JP5177221B2 - 内燃機関システム用モータ制御装置、及びモータ制御装置 - Google Patents
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Description
例えば、特開2001−78480号公報には、車両の電動パワーステアリング装置が開示されている。この電動パワーステアリング装置には、前輪の操舵に対してアシスト力を付与するための直流モータが備えられている。
また、特開2004−339984号公報には、シリンダブロックをロアケース(クランクケース)に対してシリンダの軸方向に移動させることで圧縮比を変更可能な圧縮比変更機構が開示されている。この圧縮比変更機構における、前記シリンダブロックを移動させるための動力源として、サーボモータが用いられている。
また、特開2008−50956号公報には、電動モータを回転駆動することでバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置が開示されている。このバルブタイミング調整装置には、ブラシレスモータ等の電動モータが備えられている。
特開2001−78480号公報や特開2008−50956号公報に開示されているように、この種のモータは、駆動回路に電気的に接続されている。また、この駆動回路は、制御回路と電気的に接続されている。そして、前記制御回路から制御信号を前記駆動回路に供給することにより、モータの動作が制御されるようになっている。
ところで、前記制御回路から前記駆動回路へ前記制御信号を伝達するための信号線や、かかる信号線と各回路との接続箇所に設けられたコネクタを含む接続部にて、断線したり前記コネクタが外れたりする異常が生じることがあり得る。このような異常が発生した場合、従来のこの種の構成においては、前記制御信号におけるデューティ比が0あるいは100%であると誤って認識されることで、前記モータに無駄に駆動電流が流されて電力が無駄に消費されてしまう等の不具合が発生することがあり得る。
本発明は、このような課題に対処するためになされたものである。すなわち、本発明の目的は、この種の装置における断線やコネクタ外れ等の接続異常を良好に判定することにある。
<構成>
本発明に係るモータ制御装置は、モータをPWM制御するように構成されている。本発明が、内燃機関を備えたシステムに適用された場合、本発明に係る内燃機関システム用モータ制御装置は、前記システムに設けられた前記モータをPWM制御するように構成されている。
本発明のモータ制御装置あるいは内燃機関システム用モータ制御装置は、制御信号出力部と、モータ駆動部と、接続部と、を備えている。
前記制御信号出力部は、前記モータの回転方向を示す回転方向信号と、PWM制御信号と、を出力するようになっている。
前記モータ駆動部は、前記PWM制御信号及び前記回転方向信号が入力されるようになっている。また、このモータ駆動部は、入力された前記PWM制御信号に基づいて前記モータを駆動するようになっている。なお、このモータ駆動部は、入力された前記PWM制御信号と前記回転方向信号とに基づいて前記モータを駆動するようになっていてもよい。
前記制御信号出力部と前記モータ駆動部とは、前記接続部によって電気的に接続されている。この接続部は、前記制御信号出力部から出力された前記PWM制御信号及び前記回転方向信号を前記モータ駆動部に伝達するようになっている。
本発明の特徴は、前記モータ駆動部が、異常検知部を備えたことにある。ここで、この異常検知部は、入力された前記PWM制御信号におけるデューティ比と前記回転方向信号における前記回転方向とを比較することで、前記接続部における異常の発生を検知するようになっている。
前記PWM制御信号及び前記回転方向信号のうちの一方はプルアップされ、他方はプルダウンされ得る。
前記接続部は、前記PWM制御信号を伝達するPWM制御信号線と、前記回転方向信号を伝達する回転方向信号線と、前記モータ駆動部の入力端子に装着することで当該入力端子と前記PWM制御信号線及び前記回転方向信号線とを電気的に接続する入力コネクタと、を備え得る。この場合、前記モータ駆動部は、前記PWM制御信号及び前記回転方向信号のうちの一方をプルアップするように前記入力端子と前記異常検知部との間に設けられたプルアップ抵抗と、前記PWM制御信号及び前記回転方向信号のうちの他方をプルダウンするように前記入力端子と前記異常検知部との間に設けられたプルダウン抵抗と、を備え得る。
前記モータ駆動部は、通電遮断部を備え得る。この通電遮断部は、前記異常検知部が前記接続部における異常の発生を検知した場合に、前記モータへの通電を遮断するようになっている。
<作用・効果>
前記異常検知部は、前記モータ駆動部に入力された前記PWM制御信号におけるデューティ比と、前記回転方向信号における前記回転方向と、を比較することで、前記接続部における異常の発生を良好に検知する。したがって、本発明によれば、前記接続部における接続異常が発生した場合に、かかる異常の発生を良好に判定することができる。
