JP2011080431A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可変制御部材の制御範囲を機構的な不都合の発生なく速やかに学習可能な内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【解決手段】内燃機関が運転状態にあるとき(S02)、可変制御部材の現在までの制御範囲の最小値を基準として規制部材から所定の近接距離位置を制御目標位置に設定し(S03)、可変制御部材の作動位置が該所定の近接距離位置となるようアクチュエータを第１の速度以上で作動させた後(S04)、可変制御部材が規制部材の位置に到達したことを判定するまでアクチュエータを第１の速度より遅い第２の速度以下で作動させ(S05,S06)、可変制御部材が規制部材の位置に到達したことを判定すると可変作動位置検出手段により検出された作動位置を可変制御部材の新たな制御範囲の最小値として学習する(S07〜S10)。
【選択図】図２

Description

本発明は、吸気バルブあるいは排気バルブのバルブリフト量や位相を可変制御部材を介してアクチュエータにより連続的に可変制御する内燃機関の可変動弁装置に係り、詳しくは可変制御部材の制御範囲を学習する技術に関する。

車両に搭載されるレシプロ式のエンジン（内燃機関）において、エンジンの排出ガスの対策やポンピングロスの改善を図るため、シリンダヘッドに吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量や位相等のバルブ特性を連続的に可変制御可能な可変動弁装置を搭載することが知られている。
このような可変動弁装置では、通常、カムシャフトやロッカシャフト等のコントロールシャフト（可変制御部材）をアクチュエータにより一定角度範囲で回転させ、これにより吸気バルブあるいは排気バルブのバルブリフト量や位相等を可変制御するようにしている。

このようにコントロールシャフトをアクチュエータで回転させる場合、アクチュエータひいてはコントロールシャフトの作動範囲は機構的な制約を受けるのが一般的であり、かかる機構的な制約の中でコントロールシャフトの制御範囲の最小値や最大値を作動範囲に合わせて常に適正に維持しておくことはエンジンの性能を維持し、故障を抑制してエンジンの耐久性を確保する上で重要である。そこで、アクチュエータひいてはコントロールシャフトの制御範囲を学習し補正することが考えられ、例えば可変動弁装置の機構的な最小値について学習により補正する構成の装置が開発されている（特許文献１参照）。

特許第３９８２４９２号公報

ところで、吸気バルブや排気バルブはエンジンが停止している状態では容易に作動させることができないため、エンジンが作動しているときにアクチュエータひいてはコントロールシャフトの制御範囲の学習を行う必要があり、上記特許文献１に開示の技術においても、エンジンの作動中、例えば燃料カット時に学習を行うようにしている。
しかしながら、例えば燃料カット時以外の通常のエンジンの作動中にアクチュエータひいてはコントロールシャフトの制御範囲の学習を行うようにすると、アクチュエータをコントロールシャフトが作動範囲の機構的な最小値や最大値となるまで一旦作動させる必要があり、この間、吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量や位相等が変化してエンジン出力が変動し、車両の運転者や乗員に違和感を与えるおそれがある。

このようなことから、アクチュエータを高速作動させて学習を速やかに完了させることが考えられるが、この場合にはアクチュエータひいてはコントロールシャフトを急激に加減速させなければならず、可変動弁装置に余計な負荷を与えて故障を招きかねないという問題がある。例えば、アクチュエータひいてはコントロールシャフトの作動範囲をストッパ等により機構的に制限しているような場合にあっては、オーバシュートによりストッパ等への部材の衝突が激しくなって亀裂が生じたりアクチュエータからコントロールシャフトまでの間の連結部材において噛み込みが生じたりする等の機構的な不都合が発生し兼ねず、好ましいことではない。

そして、特許文献１を見ても、学習を速やかに完了させることについては何ら開示も示唆もされていない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、可変制御部材の制御範囲を機構的な不都合の発生なく速やかに学習可能な内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。

