JP2015178798A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機関始動時にＶＣＲ（可変圧縮比）機構の基準位置を見直す。【解決手段】内燃機関には、燃焼室容積を変更して圧縮比を可変とするＶＣＲ機構と、ＶＣＲ機構による圧縮比の可変範囲の上限及び下限の少なくとも一方にて、圧縮比の変更に伴う機構部材の変位を規制するストッパ機構と、圧縮比を検出する圧縮比センサと、が備えられる。そして、ＶＣＲコントローラは、機関停止時に機構部材がストッパ機構により停止した状態での圧縮比センサの出力値と、機関再始動時に機構部材がストッパ機構により停止した状態での圧縮比センサの出力値と、の偏差（基準位置偏差）が所定値以上のときに、ＶＣＲ機構の基準位置を学習（再学習）する。【選択図】図７

Description

本発明は、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。

可変圧縮比機構の制御においては、特開２００６−２２６１３３号公報（特許文献１）に記載されるように、複リンク機構の制御シャフトの回転角度から圧縮比を検出する圧縮比センサが使用されている。圧縮比センサにはばらつきがあるため、同技術においては、機関停止時に機構部材をストッパに突き当てて基準位置を学習している。

特開２００６−２２６１３３号公報

ところで、圧縮比センサは、アクチュエータの相対角度を検出する相対角度センサと、制御シャフトの絶対角度を検出する絶対角度センサと、を含んで構成されている。そして、可変圧縮比機構のコントローラは、機関停止時に学習した基準位置を前提として、アクチュエータを制御する。この場合、機関の停止から再始動までの間に、例えば、絶対角度センサがオフセット故障などを起こすと、機関始動時の基準位置がずれてしまい、機関運転状態に応じた目標圧縮比に圧縮比を制御することが困難になってしまう。目標圧縮比に圧縮比を制御できないと、例えば、バルブとピストンが干渉したり、運転性が低下したりするなどの問題が発生してしまう。

そこで、本発明は、機関始動時に基準位置を見直し可能な、内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

このため、内燃機関は、燃焼室容積を変更して圧縮比を可変とする可変圧縮比機構と、圧縮比可変機構による圧縮比の可変範囲の上限及び下限の少なくとも一方にて、圧縮比の変更に伴う機構部材の変位を規制するストッパ機構と、圧縮比を検出する圧縮比センサと、を備える。そして、内燃機関の制御装置は、内燃機関の停止時に機構部材がストッパ機構により停止した状態での圧縮比センサの出力値と、内燃機関の再始動時に機構部材がストッパ機構により停止した状態での圧縮比センサの出力値と、の偏差が所定値以上のときに、機構部材の基準位置を学習する。

本発明によれば、機関始動時に基準位置を見直すことができる。

車両用内燃機関の一例を示すシステム図である。 ストッパ機構の一例を示す部分拡大図である。 基準位置学習処理の一例を示すフローチャートである。 基準位置学習処理の作用の一例を示すタイムチャートである。 センサ正常時の圧縮比制御の一例を示すタイムチャートである。 基準位置見直処理の一例を示すフローチャートである。 基準位置見直処理の作用の一例を示すフローチャートである。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、車両用内燃機関の一例を示す。

内燃機関１００は、シリンダブロック１１０と、シリンダブロック１１０のシリンダボア１１２に往復動可能に嵌挿されたピストン１２０と、吸気ポート１３０Ａ及び排気ポート１３０Ｂが形成されたシリンダヘッド１３０と、吸気ポート１３０Ａ，排気ポート１３０Ｂの開口端を開閉する吸気バルブ１３２及び排気バルブ１３４と、を有している。

ピストン１２０は、クランクシャフト１４０に対して、ロアリンク１５０Ａ及びアッパリンク１５０Ｂを含むコンロッド（コネクティングロッド）１５０を介して連結されている。そして、ピストン１２０の冠面１２０Ａとシリンダヘッド１３０の下面との間に、燃焼室１６０が形成されている。燃焼室１６０を形成するシリンダヘッド１３０の略中央には、燃料と空気との混合気を着火する点火栓１７０が取り付けられている。

また、内燃機関１００は、吸気バルブ１３２の開期間のクランクシャフト１４０に対する位相を可変とする可変バルブタイミング（ＶＴＣ：Valve Timing Control）機構１８０と、燃焼室１６０の容積を変更することで、圧縮比を可変とする可変圧縮比（ＶＣＲ：Variable Compression Ratio）機構１９０と、を備えている。

