JP2009216052A - 動弁系の最大リフト量初期学習方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動部材の係合部に存在するクリアランスに起因する最大リフト量の初期学習精度の低下を抑制することのできる動弁系の最大リフト量初期学習方法を提供する。
【解決手段】動弁系の最大リフト量初期学習方法は、コントロールシャフト５４をＬｏ端に駆動し、同コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した際にアクチュエータ６０の制御値に基づいて検出された最大リフト量をＬｏ端に対応する最大リフト量の初期値として学習する。この初期学習方法は、Ｌｏ端に対応する最大リフト量の初期値を学習するのに先立ちアクチュエータ６０によりコントロールシャフト５４をＨｉ端にまで駆動する。
【選択図】図４

Description

本発明は、機械的に規制される作動範囲内でコントロールシャフトを駆動することにより機関バルブの最大リフト量を変更する動弁系の最大リフト量初期学習方法に関する。

近年、内燃機関の燃費性能や出力の向上を図るため、内燃機関の運転状態に基づいて機関バルブの最大リフト量を変更する動弁系が広く採用されている（例えば特許文献１参照）。このような動弁系としては、以下の構成が一般的に採用される。

すなわち、この動弁系では、カムに当接しその回転に基づいて揺動する入力部材と、同入力部材とともに揺動することにより機関バルブを往復駆動する出力部材とを備えている。これら入力部材及び出力部材には、コントロールシャフトが駆動連結されるとともに、コントロールシャフトの基端部には、同コントロールシャフトを駆動するアクチュエータが連結されている。このアクチュエータが作動することによりコントロールシャフトがその軸方向に駆動されると、入力部材と出力部材との相対位相差が変更されて機関バルブの最大リフト量が変更される。

図１４は、こうしたアクチュエータとコントロールシャフトとの連結態様を模式的に示す構成図である。同図１４に示されるように、コントロールシャフトＣＴの基端部とアクチュエータＡの出力軸Ａ１とが螺合されており、アクチュエータＡの出力軸Ａ１が回転すると、その回転がコントロールシャフトＣＴの軸方向への直線運動に転換される。なお、コントロールシャフトＣＴの駆動可能範囲は、ストッパＳＴ１，ＳＴ２によって機械的に規制されている。ここで、コントロールシャフトＣＴがストッパＳＴ１に対応する限界位置（以下、「Ｌｏ端」と称する）にまで駆動されたときに、機関バルブの最大リフト量がその最小限界値になり、コントロールシャフトＣＴがストッパＳＴ２に対応する限界位置（以下、「Ｈｉ端」と称する）にまで駆動されたときに、機関バルブの最大リフト量がその最大限界値になる。また、機関バルブとこれを往復動可能に支持するシリンダヘッドとの間には、バルブスプリングが圧縮状態で介設されており、このバルブスプリングの弾性力により機関バルブが出力部材側に付勢されている。したがって、このバルブスプリングにより、それら入力部材と出力部材との相対位相差を減少させようとする付勢力、換言すればコントロールシャフトＣＴをＬｏ端に駆動しようとする荷重Ｋが常に発生している。なお、コントロールシャフトＣＴがＨｉ端側に位置するほど、バルブスプリングの圧縮量が大きくなるため、それに伴いその荷重Ｋも大きくなる。

また、この動弁系には、アクチュエータＡの制御値、すなわちその出力軸Ａ１の回転位相を検出するセンサが設けられている。マイクロコンピュータ等によって構成される動弁系の電子制御装置は、この制御値センサによって検出されたアクチュエータＡの制御値に基づいて機関バルブの最大リフト量を検出し、この検出された最大リフト量と機関運転状態に基づいて設定された目標値との乖離が小さくなるようにアクチュエータＡを制御する。

ここで、上述した最大限界値及び最小限界値は、内燃機関の特性等に基づいて所定の設計値に設定される。しかしながら、部材の形状誤差等々により、実際の最小限界値及び最大限界値とそれらの設計値との間に誤差が生じることがある。そこで、機関バルブの最大リフト量を正確に制御するために、機関出荷前に、実際の最小限界値及び最大限界値を学習する初期学習処理が行われる。具体的には、コントロールシャフトＣＴをそれらＬｏ端及びＨｉ端に駆動し、コントロールシャフトＣＴが各限界位置に到達したときに検出されるセンサの検出値をそれら限界位置、換言すれば最大リフト量の最大値及び最小値に対応する制御値としてそれぞれ設定するようにしている。
特開２００７−１９２０７５号公報

こうした初期学習処理を実行することにより、動弁系が組立てられた後に最大リフト量の実際の限界値を学習することができるようになる。ただし、動弁系における各駆動部材の係合部、特にコントロールシャフトＣＴと出力軸Ａ１との係合部には適宜のクリアランスが存在している。図１５（ａ）に、こうしたクリアランスの態様を模式的に示す。同図１５（ａ）に示されるように、機関出荷前においてアクチュエータ６０が組立てられた後には、アクチュエータＡにおいて、同アクチュエータＡがコントロールシャフトＣＴに対して方向Ｒに相対的に作動することを許容するクリアランスＨ１と、アクチュエータＡがコントロールシャフトＣＴに対して方向Ｆに相対的に作動することを許容するクリアランスＨ２とが存在する。こうしたクリアランスが設けられることにより、以下の不都合が発生するおそれがある。

すなわち、機関出荷後の運転時において、コントロールシャフトＣＴがＬｏ端側に駆動されるときに、アクチュエータＡの駆動荷重が小さな値に設定され、コントロールシャフトＣＴが主にバルブスプリングの荷重Ｋにより駆動される。その結果、図１５（ｂ）に示されるように、荷重ＫによりコントロールシャフトＣＴがクリアランスＨ１が詰まった状態でＬｏ端側に駆動される。ところで、機関出荷前の初期学習処理において、動弁系が組立てられた直後にあっては動弁系の各摺動部における摩擦抵抗が相対的に大きいため、通常運転時と比較してクリアランスＨ１が詰まりにくい状態にある。その結果、最小限界値の学習においてコントロールシャフトＣＴがＬｏ端にまで駆動されたときのコントロールシャフトＣＴの実際の制御値と、通常機関運転時にコントロールシャフトＣＴがＬｏ端にまで駆動されたときの実際の制御値との間に偏差が発生し、最大リフト量の初期学習精度が低下するおそれがある。