ここで、前記PWM制御信号及び前記回転方向信号のうちの一方がプルアップされ他方はプルダウンされることで、前記接続部における異常の発生の検知が、より良好に行われ得る。
上述のようにして、前記接続部における異常の発生が前記異常検知部によって検知された場合、前記モータへの通電が、前記通電遮断部によって速やかに遮断され得る。これにより、無駄に駆動電流が流されることによる無駄な電力消費が、効果的に抑制され得る。
図2は、図1に示されているエンジンの分解斜視図である。
図3は、図1及び図2に示されている制御シャフトの斜視図である。
図4は、図1に示されている制御装置の回路構成の概略を示す図である。
図5は、図4に示されている駆動制御回路が受け取る信号を模式化したグラフである。
図6は、図4に示されている駆動制御回路により実行される異常検知動作をフローチャート化して示す図である。
なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件(記述要件・実施可能要件)を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。実施形態に対する変形例(modification)は、実施形態の説明中に挿入されると、首尾一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。
<内燃機関の構成>
図1は、本発明の一実施形態が適用されたエンジン1の概略構成を示す側断面図である。図2は、図1に示されているエンジン1の分解斜視図である。
図1及び図2を参照すると、本実施形態のエンジン1は、シリンダブロック2と、シリンダヘッド3と、クランクケース4と、移動機構5と、制御装置6と、を備えている。
このエンジン1は、移動機構5によって、シリンダブロック2及びシリンダヘッド3をクランクケース4に対してエンジン高さ方向(シリンダ中心軸CCAと平行な方向)に沿って相対的に移動(スライド)させることで、圧縮比を変更可能に構成されている。そして、制御装置6は、エンジン1の各部の動作を制御するようになっている。
<<シリンダブロック>>
シリンダブロック2は、平面視にて略矩形状の、略直方体状の部材であって、アルミニウム合金によって一体に形成されている。シリンダブロック2の外側面20aは、シリンダ21の内側表面と同程度に平滑な表面として形成されている。
シリンダ21は、略円柱形状の貫通孔である。本実施形態においては、複数のシリンダ21が、気筒配列方向ADに沿って一列に設けられている。
シリンダブロック2は、気筒配列方向AD(図2参照)と平行な長手方向を有するように形成されている。シリンダ21の内部には、ピストン22が、気筒配列方向ADと直交するシリンダ中心軸CCAに沿って往復移動可能に収容されている。
<<シリンダヘッド>>
シリンダブロック2の上端面には、シリンダヘッド3が接合されている。シリンダヘッド3は、アルミニウム合金によって一体に形成されている。シリンダヘッド3は、シリンダ21における、ピストン22の上死点側の端(図中上側の端)を覆うように、シリンダブロック2に固定されている。すなわち、シリンダヘッド3は、シリンダブロック2に対して相対移動しないように(シリンダブロック2とともに上下動するように)、シリンダブロック2の上端部に、ボルト(図示せず)等によって固定されている。
シリンダヘッド3には、複数の凹部が形成されている。各凹部は、各シリンダ21に対応する位置に設けられている。この凹部と、ピストン22の頂面より上側のシリンダ21の内部の空間と、によって、燃焼室CCが形成されている。また、シリンダヘッド3には、吸気ポート30a及び排気ポート30bが、燃焼室CCと連通するように設けられている。
さらに、シリンダヘッド3には、動弁機構31が備えられている。動弁機構31は、吸気バルブ31aと、排気バルブ31bと、を備えている。吸気バルブ31aは、図示しない吸気カムシャフトの回転角度に応じて、吸気ポート30aを開閉し得るように構成されている。排気バルブ31bは、図示しない排気カムシャフトの回転角度に応じて、排気ポート30bを開閉し得るように構成されている。
<<クランクケース>>
クランクケース4は、アルミニウム合金によって一体に形成されている。本実施形態におけるクランクケース4は、その内側にシリンダブロック2を収容し得るように構成されている。具体的には、クランクケース4の上部には、フレーム41が設けられている。フレーム41は、エンジン高さ方向に沿った軸線方向を有する筒状部材であって、気筒配列方向ADと平行な長手方向を有するように形成されている。フレーム41の内側には、シリンダブロック収容部41aが形成されている。シリンダブロック収容部41aは、シリンダブロック2を収容し得るように設けられた、平面視にて略矩形状の空間であって、エンジン高さ方向に沿って設けられている。
