JP2009299543A - 動弁系の異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因してバルブ特性を変更する駆動部材がその機械的限界位置に到達したときに、動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することを回避し、動弁系の駆動固着を正確に検出することのできる動弁系の異常検出方法を提供する。
【解決手段】今回の検出周期において吸気バルブ２０の最大リフト量の変更が初めて不能となったときに、動弁系の駆動固着の検出を保留するとともに、コントロールシャフト５４をＬｏ端に向けて駆動し、該コントロールシャフト５４が停止したときに同コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達したと判断して該時点の最大リフト量の検出値をＬｏ端に対応する初期値に設定するＬｏ端学習を行い、該Ｌｏ端学習が完了した後に最大リフト量の変更が再度不能となったことを条件に動弁系の駆動固着が発生した旨判定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの機械的限界位置の間で駆動部材を往復動することにより機関バルブのバルブ特性を変更する動弁系に適用され、バルブ特性の変更不能が発生することに基づいて動弁系の駆動固着を検出する動弁系の異常検出方法に関する。

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、機関出力軸によって回転する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。また、これら入力部材及び出力部材には、２つの機械的限界位置の間で往復動可能な駆動部材が駆動連結されるとともに、この駆動部材には、同駆動部材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機械的に規制された作動範囲において駆動部材を往復駆動すると、上述の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。

そして、こうした動弁系の制御装置にあっては、以下に示すような態様をもって機関バルブの最大リフト量を制御するようにしている。すなわち、この制御装置にあっては、アクチュエータの作動量、換言すれば機関バルブの最大リフト量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は、そのセンサによって検出される最大リフト量の検出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に対する通電のデューティ比をフィードバック制御することにより、上述の駆動部材を駆動して機関バルブの最大リフト量を制御するようにしている。

ところで、上述の最大リフト量の制御中に、動弁系において異物の噛み込み等により駆動固着が発生し、最大リフト量の変更不能が発生することがある。そこで、こうした駆動固着を早期に検出するために、例えば特許文献２に記載の異常検出方法を採用することができる。具体的には、この特許文献２に記載の異常検出方法では、アクチュエータに対する通電のデューティ比及びアクチュエータを流れる電流が所定の閾値よりも大きいにも拘わらず、検出された最大リフト量の検出値が変化しないときに、最大リフト量が変更不能な状態であると判断し、これに基づいて動弁系の駆動固着が発生した旨判断するようにしている。
特開２００５−２０１１１７号公報 特開２００７−２０５２９６号公報

このように、最大リフト量の変更が不能となったことに基づいて動弁系の駆動固着を判断することができる。ただし、ノイズ等により上述のセンサによって検出される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偏差が生じることがある。こうした偏差が生じた場合、センサによって検出された最大リフト量の検出値が設定された制御目標値に達していないものの、駆動部材がその制御目標値に対応する位置を通過して機械的限界位置に到達することがある。この場合、最大リフト量が制御目標値に達していない状態で同最大リフト量が変更不能となった旨の判断がなされることとなる。すなわち、最大リフト量の検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因して駆動部材が機械的限界位置に到達したことにより最大リフト量が変更不能になっているにもかかわらず、動弁系において噛み込み等により駆動固着が発生したと誤判断されるおそれがある。

なお、機関バルブの最大リフト量を変更する動弁系の異常検出方法について説明したが、こうした不都合は同構成に限らず、機関バルブの開閉弁時期等、他のバルブ特性を変更する動弁系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、検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因してバルブ特性を変更する駆動部材がその機械的限界位置に到達したときに、動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することを回避し、動弁系の駆動固着を正確に検出することのできる動弁系の異常検出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、２つの機械的限界位置の間で往復動することにより機関バルブのバルブ特性を変更する駆動部材と、前記駆動部材に連結され、同駆動部材を駆動するアクチュエータと、バルブ特性を検出する検出手段と、機関運転状態に基づいてバルブ特性の制御目標値を設定し、前記検出手段によって検出されるバルブ特性の検出値と前記制御目標値との乖離が小さくなるように前記アクチュエータを通じて前記駆動部材を駆動制御する駆動制御手段とを備える動弁系に適用され、前記駆動制御手段による駆動制御の実行中にバルブ特性の変更が不能となったことに基づいて前記動弁系の駆動固着を検出する動弁系の異常検出方法において、所定の検出周期においてバルブ特性の変更が初めて不能となったときに、前記動弁系の駆動固着の検出を保留するとともに、前記駆動部材を前記機械的限界位置の一方に向けて駆動し、該駆動部材が停止したときに同駆動部材がその機械的限界位置に到達したと判断して該時点のバルブ特性の検出値を該機械的限界位置に対応する同バルブ特性の初期値に設定する初期値学習を行い、該初期値学習が完了した後にバルブ特性の変更が再度不能となったことを条件に前記動弁系の駆動固着が発生した旨判定することをその要旨とする。

