JP2008286172A - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異物の噛み込み等に起因して絶対位置が誤学習されたことを判定することのできる可変動弁機構の制御装置を提供する。
【解決手段】可変動弁機構の制御装置は、ブラシレスモータ６０によりコントロールシャフト５４がストッパ３ａ，３ｂによって規制されるＬｏ端からＨｉ端までの可動範囲内で駆動されることにより、内燃機関のバルブ特性を変更し、所定の学習条件が成立したときにコントロールシャフト５４をＬｏ端に変位させてＬｏ端に到達した旨が判断されたときの絶対位置を学習する。可変動弁機構の制御装置は、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端にそれぞれ変位させたときに学習した絶対位置同士の距離が所定の判定値よりも小さいときに、Ｌｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかの絶対位置が誤学習されたと判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構の制御装置に関する。

内燃機関の吸気バルブのバルブ特性を機関運転状態に応じて変更するための機構として、例えば特許文献１に記載される可変動弁機構がある。この特許文献１に記載の可変動弁機構は、軸線方向でノーズ高さの変化する３次元カムが設けられたカムシャフト（制御軸）をアクチュエータによって軸線方向に駆動することにより機関バルブの最大リフト量を変更している。したがって、こうした可変動弁機構にあっては、カムシャフトの位置を高い精度で制御することが最大リフト量を機関運転状態に適した量とする上で重要となる。

ここで、カムシャフト（制御軸）の位置を検出するための手法としては種々の方法が提案されているが、例えば可変動弁機構にカムシャフトの位置を検出するためのセンサを設けるとともに、同センサの出力に基づいてカムシャフトの位置、換言すれば吸気バルブの最大リフト量を検出する方法がある。しかし、このような方法では、センサの初期取付け位置のばらつき、センサ毎の出力のばらつき、あるいは温度変化等に起因するセンサ特性の変化により、検出されるセンサ出力に基づいて算出されるカムシャフトの位置と実際の位置とにずれが生じ、カムシャフトの位置を正確に検出することができない。

そこで、特許文献２に記載の動弁系の制御装置にあっては、ストッパにより規制される可動範囲内において所定の基準位置を記憶するとともに、この記憶された基準位置からの変位量をセンサにより検出している。そして、この変位量と基準位置とに基づいて制御軸の絶対位置を算出し、これが目標位置と一致するようにアクチュエータを制御している。また、この装置では、所定の学習条件が成立したときに、制御軸を可動範囲の端まで変位させるとともに、同制御軸が可動範囲の端に達した旨が判断されたときにその絶対位置を学習し、その時点に算出される制御軸の位置を学習された絶対位置に更新するようにしている。これにより、例えばセンサ特性の変化等に起因して算出される制御軸の位置とその実際の位置との間にずれが生じた場合であっても、算出される制御軸の位置と実際の位置とを一致させることができる。
特開２００３−４１９７７号公報 特開２００２−３４９２１５号公報

ところで、上記特許文献２に記載の装置は、制御軸を可動範囲の端まで変位させるときに、同制御軸をストッパに機械的に突き当てるようにしている。そして、制御軸が停止したとき、すなわち上記センサ出力に基づいて算出される制御軸の位置が変化しなくなったときに絶対位置の学習が行われる。ここで、例えば制御軸やこれを駆動するための各種機構において異物の噛み込み等が発生した場合、制御軸が可動範囲の端まで到達していないにもかかわらず制御軸が停止することがある。このような場合であっても、センサ出力に基づいて算出される制御軸の位置が変化しなくなるため、制御軸が可動範囲の端に到達した旨が判断されて絶対位置の学習が行われることとなる。その結果、誤学習された絶対位置に基づいて制御軸の制御が行われるため、可変動弁機構の制御特性が不適切となるおそれがある。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、異物の噛み込み等に起因して絶対位置が誤学習されたことを判定することのできる可変動弁機構の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題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、規制部材によって規制される可動範囲内で駆動される制御軸と、前記制御軸を駆動するアクチュエータとを有し、同アクチュエータによる前記制御軸の駆動を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構に適用されて、基準位置と同基準位置からの前記制御軸の変位量とに基づいて同制御軸の絶対位置を算出し、所定の学習条件が成立したときに前記制御軸を前記可動範囲の端まで変位させるとともに同制御軸が同可動範囲の端に到達した旨が判断されたときの絶対位置を学習する可変動弁機構の制御装置において、前記制御軸を前記可動範囲の一端まで変位させたときに学習した絶対位置と他端まで変位させたときに学習した絶対位置との距離が所定の判定値よりも小さいときに少なくとも何れかの前記絶対位置が誤学習されたと判定する判定手段を備えることを要旨とする。

制御軸が可動範囲の端に到達していないにもかかわらず、異物の噛み込み等により制御軸が可動範囲の端に到達した旨が判断された場合には、可動範囲の両端でそれぞれ学習された絶対位置間の距離が規制部材によって規制される可動範囲よりも短くなる。

上記構成によれば、制御軸を可動範囲の一端まで変位させたときに学習した絶対位置と他端まで変位させたときに学習した絶対位置との距離が所定の判定値よりも小さいときに少なくとも何れかの絶対位置が誤学習されたと判定するため、そうした場合に絶対位置が誤学習されたことを判定することかできる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記判定手段により前記絶対位置が誤学習されたと判定されたとき、前記制御軸を前記可動範囲の一端まで変位させて絶対位置を学習するとともに他端まで変位させて絶対位置の学習を行う再学習手段を備えることを要旨とする。

