JP2007218109A - 内燃機関の状態量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関が停止した後に機関の状態量のずれを速やかに補正することができる内燃機関の状態量制御装置を提供する
【解決手段】位置センサＳ１，Ｓ２及びから出力される波形に基づいてバルブの最大リフト量を検出するとともに、電気角カウンタＥのカウント及び位置カウンタＰのカウントの推移に基いて位置カウンタＰのカウントとモータの実際の回転角に対応する値とのずれを検出する。検出されたずれに基づき補正目標値を設定し、機関運転時は、間隔ｔ毎に補正目標値の絶対値よりも小さい所定値（「１」）ずつ位置カウンタＰのカウントを補正する。一方、機関の停止に伴いモータの駆動が停止した後は、その時点のずれ（「３」）を直ちに補正する。
【選択図】図１２

Description

本発明は内燃機関の状態量を可変とする状態量制御装置に関する。

従来、燃費性能の向上を図るために、内燃機関の運転状態に応じて、機関バルブの最大リフト量や燃料噴射量などの機関状態量を可変とする状態量制御装置が知られている。例えば、機関バルブの最大リフト量を変更する可変動弁装置においては、内燃機関の電子制御ユニットは機関の運転状態に基づいて機関バルブの最大リフト量の制御目標値を設定する。また、機関バルブの最大リフト量を検出するための位置センサが設けられており、電子制御ユニットは設定された目標値と位置センサにより検出された検出値との偏差に応じて可変動弁装置のアクチュエータを駆動し、機関バルブの最大リフト量をフィードバック制御している。

ここで、信号のノイズや誤差などにより、位置センサが検出した最大リフト量の検出値と最大リフト量の実際値との間に、ずれが生じることがある。このずれを抑制するために、特許文献１に示されるように検出値を該ずれに応じて補正する可変動弁装置を採用することができる。しかしながら、そのずれを急激に補正すると、設定された目標値と補正された検出値との偏差が大きくなるため、可変動弁装置が機関バルブの最大リフト量を目標値に向けて急変させ、それに伴い内燃機関の吸入空気量が急変してトルクショックが生じるおそれがある。従って、その補正の速度を制限する、即ち検出値と実際値とのずれを徐々に補正する、といった構成を採用するのが望ましい。
特開平１０−２６６８７７号公報

ところで、機関が停止したときの機関バルブの最大リフト量、即ち次回の機関始動時の最大リフト量を記憶するため、機関が停止した後に位置センサによって検出した検出値を学習してから電子制御ユニットの電力を切るようにしている。しかしながら、前述したように電子制御ユニットが検出値と実際値とのずれを徐々に補正した後に同学習を行う構成を採用すると、機関が停止してから電子制御ユニットの電力を切るまでの時間が長くなり、ひいては電力の消費量が多くなるおそれがある。

尚、可変動弁装置、即ち機関バルブの状態量制御装置について説明したが、こうした不都合は同構成に限らず、その他のフィードバック制御を行う内燃機関の状態量制御装置においても概ね共通して発生し得る。

本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関が停止した後に機関の状態量のずれを速やかに補正することができる内燃機関の状態量制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を解決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、機関状態量を変更するアクチュエータと、機関の運転状態に基づいて前記機関状態量の目標値を設定する電子制御ユニットと、前記機関状態量を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段によって検出された前記機関状態量の検出値と同記機関状態量の実際値とのずれを検出する第２の検出手段と、前記検出値と前記実際値とにずれが検出されたときに同ずれを所定の制限速度以下で補正する補正手段と、機関停止後に前記補正された機関状態量の検出値を記憶する学習手段とを備え、前記機関状態量の目標値と同機関状態量の検出値との偏差に応じて前記アクチュエータを駆動する内燃機関の状態量制御装置において、前記機関の停止に伴い前記アクチュエータの駆動が停止した後、前記制限速度を緩和することを特徴とする。

機関が停止した後、補正された機関状態量の検出値、即ち機関再始動時の機関状態量の実際値を記憶するため、検出値と実際値とのずれを補正する制御が実行される。ここで、機関の停止に伴いアクチュエータの駆動が停止した後は、検出値と実際値とのずれを補正する制限速度を緩和したとしても、アクチュエータの急激な駆動が発生しない。従って、機関運転時に機関の状態量の急激な変更を抑制する一方、機関が停止した後はその状態量のずれを速やかに補正することができる。その結果、機関が停止してから電子制御ユニットの電力を切るまでの時間を短縮し、電力の消費を低減することができる。また、請求項２に記載の発明によるように、機関の停止に伴いアクチュエータの駆動が停止したときはずれを直ちに補正する、といった構成を採用することにより、一層速やかに機関の状態量のずれを補正することができる。

尚、機関状態量としては、例えば機関バルブの開閉時期等のバルブ特性の他、燃料噴射量や燃料噴射時期、或いはスロットルバルブの開度等を挙げることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の状態量制御装置において、前記状態量制御装置は前記内燃機関の状態量として機関バルブのバルブ特性を制御するものであることを特徴とする。

同構成によれば、機関運転時に機関バルブのバルブ特性の急激な変更を抑制する一方、機関が停止した後は検出された機関バルブの状態量と実際値とのずれを速やかに補正することができる。その結果、機関の停止に伴いアクチュエータの駆動が停止した後、バルブ特性の補正にかかる時間を短縮し、同バルブ特性の補正による電力の消費を低減することができる。尚、機関バルブのバルブ特性には、機関バルブの開時期、閉時期、最大リフト量、開期間、及びリフトプロフィール、並びにこれらの組み合わせが含まれる。