同構成では、所定の検出周期においてバルブ特性の変更が初めて不能になったときに動弁系の駆動固着の検出を保留するとともにバルブ特性の初期値学習を行い、該初期値学習が完了した後にバルブ特性の変更が再度不能になったときに動弁系の駆動固着が発生した旨判断するようにしている。これにより、例えば動弁系の駆動固着が発生しておらず、バルブ特性の検出値と実際値との間に偏差が存在していることに起因して駆動部材が機械的限界位置に到達し、バルブ特性の変更が不能となった場合に、バルブ特性の初期値学習によりバルブ特性の検出値と実際値との間に偏差が存在する状態が解消され、バルブ特性の制御が正確に再開されることができる。その結果、初期値学習が完了した後に駆動部材が機械的限界位置に再度到達することを回避することができ、バルブ特性の検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因して駆動部材が機械的限界位置に到達したときに、動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することを回避することができるようになる。一方、動弁系において噛み込み等により駆動固着が発生した場合には、初期値学習が行われて駆動部材の駆動制御が一旦再開されるものの、駆動部材の実際の可動範囲が駆動制御手段により認識される可動範囲よりも小さいため、初期値学習が完了した後にも、その駆動固着が発生した位置又は機械的限界位置に駆動部材が到達することがある。このように駆動固着が発生した位置又は機械的限界位置に駆動部材が到達すると、同バルブ特性の変更が再度不能となり、動弁系の駆動固着が発生した旨の判断がなされる。したがって、上記構成によれば、検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因して駆動部材が機械的限界位置に到達したときに動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することを回避し、動弁系の駆動固着を正確に検出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に記載の動弁系の異常検出方法において、前記検出手段は、バルブ特性について所定の基準値からの変更履歴を検出し、前記変更履歴と前記基準値とに基づいてバルブ特性を検出することをその要旨とする。

バルブ特性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２に記載されるように、バルブ特性について所定の基準値からの変更履歴を検出し、前記変更履歴と前記基準値とに基づいてバルブ特性を検出する、といった構成を採用することができる。こうした構成を採用した場合、変更履歴を検出するときにノイズ等によりバルブ特性の検出値と実際値との間に偏差が一旦発生すると、その後の変更履歴を正確に検出したとしても、その偏差が解消されない。そのため、それら検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因して駆動部材が機械的限界位置に到達したときに動弁系の駆動固着が発生した旨の誤判断がより発生しやすくなる。

この点、上記の構成によれば、所定の基準値からの変更履歴とその基準値とに基づいてバルブ特性を検出する構成を採用した場合であっても、バルブ特性の検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因して駆動部材が機械的限界位置に到達したときに動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することを回避し、動弁系の駆動固着を正確に検出することができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の動弁系の異常検出方法において、前記所定の検出周期においてバルブ特性の変更が初めて不能となったときに、前記２つの機械的限界位置のうち、前記駆動部材の停止位置とより近い位置にある機械的限界位置において初期値学習を行うことをその要旨とする。

同構成によれば、バルブ特性の変更が不能になったときに、２つの機械的限界位置のうち、駆動部材の停止位置との距離が相対的に短いほうの機械的限界位置において初期値学習を行うことにより、例えば駆動部材の停止位置と離れた位置にある機械的限界位置において初期値学習を行う場合と比較して、初期値学習に要する時間を短縮するとともに、同学習においてバルブ特性の変動を抑制することができ、初期値学習による機関運転状態の変動を抑制することができる。

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異常検出方法において、前記所定の検出周期においてバルブ特性の変更が初めて不能となったときに、該時点のバルブ特性の検出値とバルブ特性の変更が不能となる直前に前記駆動部材が変位していた方向に位置する前記機械的限界位置に対応するバルブ特性の初期値との差が所定量よりも大きい場合、前記初期値学習を禁止するとともに、前記動弁系の駆動固着が発生した旨判定することをその要旨とする。

ノイズ等によりバルブ特性の検出値と実際値との間に偏差の発生することはあるものの、その偏差が極端に大きくなる可能性が低い。そのため、バルブ特性の変更が不能となったときに、該時点のバルブ特性の検出値とバルブ特性の変更が不能となる直前に駆動部材が変位していた方向に位置する機械的限界位置に対応するバルブ特性の初期値との差が大きい場合、バルブ特性の検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因して駆動部材が機械的限界位置に到達した可能性は低く、むしろ実際に動弁系において駆動固着が発生している可能性のほうが高い。

この点、上記構成によれば、所定の検出周期においてバルブ特性の変更が初めて不能となったときに、該時点のバルブ特性の検出値とバルブ特性の変更が不能となる直前に駆動部材が変位していた方向に位置する機械的限界位置に対応するバルブ特性の初期値との差が所定量よりも大きい場合、バルブ特性の検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因して駆動部材が機械的限界位置に到達した可能性は極めて低いとみなし、初期値学習を禁止するとともに、動弁系の駆動固着が発生した旨判定する。これにより、早期に、且つ正確に動弁系の駆動固着を検出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異常検出方法に適用した一実施形態について、図１〜図１７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。

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。

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、及び同吸気バルブ２０の開弁期間に相当する作用角が変更される。図４は、これら入力部５１と出力部５２との相対位相差の変化に伴う吸気バルブ２０の最大リフト量及び作用角の変化を示すグラフである。図４に示されるように、入力部５１と出力部５２との相対位相差が増大するほど、吸気バルブ２０の最大リフト量及び作用角が増大する。なお、それら入力部５１と出力部５２との相対位相差が変化したときに、吸気バルブ２０の最大リフト量と作用角とは互いに対応して変化するため、以下に吸気バルブ２０の最大リフト量のみについて説明する。

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５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５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５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５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５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５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に当接する機械的限界位置（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に当接する機械的限界位置（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、図５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、コイルＣを流れる電流を検出する電流センサ７３、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履歴を表す。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。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制御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制御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５の方向Ｒに付勢する駆動荷重が発生する。

他方、吸気バルブ２０の最大リフト量の実際値がその制御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５の方向Ｒに付勢する駆動荷重が発生する。