判定手段により絶対位置が誤学習されたと判定されたときには、可動範囲の両端における少なくとも何れかにおいて絶対位置の誤学習がなされた可能性がある。
この点、上記構成によれば、判定手段により絶対位置が誤学習されたと判定されたとき、制御軸を可動範囲の一端まで変位させて絶対位置を学習するとともに他端まで変位させて絶対位置の学習を行うため、可動範囲の両端の何れで誤学習がなされたとしても、それを補正する機会を設けることができる。

具体的には、請求項３に記載されるように、前記判定値は、前記規制部材によって規制される前記可動範囲の測定値に基づいて設定されるといった態様を採用することができる。なお、この判定値は、絶対位置の学習時に発生するばらつきを考慮して設定することが望ましい。

以下、本発明を車両に搭載される内燃機関の可変動弁機構の制御装置に適用した一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。ここで、図１は、車両に搭載される内燃機関の可変動弁機構の一部断面構造を示す断面図であり、図２は、内燃機関の可変動弁機構の配設態様を示す平面図である。

図１及び図２に示されるように、内燃機関は４つの気筒（図１では１つのみを表示）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排気バルブ１０と吸気バルブ２０とが往復動可能にそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド２には、それら排気バルブ１０と吸気バルブ２０とに対応して排気弁開閉装置９０と吸気弁開閉装置１００とがそれぞれ設けられている。

排気弁開閉装置９０には、各排気バルブ１０に対応してラッシュアジャスタ１２が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ１２と排気バルブ１０との間にはロッカーアーム１３が架設されている。ロッカーアーム１３は、その基端がラッシュアジャスタ１２に支持されるとともに先端が排気バルブ１０の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド２には、排気カムシャフト１４が回転可能に支持されており、この排気カムシャフト１４は、機関出力軸の回転に連動して回転される。排気カムシャフト１４には複数のカム１５が形成されるとともに、それらカム１５の外周面にはロッカーアーム１３の中間部分に設けられたローラ１３ａが当接されている。排気バルブ１０にはリテーナ１６が設けられるとともに、このリテーナ１６とシリンダヘッド２との間にはバルブスプリング１１が設けられている。なお、このバルブスプリング１１の付勢力によって排気バルブ１０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１３のローラ１３ａはカム１５の外周面に押圧されている。機関運転時にカム１５が回転すると、ロッカーアーム１３はラッシュアジャスタ１２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１０はロッカーアーム１３によって開閉駆動されるようになる。なお、排気バルブ１０の開度、すなわちリフト量の増大に伴ってバルブスプリング１１が圧縮され、バルブスプリング１１による排気弁開閉装置９０の作動に対する反力が増大する。

一方、吸気弁開閉装置１００には、排気側と同様にバルブスプリング２１、吸気バルブ２０に設けられたリテーナ２６、ロッカーアーム２３及びラッシュアジャスタ２２が設けられている。シリンダヘッド２には、複数のカム２５が形成された吸気カムシャフト２４が回転可能に支持されており、この吸気カムシャフト２４も、機関出力軸の回転に連動して回転される。ここで、排気弁開閉装置９０とは異なり、吸気弁開閉装置１００には、カム２５とロッカーアーム２３との間に仲介駆動機構５０が設けられている。この仲介駆動機構５０は入力部５１と一対の出力部５２とを有しており、これら入力部５１及び出力部５２はシリンダヘッド２に固定された支持パイプ５３に揺動可能に支持されている。ロッカーアーム２３は、ラッシュアジャスタ２２及びバルブスプリング２１の付勢力によって出力部５２側に付勢され、同ロッカーアーム２３の中間部分に設けられたローラ２３ａが出力部５２の外周面に当接されている。これにより、入力部５１が出力部５２とともに左回り方向Ｗ１に揺動付勢され、入力部５１においてその径方向に延出した部分の先端に設けられたローラ５１ａがカム２５の外周面に押圧される。

こうした吸気弁開閉装置１００では、機関運転時にカム２５が回転すると、同カム２５はローラ５１ａに摺接しつつ入力部５１を押圧し、これにより出力部５２が支持パイプ５３の周方向に揺動するようになる。そして出力部５２が揺動すると、ロッカーアーム２３はラッシュアジャスタ２２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２０はロッカーアーム２３によって開閉駆動されるようになる。なお、吸気バルブ２０の開度、すなわちリフト量の増大に伴ってバルブスプリング２１が圧縮され、同バルブスプリング２１による吸気弁開閉装置１００の作動に対する反力が増大する。

また、支持パイプ５３には、その軸方向に沿って制御軸としてのコントロールシャフト５４が駆動可能に挿入されている。このコントロールシャフト５４は、連結部材を介して入力部５１及び出力部５２に駆動連結されている。コントロールシャフト５４がその軸方向に沿って駆動すると、それら入力部５１及び出力部５２が相対的に揺動するようになる。次に、図３を参照してコントロールシャフト５４と入力部５１，出力部５２とを連結する仲介駆動機構５０について詳述する。尚、図３は仲介駆動機構５０の内部構造を示す一部破断斜視図である。

図３に示されるように、入力部５１は一対の出力部５２の間に設けられており、これら入力部５１と出力部５２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５１の内周面にはヘリカルスプライン５１ｈが形成されるとともに、出力部５２の内周面には入力部５１のヘリカルスプライン５１ｈとその歯すじが逆向きに傾斜するヘリカルスプライン５２ｈが形成されている。

入力部５１と出力部５２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５５が設けられている。このスライダギア５５の外周面の中央部分には、入力部５１のヘリカルスプライン５１ｈに噛合するヘリカルスプライン５５ａが形成されるとともに、その外周面の両端部には出力部５２のヘリカルスプライン５２ｈに噛合するヘリカルスプライン５５ｂが形成されている。

