JP4400648B2 - 診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、診断装置に関するものである。

従来より、特許文献１に見られるようなブラシレスモータ等のモータを所定の回転角範囲内で回転駆動し、それによって各種機構を駆動することが行われている。この場合、各種機構を精密に駆動するには、モータの回転角を正確に検出し、その回転角を各種機構の目標とする駆動状態に対応した回転角とすることが重要になる。

ここで、モータの回転角を検出する方法としては、次のような方法を採用することができる。すなわち、モータにおけるロータの回転に伴いパルス信号を出力する位置センサを設け、その位置センサからのパルス信号のエッジを位置カウンタによってカウントし、同位置カウンタのカウント値を用いてモータの回転角を検出する。

ところで、例えば位置センサに異常が生じた場合などには、位置センサからのパルス信号の出力が不適正になる。その結果、パルス信号のエッジをカウントする位置カウンタのカウント値が不適正になり、同カウント値を用いて検出されるモータの回転角が実際の回転角からずれる。

こうした異常を検出するための診断装置として、同モータにおける所定回転角度分θの回転が生じたとき、その回転に伴い変化する上記カウント値の変化量が適正値であるか否かに基づき異常の有無を判断する診断装置を採用することが考えられる。上記異常の有無の判断における異常有りの旨の判断は、モータが上記所定回転角度分θだけ回転したとき、その回転に伴い変化する上記カウント値の変化量が適正値でないことに基づいて行われる。なお、上記所定回転角分θとしては、小さい値に設定することが早期の異常検出を行ううえで有利であり、その観点からすれば３６０°未満の値などの小さい値を採用することが好ましい。

また、診断装置においては、上述した異常の有無の判断の他、正常であるか否かの判断も行われる。こうした正常である旨の判断に関しては、上記異常の有無の判断で、同異常無しの旨判断されたことに基づいて行うことが考えられる。
特開２００４−１９４４５４公報

ところで、正常である旨の判断を上述したように行うと、次のような状況のもとでは、その正常である旨の判断が誤ったものとなる。すなわち、モータが一回転するにあたって所定の角度位置に達したときのみ位置センサからのパルス信号の出力が不適正になるような場合であって、位置センサからのパルス信号の出力が不適正になる上記角度位置以外の部分で同モータが上記所定回転角度分θだけ回転する。このような状況のもとでは、モータにおける上記所定回転角度分θの回転に際しての位置カウンタのカウント値の変化量が適正値からずれないことから異常無しの旨判断され、それに基づき正常である旨の誤判断がなされる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、モータでの正常であるか否かの判断において、正常である旨の誤判断が生じることを抑制できる診断装置を提供することにある。

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。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、ロータの回転に伴いパルス信号を出力する位置センサを備えるモータの診断装置であって、同モータにおける一回転分未満の所定回転角度分の回転時に前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数をカウントし、そのカウントした値が適正値でないことに基づき前記異常有りの旨判断する診断装置において、前記モータの一回転に際して、同一回転中に前記異常有りの旨判断されずに前記モータの一回転が完了したときには正常である旨判断し、前記モータの一回転が完了する前であって前記異常有りの旨判断されていないときには正常であるか否かの判断を保留とする判断手段を備えた。

上記構成によれば、モータの一回転に際して、異常無しの旨判断された状態が一回転完了まで続いていれば正常である旨判断され、異常無しの旨判断されていても一回転完了前であれば正常であるか否かの判断が保留とされる。従って、異常無しの旨判断された状態でのモータの一回転完了前に、異常無しの旨判断されることに基づき正常である旨判断されることを抑制できる。そして、同判断が行われることに基づき正常である旨の誤判断が生じることを抑制できるようになる。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記モータは、内燃機関の機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構を駆動するものとした。
内燃機関の可変動弁機構を駆動するモータにおいては、機関運転状態に応じて機関バルブのバルブ特性を可変とすべくモータの正回転と逆回転とが高頻度で切り換えられ、モータの一回転が生じにくいという状況が多く発生するため、正常である旨の誤判断の生じる可能性が高くなる傾向がある。しかし、このような傾向があるとしても、異常無しの旨判断された状態でのモータの一回転完了前に、異常無しの旨判断されることに基づき正常である旨判断されることを抑制できる。そして、同判断が行われることに基づき正常である旨の誤判断が生じることを抑制できるようになる。

請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記判断手段は、前記モータの回転時に前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数をカウントし、前記モータが一方向に回転している状態にあって前記異常有りの旨判断されずに前記カウントした値がモータ一回転分に対応する値だけ変化したとき、正常である旨判断するものとした。

