JP4826505B2 - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構についてその駆動を同機構に設けられた制御軸の駆動を通じて制御する可変動弁機構の制御装置に関する。

内燃機関の吸気バルブのバルブ特性を機関運転状態に応じて変更するための機構として、例えば特許文献１に記載される可変動弁機構がある。この特許文献１に記載の可変動弁機構にあっては、同機構に設けられた制御軸をアクチュエータによって軸線方向に駆動することによって機関バルブの最大リフト量を変更するようにしている。したがって、こうした可変動弁機構にあっては、制御軸の位置を高い精度で制御することが最大リフト量を機関運転状態に適した値とする上で重要な要素となる。

ここで制御軸の位置を検出するための手法としては種々の方法が提案されているが、例えば可変動弁機構に制御軸の位置を検出するためのセンサを設けるとともに、同センサの出力に基づいて制御軸の位置、換言すれば吸気バルブの最大リフト量を検出する方法がある。しかしながら、このような方法では、センサの初期取付位置のばらつき、センサ毎の出力のばらつき、あるいは温度変化等々に起因するセンサ特性の変化により、検出されるセンサ出力に基づいて算出される制御軸の位置と同制御軸の実際の位置とにずれが生じ、同制御軸の位置を正確に検出することができないといった問題があった。

そこで従来、例えば特許文献２に記載の可変動弁機構の制御装置にあっては、制御軸の可動範囲端にあるときの位置を同制御軸の基準位置として記憶するとともに、この記憶された基準位置からの相対変位量をセンサにより検出する。そして、この相対変位量と基準位置とに基づいて制御軸の絶対位置を求め、これが目標位置と一致するようにアクチュエータを制御するようにしている。さらにこの装置では、所定の基準位置学習条件が成立したときに、制御軸を可動範囲端の方向に変位させるとともに、同制御軸が可動範囲端に達した旨が判断されたときの絶対位置を基準位置として学習するようにしている。これにより、センサ毎の出力のばらつき等々が生じた場合であってもセンサ出力に基づいて算出される制御軸の位置と実際の制御軸の位置とが対応するようになり、ひいては機関運転状態に適した値となるように最大リフト量を制御することが可能になる。
特開２００１−２６３０１５号公報 特開２００３−４１９７７号公報

ところで、このような可変動弁機構にあっては、制御軸の端部にアクチュエータを設け、アクチュエータから制御軸に伝達される駆動力によって同制御軸を駆動するようにしたものがある。このアクチュエータはブラシレスモータを備えており、同モータへの駆動電力の供給を通じて制御軸を駆動するようにしている。そして、ブラシレスモータへの通電時間の割合、すなわちデューティ比を、例えば−１００％〜＋１００％（「−」はモータを逆回転させるための負極電位を表す）の間で変更することにより駆動電力が変更される。ちなみに、アクチュエータから制御軸に伝達される駆動力は、デューティ比の絶対値が大きいほど大きくなるように設定されている。そして、制御軸の絶対位置と目標位置との偏差が大きいほどデューティ比の絶対値を大きく設定することにより、絶対位置を目標位置に短時間で近づけるようにしている。

一方、可変動弁機構にあっては、制御軸の可動範囲端側への変位を規制する規制部材が設けられたものがある。このような規制部材を設けることで、制御軸を可動範囲端の方向へ変位させたときに、同制御軸が規制部材に当接することにより、制御軸は可動範囲端にて停止する。このため、制御軸の基準位置の学習に際しては、制御軸が規制部材に当接することをもって上記制御軸が可動範囲端に達した旨を判断することができるようになる。

しかしながら、上述のようなアクチュエータにより制御軸を駆動する可変動弁機構にあって、制御軸を規制部材に当接させる際には以下のような問題が無視できないものとなる。

すなわち、基準位置の学習に際して、同制御軸が可動範囲端に達すると、目標位置が変化しても制御軸の実際位置は変化しなくなるため、上記算出される絶対位置も変化しなくなる。このため、このように制御軸が可動範囲端に達した状態では、絶対位置と目標位置との偏差が急速に増大し、デューティ比の絶対値も急速に増大することとなる。その結果、ブラシレスモータに大きな電流が生じるとともに、これに起因して同モータの温度が過上昇し、ひいては同モータのコイルや駆動回路を構成するＭＯＳ（メタル・オキサイド・セミコンダクタ）に焼損等が生じるおそれがある。

