JP2008291771A - 位置制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの操作位置を適切に制御することのできる位置制御装置を提供する。
【解決手段】この装置は、作用角変更機構のコントロールシャフトの基準移動位置からの相対移動位置を検出する相対位置センサと、同センサにより検出した相対移動位置を記憶するＲＡＭを有する電子制御ユニットとを備える。相対移動位置と基準移動位置とに基づいて求められる吸気バルブの作用角に基づいて電動機の駆動制御を実行する。電子制御ユニットは、チェックフラグの操作状態を記憶するＳＲＡＭを有する。チェックフラグはＳＲＡＭへの電力供給が停止されると「オフ」になるフラグである（ｔ２２以前、ｔ２６以降）。チェックフラグの操作状態が「オフ」から「オン」に変化したときに（ｔ２２）、吸気バルブの作用角を学習する作用角学習が実行される。
【選択図】図８

Description

本発明は、相対操作位置を検出する相対位置センサの検出信号に基づいてアクチュエータの操作位置を制御する位置制御装置に関するものである。

近年、特許文献１に記載の装置のように、内燃機関の吸気バルブの最大リフト量を制御する位置制御装置が提案されている。この位置制御装置は、吸気バルブの最大リフト量を変更するためのアクチュエータと、同アクチュエータの駆動制御を実行する電子制御ユニットを備えている。そして、実際の最大リフト量を検出するとともに内燃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算出し、実際の最大リフト量と制御目標値とが一致するように上記アクチュエータの操作量を制御する。

そうした装置にあって実際の最大リフト量を検出するために、アクチュエータの相対操作位置（基準操作位置からの移動量）を検出するための相対位置センサを設けるとともに、同センサにより検出した相対操作位置を電子制御ユニットの揮発性半導体メモリ（例えばＲＡＭ）に記憶することが考えられる。そうした装置では、相対位置センサにより検出した相対操作位置と基準操作位置とから、実際の最大リフト量に相当する値（具体的には、アクチュエータの実際の操作位置（絶対操作位置））が求められる。
特開２００５−１６４２７号公報

ところで、上述した装置では、相対位置センサにより検出される相対操作位置の基準となる位置を前記基準操作位置に一致させる必要がある。これを実現するための構成としては、内燃機関の運転停止に際して、アクチュエータの実際の操作位置を基準操作位置にした上で電子制御ユニットへの給電を停止することや、電子制御ユニットへの電力供給が停止されるときのアクチュエータの絶対操作位置を基準操作位置として書き換え可能な不揮発性半導体メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）に記憶することなどが考えられる。

ただし、そうした構成を採用した場合、製造工場や修理工場における内燃機関の組立完了時においてアクチュエータの実際の操作位置が基準操作位置になっていない状態になったり、あるいは電力供給の停止時におけるアクチュエータの絶対操作位置が不揮発性半導体メモリに記憶されない状態になったりすると、その後の内燃機関の運転開始に際してアクチュエータの絶対操作位置と実際の操作位置とが一時的にずれた状態となる。そして、この場合には、アクチュエータの操作位置、ひいては吸気バルブの最大リフト量を適切に制御することができなくなってしまう。

なお、機関バルブの最大リフト量を変更するための位置制御装置に限らず、相対位置センサにより検出される相対操作位置と基準操作位置とに基づきアクチュエータの絶対操作位置を求めてこれをアクチュエータの駆動制御に用いる位置制御装置であれば、上述した不都合は同様に発生する。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アクチュエータの操作位置を適切に制御することのできる位置制御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説明する。
請求項１に記載の発明は、アクチュエータの基準操作位置からの相対操作位置を検出する相対位置センサと、同センサにより検出した前記相対操作位置を記憶する揮発性半導体メモリを有する電子制御ユニットとを備え、前記相対操作位置と前記基準操作位置とに基づいて求められる前記アクチュエータの絶対操作位置に基づいて前記アクチュエータの駆動制御を実行する位置制御装置において、前記電子制御ユニットは、同ユニットへの電力供給が停止されると初期値になり且つ同ユニットに接続された機器の操作を通じて所定値になる記憶領域を備える半導体メモリをさらに有し、前記記憶領域に記憶されている値が前記初期値から前記所定値に変化したときに、前記絶対操作位置を学習する位置学習を実行することをその要旨とする。

上記構成によれば、製造工場や修理工場における内燃機関の組み立てが完了したタイミングで、電子制御ユニットに接続された機器の操作を通じて半導体メモリの記憶領域の記憶値を所定値に変更することにより、位置学習を実行させることができるようになる。そのため、アクチュエータの絶対操作位置と実際の操作位置とを一致させた状態にした上で製造工場や修理工場から内燃機関を出荷することが可能になり、出荷直後からアクチュエータの操作位置を適切に制御することができるようになる。