シリンダブロック収容部41aの内壁面41a1(以下、「フレーム41の内壁面41a1」と称されることもある。)は、シリンダブロック2の外側面20aと対向するように設けられている。この内壁面41a1も、シリンダブロック2の外側面20aと同様に、平滑な表面として形成されている。シリンダブロック2の外側面20aと、フレーム41の内壁面41a1との間には、移動機構5の作動によってシリンダブロック収容部41a内にてシリンダブロック2がエンジン高さ方向に沿って往復移動し得るように、数mm程度のクリアランスが設けられている。
クランクケース4の下端部には、クランクシャフト43が回転可能に支持されている。クランクシャフト43は、気筒配列方向ADと平行に配置されている。このクランクシャフト43は、ピストン22のシリンダ中心軸CCAに沿った往復運動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド44を介して、ピストン22と連結されている。
<<移動機構>>
フレーム41の気筒配列方向ADに沿った両側壁及びその近傍には、移動機構5が設けられている。移動機構5は、一対の制御シャフト51を備えている。一対の制御シャフト51は、シリンダブロック2の両側にて互いに平行に設けられている。圧縮比変更機構である、この移動機構5は、一対の制御シャフト51の回転によって、シリンダブロック2をクランクケースに対してエンジン高さ方向に沿って相対的に移動させ得るように、以下の構成を備えている。
<<<制御シャフト>>>
図3は、図1及び図2に示されている制御シャフト51の斜視図である。図1、図2、及び図3を参照すると、制御シャフト51は、ジャーナル部51aと、円形カム部51bと、ウォームホイール51cと、から構成されている。ジャーナル部51a、円形カム部51b、及びウォームホイール51cは、制御シャフト51の長手方向(図3にて一点鎖線で示されている方向)に沿って並ぶように配列されている。
この制御シャフト51は、ジャーナル部51a、円形カム部51b、及びウォームホイール51cが一体的に回転するように構成されている。すなわち、ジャーナル部51a、円形カム部51b、及びウォームホイール51cは、互いに一体的に結合されている。
ジャーナル部51aは、円柱状の部材であって、制御シャフト51の回転中心軸と同軸に設けられている。ジャーナル部51aは、隣り合う円形カム部51bの間、及び制御シャフト51の長手方向における両端部に設けられている。この回転中心軸は、気筒配列方向ADと平行且つシリンダ中心軸CCAと直交するように設定されている(図3における一点鎖線参照)。
円形カム部51bは、シリンダ21に対応した位置にて、ジャーナル部51aから突出するように設けられている。具体的には、円形カム部51bは、ジャーナル部51aよりも径が太い円柱状の部材であって、制御シャフト51の回転中心軸から偏心して設けられている。本実施形態においては、図1に示されている通り、中間圧縮比状態(可変範囲における最高圧縮比と最低圧縮比との中央値に圧縮比が設定された状態)において、円形カム部51bの突出方向がエンジン幅方向と平行となるように、一対の制御シャフト51が構成及び配置されている。
制御シャフト51の長手方向における略中央部には、ウォームホイール51cが設けられている。ウォームホイール51cは、円板状の歯車であって、制御シャフト51の回転中心軸と同軸に設けられている。
<<<制御シャフト駆動部>>>
図1及び図2を参照すると、移動機構5は、また、駆動シャフト52と、圧縮比制御モータ53と、一対のウォーム54と、を備えている。
駆動シャフト52は、一対の制御シャフト51のそれぞれと直交するように、エンジン幅方向と平行に設けられている。駆動シャフト52の一端(図中左側の端)は、圧縮比制御モータ53と連結されている。すなわち、駆動シャフト52は、圧縮比制御モータ53によって回転駆動されるように構成及び配置されている。
圧縮比制御モータ53は、エンコーダを備えたサーボモータであって、制御装置6と電気的に接続されている。かかる圧縮比制御モータ53を制御するための、本発明の一実施形態である制御装置6の構成の詳細については、後述する。
駆動シャフト52の両端部には、一対のウォーム54が設けられている。ウォーム54は、ウォームホイール51cと噛み合う螺旋状の歯形を有する円筒状のギヤであって、駆動シャフト52と一体的に回転するように、駆動シャフト52に固定されている。一対のウォーム54の一方は、一対のウォームホイール51cの一方に対応する位置に設けられている。
<<<ブロック側支持部>>>
シリンダブロック2には、ブロック側支持部55が装着されている。ブロック側支持部55は、円形カム部51bと対応する位置に配置されている。すなわち、複数のブロック側支持部55が、シリンダ21に対応するように設けられている。
ブロック側支持部55には、軸受孔55aが形成されている。この軸受孔55aは、円形カム部51bの外径に対応する(円形カム部51bの表面と摺動し得るような)内径を有する貫通孔である。すなわち、円形カム部51bは、ブロック側支持部55によって回転可能に支持されつつ収容されている。
<<<クランクケース側支持部>>>