なお、このような課題は、吸気バルブの最大リフト量を制御するようにした場合に限らず、開弁時期や閉弁時期等、機関バルブのバルブ特性を機関運転状態に基づいて制御する場合にあっても同様に発生し得る。

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、制御軸を駆動するアクチュエータを備えた可変動弁機構にあって、同アクチュエータに焼損等が生じることを抑制することのできる可変動弁機構の制御装置を提供することにある。

以下、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、規制部材によって規制される可動範囲内で駆動される制御軸と、前記制御軸を駆動するアクチュエータとを備え、同アクチュエータによる前記制御軸の駆動を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構にあって、前記制御軸がその可動範囲端にあるときの位置を基準位置とし同基準位置からの前記制御軸の相対変位量と前記基準位置とに基づいて前記制御軸の絶対位置を算出するとともに、同絶対位置と目標位置との偏差が大きくなるほど前記アクチュエータへの駆動電力の絶対値を大きく設定することによって前記絶対位置が前記目標位置と一致するように前記制御軸の位置をフィードバック制御する一方、所定の基準位置学習条件が成立したときに前記制御軸の目標位置を前記可動範囲外の位置に設定して前記制御軸を可動範囲端まで変位させるとともに、前記制御軸が前記可動範囲端に達した旨が判断されたときの前記絶対位置を前記基準位置として学習する可変動弁機構の制御装置において、前記可変動弁機構は前記バルブ特性として少なくとも機関バルブの最大リフト量を変更するものであり、前記基準位置の学習における前記制御軸の可動範囲端の位置は、前記最大リフト量が最小となるときの前記制御軸の位置である最小変位端位置、及び同最大リフト量が最大となるときの前記制御軸の位置である最大変位端位置のいずれかの位置であり、前記基準位置の学習に際して、前記駆動電力の設定範囲を同駆動電力に対して設定可能な最も広い範囲よりも狭い範囲にガードし、前記可動範囲端の位置を前記最小変位端位置に設定して前記学習を実行する場合の前記駆動電力に対する最小ガード値と、前記可動範囲端の位置を前記最大変位端位置に設定して前記学習を実行する場合の前記駆動電力に対する最大ガード値とが、それぞれの絶対値が異なるかたちで設定されてなることを要旨としている。

同構成によれば、基準位置の学習に際して規制部材によって規制される可動範囲端に制御軸が達したときに、設定可能な範囲で最も大きな駆動電力がアクチュエータに供給されることを抑制することができるため、アクチュエータに焼損等が生じることを抑制することができるようになる。なおここで、バルブ特性には、機関バルブの最大リフト量、作用角（開弁期間）、開弁時期、閉弁時期、及びそれらの組み合わせが含まれる。

また、同構成によれば、制御軸を最小変位端位置まで変位させる場合及び最大変位端位置まで変位させる場合とで制御軸を変位させるのに必要な駆動力が異なる場合であっても、この駆動力の大きさに応じて最小ガード値及び最大ガード値を設定することで、制御軸を可動範囲端の位置まで変位させることが容易となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記最大ガード値の絶対値は、前記最小ガード値の絶対値よりも大きく設定されてなることを要旨としている。

一般にバルブ特性として機関バルブの最大リフト量を変更する可変動弁機構では、最大リフト量が大きくなる方向に制御軸を変位させるときに同制御軸にバルブ反力が作用する。このため、基準位置の学習に際して、バルブリフト量が大きくなる方向に制御軸を変位させる際には、制御軸を変位させるために必要な駆動力は大きくなる。したがって、基準位置の学習に際して駆動電力の設定範囲を狭くガードしすぎると、可動範囲端の位置を最大変位端位置に設定して学習を実行する場合に、制御軸を最大変位端位置まで変位させることができないおそれがある。この点、上記構成によれば、可動範囲端の位置を最大変位端位置に設定して学習を実行する場合に駆動電力が大きく設定されるため、制御軸を同最大変位端位置まで変位させることが容易となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記制御軸が前記可動範囲端に達した旨が判断されたときに、前記ガード値を、同ガード値の絶対値が小さくなるように変更させてなることを要旨としている。