以下、本発明にかかる実施形態について、図１〜図１３を参照して説明する。
図１及び図２に示されるように、車両に搭載される内燃機関は４つの気筒を有しており、そのシリンダヘッド２にはこれら気筒に対応した一対の吸気バルブ１０と排気バルブ１５とが往復動可能にそれぞれ設けられている。シリンダヘッド２には、それら吸気バルブ１０と排気バルブ１５とに対応して吸気弁駆動機構４０と排気弁駆動機構４５とがそれぞれ設けられている。

排気弁駆動機構４５には、各排気バルブ１５に対応してラッシュアジャスタ１７が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ１７と排気バルブ１５との間にはロッカーアーム１８が架設されている。ロッカーアーム１８は、その一端がラッシュアジャスタ１７に支持されるとともに他端が排気バルブ１５の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド２に回転可能に支持された排気カムシャフト７にはそれぞれの気筒に対応して複数のカム８が形成されており、それらカム８の外周面はロッカーアーム１８に設けられたローラ１８ａに当接されている。排気バルブ１５にはリテーナ１５ａが設けられるとともに、このリテーナ１５ａとシリンダヘッド２との間にはバルブスプリング１６が設けられている。このバルブスプリング１６の付勢力によって排気バルブ１５は閉弁方向に付勢されている。そしてこれにより、ロッカーアーム１８のローラ１８ａはカム８の外周面に押圧されている。機関運転時にカム８が回転すると、ロッカーアーム１８はラッシュアジャスタ１７により支持される部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ１５はロッカーアーム１８によって開閉駆動されるようになる。

一方、吸気弁駆動機構４０には、排気側と同様にバルブスプリング１１、リテーナ１０ａ、ロッカーアーム１２、ローラ１２ａ及びラッシュアジャスタ１３が設けられている。また、シリンダヘッド２に回転可能に支持された吸気カムシャフト５にはそれぞれの気筒に対応して複数のカム６が形成されている。

また、吸気弁駆動機構４０には、排気弁駆動機構４５とは異なり、カム６とロッカーアーム１２との間に仲介駆動機構２０が設けられている。この仲介駆動機構２０は入力部２３と一対の出力部２４とを有しており、これら入力部２３及び出力部２４はシリンダヘッド２に固定された支持パイプ２２に揺動可能に支持されている。ロッカーアーム１２は、吸気バルブ１０の基端部及びラッシュアジャスタ１３によって出力部２４側に付勢されており、そのローラ１２ａが出力部２４の外周面に当接されている。また、入力部２３とシリンダヘッド２との間には、スプリング１４が設けられており、このスプリング１４の付勢力によって入力部２３に設けられたローラ２３ｂがカム６に当接されている。

機関運転時にカム６が回転すると、同カム６はローラ２３ｂに摺接しつつ入力部２３を押圧し、これにより出力部２４が支持パイプ２２の周方向に揺動するようになる。そして出力部２４が揺動すると、ロッカーアーム１２はラッシュアジャスタ１３により支持される部分を支点として揺動する。その結果、吸気バルブ１０はロッカーアーム１２によって開閉駆動されるようになる。

次に、図３を参照して仲介駆動機構２０の構造について更に詳述する。尚、図３は仲介駆動機構２０の破断斜視図である。
図３に示されるように、入力部２３は各出力部２４の間に設けられており、これら入力部２３と出力部２４との内部には略円筒状の連通空間が形成されている。また、入力部２３の内周面にはヘリカルスプライン２３ａが形成されるとともに、出力部２４の内周面にはこの入力部２３のヘリカルスプライン２３ａと逆向きに傾斜するヘリカルスプライン２４ａが形成されている。

入力部２３と出力部２４との内部に形成された空間には、略円筒状のスライダギア２６が設けられている。このスライダギア２６の外周面の中央部分には、入力部２３のヘリカルスプライン２３ａに噛合するヘリカルスプライン２６ａが形成されるとともに、その外周面の両端部には出力部２４のヘリカルスプライン２４ａに噛合するヘリカルスプライン２６ｂが形成されている。

また、この略円筒状のスライダギア２６の内壁には、その円周方向に沿って延びる溝２９が形成されており、この溝２９にはブッシュ２８が嵌合されている。尚、このブッシュ２８は、溝２９の伸びる方向に沿って同溝２９の内周面を摺動することができるが、スライダギア２６の軸方向における変位は規制されている。

スライダギア２６の内部に形成された貫通空間には、支持パイプ２２が挿入されている。また、上記支持パイプ２２には、その軸方向に沿って駆動されるコントロールシャフト２１が挿入されている。支持パイプ２２の管壁にはその軸方向に延びる長孔２２ａが形成されている。また、スライダギア２６とコントロールシャフト２１との間には、長孔２２ａを通じてスライダギア２６とコントロールシャフト２１とを連結する係止ピン２７が設けられている。この係止ピン２７の一端がコントロールシャフト２１に形成された凹部（図示略）に挿入されるとともに、他端がブッシュ２８に形成された貫通孔２８ａに挿入されている。

こうした仲介駆動機構２０にあって、コントロールシャフト２１がその軸方向に沿って変位すると、これに連動してスライダギア２６が軸方向に変位する。スライダギア２６の外周面に形成されたヘリカルスプライン２６ａ、２６ｂは、入力部２３及び出力部２４の内周面に形成されたヘリカルスプライン２３ａ、２４ａとそれぞれ噛合っているため、スライダギア２６がその軸方向に駆動すると、入力部２３と出力部２４とは逆の方向に回転する。その結果、入力部２３と出力部２４との相対位相差が変更され、吸気バルブ１０の最大リフト量および開期間が変更される。