フレーム41には、ブロック側支持部55と同数の複数の開口部56が設けられている。開口部56は、フレーム41の気筒配列方向ADに沿った前記側壁を貫通するように設けられた孔であって、シリンダブロック2とともに移動するブロック側支持部55を収容し得るように形成されている。
フレーム41には、複数のフレーム側支持部57が形成されている。各フレーム側支持部57は、開口部56に隣接するように設けられている。すなわち、複数のフレーム側支持部57が、各開口部56の両側に設けられ、且つ気筒配列方向ADに沿って配列されている。これらのフレーム側支持部57は、フレーム41の外側(内壁面41a1とは反対側)に設けられている。フレーム側支持部57には、ジャーナル支持凹部57aが設けられている。ジャーナル支持凹部57aは、半円柱形状に対応する形状を有する凹部であって、ジャーナル部51aの外径に対応する内径を有するように形成されている。
フレーム41には、カバー部58が装着されている。カバー部58は、制御シャフト51のジャーナル部51aを挟んでフレーム側支持部57と対向するように設けられている。このカバー部58は、フレーム側支持部57に装着されることで、フレーム側支持部57とともに制御シャフト51(ジャーナル部51a)を回転可能に支持するように構成されている(図1においては図示の明瞭化のためにカバー部58の図示が省略されている。)。
カバー部58は、気筒配列方向ADに沿って配列された複数のフレーム側支持部57に対応するように、一体(シームレス)に形成されている。このカバー部58には、ジャーナル支持凹部58aと、軸受収容部58bと、ウォームホイール収容部58cと、が形成されている。
ジャーナル支持凹部58aは、フレーム側支持部57のジャーナル支持凹部57aと対称な形状の、半円柱形状の凹部であって、ジャーナル支持凹部57aと対向するように設けられている。すなわち、ジャーナル支持凹部58aとジャーナル支持凹部57aとによって形成された軸受孔によって、ジャーナル部51aが回転可能に支持されつつ収容されている。このように、本実施形態の構成においては、ジャーナル部51aがフレーム41及びカバー部58によって回転可能に支持されることで、シリンダブロック2が、制御シャフト51を介してクランクケース4(フレーム41)に支持されている。
軸受収容部58bは、ブロック側支持部55と対向する位置に設けられた凹部である。この軸受収容部58bは、開口部56を貫通してフレーム41の外側に突出しつつ移動するブロック側支持部55を収容し得るように形成されている。ウォームホイール収容部58cは、ウォームホイール51cと対向する位置に設けられた凹部である。このウォームホイール収容部58cは、フレーム41の外側に突出したウォームホイール51cを収容し得るように形成されている。
<<制御装置>>
図4は、図1に示されている制御装置6の回路構成の概略を示す図である。本発明のモータ制御装置及び内燃機関システム用モータ制御装置の一実施形態である制御装置6は、圧縮比制御モータ53をPWM制御するように、以下の通りに構成されている。
制御装置6は、リレースイッチ回路61と、ECU(Electronic Control Unit)62と、EDU(Electronic Driver Unit)63と、接続部64と、を備えている。リレースイッチ回路61及びECU62は、電源Vbから電源電圧が直接的に給電されるように、電源Vbと電気的に接続されている。ECU62は、リレースイッチ回路61を介して電源Vbと電気的に接続されている。すなわち、リレースイッチ回路61は、ECU62の制御下で動作することで、電源VbからEDU63への給電の有無を切り換えるようになっている。
ECU62は、エンジン1の運転状態(回転数や負荷等)を取得するための図示しないセンサ類と電気的に接続されていて、これらのセンサ類からの入力に基づいて運転状態を取得するようになっている。また、ECU62は、取得した運転状態に基づいて、エンジン1の各部を所望の態様で動作させるための信号を出力するようになっている。
具体的には、例えば、ECU62は、取得した運転状態に基づいて、エンジン1の圧縮比を決定するようになっている。そして、本発明の制御信号出力部としてのECU62は、決定した圧縮比に基づいて、圧縮比制御モータ53の回転方向に対応する回転方向信号と、PWM制御信号と、を、EDU63に向けて出力するようになっている(これらの信号の詳細については動作説明の欄にて後述する)。
本発明のモータ駆動部としてのEDU63は、回転方向信号が回転方向信号入力端子(図中「DIR」)に入力されるとともに、PWM制御信号がPWM制御信号入力端子(図中「PWM」)に入力されるようになっている。そして、EDU63は、入力されたPWM制御信号に基づいて、圧縮比制御モータ53を駆動するようになっている。