また、この略円筒状のスライダギア５５の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝５５ｃが形成されており、この溝５５ｃにはブッシュ５６が嵌合されている。なお、このブッシュ５６は、溝５５ｃの伸びる方向に沿って同溝５５ｃの内周面を摺動することができるが、スライダギア５５に対するその軸方向の相対変位は溝５５ｃによって規制されている。

そして、支持パイプ５３はスライダギア５５の内部に形成された貫通空間に挿入されるとともに、コントロールシャフト５４はその支持パイプ５３に挿入されている。また、支持パイプ５３の管壁にはその軸方向に延伸する長孔５３ａが形成されている。スライダギア５５とコントロールシャフト５４との間には、長孔５３ａを通じてこれらスライダギア５５とコントロールシャフト５４とを連結する係止ピン５７が設けられている。この係止ピン５７の一端がコントロールシャフト５４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５６に形成された貫通孔５６ａに挿入されている。

こうした仲介駆動機構５０にあって、コントロールシャフト５４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５５が軸方向に変位する。スライダギア５５の外周面に形成されたヘリカルスプライン５５ａ，５５ｂは、入力部５１及び出力部５２の内周面に形成されたヘリカルスプライン５１ｈ、５２ｈとそれぞれ噛合されているため、スライダギア５５がその軸方向に変位すると、入力部５１と出力部５２とは逆の方向に回転する。その結果、入力部５１と出力部５２との相対位相差が変更され、吸気バルブ２０の最大リフト量が変更される。

ここで、先の図２に示されるように、コントロールシャフト５４の基端部（図中右端部）には、コントロールシャフト５４を駆動するアクチュエータとしてブラシレスモータ６０が設けられており、このブラシレスモータ６０は、マイクロコンピュータ７０に接続されている。マイクロコンピュータ７０は、ブラシレスモータ６０を駆動制御することにより吸気バルブ２０の最大リフト量を機関運転状態に応じた目標リフト量と一致するようにフィードバック制御する。以下、このマイクロコンピュータ７０による最大リフト量のフィードバック制御について、図４〜図６を参照して説明する。ここで、図４は、コントロールシャフト５４、ブラシレスモータ６０及びマイクロコンピュータ７０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値の推移態様を示すタイムチャートである。

図４に示されるように、コントロールシャフト５４の基端部は、変換機構６１を介してブラシレスモータ６０の出力軸６０ａに連結されている。この変換機構６１は、出力軸６０ａの回転運動をコントロールシャフト５４の軸方向への直線運動に変換するためのものである。すなわち、出力軸６０ａを正・逆回転させると、その回転が変換機構６１によってコントロールシャフト５４の往復動に変換される。また、コントロールシャフト５４には、係止部５４ａが形成されるとともに、内燃機関のシリンダヘッドカバー３には、この係止部５４ａが当接可能な２つのストッパ３ａ，３ｂが形成されている。コントロールシャフト５４は、これらストッパ３ａ，３ｂに係止部５４ａが当接するようになる２つの駆動限界位置の間（可動範囲）において駆動可能となっている。すなわち、これらストッパ３ａ，３ｂ及び係止部５４ａが規制部材を構成している。

ここで、コントロールシャフト５４の係止部５４ａがストッパ３ａに当接する駆動限界位置、すなわちその作動範囲の機械的上限位置（以下「Ｈｉ端」と称する）に駆動したときに、最大リフト量がその設計最大値Ｂｈｉになる。一方、コントロールシャフト５４の係止部５４ａがストッパ３ｂに当接する駆動限界位置、すなわちその作動範囲の機械的下限位置（以下「Ｌｏ端」と称する）に駆動したときに、最大リフト量がその設計最小値Ｂｌｏになる。

ブラシレスモータ６０には、３つの電気角センサＤ１〜Ｄ３と、これら電気角センサＤ１〜Ｄ３に対応して出力軸６０ａと一体回転する８極の多極マグネット（図示略）とが設けられている。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、すなわち論理ハイレベル信号「Ｈ」と論理ローレベル信号「Ｌ」とを交互に出力する。なお、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は出力軸６０ａの周方向において１２０°毎に配置されている。したがって、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６０ａ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６０ａ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、ブラシレスモータ６０には、ロータリーエンコーダとして機能する２つの位置センサＳ１，Ｓ２と、これら位置センサＳ１，Ｓ２に対応して出力軸６０ａと一体回転する４８極の多極マグネット（図示略）とが設けられている。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、すなわち論理ハイレベル信号「Ｈ」と論理ローレベル信号「Ｌ」とを交互に出力する。なお、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は出力軸６０ａの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。したがって、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６０ａ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６０ａ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。したがって、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。

これら電気角センサＤ１〜Ｄ３及び位置センサＳ１，Ｓ２によって出力されたパルス信号はマイクロコンピュータ７０に取り込まれる。このマイクロコンピュータ７０は、プログラムによって数値計算や情報処理等を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）７１を備えている。さらに、マイクロコンピュータ７０は、各種の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（ＲＯＭ）７２ａ、入力データや演算結果を一時的に記憶する揮発性メモリ（ＤＲＡＭ）７２ｂ、学習制御により得られた基準位置等を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）７２ｃを備えている。なお、周知のように、マイクロコンピュータ７０がデータをＤＲＡＭ７２ｂのアドレスに記憶するとき、そのアドレスに対応する各メモリセルに対して充電・放電を行うことにより、各メモリセルに対応するビットのビットデータの値が「１」又は「０」になる。すなわち、電荷が蓄積されているメモリセルに対応するビットのビットデータの値が「１」になる一方、電荷が蓄積されていないメモリセルに対応するビットのビットデータの値が「０」になる。