上記構成によれば、異常無しの旨判断された状態でモータが一回転したか否か、言い換えればモータの一回転に際して同一回転中に前記異常有りの旨判断されずに同モータの一回転が完了したか否かを、より正確に判断することができる。従って、正常である旨の判断がなされたとき、その判断をより正確なものとすることができるようになる。

請求項４記載の発明では、請求項２又は３記載の発明において、前記モータは、その回転時に同モータに設けられた複数の電気角センサから位相をずらして出力されるパルス信号の出力パターンに基づき通電相を切り換えることで駆動されるブラシレスモータであり、前記位置センサは、各電気角センサからのパルス信号のエッジ間隔よりも短いエッジ間隔のパルス信号を出力するものであり、前記異常有りの旨の判断は、前記モータの一方向への回転中における前記各電気角センサからのパルス信号のエッジ間において、前記位置センサからのパルス信号のエッジ数をカウントした値が適正値でないことに基づき行われることを要旨とした。

上記構成によれば、異常の有無を判断するための所定回転角度分として、ブラシレスモータにおける各電気角センサのパルス信号のエッジ間に相当する回転角度分が用いられる。このため、上記所定回転角度分だけモータが回転する際に位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数をカウントして同カウントした値に基づき異常の有無を判断するに当たり、上記所定回転角度分のモータ回転が生じたことを識別するために特別な部品を設ける必要はなくなる。

以下、本発明を自動車用エンジンの可変動弁機構を駆動するブラシレスモータの診断装置に具体化した一実施形態を図１〜図５に従って説明する。
図１は、エンジン１における所定気筒のシリンダヘッド２周りの構造を示す拡大断面図である。このエンジン１においては、シリンダヘッド２、シリンダブロック３、及びピストン５によって燃焼室６が区画され、この燃焼室６には吸気通路７及び排気通路８が接続されている。そして、吸気通路７と燃焼室６との間は吸気バルブ９の開閉動作によって連通・遮断され、排気通路８と燃焼室６との間は排気バルブ１０の開閉動作によって連通・遮断されるようになる。

シリンダヘッド２には、吸気バルブ９及び排気バルブ１０を駆動するための吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２が設けられている。これら吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２は、エンジン１のクランクシャフト（出力軸）からの回転伝達によって回転するようになっている。また、吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２には、それぞれ吸気カム１１ａ及び排気カム１２ａが設けられている。そして、これら吸気カム１１ａ及び排気カム１２ａの吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２との一体回転を通じて、吸気バルブ９及び排気バルブ１０が開閉動作するようになっている。

また、エンジン１には、吸気バルブ９及び排気バルブ１０といった機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構として、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を可変とする可変動弁機構１４が吸気カム１１ａと吸気バルブ９との間に設けられている。この可変動弁機構１４の動作を通じて、例えば吸入空気量を多く必要とするエンジン運転状態になるほど、最大リフト量及び作動角が大となるよう制御される。これは最大リフト量及び作動角を大とするほど、吸気通路７から燃焼室６への空気の吸入が効率よく行われ、上述した吸入空気量に関する要求を満たすことが可能なためである。

次に、可変動弁機構１４の詳細な構造について説明する。
可変動弁機構１４は、回転する吸気カム１１ａにより押されて上記吸気カムシャフト１１と平行に延びるロッカシャフト１５及びコントロールシャフト１６の軸線を中心に揺動する入力アーム１７と、この入力アーム１７の揺動に基づき上記軸線を中心に揺動する出力アーム１８とを備えている。入力アーム１７に関しては、ローラ１９が回転可能に取り付けられるとともに、そのローラ１９が吸気カム１１ａに押しつけられるようコイルスプリング２０によって吸気カム１１ａ側に付勢されている。また、出力アーム１８は、その揺動時にロッカアーム２１に押しつけられ、同ロッカアーム２１を介して吸気バルブ９をリフトさせる。

このロッカアーム２１の基端部はラッシュアジャスタ２２によって支持され、同ロッカアーム２１の先端部は吸気バルブ９に接触している。また、ロッカアーム２１は吸気バルブ９のバルブスプリング２４によって出力アーム１８側に付勢され、これによりロッカアーム２１の基端部と先端部との間に回転可能に支持されたローラ２３が出力アーム１８に押しつけられている。従って、吸気カム１１ａの回転に基づき入力アーム１７及び出力アーム１８が揺動すると、出力アーム１８がロッカアーム２１を介して吸気バルブ９をリフトさせ、吸気バルブ９の開閉動作が行われるようになる。

可変動弁機構１４では、パイプ状のロッカシャフト１５内に配置されたコントロールシャフト１６を軸方向に変位させることで、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置を変更することが可能となっている。このように、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置を変更すると、上記吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が可変とされる。即ち、入力アーム１７と出力アーム１８とを揺動方向について互いに接近させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角は互いに同期した状態で小となってゆく。逆に、入力アーム１７と出力アーム１８とを揺動方向について互いに離間させるほど、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角は互いに同期した状態で大となってゆく。