次に、この仲介駆動機構２０を通じて吸気バルブ１０の最大リフト量および開期間を制御する制御装置について、図４及び図５を併せ参照して説明する。ここで、図４はこの制御装置を示すブロック図であり、図５は各センサの出力波形及び各カウントが推移するパターン変化を示す図である。

同図４に示されるように、コントロールシャフト２１の基端部は、変換機構６４を介してモータ６２の出力軸６２ａに連結されている。この変換機構６４は、モータ６２の出力軸６２ａの回転運動をコントロールシャフト２１の軸方向への直線運動に変換するためのものである。即ち、モータ６２の出力軸６２ａを正・逆回転させると、その回転が変換機構６４によってコントロールシャフト２１の往復動に変換される。

モータ６２には、３つの電気角センサＤ１〜Ｄ３が設けられるとともに、これら電気角センサＤ１〜Ｄ３に対応して出力軸６２ａと一体回転する８極の多極マグネット（図示略）が更に設けられている。これら電気角センサＤ１〜Ｄ３は、８極の多極マグネットの磁気に応じて図５（ａ）〜（ｃ）に示されるようなパルス状の信号、即ち理論ハイレベル信号「Ｈ」と理論ローレベル信号「Ｌ」とを交互に出力する。尚、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、３つの電気角センサＤ１〜Ｄ３は周方向において１２０°毎に配置されている。従って、これら電気角センサＤ１〜Ｄ３のうちの１つから出力されるパルス信号のエッジは出力軸６２ａの４５°回転毎に発生している。また、これら電気角センサＤ１〜Ｄ３のうちの１つからのパルス信号は、他の電気角センサからのパルス信号に対し、出力軸６２ａ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。

また、モータ６２には、２つの位置センサＳ１，Ｓ２が設けられるとともに、これら位置センサＳ１，Ｓ２に対応して出力軸６２ａと一体回転する４８極の多極マグネット（図示略）が更に設けられている。これら位置センサＳ１，Ｓ２は、４８極の多極マグネットの磁気に応じて図５（ｄ）及び（ｅ）に示されるようなパルス状の信号、即ち理論ハイレベル信号「Ｈ」と理論ローレベル信号「Ｌ」とを交互に出力する。尚、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、位置センサＳ１は周方向において位置センサＳ２から１７６．２５°を隔てて配置されている。従って、位置センサＳ１，Ｓ２のうちの１つから出力されるパルス信号のエッジは出力軸６２ａの７．５°回転毎に発生している。また、位置センサＳ２からのパルス信号は、位置センサＳ１からのパルス信号に対し、出力軸６２ａの３．７５°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。

ここで、電気角センサＤ１〜Ｄ３を合わせた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Ｓ１，Ｓ２を合わせたパルス信号のエッジ間隔は３．７５°となっている。従って、電気角センサＤ１〜Ｄ３を合わせた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Ｓ１，Ｓ２を合わせたパルス信号のエッジが４回発生するようになっている。

また、モータ６２には、内燃機関を統括的制御する電子制御ユニット１００の入出力ポートが接続されている。上記各センサによって出力されたパルス信号がその入力ポートを通じて電子制御ユニット１００に送信され、同電子制御ユニット１００はこれらパルス信号に基づいてモータ６２の回転位相と吸気バルブ１０の最大リフト量とを検出する。尚、吸気バルブ１０の開期間は最大リフト量と一対一で対応しているため、最大リフト量が決定されれば自ずと開期間も決定される。また、この電子制御ユニット１００には、アクセルペダル（図示略）の開度を検出するアクセルセンサ５１や、クランクシャフト（図示略）の回転位相を検出するクランク角センサ５２等、機関の運転状態を検出するセンサが接続されている。電子制御ユニット１００は、これらのセンサによって検出された機関の運転状態に基づいて最大リフト量の制御目標値を設定し、この制御目標値と検出値との偏差に応じてモータ６２を駆動してコントロールシャフト２１を軸方向に変位させる。その結果、吸気バルブ１０の最大リフト量および開期間が変更される。尚、電子制御ユニット１００は、上記制御に必要なプログラムやデータを記憶する不揮発性メモリ１００ａと演算結果を一時的に記憶する揮発性メモリ１００ｂとを備えている。

従って、吸気バルブ１０の最大リフト量を精確に制御するためには、最大リフト量の検出値を正確に検出する、即ちその検出値と実際の最大リフト量とのずれを極力抑制することが重要になる。

以下、電子制御ユニット１００がモータ６２の回転位相と吸気バルブ１０の最大リフト量とを検出する手順について、図５及び図６を参照して説明する。図５において、上述したように（ａ）〜（ｅ）は、モータ６２の出力軸６２ａの回転時に電気角センサＤ１〜Ｄ３、及び位置センサＳ１，Ｓ２から出力するパルス信号の波形を示す波形図である。また、（ｆ）〜（ｈ）は、モータ６２の回転時における回転角の変化に対し、それぞれ電気角カウンタＥ、位置カウンタＰ、及びストロークカウンタＳのカウントが推移するパターンを示す図である。ここで、図６（ａ）に示すように、電気角カウンタＥの電気角カウントは上記電気角センサＤ１〜Ｄ３のパルス信号に基づいて設定される。また、図６（ｂ）に示すように、位置カウンタＰのカウント位置カウントは位置センサＳ１，Ｓ２のパルス信号に基づいて増減される。