上記した目的を達成するために、請求項１の内燃機関の可変動弁装置は、吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を連続的に可変制御可能な内燃機関の可変動弁装置において、前記吸気バルブまたは前記排気バルブのバルブ特性を可変させる可変制御部材と、前記可変制御部材を作動させるアクチュエータと、前記可変制御部材の作動範囲を機構的に規制する規制部材と、前記可変制御部材の作動位置を検出する可変作動位置検出手段と、内燃機関の運転状態に基づき制御目標位置を設定し、前記可変作動位置検出手段により検出される前記可変制御部材の作動位置が該制御目標位置となるよう前記アクチュエータを作動制御する制御手段とを備え、該制御手段は、前記可変制御部材の作動範囲に対応するよう前記可変作動位置検出手段により検出される前記可変制御部材の作動位置に基づき前記可変制御部材の制御範囲を学習する学習手段を含み、該学習手段は、内燃機関が運転状態にあるとき、前記可変制御部材の現在までの制御範囲の一方の制限値を基準として前記規制部材から所定の近接距離位置を制御目標位置に設定し、前記可変制御部材の作動位置が該所定の近接距離位置となるよう前記アクチュエータを第１の速度以上で作動させた後、前記可変制御部材が前記規制部材の位置に到達したことを判定するまで前記アクチュエータを前記第１の速度より遅い第２の速度以下で作動させ、前記可変制御部材が前記規制部材の位置に到達したことを判定すると前記可変作動位置検出手段により検出された作動位置に基づいて前記制御範囲の一方の制限値を更新することを特徴とする。

請求項２の内燃機関の可変動弁装置では、請求項１において、前記学習手段は、前記可変作動位置検出手段からの情報に基づき前記可変制御部材の実位置の時間変化率を求める実位置時間変化率演算手段を有し、該実位置時間変化率演算手段により求められた前記可変制御部材の実位置の時間変化率が所定の微小値未満になったときに前記可変制御部材が前記規制部材の位置に到達したと判定することを特徴とする。

請求項３の内燃機関の可変動弁装置では、請求項１または２において、前記可変制御部材は、カムの変位を前記吸気バルブまたは前記排気バルブに伝達する駆動伝達経路に位置し、前記可変動弁装置は、前記アクチュエータで前記可変制御部材の姿勢を変更することにより、少なくとも前記吸気バルブまたは前記排気バルブのバルブリフト量を変更可能であり、前記学習手段は、前記制御範囲の一方の制限値として、バルブリフト量が最小となる方の制限値の更新を行うことを特徴とする。

請求項４の内燃機関の可変動弁装置では、請求項１乃至３のいずれかにおいて、前記学習手段は、前記制御範囲の一方の制限値に対して更新を行った後、前記制御範囲の他方の制限値に対しても更新を行うことを特徴とする。

請求項１の内燃機関の可変動弁装置によれば、内燃機関が運転状態にあるとき、可変制御部材の現在までの制御範囲の一方の制限値を基準として規制部材から所定の近接距離位置をそれぞれ制御目標位置に設定し、可変制御部材の作動位置が該所定の近接距離位置となるようアクチュエータを第１の速度以上で作動させた後、可変制御部材が規制部材の位置に到達したことを判定するまでアクチュエータを第１の速度より遅い第２の速度以下で作動させ、可変制御部材が規制部材の位置に到達したことを判定すると可変作動位置検出手段により検出された作動位置を可変制御部材の新たな制御範囲の一方の制限値としてそれぞれ学習するようにしている。

従って、内燃機関の性能の悪化や故障の発生を良好に回避でき、内燃機関の作動中に可変制御部材の制御範囲の学習を行う場合であっても、機構的な不都合（例えば突き当て等）の発生なく、また車両の運転者や乗員に違和感を与えることなく速やかに学習を完了することができる。
請求項２の内燃機関の可変動弁装置によれば、可変制御部材の実位置の時間変化率が所定の微小値未満になったときに可変制御部材が規制部材の位置に到達したと判定するので、可変制御部材が規制部材に対し微小に跳ね返りを生じても、非常に速やかに学習を完了することが可能である。