次に、可変動弁機構１４を動作させるべく上記コントロールシャフト１６を軸方向に変位させるためのブラシレスモータ、及び、そのブラシレスモータを駆動制御する制御装置について、図２を参照して説明する。

ブラシレスモータ４７は、同図に示されるコントロールシャフト１６の基端部（図中右端部）に変換機構４８を介して連結されている。この変換機構４８は、ブラシレスモータ４７の回転運動をコントロールシャフト１６の軸方向への直線運動に変換するためのものである。そして、ブラシレスモータ４７の所定の回転角範囲内での回転駆動を通じて、コントロールシャフト１６が軸方向に変位させられ、可変動弁機構１４が動作されることとなる。なお、ブラシレスモータ４７の上記回転角範囲とは、その範囲端が同モータ４７の回転（コントロールシャフト１６の軸線方向移動）の機械的な制限によって定められるものであって、例えば同モータ４７の１０回転分の回転角範囲（０〜３６００°）となっている。

ちなみに、ブラシレスモータ４７を逆回転させると、コントロールシャフト１６は先端（図中左端）側に変位し、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が互いに接近するように変更される。また、ブラシレスモータ４７を正回転させると、コントロールシャフト１６は基端（図中右端）側に変位し、入力アーム１７と出力アーム１８との揺動方向についての相対位置が互いに離間するように変更される。こうしたブラシレスモータ４７の回転駆動による入力アーム１７及び出力アーム１８の揺動方向についての相対位置の変更を通じて、吸気カム１１ａの回転により出力アーム１８が揺動したときの吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角が可変とされる。

ブラシレスモータ４７には、三つの電気角センサＳ１〜Ｓ３、及び二つの位置センサＳ４，Ｓ５が設けられている。
三つの電気角センサＳ１〜Ｓ３は、ブラシレスモータ４７の回転時、同モータ４７のロータと一体回転する４極の多極マグネットの磁気に応じて、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるようなパルス状の信号、すなわちハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とを交互に出力するものである。また、各電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号は、互いに位相をずらした状態で出力されるようになっている。すなわち、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、上記ロータに対する各電気角センサＳ１〜Ｓ３の周方向位置が定められている。なお、各電気角センサＳ１〜Ｓ３のうちの一つのセンサから出力されるパルス信号のエッジは、ブラシレスモータ４７の４５°回転毎に発生している。また、上記一つのセンサからのパルス信号は、他のセンサからのパルス信号に対し、ブラシレスモータ４７の３０°回転分だけ進み側及び遅れ側に位相をずらした状態となっている。

二つの位置センサＳ４，Ｓ５は、ブラシレスモータ４７の回転時、同モータ４７のロータと一体回転する４８極の多極マグネットの磁気に応じて、図３（ｄ）及び（ｅ）に示されるようなパルス状の信号、すなわちハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とを交互に出力するものである。また、各位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号は、互いに位相をずらした状態で出力されるようになっている。すなわち、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、上記ロータに対する各位置センサＳ４，Ｓ５の周方向位置が定められている。なお、各位置センサＳ４，Ｓ５の内の一方のセンサから出力するパルス信号のエッジは、ブラシレスモータ４７の７．５°回転毎に発生している。また、上記一方のセンサからのパルス信号は、他方のセンサからのパルス信号に対し、ブラシレスモータ４７の３．７５°回転分だけ位相をずらした状態となっている。

従って、電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号のエッジ間隔が１５°であるのに対し、位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号のエッジ間隔は３．７５°と上記１５°というエッジ間隔よりも短くなっている。更に、電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号のエッジ発生から次回のエッジ発生までには、位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号のエッジが４回発生するようになっている。

コントロールシャフト１６を軸方向に変位させるべく回転駆動されるブラシレスモータ４７の制御装置は、吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角といった吸気バルブ９のバルブ特性の制御など、エンジン１の各種制御を行う電子制御装置５０（図２）を備えている。この電子制御装置５０は、上記各種制御にかかる演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置５０の入力ポートには、上述した電気角センサＳ１〜Ｓ３及び位置センサＳ４，Ｓ５が接続されるほか、更に以下のセンサを含む各種センサが接続されている。
・自動車の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダルの踏み込み量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ５１。

・エンジン１の吸気通路７に設けられたスロットルバルブの開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ５２。
・上記吸気通路７を通じて燃焼室６に吸入される空気の量を検出するエアフローメータ５３。