なお、請求項１に記載の構成は、請求項２に記載の構成によるように、機関バルブの開弁期間および最大リフト量の少なくとも一方を変更する変更機構を有する内燃機関に適用される位置制御装置であって、前記アクチュエータが変更機構の作動状態を制御するためのものである位置制御装置に採用することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の位置制御装置において、前記内燃機関の温度が所定下限温度より高いことを条件に、前記位置学習を実行することをその要旨とする。

内燃機関の温度がごく低いときには、同内燃機関の各可動部において生じるフリクションがごく高いために、変更機構の作動状態、ひいてはアクチュエータの操作位置を円滑に変更することのできない状況になることがある。そうした状況では、アクチュエータの操作位置を適正に制御することが困難であるため、同アクチュエータの絶対操作位置を精度よく学習することも困難である。

この点、上記構成によれば、内燃機関の温度が十分に高いときにのみ位置学習を実行することができ、同位置学習を通じて、アクチュエータの絶対操作位置を精度よく学習することができる。

なお、請求項２または３に記載の構成は、請求項４に記載の構成によるように、前記アクチュエータの駆動制御に伴って移動位置が変化する可動部材の当接によって同可動部材の移動位置の変化を規制するストッパ部材を有する内燃機関に適用されて、ストッパ部材に当接した状態になるように可動部材の移動位置を変更し、同状態になったときのアクチュエータの操作位置を前記絶対操作位置として学習するといったように位置学習を実行する位置制御装置に採用することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置制御装置において、前記アクチュエータは電動機であり、前記位置制御装置は、前記電動機の温度が所定上限温度より低いことを条件に前記位置学習を実行することをその要旨とする。

電動機の温度がごく高いときには、同電動機の発生する磁場がごく弱くなるために、アクチュエータの操作位置を円滑に変更することのできない状況になることがある。そうした状況では、アクチュエータの操作位置を適正に制御することが困難であるため、同アクチュエータの絶対操作位置を精度よく学習することも困難である。

この点、上記構成によれば、電動機の温度が十分に低いときにのみ位置学習を実行することができ、同位置学習を通じて、アクチュエータの絶対操作位置を精度よく学習することができる。

以下、本発明にかかる位置制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる位置制御装置が適用される車載内燃機関の概略構成を示している。

図１に示すように、車両１には駆動源として内燃機関１０が搭載されている。内燃機関１０の燃焼室１１には吸気通路１２が接続されている。この吸気通路１２を通じて、内燃機関１０の外部の空気が燃焼室１１の内部に吸入される。また、内燃機関１０の燃焼室１１には排気通路１３が接続されている。この排気通路１３を通じて、燃焼室１１で生じた燃焼ガスが内燃機関１０の外部へ排出される。

内燃機関１０には、燃焼室１１の上記吸気通路１２に対する開口部を開閉する吸気バルブ１４と、燃焼室１１の上記排気通路１３に対する開口部を開閉する排気バルブ１５とが設けられている。これら吸気バルブ１４および排気バルブ１５は共に、バルブスプリング１６によって上記開口部を閉じる方向（閉弁方向）に常時付勢されている。

内燃機関１０には吸気バルブ１４に対応して吸気カムシャフト１７が設けられ、また排気バルブ１５に対応して排気カムシャフト１８が設けられている。これら吸気カムシャフト１７および排気カムシャフト１８には、内燃機関１０の出力シャフト（図示略）の回転が伝達される。この伝達により吸気カムシャフト１７および排気カムシャフト１８が回転し、バルブスプリング１６に抗して吸気バルブ１４および排気バルブ１５が押し開かれる。そして、吸気バルブ１４が押し開かれることによって燃焼室１１の上記吸気通路１２に対する開口部が開放され、また排気バルブ１５が押し開かれることによって燃焼室１１の上記排気通路１３に対する開口部が開放される。

内燃機関１０には作用角変更機構２０が設けられている。作用角変更機構２０は、吸気バルブ１４の作用角を変更するためのものである。なお図２に示すように、吸気バルブ１４の作用角は、吸気カムシャフト１７の回転角（図２ではクランク角で表現）における吸気バルブ１４の開弁期間（開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの角度範囲）である。

本実施の形態では、作用角変更機構２０により、吸気バルブ１４の最大リフト量が連続的に変更される。なお最大リフト量は、吸気カムシャフト１７によって吸気バルブ１４が押し開かれている期間（開弁期間）において同吸気バルブ１４の閉弁位置からの移動量（リフト量）が最大になったときの同移動量である。