上記電気角カウンタＥは、モータ６２を駆動すべくモータ６２の通電相を切り換える際に用いるものである。具体的には、図６（ａ）に示されるように、各電気角センサＤ１〜Ｄ３から各々理論ハイレベル信号「Ｈ」と理論ローレベル信号「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のカウントに「０」〜「５」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。電子制御ユニットはこのカウントに基づきモータ６２の通電相を切り換えてモータ６２を正・逆回転する。その結果、モータ６２の正回転時（図３中右向き）には、電気角カウンタＥのカウントは「０」→「１」→「２」→「３」→「４」→「５」→「０」といった順序で順方向に変化する。一方、モータ６２の逆回転時（図３中左向き）には、電気角カウンタＥのカウントは「５」→「４」→「３」→「２」→「１」→「０」→「５」といった順序で逆方向に変化する。尚、何らかの原因により、各電気角センサＤ１〜Ｄ３が全て理論ハイレベル信号「Ｈ」を出力する場合、或いは、理論ローレベル信号「Ｌ」を出力する場合もあるが、これらの場合には異常状態である旨判断され、電気角カウンタＥのカウントがそのまま保持されることとなる。

上記位置カウンタＰは、機関運転が開始した、即ちイグニッションスイッチ５５のオン操作がなされた後、出力軸６２ａの回転角が変化した量を表すものである。具体的には、図６（ｂ）に示されるように、位置センサＳ１，Ｓ２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下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理論ハイレベル信号「Ｈ」と理論ローレベル信号「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のカウントに対し「＋１」と「−１」とのいずれかが加算される。尚、同図６（ｂ）において、「↑」はパルス信号の立ち上がりエッジを表し、「↓」はパルス信号の立下りエッジを表している。こうした処理を実行して得られる位置カウンタＰのカウントは、各位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジを計数した値になる。

ここで、モータ６２の正回転中であれば、位置カウンタＰのカウントは、図５（ｄ）及び（ｅ）に示される位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジ毎に「１」ずつ加算され、図５（ｇ）に示されるグラフを右に進むようになる。一方、モータ６２の逆回転中であれば、位置カウンタＰのカウントは、上記パルス信号のエッジ毎に「１」ずつ減算され、図５（ｇ）に示されるグラフを左に進むようになる。尚、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のカウントは、イグニッションオン後に出力軸６２ａの回転角が変化した量、即ちコントロールシャフト２１が軸方向に沿って変位した量を表す。

そして、図５（ｇ）に示されるように変化する位置カウンタＰに応じて、図５（ｈ）に示されるようにストロークカウンタＳが変化させられる。このストロークカウンタＳは、モータ６２の所定回転範囲において、コントロールシャフト２１を最も先端側（図２左端）に変位させたときの出力軸６２ａの回転角を基準（０°）とした同モータ６２の回転角を表すものである。即ち、ストロークカウンタＳのカウント初期設定として、コントロールシャフト２１を最も先端側に変位させたとき、電子制御ユニット１００はストロークカウンタＳのカウントを「０」に設定する。電子制御ユニット１００は、位置カウンタＰのカウントをストロークカウンタＳのカウントに加算し、ストロークカウンタＳのカウントをこの加算された値に更新する。また、このストロークカウンタＳのカウントは、機関停止時に学習値Ｐｒとして電子制御ユニット１００の不揮発性メモリ１００ａに記憶される。そして、次回の機関始動以降は、学習値Ｐｒに位置カウンタＰのカウントを加算して、ストロークカウンタＳのカウントが算出される。

吸気バルブ１０の最大リフト量は、モータ６２の回転角に対応して変化するため、電子制御ユニット１００によってストロークカウンタＳのカウントに基づいて吸気バルブ１０の最大リフト量を検出することができるようになる。

ところで、位置カウンタＰのカウントは、常にモータ６２の実際の回転角に対応しているとは限らず、その実際の回転角からずれることがある。例えば、位置センサＳ１，Ｓ２から出力される信号にノイズが発生すると、電子制御ユニット１００はそのノイズのエッジと位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジとを見分けることができない。そして、電子制御ユニット１００はこのノイズのエッジをパルス信号のエッジと誤認し、位置カウンタＰのカウント、ひいてにストロークカウンタＳのカウントがモータ６２の実際の回転角と対応しなくなる。その結果、ストロークカウンタＳのカウントに基づき検出される吸気バルブ１０の最大リフト量の検出値はその実際値との間にずれが生じる。

以下、上記不具合発生の詳細について、モータ正回転中に上記ノイズが発生した場合、及び、モータ逆回転中に上記ノイズが発生した場合を例に、図７，８を参照して説明する。なお、図７はモータ６２の正・逆回転中にノイズが発生した場合における位置センサＳ１，Ｓ２の出力波形及び電気角カウンタＥ、位置カウンタＰの推移を示す図であり、図８はノイズによる位置カウンタＰのカウントの加減算態様を示す図である。

モータ６２の正回転中、例えば図７（ａ）に示されるように、位置センサＳ１からの信号にノイズが発生し、そのノイズが位置センサＳ２からのパルス信号の立ち下がりエッジと重なると、上記ノイズの発生しているタイミングａ，ｂ，ｃでの位置センサＳ１，Ｓ２からの信号の出力パターンは、図８（ａ）に示されるようなパターンとなる。その結果、タイミングａ，ｂ，ｃでそれぞれ位置カウンタＰのカウントに「−１」が加算され、図７（ｄ）のタイミングａ，ｂ，ｃでは当該カウントが一点鎖線で示されるように「１」ずつ減少するようになる。一方、仮に上記ノイズが発生していないとすれば、タイミングａ，ｂ，ｃではタイミングｂで位置カウンタＰのカウントに「１」が加算されるだけとなるはずである。このため、上記ノイズが発生したときの位置カウンタＰのカウントは、タイミングｃ以降、モータ６２の実際の回転角に対応する値（実線）に対し、二点鎖線で示されるように「４」だけ小さくなる。

