JP4636049B2 - 内燃機関の制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の状態量について所定の初期値からの変更履歴を検出し、これら初期値と変更履歴とに基づいて同状態量を算出する内燃機関の制御システムに関する。
近年、内燃機関の燃費や出力の向上を図るため、マイクロコンピュータにより機関バルブの最大リフト量にかかる目標値を機関運転状態に基づいて設定するとともに、その目標値と一致するように最大リフト量をフィードバック制御する内燃機関の制御システムが採用されている(例えば特許文献1参照)。このような制御システムとしては、以下の構成が一般的に採用される。
すなわち、この制御システムにあっては、最大リフト量を変更するアクチュエータと、アクチュエータの作動に基づいてパルス信号を出力するエンコーダとが設けられている。エンコーダによって出力されるパルス信号は、マイクロコンピュータに設けられたカウンタ回路に取り込まれ、このカウンタ回路は、エンコーダのパルス信号に基づいて同回路のカウント値を増減させることにより最大リフト量の変更履歴を検出する。なお、このカウンタ回路は、マイクロコンピュータのバックアップ電源により給電されており、例えば内燃機関の運転が停止した場合等、バックアップ電源による給電が停止された場合に、その給電停止期間の長さに関係なく、カウンタ回路のカウント値が「0」にリセットされ、同カウンタ回路によって検出された変更履歴がクリアされる。
機関の運転が開始した後に、マイクロコンピュータは、バックアップ電源を通じて同マイクロコンピュータの揮発性メモリのメモリセルを充電・放電することにより、カウンタ回路のカウント値、換言すれば最大リフト量について機関始動時における初期値からの変更履歴を揮発性メモリに記憶する。また、機関運転停止時には、最大リフト量の最終的な値が書き換え可能な不揮発メモリに記憶され、これが次回の機関始動時以降における最大リフト量の初期値とされる。そしてマイクロコンピュータの中央処理装置は、揮発性メモリに記憶された最大リフト量の変更履歴と上述の初期値とに基づいて最大リフト量の実際値を算出し、この実際値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を通じて機関バルブの最大リフト量を変更する。
ところで、車体や内燃機関の振動により、バックアップ電源の給電回路において接触不良が生じる可能性があり、バックアップ電源によ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。こうした瞬断が発生した場合であっても、給電停止時から所定の時間が経過するまでは、揮発性メモリに記憶された変更履歴のデータが残存しているため、この残存データを給電復帰時以降に利用できることがある。ただし、こうした給電の瞬断が発生する前後においては、給電の状態が不安定な状態であるため、充電されたメモリセルに蓄積されている電荷が放電したり、突入電流等の影響により放電されたメモリセルに電荷が充電されたりすることがある。そのため、瞬断から復帰した後、変更履歴のデータが残存した場合であっても、そのデータの内容が変化することがあり、これにより最大リフト量の制御を正確に実行できなくなることがある。
そこで、上述したような瞬断による悪影響を最小限に抑えるために、以下のような残存データの信頼性を判定するための処理が通常実行される。すなわち、通常制御時に変更履歴のデータを揮発性メモリの所定のアドレスに記憶するとともに、ミラーデータ等、その履歴データと所定の対応関係を有するように設定された対照データを他のアドレスに記憶し、給電が瞬断から復帰した後に、2つのアドレスに残存した残存データについてその所定の対応関係が維持されている否かを判断する。そして、所定の対応関係が維持されている旨判断した場合には、残存データの内容が瞬断直前に記憶された内容である旨判断し、この残存データの示す変更履歴及び初期値に基づいてその時点最大リフト量の実際値を算出された後、カウンタ回路のカウント値が「0」にリセットされ、同回路によって検出される変更履歴がクリアされる。このため、それ以後最大リフト量の実際値の算出に用いられる初期値をその時点の実際値と同じ値に設定して書き換え可能な不揮発メモリに記憶する。これにより、カウンタ回路によって検出される変更履歴と初期値とに基づく最大リフト量の算出を再開することができ、バックアップ電源による給電の瞬断が発生した場合であっても、給電復帰後、速やかに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。
一方、それら残存データについて所定の対応関係が維持されていない旨判断した場合には、それらアドレスの少なくとも1つに記憶されたデータの内容が瞬断により変化した旨判断し、最大リフト量の通常制御を一旦終了して最大リフト量の基準値学習を実行するようにしている。具体的には、アクチュエータをその作動範囲の限界位置に作動させ、予め不揮発性メモリに記憶されたこの限界位置に対応する最大リフト量の値を初期値として実際値を再設定するようにしている。ここで、このように給電の瞬断後に基準値学習を実行する場合には、カウンタ回路によって検出される変更履歴が給電の瞬断により一旦クリアされるとともに、アクチュエータの作動に伴いその変更履歴が更新されて揮発性メモリに記憶される。そして、最大リフト量の実際値を再設定した後に、最大リフト量の初期値をその時点の実際値、すなわちその限界位置に対応する最大リフト量の値に設定するとともに、カウンタ回路に記憶される変更履歴を「0」にリセットし、最大リフト量の制御を再開する。
特開2005−201117号公報
このように、最大リフト量の基準値学習を実行することにより、バックアップ電源による給電の瞬断に起因して最大リフト量の実際値及び変更履歴のデータが失われた場合であっても、その給電が瞬断から復帰した後に、最大リフト量の制御を再開することができる。ところで、例えば車体や内燃機関の振動が連続に発生する場合に、上述の基準値学習が完了する前にバックアップ電源による給電の瞬断が再度発生することがある。そしてこのように瞬断が再度発生すると、給電が瞬断から復帰した後に、上述したように2つのアドレスに残存した残存データについてその所定の対応関係が維持されている否かを判断する。そして、残存データについて所定の対応関係が維持されていない場合、すなわち再度の瞬断により揮発性メモリに記憶された変更履歴のデータが変化した場合には、基準値学習が再度実行される。
一方、残存データについて所定の対応関係が維持されている場合、すなわち揮発性メモリに記憶された変更履歴のデータが再度発生した瞬断の前後において変化していない場合には、残存データに示される変更履歴及び機関起動時の初期値に基づいてその時点の実際値を算出し、この算出された実際値をそれ以後の初期値として設定し、最大リフト量の制御が再開されるようになる。