ＶＴＣ機構１８０は、例えば、電動モータなどのアクチュエータによって、クランクシャフト１４０に対する吸気カムシャフト２００の位相を変更することで、吸気バルブ１３２の作動角を一定としたまま、作動角の中心位相を進角又は遅角させる。

ＶＣＲ機構１９０は、例えば、特開２００２−２７６４４６号公報に開示されるような複リンク機構によって、燃焼室１６０の容積を変更させることで、内燃機関１００の圧縮比を可変とする。以下、ＶＣＲ機構１９０の一例について説明する。

クランクシャフト１４０は、複数のジャーナル部１４０Ａとクランクピン部１４０Ｂとを有し、シリンダブロック１１０の主軸受（図示せず）に、ジャーナル部１４０Ａが回転自在に支持される。クランクピン部１４０Ｂは、ジャーナル部１４０Ａから偏心しており、ここにロアリンク１５０Ａが回転自在に連結される。アッパリンク１５０Ｂは、下端側が連結ピン１５２によりロアリンク１５０Ａの一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン１５４によりピストン１２０に回動可能に連結される。コントロールリンク１９２は、上端側が連結ピン１９４によりロアリンク１５０Ａの他端に回動可能に連結され、下端側が制御シャフト１９６を介してシリンダブロック１１０の下部に回動可能に連結される。詳しくは、制御シャフト１９６は、回転可能に機関本体（シリンダブロック１１０）に支持されていると共に、その回転中心から偏心している偏心カム部１９６Ａを有し、この偏心カム部１９６Ａにコントロールリンク１９２の下端部が回転可能に嵌合する。制御シャフト１９６は、電動モータを用いた圧縮比制御アクチュエータ１９８によって回動位置が制御される。

このような複リンク機構を用いたＶＣＲ機構１９０においては、制御シャフト１９６が圧縮比制御アクチュエータ１９８によって回動されると、偏心カム部１９６Ａの中心位置、つまり、機関本体（シリンダブロック１１０）に対する相対位置が変化する。これにより、コントロールリンク１９２の下端の搖動支持位置が変化すると、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン１２０の位置が高くなったり低くなったりして、燃焼室１６０の容積が増減し、内燃機関１００の圧縮比が変更される。このとき、圧縮比制御アクチュエータ１９８の作動を停止させると、ピストン１２０の往復動によって、制御シャフト１９６の偏心カム部１９６Ａに対してコントロールリンク１９２が回転し、圧縮比が低圧縮側へと推移する。

ＶＣＲ機構１９０には、図２に示すように、通常の制御範囲を越えて制御シャフト１９６が回転したときに、その変位（回転）を規制するストッパ機構２１０が取り付けられている。ストッパ機構２１０は、制御シャフト１９６に要の部分が固定された略扇形状の第１の部材２１０Ａと、シリンダブロック１１０に固定された板形状の第２の部材２１０Ｂと、を有する。第１の部材２１０Ａは、制御シャフト１９６と一体となって回転する。第２の部材２１０Ｂは、通常の制御範囲である最高圧縮比（上限）及び最低圧縮比（下限）を越えて制御シャフト１９６が回転したときに、第１の部材２１０Ａの中心角を規定する２辺と当接し、機構部材の一例である制御シャフト１９６の変位を規制する。ここで、ストッパ機構２１０は、制御シャフト１９６が通常の制御範囲を越えたときに機能するため、通常制御においては第１の部材２１０Ａと第２の部材２１０Ｂとが当接することがなく、例えば、異音発生などを抑制することができる。なお、ストッパ機構２１０は、後述するように、制御シャフト１９６の基準位置を学習するために使用される。

ストッパ機構２１０としては、制御シャフト１９６の回転に関して、最高圧縮比側及び最低圧縮比側の少なくとも一方の変位を規制できればよい。また、ストッパ機構２１０は、略扇形状の第１の部材２１０Ａ及び板形状の第２の部材２１０Ｂに限らず、他の形状をなす２つの部材によって制御シャフト１９６の変位を規制できればよい。