このように本実施の形態では、作用角変更機構２０によって、吸気バルブ１４の作用角および最大リフト量が互いに同期して変化させられ、例えば作用角が小さくなるほど最大リフト量も小さくなる。そして、作用角が小さくなるのに従って、吸気バルブ１４の開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとが互いに近寄って開弁期間が短くなり、燃焼室１１内に吸入される空気の量が少なくなる。

図１に示すように、作用角変更機構２０による作用角の調節は、１本のシャフト（コントロールシャフト２１）を軸方向へ移動させることにより行われる。コントロールシャフト２１は、回転−直線運動変換機構２２を介してアクチュエータとしての電動機２３に連結されている。なお上記回転−直線運動変換機構２２は、電動機２３の回転を直線運動に変換してコントロールシャフト２１に伝達する機構である。

そして、電動機２３の駆動制御を通じてコントロールシャフト２１が軸方向へ移動されることで作用角変更機構２０の作動状態が変更されて、吸気バルブ１４の作用角が連続的に変化させられる。コントロールシャフト２１が一方向（例えば図１の左方向）に移動した場合には作用角が小さくなって燃焼室１１の内部に吸入される空気の量が少なくなり、これとは逆に、コントロールシャフト２１が他方向（図１の右方向）に移動した場合には作用角が大きくなって吸入空気量が多くなる。

なお、内燃機関１０には上記作用角変更機構２０の可動部材（本実施の形態ではコントロールシャフト２１）との当接によって同作用角変更機構２０の可動範囲を規制するストッパ部材２４が設けられており、作用角変更機構２０はこの可動範囲内で作動して吸気バルブ１４の作用角を変化させる。この可動範囲においてコントロールシャフト２１とストッパ部材２４とが当接するようになる可動限界位置のうち、作用角が小さい側の可動限界位置を「Ｌｏ端」と表現し、作用角が大きい側の可動限界位置を「Ｈｉ端」と表現する。作用角変更機構２０は、「Ｌｏ端」よりも作用角を小さくする側へは作動できず、「Ｈｉ端」よりも作用角を大きくする側へは作動できない。なお、上記ストッパ部材２４による作用角変更機構２０の可動範囲の規制に際しては、コントロールシャフト２１のストロークが規制されるのに加えて、電動機２３の回転量も規制される。

車両１には、各種センサ類が設けられている。これらセンサ類としては、例えば内燃機関１０の冷却水の温度（冷却水温度ＴＨＷ）を検出するための温度センサ３１や、吸気バルブ１４の作用角を検出するための作用角センサ３２などが設けられている。その他、車室内にはメインスイッチ３３が設けられている。なお、メインスイッチ３３は、そのオン操作によって内燃機関１０の運転が開始される一方、オフ操作によって内燃機関１０の運転が停止されるものである。

また、車両１には電子制御ユニット４０が設けられている。この電子制御ユニット４０は、各種センサ類の出力信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて作用角変更機構２０の駆動制御などの各種制御を実行する。

電子制御ユニット４０は、ＲＯＭ４１、ＣＰＵ４２、ＲＡＭ４３、スタンバイＲＡＭ（以下、ＳＲＡＭ）４４、ＥＥＰＲＯＭ４５等を備えている。それらＲＯＭ４１、ＣＰＵ４２、ＲＡＭ４３、ＳＲＡＭ４４およびＥＥＰＲＯＭ４５は、バス４６を介して互いに接続されている。この電子制御ユニット４０にはメインリレー４７を介して蓄電池４８が接続されている。メインスイッチ３３がオン操作されることによって上記メインリレー４７がオン操作されて、蓄電池４８から電子制御ユニット４０に電力が供給される。

ＲＯＭ４１は各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶された読み出し専用の半導体メモリである。ＣＰＵ４２はＲＯＭ４１に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。ＲＡＭ４３、ＳＲＡＭ４４およびＥＥＰＲＯＭ４５は書き込み可能な半導体メモリである。これらＲＡＭ４３、ＳＲＡＭ４４およびＥＥＰＲＯＭ４５には、ＣＰＵ４２での演算結果や各種のセンサから入力されたデータ等が記憶されている。

なお、ＲＡＭ４３およびＳＲＡＭ４４は揮発性の半導体メモリであり、ＥＥＰＲＯＭ４５は不揮発性の半導体メモリである。ただし、ＳＲＡＭ４４には上記蓄電池４８が常時接続されて、同蓄電池４８から電力が常時供給されている。これによりＳＲＡＭ４４に記憶されたデータは、車両１のメンテナンスや修理等において蓄電池４８と電子制御ユニット４０との接続が切断されない限り、メインスイッチ３３がオフ操作されて機関運転が停止されたときにも保持されるようになっている。