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、駆動部材の係合部に存在するクリアランスに起因する最大リフト量の初期学習精度の低下を抑制することのできる動弁系の最大リフト量初期学習方法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、軸方向に沿って第１機械的限界位置と第２機械的限界位置との間で往復動することにより機関バルブの最大リフト量を変更するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトに連結され、同コントロールシャフトをその軸方向に駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの制御量に基づいて前記機関バルブの最大リフト量を検出する検出手段とを備え、前記機関バルブのバルブスプリングは前記コントロールシャフトが前記第１機械的限界位置側に位置するときほど同コントロールシャフトを前記第２機械的限界位置側に付勢する荷重が増大する動弁系に適用され、前記コントロールシャフトを前記第２機械的限界位置に駆動し、同コントロールシャフトが前記第２限界位置に到達した際に前記アクチュエータの制御値に基づいて検出された最大リフト量を前記第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値として学習する動弁系の最大リフト量初期学習方法において、前記第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値を学習するのに先立ち前記アクチュエータにより前記コントロールシャフトを前記第１機械的限界位置にまで駆動することをその要旨とする。

同構成では、第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値に係る学習を実行する前に、アクチュエータによりコントロールシャフトを第１機械的限界位置にまで駆動するようにしている。このようにアクチュエータによりコントロールシャフトを第１機械的限界位置に駆動したときに、バルブスプリングによるコントロールシャフトを第２機械的限界位置側に付勢する荷重がその最大値になる。そのため、コントロールシャフトが第１機械的限界位置に駆動されたときに、動弁系における各駆動部材の係合部に存在するクリアランスが同一の方向に的確に詰まるようになる。その後、コントロールシャフトは、主にバルブスプリングの付勢力により駆動され、そのクリアランスが上記方向に詰まった状態を維持したまま第２機械的限界位置側に駆動することができる。そして、コントロールシャフトが第２機械的限界位置に到達したときに、そのクリアランスが詰まった状態におけるアクチュエータの制御値に基づいて第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値を学習することができる。したがって、上記構成によれば、第２機械的限界位置に対応する最大リフト量を学習するに際し、駆動部材の係合部に存在するクリアランスに起因した最大リフト量の初期学習精度の低下を抑制することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動弁系の最大リフト量初期学習方法において、前記アクチュエータの駆動に対する抵抗荷重が大きいほど該アクチュエータの駆動荷重を増大させることにより前記コントロールシャフトを前記第１機械的限界位置に作動させ、前記駆動荷重が所定の閾値よりも大きい旨判断したときに、前記アクチュエータが前記第１機械的限界位置に到達したと判断することをその要旨とする。

同構成では、コントロールシャフトが第１機械的限界位置に到達した後に、アクチュエータの駆動に対する抵抗荷重の増大に伴ってアクチュエータの駆動荷重が所定の閾値よりも大きくなったときにアクチュエータが第１の機械的限界位置に到達したと判断するようにしている。このようにアクチュエータの駆動荷重が所定の閾値よりも大きくなることにより、動弁系における各駆動部材の係合部、特にアクチュエータとコントロールシャフトとの係合部に設けられたクリアランスをより的確に詰まった状態にすることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の動弁系の最大リフト量初期学習方法において、前記コントロールシャフトが前記第１機械的限界位置に到達したと判断した際のアクチュエータの制御量に基づいて検出された最大リフト量を前記第１機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値として学習することをその要旨とする。

同構成によれば、コントロールシャフトが第１機械的限界位置に到達したときに、動弁系における各駆動部材の係合部に設けられたクリアランスが上記方向に的確に詰まった状態で検出された最大リフト量を第１機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値として学習することができるようになる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の動弁系の最大リフト量初期学習方法において、前記検出手段は、前記アクチュエータの制御量について所定の基準値からの変更量を検出してメモリに記憶し、前記メモリに記憶された変更量と前記基準値とに基づいて前記アクチュエータの制御量を算出することをその要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の動弁系の最大リフト量初期学習方法において、前記メモリは揮発性のメモリであり、前記メモリに対する給電が一時的な停止状態から復帰した後に、前記アクチュエータにより前記コントロールシャフトを前記第２機械的限界位置に駆動し、同コントロールシャフトが停止したときの前記制御値を前記第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の前記初期値に基づいて再学習することをその要旨とする。

最大リフト量を検出する検出手段の具体的な構成としては、例えば請求項４に記載されるように、前記アクチュエータの制御量について所定の基準値からの変更量を検出してメモリに記憶し、前記メモリに記憶された変更量と前記基準値とに基づいて前記アクチュエータの制御量を算出する、といった構成を採用することができる。

ところで、上記メモリが揮発性のメモリである場合、車体や内燃機関の振動により、動弁系の電子制御装置の給電回路において接触不良が生じる可能性があり、揮発性メモリに対する給電の一時的な停止、いわゆる瞬断が生じることがある。そしてこのように揮発性メモリに対する給電が瞬断状態から復帰したときに、揮発性メモリに記憶されたデータの内容が変化したり、失われたりするおそれがある。したがって、その給電が瞬断状態から復帰したときに、アクチュエータの制御値、換言すれば最大リフト量を誤って検出し、最大リフト量の制御ができなくなることが懸念される。

この点、請求項５に記載の構成によれば、揮発性メモリに対する給電が瞬断状態から復帰した後に、アクチュエータによりコントロールシャフトを第２機械的限界位置に駆動し、同コントロールシャフトが停止したときの制御値を第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の前記初期値に基づいて再学習することができ、最大リフト量の制御を再開することができるようになる。また、こうした再学習処理においてコントロールシャフトが同限界位置にまで駆動されたときのアクチュエータの実際の制御値と、第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値を学習する初期学習処理においてコントロールシャフトがその限界位置にまで駆動されたときのアクチュエータの実際の制御値とは、同じ値であるため、最大リフト量を正確に再設定することができ、最大リフト量の制御を好適に再開することができるようになる。

以下、本発明を車両に搭載される内燃機関の動弁系の最大リフト量初期学習方法に適用した一実施形態について、図１〜図１３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動弁系の一部断面構造を示す断面図であり、図２は、同内燃機関の動弁系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が圧縮された状態で設けられている。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、排気側と同様に圧縮状態のバルブスプリング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。すなわち、ラッシュアジャスタ２２及びバルブスプリング２１の付勢力により、それら入力部５１と出力部５２との相対位相差を減少させようとする荷重が常に発生する。