ＶＴＣ機構１８０及びＶＣＲ機構１９０は、マイクロコンピュータなどのプロセッサを内蔵した、ＶＴＣコントローラ２２０及びＶＣＲコントローラ２３０によって夫々電子制御される。ＶＴＣコントローラ２２０及びＶＣＲコントローラ２３０は、例えば、車載ネットワークの一例であるＣＡＮ（Controller Area Network）２４０を介して、内燃機関１００を電子制御する、マイクロコンピュータなどのプロセッサを内蔵したエンジンコントローラ２５０に接続されている。従って、ＶＴＣコントローラ２２０、ＶＣＲコントローラ２３０及びエンジンコントローラ２５０の間では、ＣＡＮ２４０を介して任意のデータを送受信できる。なお、車載ネットワークとしては、ＣＡＮ２４０に限らず、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）などの公知のネットワークを使用することができる。

エンジンコントローラ２５０には、内燃機関１００の運転状態の一例として、内燃機関１００の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ２６０、及び、内燃機関１００の負荷Ｑを検出する負荷センサ２７０の各出力信号が入力されている。ここで、内燃機関１００の負荷Ｑとしては、例えば、吸気負圧、吸気流量、過給圧力、アクセル開度、スロットル開度など、トルクと密接に関連する状態量を使用することができる。エンジンコントローラ２５０は、例えば、回転速度及び負荷に適合した目標値が設定されたマップを参照し、内燃機関１００の回転速度Ｎｅ及び負荷Ｑに応じた、ＶＴＣ機構１８０の目標角度及びＶＣＲ機構１９０の目標圧縮比を夫々算出する。そして、エンジンコントローラ２５０は、ＣＡＮ２４０を介して、目標角度及び目標圧縮比をＶＴＣコントローラ２２０及びＶＣＲコントローラ２３０へと夫々送信する。

目標角度を受信したＶＴＣコントローラ２２０は、図示しないセンサにより検出された実際の角度（実角度）が目標角度に収束するように、ＶＴＣ機構１８０のアクチュエータに出力する駆動電流を制御する。また、目標圧縮比を受信したＶＣＲコントローラ２３０は、後述するセンサにより検出された実際の圧縮比（実圧縮比）が目標圧縮比に収束するように、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８に出力する駆動電流を制御する。このようにすることで、ＶＴＣ機構１８０及びＶＣＲ機構１９０は、内燃機関１００の運転状態に応じた目標値に制御される。

内燃機関１００の実圧縮比を検出する圧縮比センサは、圧縮比制御アクチュエータ１９８の出力軸の相対角度θrを検出する相対角度センサ２８０と、圧縮比制御アクチュエータ１９８の出力軸に対して減速機を介して連結された制御シャフト１９６の絶対角度θaを検出する絶対角度センサ２９０と、を含んで構成される。ここで、相対角度センサ２８０は、圧縮比制御アクチュエータ１９８に内蔵され、その出力軸の回転角度を０〜３６０°の範囲で検出する。そして、ＶＣＲコントローラ２３０は、機関停止時のセルフシャットダウン中に絶対角センサ２９０の出力値を用いて基準位置を学習し、機関始動時の絶対角度センサ２９０の出力値を基点として、基準位置を考慮しつつ、相対角度センサ２８０の出力値から制御シャフト１９８の回転角度、要するに、内燃機関１００の圧縮比を検出する。これは、相対角度センサ２８０は、分解能が高い反面、例えば、同一位相の０°と３６０°とを区別できず、また、絶対角度センサ２９０は、制御シャフト１９６の絶対角度を検出できる反面、分解能が低いためである。

次に、機関始動時に制御シャフト１９６の基準位置を見直し、必要に応じて基準位置を再学習する方法について説明する。ここで、ＶＣＲコントローラ２３０は、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリに格納された制御プログラムに従って、以下に説明する各種処理を実行する。

図３は、イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦになったときに、エンジンコントローラ２５０から基準位置学習要求があったことを契機として、ＶＣＲコントローラ２３０がセルフシャットダウン中に実行する、基準位置学習処理の一例を示す。なお、ＶＣＲコントローラ２３０は、エンジンコントローラ２５０から再始動時の目標圧縮比を併せて受け取る。

ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８に駆動信号を出力することで、内燃機関１００の圧縮比が高圧縮比側に推移されるように圧縮比制御アクチュエータ１９８を回転させる。このとき、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、速度フィードバック制御により圧縮比制御アクチュエータ１９８の回転を制御する（以下同様）。