このように最大リフト量の実際値と制御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制御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、最大リフト量の制御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、最大リフト量の制御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制御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に対する通電のデューティ比ＤＵが大きく設定され、アクチュエータ６０、正確にはコイルＣを流れる電流が大きくなる。

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、上述の最大リフト量の制御中に、例えば遊星ギヤ機構６２において異物の噛み込み等により駆動固着が発生し、最大リフト量の変更不能が発生することがある。そこで、こうした駆動固着を早期に検出するために、例えばデューティ比ＤＵ及びアクチュエータ６０を流れる電流が所定の閾値よりも大きいにも拘わらず、吸気バルブ２０の最大リフト量、換言すればストロークカウント値Ｓが変化しないときに、最大リフト量の変更不能が発生したと判断し、これに基づいて動弁系の駆動固着が発生した旨判断することができる。

ただし、位置センサＳ１，Ｓ２の出力信号にノイズが生じることにより、吸気バルブの最大リフト量の検出値と同最大リフト量の実際値との間に、換言すればストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと最大リフト量の実際値に対応するストロークカウント値Ｓ（以下、「ストロークカウントＳの実際値Ｓｊ」と称する）との間に偏差が生じることがある。こうした偏差が生じた場合、最大リフト量の検出値が設定された制御目標値に達していないものの、コントロールシャフト５４がその制御目標値に対応する位置を通過してＨｉ端又はＬｏ端に到達するおそれがある。この場合、最大リフト量が制御目標値に達していない状態で同最大リフト量の変更が不能となった旨の判断がなされる。すなわち、最大リフト量の検出値と実際値との偏差に起因してコントロールシャフト５４がＨｉ端又はＬｏ端に到達したときに、動弁系において噛み込み等により駆動固着が発生したと誤判断されるおそれがある。

そこで、本実施形態では、以下に説明する処理を実行することにより、こうした不都合を好適に回避するようにしている。
以下、図８〜１０のフローチャートを参照して本実施形態にかかる異常検出方法の処理手順について説明する。なお、図８〜１０に示される一連の検出処理は、機関運転の開始時から次の停止時までの期間、すなわち１つの機関運転トリップを一検出周期としてマイクロコンピュータ７０により実行される。

この処理ではまず、最大リフト量の変更が不能となったか否かを判断する（ステップＳ１０）。具体的には、単位時間内にストロークカウント値Ｓの変化量が所定の変化量よりも大きいときに、最大リフト量の変更が可能である旨判断し、デューティ比ＤＵ及びアクチュエータ６０を流れる電流が所定の閾値よりも大きいにも拘わらず、ストロークカウント値Ｓが変化しないときに、最大リフト量の変更が不能となった旨判断する。ここで、最大リフト量の変更が可能である旨判断された場合には（ステップＳ１０：ＮＯ）、動弁系において駆動固着が発生していないと判断し、予め設定された時間間隔を隔ててステップ１０による処理を繰り返して実行する。

一方、最大リフト量の変更が不能となった旨判断された場合には（ステップ１０：ＹＥＳ）、ストロークカウント値Ｓの変化履歴に基づき、最大リフト量の変更が不能となる直前にコントロールシャフト５４がＨｉ端側に変位していたか否かを判断する（ステップＳ２０）。コントロールシャフト５４がＨｉ端側に変位していた旨判断された場合には（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、最大リフト量の変更が不能となった際のストロークカウント値Ｓの検出値ＳｋとＨｉ端に対応するストロークカウント値Ｓの初期値Ｓｈｉとの差ΔＳｈｉ（＝Ｓｈｉ−Ｓ）が予め設定された閾値Ｓｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ３０）。

ここで、ノイズ等によりストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が発生したとしても、その偏差が極端に大きくなる可能性が低い。そのため、最大リフト量の変更が不能となったときに、該時点のストロークカウント値Ｓの検出値と実際値との差が大きい場合に、それら検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＨｉ端に到達した可能性は低く、むしろ実際に動弁系において駆動固着が発生している可能性のほうが高い。

したがって、差ΔＳｈｉが閾値Ｓｔｈよりも大きい旨判断された場合には（ステップＳ３０：ＮＯ）、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＨｉ端に到達した可能性は極めて低いとみなす。この場合には、動弁系の駆動固着が発生した旨判断し、車両の操作パネル等に設けられた警告ランプを点灯する（ステップＳ３２）。一方、差ΔＳｈｉが閾値Ｓｔｈ以下である旨判断された場合には（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＨｉ端に到達した可能性があると判断し、学習履歴フラグＦｇが「オン」であるか否かを判断する（ステップＳ３１）。なお、この学習履歴フラグＦｇは、今回の機関運転が開始した後に、後述のＬｏ端学習が実行されたか否かを表すフラグであり、機関始動時に「オフ」に設定されてＤＲＡＭ７２ｂに記憶される。

ここで、学習履歴フラグＦｇが「オフ」である旨判断された場合には（ステップＳ３１：ＮＯ）、今回の機関運転が開始した後に、Ｌｏ端学習が実行されたことがなく、最大リフト量の変更が初めて不能となった旨判断する。この場合、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＨｉ端に到達した可能性があると判断し、Ｌｏ端学習を実行する。

図１０のフローチャートに、このＬｏ端学習の処理手順を示す。すなわち、このＬｏ端学習の処理ではまず、最大リフト量の変更が不能となった際のストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋに基づき、以下の式（５）を通じてストロークカウント値Ｓ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Ｓ１１０）。