しかし上述したように、給電が再度発生した瞬断から復帰したときに揮発性メモリに残存したデータは、機関始動時からの変更履歴を示すものではなく、基準値学習処理の実行中に揮発メモリに記憶されたものであるため、有意のデータではない。そのため、再度の瞬断から復帰した後に、それ以後最大リフト量の実際値の算出に用いられる初期値をその時点の実際値とは異なる値に設定してしまい、最大リフト量の実際値を正確に算出できなくなるといった不都合が生じることとなる。
なお、機関バルブの最大リフト量を制御する制御システムについて説明したが、こうした不都合は同構成に限らず、内燃機関の状態量について所定の初期値からの変更履歴とその初期値とに基づいて同内燃機関の状態量の実際値を算出する他の内燃機関の制御システム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、内燃機関の状態量の基準値学習が完了する前にバックアップ電源による給電の瞬断が再度発生することに起因して、内燃機関の状態量の実際値を正確に算出できなくなることを抑制することのできる内燃機関の制御システム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、所定の作動範囲で作動することにより内燃機関の状態量を変更するアクチュエータと、給電状態下で前記状態量についてその給電の開始時における初期値からの変更履歴を検出する履歴検出手段と、前記履歴検出手段によって検出された変更履歴を記憶する揮発性メモリと、前記履歴検出手段と前記揮発性メモリとに給電するバックアップ電源とを備え、前記揮発性メモリに記憶された変更履歴と前記初期値とに基づいて前記状態量の実際値を算出する内燃機関の制御システムであって、前記バックアップ電源による給電が一時的に停止される状態から復帰した後に、前記揮発性メモリに残存した前記変更履歴の残存データがその給電停止の直前に記憶されたデータであるか否かを判断する残存データ判断手段と、前記残存データ判断手段により前記変更履歴の残存データが給電停止の直前に記憶されたデータである旨判断されたときに、前記初期値を前記残存データに基づいて算出される状態量の実際値に設定する初期値設定手段と、前記残存データ判断手段により前記残存データがその給電停止の直前に記憶されたデータでない旨判断されたときに、前記アクチュエータを前記作動範囲の限界位置に作動させ、前記初期値を該限界位置に対応する前記状態量の基準値に設定するとともに前記変更履歴をクリアする基準値学習手段とを備える内燃機関の制御システムにおいて、前記基準値学習手段による基準値学習が完了する前に前記バックアップ電源による給電が再度一時的に停止された場合には、その給電が復帰したときに、前記残存データ判断手段による判断を無効化して前記基準値学習手段による基準値学習を実行することをその要旨とする。
同構成によれば、例えば状態量の基準値学習の実行中においてアクチュエータがその作動範囲の限界位置に到達する前にバックアップ電源による給電が再度瞬断した場合に、揮発性メモリに残存した変更履歴の残存データがその瞬断の直前に記憶されたデータであるか否かに関係なく、状態量の基準値学習が実行されるようになる。そのため、再度の瞬断から復帰したときに、揮発性メモリに残存した変更履歴の残存データがその瞬断の直前に記憶されたデータであるため、それが有意のデータであると誤判断され、その残存データによって示される変更履歴と前回瞬断の前に設定された初期値とに基づいてその時点の状態量の実際値を誤って算出することを回避することができるようになる。その結果、それ以後状態量の実際値の算出に用いられる初期値をその時点の実際値とは異なる値に設定することを回避することができ、内燃機関の状態量の基準値学習が完了する前にバックアップ電源による給電の瞬断が再度発生することに起因して、内燃機関の状態量の実際値を正確に算出できなくなることを回避することができるようになる。
なお、残存データ判断手段の具体的な構成としては、請求項2に記載の発明によるように、前記残存データ判断手段は、前記変更履歴のデータを前記揮発性メモリの第1のアドレスに記憶するとともに、前記データの論理レベルをビット毎に反転したデータを前記揮発性メモリの第2のアドレスに記憶し、前記バックアップ電源による給電が一時的に停止される状態から復帰した後に、前記第1のアドレスと前記第2のアドレスとに残存したデータにおいて互いに対応するビットのビットデータの排他的論理和が全て「1」であるときに、前記第1のアドレスと前記第2のアドレスとに残存した残存データが給電停止の直前に記憶されたデータである旨判断する、といった構成を採用することができる。
また、基準値学習の実行中に瞬断が再度発生したことを判断するためには、例えば請求項3に記載の発明によるように、前記基準値学習手段は前記基準値学習の実行中であるときにその旨を示す情報値を書き換え可能な不揮発性メモリに記憶し、前記バックアップ電源による給電が一時的に停止された状態から復帰したときに前記情報値が前記基準値学習の実行中である旨を示すときに、前記残存データ判断手段による判断を無効化して前記基準値学習手段による基準値学習を実行する、といった構成を採用することができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の制御システムにおいて、前記状態量は機関バルブのバルブ状態量であることをその要旨とする。
例えば機関バルブの最大リフト量等のバルブ状態量を制御する制御システムにおいて、バルブ状態量の基準値学習が完了する前にバックアップ電源による給電の瞬断が再度発生することに起因して、バルブ状態量の実際値を正確に算出できなくなると、最大リフト量の制御を正確に再開できなくなることが懸念される。
この点、上記構成によれば、バルブ状態量の基準値学習が完了する前にバックアップ電源による給電の瞬断が再度発生することに起因して、バルブ状態量の実際値を正確に算出できなくなることを回避することができる。なお、機関バルブのバルブ特性には、機関バルブの開時期、閉時期、最大リフト量、開期間、及びリフトプロフィール、並びにこれらの組み合わせが含まれる。
以下、本発明を機関バルブの最大リフト量を制御する内燃機関の制御システムに適用した一実施形態について、図1〜図8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吸・排気動弁装置の一部断面構造を示す断面図であり、図2は、内燃機関の吸・排気動弁装置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とに対応して排気動弁装置90と吸気動弁装置100とがそれぞれ設けられている。