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駆動可能なコントロールシャフト５４が挿入されている。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、電動式アクチュエータ６０（以下、単に「アクチュエータ６０」と称する）が設けられており、このアクチュエータ６０は、マイクロコンピュータ７０によりその駆動が制御される。以下、図４を参照してアクチュエータ６０の構造について詳細に説明する。図４は、アクチュエータ６０の構造を主に示す部分断面図である。

図４に示されるように、アクチュエータ６０のハウジング６０ａは、シリンダヘッド２に取り付けられている。このハウジング６０ａの内部には、コイルＣを有するステータ６１ａ、及び永久磁石を有するロータ６１ｂを備えたモータ６１と、そのモータ６１の回転を直線運動に変換してコントロールシャフト５４に伝達する遊星ギヤ機構６２とが設けられている。

この遊星ギヤ機構６２は、外周に螺旋状のスプラインを設けた出力軸６３、並びにそれとは逆回りのスプラインを、外周に設けた複数の遊星ギヤ６４と内周に設けたローラナット６５とを有して構成されている。

出力軸６３は、軸方向へ変位可能に、かつ軸線Ｌを中心として回転不能にハウジング６０ａにより支持され、その先端部（図４の左端部）は、連結部材６８によってコントロールシャフト５４に連結されている。ローラナット６５は、複列アンギュラ式のベアリング６６を介してロータ６１ｂと一体回転可能にハウジング６０ａにより支持されている。

また、遊星ギヤ６４は、それら出力軸６３及びローラナット６５の間に等角度毎に配置されている。遊星ギヤ６４のスプラインは、出力軸６３のスプラインと同出力軸６３に外嵌したローラナット６５のスプラインとの双方に噛合し、出力軸６３とローラナット６５との間で遊星ギヤ６４が出力軸６３を中心に公転しながら自転するように形成されている。

こうしたアクチュエータ６０により、ステータ６１ａのコイルＣに通電すると、ロータ６１ｂ及びローラナット６５が軸線Ｌを中心として回転され、各遊星ギヤ６４がそれぞれ自身の軸線を中心として自転しつつ、軸線Ｌの周りを公転する。なお、そのコイルＣに対する通電は、マイクロコンピュータ７０により機関の運転状態に基づいてデューティ制御されている。また上述したように、出力軸６３は、軸線Ｌを中心として回転不能であるが、軸方向へは変位可能であるため、各遊星ギヤ６４の自転及び公転によりその出力軸６３が軸方向に変位する。

そして、出力軸６３の軸方向の変位に伴いコントロールシャフト５４が軸方向に変位することにより、仲介駆動機構５０の駆動状態が変更され、吸気バルブ２０の最大リフト量が連続的に変化するようになる。具体的には、コントロールシャフト５４が図４の方向Ｆへ駆動されると、最大リフト量が減少する一方、コントロールシャフト５４が図４の方向Ｒへ駆動されると、最大リフト量が増大する。なお、出力軸６３には、ハウジング６０ａに当接可能な２つのストッパ６３ａ，６３ｂが固定されており、出力軸６３、換言すればコントロールシャフト５４は、これらストッパ６３ａ，６３ｂによって規制される駆動区間において駆動可能になっている。ストッパ６３ａがハウジング６０ａに当接する限界位置（以下「Ｈｉ端」と称する）に出力軸６３が変位したときに、最大リフト量がその最大値になる一方、ストッパ６３ｂがハウジング６０ａに当接する限界位置（以下「Ｌｏ端」と称する）に出力軸６３が変位したときに、最大リフト量がその最小値になる。

また、アクチュエータ６０における各部材の係合部、特に遊星ギヤ機構６２の各ギヤ間の噛合部には、適宜のクリアランスが存在している。図５（ａ）に、こうしたクリアランスの態様を模式的に示す。同図５（ａ）に示されるように、機関出荷前においてアクチュエータ６０が組立てられた後には、遊星ギヤ機構６２において同遊星ギヤ機構６２が出力軸６３に対して方向Ｒに相対的に作動することを許容するクリアランスＨ１と、遊星ギヤ機構６２が出力軸６３に対して方向Ｆに相対的に作動することを許容するクリアランスＨ２とが存在する。そして、上述のようにバルブスプリング２１によりコントロールシャフト５４をＬｏ端側に付勢する荷重Ｋが常に発生するため、機関出荷後の通常運転時には、図５（ｂ）に示されるように、クリアランスＨ１が詰まった状態で出力軸６３が駆動される。

さらに、先の図４に示されるように、アクチュエータ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に対応してローラナット６５と一体回転する８極の多極マグネット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６（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６３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６３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６３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、アクチュエータ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６３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６（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６３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６３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６３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、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。

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７４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７５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６及び図７を参照して詳細に説明する。

ここで、図６（ａ）〜（ｅ）は、上述したようにアクチュエータ６０の出力軸６３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６（ｆ）〜（ｈ）は、アクチュエータ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７（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７（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、モータ６１の回転位相を表す。具体的には、図７（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」とのいず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いずれかに設定されて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に基づきアクチュエータ６０の回転位相を検出し、同コイルＣの通電相を切り替えてモータを正・逆回転する。ここで、モータ６１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、アクチュエータ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、モータ６１の作用角、換言すればアクチュエータ６０の制御値について機関始動時における基準値からの変更量を表す。具体的には、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下りエッジのいずれが生じているか、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」とのいず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」とのいずれかが加算される（図７（ｂ）参照）。なお、同図７（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、モータ６１の正回転中であれば、位置カウント値Ｐは、図６（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６（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、アクチュエータ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６（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、アクチュエータ６０の制御値が機関始動時の基準値に対してどれだけ変化したか、言い換えれば吸気バルブ２０の最大リフト量が機関始動時の基準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、アクチュエータ６０の制御量の絶対値、換言すれば最大リフト量の実際値を表す。このストロークカウント値Ｓの初期設定は、後述する最大リフト量初期学習処理において行われる。機関運転時に、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。

したがって、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とに基づきストロークカウント値Ｓ、換言すれば最大リフト量の実際値を算出する。そして、マイクロコンピュータ７０は、こ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、アクチュエータ６０に対する通電のデューティ比ＤＵ、換言すればアクチュエータ６０の駆動荷重Ｑをフィードバック制御する。以下、アクチュエータ６０に対する通電のデューティ比の制御について詳細に説明する。

このデューティ比ＤＵのフィードバック制御に係る処理では、吸気バルブ２０の最大リフト量の制御目標値とその実際値との偏差ΔＲＶＬに基づいてデューティ比ＤＵが以下の各演算式（１）〜（４）を通じて設定される。