ステップ２では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、相対角度センサ２８０の出力値が変化したか否かを介して、圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止したか否かを判定する。圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止したときには、ストッパ機構２１０の第１の部材２１０Ａが第２の部材２１０Ｂに当接し、高圧縮比側への制御シャフト１９６の変位が規制された状態となっている。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止したと判定すれば処理をステップ３へと進める一方（Ｙｅｓ）、圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止していないと判定すれば処理をステップ１へと戻す（Ｎｏ）。

ステップ３では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、内蔵された計時機能を利用して、圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止してから第１の所定時間経過したか否かを判定する。ここで、第１の所定時間は、高圧縮比側への制御シャフト１９６の変位が確実に規制された状態となるまでの時間を確保するものであって、例えば、圧縮比制御アクチュエータ１９８の出力特性及び減速比などに応じて適宜設定することができる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、第１の所定時間経過したと判定すれば処理をステップ４へと進める一方（Ｙｅｓ）、第１の所定時間経過していないと判定すれば待機する（Ｎｏ）。

ステップ４では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、絶対角度センサ２９０の出力値を不揮発性メモリに記憶する。即ち、ストッパ機構２１０の第１の部材２１０Ａが第２の部材２１０Ｂに押し付けられた状態では、制御シャフト１９６の絶対角度が一意に特定可能であるため、その状態における絶対角度センサ２９０の出力値を基準位置として学習する。

ステップ５では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、基準位置の学習が完了したことを示す学習完了フラグをセットする。これにより、学習完了フラグを参照可能な外部のコントローラは、ＶＣＲ機構１９０の制御が可能となったことを認識できる。

ステップ６では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８に駆動信号を出力することで、内燃機関１００の圧縮比を再始動時の目標圧縮比へと変更する。このとき、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、相対角度センサ２８０及び絶対角度センサ２９０の各出力値から把握される実圧縮比が目標圧縮比に収束されるように、例えば、ＰＤＩ制御によって圧縮比制御アクチュエータ１９８の駆動信号を制御する（以下同様）。

ステップ７では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、内蔵された計時機能を利用して、内燃機関１００の圧縮比を目標圧縮比に変更してから第２の所定時間経過したか否かを判定する。ここで、第２の所定時間は、内燃機関１００の実圧縮比が目標圧縮比に確実に収束されるための時間を確保するものであって、例えば、圧縮比制御アクチュエータ１９８の出力特性及び減速比などに応じて適宜設定することができる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、第２の所定時間経過したと判定すれば処理をステップ８へと進める一方（Ｙｅｓ）、第２の所定時間経過していないと判定すれば待機する（Ｎｏ）。

ステップ８では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、絶対角度センサ２９０の出力値、即ち、内燃機関１００の再始動に備えて変更した圧縮比を不揮発性メモリに記憶する。

かかる基準位置学習処理によれば、図４に示すように、イグニッションスイッチがＯＮからＯＦＦになったときに、エンジンコントローラ２５０から基準位置学習要求があると、ＶＣＲ機構１９０の制御シャフト１９６が高圧縮比側に回転し、絶対角度センサ２９０の出力値が高圧縮比側の変位規制位置に向かって徐々に変化し始める。そして、ストッパ機構２１０の第１の部材２１０Ａが第２の部材２１０Ｂに当接した状態、即ち、高圧縮比側への変位が規制された状態で第１の所定時間経過すると、絶対角度センサ２９０の出力値が基準位置として学習（記憶）される。基準位置の学習が完了すると、基準位置の学習が完了したことを示す学習完了フラグがセットされ、その後、内燃機関１００の圧縮比が再始動時の目標圧縮比へと変更される。

従って、セルフシャットダウン中に、ＶＣＲ機構１９０の制御シャフト１９６が高圧縮比側への変位を規制された状態で、絶対角度センサ２９０の出力値が基準位置として学習される。このため、絶対角度センサ２９０にばらつきがあっても、セルフシャットダウン中に学習した基準位置を用いて、相対角度センサ２８０の出力値から実圧縮比を検出することが可能であるので、実圧縮比の検出精度を向上させることができる。また、内燃機関１００の圧縮比が再始動時の目標圧縮比へと変更されるため、内燃機関１００の再始動性を確保しつつ、再始動に要する時間を短縮することができる。