排気動弁装置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、その一端がラッシュアジャスタ12に支持されるとともに他端が排気バルブ10の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド2に回転可能に支持された排気カムシャフト14には複数のカム15が形成されており、それらカム15の外周面はロッカーアーム13の中間部分に設けられたローラ13aに当接されている。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が設けられている。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、吸気動弁装置100には、排気側と同様にバルブスプリング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に回転可能に支持された吸気カムシャフト24には複数のカム25が形成されている。ここで、排気動弁装置90とは異なり、吸気動弁装置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。
こうした吸気動弁装置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に駆動連結されており、同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の内部構造を示す破断斜視図である。
図3に示されるように、入力部51はそれら一対の出力部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、ブラシレスモータ60が設けられており、このブラシレスモータ60は、マイクロコンピュータ70に接続されている。マイクロコンピュータ70は、ブラシレスモータ60を駆動制御することにより吸気バルブ20の最大リフト量を機関運転状態に応じた目標リフト量と一致するようにフィードバック制御する。以下、このマイクロコンピュータ70による最大リフト量のフィードバック制御について、図4〜図6を参照して説明する。ここで、図4は、コントロールシャフト54、ブラシレスモータ60及びマイクロコンピュータ70を示すブロック図であり、図5は、各センサの出力波形及び各カウント値の推移態様を示すタイミングチャートである。
図4に示されるように、コントロールシャフト54の基端部は、変換機構61を介してブラシレスモータ60の出力軸60aに連結されている。この変換機構61は、出力軸60aの回転運動をコントロールシャフト54の軸方向への直線運動に変換するためのものである。すなわち、出力軸60aを正・逆回転させると、その回転が変換機構61によってコントロールシャフト54の往復動に変換される。また、コントロールシャフト54には、係止部54aが形成されるとともに、内燃機関のシリンダヘッドカバー3には、この係止部54aが当接可能な2つのストッパ3a,3bが形成されている。コントロールシャフト54は、これらストッパ3a,3bに係止部54aが当接するようになる2つの限界位置の間において駆動可能となっている。ここで、コントロールシャフト54の係止部54aがストッパ3aに当接する駆動限界位置(以下「Hi端」と称する)に駆動したときにブラシレスモータ60の作動量、すなわち回転角が設計最大値DH0になる。一方、コントロールシャフト54の係止部54aがストッパ3bに当接する駆動限界位置(以下「Lo端」と称する)に駆動したときにブラシレスモータ60の回転角が設計最小値DL0になる。
ブラシレスモータ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に対応して出力軸60aと一体回転する8極の多極マグネット(図示略)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5(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60a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60a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60a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、ブラシレスモータ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60a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5(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60a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60a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60a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初期値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。ここで、CPU71及びメモリ72a〜72cは、マイクロコンピュータ70のバックアップ電源によって給電されている。なお、マイクロコンピュータ70がデータをDRAM72bのアドレスに記憶するとき、そのアドレスに対応する各メモリセルに対して充電・放電を行うことにより、各メモリセルに対応するビットのビットデータの値が「1」又は「0」になる。すなわち、電荷が蓄積されているメモリセルに対応するビットのビットデータの値が「1」になる一方、電荷が蓄積されていないメモリセルに対応するビットのビットデータの値が「0」になる。
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81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82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ブラシレスモータ60の回転位相、換言すれば吸気バルブ20の最大リフト量の実際値を検出するようにしている。
また、マイクロコンピュータ70は、それら電気角センサD1〜D3及び位置センサS1,S2によるパルス信号に基づいてそれぞれの計数値(以下、「カウント値」と称する)を増減する電気角カウンタ回路73及び位置カウンタ回路74を備えている。これらカウンタ回路73,74もマイクロコンピュータ70のバックアップ電源によって給電されている。CPU71は、これら電気角カウンタ回路73及び位置カウンタ回路74のカウント値に基づいてブラシレスモータ60の回転位相、換言すれば吸気バルブ20の最大リフト量の実際値を検出するようにしている。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5及び図6を参照して詳細に説明する。