ＤＵ ← ＶＬＰ＋ＶＬＩ＋ＶＬＤ・・・（１）

ＶＬＰ←ＫＰ・ΔＲＶＬ ・・・（２）
ＫＰ：補正係数（比例ゲイン）

ＶＬＩ←ＫＩ・ΣΔＲＶＬ（ｉ） ・・・（３）
ＫＩ：補正係数（積分ゲイン）

ＶＬＤ←ＫＤ・（ΣΔＲＶＬ（ｉ）−ΣΔＲＶＬ（ｉ−１））／Δｔ ・・・（４）
ＫＤ：補正係数（微分ゲイン）
Δｔ：制御周期

上式（２）において、「ＶＬＰ」はフィードバック制御における比例項であり、吸気バルブ２０の最大リフト量の実際値とその目標値との間に乖離傾向が全く存在していない場合には、この比例項ＶＬＰはその基準値「０」に収束する。

一方、吸気バルブ２０の最大リフト量の実際値がその目標値よりも小さい場合には、比例項ＶＬＰは正の値に設定され、コントロールシャフト５４を図４の方向Ｒに付勢する駆動荷重Ｑが発生する。

他方、吸気バルブ２０の最大リフト量の実際値がその目標値よりも大きい場合には、比例項ＶＬＰは負の値に設定され、コントロールシャフト５４を図４の方向Ｒに付勢する駆動荷重Ｑが発生する。

このように最大リフト量の実際値と目標値との間の偏差ΔＲＶＬに基づき、それに見合う大きさの比例項ＶＬＰが算出されることにより、最大リフト量の実際値と目標値との間の乖離が補償されるようにデューティ比ＤＵが適切な量に設定されるようになる。

また、上式（３）において、「ＶＬＩ」はフィードバック制御における積分項である。上式（３）において、「ΣΔＲＶＬ」は、予め定められた所定期間における上記偏差ΔＲＶＬの積算値であり、添え字「ｉ」はその所定期間中の各制御周期において算出される偏差ΔＲＶＬの値をそれぞれ示している。同式（３）から明らかなように、最大リフト量の目標値と実際値との間に定常的な偏差が存在すると、積分項ＶＬＩは徐々に増大しあるいは減少するようになる。その結果、最大リフト量の目標値と実際値との間に比例項ＶＬＰによっては補償することのできないような定常的な偏差が存在する場合であっても、この積分項ＶＬＩにより、その偏差が打ち消されるようになる。

また、上式（４）において「ＶＬＤ」は微分項である。同式（４）に示されるように、最大リフト量の実際値と目標値との間の偏差ΔＲＶＬが急激に変化すると、微分項ＶＬＤはその変化を緩和するように変化する。

その結果、こうしたフィードバック制御により、アクチュエータ６０の駆動に対する抵抗荷重が大きいほど、同アクチュエータ６０の駆動荷重Ｑが大きく設定される。
なお、上述のように、バルブスプリング２１により、コントロールシャフト５４をＬｏ端側に付勢する荷重Ｋが常に発生するため、コントロールシャフト５４がＨｉ端側（図４の方向Ｒ）に駆動される場合に、アクチュエータ６０の駆動荷重Ｑは、バルブスプリング２１による荷重Ｋとアクチュエータ６０における摩擦抵抗との和よりも大きい値に設定される。これに対して、コントロールシャフト５４がＬｏ端側（図４の方向Ｆ）に駆動される場合には、アクチュエータ６０の駆動荷重Ｑは、アクチュエータ６０における摩擦抵抗に相当する、相対的に小さな値に設定され、コントロールシャフト５４が主にバルブスプリング２１の荷重Ｋにより駆動される。

上述のフィードバック制御により、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、車体や内燃機関の振動により、マイクロコンピュータ７０の給電回路において接触不良が生じる可能性があり、ＤＲＡＭ７２ｂに対する給電の一時的な停止、いわゆる瞬断が生じることがある。そしてこのようにＤＲＡＭ７２ｂに対する給電が瞬断状態から復帰したときに、ＤＲＡＭ７２ｂに記憶されたデータの内容が変化したり、失われたりするおそれがある。したがって、その給電が瞬断状態から復帰したときに、アクチュエータ６０の制御値、換言すれば吸気バルブ２０の最大リフト量を誤って検出し、最大リフト量の制御ができなくなることが懸念される。

そこで、こうした瞬断による悪影響を抑制するために、ＤＲＡＭ７２ｂに対する給電が瞬断状態から復帰した後に、アクチュエータ６０によりコントロールシャフト５４をＬｏ端にまで駆動し、同コントロールシャフト５４が停止したときの制御値に基づいてＬｏ端に対応する最大リフト量を再学習するＬｏ端学習処理を実行することができる。以下、図８のフローチャートを参照してこのＬｏ端学習処理の手順について説明する。

図８に示される一連の処理は、マイクロコンピュータ７０により所定の制御周期をもって繰り返して実行される。この処理ではまず、学習条件フラグＦｇが「オン」であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、この学習条件フラグＦｇは、機関始動時に「オフ」に設定され、ＤＲＡＭ７２ｂに対する給電の瞬断が発生したとき等、所定の学習条件が成立したときに、この処理とは別の処理を通じて「オン」に設定される。

この学習条件フラグＦｇが「オフ」である場合には（ステップＳ１０：ＮＯ）、所定の学習条件が成立していない旨判断し、この一連の処理を一旦終了する。一方、学習条件フラグＦｇが「オン」である場合には（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、所定の学習条件が成立した旨判断し、Ｌｏ端学習を実行する。

このＬｏ端学習の処理ではまず、瞬断後にＤＲＡＭ７２ｂに残存した位置カウント値ＰとＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶された基準値Ｓｇとに基づいてストロークカウント値Ｓを以下の式（５）に基づいて算出する（ステップＳ２０）。そして、更に以下の式（６）を通じてストロークカウント値の制御目標値Ｓｔを算出して前述のデューティ比ＤＵのフィードバック制御を実行する（ステップＳ３０）。

Ｓ ←Ｓｇ＋Ｐ …（５）
Ｓｔ←Ｓ−Ｂｒ …（６）
Ｂｒ：減量値

式（６）において、減量値Ｂｒは予め設定された正の値である。そのため、制御目標値Ｓｔはストロークカウント値Ｓよりも小さな値に設定され、アクチュエータ６０においてコントロールシャフト５４、換言すれば出力軸６３をＬｏ端側に付勢する駆動荷重Ｑが発生し、出力軸６３がＬｏ端側に変位するように駆動される。その結果、最大リフト量が減少するとともに、位置カウント値Ｐが減少するようになる。なお、この減量値Ｂｒは、最大リフト量が急激に変化することを抑制すべく、その大きさが適宜設定されている。