また、マイクロコンピュータ７０には、車両のアクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサ７３や、内燃機関のクランクシャフトの回転位相を検出するクランク角センサ７４等、機関の運転状態を検出するセンサが接続されている。マイクロコンピュータ７０は、機関の運転状態に基づき吸気バルブ２０の最大リフト量の制御目標値を設定するとともに、上述した電気角センサＤ１〜Ｄ３及び位置センサＳ１，Ｓ２によって出力されたパルス信号に基づいて吸気バルブ２０の最大リフト量の実際値を検出する。以下、吸気バルブ２０の最大リフト量の実際値を検出する手順について、図５及び図６を参照して詳細に説明する。

ここで、図５（ａ）〜（ｅ）は、上述したようにブラシレスモータ６０の出力軸６０ａ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している。そして図５（ｆ）〜（ｈ）は、ブラシレスモータ６０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ト値Ｅ、位置カウント値Ｐ、及びストロークカウント値Ｓが推移するパターンを示している。また、図６（ａ）は、電気角センサＤ１〜Ｄ３の出力信号のパターンと電気角カウント値Ｅとの対応関係を示すとともに、図６（ｂ）は、位置センサＳ１，Ｓ２の出力信号のエッジが発生するときに位置カウント値Ｐが増減する態様を示している。

まず、各カウント値について説明する。
［電気角カウント値Ｅ］
電気角カウント値Ｅは、電気角センサＤ１〜Ｄ３のパルス信号に基づいて設定され、ブラシレスモータ６０の回転位相を表す。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から各々論理ハイレベル信号「Ｈ」と論理ローレベル信号「Ｌ」との何れが出力されているかに応じて、電気角カウント値Ｅに「０」〜「５」範囲内の連続した整数値のうちの何れかに設定されてＤＲＡＭ７２ｂに記憶される。マイクロコンピュータ７０は、ＤＲＡＭ７２ｂに記憶された電気角カウント値Ｅに基づきブラシレスモータ６０の回転位相を検出し、同ブラシレスモータ６０の通電相を切り替えてブラシレスモータ６０を正・逆回転する。ここで、ブラシレスモータ６０の正回転時には、電気角カウント値Ｅ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、ブラシレスモータ６０の逆回転時には、電気角カウント値Ｅ「５」→「４」→「３」→「２」→「１」→「０」→「５」といった順序で逆方向に変化する。

［位置カウント値Ｐ］
位置カウント値Ｐは、内燃機関が始動した後に、コントロールシャフト５４が機関始動時における基準位置から変位した量、換言すれば吸気バルブ２０の最大リフト量について機関始動時における基準値からの変更履歴を表す。具体的には、図６（ｂ）に示すように、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及び立ち下りエッジの何れが生じているか、及び他方のセンサから論理ハイレベル信号「Ｈ」と論理ローレベル信号「Ｌ」との何れが出力されているかに応じて、位置カウント値Ｐに対し「＋１」と「−１」との何れかが加算される。なお、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ト値Ｐ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、ブラシレスモータ６０の正回転中であれば、位置カウント値Ｐ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）に示されるパターンに沿って矢印Ａに示す方向に推移するようになる。一方、ブラシレスモータ６０の逆回転中であれば、位置カウント値Ｐは、上記パルス信号のエッジ毎に「１」ずつ減算され、図５（ｇ）に示されるパターンに沿って矢印Ｂに示す方向に推移するようになる。なお、この位置カウント値Ｐは、内燃機関の運転が停止すると、「０」にリセットされる。したがって、位置カウント値Ｐは、コントロールシャフト５４が機関始動時の基準位置に対してどれだけ変化したか、換言すれば機関運転の吸気バルブ２０の最大リフト量が機関始動時の初期値に対してどれだけ変化したかを表す。また、位置カウント値Ｐは、吸気弁開閉装置１００の駆動に基づいて迅速に加減算する必要があるため、ＤＲＡＭ７２ｂに記憶される。

［ストロークカウント値Ｓ］
ストロークカウント値Ｓは、コントロールシャフト５４をＬｏ端に変位させたときの位置を基準位置とした同コントロールシャフト５４の変位量、すなわちコントロールシャフト５４の絶対位置を示すものであり、換言すれば最大リフト量の実際値を表す。すなわち、ストロークカウント値Ｓの初期設定として、コントロールシャフト５４をＬｏ端に変位させたとき、マイクロコンピュータ７０はストロークカウント値Ｓを「０」に設定する。マイクロコンピュータ７０は、位置カウント値Ｐをストロークカウント値Ｓに加算し、ストロークカウント値Ｓをこの加算された値に更新される。なお、機関停止が完了し、吸気弁開閉装置１００の駆動が停止されたときのストロークカウント値Ｓの最終値が次回機関運転の開始時の基準値Ｓｇとして学習されてＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶される。そして、マイクロコンピュータ７０は、ＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶された基準値ＳｇとＤＲＡＭ７２ｂに記憶された位置カウント値Ｐとに基づきコントロールシャフト５４の絶対位置を示すストロークカウント値Ｓを以下の式（１）に基づいて算出し、換言すれば最大リフト量の実際値が算出することとなる。

Ｓ←Ｓｇ＋Ｐ …（１）
したがって、マイクロコンピュータ７０は、ブラシレスモータ６０を駆動制御することにより、このようにして算出される最大リフト量の実際値と機関運転状態に基づいて設定された制御目標値との乖離が小さくなるようにフィードバック制御する。これにより、吸気バルブ２０の最大リフト量を機関運転状態に適した値に変更し、内燃機関の燃費や出力の向上を図ることができるようになる。