ここで、図5(a)〜(e)は、上述したようにブラシレスモータ60の出力軸60a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5(f)〜(h)は、ブラシレスモータ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6(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6(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。なお、位置カウント値Pは給電開始時における最大リフト量の初期値からの変更履歴に相当し、位置カウント値Pはそれら初期値及び変更履歴に基づいて算出される最大リフト量の実際値に相当する。
[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電気角カウンタ回路73によって設定され、ブラシレスモータ60の回転位相を示す。具体的には、図6(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。なお、図6(a)に示される電気角センサD1〜D3のパルス信号の組み合わせと電気角カウント値Eとの対応関係は、ROM72aに記憶されている。
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に基づきブラシレスモータ60の回転位相を検出し、同ブラシレスモータ60の通電相を切り替えてブラシレスモータ60を正・逆回転する。ここで、ブラシレスモータ60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、ブラシレスモータ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。
また、例えば内燃機関の運転が停止した場合等、バックアップ電源による給電が停止されると、その給電の停止期間の長さに関係なく、電気角カウンタ回路73によって増減される位置カウント値Pが「0」にリセットされる。そして、バックアップ電源による給電が開始されるときに、マイクロコンピュータ70は、ROM72aに記憶される電気角センサD1〜D3のパルス信号の組み合わせと電気角カウント値Eとの対応関係を参照し、その時点のパルス信号の組み合わせに応じたカウント値に、電気角カウント値Eの初期値を設定するようにしている。
[位置カウント値P]
位置カウント値Pは、位置センサS1,S2のパルス信号に基づいて位置カウンタ回路74によって計数され、内燃機関が始動した後に、その機関始動時の初期回転角に対して出力軸60aの回転角が変化した量、換言すれば吸気バルブ20の最大リフト量について機関始動時における初期値からの変更履歴を示す。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と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6(b)参照)。なお、同図6(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。そして、この計数された位置カウント値PはDRAM72bに記憶される。
ここで、ブラシレスモータ60の正回転中であれば、位置カウント値Pは、図5(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5(g)に示されるパターンに沿って右方向に推移するようになる。一方、ブラシレスモータ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5(g)に示されるパターンに沿って左方向に推移するようになる。
また、例えば内燃機関の運転が停止した場合等、バックアップ電源による給電が停止されると、その給電停止期間の長さに関係なく、位置カウント値Pが「0」にリセットされる。そして、バックアップ電源による給電が開始されると、位置カウント値Pが位置センサS1,S2のパルス信号に基づいて「0」から増減される。したがって、位置カウント値Pは、ブラシレスモータ60の出力軸60aの回転位置がバックアップ電源による給電開始時における初期位置に対してどれだけ変化したか、換言すれば機関運転の吸気バルブ20の最大リフト量が機関始動時の初期値に対してどれだけ変化したかを示す。
[ストロークカウント値S]
ストロークカウント値Sは、コントロールシャフト54をHi端に変位させたときの出力軸60aの回転角を基準値(0度)とした同ブラシレスモータ60の回転角を示す。すなわち、ストロークカウント値Sの初期設定として、コントロールシャフト54をHi端に変位させたとき、マイクロコンピュータ70はストロークカウント値Sを「0」に設定する。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、吸気動弁装置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初期値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に記憶された初期値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、換言すればコントロールシャフト54をHi端に変位させたときの出力軸60aの回転角を基準値(0度)とした同ブラシレスモータ60の回転角を算出する。そして、マイクロコンピュータ70は、このストロークカウント値Sに基づいて吸気バルブ20の最大リフト量の実際値を算出するとともに、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ブラシレスモータ60を制御する。これにより、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、バックアップ電源によ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。このようにバックアップ電源による給電が停止した場合、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pが「0」にリセットされる一方、その給電が停止してから所定の時間が経過するまで、DRAM72bに記憶された位置カウント値Pのデータが残存することができる。ただし、こうした瞬断が発生する前後においては、バックアップ電源による給電の状態が不安定な状態であるため、充電されたメモリセルに蓄積されている電荷が放電したり、突入電流等の影響により放電されたメモリセルに電荷が充電されたりすることがある。そのため、瞬断から復帰した後、位置カウント値Pのデータが残存した場合であっても、そのデータの内容が変化し、最大リフト量の制御を正確に実行できなくなることが懸念される。