Ｓｔ←Ｓｋ−Ｂｄ …（５）
Ｂｄ：減量値

式（５）において、減量値Ｂｄ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の検出値Ｓｋよりも小さい値に設定され、コントロールシャフト５４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Ｂｄ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、上述のステップＳ１０と同様に、デューティ比ＤＵ、アクチュエータ６０を流れる電流及びストロークカウント値Ｓの変化量に基づいて最大リフト量の変更が不能となったか否かを判断する（ステップＳ１２０）。ここで、最大リフト量の変更が可能である旨判断された場合には（ステップＳ１２０：ＮＯ）、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達していないと判断し、先のステップＳ１１０に戻り、コントロールシャフト５４を継続してＬｏ端側に駆動する。一方、最大リフト量の変更が不能となった旨判断された場合には（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達したとみなし、その時点のストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋ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Ｓｌｏに更新するとともに（ステップＳ１３０）、位置カウント値Ｐを「０」にリセットする（ステップＳ１４０）。

そして、こうしたＬｏ端学習が完了した後に、図８のステップＳ３４に進み、学習履歴フラグＦｇを「オン」に設定し、ステップＳ１０による処理を繰り返して実行する。
一方、上述のステップＳ３１において、学習履歴フラグＦｇが「オン」である旨判断された場合には（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、すなわちＬｏ端学習が完了した後に最大リフト量の変更が再度不能となったと判断された場合には、動弁系の駆動固着が発生した旨判断し、車両の操作パネル等に設けられた警告ランプを点灯する（ステップＳ３２）。

ところで、上述のステップＳ２０において、最大リフト量の変更が不能となる直前にコントロールシャフト５４がＬｏ端に変位していた旨判断された場合には（ステップＳ２０：ＮＯ）、最大リフト量の変更が不能となった際のストロークカウント値Ｓの検出値ＳｋとＬｏ端に対応するストロークカウント値Ｓの初期値Ｓｌｏとの差ΔＳｌｏ（＝Ｓｋ−Ｓｌｏ）が閾値Ｓｔｈ以下であるか否かを判断する（ステップＳ４０）。

差ΔＳｌｏが閾値Ｓｔｈよりも大きい旨判断された場合には（ステップＳ４０：ＮＯ）、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値との間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した可能性は極めて低いとみなす。この場合には、動弁系の駆動固着が発生した旨判断し、車両の操作パネル等に設けられた警告ランプを点灯する（ステップＳ４２）。一方、差ΔＳｌｏが閾値Ｓｔｈ以下である旨判断された場合には（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、ストロークカウント値Ｓの検出値と実際値との間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した可能性があると判断し、学習履歴フラグＦｇが「オン」であるか否かを判断する（ステップＳ４１）。

ここで、学習履歴フラグＦｇが「オフ」である旨判断された場合には（ステップＳ４１：ＮＯ）、今回の機関運転が開始した後に最大リフト量の変更が初めて不能となったため、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した可能性があると判断し、上述のＬｏ端学習を実行する（ステップＳ４３）。

そして、こうしたＬｏ端学習が完了した後に、学習履歴フラグＦｇを「オン」に設定し（ステップＳ４４）、ステップＳ１０による処理を繰り返して実行する。一方、ステップＳ４１において、学習履歴フラグＦｇが「オン」である旨判断された場合には（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、すなわちＬｏ端学習が完了した後に最大リフト量の変更が再度不能となったと判断された場合には、動弁系の駆動固着が発生した旨判断し、車両の操作パネル等に設けられた警告ランプを点灯する（ステップＳ４２）。

次に、図１１〜図１７を参照して最大リフト量の変更が不能になったときに上述の異常検出方法の処理が実行される態様の複数の具体例について説明する。ここで、図１１〜図１７は、上述の異常検出方法の処理が実行されたときに、Ｌｏ端、Ｈｉ端、駆動固着が発生する位置（以下、「固着位置」と称する）及びコントロールシャフト５４の駆動位置の相対的な関係を模式的に示す説明図である。なお、図１１〜図１７に示されるように、これら具体例において、Ｌｏ端に対応するストロークカウント値Ｓの初期値Ｓｌｏは「１００」に設定されるとともに、Ｈｉ端に対応するストロークカウント値Ｓの初期値Ｓｈｉは「２００」に設定され、閾値Ｓｔｈは「１５」に設定されている。

図１１（ａ）に示されるように、コントロールシャフト５４がＨｉ端側に駆動され、動弁系の駆動固着により検出値Ｓｋが「１４０」になったときに今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となると（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ２０：ＹＥＳ）、検出値Ｓｋと初期値Ｓｈｉとの差ΔＳｈｉが閾値Ｓｔｈ以下である否かが判断される（ステップＳ３０）。ここで、差ΔＳｈｉ（「２００」−「１４０」＝「６０」）が閾値Ｓｔｈ（「１５」）よりも大きいため（ステップＳ３０：ＮＯ）、Ｌｏ端学習が実行されず、動弁系の駆動固着が発生した旨判断される（ステップＳ３２）。

また、図１１（ｂ）に示されるように、コントロールシャフト５４がＬｏ端側に駆動され、動弁系の駆動固着により検出値Ｓｋが「１６０」になったときに今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となると（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ２０：ＮＯ）、検出値Ｓｋと初期値Ｓｌｏとの差ΔＳｌｏが閾値Ｓｔｈ以下であるか否かが判断される（ステップＳ４０）。ここで、差ΔＳｌｏ（「１６０」−「１００」＝「６０」）が閾値Ｓｔｈ（「１５」）よりも大きいため（ステップＳ４０：ＮＯ）、Ｌｏ端学習が実行されず、動弁系の駆動固着が発生した旨判断される（ステップＳ４２）。