ところで、位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化等により位置カウント値Ｐの検出値とその実際値との偏差が発生すると、ストロークカウント値Ｓの算出値とその実際値との偏差が発生し、上述した最大リフト量のフィードバック制御を正確に実行できなくなるおそれがある。

もっともこの場合には、以下のＬｏ端学習を実行することによりこうした偏差による悪影響を抑えることができる。すなわち、例えば位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化が検出されたとき等、所定の学習条件が成立したときに、コントロールシャフト５４をＬｏ端側まで変位させる。そして、同コントロールシャフト５４が停止したとき、すなわち位置センサＳ１，Ｓ２の出力に基づいて算出される同コントロールシャフト５４の位置が変化しなくなったときにＬｏ端に達した旨が判断され、その絶対位置を学習する。すなわち、その時点のストロークカウント値ＳをＲＯＭ７２ａに記憶されたＬｏ端に対応するストロークカウント値（本実施形態では「０」）に直ちに更新する。そして、更新されたストロークカウント値Ｓと基準値Ｓｇとに基づき以下の式（２）を通じて位置カウント値Ｐを更新する。

Ｐ←Ｓ−Ｓｇ …（２）
これにより、位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化が生じた場合であっても、位置センサＳ１，Ｓ２の出力に基づいて算出されるコントロールシャフト５４の位置と実際の位置とを一致させることができる。

ここで、例えばコントロールシャフト５４やこれを駆動するためのブラシレスモータ６０や変換機構６１などの各種機構において異物の噛み込み等が発生した場合、コントロールシャフト５４がＬｏ端まで到達していないにもかかわらず同コントロールシャフト５４が停止することがある。このようにコントロールシャフト５４がＬｏ端まで到達することなく停止した場合であっても、その時点で位置センサＳ１，Ｓ２の出力に基づいて算出されるコントロールシャフト５４の位置が変化しなくなるため、コントロールシャフト５４がＬｏ端に達した旨が判断されて、その時点でのストロークカウント値Ｓを「０」に設定する学習が行われる。そのため、誤学習された絶対位置に基づいてコントロールシャフト５４の制御が行われるため、可変動弁機構の制御特性が不適切となるおそれがある。

そこで、本実施形態では、マイクロコンピュータ７０が、判定手段として、所定の学習条件が成立したときに、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端のそれぞれに変位させるとともにこれら各可動範囲の端における絶対位置を学習し、各絶対位置の距離が所定の判定値よりも小さいときに少なくとも何れかの絶対位置が誤学習されたと判定する。すなわち、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端に駆動制御しても、上述した異物の噛み込み等によりコントロールシャフト５４がＬｏ端やＨｉ端に到達していない場合には、コントロールシャフト５４の可動範囲がストッパ３ａ，３ｂによって規制される可動範囲よりも短くなる。したがって、上記のようにＬｏ端及びＨｉ端のそれぞれにおいて学習された絶対位置の距離が上記所定の判定値よりも短いときに少なくとも何れかの絶対位置が誤学習されたと判定するようにしている。具体的に、本実施形態では、コントロールシャフト５４をＬｏ端まで変位させたときに学習したストロークカウント値ＳＬと、Ｈｉ端まで変位させたときに学習したストロークカウント値ＳＨとの差の絶対値｜ＳＨ−ＳＬ｜が所定の判定値ＳＡよりも小さいときに、Ｌｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかにおいて絶対位置が誤学習されたと判定する。これにより、Ｌｏ端学習の際にコントロールシャフト５４がＬｏ端まで変位することなく停止して絶対位置が誤学習された場合には、絶対位置が誤学習されたと判定することができる。なお、この誤学習の判定基準となる上記所定の判定値は、例えばストッパ３ａ，３ｂによって規制されるコントロールシャフト５４の駆動限界位置の間（可動範囲）の測定値に基づいて設定されるとともに、絶対位置の学習時に発生するばらつきを考慮した上で設定される。

また、本実施形態では、マイクロコンピュータ７０が、再学習手段として、上記絶対位置が誤学習されたと判定されたとき、コントロールシャフト５４を再度Ｌｏ端及びびＨｉ端のそれぞれに変位させてこれら可動範囲の端における絶対位置を学習するようにしている。すなわち、絶対位置が誤学習されたと判定されるときには、可動範囲の端における何れかにおいて絶対位置が誤学習されていると考えられるため、このようにＬｏ端及びＨｉ端の各可動範囲の端において再学習を行うことにより、Ｌｏ端及びＨｉ端の何れで誤学習がなされたとしても、それを補正する機会を設けることができる。

以下、図７のフローチャートと図８のコントロールシャフト５４の絶対位置の変位を示すタイムチャートを参照して、本実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置が行う上記誤学習の判定及び再学習の手順について説明する。図７に示される一連の処理は、例えば位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化が検出されたとき等、Ｌｏ端学習を行う必要が生じた際に、マイクロコンピュータ７０により実行される。なお、この処理は、Ｌｏ端学習のタイミングとは無関係に例えば所定の制御周期をもって繰り返し実行されるようにしてもよい。