もっともこの場合には、前述したように、以下の処理を実行することによりこうした瞬断による悪影響を最小限に抑えることができる。すなわち、通常制御時に位置カウント値PのデータをDRAM72bの所定のアドレスに記憶するとともに、ミラーデータ等、その履歴データと所定の対応関係を有するように設定された対照データを他のアドレスに記憶し、瞬断から復帰した後に、2つのアドレスに残存した残存データについてその所定の対応関係が維持されている否かを判断する。そして、所定の対応関係が維持されている旨判断した場合には、残存データの内容が瞬断直前に記憶された内容である旨判断し、この残存データが示す位置カウント値Pの値及び初期値Sgに基づいてその時点ストロークカウント値Sを算出する。
ここで、上述したように、給電の瞬断により位置カウンタ回路74の位置カウント値Pが「0」にリセットされるため、それ以後ストロークカウント値Sの算出に用いられる初期値Sgをその時点のストロークカウント値Sの値に設定することにより、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pと初期値Sgとに基づくストロークカウント値Sの算出を再開することができるようになる。これにより、バックアップ電源による給電の瞬断が発生した場合であっても、給電復帰後、速やかに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。
一方、それら残存データについて所定の対応関係が維持されていない旨判断した場合には、それらアドレスの少なくとも1つに記憶されたデータの内容が瞬断により変化した旨判断し、最大リフト量の通常制御を一旦終了して最大リフト量の基準値学習を実行するようにしている。具体的には、コントロールシャフト54をHi端(又はLo端)に駆動し、初期値Sgを予めROM72aに記憶されたHi端(又はLo端)に対応するストロークカウント値Sに設定するとともに、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pを「0」にリセットする。これにより、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pと初期値Sgとに基づくストロークカウント値Sの算出を再開することができるようになる。なお、このように給電瞬断後に基準値学習を実行する場合には、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pが給電の瞬断により一旦「0」にリセットされるが、コントロールシャフト54の駆動に伴いその位置カウント値Pが更新されてDRAM72bに記憶される。
このように、最大リフト量の基準値学習を実行することにより、バックアップ電源による給電の瞬断に起因して位置カウント値Pのデータが失われた場合であっても、瞬断から復帰した後に、最大リフト量の制御を再開することができる。ただし、例えば車体や内燃機関の振動が連続に発生する場合に、上述の基準値学習が完了する前にバックアップ電源による給電の瞬断が再度発生することがある。このように瞬断が再度発生すると、バックアップ電源による給電が瞬断から復帰した後に、上述したように2つのアドレスに残存した位置カウント値Pのデータについてその所定の対応関係が維持されている否かを判断する。そして、それら残存データについて所定の対応関係が維持されていない場合、すなわち再度の瞬断によりDRAM72bに記憶された位置カウント値Pのデータが変化した場合には、基準値学習が再度実行される。一方、残存データについて所定の対応関係が維持されている場合、すなわちDRAM72bに記憶された位置カウント値Pのデータが変化していない場合には、それら残存データに示される位置カウント値Pの値及び機関起動時の初期値Sgに基づいてその時点のストロークカウント値Sを算出し、この算出されたストロークカウント値Sにそれ以後ストロークカウント値Sの算出に用いられる初期値Sgを設定して最大リフト量の制御を再開するようになる。
しかし上述したように、再度の瞬断から復帰したときにDRAM72bに残存したデータは、機関起動時の初期値Sgからの変更履歴を示すものではなく、基準値学習処理の実行中にDRAM72bに記憶されたものであるため、有意のデータではない。そのため、再度の瞬断から復帰した後に、それ以後ストロークカウント値Sの算出に用いられる初期値Sgをその時点のストロークカウント値Sとは異なる値に設定してしまい、ストロークカウント値Sを正確に算出できなくなるといった不都合が生じる。
そこで、本実施形態にかかる内燃機関の制御システムでは、以下に説明する処理を通じてこうした不都合を回避するようにしている。以下、図7のフローチャートを参照してバックアップ電源による給電の瞬断に対応する処理の手順について説明する。
図7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実行される。この処理ではまず、今回の制御周期がバックアップ電源による給電が開始した後の最初の制御周期であるか否かを判断する(ステップS10)。
ここで、今回の制御周期が給電開始後の最初の制御周期でない場合には(ステップS10:NO)、給電の停止が発生していない旨を判断して位置カウンタ回路74の位置カウント値PのデータをDRAM72bのアドレスADP1に記憶するとともに、そのデータの論理レベルをビット毎に反転したミラーデータを対照データとしてDRAM72bのアドレスADP2に記憶する(ステップS11)。
そして、アドレスADP1に記憶された位置カウント値P及びEEPROM72cに記憶された初期値Sgに基づき吸気バルブ20の最大リフト量の実際値を算出する。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ブラシレスモータ60をフィードバック制御し(ステップS12)、この一連の処理を一旦終了する。
一方、今回の制御周期が給電開始後の最初の制御周期である場合には(ステップS10:YES)、給電の停止が発生した旨を判断し、機関運転の開始・停止状態を示す運転フラグFkが「オン」であるか否かを判断する(ステップS20)。ここで、この運転フラグFkは、CPU71によって内燃機関のイグニッションスイッチの操作に基づいて設定されてEEPROM72cに記憶される。具体的には、CPU71は、内燃機関のイグニッションスイッチのオン操作が行われるときに、運転フラグFkを「オン」に設定する。一方、イグニッションスイッチのオフ操作が行われるときに、その運転フラグFkを「オフ」に設定した後、リレーを遮断することによりバックアップ電源による給電を停止するようにしている。したがって、瞬断から復帰した直後の制御周期には、運転フラグFkが「オン」に設定されたままの状態となる。