・エンジン１の出力軸の回転に対応する信号を出力してエンジン回転速度の検出等に用いられるクランクポジションセンサ５４。
・自動車の運転者により切り換え操作され、現在の切換位置に対応した信号を出力するイグニッションスイッチ５５。

また、電子制御装置５０の出力ポートには、ブラシレスモータ４７の駆動回路等が接続されている。電子制御装置５０は、上記各種センサから入力した検出信号に基づきエンジン運転状態を把握する。そして、その把握したエンジン運転状態に基づきブラシレスモータ４７を駆動してコントロールシャフト１６を軸方向に変位させることで、可変動弁機構１４が動作されて吸気バルブ９のバルブ特性制御が行われる。吸気バルブ９のバルブ特性、すなわち吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角は、コントロールシャフト１６の軸方向位置、言い換えればブラシレスモータ４７の上記所定回転角範囲内での回転角に対応したものとなる。

ブラシレスモータ４７の駆動は、図３（ａ）〜（ｃ）に示される各電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号の出力パターンに応じて図３（ｆ）に示される電気角カウンタＥのカウンタ値を変化させ、そのカウンタ値に基づき通電相を切り換えることによって行われる。より詳しくは、図４（ａ）に示されるように、各電気角センサＳ１〜Ｓ３から各々ハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とのいずれが出力されているかに応じて、電気角カウンタＥのカウンタ値として「０」〜「５」の範囲内の連続した整数値のうちのいずれかが当てはめられる。その結果、ブラシレスモータ４７の正回転時（図３中右向き）には、「０」〜「５」の範囲内の整数値が「０」→「１」→「２」→「３」→「４」→「５」→「０」といった順序で順方向に電気角カウンタＥのカウンタ値として当てはめられる。また、ブラシレスモータ４７の逆回転時（図３中左向き）には、電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号の出力パターンに応じて、「０」〜「５」の範囲内の各整数値が「５」→「４」→「３」→「２」→「１」→「０」→「５」といった順序で逆方向に電気角カウンタＥのカウンタ値として当てはめられる。そして、この電気角カウンタＥのカウンタ値に基づき、ブラシレスモータ４７の通電層を切り換えることで、同モータの正回転方向または逆回転方向への駆動が行われる。

ところで、ブラシレスモータ４７の駆動により可変動弁機構１４を動作させ、吸気バルブ９のバルブ特性を精密に制御するには、ブラシレスモータ４７の回転角を正確に検出し、その回転角が目標とするバルブ特性に対応する回転角となるようブラシレスモータ４７を駆動制御することが重要になる。なお、吸気バルブ９のバルブ特性（ここでは吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角）は、ブラシレスモータ４７の上記所定回転角範囲内での回転角に対応したものとなることは上述したとおりである。従って、ブラシレスモータ４７の回転角を検出すれば、その回転角に基づき吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を検出することができるようになる。

以下、本実施形態におけるブラシレスモータ４７の回転角の検出手順について、図３のタイミングチャート、及び図４（ｂ）の表を併せ参照して説明する。
図３において、（ａ）〜（ｅ）は、ブラシレスモータ４７の回転時における同モータ４７の回転角変化に対し、各センサＳ１〜Ｓ５からパルス信号がどのように出力されるかを示す波形図である。また、（ｆ）〜（ｈ）ではそれぞれ、ブラシレスモータ４７の回転時における同モータ４７の回転角の変化に対し、電気角カウンタＥ、位置カウンタＰ、及びストロークカウンタＳのカウンタ値がどのように推移するかを示している。

位置カウンタＰは、エンジン１を運転開始する際のイグニッションスイッチ５５のオン操作（イグニッションオン）後、ブラシレスモータ４７の回転角がどれだけ変化したかを表すものである。この位置カウンタＰのカウンタ値は、イグニッションオン後のブラシレスモータ４７の回転時における各位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号の出力パターンに基づき増減される。詳しくは、図４（ｂ）に示されるように、位置センサＳ４，Ｓ５のうち、一方のセンサからパルス信号の立ち上がりエッジと立ち下がりエッジとのいずれが生じているか、及び、他方のセンサからハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とのいずれが出力されているかに応じて、位置カウンタＰのカウンタ値に対し「＋１」と「−１」とのいずれかが加算される。なお、同図において、「↑」はパルス信号の立ち上がりエッジを表し、「↓」はパルス信号の立ち下がりエッジを表している。