図１２（ａ）に示されるように、コントロールシャフト５４がＨｉ端側に駆動され、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間の偏差により、検出値Ｓｋが「１９０」になったときにコントロールシャフト５４がＨｉ端に到達し、今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となると（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ２０：ＹＥＳ）、検出値Ｓｋと初期値Ｓｈｉとの差ΔＳｈｉが閾値Ｓｔｈ以下である否かが判断される（ステップＳ３０）。ここで、差ΔＳｈｉ（「２００」−「１９０」＝「１０」）が閾値Ｓｔｈ（「１５」）以下であり（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、且つ最大リフト量の変更が初めて不能となったため（ステップＳ３１：ＮＯ）、Ｌｏ端学習が実行される（ステップＳ３３）。そして、図１２（ｂ）に示されるように、Ｌｏ端学習において、コントロールシャフト５４がＬｏ端にまで駆動され（ステップＳ１１０、Ｓ１２０）、その際のストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋ（「９０」）が初期値Ｓｌｏ（「１００」）に設定される。これにより、ストロークカウント値Ｓの検出値と実際値との間の偏差が解消され、最大リフト量の制御が正確に再開される。

図１３（ａ）に示されるように、コントロールシャフト５４がＬｏ端側に駆動され、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差により、ストロークカウント値Ｓが「１１０」になったときにコントロールシャフト５４がＬｏ端に到達し、今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となった場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ２０：ＮＯ）、検出値Ｓｋと初期値Ｓｌｏとの差ΔＳｌｏが閾値Ｓｔｈ以下であるか否かが判断される（ステップＳ４０）。ここで、差ΔＳｌｏ（「１１０」−「１００」＝「１０」）が閾値Ｓｔｈ（「１５」）以下であり（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、且つ最大リフト量の変更が初めて不能となったため（ステップＳ４１：ＮＯ）、Ｌｏ端学習が実行される（ステップＳ４３）。そして、図１３（ｂ）に示されるように、Ｌｏ端学習において、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した旨判断され（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、その際のストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋ（「１１０」）が初期値Ｓｌｏ（「１００」）に設定される。これにより、ストロークカウント値Ｓの検出値と実際値との間の偏差が解消され、最大リフト量の制御が正確に再開される。

図１４（ａ）に示されるように、コントロールシャフト５４がＨｉ端側に駆動され、動弁系の駆動固着によりストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋが「１９０」になったときに今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となると（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ２０：ＹＥＳ）、検出値Ｓｋと初期値Ｓｈｉとの差ΔＳｈｉが閾値Ｓｔｈ以下である下否かが判断される（ステップＳ３０）。ここで、差ΔＳｈｉ（「２００」−「１９０」＝「１０」）が閾値Ｓｔｈ（「１５」）以下であり（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、且つ最大リフト量の変更が初めて不能となったため（ステップＳ３１：ＮＯ）、Ｌｏ端学習が実行される（ステップＳ３３）。図１４（ｂ）に示されるように、Ｌｏ端学習において、コントロールシャフト５４がＬｏ端にまで駆動され（ステップＳ１１０、Ｓ１２０）、その際のストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋ（「１００」）が初期値Ｓｌｏ（「１００」）に設定される。ここで、Ｌｏ端学習が完了した後に、ストロークカウント値Ｓの検出値と実際値との間に偏差が存在しないが、コントロールシャフト５４の実際の可動範囲、すなわちＬｏ端（Ｓｊ＝「１００」）から固着位置（Ｓｊ＝「１９０」）までの範囲がマイクロコンピュータ７０により認識される可動範囲、すなわちＬｏ（Ｓｊ＝「１００」）端からＨｉ端（Ｓｊ＝「２００」）までの範囲よりも小さい。そのため、図１４（ｃ）に示されるように、Ｌｏ端学習が完了した後においても、コントロールシャフト５４が固着位置に到達し、最大リフト量の変更が再度不能となることがある（ステップＳ３１：ＹＥＳ）。この場合には、動弁系の駆動固着が発生した旨判断される（ステップＳ３２）。

図１５（ａ）に示されるように、コントロールシャフト５４がＬｏ端側に駆動され、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間の偏差により、ストロークカウント値Ｓが「１１０」になったときにコントロールシャフト５４がＬｏ端に到達し、今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となると（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ２０：ＮＯ）、検出値Ｓｋと初期値Ｓｌｏとの差ΔＳｌｏが閾値Ｓｔｈ以下であるか否かが判断される（ステップＳ４０）。ここで、差ΔＳｌｏ（「１１０」−「１００」＝「１０」）が閾値Ｓｔｈ（「１５」）以下であり（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、且つ最大リフト量の変更が初めて不能となったため（ステップＳ４１：ＮＯ）、Ｌｏ端学習が実行される（ステップＳ４３）。そして、図１５（ｂ）に示されるように、Ｌｏ端学習において、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した旨判断され（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、その際のストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋ（「１１０」）が初期値Ｓｌｏ（「１００」）に設定される。これにより、検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間の偏差が解消される。このようにＬｏ端学習により検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間の偏差が解消されたが、コントロールシャフト５４の実際の可動範囲、すなわちＬｏ端（Ｓｊ＝「１００」）から固着位置（Ｓｊ＝「１９０」）までの範囲がマイクロコンピュータ７０により認識される可動範囲、すなわちＬｏ（Ｓｊ＝「１００」）端からＨｉ端（Ｓｊ＝「２００」）までの範囲よりも小さい。そのため、図１５（ｃ）に示されるように、Ｌｏ端学習が完了した後に、コントロールシャフト５４がＨｉ端側に駆動され、検出値Ｓｋが「１９０」になったときに動弁系の駆動固着により最大リフト量の変更が再度不能となることがある（ステップＳ３１：ＹＥＳ）。この場合には、動弁系の駆動固着が発生した旨判断される（ステップＳ３２）。