ここで本実施の形態では、吸気バルブ１４の実際の作用角の指標値として、作用角変更機構２０のコントロールシャフト２１の絶対移動位置に対応する値を電動機２３の回転角から求め、その求めた値を吸気バルブ１４の作用角に相当する値（作用角ＶＬ）として前記電動機２３の駆動制御に用いるようにしている。

具体的には、コントロールシャフト２１の基準移動位置に対応する値（基準値）を「Ｐｂ」、前記作用角センサ３２の検出信号の変化に応じて計数されるカウント値を「Ｐ」、コントロールシャフト２１の絶対位置に対応するカウント値を「Ｓ」とすると、同カウント値Ｓ（作用角ＶＬに相当する値）が関係式「Ｓ＝Ｐｂ＋Ｐ」から算出される。

詳しくは、上記基準値Ｐｂは、電動機２３の基準操作位置に相当する値であり、内燃機関１０の運転停止に際して電動機２３の作動が停止したときのコントロールシャフト２１の移動位置に対応する値である。基準値Ｐｂとしては、電動機２３の作動が停止したときのカウント値Ｓが電子制御ユニット４０のＥＥＰＲＯＭ４５に記憶されている。電子制御ユニット４０への電力供給が停止されてから次回の電力供給が開始されるまでの期間においては、作用角変更機構２０が作動しないために、コントロールシャフト２１の移動位置が変化しない。そのため電子制御ユニット４０への電力供給が停止されるときのコントロールシャフト２１の絶対移動位置を記憶しておくことにより、これを電力供給の再開時において基準移動位置として用いることができる。

また上記カウント値Ｐは、電動機２３の相対操作位置に相当する値であって、コントロールシャフト２１の基準移動位置に対する相対移動位置（基準移動位置からの移動量）に相当する値であり、以下のように算出されて電子制御ユニット４０のＲＡＭに記憶されている。

上記作用角センサ３２は、電動機２３の相対的な移動量（回転角）を検出する一対の相対位置センサを有している。図３に示すように、それら相対位置センサは共に、電動機２３が一定角度回転する毎にパルス状の回転角信号ＳＧ１，ＳＧ２を出力する。また一方の相対位置センサはその回転角信号ＳＧ１（同図（ａ））として、他方の相対位置センサの回転角信号ＳＧ２（同図（ｂ））に対して所定角度だけ回転位相のずれた値を出力する。

上記カウント値Ｐ（同図（ｃ）参照）は、図４に示すように、両回転角信号ＳＧ１，ＳＧ２のいずれかが「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がるとき（「↑」にて表記）、または「Ｈ」から「Ｌ」に立ち下がるとき（「↓」にて表記）にカウント動作する。このカウント動作には、カウント値Ｐのインクリメント（「＋」にて表記）と、同カウント値Ｐのデクリメント（「−」にて表記）とがある。

カウンタがカウント動作する状況としては、図４に示す８通りの状況がある。そして、これら状況のうち下記の（Ａ），（Ｄ），（Ｆ），（Ｇ）の状況においてはカウント値Ｐがインクリメントされる。

（Ａ）回転角信号ＳＧ１が「Ｈ」のときに回転角信号ＳＧ２が立ち上がったとき。
（Ｄ）回転角信号ＳＧ１が「Ｌ」のときに回転角信号ＳＧ２が立ち下がったとき。
（Ｆ）回転角信号ＳＧ２が「Ｈ」のときに回転角信号ＳＧ１が立ち下がったとき。

（Ｇ）回転角信号ＳＧ２が「Ｌ」のときに回転角信号ＳＧ１が立ち上がったとき。
また、下記の（Ｂ），（Ｃ），（Ｅ），（Ｊ）の状況においてはカウント値Ｐがデクリメントされる。

（Ｂ）回転角信号ＳＧ１が「Ｈ」のときに回転角信号ＳＧ２が立ち下がったとき。
（Ｃ）回転角信号ＳＧ１が「Ｌ」のときに回転角信号ＳＧ２が立ち上がったとき。
（Ｅ）回転角信号ＳＧ２が「Ｈ」のときに回転角信号ＳＧ１が立ち上がったとき。

（Ｊ）回転角信号ＳＧ２が「Ｌ」のときに回転角信号ＳＧ１が立ち下がったとき。
また本実施の形態では、所定の実行条件が成立したときに、吸気バルブ１４の作用角ＶＬを学習するための制御（作用角学習）が実行される。本実施の形態では、この作用角学習が、アクチュエータの絶対操作位置を学習する位置学習として機能する。