ここで、運転フラグFkが「オフ」である場合には(ステップS20:NO)、瞬断からの復帰ではなく通常の給電開始時である旨を判断し、通常の最大リフト量のフィードバック制御(ステップS11、ステップS12)を実行してこの一連の処理を一旦終了する。
一方、運転フラグFkが「オン」である場合には(ステップS20:YES)、今回の制御周期が瞬断から復帰した直後の制御周期である旨判断し、EEPROM72cに記憶されている学習フラグFgが「オフ」であるか否かを判断する(ステップS30)。なお、学習フラグFgは、瞬断の直前の制御周期が最大リフト量の基準値学習中の制御周期であったか否かを示す情報値である。この学習フラグFgは、機関始動時に「オフ」に設定され、そして後述の処理において基準値学習が開始するときには「オン」に設定される一方、基準値学習が終了したときには「オフ」に設定される。
ここで、学習フラグFgが「オフ」である場合には(ステップS30:YES)、瞬断の直前の制御周期が通常の制御周期であった旨判断し、アドレスADP1,ADP2に残存した残存データにおいて互いに対応するビットの排他的論理和のうち、少なくとも1つが「0」であるかを判断する(ステップS40)。
アドレスADP1,ADP2に残存した残存データにおいて互いに対応するビットのビットデータの排他的論理和が全て「1」である場合には(ステップS40:NO)、アドレスADP1,ADP2の残存データが瞬断直前の制御周期にDRAM72bに記憶されたデータである旨判断する。この場合には、アドレスADP1の残存データによって示される位置カウント値P及びEEPROM72cに記憶される初期値Sgに基づいてその時点のストロークカウント値Sを算出し(ステップS41)、その初期値Sgを算出されたストロークカウント値Sの値に更新してEEPROM72cに記憶する(ステップS42)。
一方、アドレスADP1,ADP2に残存した残存データにおいて互いに対応するビットのビットデータの排他的論理和のうち、少なくとも1つが「0」である場合には(ステップS40:YES)、アドレスADP1,ADP2の少なくとも一方のデータがバックアップ電源による給電の停止により変化した旨判断する。この場合には、学習フラグFgを「オン」に設定し(ステップS50)、最大リフト量の基準値学習を実行する。すなわち、コントロールシャフト54をHi端に駆動し(ステップS60)、ROM72aに記憶されたHi端に対応するストロークカウント値Sに初期値Sgを設定するとともに、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pを「0」にリセットする(ステップS70)。ここで、このように給電の瞬断後に基準値学習を実行する場合には、カウンタ回路によって検出される変更履歴が給電の瞬断により一旦クリアされるが、アクチュエータの作動に伴いその変更履歴が更新されてDRAM72bに記憶される。なお、この基準値学習が開始してからコントロールシャフト54がHi端に駆動されるまでの間に、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pが位置センサS1,S2のパルス信号に基づいて更新されてDRAM72bに記憶される。そしてこの基準値学習が完了した後に、学習フラグFgを「オフ」に設定し(ステップS80)、この一連の処理を一旦終了する。
ところで、先のステップS30において学習フラグFgが「オン」である場合には(ステップS30:NO)、瞬断の直前の制御周期が最大リフト量の基準学習中の制御周期であった旨判断し、ステップS40の処理をスキップ、すなわち同ステップS40での判断を無効化して最大リフト量の基準値学習(ステップS60,S70)を実行する。そしてこの基準値学習が完了した後に、学習フラグFgを「オフ」に設定し(ステップS80)、この一連の処理を一旦終了する。
以下、図8を参照して、上述した給電の瞬断に対応する処理についてその一具体例を説明する。
図8(a)に示されるように、例えばバックアップ電源による給電が瞬断する直前の通常制御周期に位置カウンタ回路74の位置カウント値Pが「13」であるとき、そのカウント値「13」に対応するデータ「1101」をDRAM72bのアドレスADP1の第0〜3ビットに記憶するとともに、そのデータの論理レベルをビット毎に反転したデータ「0010」をDRAM72bのアドレスADP2の第0〜3ビットに記憶する(ステップS11)。
ここで、給電が瞬断する直前の制御周期が通常の制御周期であったため、瞬断から復帰した直後の制御周期に学習フラグFgが「オフ」である(ステップS30:YES)。したがって、瞬断から復帰した直後の制御周期に、アドレスADP1,ADP2に残存した残存データにおいて互いに対応するビットのビットデータの排他的論理和のうち少なくとも1つが「0」であるか否かを判断する(ステップS40)。
ここで、それら残存データにおいて互いに対応するビットのビットデータの排他的論理和が全て「1」である場合には(ステップS40:NO)、アドレスADP1,ADP2の残存データが瞬断直前の制御周期にDRAM72bに記憶されたデータである旨判断する。この場合には、アドレスADP1の残存データによって示される位置カウント値P、すなわち「13」及びEEPROM72cに記憶される初期値Sgに基づいてその時点のストロークカウント値Sを算出する(ステップS41)。そして、それ以後ストロークカウント値Sの算出に用いられる初期値Sgを算出されたストロークカウント値Sの値に更新してEEPROM72cに記憶する(ステップS42)。
一方、瞬断から復帰した直後の制御周期に、例えば図8(a)の破線に示されるようにアドレスADP1の第2ビットに対応するメモリセルの電荷が放電することにより、アドレスADP1に残存したデータが「1001」になると、アドレスADP1,ADP2の第2ビットのビットデータの排他的論理和が「0」になる(ステップS40:YES)。この場合には、アドレスADP1,ADP2の少なくとも一方のデータがバックアップ電源による給電の停止により変化した旨判断し、学習フラグFgを「オン」に設定して(ステップS50)最大リフト量の基準値学習を実行する。すなわち、コントロールシャフト54をHi端に駆動し(ステップS60)、ROM72aに記憶されたHi端に対応するストロークカウント値Sに初期値Sgを設定するとともに、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pを「0」にリセットする(ステップS70)。そしてこの基準値学習が完了した後に、学習フラグFgを「オフ」に設定する(ステップS80)。
なお、この基準値学習が開始してからコントロールシャフト54がHi端に駆動されるまでの間に、位置カウンタ回路74は位置センサS1,S2のパルス信号に基づいて位置カウント値Pを「0」から増大させる。そして位置カウンタ回路74によって出力される位置カウント値PのデータがDRAM72bに記憶される。