絶対角度センサ２９０に異常が発生していないときには、イグニッションスイッチのＯＮに伴って、図５に示すように、ＶＣＲコントローラ２３０の電源が投入されると、スタータによるクランキングを経て、内燃機関１００の運転状態に応じて圧縮比を変更する通常制御へと移行する。通常制御においては、ＶＣＲコントローラ２３０は、エンジンコントローラ２５０から送信された目標圧縮比（目標角度）に応じて、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８の駆動信号を制御する。このとき、ＶＣＲコントローラ２３０は、内燃機関１００の圧縮比を最高圧縮比及び最低圧縮比で区画される制御範囲内で制御し、例えば、ストッパ機構２１０が作動することによる異音発生などを抑制する。なお、ＶＣＲ機構１９０により制御される実圧縮比は、目標圧縮比に遅れて変化するため、絶対角度センサ２９０の出力値は、同図に示すように、所定の制御遅れをもって変化する。

図６は、イグニッションスイッチがＯＦＦからＯＮになったことを契機として、ＶＣＲコントローラ２３０が実行する、基準位置見直処理の一例を示す。なお、ＶＣＲコントローラ２３０は、基準位置見直処理に続いて、図示しない圧縮比変更処理を所定時間ごとに繰り返し、内燃機関１００の運転状態に応じて圧縮比を適宜変更する。

ステップ１１では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、基準位置学習処理において記憶した再始動時の圧縮比を示す絶対角度センサ２９０の出力値と、現在における絶対角度センサ２９０の出力値と、の偏差（出力値偏差）が、第１の所定値以上であるか否かを判定する。ここで、第１の所定値は、内燃機関１００が停止してから再始動するまでの間に、絶対角度センサ２９０にオフセット故障などの異常が発生したか否かを判定するための閾値であって、例えば、絶対角度センサ２９０の分解能、ばらつきなどを考慮して適宜設定することができる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、出力値偏差が第１の所定値以上であると判定すれば処理をステップ２へと進める（Ｙｅｓ）。一方、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、出力値偏差が第１の所定値未満であると判定すれば（Ｎｏ）、絶対角度センサ２９０に異常が発生していないと特定できるので、通常処理に移行すべく、基準位置見直処理を終了させる。

ステップ１２では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、学習完了フラグをクリア、即ち、学習完了フラグを基準位置の学習が完了していない状態へとリセットする。これにより、学習完了フラグを参照可能な外部のコントローラは、ＶＣＲ機構１９０の制御ができないことを認識できる。

ステップ１３では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８に駆動信号を出力することで、内燃機関１００の圧縮比が高圧縮比側に推移されるように圧縮比制御アクチュエータ１９８を回転させる。即ち、絶対角度センサ２９０に異常が発生している可能性があるため、基準位置の学習を再度実行すべく、ストッパ機能２１０による制御シャフト１９６の高圧縮比側への変位を規制する準備を開始する。

ステップ１４では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、相対角度センサ２８０の出力値と絶対角度センサ２９０の出力値との間に相関性があるか否かを判定する。即ち、相対角度センサ２８０の出力値の変化特性（例えば、傾きなど）は、圧縮比制御アクチュエータ１９８の減速比を考慮すると、絶対角度センサ２９０の出力値の変化特性（例えば、傾きなど）と略同じであると考えられる。このため、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、例えば、相対角度センサ２８０の出力値変化と絶対角度センサ２９０の出力値変化とを比較することで、両者の間に相関性があるか否かを判定することができる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、各センサの出力値に相関性があると判定すれば処理をステップ１５へと進める一方（Ｙｅｓ）、各センサの出力値に相関性がないと判定すれば処理をステップ１８へと進める（Ｎｏ）。

ステップ１５では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、相対角度センサ２８０の出力値が変化したか否かを介して、圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止したか否かを判定する。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止したと判定すれば処理をステップ１６へと進める一方（Ｙｅｓ）、圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止していないと判定すれば処理をステップ１３へと戻す（Ｎｏ）。

ステップ１６では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、内蔵された計時機能を利用して、圧縮比制御アクチュエータ１９８が停止してから第１の所定時間経過したか否かを判定する。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、第１の所定時間経過したと判定すれば処理をステップ１７へと進める一方（Ｙｅｓ）、第１の所定時間経過していないと判定すれば待機する（Ｎｏ）。