上記カウント値Ｐはノイズの影響等によって不要に変化することがあり、そうしたカウント値Ｐがそのまま作用角ＶＬの算出に用いられると、算出される作用角ＶＬと実際の作用角とが一致しなくなる。特に、上記カウント値Ｐと実際の相対移動位置に相当する値とが大きく異なる値になった場合には、実際の作用角と大きく異なる角度が作用角ＶＬとして検出されるようになってしまう。作用角学習は、そうしたカウント値Ｐの不要な変化による影響（吸気バルブ１４の実際の作用角と作用角ＶＬとの不一致）の解消を図るために実行される。

図５は、そうした作用角学習の実行手順を示している。
同図５に示すように、作用角学習では先ず、作用角変更機構２０のコントロールシャフト２１の移動位置が確実に前記Ｈｉ端になるように、同コントロールシャフト２１をストッパ部材２４に突き当てる制御（突き当て制御）が実行される（ステップＳ１０１）。

その後、作用角ＶＬの変化速度が「０」となり、その状態が所定時間にわたって継続されると（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、同作用角ＶＬが学習される（ステップＳ１０３）。詳しくは、このとき前記関係式「Ｓ＝Ｐ＋Ｐｂ」におけるカウント値ＳがＨｉ端に対応する値になるように、基準値Ｐｂが所定値Ｐｂ１に変更されるとともにカウント値Ｐが所定値Ｐ１に変更される。その後、作用角ＶＬを内燃機関１０の運転状態に見合う状態に復帰させる制御（復帰制御）が実行されて（ステップＳ１０４）、作用角学習は終了される。

なお、上記所定値Ｐｂ１は、予め定められたコントロールシャフト２１の移動位置（標準移動位置）に対応する値である。ちなみに本実施の形態では、内燃機関１０の運転停止に際して、コントロールシャフト２１の移動位置が上記標準移動位置になるように電動機２３の駆動制御が実行される。

また、上記所定値Ｐ１は、上記標準移動位置からＨｉ端までの相対移動位置に相当する値である。内燃機関１０の組み立てに際して、上記標準移動位置から実際のＨｉ端までの距離が測定されるとともに同距離に相当するカウント数が求められ、その求められたカウント数が所定値Ｐ１として、電子制御ユニット４０のＥＥＰＲＯＭ４５に記憶されている。

図６に、作用角学習の実行態様の一例を示す。なお同図にあっては、線Ｌ１に吸気バルブ１４の実際の作用角の推移を示し、線Ｌ２に作用角ＶＬの推移を示し、線Ｌ３に比較例の装置における作用角ＶＬの推移を示す。

構成部品の公差などの影響により、Ｈｉ端の形成位置には個体差がある。そのため、公差範囲の中央にあたる形成位置をＨｉ端（中央値）と仮定して、前記関係式「Ｓ＝Ｐ＋Ｐｂ」におけるカウント値ＳがＨｉ端（中央値）に対応する値になるように、基準値Ｐｂおよび所定値Ｐ１を変更するといったように作用角学習を実行する比較例の装置では、次のような不都合が生じる。すなわち、図６に線Ｌ３で示すように、作用角学習が完了した後においても（時刻ｔ１１以降）、実際のＨｉ端とその中央値との差分だけ、実際の作用角と作用角ＶＬとの間に誤差が残ってしまう。

これに対し、本実施の形態では、標準移動位置とＨｉ端との距離を実際に測定した値をもとに求められた値（所定値Ｐ１）をカウント値Ｐとして記憶するといったように作用角学習が実行される。そのため、図６に線Ｌ１，Ｌ２で示すように、作用角学習を通じて実際の作用角と作用角ＶＬとが一致するように同作用角ＶＬが精度よく学習される（時刻ｔ１１）。

ここで、前述したように本実施の形態では、作用角センサ３２により検出される相対移動位置の基準となる位置と前記基準移動位置とを一致させるために、内燃機関１０の運転停止に際して、電子制御ユニット４０への電力供給が停止されるときのカウント値Ｓが基準値ＰｂとしてＥＥＰＲＯＭ４５に記憶される。

とはいえ、製造工場や修理工場において、他の内燃機関に取り付けられて基準値Ｐｂが記憶された電子制御ユニット４０が取り付けられたり、電子制御ユニット４０への電力供給が停止された後にコントロールシャフト２１の移動位置が調節されたりすると、その後の機関運転開始時に実際の作用角と作用角ＶＬとがずれた状態になってしまう。したがって、そうした状態で車両１が出荷されることがあると、直後の運転開始時おいて一時的であるとはいえ、吸気バルブ１４の作用角を適切に制御することができなくなる。