そして、ブラシレスモータ４７の正回転中であれば、位置カウンタＰのカウンタ値は、図３（ｄ）及び（ｅ）に示される位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号のエッジ毎に「１」ずつ加算されてゆき、図３（ｇ）中の右方向に変化してゆく。また、ブラシレスモータ４７の逆回転中であれば、位置カウンタＰのカウンタ値は、上記エッジ毎に「１」ずつ減算されてゆき、図３（ｇ）中の左方向に変化してゆく。なお、この位置カウンタＰは、イグニッションスイッチ５５のオフ操作（イグニッションオフ）がなされたとき、「０」にリセットされる。従って、位置カウンタＰのカウンタ値は、イグニッションオン後にブラシレスモータ４７の回転角がどれだけ変化したかを表すものとなる。

また、上記ストロークカウンタＳは、ブラシレスモータ４７の上記所定回転角範囲における逆回転方向、言い換えれば吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角の減少方向についての範囲端を基準とした同モータ４７の回転角を表すものである。このストロークカウンタＳのカウンタ値は、位置カウンタＰのカウンタ値、及び学習値Ｐｒに基づき、次の式「Ｓ＝Ｐ＋Ｐｒ」を用いて設定される。こうして設定されたストロークカウンタＳのカウンタ値は、図３（ｇ）に示されるように変化する位置カウンタＰのカウンタ値に応じて図３（ｈ）に示されるように変化し、ブラシレスモータ４７の回転角（アクチュエータの駆動位置）に対応した値となる。従って、このストロークカウンタＳのカウンタ値に基づきブラシレスモータ４７の回転角を検出することが可能になる。

上記式における学習値Ｐｒは、ストロークカウンタＳのカウンタ値に基づき検出されるブラシレスモータ４７の回転角と同モータ４７の実際の回転角との間のずれ量に対応する値として学習されたものである。

ここで、可変動弁機構１４を備えたエンジン１においては、エンジン停止直前に吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角を次回のエンジン始動に備えて同始動に適した値となるようブラシレスモータ４７を駆動する停止処理が実施される。そして、こうした停止処理を通じて、エンジン１の始動に適した吸気バルブ９の最大リフト量及び作動角の得られる回転角（以下、始動回転角という）となるようブラシレスモータ４７が駆動された後、エンジン１が停止されることとなる。なお、上記始動回転角としては、通常、ブラシレスモータ４７のとり得る上記所定回転角範囲（０〜３６００°）における最小値（０°）と最大値（３６００°）との間の値をとる。従って、上記停止処理後におけるストロークカウンタＳのカウンタ値は、上記始動回転角に対応した値になる。

このため、仮に位置カウンタＰのカウンタ値をそのままストロークカウンタＳのカウンタ値として設定した場合、イグニッションオン直後のストロークカウンタＳのカウンタ値がブラシレスモータ４７の実際の回転角に対応した値からずれることになる。これは、位置カウンタＰのカウンタ値がイグニッションオフ毎に「０」にリセットされ、イグニッションオン直後のストロークカウンタＳのカウンタ値が上記位置カウンタＰのカウンタ値に合わせて「０」になると、同カウンタ値がブラシレスモータ４７における上記所定回転角範囲の最小値に対応した値（「０」）となるためである。すなわち、このときにはブラシレスモータ４７の実際の回転角が上記開始回転角（≠「０」）となっているにもかかわらず、ストロークカウンタＳのカウンタ値が「０」となり、そのカウンタ値に基づき検出される回転角（「０°」）がこのときの実際の回転角である始動回転角（≠「０°」）からずれた値になる。

こうした不具合への対処として、イグニッションオンによるエンジン１の始動完了後、ストロークカウンタＳに基づき検出されるブラシレスモータ４７の回転角と同モータ４７の実際の回転角とのずれ量を学習値Ｐｒとして学習するための学習処理を実施し、その学習値Ｐｒを用いたストロークカウンタＳのカウンタ値の設定が行われる。具体的には、まずブラシレスモータ４７の回転角が上記所定回転角範囲における範囲端へと駆動され、その範囲端に到達したときの位置カウンタＰのカウンタ値に基づき学習値Ｐｒの学習が行われる。同学習では、このときのストロークカウンタＳのカウンタ値の本来の値と上記位置カウンタＰのカウンタ値との差分（両者の差の絶対値）が学習値Ｐｒとして電子制御装置５０に設けられた不揮発性のメモリ５６に記憶される。

上記のように学習された学習値Ｐｒは、位置カウンタＰのカウンタ値をストロークカウンタＳのカウンタ値としてそのまま設定した場合において、同カウンタ値に基づき検出されるブラシレスモータ４７の回転角と同モータ４７の実際の回転角とのずれ量に対応した値となる。この学習値Ｐｒを用いて、上記式「Ｓ＝Ｐ＋Ｐｒ」のようにストロークカウンタＳのカウンタ値が設定され、これにより同カウンタ値がブラシレスモータ４７の実際の回転角に対応した値となる。なお、上記学習値Ｐｒはエンジン１の毎回の運転開始後に実施される。従って、運転開始後に学習値Ｐｒの今回運転時の学習が完了するまでの間においては、ストロークカウンタＳのカウンタ値の設定に不揮発性のメモリ５６に記憶されている前回運転時に学習した学習値Ｐｒが用いられることとなる。