同構成によれば、制御軸が可動範囲端に達したときにアクチュエータへの駆動電力の供給が更に抑制されるようになる。
具体的には、請求項４に記載の発明によるように、請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記駆動電力の大きさを、前記絶対位置と前記目標位置との乖離が大きいときほど絶対値が大きく設定されるデューティ比に基づいて設定する、といった構成を採用することで、駆動電力の設定範囲をガードすることが容易となる。

以下、本発明にかかる可変動弁機構の制御装置の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１に、内燃機関の動弁系及びその制御装置を示す。同図１に示されるように、シリンダヘッド１０には、吸気ポート１１に燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。この吸気ポート１１内では燃料噴射弁１２から噴射された燃料と上記吸気ポート１１内を流れる吸入空気との混合により混合気が形成され、この形成された混合気が吸気バルブ１３を介して燃焼室１４内に導入される。また、この燃焼室１４内では点火プラグ１５の点火に伴って上記混合気が燃焼されるとともに、この混合気の燃焼後の排気が排気バルブ１６を介して排気ポート１７へと排出される。

また、吸気カム１８と吸気バルブ１３との間には、吸気バルブ１３のバルブ特性、具体的にはその最大リフト量及び作用角を可変とする可変動弁機構２０が設けられている。この可変動弁機構２０は、吸気カム１８の回転に伴って揺動する入力アーム２１と、同入力アーム２１と一体となって揺動する出力アーム２２とを備え、この出力アーム２２の揺動がロッカーアーム２３を介して吸気バルブ１３に伝達されることにより吸気バルブ１３が開閉駆動される。また、この可変動弁機構２０は、入力アーム２１及び出力アーム２２を貫通するように配置された制御軸、すなわちコントロールシャフト２４をその軸線ｍの方向に変位させることで入力アーム２１と出力アーム２２とを軸線ｍ回りに相対回転させる。そして、このような相対回転により吸気バルブ１３の最大リフト量及び作用角が変更される。具体的には、入力アーム２１と出力アーム２２とを近接するように相対回転させると、吸気バルブ１３の最大リフト量及び作用角が小さくなる。一方、入力アーム２１と出力アーム２２とを離間させるように相対回転させると、吸気バルブ１３の最大リフト量及び作用角が大きくなる。このように、この可変動弁機構２０では、コントロールシャフト２４を軸線ｍの方向に沿って往復動させることによって、吸気バルブ１３のバルブ特性を変更するようにしている。続いて、このコントロールシャフト２４を軸線ｍの方向に変位させるための構造について図２を参照して説明する。

図２に、シリンダヘッド１０の平面構造を示す。同図に示されるように、コントロールシャフト２４の基端部（図中右端部）には、同シャフト２４に軸線ｍの方向の駆動力を伝達するためのアクチュエータ３０が設けられている。このアクチュエータ３０は、ブラシレスモータ３１と、同モータ３１の回転運動を軸線ｍの方向に沿った直線運動に変換する変換機構３２とにより構成されている。すなわちこの可変動弁機構２０では、ブラシレスモータ３１への駆動電力の供給を通じてコントロールシャフト２４を軸線ｍの方向に沿って往復動させるようにしている。ちなみに、コントロールシャフト２４を基端側、すなわち図中のＲ方向に変位させたときには、入力アーム２１と出力アーム２２とが近接するように相対回転する一方、コントロールシャフト２４を先端側、すなわち図中のＦ方向に変位させたときには、入力アーム２１と出力アーム２２とが離間するように相対回転する。