この点をふまえ、本実施の形態では、製造工場や修理工場において車両１が完成した後に、前述した作用角学習を強制的に実行させるようにしている。
以下、車両１の完成後において作用角学習を実行するための処理について説明する。

図７は上記処理の実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の処理として、電子制御ユニット４０により実行される。また図８は上記処理の実行態様の一例を示すタイミングチャートである。

製造工場や修理工場において車両１の組み立てが完了した後に、内燃機関１０（同図（ａ））の運転が開始されたときには（図８の時刻ｔ２１）、後述するチェックフラグ（同図（ｂ））、履歴フラグ（同図（ｃ））および実行要求フラグ（同図（ｄ））が全てオフ操作されている。なお、それらチェックフラグ、履歴フラグおよび実行要求フラグは全て、電子制御ユニット４０のＳＲＡＭ４４に操作状態が記憶されるフラグであり、初期状態が「オフ操作」であるフラグである。

そして本実施の形態にかかる位置制御装置では、車両１の組み立てが完了した後の時刻ｔ２２において、作用角学習（同図（ｅ））を実行させるべく、電子制御ユニット４０に外部機器（図示略）が接続されてチェックフラグがオン操作される。チェックフラグのオン操作に際しては、具体的には、ＳＲＡＭ４４の特定の記憶領域に記憶されている値が初期値（例えば「０」）から所定値に変更される。

これにより上記処理において、チェックフラグがオン操作されており且つ履歴フラグがオフ操作されていると判断されるようになり（図７のステップＳ２０１：ＹＥＳ）、実行要求フラグがオン操作されるとともに（ステップＳ２０２）、履歴フラグがオン操作される（ステップＳ２０３）。そして、この後においては、実行要求フラグがオン操作されたままであることを条件に（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、以下の処理（ステップＳ２０５〜Ｓ２０８）が実行される。

具体的には先ず、実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２０５）。ここでは、以下の（条件イ）〜（条件ハ）が全て満たされていることをもって、実行条件が成立していると判断される。

（条件イ）冷却水温度ＴＨＷが所定下限温度（例えば、−１０℃）より高いこと。
内燃機関１０の温度がごく低いときには、潤滑オイルの粘度が低いことなどに起因して、同内燃機関１０の可動部において生じるフリクションがごく高いため、コントロールシャフト２１の移動位置を円滑に変更することのできない状況になることがある。そうした状況では、コントロールシャフト２１の移動位置を適正に制御することが困難であるため、作用角学習を通じて作用角ＶＬを精度よく学習することも困難である。（条件イ）を設定することにより、内燃機関１０の温度が十分に高いときにのみ作用角学習を実行することができ、同作用角学習を通じて、作用角ＶＬを精度よく学習することができる。

（条件ロ）冷却水温度ＴＨＷが所定上限温度（例えば、１００℃）より低いこと。
電動機２３の温度がごく高いときには、同電動機２３の発生する磁場がごく弱くなって発生する駆動力が小さくなるために、コントロールシャフト２１の移動位置を円滑に変更することのできない状況になることがある。そうした状況では、コントロールシャフト２１の移動位置を適正に制御することが困難であり、作用角ＶＬを精度よく学習することも困難である。（条件ロ）を設定することにより、内燃機関１０に設けられた電動機２３の温度が十分に低いときにのみ作用角学習を実行することができ、同作用角学習を通じて、作用角ＶＬを精度よく学習することができる。

（条件ハ）蓄電池４８の電圧が所定値（例えば、８Ｖ）以上であること。
実行条件が成立していると判断される場合には（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、前述した作用角学習が実行される（ステップＳ２０６）。その後、作用角学習の実行が完了するまで（図８の時刻ｔ２３）、上記実行条件が成立していることを条件に、作用角学習の実行が継続される。そして作用角学習の実行が完了すると（図７のステップＳ２０７：ＹＥＳ）、実行要求フラグがオフ操作された後（ステップＳ２０８）、本処理は一旦終了される。

このように本実施の形態によれば、製造工場や修理工場における車両１の組み立てが完了したタイミングで、電子制御ユニット４０に接続された外部機器の操作を通じてチェックフラグをオン操作することにより、作用角学習を実行させることができるようになる。そのため、吸気バルブ１４の実際の作用角と作用角ＶＬとが一致した状態にした上で製造工場や修理工場から車両１を出荷することができ、出荷直後から吸気バルブ１４の作用角を適切に制御することができる。また、車両１の組み立て完了後において車両検査が実行される場合には、同検査の実行前にチェックフラグをオン操作することにより、車両検査の実行時に吸気バルブ１４の実際の作用角と作用角ＶＬとが一致した状態にすることができ、同検査を適切に実行することができる。