次に、デューティ比ＤＵに基づいて出力軸６３がＬｏ端に到達したか否かを判断する（ステップＳ４０）。図９に、出力軸６３がＬｏ端に到達した際における出力軸６３と遊星ギヤ機構６２との駆動態様を模式的に示す。同図９に示されるように、出力軸６３がＬｏ端に到達したときに、バルブスプリング２１による荷重Ｋがハウジング６０ａからストッパ６３ｂに作用する方向Ｒへの荷重ＫＳによって相殺されるようになるとともに、出力軸６３が停止する。そのため、上式（１）における積分項の増大によりデューティ比ＤＵが増大し、遊星ギヤ機構６２が出力軸６３に対して方向Ｆに相対的に駆動する傾向にある。しかし、遊星ギヤ機構６２と出力軸６３との間に摩擦力が発生するため、デューティ比ＤＵが所定値以上になるまでは遊星ギヤ機構６２が出力軸６３に対して駆動しない状態にある。したがって、クリアランスＨ１が詰まった状態を維持したままデューティ比ＤＵが所定の閾値ＤＵＬよりも大きくなることに基づいて出力軸６３がＬｏ端に到達した旨を判断することができる。なお、この閾値ＤＵＬは、出力軸６３がＬｏ端に到達した状態において、クリアランスＨ１が詰まった状態を維持できるデューティ比ＤＵの最大値よりも小さな値に設定されている。

ここで、デューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬ以下である旨判断された場合（ステップＳ４０：ＮＯ）、出力軸６３がＬｏ端に到達していないと判断し、先のステップＳ２０に戻り、出力軸６３を継続してＬｏ端側に駆動する。一方、デューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬよりも大きい旨判断された場合には（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、出力軸６３がＬｏ端に到達したと判断し、その時点のストロークカウント値ＳをＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶されたＬｏ端に対応するストロークカウント値の初期値Ｓｍｉｎに更新するとともに（ステップＳ５０）、位置カウント値Ｐを「０」にリセットする（ステップＳ６０）。なお、この初期値Ｓｍｉｎは、後述する出荷前に行われる最大リフト量初期学習処理において設定されて予めＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶されている。そして、学習条件フラグＦｇを「オフ」に設定し、この一連の処理を一旦終了する。

以下、図９及び図１０を併せ参照して上述のＬｏ端学習処理についてその一具体例を説明する。ここで、図１０は、Ｌｏ端学習処理の実行に伴うバルブスプリング２１による荷重Ｋ及びデューティ比ＤＵの時間的な推移を示すタイミングチャートである。

図１０の時刻ｔ１において学習条件フラグＦｇが「オン」である旨判断されると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、デューティ比ＤＵのフィードバック制御が実行されて出力軸６３がＬｏ端側に駆動される（ステップＳ２０〜４０）。このように出力軸６３がＬｏ端側に駆動される場合には、上述のように、デューティ比ＤＵがアクチュエータ６０における摩擦抵抗に相当する小さな値に設定され、出力軸６３は、クリアランスＨ１が詰まった状態で主にバルブスプリング２１の荷重Ｋにより駆動される。また、時間の推移に伴い出力軸６３がＬｏ端側に駆動されるほど、バルブスプリング２１の荷重Ｋが小さくなる一方、デューティ比ＤＵが略一定の値に維持される。

そして、時刻ｔ２において出力軸６３がＬｏ端に到達すると、図９に示されるように、バルブスプリング２１による荷重Ｋがハウジング６０ａからストッパ６３ｂに作用する方向Ｒへの荷重ＫＳによって相殺され、デューティ比ＤＵが増大する。

時刻ｔ３においてデューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬよりも大きい旨判断されると（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、出力軸６３がＬｏ端に到達した旨判断され、その時点のストロークカウント値ＳがＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶されたＬｏ端に対応するストロークカウント値の初期値Ｓｍｉｎに更新される（ステップＳ５０）。そして、位置カウント値Ｐが「０」にリセットされる（ステップＳ６０）。なお、この閾値ＤＵＬは、出力軸６３がＬｏ端に到達した状態において、クリアランスＨ１が詰まった状態を維持できるデューティ比ＤＵの最大値よりも小さな値に設定されているため、そのクリアランスＨ１が詰まった状態でストロークカウント値Ｓを初期値Ｓｍｉｎに更新される。

こうしたＬｏ端学習処理を実行することにより、ＤＲＡＭ７２ｂに対する給電が瞬断状態から復帰した後に、Ｌｏ端に対応するストロークカウント値の初期値Ｓｍｉｎに基づいて吸気バルブ２０の最大リフト量を再学習することができ、最大リフト量の制御を再開することができるようになる。

ところで、この初期値Ｓｍｉｎを設定するための機関出荷前の最大リフト量初期学習処理において、アクチュエータ６０におけるクリアランスに起因する初期値Ｓｍｉｎの学習精度の低下が発生するおそれがある。

すなわち、この初期学習処理は、出力軸６３をＬｏ端、Ｈｉ端に駆動し、出力軸６３がＬｏ端及びＨｉ端に到達したときのストロークカウント値ＳをそれらＬｏ端及びＨｉ端に対応するストロークカウント値の初期値Ｓｍｉｎ，Ｓｍａｘとしてそれぞれ設定するようにしている。なお、Ｌｏ端に対応する初期値Ｓｍｉｎの初期学習処理において、上述のＬｏ端学習処理と同じように、デューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬよりも大きくなったときに出力軸６３がＬｏ端に到達した旨判断される。しかしながら、初期値Ｓｍｉｎの初期学習処理において、動弁系が組立てられた直後にあっては動弁系の各摺動部における摩擦抵抗が相対的に大きいため、図５（ａ）のクリアランスＨ１が詰まりにくい状態にある。したがって、初期値Ｓｍｉｎの学習において出力軸６３がＬｏ端にまで駆動されたときに、クリアランスＨ１が詰まっていない状態でデューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬよりも大きくなったことに基づいて初期値Ｓｍｉｎを学習してしまい、最大リフト量の学習精度が低下するおそれがある。