図１６（ａ）に示されるように、コントロールシャフト５４がＬｏ端側に駆動され、動弁系の駆動固着により、検出値Ｓｋが「１１０」になったときに今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となると（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ２０：ＮＯ）、検出値Ｓｋと初期値Ｓｌｏとの差ΔＳｌｏが閾値Ｓｔｈ以下である下否かが判断される（ステップＳ４０）。ここで、差ΔＳｈｉ（「１１０」−「１００」＝「１０」）が閾値Ｓｔｈ（「１５」）以下であり（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、且つ最大リフト量の変更が初めて不能となったため（ステップＳ４１：ＮＯ）、Ｌｏ端学習が実行される（ステップＳ４３）。図１６（ｂ）に示されるように、コントロールシャフト５４が固着位置よりもＬｏ端側に駆動できないため、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した旨の判断がなされ（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、その時点の検出値Ｓｋ（「１１０」）が初期値Ｓｌｏ（「１００」）に設定される。これにより、コントロールシャフト５４の実際の可動範囲、すなわち固着位置（Ｓｊ＝「１１０」）からＨｉ端（Ｓｊ＝「２００」）までの範囲がマイクロコンピュータ７０により認識される可動範囲、すなわち固着位置（Ｓｊ＝「１１０」）からストロークカウント値Ｓが「２１０」である位置までの範囲よりも小さくなる。そのため、図１６（ｃ）に示されるように、Ｌｏ端学習が完了した後において、コントロールシャフト５４がＨｉ端に到達し、最大リフト量の変更が再度不能となることがある（ステップＳ３１：ＹＥＳ）。この場合には、動弁系の駆動固着が発生した旨判断される（ステップＳ３２）。

図１７（ａ）に示されるように、コントロールシャフト５４がＨｉ端側に駆動され、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間の偏差によりコントロールシャフト５４がＨｉ端に到達し、その検出値Ｓｋが「１９０」になったときに今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となると（ステップＳ１０：ＹＥＳ、ステップＳ２０：ＹＥＳ）、検出値Ｓｋと初期値Ｓｈｉとの差ΔＳｈｉが閾値Ｓｔｈ以下である下否かが判断される（ステップＳ３０）。ここで、差ΔＳｈｉ（「２００」−「１９０」＝「１０」）が閾値Ｓｔｈ（「１５」）以下であり（ステップＳ３０：ＹＥＳ）、且つ最大リフト量の変更が初めて不能となったため（ステップＳ３１：ＮＯ）、Ｌｏ端学習が実行される（ステップＳ３３）。ここで、Ｌｏ端学習において、コントロールシャフト５４がＬｏ端側に駆動されるときに、動弁系の駆動固着が発生することがある。例えば図１７（ｂ）に示されるように、Ｌｏ端学習において検出値Ｓｋが「１００」になったときに駆動固着により最大リフト量の変更が不能となると、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した旨の判断がなされ（ステップＳ１２０：ＹＥＳ）、その時点の検出値Ｓｋ（「１００」）が初期値Ｓｌｏ（「１００」）に設定される。すなわち、Ｌｏ端学習が実行されたが、検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間の偏差が解消されておらず、コントロールシャフト５４の実際の可動範囲、すなわち固着位置（Ｓｊ＝「１１０」）からＨｉ端（Ｓｊ＝「２００」）までの範囲がマイクロコンピュータ７０により認識される可動範囲、すなわち固着位置（Ｓｊ＝「１１０」）からストロークカウント値Ｓが「２１０」である位置までの範囲よりも小さくなる。そのため、図１７（ｃ）に示されるように、Ｌｏ端学習が完了した後においても、コントロールシャフト５４がＨｉ端に到達し、最大リフト量の変更が再度不能となることがある（ステップＳ３１：ＹＥＳ）。この場合には、動弁系の駆動固着が発生した旨判断される（ステップＳ３２）。

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）今回の検出周期において吸気バルブ２０の最大リフト量の変更が初めて不能になったときに動弁系の駆動固着の検出を保留するとともに最大リフト量のＬｏ端学習を行い、該Ｌｏ端学習が完了した後に最大リフト量の変更が再度不能になったときに動弁系の駆動固着が発生した旨判断するようにした。これにより、動弁系の駆動固着が発生しておらず、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が存在していることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端又はＨｉ端に到達し、最大リフト量の変更が不能となった場合に、Ｌｏ端学習によりストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が存在する状態が解消され、最大リフト量の制御が正確に再開されることができる。その結果、Ｌｏ端学習が完了した後にコントロールシャフト５４がＬｏ端及びＨｉ端に再度到達することを回避することができ、それら検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端又はＨｉ端に到達したときに、動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することを回避することができるようになる。一方、動弁系において噛み込み等により駆動固着が発生した場合には、Ｌｏ端学習が行われて最大リフト量の制御が一旦再開されるものの、コントロールシャフト５４の実際の可動範囲がマイクロコンピュータ７０により認識される可動範囲よりも小さいため、Ｌｏ端学習が完了した後にも、その駆動固着が発生した位置又はＬｏ端、Ｈｉ端にコントロールシャフト５４が到達することがある。このように駆動固着が発生した位置又はＬｏ端、Ｈｉ端にコントロールシャフト５４が到達すると、最大リフト量の変更が再度不能となり、動弁系の駆動固着が発生した旨の判断がなされる。したがって、上記実施形態によれば、検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端又はＨｉ端に到達したときに動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することを回避し、動弁系の駆動固着を正確に検出することができるようになる。