具体的には、EDU63は、駆動制御回路631と、ドライバ回路632と、を備えている。駆動制御回路631は、EDU63内に構築されたロジックICであって、受け取ったPWM制御信号に基づいて、圧縮比制御モータ53を、Hブリッジ回路であるドライバ回路632を介して所望の方向及び回転量(角度)で駆動するようになっている。
また、本発明の異常検知部としての駆動制御回路631は、受け取ったPWM制御信号におけるデューティ比と、受け取った回転方向信号における回転方向と、を比較することで、接続部64における異常(この内容については後述する)の発生を検知するようになっている。さらに、本発明の通電遮断部としての駆動制御回路631は、上述の異常を検知した場合に、圧縮比制御モータ53への通電を遮断するようになっている。
EDU63のPWM制御信号入力端子と、駆動制御回路631とは、PWM通信線633によって接続されている。このPWM通信線633は、プルアップ抵抗633aを介してプルアップされている。一方、EDU63の回転方向信号入力端子と、駆動制御回路631とは、回転方向通信線634によって接続されている。この回転方向通信線634は、プルダウン抵抗634aを介してプルダウンされている。
ECU62とEDU63とは、接続部64によって電気的に接続されている。具体的には、接続部64は、PWM制御信号線641と、回転方向信号線642と、出力コネクタ643と、入力コネクタ644と、を備えている。この接続部64は、ECU62から出力されたPWM制御信号を、PWM制御信号線641を介して、EDU63に伝達するようになっている。また、この接続部64は、ECU62から出力された回転方向信号を、回転方向信号線642を介して、EDU63に伝達するようになっている。
PWM制御信号線641及び回転方向信号線642の一方の端には出力コネクタ643が接続され、他方の端には入力コネクタ644が接続されている。出力コネクタ643は、ECU62の出力端子に装着することで当該出力端子とPWM制御信号線641及び回転方向信号線642とを電気的に接続するように、当該出力端子に対して着脱自在に構成されている。入力コネクタ644は、EDU63における入力端子(上述のPWM制御信号入力端子及び回転方向信号入力端子を含む)に装着することで当該入力端子とPWM制御信号線641及び回転方向信号線642とを電気的に接続するように、当該入力端子に対して着脱自在に構成されている。
<実施形態の構成の動作説明>
以下、本実施形態の構成の動作について、図1ないし図4、及び必要に応じて他の図面を参照しつつ説明する。
<<圧縮比変更動作の概要>>
中間圧縮比状態においては、図1に示されているように、円形カム部51bの突出方向が、エンジン幅方向と平行となる。ここで、本実施形態においては、中間圧縮比状態におけるPWM制御信号のデューティ比が50%であるものとする。また、エンジン1の圧縮比を中間圧縮比状態から高圧縮比側に変化させる場合にはPWM制御信号のデューティ比が50%を超える値に設定される一方、エンジン1の圧縮比を中間圧縮比状態から低圧縮比側に変化させる場合にはPWM制御信号のデューティ比が50%未満の値に設定されるものとする。
ECU62は、取得した運転状態に応じて、エンジン1の圧縮比を決定する。そして、ECU62は、決定した圧縮比に基づいて、圧縮比制御モータ53の回転量(角度)を所定量に制御するための所定のデューティ比のPWM制御信号を発生させる。
また、ECU62は、上述のように決定したPWM制御信号のデューティ比と50%とを比較し、この比較結果に基づいて、回転方向信号を発生させる。具体的には、ECU62は、デューティ比が50%以上である場合は“HI”すなわち5V、デューティ比が50%未満である場合は“LO”すなわち0Vとなるような信号を発生させる。
ECU62は、上述のようなPWM制御信号及び回転方向信号を出力する。これらの信号は、接続部64を介して、EDU63に伝達される。
図1に示されている中間圧縮比状態から、圧縮比が高圧縮比側に変更される場合、デューティ比が50%超となるPWM制御信号が、ECU62からEDU63に向けて出力される。EDU63における駆動制御回路631は、受け取ったPWM制御信号におけるデューティ比に基づいて、ドライバ回路632を介して、圧縮比制御モータ53を第一の方向に所定量回転させる(この場合の圧縮比制御モータ53の動作を、以下「正転」と称する。)。
一方、図1に示されている中間圧縮比状態から、圧縮比が低圧縮比側に変更される場合、デューティ比が50%未満となるPWM制御信号が、ECU62からEDU63に向けて出力される。EDU63における駆動制御回路631は、受け取ったPWM制御信号におけるデューティ比に基づいて、ドライバ回路632を介して、圧縮比制御モータ53を、上述の第一の方向と反対の第二の方向に所定量回転させる(この場合の圧縮比制御モータ53の動作を、以下「反転」と称する。)。
なお、エンジン1が中間圧縮比状態に維持される場合、デューティ比が50%となるPWM制御信号が、ECU62からEDU63に向けて出力される。EDU63における駆動制御回路631は、受け取ったPWM制御信号に基づいて、ドライバ回路632を介して、圧縮比制御モータ53の回転量を、原点(0度)に復帰させる。