請求項３の内燃機関の可変動弁装置によれば、アクチュエータで可変制御部材の姿勢を変更することにより、少なくとも吸気バルブまたは排気バルブのバルブリフト量を変更可能であり、学習手段は、制御範囲の一方の制限値として、バルブリフト量が最小となる方の制限値の更新を行うので、可変制御部材の制御目標位置をバルブリフト量が最小となる方に設定する頻度がバルブリフト量が最大となる方に設定する頻度よりも大きいような場合には、バルブリフト量が最小となる方の制限値を優先して学習するようにでき、内燃機関の性能の悪化をより一層良好に回避することができる。

請求項４の内燃機関の可変動弁装置によれば、一方の制限値に加えて他方の制限値についても学習することで、制限値をより精度よく設定でき、可変制御部材の機構的な不都合をより回避しやすくなる。

本発明に係る内燃機関の可変動弁装置を示す斜視図である。 本発明に係る最小学習の学習ルーチンを示すフローチャートである。 図２のフローチャートに沿う最小学習の内容を示すタイムチャートである。 本発明に係る最大学習の学習ルーチンを示すフローチャートである。 図４のフローチャートに沿う最大学習の学習内容を示すタイムチャートである。

以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、車両に搭載された例えば直列４気筒レシプロ式ガソリンエンジン（内燃機関、以下エンジン）の本発明に係る可変動弁装置を示す斜視図である。
可変動弁装置は、エンジンのシリンダヘッドに配設されたカムシャフト（図示せず）、ロッカアーム、吸気バルブ、排気バルブ（図示せず）等からなる動弁装置に付設され、吸気バルブや排気バルブのバルブリフト量や位相等のバルブ特性を連続的に可変制御可能な装置として構成されている。

同図に示すように、可変動弁装置１は、吸気バルブ２を作動させるべく各気筒に設けられたロッカアーム４を回動自在に支持するロッカシャフト（可変制御部材）６をウォームホイールギヤ（可変制御部材）８、ウォームシャフトギヤ１０を介して電動モータ（アクチュエータ）２０で矢印のように回転作動させることが可能に構成されている。ここに、電動モータ２０は、直流電流により高い位置精度を有して回転作動する。

このように構成された可変動弁装置１によれば、電動モータ２０によりロッカシャフト６を回転作動させることで、動弁装置の各種構成部材（図示しない他のロッカアーム等）の位置を可変させて最終的にカムシャフトのカム（共に図示せず）とロッカアーム４との当接量や当接タイミングを調節でき、吸気バルブ２のバルブリフト量と位相とを自在に可変制御することができる。

即ち、カムシャフト（図示せず）に平行に配設されたロッカシャフト６をコントロールシャフトとして使用し、電動モータ２０によりコントロールシャフトであるロッカシャフト６を介して吸気バルブ２のバルブリフト量と位相とを可変制御するようにしている。
ところで、エンジンの性能上或いは機構的な理由により、吸気バルブ２のバルブリフト量と位相との制御量には制約があり、電動モータ２０ひいてはコントロールシャフトであるロッカシャフト６の作動範囲には過度の作動を防止すべく制限が設けられている。詳しくは、ここでは、シリンダヘッドに一体となるようにして一対の最小側ストッパ（規制部材）１２、最大側ストッパ（規制部材）１４が配設されている。

最小側ストッパ１２、最大側ストッパ１４は、最小突き当て面１２ａ、最大突き当て面１４ａがロッカシャフト６の一端に連結されたウォームホイールギヤ８の端面８ａ、８ｂとそれぞれ当接するように構成されており、これにより電動モータ２０ひいてはロッカシャフト６の回転作動を一定範囲に制限することが可能である。
そして、ロッカシャフト６の他端には、シリンダヘッドに一体となるようにしてロッカシャフト６の回転角度θを検出する回転角センサ（可変作動位置検出手段）３０が配設されている。