ステップ１７では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、基準位置学習処理において記憶した基準位置での絶対角度センサ２９０の出力値と、現在における基準位置での絶対角度センサ２９０の出力値と、の偏差（基準位置偏差）が、第２の所定値以上であるか否かを判定する。ここで、第２の所定値は、内燃機関１００が停止してから再始動するまでの間に、絶対角度センサ２９０にオフセット故障などの異常が発生したか否かを判定するための閾値であって、例えば、絶対角度センサ２９０の分解能、ばらつきなどを考慮して適宜設定することができる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、基準位置偏差が第２の所定値以上であると判定すれば処理をステップ１８へと進める一方（Ｙｅｓ）、基準位置偏差が第２の所定値未満であると判定すれば処理をステップ２０へと進める（Ｎｏ）。

ステップ１８では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、絶対角度センサ２９０に異常が発生していることを示す異常診断フラグをセットする。これにより、異常診断フラグを参照可能な外部のコントローラは、ＶＣＲ機構１９０が正常に制御できない可能性があることを認識することができる。

ステップ１９では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、絶対角度センサ２９０の出力値を無視して、基準位置を再学習する。即ち、ストッパ機構２１０の第１の部材２１０Ａが第２の部材２１０Ｂに押し付けられた状態では、前述したように、制御シャフト１９６の絶対角度が一意に特定可能であるため、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、その状態における制御シャフト１９６の絶対角度を０°とする学習を実行する。

ステップ２０では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、例えば、ＶＣＲ機構１９０の圧縮比制御アクチュエータ１９８に駆動信号を出力することで、内燃機関１００の圧縮比を目標圧縮比へと変更する。

ステップ２１では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、学習完了フラグをセット、即ち、学習完了フラグを基準位置の学習が完了した状態へと変更する。これにより、学習完了フラグを参照可能な外部のコントローラは、ＶＣＲ機構１９０の制御が可能となったことを認識できる。

かかる基準位置見直処理によれば、図７に示すように、イグニッションスイッチのＯＮに伴って、ＶＣＲコントローラ２３０に電源が投入されると、基準位置学習処理において記憶した再始動時の圧縮比を示す絶対角度センサ２９０の出力値と、現在における絶対角度センサ２９０の出力値と、が比較される。内燃機関１００の停止から再始動までの間に、例えば、絶対角度センサ２９０にオフセット故障が発生した場合、現在における絶対角度センサ２９０の出力値は、基準位置学習処理において記憶した絶対角度センサ２９０の出力値とは異なった値を示している。このため、絶対角度センサ２９０の出力値偏差を介して、絶対角度センサ２９０に異常が発生した可能性がある、と診断することができる。

絶対角度センサ２９０に異常が発生した可能性があると診断された場合には、ＶＣＲ機構１９０の制御シャフト１９６が高圧縮比側に回転し、相対角度センサ２８０及び絶対角度センサ２９０の各出力値が高圧縮比側の変位規制位置に向かって徐々に変化し始める。そして、ストッパ機構２１０の第１の部材２１０Ａが第２の部材２１０Ｂに当接した状態、即ち、高圧縮比側への変位が規制された状態で第１の所定時間経過すると、基準位置学習処理において記憶した基準位置での絶対角度センサ２９０の出力値と、現在における基準位置での絶対角度センサ２９０の出力値と、が比較される。高圧縮比側への変位が規制された状態では、絶対角度センサ２９０に異常が発生していない限り、基準位置偏差が所定の範囲内に収まっている。このため、絶対角度センサ２９０の基準位置偏差を介して、絶対角度センサ２９０に異常が発生した可能性があるという診断を確定することができる。要するに、１回の診断結果で絶対角度センサ２９０の異常を診断するのではなく、異なる状態での複数の診断結果で絶対角度センサ２９０の異常を診断する。このようにすれば、例えば、ノイズ重畳などによって絶対角度センサ２９０の出力値が正しい値を示していなくとも、これを異常と診断することを抑制できる。