上述のようにして、圧縮比制御モータ53が回転駆動されると、これに伴ってウォーム54が回転する。すると、一対のウォームホイール51cが、同期して回転する。この一対のウォームホイール51cの回転により、一対の制御シャフト51が、同期して回転する。
一対の制御シャフト51の回転により、ジャーナル部51aは、クランクケース4側の軸受孔(これはフレーム側支持部57のジャーナル支持凹部57aとカバー部58のジャーナル支持凹部58aとによって形成されている)の内側で、制御シャフト51の回転中心軸を中心として回転する。このとき、ジャーナル部51aは、エンジン幅方向及びエンジン高さ方向について、クランクケース4に対して相対移動しない。
一方、円形カム部51bは、制御シャフト51の回転により、制御シャフト51の回転中心軸を中心とした側面視にて円弧状の軌道上を移動する。また、円形カム部51bは、ブロック側支持部55における軸受孔55aの内面と摺動しながら、ブロック側支持部55の内側で回転する。
すると、シリンダブロック2は、シリンダ中心軸CCAに沿って移動する。これにより、シリンダヘッド3とクランクシャフト43との距離が変動し、圧縮比が変更される。
<<異常検知動作>>
エンジン1の運転中に、出力コネクタ643がECU62の出力端子から外れたり、入力コネクタ644がEDU63の入力端子から外れたりする異常が発生し得る(これらのコネクタ外れにより、PWM制御信号線641及び回転方向信号線642の双方について、EDU63との電気的接続が遮断される。)。
あるいは、エンジン1の運転中に、PWM制御信号線641や回転方向信号線642が断線したり他の部分と短絡したりする異常が発生し得る(このような断線や短絡は、PWM制御信号線641及び回転方向信号線642のうちの一方あるいは双方で生じ得る。)。
図5は、図4に示されている駆動制御回路631が受け取る信号を模式化したグラフである。ここで、図中(i)はPWM通信線633を介して駆動制御回路631が受け取ったPWM制御信号におけるデューティ比を示し、(ii)は回転方向通信線634を介して駆動制御回路631が受け取った回転方向信号を示すものとする。
例えば、エンジン1の圧縮比が低圧縮比側に制御されている途中の時刻t1で、上述のようなコネクタ外れの異常が発生した場合を想定する。この場合、PWM制御信号はプルアップされているので、図5の(i)に示されているように、PWM制御信号におけるデューティ比が100%に張り付く。一方、回転方向信号はプルダウンされているので、図5の(ii)に示されているように、回転方向信号が“LO”に張り付く。
ここで、時刻t1以降のPWM制御信号におけるデューティ比と、回転方向信号における回転方向と、を比較すると、両者は矛盾している(デューティ比が100%のときは回転方向信号が“HI”となるはずである)。よって、駆動制御回路631は、かかる比較に基づいて、接続部64における異常の発生を検知する。そして、駆動制御回路631は、かかる異常の発生を検知すると、圧縮比制御モータ53への通電を遮断する。
図6は、図4に示されている駆動制御回路631により実行される異常検知動作をフローチャート化して示す図である。以下、図6を参照しつつ、この異常検知動作の具体例について説明する。なお、図中、「S」は「ステップ」の略である。
本動作がスタートすると(ステップ600)、駆動制御回路631は、まず、受け取った回転方向信号が正転信号すなわち“HI”であるか否かを判定する(ステップ610)。
受け取った回転方向信号が正転信号である場合(ステップ610=Yes)、駆動制御回路631は、次に、PWM制御信号が正転側の信号であるか、すなわち、PWM制御信号におけるデューティ比が50%以上であるか、を判定する(ステップ620)。
受け取った回転方向信号が正転信号であり(ステップ610=Yes)、且つ、PWM制御信号が正転側の信号である場合(ステップ620=Yes)、正常判定となり、PWM制御信号通りに、圧縮比制御モータ53への通電がなされる(ステップ630)。
これに対し、受け取った回転方向信号が正転信号である(ステップ610=Yes)一方、PWM制御信号が逆転側の信号である場合(ステップ620=No)、異常判定となり、圧縮比制御モータ53への通電が遮断される(ステップ640)。
受け取った回転方向信号が逆転信号である場合も(ステップ610=No)、駆動制御回路631は、次に、PWM制御信号が正転側の信号であるかを判定する(ステップ650)。
受け取った回転方向信号が逆転信号であり(ステップ610=No)、且つ、PWM制御信号が逆転側の信号である場合(ステップ650=No)、正常判定となり、PWM制御信号通りに、圧縮比制御モータ53への通電がなされる(ステップ660)。
これに対し、受け取った回転方向信号が逆転信号である(ステップ610=No)一方、PWM制御信号が正転側の信号である場合(ステップ650=Yes)、異常判定となり、圧縮比制御モータ53への通電が遮断される(ステップ640)。