電子コントロールユニット（ＥＣＵ）４０は、主としてエンジンの各種制御を司るものであって、ＣＰＵやメモリ等から構成され、入力側には上記回転角センサ３０等の各種センサ類が電気的に接続され、出力側には上記電動モータ２０等の各種デバイス類が接続されている（制御手段）。
このように構成された可変動弁装置１では、エンジンの作動中においては、ＥＣＵ４０においてエンジンの運転状態、例えばアクセル開度及びエンジン回転速度に応じて吸気バルブ２のバルブリフト量と位相とが設定され、これによりロッカシャフト６の目標回転角度（制御目標位置）θtが決定され、目標回転角度θtに向けて電動モータ２０が作動させられる。そして、回転角センサ３０によってロッカシャフト６の実際の回転角度θが検出され、回転角度θが目標回転角度θtに収束するように電動モータ２０がフィードバック制御される（通常制御）。これにより、エンジンの排出ガスの良化を図り、ポンピングロスの改善を図ることが可能である。

ところで、上述するように電動モータ２０ひいてはロッカシャフト６の回転作動は一対のストッパ１２、１４によって制限されるが、ストッパ１２、１４の最小突き当て面１２ａ、最大突き当て面１４ａとウォームホイールギヤ８の端面８ａ、８ｂとの急激な衝突やウォームホイールギヤ８とウォームシャフトギヤ１０との噛み込みを防止するため、ロッカシャフト６の制御範囲ひいてはＥＣＵ４０から電動モータ２０へ指令される回転角度範囲は、ウォームホイールギヤ８ひいてはロッカシャフト６がストッパ１２の最小突き当て面１２ａとストッパ１４の最大突き当て面１４ａの間の作動範囲でのみ作動するように予め設定されている。即ち、ＥＣＵ４０には、初期設定によりウォームホイールギヤ８の端面８ａがストッパ１２の最小突き当て面１２ａに当接するときのロッカシャフト６の回転角度θ1（制御範囲の最小値、一方の制限値）とウォームホイールギヤ８の端面８ｂがストッパ１４の最大突き当て面１４ａに当接するときのロッカシャフト６の回転角度θ2（制御範囲の最大値、他方の制限値）とが予め設定され記憶されている。

しかしながら、ストッパ１２、１４や回転角センサ３０はシリンダヘッドに一体となるように配設されてはいるが、それぞれ別体の部材を固定してシリンダヘッドに一体にしており、経時変化やメンテナンス等によりストッパ１２、１４や回転角センサ３０の位置がシリンダヘッドやロッカシャフト６に対して相対的に比較的大きくずれることがあり得る。

このようにストッパ１２、１４や回転角センサ３０の位置がシリンダヘッドやロッカシャフト６に対して比較的大きくずれると、ウォームホイールギヤ８の端面８ａ、８ｂがストッパ１２、１４に当接するときのロッカシャフト６の回転角度θが予め設定した回転角度θ1（最小値）や回転角度θ2（最大値）と異なる結果となり、エンジン性能の悪化に繋がり、或いはストッパ１２、１４とウォームホイールギヤ８の端面８ａ、８ｂとが干渉して故障の原因となる。

そこで、ここではＥＣＵ４０においてロッカシャフト６の回転角度θ1や回転角度θ2ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最小値側位置と最大値側位置とを学習により適宜補正している（学習手段）。以下、本発明に係る可変動弁装置における回転角度θ1と回転角度θ2との学習手順について説明する。
［最小学習］
図２にはＥＣＵ４０がエンジンの一作動毎に実行する本発明に係る回転角度θ1ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最小値側位置の学習ルーチンを示す最小学習のフローチャートが示され、図３には図２のフローチャートに沿う最小学習の学習内容を示すタイムチャートが示されており、以下図２、３に基づき回転角度θ1ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最小値側位置の学習内容について説明する。なお、図３中には便宜的に対応する図２のステップ符号を記してある。

エンジンの作動中においては、図２のステップＳ０１に示すように、上述の如くロッカシャフト６の目標回転角度θtが設定されて通常制御が行われているが、ステップＳ０２において最小学習条件が成立するか否かを判定する。
ここに、最小学習条件とは回転角度θ1の学習が許容される条件であり、ここでは、
（１）エンジンの冷却水の温度が暖機運転状態と見なせる所定温度以上であること
（２）エンジンの運転状態がアクセル開度の小さい低負荷運転であることが条件とされる。