（２）ストロークカウント値Ｓについて基準値Ｓｇからの変更履歴、すなわち位置カウント値Ｐを検出し、基準値Ｓｇと位置カウント値Ｐとに基づいてそのストロークカウント値Ｓ、換言すれば吸気バルブ２０の最大リフト量を検出するようにした。こうした構成を採用した場合、位置カウント値Ｐを検出するときにノイズが発生することによりストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が一旦発生すると、その後の位置カウント値Ｐを正確に検出したとしても、その偏差が解消されない。そのため、それら検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端又はＨｉ端に到達したときに動弁系の駆動固着が発生した旨の誤判断がより発生しやすくなる。

この点、上述の異常検出方法を採用することにより、本実施形態のように位置カウント値Ｐとその基準値Ｓｇとに基づいてストロークカウント値Ｓを検出する構成を採用した場合であっても、それら検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端又はＨｉ端に到達したときに動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することを回避し、動弁系の駆動固着を正確に検出することができるようになる。

（３）今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となったときに、該時点のストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと最大リフト量の変更が不能となる直前にコントロールシャフト５４が変位していた方向に位置する機械的限界位置に対応するストロークカウント値Ｓの初期値との差が閾値Ｓｔｈよりも大きい場合、Ｌｏ端学習を禁止し、動弁系の駆動固着が発生した旨判断するようにした。これにより、今回の検出周期において最大リフト量の変更が初めて不能となったときに、該時点のストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと最大リフト量の変更が不能となる直前にコントロールシャフト５４が変位していた方向に位置する機械的限界位置に対応するストロークカウント値Ｓの初期値との差が閾値Ｓｔｈよりも大きい場合、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４が機械的限界位置に到達した可能性は極めて低いとみなし、Ｌｏ端学習を禁止するとともに、動弁系の駆動固着が発生した旨判定する。これにより、早期に、且つ正確に動弁系の駆動固着を検出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。
・上記実施では、今回の検出周期において吸気バルブ２０の最大リフト量の変更が初めて不能になったときに最大リフト量のＬｏ端学習を実行するようにしている。これに限らず、吸気バルブ２０の最大リフト量の変更が初めて不能になったときに、コントロールシャフト５４をＨｉ端に向けて駆動し、コントロールシャフト５４が停止したときに同コントロールシャフト５４がＨｉ端に到達したと判断して該時点のストロークカウント値Ｓの検出値ＳｋをＨｉ端に対応する初期値Ｓｈｉに設定するＨｉ端学習を実行してもよい。また、吸気バルブ２０の最大リフト量の変更が初めて不能になったときに、２つの機械的限界位置のうち、コントロールシャフト５４の停止位置とより近い位置にある機械的限界位置において初期値学習を行う構成を採用することもできる。こうした構成を採用することにより、例えばコントロールシャフト５４の停止位置と離れた位置にある機械的限界位置において初期値学習を行う場合と比較して、初期値学習に要する時間を短縮するとともに、同学習において最大リフト量の変動を抑制することができ、初期値学習による機関運転状態の変動を抑制することができる。

・上記実施形態では、１つの機関運転トリップを一検出周期とするようにしたが、これに限らず、２つ以上の運転トリップを一検出周期とする構成を採用することもできる。なお、こうした構成を採用した場合、一検出周期の開始から完了まで学習履歴フラグＦｇの値を記憶することが必要となるため、その学習履歴フラグＦｇをＥＥＰＲＯＭ７２ｃ等、不揮発性メモリに記憶することが望ましい。

・上記実施形態では、最大リフト量の変更が初めて不能となったときに、該時点の検出値Ｓｋと最大リフト量の変更が不能となる直前にコントロールシャフト５４が変位していた方向に位置する機械的限界位置に対応するストロークカウント値Ｓの初期値との差が閾値Ｓｔｈよりも大きい場合、ストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４が機械的限界位置に到達した可能性は極めて低いとみなし、Ｌｏ端学習を禁止するとともに、動弁系の駆動固着が発生した旨判断するようにしている（ステップＳ２０、ステップＳ３０、ステップＳ４０）。これに限らず、例えばノイズ以外の要因によりストロークカウント値Ｓの検出値Ｓｋと実際値Ｓｊとの間に大きなずれが発生する可能性が高い場合には、図１８のフローチャートに示されるように、ステップＳ２０，３０の処理を省略し、最大リフト量の変更が初めて不能となったことを条件に（ステップＳ３１：ＮＯ）、Ｌｏ端学習を実行する構成を採用することもできる。