<実施形態の構成による作用・効果>
以上に詳述した通り、本実施形態においては、駆動制御回路631は、EDU63に入力されたPWM制御信号におけるデューティ比と、回転方向信号における回転方向と、を比較する。換言すれば、駆動制御回路631は、入力されたデューティ比と回転方向とで、符号(“HI”側か“LO”側か)の比較を行う。そして、駆動制御回路631は、かかる比較を行うことで、接続部64における異常の発生を良好に検知する。
したがって、本実施形態の構成によれば、接続部64における上述のような接続異常が発生した場合に、かかる異常の発生を良好に判定することができる。
また、本実施形態においては、PWM制御信号及び回転方向信号のうちの一方がプルアップされ他方はプルダウンされている。これにより、上述の異常検知が、より良好に行われ得る。
さらに、本実施形態においては、接続部64における異常の発生が検知された場合、圧縮比制御モータ53への通電が速やかに遮断され得る。これにより、無駄に駆動電流が流されることによる無駄な電力消費が、効果的に抑制され得る。
<変形例の例示列挙>
なお、上述の各実施形態は、上述した通り、出願人が本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体的構成例を単に例示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の各実施形態によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の各実施形態に示された具体的構成に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。
以下、変形例について幾つか例示する。もっとも、変形例とて、下記のものに限定されるものではないことは、いうまでもない。本発明を、上述の実施形態や下記変形例の記載に基づいて限定解釈することは、(特に先願主義の下で出願を急ぐ)出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。
また、上述の各実施形態の構成、及び下記の各変形例に記載された構成は、技術的に矛盾しない範囲において、適宜複合して適用され得ることも、いうまでもない。
(1)本発明は、上述の実施形態のような、圧縮比変更機構への適用に限定されない。例えば、本発明は、電動パワーステアリング装置や、バルブタイミング調整装置に対しても好適に適用され得る。また、本発明が適用される圧縮比変更機構には、上述の実施形態のような構成の他に、屈曲可能なコンロッドの屈曲状態を制御する構成(特開2001−214770号公報等参照)も含まれ得る。
(2)上述の実施形態においては、駆動制御回路631は、図6に示されている動作を実行可能に構築されたロジックICであったが、駆動制御回路631の構成はこれに何ら限定されない。例えば、駆動制御回路631は、ゲートアレイ等の、ロジックIC以外の構造のデジタル回路であってもよいし、図6に示されたフローチャートに対応するルーチン(プログラム)を実行可能なCPUであってもよい。
(3)上述の実施形態とは逆に、PWM通信線633がプルダウンされる一方で回転方向通信線634がプルアップされてもよい。
(4)出力コネクタ643は省略され得る。すなわち、ECU62とPWM制御信号線641及び回転方向信号線642とが、ハンダ付け等によって直接的に接続されていてもよい。
(5)その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の技術的範囲に含まれることは当然である。
例えば、本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、バイオエタノールエンジン、その他の任意のタイプの内燃機関に適用可能である。気筒数や気筒配列方式(直列、V型、水平対向)も、特に限定はない。
材料や形状の変更は、適宜行われ得る。また、一体(ワンピース)であったものは別体(ツーピース)にされ得るし、その逆もあり得る。一体(ワンピース)のものは、継ぎ目なし(シームレス)にも形成され得るし、溶接や接着等による接合層を含むようにも形成され得る。
さらに、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用・機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用・機能を実現可能ないかなる構造をも含む。
Claims (8)
- 内燃機関を備えたシステムに設けられたモータをパルス幅変調制御する、内燃機関システム用モータ制御装置であって、
前記モータの回転方向に対応する回転方向信号と、パルス幅変調制御信号と、を出力する、制御信号出力部と、
前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号が入力されるようになっていて、入力された前記パルス幅変調制御信号に基づいて前記モータを駆動する、モータ駆動部と、