次に、ブラシレスモータ４７における位置カウンタＰ関係の異常の有無の判断、及び正常である旨の判断を行う手順の概要について説明する。
位置センサＳ４，Ｓ５やその検出対象である多極マグネットに異常が生じた場合などには、位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号の出力が不適正になる。その結果、位置カウンタＰのカウンタ値が不適正になり、同カウンタ値（正確にはストロークカウンタＳのカウンタ値）を用いて求められるブラシレスモータ４７の回転角が実際の回転角からずれることとなる。

こうした異常を検出するための診断装置として、ブラシレスモータ４７における所定回転角度分θの回転が生じたとき、その回転に伴い変化する位置カウンタＰのカウンタ値の変化量が適正値であるか否かに基づき異常の有無を判断する診断装置を採用することが考えられる。上記異常の有無の判断における異常有りの旨の判断は、ブラシレスモータ４７が上記所定回転角度分θだけ回転したとき、その回転に伴い変化する上記カウント値の変化量が適正値でないことに基づいて行われる。

なお、上記所定回転角度分θとしては、小さい値に設定することが早期の異常検出を行ううえで有利であり、その観点からすれば３６０°未満の値などの小さい値を採用することが好ましい。ちなみに、この実施形態では、上記所定回転角度分θとして、各電気角センサＳ１〜Ｓ３から出力されるパルス信号のエッジ間隔、言い換えれば電気角カウンタＥの切り換えが行われる間隔に対応する値である１５°が採用される。この場合、所定回転角度分θのブラシレスモータ４７の回転に伴い変化する位置カウンタＰのカウンタ値の変化量の適正値は、位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号のエッジ間隔は３．７５°であることから「４」ということになる。

また、診断装置においては、上述した異常の有無の判断の他、正常であるか否かの判断も行われる。こうした正常である旨の判断に関しては、上記異常の有無の判断で、同異常無しの旨判断されたことに基づいて行うことが考えられる。より詳しくは、ブラシレスモータ４７の一方向への回転中での各電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号のエッジが発生しその後に次回のエッジが発生するまでの間において、その間での位置カウンタＰのカウンタ値の変化量が適正値（この例では「４」）であって異常無しの旨判断されたことに基づき、正常である旨判断することが考えられる。

しかし、このように正常である旨の判断を行うと、次のような状況のもとでは、その正常である旨の判断が誤ったものとなる。すなわち、ブラシレスモータ４７が一回転するにあたって所定の角度位置に達したときのみ位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号の出力が不適正になるような場合であって、位置センサＳ４，Ｓ５からのパルス信号の出力が不適正になる上記角度位置以外の部分で同モータ４７が上記所定回転角度分θだけ回転する。このような状況のもとでは、ブラシレスモータ４７における上記所定回転角度分θの回転に際しての位置カウンタＰのカウンタ値の変化量が適正値（「４」）からずれないことから異常無しの旨判断され、それに基づき正常である旨の誤判断がなされる。

特に、エンジン１の可変動弁機構１４を駆動するブラシレスモータ４７においては、エンジン運転状態に応じて吸気バルブ９のバルブ特性を可変とすべく同モータ４７の正回転と逆回転とが高頻度で切り換えられ、同モータ４７の一回転が生じにくいという状況が多く発生するため、正常である旨の誤判断の生じる可能性が高くなる傾向がある。

そこで本実施形態では、ブラシレスモータ４７の一回転に際して、同一回転中に異常有りの旨判断されずに同モータ４７の一回転が完了したときには正常である旨判断し、同モータ４７の一回転が完了する前であって上記異常有りの旨判断されていないときには正常であるか否かの判断を保留とする。これにより、異常無しの旨判断された状態でのモータの一回転完了前に、異常無しの旨判断されることに基づき正常である旨判断されることを抑制できる。そして、同判断が行われることに基づき正常である旨の誤判断が生じることを抑制できるようになる。

次に、上記異常の有無の判断、及び正常である旨の判断を行う手順の詳細について、診断ルーチンを示す図５のフローチャートを参照して説明する。この診断ルーチンは、電子制御装置５０を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。