そこで、本実施形態では、以下に説明する初期学習処理を採用することにより、こうした不都合を好適に抑制するようにしている。以下、図１１のフローチャートを参照して本実施形態に係る最大リフト量初期学習処理について説明する。

図１１に示される一連の処理は、機関出荷前において動弁系が組立てられた後に、所定の実験開始指令に基づいて実行される。この処理ではまず、同処理の開始時における出力軸６３の駆動位置をその基準位置とし、位置カウント値Ｐ、ストロークカウント値Ｓの基準値Ｓｇ及び制御目標値Ｓｔを「０」に設定する（ステップＳ１１０）。そして、位置カウント値Ｐと基準値Ｓｇとに基づいてストロークカウント値Ｓを上式（５）に基づいて算出するとともに（ステップＳ１２０）、以下の式（７）を通じてストロークカウント値の制御目標値Ｓｔを算出して前述のデューティ比ＤＵのフィードバック制御を実行する（ステップＳ１３０）。

Ｓｔ←Ｓ＋Ｂｉ …（７）
Ｂｉ：増量値

式（７）において、増量値Ｂｉは予め設定された正の値である。そのため、制御目標値Ｓｔはストロークカウント値Ｓよりも大きな値に設定され、アクチュエータ６０において出力軸６３をＨｉ端側に付勢する駆動荷重Ｑが発生し、出力軸６３がＨｉ端側に変位するように駆動される。その結果、最大リフト量が増大するとともに、位置カウント値Ｐが増大するようになる。なお、この増量値Ｂｉは、最大リフト量が急激に変化することを抑制すべく、その大きさが適宜設定されている。

次に、デューティ比ＤＵに基づいて出力軸６３がＨｉ端に到達したか否かを判断する（ステップＳ１４０）。図１２（ａ）に、出力軸６３がＨｉ端に到達した際における出力軸６３と遊星ギヤ機構６２との駆動態様を模式的に示す。同図１２（ａ）に示されるように、出力軸６３がＨｉ端に到達したときに、ハウジング６０ａからストッパ６３ａに作用する方向Ｆへの荷重ＫＳ１が発生して出力軸６３が停止する。そのため、上式（１）における積分項の増大により、デューティ比ＤＵが増大する傾向にある。したがって、デューティ比ＤＵが所定の閾値ＤＵＨよりも大きくなることに基づいて、出力軸６３がＨｉ端到達した旨を判断することができる。なお、この閾値ＤＵＨは、上述のＬｏ端学習処理において設定される閾値ＤＵＬよりも大きな値に設定される。

ここで、デューティ比ＤＵが閾値ＤＵＨ以下である旨判断された場合には（ステップＳ１４０：ＮＯ）、先のステップＳ１２０に戻り、出力軸６３を継続してＨｉ端側に駆動する。一方、デューティ比ＤＵが閾値ＤＵＨよりも大きい旨判断された場合には（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、その時点のストロークカウント値をＨｉ端に対応するストロークカウント値の初期値ＳｍａｘとしてＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶する（ステップＳ１５０）。

そして、上述のＬｏ端学習処理におけるステップＳ２０〜４０の処理と同じ処理を実行することにより出力軸６３をＬｏ端側に駆動する。すなわち、位置カウント値Ｐと基準値Ｓｇとに基づいてストロークカウント値Ｓを上式（５）に基づいて算出するとともに（ステップＳ１６０）、上式（６）を通じてストロークカウント値の制御目標値Ｓｔを算出して前述のデューティ比ＤＵのフィードバック制御を実行する（ステップＳ１７０）。上式（６）における減量値Ｂｒが予め設定された正の値であるため、制御目標値Ｓｔはストロークカウント値Ｓよりも小さな値に設定され、アクチュエータ６０においてコントロールシャフト５４、換言すれば出力軸６３をＬｏ端側に付勢する駆動荷重Ｑが発生し、出力軸６３がＬｏ端側に変位するように駆動される。

次に、デューティ比ＤＵに基づいて出力軸６３がＬｏ端に到達したか否かを判断する（ステップＳ１８０）。デューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬ以下である旨判断された場合には（ステップＳ１８０：ＮＯ）、先のステップＳ１６０に戻り、出力軸６３を継続してＬｏ端側に駆動する。

一方、デューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬよりも大きい旨判断された場合には（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、その時点のストロークカウント値ＳをＬｏ端に対応するストロークカウント値の初期値ＳｍｉｎとしてＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶し（ステップＳ１９０）、この一連の処理を終了する。

以下、図１２及び図１３を併せ参照して上述の初期学習処理についてその一具体例を説明する。図１２は、同初期学習処理が行われる際の出力軸６３の駆動態様を示す構成図であり、図１３は、本実施形態に係る初期学習処理の実行に伴うバルブスプリング２１による荷重Ｋ、デューティ比ＤＵ及びストロークカウント値Ｓの時間的な推移を示すタイミングチャートである。

図１３の時刻Ｔ１において初期学習処理が開始すると、処理開始時の出力軸６３の駆動位置を基準位置とし、位置カウント値Ｐ、ストロークカウント値Ｓの基準値Ｓｇ及び制御目標値Ｓｔが「０」に設定され（ステップＳ１１０）、ストロークカウント値Ｓが算出される（ステップＳ１２０）。ここで、位置カウント値Ｐ及び基準値Ｓｇが「０」に設定されたため、ストロークカウント値Ｓが「０」になる。

そして、上式（７）を通じてストロークカウント値の制御目標値Ｓｔが算出されてデューティ比ＤＵのフィードバック制御が実行され（ステップＳ１３０）、出力軸６３を図１２（ａ）の方向Ｒに付勢する駆動荷重Ｑ１が発生する。これにより、出力軸６３がＨｉ端側に駆動され、ストロークカウント値Ｓが大きくなる。また、時間の推移に伴い、出力軸６３がＨｉ端側に駆動されるほどバルブスプリング２１による荷重Ｋが大きくなるため、デューティ比ＤＵが荷重Ｋの増大に基づいて増大するように制御される。

図１３の時刻Ｔ２において出力軸６３がＨｉ端に到達すると、図１２（ａ）に示されるように、ハウジング６０ａからストッパ６３ａに作用する方向Ｆへの荷重ＫＳ１が発生して出力軸６３が停止し、上式（１）における積分項の増大により、デューティ比ＤＵが増大する。時刻Ｔ３においてデューティ比ＤＵが閾値ＤＵＨよりも大きい旨判断されると（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、その時点のストロークカウント値がＨｉ端に対応するストロークカウント値の初期値ＳｍａｘとしてＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶される（ステップＳ１５０）。