まず、図７に示すように、ステップＳ１１において、学習条件が成立しているか否か、具体的には学習条件フラグが「オン」であるか否かが判定される。学習条件フラグは、例えば上述したように位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性が変化したとき等、Ｌｏ端学習の条件が成立したときに、この誤学習の判定処理とは別の処理を通じて「オン」に設定される。すなわち、コントロールシャフト５４をＬｏ端に変位させるＬｏ端学習においては、吸気バルブ２０の最大リフト量が設計最小値Ｂｌｏとなるため、Ｌｏ端学習の条件として、現在の機関運転状態が最大リフト量をこの設計最小値Ｂｌｏに設定しても内燃機関の運転にさほど影響がない燃料カット中であるか否かが判定される。なお、コントロールシャフト５４をＨｉ端に変位させるＨｉ端学習では、最大リフト量が設計最大値Ｂｈｉとなるものの、気筒に吸入される空気量は吸気通路に設けられるスロットルバルブの開度調整によっても調整可能であるため、基本的にどのような運転状態においてもＨｉ端学習を行うことができる。したがって、この学習条件フラグは、燃料カットが実行されているＬｏ端学習の条件が成立しているときに、学習条件が成立しているものと判定して「オン」に設定される。

そして、ステップＳ１１において、この学習条件フラグが「オフ」である場合には、学習条件が成立しないと否定判定がなされてエンドに移り、この一連の処理を一旦終了し、学習条件フラグが「オン」である場合には所定の学習条件が成立したと肯定判定がなされて、ステップＳ１２に移る。

ステップＳ１２においては、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端に駆動制御し、それぞれの絶対位置をストロークカウント値ＳＬ，ＳＨとして記憶する。そして、ステップＳ１３において、上記Ｌｏ端及びＨｉ端のそれぞれにおけるストロークカウント値Ｓの差｜ＳＨ−ＳＬ｜が予め設定した所定の判定値ＳＡよりも小さいか否かを判定する。そして、ステップＳ１３において、この差｜ＳＨ−ＳＬ｜が所定の判定値ＳＡ以上であればエンドに移ってこの一連の処理を一旦終了し、この差｜ＳＨ−ＳＬ｜が所定の判定値ＳＡよりも小さいと判定されるときは、ステップＳ１４に移ってＬｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかの可動範囲の端において絶対位置が誤学習されたと判定する。

ここで、ステップＳ１１〜Ｓ１４の処理を図８のタイムチャートに基づいて説明すると以下のようになる。まず、コントロールシャフト５４が例えば点ａに示す絶対位置にあるときに、ステップＳ１１において学習条件が成立したと判定される。そして、ステップＳ１２において、コントロールシャフト５４がＬｏ端側に駆動されて点ｂに示す位置で停止するとストロークカウント値ＳＬ１が算出され、Ｈｉ端側に駆動されて点ｃに示す位置で停止するとストロークカウント値ＳＨ１が算出される。そして、図８に示す例では、コントロールシャフト５４をＬｏ端側に駆動した際にＬｏ端に達することなく同コントロールシャフト５４が停止しているため、ステップＳ１３において、このストロークカウント値の差｜ＳＨ１−ＳＬ１｜が所定の判定値ＳＡよりも小さいと判定され、ステップＳ１４に移り何れかの絶対位置が誤学習されたと判定される。

そして、このように何れかの可動範囲の端において絶対位置が誤学習されたと判定されると、図７のステップＳ１５以降において、コントロールシャフト５４を再度Ｌｏ端及びびＨｉ端のそれぞれに変位させてこれら可動範囲の端における絶対位置を学習する再学習が行われる。

すなわち、ステップＳ１５においては、先のステップＳ１１と同様に、Ｌｏ端学習の条件が成立していることを示す学習条件フラグが「オン」であるかが判定され、学習条件フラグが「オン」となるまで、このステップＳ１５が繰り返され、学習条件フラグが「オン」となると、ステップＳ１６に移る。ステップＳ１６では、ステップＳ１２と同様に、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端に駆動制御し、それぞれにおけるストロークカウント値ＳＬ，ＳＨを記憶し、ステップＳ１７では、上記Ｌｏ端及びＨｉ端のそれぞれにおけるストロークカウント値Ｓの差｜ＳＨ−ＳＬ｜が予め設定した所定の判定値ＳＡよりも小さいか否かを判定する。そして、この差｜ＳＨ−ＳＬ｜が所定の判定値ＳＡ以上であればエンドに移ってこの一連の処理を一旦終了し、この差｜ＳＨ−ＳＬ｜が所定の判定値ＳＡよりも小さいと判定されるときは、ステップＳ１７に移り、Ｌｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかの可動範囲の端において絶対位置が誤学習されたと判定してエンドに移る。

ここで、ステップＳ１５以降の再学習処理を図８のタイムチャートに基づいて説明すると以下のようになる。まず、コントロールシャフト５４が例えば点ｄに示す絶対位置にあるときに、ステップＳ１５において学習条件が成立したと判定される。そして、ステップＳ１６において、コントロールシャフト５４がＬｏ端側に駆動されて点ｅに示す位置で停止するとストロークカウント値ＳＬ２が算出され、Ｈｉ端側に駆動されて点ｆに示す位置で停止するとストロークカウント値ＳＨ２が算出される。そして、図８に示す例では、ステップＳ１６の処理において、コントロールシャフト５４がＬｏ端及びＨｉ端の何れにも達した状態で停止しているため、ステップＳ１７において、このストロークカウント値の差｜ＳＨ２−ＳＬ２｜が所定の判定値ＳＡ以上であると判定され、絶対位置が誤学習されたと判定されることなくエンドに移る。このようにＬｏ端及びＨｉ端の各可動範囲の端において再学習を行うことにより、Ｌｏ端及びＨｉ端の何れで誤学習がなされたとしても、それを補正する機会を設けることができる。