なお、上述のように作用角学習の実行が完了した後に内燃機関１０の運転が停止された場合には（図８の時刻ｔ２４）、チェックフラグおよび履歴フラグは共にオン操作されたままである。そのため、その後の時刻ｔ２５において内燃機関１０の運転が開始されても、実行要求フラグはオン操作されず（図７のステップＳ２０１：ＮＯ、且つステップＳ２０４：ＮＯ）、作用角学習は実行されない。このように本実施の形態では、チェックフラグがオン操作されたときに、作用角学習が一回のみ実行される。

吸気バルブ１４の実際の作用角と作用角ＶＬとを一致させるためには、作用角学習を一度実行すればよく、同作用角学習を単に複数回実行するようにすると、コントロールシャフト２１の絶対移動位置として誤った位置が学習される可能性が高くなるなど、かえって学習精度が低下するおそれがある。この点をふまえて本実施の形態では、チェックフラグがオン操作されたときに、作用角学習を一回のみ実行するようにしている。

その後、車両１が修理工場に持ち込まれ、そのメンテナンスや修理のために蓄電池４８と電子制御ユニット４０との接続が切断されて電子制御ユニット４０への電力供給が停止されると（図８の時刻ｔ２６）、ＳＲＡＭ４４の記憶値が消失する。そのため、その後の時刻ｔ２７において、蓄電池４８が取り付けられて電子制御ユニット４０への電力供給が開始されると、ＳＲＡＭ４４の記憶値が初期値になり、これによりチェックフラグ、履歴フラグ、および実行要求フラグが全てオフ操作された状態になる。この場合にも、チェックフラグをオン操作することにより、上述した態様で作用角学習が実行されるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）ＳＲＡＭ４４に記憶されているチェックフラグの操作状態が「オフ」から「オン」に変化したときに、作用角学習を実行するようにした。そのため、吸気バルブ１４の実際の作用角と作用角ＶＬとを一致させた状態にした上で製造工場や修理工場から車両１を出荷することが可能になり、出荷直後から吸気バルブ１４の作用角を適切に制御することができる。

（２）冷却水温度ＴＨＷが所定下限温度より高いことを条件に、作用角学習を実行するようにした。そのため、内燃機関１０の温度が十分に高いときにのみ作用角学習を実行することができ、同作用角学習を通じて、作用角ＶＬを精度よく学習することができる。

（３）冷却水温度ＴＨＷが所定上限温度より低いことを条件に作用角学習を実行するようにしたために、電動機２３の温度が十分に低いときにのみ作用角学習を実行することができ、同作用角学習を通じて、作用角ＶＬを精度よく学習することができる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・車室内あるいは機関室内に電子制御ユニット４０に接続されたスイッチを設け、同スイッチの操作を通じてチェックフラグをオン操作するようにしてもよい。

・履歴フラグの操作状態や実行要求フラグの操作状態をＥＥＰＲＯＭ４５に記憶するようにしてもよい。同構成にあっては、チェックフラグをオン操作する作業に併せて、履歴フラグおよび実行要求フラグをオフ操作する作業を行うようにすればよい。

・履歴フラグを省略することができる。同構成では、チェックフラグの操作状態が「オフ」から「オン」に切り替わったときに、実行要求フラグをオン操作するようにすればよい。

・前記（条件イ）は、内燃機関１０の温度が十分に高いことを判断することのできる条件であれば、例えば「冷却水温度ＴＨＷ以外の機関温度の指標値（例えば内燃機関１０の潤滑オイルの温度）が所定下限温度より高いこと」といった条件や、「内燃機関１０の温度の実測値が所定下限温度より高いこと」といった条件など、任意に変更可能である。

・前記（条件ロ）は、電動機２３の温度が十分に低いことを判断可能な条件であれば、例えば「冷却水温度ＴＨＷ以外の電動機２３の温度の指標値（例えば内燃機関１０の潤滑オイルの温度）が所定上限温度より低いこと」といった条件や、「電動機２３の温度の実測値が所定上限温度より低いこと」といった条件など、任意に変更可能である。

・実行条件（図７のステップＳ２０５）は、例えば前記（条件イ）〜（条件ロ）のうちの一つあるいは二つを省略するなど、任意に変更可能である。
・内燃機関１０の組み立て時において標準移動位置から実際のＨｉ端までの距離を測定した結果に基づき定められた所定値Ｐ１を作用角学習に用いることに代えて、同距離を測定することなく予め定められた所定の値を作用角学習に用いるようにしてもよい。

