクチュエータの制御装置であり、前記モータの回転に伴って位置センサから出力されるパルス信号に基づいて位置カウント値を計数することによって前記出力軸の位置を検知しているアクチュエータの制御装置において、
前記モータが所定の回転位相にあることを判定する回転位相判定手段と、前記判定がなされたときに前記モータに通電されている電流の大きさに基づいて前記判定が前記モータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別する回転回数判別手段とを備え、前記所定の回転位相にあることが判定されたときに、前記位置カウント値を、前記回転回数判別手段によって判別される回転回数毎に前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値に基づいて更新する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記回転回数判別手段は、前記モータに通電される電流の大きさに対して前記モータの回転回数にそれぞれ対応する判定領域が１つずつ設定されており、前記モータが前記所定の回転位相にあることが前記回転位相判定手段によって判定されたときに前記モータに通電されている電流の大きさが、前記判定領域のうち、いずれの判定領域に属しているかに応じて前記回転位相判定手段による前記判定が、同モータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項３】
前記回転位相判定手段として、一定の位相毎にＮ極とＳ極とが切り替わるように交互に配設される複数の小磁極と、前記小磁極よりも大きな位相を占める１個の大磁極とをＮ極とＳ極とが交互に並ぶように円形に配設したロータと、前記各磁極と対向可能な位置に位相をずらして配設された２つの前記位置センサとを備え、
前記モータの回転に伴って２つの前記位置センサからそれぞれ出力されるパルス信号に基づいて前記位置カウント値を計数するとともに、前記大磁極が前記位置センサを通過するときに検知されるパルス信号の変化に基づいて前記モータの回転位相が前記所定の回転位相にあることを判定する
請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項４】
制御軸を中心軸延伸方向に駆動することにより、機関バルブの作用角及びリフト量を変更する内燃機関の可変動弁機構に接続され、前記出力軸と連結した前記制御軸を中心軸延伸方向に駆動する可変動弁機構のアクチュエータを制御する
請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のアクチュエータの制御装置において、
機関運転状態が、一定の運転状態になっているときに、前記モータに通電されている電流の大きさと前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値との関係を学習しなおす
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして前記内燃機関に供給される作動油の温度を監視する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして機関回転速度を監視する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして前記出力軸並びに前記制御軸の変位速度を監視する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記回転位相判定手段によって前記モータの回転位相が前記所定の回転位相にあることが判定される度に、前記位置カウント値を前記所定の回転位相に対応する前記基準カウント値に一致させるように、前記基準カウント値に基づいて前記位置カウント値を更新する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記回転位相判定手段によって前記モータの回転位相が前記所定の回転位相にあることが判定される度に、同制御装置によって把握されている位置カウント値と前記基準カウント値とを比較し、
その乖離が大きいときに、前記位置カウント値を前記所定の回転位相に対応する前記基準カウント値に一致させるように、前記基準カウント値に基づいて前記位置カウント値を更新する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項１】
出力軸を中心軸延伸方向の一方に変位させるほど同出力軸に作用する反力が増大する状態で使用され、モータの回転運動を出力軸の直線運動に変換して出力するアクチュエータの制御装置であり、前記モータの回転に伴って位置センサから出力されるパルス信号に基づいて位置カウント値を計数することによって前記出力軸の位置を検知しているアクチュエータの制御装置において、
前記モータが所定の回転位相にあることを判定する回転位相判定手段と、前記判定がなされたときに前記モータに通電されている電流の大きさに基づいて前記判定が前記モータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別する回転回数判別手段とを備え、前記所定の回転位相にあることが判定されたときに、前記位置カウント値を、前記回転回数判別手段によって判別される回転回数毎に前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値に基づいて更新する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記回転回数判別手段は、前記モータに通電される電流の大きさに対して前記モータの回転回数にそれぞれ対応する判定領域が１つずつ設定されており、前記モータが前記所定の回転位相にあることが前記回転位相判定手段によって判定されたときに前記モータに通電されている電流の大きさが、前記判定領域のうち、いずれの判定領域に属しているかに応じて前記回転位相判定手段による前記判定が、同モータが何回転した状態においてなされたものであるかを判別する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項３】
前記回転位相判定手段として、一定の位相毎にＮ極とＳ極とが切り替わるように交互に配設される複数の小磁極と、前記小磁極よりも大きな位相を占める１個の大磁極とをＮ極とＳ極とが交互に並ぶように円形に配設したロータと、前記各磁極と対向可能な位置に位相をずらして配設された２つの前記位置センサとを備え、
前記モータの回転に伴って２つの前記位置センサからそれぞれ出力されるパルス信号に基づいて前記位置カウント値を計数するとともに、前記大磁極が前記位置センサを通過するときに検知されるパルス信号の変化に基づいて前記モータの回転位相が前記所定の回転位相にあることを判定する
請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項４】
制御軸を中心軸延伸方向に駆動することにより、機関バルブの作用角及びリフト量を変更する内燃機関の可変動弁機構に接続され、前記出力軸と連結した前記制御軸を中心軸延伸方向に駆動する可変動弁機構のアクチュエータを制御する
請求項１〜３のいずれか一項に記載のアクチュエータの制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のアクチュエータの制御装置において、
機関運転状態が、一定の運転状態になっているときに、前記モータに通電されている電流の大きさと前記所定の回転位相に対応させて記憶させてある基準カウント値との関係を学習しなおす
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして前記内燃機関に供給される作動油の温度を監視する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして機関回転速度を監視する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれか一項に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記一定の運転状態になっているか否かを判定するためのパラメータとして前記出力軸並びに前記制御軸の変位速度を監視する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記回転位相判定手段によって前記モータの回転位相が前記所定の回転位相にあることが判定される度に、前記位置カウント値を前記所定の回転位相に対応する前記基準カウント値に一致させるように、前記基準カウント値に基づいて前記位置カウント値を更新する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のアクチュエータの制御装置において、
前記回転位相判定手段によって前記モータの回転位相が前記所定の回転位相にあることが判定される度に、同制御装置によって把握されている位置カウント値と前記基準カウント値とを比較し、
その乖離が大きいときに、前記位置カウント値を前記所定の回転位相に対応する前記基準カウント値に一致させるように、前記基準カウント値に基づいて前記位置カウント値を更新する
ことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２０８０（Ｐ２０１２−２０８０Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３５３２６（Ｐ２０１０−１３５３２６）
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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