ところで、例えば上述したように最大リフト量の基準値学習が開始した後、位置カウンタ回路74の位置カウント値Pが「0」から「5」に増大したときにバックアップ電源による給電の瞬断が再度発生した場合、その瞬断から復帰した直後の制御周期における学習フラグFgは「オン」に設定されている(ステップS30:NO)。そのため、ステップS40による判断を無効化して最大リフト量の基準値学習(ステップS60,S70)を実行する。換言すれば、瞬断から復帰した直後の制御周期に、図8(b)に示されるようにアドレスADP1,ADP2にデータ「0101」,「1010」がそれぞれ残存し、互いに対応するビットデータの排他的論理和が全て「1」である場合であっても、アドレスADP1の残存データ「0101」に示される位置カウント値Pの値「5」及びEEPROM72cに記憶されている初期値Sgに基づいてストロークカウント値Sを算出する処理は行われず、再度最大リフト量の基準値学習が実行される。そして、この基準値学習が完了した後に学習フラグFgが「オフ」に設定される。
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。
・最大リフト量の基準値学習の実行中においてバックアップ電源による給電が再度瞬断した場合に、DRAM72bに残存した位置カウント値Pのデータが瞬断の直前の制御周期に記憶されたデータであるか否かに関係なく、最大リフト量の基準値学習を実行するようにした。そのため、再度の瞬断から復帰したときに、DRAM72bに残存した位置カウント値Pの残存データがその瞬断の直前の制御周期に記憶されたデータである場合に、DRAM72bに残存したデータが前回瞬断の復帰時におけるストロークカウント値Sからの変更履歴を示すデータであるにもかかわらず、残存データによって示される位置カウント値Pと前回瞬断の前に設定された初期値Sgに基づいてその時点のストロークカウント値Sを誤って算出することを回避することができるようになる。その結果、それ以後ストロークカウント値Sの算出に用いられる初期値Sgをその時点のストロークカウント値Sとは異なる値に設定することを回避することができ、最大リフト量の基準値学習が完了する前にバックアップ電源による給電の瞬断が再度発生することに起因して、最大リフト量の実際値を正確に算出できなくなることを回避することができる。
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、通常制御時に位置カウント値Pのデータの対照データとしてそのミラーデータをDRAM72bに記憶するようにしている。これに限らず、例えば位置カウント値Pのデータと同じデータ等、その位置カウント値Pのデータと他の対応関係を有するデータを対照データとしてDRAM72bに記憶する構成を採用することもできる。
・上記実施形態では、位置カウント値P等の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としてDRAMを採用するようにしているが、例えばSRAM等、他種の揮発性メモリを採用することもできる。また、上記実施形態では、初期値Sgを記憶する不揮発性メモリとしてEEPROM72cを採用するようにしているが、これに限らず、MRAM(Magnetic RAM)、FeRAM(Ferroelectric RAM)等、他の書き換え可能な不揮発性メモリを採用することもできる。
・上記実施形態では、機関バルブの最大リフト量の変更量と初期値とに基づいてその実際値を算出する内燃機関の制御システムに本発明を適用する場合について例示した。これに限らず、例えばクランクシャフトの回転角を検出する制御システム等、機関状態量の変更量とその初期値とに基づいてその状態量の実際値を算出する他の内燃機関の制御システムにおいても、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装置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装置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。 同実施形態のコントロールシャフト、ブラシレスモータ及びマイクロコンピュータを主に示すブロック図。 (a)〜(h)同実施形態の各センサの出力波形及び各カウンタ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タ及び位置カウンタとの関係を示す表。 同実施形態の制御システムによるバックアップ電源による給電の瞬断に対応する処理についてその処理手順を示すフローチャート。 (a),(b)同実施形態の制御システムによるバックアップ電源による給電の瞬断に対応する処理についてその一具体例を説明するブロック図。
符号の説明
S1,S2…位置センサ、D1〜D3…電気角センサ、2…シリンダヘッド、3…シリンダヘッドカバー、3a,3b…ストッパ、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、54a…係止部、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…ブラシレスモータ、60a…出力軸、61…変換機構、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)、73…電気角カウンタ回路、74…位置カウント回路、81…アクセルセンサ、82…クランク角センサ、90…排気動弁装置、100…吸気動弁装置。

Claims (4)

  1. 所定の作動範囲で作動することにより内燃機関の状態量を変更するアクチュエータと、給電状態下で前記状態量についてその給電の開始時における初期値からの変更履歴を検出する履歴検出手段と、前記履歴検出手段によって検出された変更履歴を記憶する揮発性メモリと、前記履歴検出手段と前記揮発性メモリとに給電するバックアップ電源とを備え、前記揮発性メモリに記憶された変更履歴と前記初期値とに基づいて前記状態量の実際値を算出する内燃機関の制御システムであって、
    前記バックアップ電源による給電が一時的に停止される状態から復帰した後に、前記揮発性メモリに残存した前記変更履歴の残存データがその給電停止の直前に記憶されたデータであるか否かを判断する残存データ判断手段と、前記残存データ判断手段により前記変更履歴の残存データが給電停止の直前に記憶されたデータである旨判断されたときに、前記初期値を前記残存データに基づいて算出される状態量の実際値に設定する初期値設定手段と、前記残存データ判断手段により前記残存データがその給電停止の直前に記憶されたデータでない旨判断されたときに、前記アクチュエータを前記作動範囲の限界位置に作動させ、前記初期値を該限界位置に対応する前記状態量の基準値に設定するとともに前記変更履歴をクリアする基準値学習手段とを備える内燃機関の制御システムにおいて、