・作用角学習において、作用角変更機構２０のコントロールシャフト２１の移動位置を前記Ｈｉ端にした上で、前記関係式「Ｓ＝Ｐ＋Ｐｂ」におけるカウント値ＳがＨｉ端に対応する値になるように、カウント値Ｐおよび基準値Ｐｂの一方のみを変更するようにしてもよい。

・作用角学習において、前記Ｈｉ端に対応する吸気バルブ１４の作用角ＶＬを学習することに限らず、前記Ｌｏ端に対応する吸気バルブ１４の作用角ＶＬを学習するようにしてもよく、またバネ機構等といった何らかの機構によって移動位置が規制される任意の移動位置に対応する吸気バルブ１４の作用角ＶＬを学習するようにしてもよい。

・本発明は、吸気バルブの作用角や最大リフト量以外の機関パラメータを変更する変更機構と同変更機構の作動状態を変更するアクチュエータとを有して同アクチュエータの駆動制御が実行される内燃機関にも適用することができる。なお、そうした機関パラメータとしては、例えば排気バルブの作用角や最大リフト量、吸気バルブのバルブタイミング、排気バルブのバルブタイミング、スロットルバルブの開度、或いはＥＧＲバルブの開度などを挙げることができる。

本発明を具体化した一実施の形態にかかる位置制御装置が適用される車載内燃機関の概略構成を示す略図。 吸気バルブの作用角および最大リフト量の変化態様を示すグラフ。 （ａ）〜（ｃ）作用角の算出に用いられる各値の推移の一例を示すタイミングチャート。 各回転角信号とカウント値のカウント動作との対応関係を示す略図。 作用角学習の実行手順を示すフローチャート。 作用角学習の実行態様の一例を示すタイミングチャート。 車両完成後において作用角学習を実行するための処理の実行手順を示すフローチャート。 同処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。

符号の説明

１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…吸気通路、１３…愛機通路、１４…吸気バルブ、１５…排気バルブ、１６…バルブスプリング、１７…吸気カムシャフト、１８…排気カムシャフト、２０…作用角変更機構、２１…コントロールシャフト、２２…回転−直線運動変更機構、２３…電動機、２４…ストッパ部材、３１…温度センサ、３２…作用角センサ、３３…メインスイッチ、４０…電子制御ユニット、４１…ＲＯＭ、４２…ＣＰＵ、４３…ＲＡＭ、４４…ＳＲＡＭ、４５…ＥＥＰＲＯＭ、４６…バス、４７…メインリレー、４８…蓄電池。

Claims (5)

1. アクチュエータの基準操作位置からの相対操作位置を検出する相対位置センサと、同センサにより検出した前記相対操作位置を記憶する揮発性半導体メモリを有する電子制御ユニットとを備え、前記相対操作位置と前記基準操作位置とに基づいて求められる前記アクチュエータの絶対操作位置に基づいて前記アクチュエータの駆動制御を実行する位置制御装置において、
   前記電子制御ユニットは、同ユニットへの電力供給が停止されると初期値になり且つ同ユニットに接続された機器の操作を通じて所定値になる記憶領域を備える半導体メモリをさらに有し、
   前記記憶領域に記憶されている値が前記初期値から前記所定値に変化したときに、前記絶対操作位置を学習する位置学習を実行する
   ことを特徴とする位置制御装置。
2. 請求項１に記載の位置制御装置において、
   当該位置制御装置は、機関バルブの開弁期間および最大リフト量の少なくとも一方を変更する変更機構を有する内燃機関に適用されるものであり、
   前記アクチュエータは前記変更機構の作動状態を制御するためのものである
   ことを特徴とする位置制御装置。
3. 前記内燃機関の温度が所定下限温度より高いことを条件に、前記位置学習を実行する
   請求項２に記載の位置制御装置。
4. 請求項２または３に記載の位置制御装置において、
   前記内燃機関は、前記アクチュエータの駆動制御に伴って移動位置が変化する可動部材の当接によって同可動部材の移動位置の変化を規制するストッパ部材を有してなり、
   前記位置学習は、前記ストッパ部材に当接した状態になるように前記可動部材の移動位置を変更し、同状態になったときのアクチュエータの操作位置を前記絶対操作位置として学習するものである
   ことを特徴とする位置制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の位置制御装置において、
   前記アクチュエータは電動機であり、
   前記位置制御装置は、前記電動機の温度が所定上限温度より低いことを条件に前記位置学習を実行する
   ことを特徴とする位置制御装置。

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