一方、モータ６２の逆回転中、例えば図７（ａ）に示されるノイズが発生し、そのノイズが位置センサＳ２からのパルス信号の立ち上がりエッジと重なった場合にも、位置カウンタＰのカウントがモータ６２の実際の回転角に対応する値からずれることになる。この場合には、時間の経過とともに図７の各グラフを左に進むこととなる。即ち、上記ノイズの発生しているタイミングｃ，ｂ，ａでの位置センサＳ１，Ｓ２からの信号の出力パターンが図８（ｂ）に示されるようなパターンとなり、タイミングｃ，ｂ，ａでそれぞれ位置カウンタＰのカウントに「１」が加算され、図７（ｅ）のタイミングｃ，ｂ，ａでは当該カウントが一点鎖線で示されるように「１」ずつ増加するようになる。一方、仮に上記ノイズが発生していないとすれば、タイミングｃ，ｂ，ａではタイミングｂで位置カウンタＰのカウントに「−１」が加算されるだけとなるはずである。このため、上記ノイズが発生したときの位置カウンタＰのカウントは、タイミングａ以降、モータ６２の実際の回転角に対応する値（実線）に対し、二点鎖線で示されるように「４」だけ大きくなる。

以上のように、位置センサＳ１，Ｓ２から出力される信号にノイズが発生し、そのノイズが位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジと重なると、位置カウンタＰのカウントがモータ６２の実際の回転角と対応しなくなる。その結果、位置カウンタＰ（正確にはストロークカウンタＳ）のカウントに基づき検出されるモータ６２の回転角、言い換えれば最大リフト量の検出値が不正確になる。従って、電子制御ユニット１００は、同電子制御ユニット１００によって設定された制御目標値になるように最大リフト量を制御するとき、上記不正確な検出値とその制御目標値との偏差に基づいてモータ６２を駆動するようになり、機関運転に悪影響に及ぼすおそれがある。

これに対して本実施形態では、位置カウンタＰのカウントとモータ６２の実際の回転角に対応する値とのずれ量を求め、そのずれ量に対応する分のカウントを当該カウントに加えて、そのカウントをモータ６２の実際の回転角に対応する値に補正する。

また、その位置カウンタＰのカウント、換言すれば最大リフト量の検出値のずれを直ちに補正すると、補正された最大リフト量の検出値と設定された制御目標値との偏差が急激に大きくなり、この偏差に基づきモータ６２が急激に駆動されるおそれがある。そこで、モータ６２の急激な駆動、即ち最大リフト量の急変による機関運転の不都合を抑制するため、上記ずれを所定の制限速度以下で補正する。

より詳しくは、以下の［１］〜［３］の処理を実行することにより、上述した位置カウンタＰのカウントをモータ６２の実際の回転角に対応する値に補正するようにしている。
［１］各電気角センサＤ１〜Ｄ３から出力されるパルス信号のエッジ発生毎に、今回のエッジ発生時における位置カウンタＰのカウントＰｎと前回のエッジ発生時における位置カウンタＰのカウントＰｎ-1との差（Ｐｎ−Ｐｎ-1）を算出する。

［２］電気角カウンタＥのカウントの変化に基づきモータ６２の回転状態が正回転中、逆回転中、及び正逆回転反転中のうちのいずれであるかを判断する。より詳しくは、各電気角センサＤ１〜Ｄ３からのパルス信号の前回のエッジ発生時と今回のエッジ発生時とにおける各々の電気角カウンタＥの変化方向に基づき、モータ６２が正回転中、逆回転中、及び正逆回転反転中のいずれであるかを判断する。即ち、前回のエッジ発生時と今回のエッジ発生時との電気角カウンタＥの変化方向が共に増加方向であればモータ正回転中である旨の判断を行い、それらが共に減少方向であればモータ逆回転中である旨の判断を行う。また、前回のエッジ発生時と今回のエッジ発生時との電気角カウンタＥの変化方向が増加方向と減少方向とで異なっていれば、モータ正逆回転反転中である旨の判断を行う。そして、モータ６２の回転状態に応じて上記差（Ｐｎ−Ｐｎ-1）の正常時の値である正常値Ｊを設定する。この正常値Ｊの設定では、電気角センサＤ１〜Ｄ３からのパルス信号のエッジ間における位置センサＳ１，Ｓ２から出力されるパルス信号のエッジ数の適正値ｍ（本実施形態では「４」）に対応して、正常値Ｊがモータ６２正回転中であれば値「ｍ」とされ、モータ逆回転中であれば値「−ｍ」とされ、モータ正逆回転反転中であれば「０」とされる。

［３］上記正常値Ｊに対する上記差（Ｐｎ−Ｐｎ-1）のずれ量「Ｊ−（Ｐｎ−Ｐｎ-1）」を補正目標値ΔＰとし、予め定められた間隔ｔ毎に補正目標値ΔＰの絶対値よりも小さい所定値ｄずつ位置カウンタＰのカウントを補正する。尚、それを所定値ｄの合計値が補正目標値ΔＰの絶対値と等しくなるまで続ける。