このようにして、Ｌｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかにおいて絶対位置が誤学習された場合には、絶対位置が誤学習されたと判定することができるため、Ｌｏ端学習において絶対位置の誤学習がなされた場合においても、絶対位置が誤学習されたと判定することができる。なお、Ｌｏ端学習において、コントロールシャフト５４がＬｏ端に達した旨が判断された際には、常にこのときのストロークカウント値Ｓを「０」に設定する絶対位置の学習を行うようにしてもよいし、誤学習されたと判定されないときにのみ、絶対位置の学習を行うようにしてもよい。すなわち、図８に示す例では、点ｂ及び点ｅの何れの位置においても、このときのストロークカウント値ＳＬ１，ＳＬ２を「０」に設定するようにしてもよいし、誤学習されたと判定されるストロークカウント値ＳＬ１は「０」に設定することなく、誤学習されたと判定されないストロークカウント値ＳＬ２のみを「０」に設定するようにしてもよい。

以上詳述した上記実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態の可変動弁機構の制御装置は、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端のそれぞれに変位させたときに学習した絶対位置同士の距離、すなわちストロークカウント値の差の絶対値｜ＳＨ−ＳＬ｜が所定の判定値ＳＡよりも小さいときにＬｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかにおいて絶対位置が誤学習されたと判定するようにしている。これにより、コントロールシャフト５４が可動範囲の端であるＬｏ端及びＨｉ端に到達していないにもかかわらず、異物の噛み込み等によりＬｏ端及びＨｉ端に到達した旨が判断された場合に、絶対位置が誤学習されたことを判定することかできる。

（２）本実施形態の可変動弁機構の制御装置は、絶対位置が誤学習されたと判定されたとき、再度、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端に変位させて絶対位置の学習を行うようにしている。これにより、絶対位置が誤学習されたと判定されたときには、Ｌｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかにおいて絶対位置の誤学習がなされた可能性があるものの、このように再学習が行われるために、Ｌｏ端及びＨｉ端の何れで誤学習がなされたとしても、それを補正する機会を設けることができる。

（３）本実施形態の可変動弁機構の制御装置では、絶対位置が誤学習されたと判定する基準となる所定の判定値が、ストッパ３ａ、３ｂによって規制されるコントロールシャフト５４の可動範囲の測定値に基づいて設定され、さらに、絶対位置の学習時に発生するばらつきを考慮して設定するようにしている。したがって、絶対位置の学習において通常生じうるばらつきの許容範囲内では、Ｌｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかの絶対位置が誤学習されたと判定しないよう設定することができる。

（４）本実施形態の可変動弁機構の制御装置では、Ｌｏ端学習において、コントロールシャフト５４がＬｏ端に達した旨が判断された際に、誤学習されたと判定されないときにのみ、絶対位置の学習を行うようにすることもできる。すなわち、図８に示す例では、誤学習されたと判定される点ｂの位置におけるストロークカウント値ＳＬ１は「０」に設定することなく、誤学習されたと判定されない点ｅの位置におけるストロークカウント値ＳＬ２のみを「０」に設定するようにしてもよい。これにより、絶対位置の学習が正確に行われた場合にのみ、学習された絶対位置を更新することができる。

なお、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。
・上記実施形態では、コントロールシャフト５４をＬｏ端に変位させてストロークカウント値Ｓの算出値をＬｏ端に対応するストロークカウント値に更新する可変動弁機構の制御装置に本発明を適用する場合について例示した。しかしながら、これに限らず、コントロールシャフト５４をＨｉ端に変位させてストロークカウント値Ｓの算出値をＨｉ端に対応するストロークカウント値に更新する可変動弁機構の制御装置においても、基本的に同様の態様で本発明を適用することができる。また、可変動弁機構の制御装置は、例えば現在の運転状態に応じて、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端の何れに変位させる学習制御を行うかを適宜設定して同学習制御を行うものであってもよい。

・上記各実施形態では、コントロールシャフト５４やこれを駆動するための各種機構における異物の噛み込み等によって生じる絶対位置の誤学習の判定を、コントロールシャフト５４をＬｏ端及びＨｉ端の両方に移動させることによって行うようにしている。しかしながら、コントロールシャフト５４の現在の絶対位置から一方の可動範囲の端までの距離が記憶されている場合には、他方の可動範囲の端までの学習制御を行うことのみによって、Ｌｏ端及びＨｉ端の少なくとも何れかにおいて絶対位置が誤学習されたことを判定するようにしてもよい。例えばコントロールシャフト５４の現在の絶対位置からＨｉ端までの距離が記憶されている場合、Ｌｏ端学習のみを行い、このときに算出される上記現在の絶対位置からＬｏ端までの距離と、記憶されている上記Ｈｉ端までの距離との和が所定の判定値よりも小さいときに絶対位置が誤学習されたと判定するようにしてもよい。すなわち、この場合は、予め記憶されているＨｉ端までの距離が誤って記憶されているか、Ｌｏ端学習において異物の噛み込み等によりＬｏ端まで達していないにも拘わらずコントロールシャフト５４が停止したかの少なくとも何れかであると判定される。

・上記各実施形態においては、絶対位置が誤学習されたと判定されると、再度Ｌｏ端及びＨｉ端にコントロールシャフト５４を変位させて絶対位置の学習を行うようにしているが、この再学習においては、Ｌｏ端及びＨｉ端の一方にのみコントロールシャフト５４を変位させるようにしてもよい。