前記制御信号出力部から出力された前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号を前記モータ駆動部に伝達するように、前記制御信号出力部と前記モータ駆動部とを電気的に接続する、接続部と、
を備え、
前記モータ駆動部は、
入力された前記パルス幅変調制御信号におけるデューティ比と前記回転方向信号における前記回転方向とを比較して、デューティ比における所定の基準値との関係と、回転方向と、が矛盾するか否かを判定することで、前記接続部における異常の発生を検知する、異常検知部を備えたことを特徴とする、内燃機関システム用モータ制御装置。 - 請求項1に記載の、内燃機関システム用モータ制御装置であって、
前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号のうちの一方はプルアップされ、他方はプルダウンされていることを特徴とする、内燃機関システム用モータ制御装置。 - 請求項2に記載の、内燃機関システム用モータ制御装置であって、
前記接続部は、
前記パルス幅変調制御信号を伝達する、パルス幅変調制御信号線と、
前記回転方向信号を伝達する、回転方向信号線と、
前記モータ駆動部の入力端子に装着することで、当該入力端子と前記パルス幅変調制御信号線及び前記回転方向信号線とを電気的に接続する、入力コネクタと、
を備え、
前記モータ駆動部は、
前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号のうちの一方をプルアップするように、前記入力端子と前記異常検知部との間に設けられた、プルアップ抵抗と、
前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号のうちの他方をプルダウンするように、前記入力端子と前記異常検知部との間に設けられた、プルダウン抵抗と、
を備えたことを特徴とする、内燃機関システム用モータ制御装置。 - 請求項1〜請求項3のうちのいずれか1項に記載の、内燃機関システム用モータ制御装置であって、
前記モータ駆動部は、
前記異常検知部が前記接続部における異常の発生を検知した場合に、前記モータへの通電を遮断する、通電遮断部をさらに備えたことを特徴とする、内燃機関システム用モータ制御装置。 - モータをパルス幅変調制御する、モータ制御装置であって、
前記モータの回転方向に対応する回転方向信号と、パルス幅変調制御信号と、を出力する、制御信号出力部と、
前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号が入力されるようになっていて、入力された前記パルス幅変調制御信号に基づいて前記モータを駆動する、モータ駆動部と、
前記制御信号出力部から出力された前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号を前記モータ駆動部に伝達するように、前記制御信号出力部と前記モータ駆動部とを電気的に接続する、接続部と、
を備え、
前記モータ駆動部は、
入力された前記パルス幅変調制御信号におけるデューティ比と前記回転方向信号における前記回転方向とを比較して、デューティ比における所定の基準値との関係と、回転方向と、が矛盾するか否かを判定することで、前記接続部における異常の発生を検知する、異常検知部を備えたことを特徴とする、モータ制御装置。 - 請求項5に記載の、モータ制御装置であって、
前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号のうちの一方はプルアップされ、他方はプルダウンされていることを特徴とする、モータ制御装置。 - 請求項6に記載の、モータ制御装置であって、
前記接続部は、
前記パルス幅変調制御信号を伝達する、パルス幅変調制御信号線と、
前記回転方向信号を伝達する、回転方向信号線と、
前記モータ駆動部の入力端子に装着することで、当該入力端子と前記パルス幅変調制御信号線及び前記回転方向信号線とを電気的に接続する、入力コネクタと、
を備え、
前記モータ駆動部は、
前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号のうちの一方をプルアップするように、前記入力端子と前記異常検知部との間に設けられた、プルアップ抵抗と、
前記パルス幅変調制御信号及び前記回転方向信号のうちの他方をプルダウンするように、前記入力端子と前記異常検知部との間に設けられた、プルダウン抵抗と、
を備えたことを特徴とする、モータ制御装置。 - 請求項5〜請求項7のうちのいずれか1項に記載の、モータ制御装置であって、
前記モータ駆動部は、
前記異常検知部が前記接続部における異常の発生を検知した場合に、前記モータへの通電を遮断する、通電遮断部をさらに備えたことを特徴とする、モータ制御装置。
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