次に、上記補正目標値ΔＰによる位置カウンタＰのカウントの補正の概要について、モータ６２の正回転中及び逆回転中での補正を例に、図９を参照して説明する。
モータ６２の正回転中、図９（ａ）に示されるようにノイズが発生すると、図９（ｄ）に示されるように、位置カウンタＰのカウントがモータ６２の実際の回転角に対応する値（実線）に対し、一点鎖線で示されるように「４」だけ小さくなることは上述したとおりである。この場合、電気角カウンタＥのカウントが「２」から「３」に変化する電気角センサＤ１〜Ｄ３からのパルス信号のエッジ発生時（タイミングＴ1）、上記差（Ｐｎ−Ｐｎ-1）が正常値Ｊ（＝４）に対し「−４」だけずれた「０」になる。

そして、この正常値Ｊ（＝４）に対する差（Ｐｎ−Ｐｎ-1）のずれ量「Ｊ−（Ｐｎ−Ｐｎ-1）＝４」を補正目標値ΔＰとして設定され、この補正目標値ΔＰに対する補正がタイミングＴ1から開始される。即ち、モータ６２の正回転による位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジ毎の位置カウンタＰのカウントの増加の他に、補正目標値ΔＰ分（「４」）の補正が位置カウンタＰのカウントに徐々に加えられる。具体的には、図９（ｄ）の間隔ｔ毎に黒矢印で示されるように所定値ｄ（本実施形態では「１」）ずつ当該カウントが増加側に補正される。

従って、上記補正目標値ΔＰ分の位置カウンタＰの補正が開始された（タイミングＴ1）後には、そのカウントが図９（ｄ）に二点鎖線で示されるようにモータ６２の実際の回転角に対応する値（実線）に徐々に近づくようになる。そして、間隔ｔ毎に位置カウンタＰのカウントに加える所定値ｄの合計値が補正目標値ΔＰ（「４」）の絶対値と等しくなったとき（タイミングＴ2）、当該カウントがモータ６２の実際の回転角に対応した値と一致し、当該カウントに対して補正目標値ΔＰ分の補正が加えられたことになる。

一方、モータ６２の逆回転中は時間の経過とともに図９の各グラフを左に進むこととなり、図９（ａ）に示されるようにノイズが発生すると、図９（ｅ）に示されるように、位置カウンタＰのカウントがモータ６２の実際の回転角に対応する値（実線）に対し、一点鎖線で示されるように「４」だけ大きくなる。この場合、電気角カウンタＥのカウントが「２」から「１」に変化する電気角センサＤ１〜Ｄ３からのパルス信号のエッジ発生時（タイミングＴ3）、上記差（Ｐｎ−Ｐｎ-1）が正常値Ｊ（＝−４）に対し「４」だけずれた「０」になる。

そして、この正常値Ｊ（「−４」）に対する差（Ｐｎ−Ｐｎ-1）のずれ量「Ｊ−（Ｐｎ−Ｐｎ-1）＝−４」を補正目標値ΔＰとして設定され、この補正目標値ΔＰに対する補正がタイミングＴ3から開始される。即ち、モータ６２の逆回転による位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジ毎の位置カウンタＰのカウントの減少の他に、補正目標値ΔＰ分（「−４」）の補正が位置カウンタＰのカウントに徐々に加えられる。具体的には、図９（ｄ）の間隔ｔ毎に黒矢印で示されるように所定値ｄ（本実施形態では「−１」）ずつ当該カウントが減少側に補正される。

従って、上記補正目標値ΔＰ分の位置カウンタＰの補正が開始された（タイミングＴ3）後には、そのカウントが図９（ｅ）に二点鎖線で示されるようにモータ６２の実際の回転角に対応する値（実線）に徐々に近づくようになる。そして、間隔ｔ毎に位置カウンタＰのカウントに加える所定値ｄの合計値が補正目標値ΔＰの値（「−４」）と等しくなったとき（タイミングＴ4）、当該カウントがモータ６２の実際の回転角に対応した値と一致し、当該カウントに対して補正目標値ΔＰ分の補正が加えられたことになる。

以上のように、補正目標値ΔＰ分のずれを徐々に補正することにより、補正開始後に検出される吸気バルブ１０の最大リフト量の検出値と設定される制御目標値との偏差に基づくその最大リフト量の変化が緩やかになる。従って、上記補正開始後において、吸気バルブ１０の最大リフト量が制御目標値へと急変することが抑制され、その急変に伴い吸入空気量が急変してトルクショックが生じることも抑制される。

ところで、ストロークカウンタＳのカウントは不揮発性メモリ１００ａに記憶される一方、その他の各カウントは揮発性メモリ１００ｂに一時的に記憶されているのみである。このため、機関の停止に伴い電子制御ユニット１００への通電が停止されると、これらのカウントはクリアされることとなる。ここで、補正目標値ΔＰに対する補正が終了する前に電子制御ユニット１００への通電が停止されたとすると、電子制御ユニット１００はモータ６２の実際の回転角と対応しないストロークカウンタＳのカウントを学習値Ｐｒとして不揮発性メモリ１００ａに記憶して制御を終了することとなる。そのため、機関停止時には補正目標値ΔＰに対する補正が終了するまで電子制御ユニット１００への通電を維持し、モータ６２の実際の回転角と対応する値に補正されたストロークカウンタＳのカウントを学習値Ｐｒとして不揮発性メモリ１００ａに記憶した後にその通電を停止する必要がある。

次に、機関の停止に伴いモータ６２の駆動が停止した後の補正処理を含め、本実施形態にかかる位置カウンタＰのカウントの補正処理について、図１０〜図１３を参照して説明する。