ステップＳ０２の判別結果が偽（Ｎｏ）で最小学習条件が成立しない場合にはステップＳ０１に戻り通常制御を継続し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で最小学習条件が成立した場合には、ステップＳ０３に進む。
ステップＳ０３では、ロッカシャフト６の目標回転角度θt（以下、単に目標位置：図３中破線で示す）を強制的に最小突き当て目標位置（所定の近接距離位置、例えば、現在までの回転角度θ1（現在までの最小値：図３中一点鎖線で示す）に対し＋５°）に設定する。

ステップＳ０４では、ロッカシャフト６の回転角度θが上記最小突き当て目標位置に収束するように上記通常制御と同様に電動モータ２０のフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）を行う。即ち、電動モータ２０を所定の高速度（第１の速度）以上で駆動させる。
ステップＳ０５では、最小突き当て目標位置と回転角センサ３０により検出されるロッカシャフト６の実際の回転角度θ（以下、実位置：図３中実線で示す）との差の絶対値が所定値α1より小さい（｜目標位置−実位置｜＜所定値α1）か否かを判別する。即ち、ロッカシャフト６の回転角度θが上記最小突き当て目標位置と見なせるほど収束したか否かを判定する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合にはステップＳ０４１に進む。

ステップＳ０４１では、回転角センサ３０からの情報に基づきロッカシャフト６の実際の回転角度θの時間偏差（時間変化率）、即ち実位置時間偏差（実位置時間変化率）を求め（実位置時間変化率演算手段）、実位置時間偏差が値０（実位置時間偏差＝０）か否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で実位置時間偏差が値０である場合には、ロッカシャフト６の実際の回転角度θの変化がなくなり、ウォームホイールギヤ８の端面８ａがストッパ１２の最小突き当て面１２ａに当接した状態と見なすことができる。即ち、ロッカシャフト６の回転角度θが上記最小突き当て目標位置に達するよりも前にウォームホイールギヤ８の端面８ａがストッパ１２に当接してしまっているような状況と考えることができる。例えば、メンテナンス等の実施時においてストッパ１２とウォームホイールギヤ８の端面８ａとが大きく干渉する側に偏倚して不適切に回転角センサ３０を設置したような状況と考えることができる。

このような場合には、ストッパ１２とウォームホイールギヤ８の端面８ａとが極めて激しく衝突することから、ステップＳ０６以降を実行することなくステップＳ０４２に進み、異常処理を行うようにする。具体的には、例えば回転角センサ３０の位置を適切な位置に修正するように図る。
一方、ステップＳ０４１の判別結果が偽（Ｎｏ）で実位置時間偏差が値０でない場合には、ステップＳ０４に戻りフィードバック制御を継続する。

ステップＳ０５の判別結果が真（Ｙｅｓ）で最小突き当て目標位置と実位置との差の絶対値が所定値α1より小さいと判定された場合には、ステップＳ０６に進む。
ステップＳ０６では、電動モータ２０を所定の低電流以下に抑えられた一定電流で駆動する。即ち、電動モータ２０を上記所定の高速度よりも遅い所定の低速度（第２の速度）以下で駆動させる。

ステップＳ０７では、上記ロッカシャフト６の実際の回転角度θの時間偏差（時間変化率）、即ち実位置時間偏差（実位置時間変化率）の絶対値が所定値（所定の微小値）β1より小さい（｜実位置時間偏差｜＜所定値β1）か否かを判別する。即ち、ロッカシャフト６の実際の回転角度θの変化が殆どなくなり、ウォームホイールギヤ８の端面８ａがストッパ１２の最小突き当て面１２ａに殆ど当接し、実最小突き当て位置に達したと見なせるか否かを判定する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合にはステップＳ０６に戻り一定電流による電動モータ２０の駆動を継続し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で実位置時間偏差の絶対値が所定値β1より小さいと判定された場合には、ステップＳ０８に進む。