    前記基準値学習手段による基準値学習が完了する前に前記バックアップ電源による給電が再度一時的に停止された場合には、その給電が復帰したときに、前記残存データ判断手段による判断を無効化して前記基準値学習手段による基準値学習を実行する
    ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
  2. 請求項1に記載の内燃機関の制御システムにおいて、
    前記残存データ判断手段は、前記変更履歴のデータを前記揮発性メモリの第1のアドレスに記憶するとともに、前記データの論理レベルをビット毎に反転したデータを前記揮発性メモリの第2のアドレスに記憶し、前記バックアップ電源による給電が一時的に停止される状態から復帰した後に、前記第1のアドレスと前記第2のアドレスとに残存したデータにおいて互いに対応するビットのビットデータの排他的論理和が全て「1」であるときに、前記第1のアドレスと前記第2のアドレスとに残存した残存データが給電停止の直前に記憶されたデータである旨判断する
    ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
  3. 請求項1又は2に記載の内燃機関の制御システムにおいて、
    前記基準値学習手段は前記基準値学習の実行中であるときにその旨を示す情報値を書き換え可能な不揮発性メモリに記憶し、前記バックアップ電源による給電が一時的に停止された状態から復帰したときに前記情報値が前記基準値学習の実行中である旨を示すときに、前記残存データ判断手段による判断を無効化して前記基準値学習手段による基準値学習を実行する
    ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の制御システムにおいて、
    前記状態量は機関バルブのバルブ状態量である
    ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5302844B2 (ja) * 2008-11-21 2013-10-02 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP5029730B2 (ja) * 2010-06-16 2012-09-19 トヨタ自動車株式会社 可変機構の制御装置
JP5878460B2 (ja) * 2012-12-21 2016-03-08 トヨタ自動車株式会社 エンジンの制御装置
DE102016114664A1 (de) * 2015-10-08 2017-04-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Ventilbetätigungsvorrichtung für eine Brennkraftmaschine

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6368200U (ja) * 1986-10-23 1988-05-09
JP2004293447A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Nissan Diesel Motor Co Ltd 電子制御スロットルの位置学習方法および装置
JP2007023800A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブ特性制御装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55138104A (en) * 1979-04-13 1980-10-28 Hitachi Ltd Engine controller
US4491922A (en) * 1981-08-14 1985-01-01 Toyota Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Method and apparatus for controlling stepping motor in idling rotational speed control
JPS6368200A (ja) 1986-09-10 1988-03-28 株式会社東芝 脱水機
JP3321877B2 (ja) * 1993-03-16 2002-09-09 日産自動車株式会社 エンジンの空燃比制御装置
JP2003006056A (ja) * 2001-06-25 2003-01-10 Hitachi Kokusai Electric Inc メモリバックアップ回路
US6968268B2 (en) * 2003-01-17 2005-11-22 Denso Corporation Misfire detector for an internal combustion engine
JP4390037B2 (ja) * 2003-05-20 2009-12-24 コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 画像形成装置
JP3718688B2 (ja) 2003-06-17 2005-11-24 東京エレクトロン株式会社 加熱装置
JP2005011073A (ja) 2003-06-19 2005-01-13 Dainippon Printing Co Ltd 展示品説明資料情報の配信方法及び配信システム
JP2005011074A (ja) 2003-06-19 2005-01-13 Misuo Fujiwara 建物の立体画像の表示システム及び表示方法
JP4075811B2 (ja) 2004-01-14 2008-04-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の可変動弁機構故障診断装置
JP2005011372A (ja) 2004-08-12 2005-01-13 Fuji Xerox Co Ltd 表示装置および方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6368200U (ja) * 1986-10-23 1988-05-09
JP2004293447A (ja) * 2003-03-27 2004-10-21 Nissan Diesel Motor Co Ltd 電子制御スロットルの位置学習方法および装置
JP2007023800A (ja) * 2005-07-12 2007-02-01 Toyota Motor Corp 内燃機関のバルブ特性制御装置

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