ここで、方向Ｆへの荷重Ｋ，荷重ＫＳ１、及び方向Ｒへの駆動荷重Ｑ１が共にそれらの最大値になるため、クリアランスＨ１が的確に詰まるようになる。
次に、上式（６）を通じてストロークカウント値の制御目標値Ｓｔが算出されてデューティ比ＤＵのフィードバック制御が実行され（ステップＳ１５０）、出力軸６３を図１２（ｂ）の方向Ｆに付勢する駆動荷重Ｑ２が発生する。なお、デューティ比ＤＵがアクチュエータ６０における摩擦抵抗に相当する相対的に小さな値に設定され、出力軸６３が主にバルブスプリング２１の荷重ＫによりＬｏ端側に駆動される。その結果、時間の推移に伴い出力軸６３がＬｏ端側に駆動されるほど、最大リフト量が減少するとともに、位置カウント値Ｐ及びストロークカウント値Ｓが減少するようになる。また、出力軸６３がＬｏ端側に駆動されるほど、バルブスプリング２１の荷重Ｋが小さくなる一方、デューティ比ＤＵが略一定の値に維持される。

図１３の時刻Ｔ４において出力軸６３がＬｏ端に到達すると、図１２（ｂ）に示されるように、ハウジング６０ａからストッパ６３ｂに作用する方向Ｒへの荷重ＫＳ２が発生して出力軸６３が停止する。そのため、上式（１）における積分項の増大により、デューティ比ＤＵが増大する。時刻Ｔ５においてデューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬよりも大きい旨判断されると（ステップＳ１８０：ＹＥＳ）、その時点のストロークカウント値がＬｏ端に対応するストロークカウント値の初期値ＳｍｉｎとしてＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶される（ステップＳ１９０）。

なお、出力軸６３がＬｏ端に到達して停止したときに、上式（１）における積分項の増大によりデューティ比ＤＵが増大し、遊星ギヤ機構６２が出力軸６３に対して方向Ｆに相対的に駆動する傾向にある。しかし、遊星ギヤ機構６２と出力軸６３との間に摩擦力が発生するため、デューティ比ＤＵが所定値以上になるまでは遊星ギヤ機構６２が出力軸６３に対して駆動しない状態にある。ここで、上述のように閾値ＤＵＬは、出力軸６３がＬｏ端に到達した状態において、クリアランスＨ１が詰まった状態を維持できるデューティ比ＤＵの最大値よりも小さな値に設定されているため、クリアランスＨ１が詰まった状態で検出されたストロークカウント値を初期値Ｓｍｉｎとして記憶することができる。すなわち、この初期学習処理においてコントロールシャフト５４がＬｏ端にまで駆動されたときのアクチュエータ６０の実際の制御値と、上述のＬｏ端学習処理においてコントロールシャフト５４がＬｏ端にまで駆動されたときのアクチュエータ６０の実際の制御値とは同じ値になる。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）Ｌｏ端に対応するストロークカウント値の初期値Ｓｍｉｎに係る初期学習を実行する前に、コントロールシャフト５４をＨｉ端にまで駆動するようにした。このようにアクチュエータ６０によりコントロールシャフト５４をＨｉ端に駆動したときに、バルブスプリング２１による荷重Ｋがその最大値になる。そのため、コントロールシャフト５４がＨｉ端に駆動されたときに、アクチュエータ６０におけるクリアランスＨ１が的確に詰まるようになる。その後、コントロールシャフト５４は、主にバルブスプリング２１の荷重Ｋにより駆動され、クリアランスＨ１が詰まった状態を維持したままＬｏ端に駆動されることができる。そして、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達したときに、クリアランスＨ１が詰まった状態で検出されたストロークカウント値を初期値Ｓｍｉｎとして記憶することができる。そのため、本実施形態に係る最大リフト量初期学習処理を採用することにより、クリアランスＨ１が詰まっていない状態で初期値Ｓｍｉｎを誤学習することを抑制し、動弁系に存在するクリアランスに起因した最大リフト量の学習精度の低下を抑制することができる。

（２）コントロールシャフト５４がＨｉ端に到達した後に、アクチュエータ６０の駆動に対する抵抗荷重の増大に伴ってアクチュエータ６０のデューティ比ＤＵが閾値ＤＵＨよりも大きくなったときにアクチュエータ６０がＨｉ端に到達したと判断するようにした。このようにデューティ比ＤＵが閾値ＤＵＨよりも大きくなることにより、クリアランスＨ１がより的確に詰まった状態になり、動弁系に存在するクリアランスに起因した最大リフト量の学習精度の低下を好適に抑制することができる。

（３）コントロールシャフト５４がＨｉ端に到達したときに、Ｈｉ端に対応するストロークカウント値の初期値Ｓｍａｘを学習するようにした。これにより、クリアランスＨ１が詰まった状態で初期値Ｓｍａｘを学習することができる。

（４）ＤＲＡＭ７２ｂに対する給電が瞬断状態から復帰した後に、コントロールシャフト５４をＬｏ端にまで駆動し、Ｌｏ端学習処理を実行するようにした。これにより、車体や内燃機関の振動に起因してＤＲＡＭ７２ｂに対する給電の瞬断が発生した場合には、Ｌｏ端に対応する最大リフト量を再学習することができ、最大リフト量の制御を再開することができるようになる。また、初期学習処理においてコントロールシャフト５４がＬｏ端にまで駆動されたときのアクチュエータ６０の実際の制御量と、Ｌｏ端学習処理においてコントロールシャフト５４がＬｏ端にまで駆動されたときのアクチュエータ６０の実際の制御量とは同じ駆動位置になるため、ストロークカウント値Ｓを正確に再設定することができ、最大リフト量の制御を好適に再開することができるようになる。

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、不揮発性メモリ（ＤＲＡＭ７２ｂ）に記憶された位置カウント値Ｐと基準値Ｓｇとに基づいてストロークカウント値Ｓを算出し、これに基づいて吸気バルブ２０の最大リフト量を検出するようにしている。これに限らず、例えば吸気バルブ２０の近傍に設けられたリフト量センサによりその最大リフト量を直接検出する動弁系等、他の動弁系においても、本発明に係る最大リフト量初期学習方法を採用することができる。ちなみに、上記実施形態において、Ｌｏ端学習処理を実行するときに、初期値Ｓｍｉｎの初期学習の学習精度低下に起因する悪影響について説明したが、このＬｏ端学習処理に限らず、例えば機関運転中に初期値Ｓｍｉｎに基づく他の制御を実行する場合においても、初期値Ｓｍｉｎを正確に把握することが重要となる。