ステップＳ０８では、実位置時間偏差の絶対値が所定値β1より小さいと判定された時点、即ち実最小突き当て位置での回転角センサ３０の検出値に基づき回転角度θ1ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最小値側位置の学習、つまり最小学習を実施する。
ステップＳ０９では、上記最小学習が終了したか否かを判別する。例えば、最小学習を実施する学習時間を予め設定しておき、当該学習時間が経過したか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合にはステップＳ０８に戻り最小学習を継続し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で最小学習が終了したと判定された場合には、ステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、上記の最小学習に基づき、ロッカシャフト６の回転角度θ1、即ち最小学習値を更新する。
これにより、ストッパ１２や回転角センサ３０の位置がシリンダヘッドやロッカシャフト６に対して相対的にずれていたとしても、ロッカシャフト６の回転角度θ1ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最小値側位置が補正され、エンジン性能の悪化やストッパ１２とウォームホイールギヤ８の端面８ａとの干渉による故障の発生が良好に回避される。

特に、ここでは、ロッカシャフト６の目標位置を強制的に最小突き当て目標位置（例えば、回転角度θ1に対し＋５°）に設定し、この最小突き当て目標位置まではフィードバック制御により電動モータ２０を速やかに作動させ、最小突き当て目標位置に達すると、ウォームホイールギヤ８の端面８ａがストッパ１２の最小突き当て面１２ａに当接するまでは電動モータ２０を一定電流で緩やかに作動させるようにして最小学習を行うので、オーバシュートによるウォームホイールギヤ８の端面８ａのストッパ１２への衝突を緩和し、ウォームホイールギヤ８やストッパ１２における亀裂等の発生を抑え、或いはウォームホイールギヤ８とウォームシャフトギヤ１０との噛み込みによる固着を防止するようにでき、機構的な不都合の発生なく速やかに最小学習を完了することができる。

最小学習値を更新したら、ステップＳ１１において再び通常制御に戻る。
［最大学習］
図４には図２に続く本発明に係る回転角度θ2ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最大値側位置の学習ルーチンを示す最大学習のフローチャートが示され、図５には図４のフローチャートに沿う最大学習の学習内容を示すタイムチャートが示されており、以下図４、５に基づき回転角度θ2ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最大値側位置の学習内容について説明する。なお、図３と同様、図５中には便宜的に対応する図４のステップ符号を記してある。

図４のステップＳ１１は上記図２のステップＳ１１と同じであるが、上記最小学習の場合と同様、通常制御が行われているとき、ステップＳ１２において最大学習条件が成立するか否かを判定する。
ここに、最大学習条件とは回転角度θ2の学習が許容される条件であり、ここでは、
（１）エンジンの冷却水の温度が暖機運転状態と見なせる所定温度以上であること
（２）エンジンの運転状態がアクセル開度の大きい高負荷運転であることが条件とされる。

ステップＳ１２の判別結果が偽（Ｎｏ）で最大学習条件が成立しない場合にはステップＳ１１に戻り通常制御を継続し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で最大学習条件が成立した場合には、ステップＳ１３に進む。
ステップＳ１３では、ロッカシャフト６の目標回転角度θt（以下、単に目標位置：図５中破線で示す）を強制的に最大突き当て目標位置（所定の近接距離位置、例えば、現在までの回転角度θ2に対し−５°）に設定する。