同ルーチンにおいては、まずステップＳ１０１の処理として、異常の有無の判断及び正常であるか否かの判断を実行するに当たっての実行条件が成立しているか否かが判断される。ここでの実行条件としては、ブラシレスモータ４７を駆動するための電力供給源であるバッテリの電圧が適正値（例えば８Ｖ）以上であること、等々の各種条件が挙げられる。これら各種条件の全ての成立をもって、上記ステップＳ１０１において実行条件が成立した旨判断され、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２ではブラシレスモータ４７の一方向への回転中であるか否かが判断され、ここでの肯定判定を条件にステップＳ１０３の処理として異常の有無が判断される。具体的には、各電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号のエッジが発生しその後に次回のエッジが発生するまでの間において、言い換えれば所定回転角度分θのブラシレスモータ４７の回転に際し、位置カウンタＰのカウンタ値の変化量が適正値（この例では「４」）でないことに基づき、異常有りの旨判断される（Ｓ１０６）。また、ステップＳ１０３で肯定判定がなされると、正常であるか否かを判断する処理として、ステップＳ１０４以降の処理が実行される。

ステップＳ１０４では、ブラシレスモータ４７の回転方向への変化のない状態で位置カウンタＰのカウンタ値が同モータ４７の一回転分の変化量である「９６」以上変化したか否かが判断される。ここで肯定判定がなされるということは、ブラシレスモータ４７の一回転に際して、同一回転中に異常有りの旨判断されずに同モータ４７の一回転が完了したことを意味する。また、ここで否定判定がなされるということは、上記ブラシレスモータ４７の一回転が完了する前であって異常有りの旨判断されていない状態であることを意味する。そして、ステップＳ１０４で肯定判定がなされると正常である旨判断され（Ｓ１０５）、同ステップＳ１０４で否定判定がなされた場合には正常であるか否かの判断が保留とされる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）ブラシレスモータ４７の一回転に際して、異常無しの旨判断された状態が一回転完了まで続いていれば正常である旨判断され、異常無しの旨判断されていても一回転完了前であれば正常であるか否かの判断が保留とされる。従って、異常無しの旨判断された状態でのブラシレスモータ４７の一回転完了前に、異常無しの旨判断されることに基づき正常である旨判断されることを抑制できる。そして、同判断が行われることに基づき正常である旨の誤判断が生じることを抑制できるようになる。

なお、エンジン１の可変動弁機構１４を駆動するブラシレスモータ４７においては、エンジン運転状態に応じて吸気バルブ９のバルブ特性を可変とすべく同モータ４７の正回転と逆回転とが高頻度で切り換えられ、同モータ４７の一回転が生じにくいという状況が多く発生するため、正常である旨の誤判断の生じる可能性が高くなる傾向がある。しかし、このような傾向があるとしても、異常無しの旨判断された状態でのブラシレスモータ４７の一回転完了前に、異常無しの旨判断されることに基づき正常である旨判断されることを抑制でき、同判断が行われることに基づき正常である旨の誤判断が生じることを抑制できる。

（２）ブラシレスモータ４７の回転方向への変化のない状態で同モータ４７が一回転した旨の判断（図５のＳ１０４）は、位置カウンタＰのカウンタ値が同モータ４７の一回転分の変化量である「９６」以上変化したことに基づいて行われる。このため、異常無しの旨判断された状態でブラシレスモータ４７が一回転したか否か、言い換えれば同モータ４７の一回転に際して同一回転中に上記異常有りの旨判断されずに同モータ４７の一回転が完了したか否かを、より正確に判断することができる。従って、異常無しの旨判断された状態でブラシレスモータ４７が一回転したことに基づき正常である旨の判断がなされたとき、その判断をより正確なものとすることができるようになる。

（３）異常の有無を判断するための所定回転角度分θとして、各電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号のエッジ間に相当するブラシレスモータ４７の回転角度分（この例では１５°）が用いられる。このため、上記所定回転角度分θのモータ回転中における位置カウンタＰのカウンタ値の変化量に基づき異常の有無を判断するに当たり、上記所定回転角度分θのモータ回転が生じたことを識別するために特別な部品を設ける必要がなくなる。

なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・所定回転角度分θを１５°以外の値に設定してもよい。この場合、所定回転角度分θのモータ回転が生じたことを識別するために電気角センサＳ１〜Ｓ３からのパルス信号のエッジを利用する関係から、所定回転角度分θを３０、４５、６０°といった１５°の倍数を採用することが好ましい。

・所定回転角度分θのモータ回転が生じたことを識別するために別のセンサを設けてもよい。この場合、その別のセンサにより所定回転角度分θのモータ回転が生じたことを識別することができるため、ブラシレスモータ４７以外のモータであって電気角センサＳ１〜Ｓ３を備えないモータに本発明を適用することが可能となる。