・上記実施形態では、ストロークカウント値Ｓについて基準値Ｓｇからの変更履歴、すなわち位置カウント値Ｐを検出し、基準値Ｓｇと位置カウント値Ｐとに基づいてそのストロークカウント値Ｓ、換言すれば吸気バルブ２０の最大リフト量を検出する動弁系の異常検出方法に本発明を適用した場合について例示した。これに限らず、例えばポテンショメータ等により最大リフト量を直接検出する構成を採用した場合においても、電気的なバラツキや経年変化等により最大リフト量の検出値とその実際値との間に偏差が生じていることに起因してコントロールシャフト５４がＬｏ端又はＨｉ端に到達したときに、動弁系の駆動固着が発生したと誤判断することがある。したがって、このように最大リフト量を直接検出する動弁系の異常検出方法においても、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。

・上記実施形態では、機関バルブの最大リフト量及び作用角を変更する動弁系の異常検出方法に本発明を適用した場合について例示したが、これに限らず、例えば機関バルブの開弁時間等、他のバルブ特性を変更する動弁系の異常検出方法においても、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。 同実施形態の入力部と出力部との相対位相差の変化に伴う吸気バルブの最大リフト量及び作用角の変化を示すグラフ。 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）〜（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。 同実施形態にかかる異常検出方法の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる異常検出方法の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる異常検出方法の処理手順を示すフローチャート。 （ａ），（ｂ）同実施形態にかかる異常検出方法の処理が実行されたときに、Ｌｏ端、Ｈｉ端、固着位置及びコントロールシャフトの駆動位置の相対的な関係の一具体例を模式的に示す説明図。 （ａ），（ｂ）同実施形態にかかる異常検出方法の処理が実行されたときに、Ｌｏ端、Ｈｉ端及びコントロールシャフトの駆動位置の相対的な関係の一具体例を模式的に示す説明図。 （ａ），（ｂ）同実施形態にかかる異常検出方法の処理が実行されたときに、Ｌｏ端、Ｈｉ端及びコントロールシャフトの駆動位置の相対的な関係の一具体例を模式的に示す説明図。 （ａ）〜（ｃ）同実施形態にかかる異常検出方法の処理が実行されたときに、Ｌｏ端、Ｈｉ端、固着位置及びコントロールシャフトの駆動位置の相対的な関係の一具体例を模式的に示す説明図。 （ａ）〜（ｃ）同実施形態にかかる異常検出方法の処理が実行されたときに、Ｌｏ端、Ｈｉ端、固着位置及びコントロールシャフトの駆動位置の相対的な関係の一具体例を模式的に示す説明図。 （ａ）〜（ｃ）同実施形態にかかる異常検出方法の処理が実行されたときに、Ｌｏ端、Ｈｉ端、固着位置及びコントロールシャフトの駆動位置の相対的な関係の一具体例を模式的に示す説明図。 （ａ）〜（ｃ）同実施形態にかかる異常検出方法の処理が実行されたときに、Ｌｏ端、Ｈｉ端、固着位置及びコントロールシャフトの駆動位置の相対的な関係の一具体例を模式的に示す説明図。 上記動弁系の異常検出方法の変形例についてその処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

Ｃ…コイル、Ｓ１，Ｓ２…位置センサ、Ｄ１〜Ｄ３…電気角センサ、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（駆動制御手段）、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…電流センサ、７４…アクセルセンサ、９０…排気弁開閉機構、１００…吸気弁開閉機構。

Claims (4)

1. ２つの機械的限界位置の間で往復動することにより機関バルブのバルブ特性を変更する駆動部材と、前記駆動部材に連結され、同駆動部材を駆動するアクチュエータと、バルブ特性を検出する検出手段と、機関運転状態に基づいてバルブ特性の制御目標値を設定し、前記検出手段によって検出されるバルブ特性の検出値と前記制御目標値との乖離が小さくなるように前記アクチュエータを通じて前記駆動部材を駆動制御する駆動制御手段とを備える動弁系に適用され、前記駆動制御手段による駆動制御の実行中にバルブ特性の変更が不能となったことに基づいて前記動弁系の駆動固着を検出する動弁系の異常検出方法において、
   所定の検出周期においてバルブ特性の変更が初めて不能となったときに、前記動弁系の駆動固着の検出を保留するとともに、前記駆動部材を前記機械的限界位置の一方に向けて駆動し、該駆動部材が停止したときに同駆動部材がその機械的限界位置に到達したと判断して該時点のバルブ特性の検出値を該機械的限界位置に対応する同バルブ特性の初期値に設定する初期値学習を行い、該初期値学習が完了した後にバルブ特性の変更が再度不能となったことを条件に前記動弁系の駆動固着が発生した旨判定する
   ことを特徴とする動弁系の異常検出方法。
2. 請求項１に記載の動弁系の異常検出方法において、
   前記検出手段は、バルブ特性について所定の基準値からの変更履歴を検出し、前記変更履歴と前記基準値とに基づいてバルブ特性を検出する
   ことを特徴とする動弁系の異常検出方法。
3. 請求項１又は２に記載の動弁系の異常検出方法において、
   前記所定の検出周期においてバルブ特性の変更が初めて不能となったときに、前記２つの機械的限界位置のうち、前記駆動部材の停止位置とより近い位置にある機械的限界位置において初期値学習を行う
   ことを特徴とする動弁系の異常検出方法。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の動弁系の異常検出方法において、
   前記所定の検出周期においてバルブ特性の変更が初めて不能となったときに、該時点のバルブ特性の検出値とバルブ特性の変更が不能となる直前に前記駆動部材が変位していた方向に位置する前記機械的限界位置に対応するバルブ特性の初期値との差が所定量よりも大きい場合、前記初期値学習を禁止するとともに、前記動弁系の駆動固着が発生した旨判定する
   ことを特徴とする動弁系の異常検出方法。

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