ステップＳ１４では、ロッカシャフト６の回転角度θが上記最大突き当て目標位置に収束するように上記通常制御と同様に電動モータ２０のフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）を行う。即ち、電動モータ２０を所定の高速度（第１の速度）以上で駆動させる。
ステップＳ１５では、最大突き当て目標位置と回転角センサ３０により検出されるロッカシャフト６の実際の回転角度θ（以下、実位置：図５中実線で示す）との差の絶対値が所定値α2より小さい（｜目標位置−実位置｜＜所定値α2）か否かを判別する。即ち、ロッカシャフト６の回転角度θが上記最大突き当て目標位置と見なせるほど収束したか否かを判定する。なお、所定値α2は上記所定値α1と同一であってもよい。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合にはステップＳ１４に戻りフィードバック制御を継続し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で最大突き当て目標位置と実位置との差の絶対値が所定値α2より小さいさいと判定された場合には、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、電動モータ２０を所定の低電流に抑えられた一定電流で駆動する。即ち、電動モータ２０を上記所定の高速度よりも遅い所定の低速度（第２の速度）以下で駆動させる。
ステップＳ１７では、回転角センサ３０からの情報に基づきロッカシャフト６の実際の回転角度θの時間偏差（時間変化率）、即ち実位置時間偏差（実位置時間変化率）を求め（実位置時間変化率演算手段）、実位置時間偏差の絶対値が所定値（所定の微小値）β2より小さい（｜実位置時間偏差｜＜所定値β2）か否かを判別する。即ち、ロッカシャフト６の実際の回転角度θの変化が殆どなくなり、ウォームホイールギヤ８の端面８ｂがストッパ１４最大突き当て面１４ａに殆ど当接したと見なせるか否かを判定する。なお、所定値β2は上記所定値β1と同一であってもよい。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合にはステップＳ１６に戻り一定電流による電動モータ２０の駆動を継続し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で実位置時間偏差の絶対値が所定値β2より小さいと判定された場合には、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、実位置時間偏差の絶対値が所定値β2より小さいと判定された時点での回転角センサ３０の検出値に基づき回転角度θ2ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最大値側位置の学習、つまり最大学習を実施する。
ステップＳ１９では、上記最大学習が終了したか否かを判別する。例えば、最大学習を実施する学習時間を予め設定しておき、当該学習時間が経過したか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）の場合にはステップＳ１８に戻り最大学習を継続し、判別結果が真（Ｙｅｓ）で最大学習が終了したと判定された場合には、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、上記の最大学習に基づき、ロッカシャフト６の回転角度θ2、即ち最大学習値を更新する。
これにより、ストッパ１４や回転角センサ３０の位置がシリンダヘッドやロッカシャフト６に対して相対的にずれていたとしても、ロッカシャフト６の回転角度θ2ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の最大値側位置が補正され、上記最小学習の場合と同様、エンジン性能の悪化やストッパ１４とウォームホイールギヤ８の端面８ｂとの干渉による故障の発生が良好に回避される。

特に、ここでは、ロッカシャフト６の目標位置を強制的に最大突き当て目標位置（例えば、回転角度θ2に対し−５°）に設定し、この最大突き当て目標位置まではフィードバック制御により電動モータ２０を速やかに作動させ、最大突き当て目標位置に達すると、ウォームホイールギヤ８の端面８ｂがストッパ１４の最大突き当て面１４ａに当接するまでは電動モータ２０を一定電流で緩やかに作動させるようにして最大学習を行うので、オーバシュートによるウォームホイールギヤ８の端面８ｂのストッパ１４への衝突を緩和し、ウォームホイールギヤ８やストッパ１４における亀裂等の発生を抑え、或いはウォームホイールギヤ８とウォームシャフトギヤ１０との噛み込みによる固着を防止するようにでき、やはり上記最小学習の場合と同様、機構的な不都合の発生なく速やかに最大学習を完了することができる。

最大学習値を更新したら、ステップＳ２１において再び通常制御に戻る。
以上説明したように、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置によれば、エンジンの作動中にロッカシャフト６の制御範囲ひいては電動モータ２０へ指令される回転角度範囲の学習を行う場合であっても、機構的な不都合の発生なく、また車両の運転者や乗員に違和感を与えることなく速やかに学習を完了することが可能である。

そして、この際、実位置時間偏差の絶対値が所定値β1より小さいと判定されたことをもってウォームホイールギヤ８の端面８ａがストッパ１２の最小突き当て面１２ａに殆ど当接したと判定するようにしているので、ウォームホイールギヤ８がストッパ１２に対し微小に跳ね返りを生じても、非常に速やかに学習を完了することが可能である。
また、最小学習を実施した後に最大学習を実施することで、使用頻度の高いエンジンの低負荷運転側に対応するロッカシャフト６の回転角度θ1を高負荷運転側に対応する回転角度θ2に優先して学習することができ、エンジン性能の悪化をより一層良好に回避することができる。