例えば、図８に示した例では、１度目の誤学習の判定で用いたＨｉ端のストロークカウント値ＳＨ１を記憶し、再学習の際にはＬｏ端学習のみを行ってストロークカウント値ＳＬ２を算出し、この差｜ＳＨ１−ＳＬ２｜が所定の判定値ＳＡ以上であるために２度目のＬｏ端学習は誤学習ではないとして、Ｈｉ端学習を行うことなく再学習を終了してもよい。なお、図８に示した例では、１度目の誤学習の判定において、Ｌｏ端学習の絶対位置のみが誤学習されていたが、１度目の誤学習の判定において、Ｌｏ端学習の絶対位置が正しく学習されてＨｉ端学習の絶対位置は誤学習される場合もあり、その場合は再学習においてＨｉ端学習のみ行うことが望ましい。しかしながら、１度目の誤学習の判定において、絶対位置が誤学習されたと判定された場合でもＬｏ端及びＨｉ端の何れにおいて誤学習されているかは判定されないため、再学習の際に、Ｌｏ端学習及びＨｉ端学習の何れか一方のみを行う場合には、誤学習された可能性が高い方を推定するなどして学習制御を行う一方を適宜設定するようにしてもよい。具体的には、例えば１度目の誤学習の判定におけるＬｏ端及びＨｉ端学習においてストロークカウント値ＳＬ，ＳＨが推定値とより大きくずれている方のみを再学習するようにしてもよいし、実験などにより予めＬｏ端学習及びＨｉ端学習の何れで誤学習される可能性が高いかを導出してこの誤学習の可能性が高い方を再学習する等、適宜設定する。

また、上記各実施形態においては、誤学習されたと判定されたときに再学習を行うようにしたが、この再学習を省略してもよい。
・上記各実施形態では、誤学習の判定を行う際にＬｏ端学習の条件が成立しているかのみを判定するようにしており、Ｈｉ端学習は、現在の運転状態がＨｉ端学習を行うために適した状態であるかといったことを判定することなく、スロットルバルブの開度を適宜調整することにより行うようにしていた。しかしながら、Ｈｉ端学習についても、Ｈｉ端学習を行うために適した運転状態となっているかを判定した上で行うようにしてもよい。具体的には、例えばアクセルペダルの踏み込み量が大きくコントロールシャフト５４をＨｉ端側に動かす必要があるときに、Ｈｉ端学習条件が成立したと判定する。これにより、運転者がＨｉ端学習により受ける違和感を小さくすることができる。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関の可変動弁機構についてその一部断面構造を示す断面図。 同実施形態にかかる内燃機関の可変動弁機構についてその配設態様を示す平面図。 同実施形態の仲介駆動機構についてその内部構造を示す破断斜視図。 同実施形態のコントロールシャフト、ブラシレスモータ及びマイクロコンピュータを主に示すブロック図。 （ａ）〜（ｈ）同実施形態の各センサの出力波形及び各カウントのカウント値が推移するパターン変化を示すタイムチャート。 （ａ），（ｂ）同実施形態の各センサの出力信号と電気角カウント及び位置カウントとの関係を示す図。 同実施形態の制御装置による誤学習の判定についてその処理手順を示すフローチャート。 同実施形態においてコントロールシャフトの絶対位置の変化を示すタイムチャート。

符号の説明

Ｓ１，Ｓ２…位置センサ、Ｄ１〜Ｄ３…電気角センサ、２…シリンダヘッド、３…シリンダヘッドカバー、３ａ，３ｂ…ストッパ、１０…排気バルブ、１１…バルブスプリング、１２…ラッシュアジャスタ、１３…ロッカーアーム、１３ａ…ローラ、１４…排気カムシャフト、１５…カム、１６…リテーナ、２０…吸気バルブ、２１…バルブスプリング、２２…ラッシュアジャスタ、２３…ロッカーアーム、２３ａ…ローラ、２４…吸気カムシャフト、２５…カム、２６…リテーナ、５０…仲介駆動機構、５１…入力部、５１ａ…ローラ、５１ｈ…ヘリカルスプライン、５２…出力部、５２ｈ…ヘリカルスプライン、５３…支持パイプ、５３ａ…長孔、５４…コントロールシャフト、５４ａ…係止部、５５…スライダギア、５５ａ…ヘリカルスプライン、５５ｂ…ヘリカルスプライン、５５ｃ…溝、５６…ブッシュ、５６ａ…貫通孔、５７…係止ピン、６０…ブラシレスモータ、６０ａ…出力軸、６１…変換機構、７０…マイクロコンピュータ、７１…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、７２ａ…不揮発性メモリ（ＲＯＭ）、７２ｂ…揮発性メモリ（ＤＲＡＭ）、７２ｃ…不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、７３…アクセルセンサ、７４…クランク角センサ、９０…排気弁開閉装置、１００…吸気弁開閉装置。

Claims (3)

1. 規制部材によって規制される可動範囲内で駆動される制御軸と、前記制御軸を駆動するアクチュエータとを有し、同アクチュエータによる前記制御軸の駆動を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構に適用されて、基準位置と同基準位置からの前記制御軸の変位量とに基づいて同制御軸の絶対位置を算出し、所定の学習条件が成立したときに前記制御軸を前記可動範囲の端まで変位させるとともに同制御軸が同可動範囲の端に到達した旨が判断されたときの絶対位置を学習する可変動弁機構の制御装置において、
   前記制御軸を前記可動範囲の一端まで変位させたときに学習した絶対位置と他端まで変位させたときに学習した絶対位置との距離が所定の判定値よりも小さいときに少なくとも何れかの前記絶対位置が誤学習されたと判定する判定手段
   を備えることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
2. 請求項１において、
   前記判定手段により前記絶対位置が誤学習されたと判定されたとき、前記制御軸を前記可動範囲の一端まで変位させて絶対位置を学習するとともに他端まで変位させて絶対位置の学習を行う再学習手段
   を備えることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
3. 請求項１又は２において、
   前記判定値は、前記規制部材によって規制される前記可動範囲の測定値に基づいて設定される
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。

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