図１０，１１に示される一連の処理は、電子制御ユニット１００により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。この処理ではまず、位置カウンタのカウントを読み込む（Ｓ１００）。尚、位置カウンタのカウントは、別の処理を通じて位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジに基づいて算出される。そして、ステップＳ１１０に進み、電気角センサＤ１〜Ｄ３からのパルス信号のエッジが発生したか否かを判断する。ここで、電気角センサＤ１〜Ｄ３からのパルス信号のエッジが発生しなかった場合には、後述するステップＳ１６０に進む。

一方、電気角センサＤ１〜Ｄ３からのパルス信号のエッジが発生した場合には、ステップＳ１２０に進み、今回のエッジ発生時のカウントＰｎを揮発性メモリ１００ｂに記憶し、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、前回のエッジが発生したときの位置カウンタＰのカウントＰｎ-1と今回のエッジ発生時のカウントＰｎとの差（Ｐｎ−Ｐｎ-1）を算出する。次に、ステップＳ１４０に進み、正常値Ｊを設定する、即ちモータ６２正回転中であれば値「４」とされ、モータ逆回転中であれば値「−４」とされ、モータ正逆回転反転中であれば「０」とされる。ステップＳ１５０では、上記値Ｐｎ-1と値Ｐｎとの差が正常値Ｊからずれる量を補正目標値ΔＰとして設定する、即ちΔＰ＝｛Ｊ−（Ｐｎ−Ｐｎ-1）｝を算出する。

次に、ステップＳ１６０に進み、補正目標値ΔＰは「０」でないか否かを判断する。補正目標値ΔＰは「０」である場合には、読み込まれた位置カウンタＰのカウントは実際の回転角に対応している旨判断し、当該カウントの補正は行われない。そして、ステップＳ２１０に進み、イグニッションのオフ操作がなされたか否かを判断する。イグニッションのオフ操作がなされなかった場合には、この処理を一旦終了する。一方、イグニッションのオフ操作がなされた場合には、ステップＳ２００に進み、位置カウンタＰのカウントに基づいてストロークカウンタＳのカウントを算出して不揮発性メモリ１００ａに記憶することによって、ストロークカウンタＳのカウントの学習を行い、この処理を一旦終了する。なお、イグニッションのオフ操作がなされた場合には、機関の停止に伴いモータ６２の駆動が停止される。

それに対して、補正目標値ΔＰは「０」でない場合には、読み込まれた位置カウンタＰのカウントと実際の回転角に対応する値とにずれが生じた旨判断してステップＳ１７０に進み、イグニッションのオフ操作がなされたか否かを判断する。イグニッションのオフ操作がなされなかった場合には、ステップＳ３００に進み、位置カウンタＰのカウントを徐々に補正し、その補正されたカウントを揮発性メモリ１００ｂに記憶する。即ち、上述したように補正目標値ΔＰの絶対値よりも小さい所定値ｄ（本実施形態では「１」）によって位置カウンタＰのカウントを補正する（Ｐ←Ｐ＋ｄ）。次に、ステップＳ３１０に進み、今回の制御周期にずれを補正した分（所定値ｄ）に対応して補正目標値ΔＰを更新し（ΔＰ←ΔＰ−ｄ）、更新された補正目標値ΔＰを揮発性メモリ１００ｂに記憶してこの処理を一旦終了する。

一方、イグニッションのオフ操作がなされた場合には、ステップＳ１８０に進み、位置カウンタＰのカウントを直ちに補正する。即ち、揮発性メモリ１００ｂに記憶されている補正目標値ΔＰを読み出し、その補正目標値ΔＰに基づいて位置カウンタＰのカウントを直ちに補正する（Ｐ←Ｐ＋ΔＰ）。そして、その補正された位置カウンタＰのカウントを揮発性メモリ１００ｂに記憶して、ステップＳ１９０に進み、揮発性メモリ１００ｂに記憶されている補正目標値ΔＰを「０」に設定し、ステップＳ２００に進む。ステップＳ２００では、上記補正された位置カウンタＰのカウントに基づいてストロークカウンタＳのカウントを算出して不揮発性メモリ１００ａに記憶することによって、ストロークカウンタＳのカウントの学習を行い、この処理を一旦終了する。なお、イグニッションのオフ操作がなされた場合には、機関の停止に伴いモータ６２の駆動が停止される。

次に、図１２，１３を参照して、上述した補正処理による位置カウンタＰの変化について説明する。
モータ６２の正回転中、図１２（ａ）に示されるようにノイズが発生すると、図１２（ｄ）に示されるように、位置カウンタＰのカウント（二点鎖線）がモータ６２の実際の回転角に対応する値（実線）に対し、「４」だけ小さくなる。これに対して、電子制御ユニット１００は補正目標値ΔＰ（「４」）を設定し、タイミングＴ１から間隔ｔ毎に黒矢印で示されるように所定値ｄ（「１」）ずつ補正するように、補正速度を制限する。機関の停止に伴いモータ６２の駆動が停止する（タイミングＴ2）と、電子制御ユニット１００は補正速度の制限を解除し、その時点のずれ量（「−３」）を直ちに補正する。そして、この補正された位置カウンタＰのカウントに基づいてストロークカウンタＳの学習処理を行って、電子制御ユニット１００への通電が停止される。

一方、モータ６２の逆回転中、図１３（ａ）に示されるようにノイズが発生すると、図１３（ｄ）に示されるように、位置カウンタＰのカウント（二点鎖線）がモータ６２の実際の回転角に対応する値（実線）に対し、「４」だけ大きくなる。これに対して、電子制御ユニット１００は補正目標値ΔＰ（「−４」）を設定し、タイミングＴ３から間隔ｔ毎に黒矢印で示されるように所定値ｄ（「−１」）ずつ補正するように、補正速度を制限する。機関の停止に伴いモータ６２の駆動が停止する（タイミングＴ４）と、電子制御ユニット１００は補正速度の制限を解除し、その時点のずれ量（「３」）を直ちに補正する。そして、この補正された位置カウンタＰのカウントに基づいてストロークカウンタＳの学習処理を行って、電子制御ユニット１００への通電が停止される。