・上記実施形態では、最大リフト量初期学習処理において、初期値Ｓｍｉｎを学習するのに先立ちコントロールシャフト５４をＨｉ端にまで駆動したときに、Ｈｉ端に対応するストロークカウント値Ｓの初期値Ｓｍａｘを学習するようにしている。例えば別の処理を通じて初期値Ｓｍａｘを学習する場合には、初期値学習処理において初期値Ｓｍａｘの学習を割愛してもよい。

・上記実施形態では、アクチュエータ６０のデューティ比ＤＵが閾値ＤＵＬ，ＤＵＨよりも大きくなったことに基づいてコントロールシャフト５４がＬｏ端，Ｈｉ端に到達した旨判断するようにしている。これに限らず、例えばストッパ６３ａ，６３ｂとハウジング６０ａとの接触を直接検出するセンサをＬｏ端，Ｈｉ端に配置する構成を採用することもできる。

・上記実施形態では、吸気バルブ２０の最大リフト量をフィードバック制御する内燃機関の動弁系に本発明を適用する場合について例示したが、排気バルブ１０の最大リフト量をフィードバック制御する動弁系においても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。

この発明の一実施形態にかかる内燃機関の動弁系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動弁系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。 同実施形態のアクチュエータの構造を主に示す部分断面図。 （ａ），（ｂ）同実施形態のアクチュエータにおける各部材の係合部、特に遊星ギヤ機構の各ギヤ間の噛合部に存在するクリアランスの態様を模式的に示す構成図。 （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ミングチャート。 （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。 同実施形態に係るＬｏ端学習についてその処理手順を示すフローチャート。 同Ｌｏ端学習処理において出力軸がＬｏ端に到達した際におけるその出力軸と遊星ギヤ機構との駆動態様を模式的に示す構成図。 同Ｌｏ端学習処理の実行に伴うバルブスプリングによる荷重Ｋ及びデューティ比ＤＵの時間的な推移を示すタイミングチャート。 同実施形態に係る最大リフト量初期学習についてその処理手順を示すフローチャート。 （ａ），（ｂ）同初期学習処理において出力軸がＨｉ端，Ｌｏ端に到達した際における出力軸と遊星ギヤ機構との駆動態様を模式的に示す構成図。 同初期学習処理の実行に伴うバルブスプリングによる荷重Ｋ、デューティ比ＤＵ及びストロークカウント値Ｓの時間的な推移を示すタイミングチャート。 従来の動弁系におけるアクチュエータとコントロールシャフトとの連結態様を模式的に示す構成図。 （ａ），（ｂ）従来の動弁系のコントロールシャフトと出力軸との係合部に存在するクリアランスの態様を模式的に示す構成図。

符号の説明

Ａ…アクチュエータ、Ａ１…出力軸、Ｃ…コイル、ＣＴ…コントロールシャフト、Ｓ１，Ｓ２…位置センサ、Ｄ１〜Ｄ３…電気角センサ、ＳＴ１，ＳＴ２…ストッパ、２…シリンダヘッド、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、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…アクチュエータ、６０ａ…ハウジング、６１…モータ、６１ａ…ステータ、６１ｂ…ロータ、６２……遊星ギヤ機構、６３…出力軸、６３ａ，６３ｂ…ストッパ、６４…遊星ギヤ、６５…ローラナット、６６…ベアリング、６８…連結部材、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）、７４…アクセルセンサ、７５…クランク角センサ、９０…排気動弁装置、１００…吸気動弁装置。

Claims (5)

1. 軸方向に沿って第１機械的限界位置と第２機械的限界位置との間で往復動することにより機関バルブの最大リフト量を変更するコントロールシャフトと、該コントロールシャフトに連結され、同コントロールシャフトをその軸方向に駆動するアクチュエータと、前記アクチュエータの制御量に基づいて前記機関バルブの最大リフト量を検出する検出手段とを備え、前記機関バルブのバルブスプリングは前記コントロールシャフトが前記第１機械的限界位置側に位置するときほど同コントロールシャフトを前記第２機械的限界位置側に付勢する荷重が増大する動弁系に適用され、前記コントロールシャフトを前記第２機械的限界位置に駆動し、同コントロールシャフトが前記第２限界位置に到達した際に前記アクチュエータの制御値に基づいて検出された最大リフト量を前記第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値として学習する動弁系の最大リフト量初期学習方法において、
   前記第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値を学習するのに先立ち前記アクチュエータにより前記コントロールシャフトを前記第１機械的限界位置にまで駆動する
   ことを特徴とする動弁系の最大リフト量初期学習方法。
2. 請求項１に記載の動弁系の最大リフト量初期学習方法において、
   前記アクチュエータの駆動に対する抵抗荷重が大きいほど該アクチュエータの駆動荷重を増大させることにより前記コントロールシャフトを前記第１機械的限界位置に作動させ、前記駆動荷重が所定の閾値よりも大きい旨判断したときに、前記アクチュエータが前記第１機械的限界位置に到達したと判断する
   ことを特徴とする動弁系の最大リフト量初期学習方法。
3. 請求項１又は２に記載の動弁系の最大リフト量初期学習方法において、
   前記コントロールシャフトが前記第１機械的限界位置に到達したと判断した際のアクチュエータの制御量に基づいて検出された最大リフト量を前記第１機械的限界位置に対応する最大リフト量の初期値として学習する
   ことを特徴とする動弁系の最大リフト量初期学習方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の動弁系の最大リフト量初期学習方法において、
   前記検出手段は、前記アクチュエータの制御量について所定の基準値からの変更量を検出してメモリに記憶し、前記メモリに記憶された変更量と前記基準値とに基づいて前記アクチュエータの制御量を算出する
   ことを特徴とする動弁系の最大リフト量初期学習方法。
5. 請求項４に記載の動弁系の最大リフト量初期学習方法において、
   前記メモリは揮発性のメモリであり、
   前記メモリに対する給電が一時的な停止状態から復帰した後に、前記アクチュエータにより前記コントロールシャフトを前記第２機械的限界位置に駆動し、同コントロールシャフトが停止したときの前記制御値を前記第２機械的限界位置に対応する最大リフト量の前記初期値に基づいて再学習する
   ことを特徴とする動弁系の最大リフト量初期学習方法。

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