・ブラシレスモータ４７の一回転の完了を位置センサＳ４，Ｓ５のカウンタ値の変化によって判断する代わりに、位置センサＳ４，Ｓ５とは別のセンサを設けて同センサによって判断するようにしてもよい。

・ブラシレスモータ４７で駆動する可変動弁機構は、クランクシャフトに対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を可変とすることで吸気バルブ９のバルブ特性として同バルブ９の開閉タイミングを可変とするものであってもよい。

・排気バルブ１０のバルブ特性を可変とする可変動弁機構が設けられ、その可変動弁機構がモータによって駆動される場合、そのモータに本発明を適用してもよい。
・可変動弁機構１４以外の駆動機構を駆動するモータに本発明を適用してもよい。

本実施形態の診断装置が適用されるエンジンのシリンダヘッド回りの構造を示す拡大断面図。 上記エンジンの可変動弁機構を駆動するブラシレスモータ、及び、そのブラシレスモータを駆動制御する制御装置を示す略図。 （ａ）〜（ｈ）は、ブラシレスモータの回転角の変化に対する電気角センサＳ１〜Ｓ３のパルス信号の波形、位置センサＳ４，Ｓ５のパルス信号の波形、電気角カウンタＥのカウンタ値の推移、位置カウンタＰのカウンタ値の推移、及び、ストロークカウンタＳのカウンタ値の推移を示すタイミングチャート。 （ａ）は電気角センサＳ１〜Ｓ３からの信号に応じて変化する電気角カウンタＥのカウンタ値の変化態様を示す表、（ｂ）は位置センサＳ４，Ｓ５からの信号に応じた位置カウンタＰのカウンタ値の加減算態様を示す表。 ブラシレスモータ４７の診断を実行する手順を示すフローチャート。

符号の説明

１…エンジン、２…シリンダヘッド、３…シリンダブロック、５…ピストン、６…燃焼室、７…吸気通路、８…排気通路、９…吸気バルブ、１０…排気バルブ、１１…吸気カムシャフト、１１ａ…吸気カム、１２…排気カムシャフト、１２ａ…排気カム、１４…可変動弁機構、１５…ロッカシャフト、１６…コントロールシャフト、１７…入力アーム、１８…出力アーム、１９…ローラ、２０…コイルスプリング、２１…ロッカアーム、２２…ラッシュアジャスタ、２３…ローラ、２４…バルブスプリング、２６…スライダ、２７…ヘリカルスプライン、２７ａ…入力ギヤ、２８…ヘリカルスプライン、２８ａ…内歯ギヤ、２９…ヘリカルスプライン、２９ａ…出力ギヤ、３０…ヘリカルスプライン、３０ａ…内歯ギヤ、４７…ブラシレスモータ、４８…変換機構、５０…電子制御装置（判断手段）、５１…アクセルポジションセンサ、５２…スロットルポジションセンサ、５３…エアフローメータ、５４…クランクポジションセンサ、５５…イグニッションスイッチ、５６…メモリ、Ｓ１〜Ｓ３…電気角センサ、Ｓ４，Ｓ５…位置センサ。

Claims (4)

1. ロータの回転に伴いパルス信号を出力する位置センサを備えるモータの診断装置であって、同モータにおける一回転分未満の所定回転角度分の回転時に前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数をカウントし、そのカウントした値が適正値でないことに基づき前記異常有りの旨判断する診断装置において、
   前記モータの一回転に際して、同一回転中に前記異常有りの旨判断されずに前記モータの一回転が完了したときには正常である旨判断し、前記モータの一回転が完了する前であって前記異常有りの旨判断されていないときには正常であるか否かの判断を保留とする判断手段を備える
   ことを特徴とする診断装置。
2. 前記モータは、内燃機関の機関バルブのバルブ特性を可変とする可変動弁機構を駆動するものである
   請求項１記載の診断装置。
3. 前記判断手段は、前記モータの回転時に前記位置センサから出力されるパルス信号のエッジ数をカウントし、前記モータが一方向に回転している状態にあって前記異常有りの旨判断されずに前記カウントした値がモータ一回転分に対応する値だけ変化したとき、正常である旨判断する
   請求項２記載の診断装置。
4. 前記モータは、その回転時に同モータに設けられた複数の電気角センサから位相をずらして出力されるパルス信号の出力パターンに基づき通電相を切り換えることで駆動されるブラシレスモータであり、
   前記位置センサは、各電気角センサからのパルス信号のエッジ間隔よりも短いエッジ間隔のパルス信号を出力するものであり、
   前記異常有りの旨の判断は、前記モータの一方向への回転中における前記各電気角センサからのパルス信号のエッジ間において、前記位置センサからのパルス信号のエッジ数をカウントした値が適正値でないことに基づき行われる
   請求項２又は３記載の診断装置。

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