以上説明した実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）位置カウンタＰのカウントとモータ６２の実際の回転角に対応する値とにずれが発生したとき、機関運転時にそのずれの補正による吸気バルブ１０のバルブ特性の急激な変更を抑制する一方、機関が停止した後はそのずれを速やかに補正することができる。その結果、機関の停止に伴いモータ６２が停止した後、吸気バルブ１０のバルブ特性の補正にかかる時間を短縮し、同補正による電力の消費を低減することができる。

尚、上記実施の形態は、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。
・上記実施形態では、機関の停止に伴いモータ６２の駆動が停止した後、補正速度の制限を解除し、その時点のずれ量を直ちに補正するようにしている。これに対して、機関の停止に伴いモータ６２の駆動が停止した後、補正速度の制限を緩和する、例えば間隔ｔ毎に位置カウンタのカウントを「２」ずつ補正することもできる。

・上記実施形態では、吸気バルブの最大リフト量および開期間を制御する制御システムに本発明を適用したが、燃料噴射量制御システム等、他の内燃機関の制御システムに本発明を適用することもできる。

吸・排気弁駆動機構の構成を説明する部分断面図。 吸・排気弁駆動機構の配置構造を示す平面図。 仲介駆動機構の破断斜視図。 吸気バルブの最大リフト量を制御する制御システムを示すブロック図。 （ａ）〜（ｈ）各センサの出力波形及び各カウントが推移するパターン変化を示すタイミングチャート。 （ａ）及び（ｂ）電気角カウンタ及び位置カウンタのカウントの変化態様を示す表。 （ａ）〜（ｅ）モータの正・逆回転中にノイズが発生した場合における位置センサの出力波形並びに電気角カウンタＥ及び位置カウンタのカウントの推移を示すタイミングチャート。 （ａ）及び（ｂ）ノイズによる位置カウンタのカウントの加減算態様を示す表である。 （ａ）〜（ｅ）機関運転時に位置カウンタのカウントのずれを補正する場合における位置センサの出力波形並びに電気角カウンタＥ及び位置カウンタのカウントの推移を示すタイムチャート。 位置カウンタのカウントを補正する手順を示すフローチャートである。 位置カウンタのカウントを補正する手順を示すフローチャートである。 （ａ）〜（ｄ）正転していたモータが停止後に位置カウンタのカウントのずれを補正する場合における位置センサの出力波形並びに電気角カウンタＥ及び位置カウンタのカウントの推移を示すタイミングチャート。 （ａ）〜（ｄ）逆転していたモータが停止後に位置カウンタのカウントのずれを補正する場合における位置センサの出力波形並びに電気角カウンタＥ及び位置カウンタのカウントの推移を示すタイミングチャート。

符号の説明

２…シリンダヘッド、５…吸気カムシャフト、６…カム、７…排気カムシャフト、８…カム、１０…吸気バルブ、１０ａ…リテーナ、１１…バルブスプリング、１２…ロッカーアーム、１２ａ…ローラ、１３…ラッシュアジャスタ、１４…スプリング、１５…排気バルブ、１５ａ…リテーナ、１６…バルブスプリング、１７…ラッシュアジャスタ、１８…ロッカーアーム、１８ａ…ローラ、２０…仲介駆動機構、２１…コントロールシャフト、２２…支持パイプ、２２ａ…長孔、２３…入力部、２３ａ…ヘリカルスプライン、２３ｂ…ローラ、２４…出力部、２４ａ…ヘリカルスプライン、２６…スライダギア、２６ａ，２６ｂ…ヘリカルスプライン、２７…係止ピン、２８…ブッシュ、２８ａ…貫通孔、２９…溝、４０…吸気弁駆動機構、４５…排気弁駆動機構、５１…アクセルセンサ、５２…クランク角センサ、５５…イグニッションスイッチ、６２…モータ、６２ａ…出力軸、６４…変換機構、１００…電子制御ユニット、１００ａ…不揮発性メモリ、１００ｂ…揮発性メモリ。

Claims (3)

1. 機関状態量を変更するアクチュエータと、機関の運転状態に基づいて前記機関状態量の目標値を設定する電子制御ユニットと、前記機関状態量を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出手段によって検出された前記機関状態量の検出値と同記機関状態量の実際値とのずれを検出する第２の検出手段と、前記検出値と前記実際値とにずれが検出されたときに同ずれを所定の制限速度以下で補正する補正手段と、機関停止後に前記補正された機関状態量の検出値を記憶する学習手段とを備え、前記機関状態量の目標値と同機関状態量の検出値との偏差に応じて前記アクチュエータを駆動する内燃機関の状態量制御装置において、
   前記機関の停止に伴い前記アクチュエータの駆動が停止した後、前記制限速度を緩和する
   ことを特徴とする内燃機関の状態量制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の状態量制御装置において、
   前記機関の停止に伴い前記アクチュエータの駆動が停止したときは同ずれを直ちに補正する
   ことを特徴とする内燃機関の状態量制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関の状態量制御装置において、
   前記状態量制御装置は前記内燃機関の状態量として機関バルブのバルブ特性を制御するものである
   ことを特徴とする内燃機関の状態量制御装置。

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