WO2010047000A1 - 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

Abstract

制御信号出力部（６２）は、モータ（５３）の回転方向を示す回転方向信号と、パルス幅変調制御信号と、を出力する。モータ駆動部（６３）は、入力されたパルス幅変調制御信号及び回転方向信号に基づいてモータ（５３）を駆動する。 接続部（６４）は、制御信号出力部（６２）から出力されたパルス幅変調制御信号及び回転方向信号をモータ駆動部（６３）に伝達するように、両者を電気的に接続する。モータ駆動（６３）は、異常検知部（６３１）を備えている。異常検知部（６３１）は、モータ駆動部（６３）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、を比較することで、接続部（６４）における異常の発生を良好に検知する。

Description

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

　本発明は、モータをパルス幅変調（以下、「パルス幅変調」を単に「ＰＷＭ」と称する。）により制御する、モータ制御装置に関する。特に、本発明は、内燃機関を備えたシステムに設けられたモータをＰＷＭにより制御する、内燃機関システム用モータ制御装置に関する。

　内燃機関を備えたシステム（例えば車両）には、各部を動作させるためのモータが設けられることがある。
　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。

　特開２００１−７８４８０号公報に開示されているように、前記制御信号として、ＰＷＭ制御信号が広く用いられている。すなわち、特開２００１−７８４８０号公報に開示されている構成においては、前記ＰＷＭ制御信号に応じて、前記モータの動作（回転方向を含む）が制御される。
　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１は、本発明の一実施形態が適用されたエンジン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。

　以下、本発明の実施形態（本願の出願時点において出願人が最良と考えている実施形態）について、図面を参照しつつ説明する。
　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)

1. 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。
2. 請求の範囲第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。
3. 請求の範囲第２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。
4. 請求の範囲第１項ないし第３項のうちのいずれか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。
5. 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。
6. 請求の範囲第５項に記載の、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。
7. 請求の範囲第６項に記載の、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。
8. 請求の範囲第５項ないし第７項のうちのいずれか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。

Images