このとき、相対角度センサ２８０の出力値の変化特性と絶対角度センサ２９０の出力値の変化特性との間に相関性がなければ、基準位置偏差が第２の所定値未満であっても、絶対角度センサ２９０に異常が発生した可能性があるという診断を確定する。即ち、絶対角度センサ２９０に異常が発生していても、何らかの原因によって、基準位置偏差が第２の所定値未満となってしまう可能性を鑑み、これを排除すべく他の条件の成立によって異常発生を確定する。一方、絶対角度センサ２９０が正常であり、例えば、内燃機関１００の停止中に実圧縮比が変化していた場合には、相対角度センサ２８０の出力値の変化特性と絶対角度センサ２９０の出力値の変化特性との間に相関性があるため、絶対角度センサ２９０に異常が発生していると誤診断することを抑制できる。

また、絶対角度センサ２９０の異常が確定された場合には、異常診断フラグをセットすると共に、高圧縮比側への変位が規制された状態での制御シャフト１９６の基準位置を０°と学習する。このため、ＶＣＲコントローラ２３０においては、異常診断フラグが設定されている場合には、絶対角度センサ２９０の出力値を無視し、基準位置と相対角度センサ２８０の出力値とから内燃機関１００の圧縮比を検出する。

このようにすれば、内燃機関１００の停止から再始動までの間に絶対角度センサ２９０に異常が発生しても、制御シャフト１９６の絶対角度を検出可能であるため、バルブとピストンとの干渉、制御シャフト１９６とストッパ機構２１０との干渉、運転性低下などを抑制することができる。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。

（イ）前記内燃機関の停止時に機関始動時の目標圧縮比に変更した状態での前記圧縮比センサの出力値と、前記内燃機関の再始動時における前記圧縮比センサの出力値と、の偏差が所定値以上であるときに、前記圧縮比センサに異常が発生した可能性があると判定する、ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、内燃機関の停止時及び再始動時における圧縮比センサの出力値の偏差に基づいて、圧縮比センサに異常が発生した可能性があるか否かを判定することができる。

（ロ）前記圧縮比センサは、前記機構部材を回転させるアクチュエータの出力軸の相対角度を検出する相対角度センサと、前記機構部材の絶対角度を検出する絶対角度センサと、を有することを特徴とする請求項１〜請求項３、（イ）のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、圧縮比センサの精度を確保することができる。

（ハ）前記内燃機関の再始動時において、前記機構部材が前記ストッパ機構により停止した状態へと移行する過程の前記相対角度センサの出力値変化と前記絶対角度センサの出力値変化との偏差が所定値以上のときに、前記圧縮比センサが異常であると診断する、ことを特徴とする（ロ）に記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、相対角度センサ及び絶対角度センサの出力値変化に応じて、圧縮比センサが異常であるか否かを診断することができる。

（ニ）前記ストッパ機構は、前記内燃機関の圧縮比が通常の制御範囲を越えて変更されたときに、前記機構部材の変位を規制する、ことを特徴とする請求項１〜３、（イ）、（ロ）及び（ハ）のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
このようにすれば、内燃機関の圧縮比を通常の制御範囲内で制御するときには、ストッパ機構が作動しないので、例えば、機構部材がストッパ機構に当接する異音などを抑制することができる。

１００ 内燃機関
１６０ 燃焼室
１９０ ＶＣＲ機構
２１０ ストッパ機構
２３０ ＶＣＲコントローラ（制御装置）
２８０ 相対角度センサ
２９０ 絶対角度センサ

Claims (3)

1. 燃焼室容積を変更して圧縮比を可変とする可変圧縮比機構と、
   前記可変圧縮比機構による圧縮比の可変範囲の上限及び下限の少なくとも一方にて、前記圧縮比の変更に伴う機構部材の変位を規制するストッパ機構と、
   圧縮比を検出する圧縮比センサと、
   を備えた内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の停止時に前記機構部材が前記ストッパ機構により停止した状態での前記圧縮比センサの出力値と、前記内燃機関の再始動時に前記機構部材が前記ストッパ機構により停止した状態での前記圧縮比センサの出力値と、の偏差が所定値以上のときに、前記機構部材の基準位置を学習する、
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記機構部材の基準位置の学習は、前記機構部材が前記ストッパ機構により停止した状態での前記圧縮比センサの出力値に基づいて行われる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記機構部材の基準位置の学習結果が、前記内燃機関の前回の停止時において、前記機構部材が前記ストッパ機構により停止した状態での前記圧縮比センサの出力値と前記所定値以上異なるときに、前記圧縮比センサが異常であると診断する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。