以上で本発明に係る内燃機関の可変動弁装置の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、最小学習を実施した後に最大学習を実施するようにしているが、逆に最大学習を実施した後に最小学習を実施するようにしてもよい。
また、上記実施形態では、吸気バルブ２を作動させる可変動弁装置１を例に説明したが、これに限られず、可変動弁装置は排気バルブを可変制御するものであってもよく、吸気バルブと排気バルブの双方を可変制御するものであってもよい。

また、上記実施形態では、アクチュエータとして電動モータ２０を用いるようにしているが、これに限られず、アクチュエータは液圧等で作動するものであってもよい。

１ 可変動弁装置
２ 吸気バルブ
４ ロッカアーム
６ ロッカシャフト（コントロールシャフト、可変制御部材）
８ ウォームホイールギヤ
８ａ、８ｂ 端面
１０ ウォームシャフトギヤ
１２ 最小側ストッパ（規制部材）
１２ａ 最小突き当て面
１４ 最大側ストッパ（規制部材）
１４ａ 最大突き当て面
２０ 電動モータ（アクチュエータ）
３０ 回転角センサ（可変作動位置検出手段）
４０ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ）

Claims (4)

1. 吸気バルブまたは排気バルブのバルブ特性を連続的に可変制御可能な内燃機関の可変動弁装置において、
   前記吸気バルブまたは前記排気バルブのバルブ特性を可変させる可変制御部材と、
   前記可変制御部材を作動させるアクチュエータと、
   前記可変制御部材の作動範囲を機構的に規制する規制部材と、
   前記可変制御部材の作動位置を検出する可変作動位置検出手段と、
   内燃機関の運転状態に基づき制御目標位置を設定し、前記可変作動位置検出手段により検出される前記可変制御部材の作動位置が該制御目標位置となるよう前記アクチュエータを作動制御する制御手段とを備え、
   該制御手段は、前記可変制御部材の作動範囲に対応するよう前記可変作動位置検出手段により検出される前記可変制御部材の作動位置に基づき前記可変制御部材の制御範囲を学習する学習手段を含み、
   該学習手段は、内燃機関が運転状態にあるとき、前記可変制御部材の現在までの制御範囲の一方の制限値を基準として前記規制部材から所定の近接距離位置を制御目標位置に設定し、前記可変制御部材の作動位置が該所定の近接距離位置となるよう前記アクチュエータを第１の速度以上で作動させた後、前記可変制御部材が前記規制部材の位置に到達したことを判定するまで前記アクチュエータを前記第１の速度より遅い第２の速度以下で作動させ、前記可変制御部材が前記規制部材の位置に到達したことを判定すると前記可変作動位置検出手段により検出された作動位置に基づいて前記制御範囲の一方の制限値を更新することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記学習手段は、前記可変作動位置検出手段からの情報に基づき前記可変制御部材の実位置の時間変化率を求める実位置時間変化率演算手段を有し、該実位置時間変化率演算手段により求められた前記可変制御部材の実位置の時間変化率が所定の微小値未満になったときに前記可変制御部材が前記規制部材の位置に到達したと判定することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記可変制御部材は、カムの変位を前記吸気バルブまたは前記排気バルブに伝達する駆動伝達経路に位置し、
   前記可変動弁装置は、前記アクチュエータで前記可変制御部材の姿勢を変更することにより、少なくとも前記吸気バルブまたは前記排気バルブのバルブリフト量を変更可能であり、
   前記学習手段は、前記制御範囲の一方の制限値として、バルブリフト量が最小となる方の制限値の更新を行うことを特徴とする、請求項１または２記載の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記学習手段は、前記制御範囲の一方の制限値に対して更新を行った後、前記制御範囲の他方の制限値に対しても更新を行うことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載の内燃機関の可変動弁装置。

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