また、コントロールシャフト２４には凸部２４ａが形成されるとともに、シリンダヘッド１０にはこの凸部２４ａを挟むようにしてストッパ１０ａ，１０ｂが形成されている。コントロールシャフト２４をＲ方向に変位させたときに、凸部２４ａが第１のストッパ１０ａに当接することにより、コントロールシャフト２４はＲ方向における可動範囲端（最小変位端位置）にて停止する。一方、コントロールシャフト２４をＦ方向に変位させたときに、凸部２４ａが第２のストッパ１０ｂに当接することにより、コントロールシャフト２４はＦ方向における可動範囲端（最大変位端位置）にて停止する。すなわち、このストッパ１０ａ，１０ｂが、コントロールシャフト２４の駆動を規制する規制部材に相当する。

図１に示すように、内燃機関には、機関運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、クランクシャフト１９の近傍には、その回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出するための回転速度センサ４０が設けられている。また、アクチュエータ３０には、ブラシレスモータ３１が所定角度を回転する毎にパルス信号ＰＳを出力する回転角センサ４１が設けられている。さらに、この内燃機関には、その冷却水の温度、すなわち冷却水温ＴＨＷを検出するための水温センサ４２が設けられている。そして、これら各センサ４０〜４２等の出力信号は電子制御装置５０に入力される。

電子制御装置５０は、演算処理装置（ＣＰＵ）やメモリ等を有するマイクロコンピュータを備えている。この電子制御装置５０は、各センサ４０〜４２等の出力信号に基づいて内燃機関の運転に係る各種状態量を求める。例えば、この電子制御装置５０では、コントロールシャフト２４が最小変位端位置にあるときの位置を基準位置ＰＢとして記憶するとともに、同基準位置ＰＢからの同シャフト２４の相対変位量ΔＤを回転角センサ４１から検出されるパルス信号ＰＳのカウント値に基づいて算出する。そしてこれら基準位置ＰＢと相対変位量ΔＤとに基づいて、コントロールシャフト２４の絶対位置ＰＡを算出するようにしている。

そして、これら求められた状態量に基づいて可変動弁機構２０を駆動することによって、吸気バルブ１３の最大リフト量変更処理が実行される。この最大リフト量変更処理は、機関回転速度ＮＥ、冷却水温ＴＨＷ等から機関運転状態を求めるとともに、この求められた機関運転状態に基づき可変動弁機構２０を駆動制御して、吸気バルブ１３のバルブ特性、すなわち最大リフト量及び作用角を変更する処理である。そして、この電子制御装置５０では、吸気バルブ１３の最大リフト量を変更するにあたり、コントロールシャフト２４の絶対位置ＰＡが所定の目標位置ＰＴとなるように同シャフト２４の位置をフィードバック制御する。さらに、この電子制御装置５０では、回転角センサ４１の出力信号にノイズが混入すること等に起因して基準位置ＰＢと実際の最小変位端位置とにずれが生じた場合、所定の基準位置学習条件の成立をもってコントロールシャフト２４を最小変位端位置まで移動させることによって基準位置ＰＢを学習するようにしている。

また、この電子制御装置５０では、ブラシレスモータ３１への通電時間の割合（デューティ比ＤＴ）を−１００％〜＋１００％の間で変更することにより、すなわちデューティ制御することにより同ブラシレスモータ３１の駆動電力を変化させる。そしてこれにより、アクチュエータ３０からコントロールシャフト２４に作用する駆動力を適宜変更して、コントロールシャフト２４のＲ方向への変位速度、あるいはＦ方向の変位速度を変更するようにしている。具体的には、デューティ比ＤＴを正の値、例えば＋５０％に設定した場合には、コントロールシャフト２４がＦ方向に変位する。一方、デューティ比ＤＴを負の値、例えば−５０％に設定した場合には、コントロールシャフト２４がＲ方向に変位する。また、アクチュエータ３０からコントロールシャフト２４に伝達される駆動力は、デューティ比ＤＴの絶対値が大きいほど大きくなるように設定されている。

図３及び図４は、本実施形態による可変動弁機構２０を通じた吸気バルブ１３の最大バルブリフト量の変更についてその処理手順を示したものであり、以下、これら図３及び図４に基づいてその具体的な処理手法を詳述する。

図３は、本実施形態において実行される最大リフト量変更処理についてその処理手順を示したものである。
同図３に示されるように、この最大リフト量変更処理では、基準位置ＰＢの学習を実行する必要があるか否かを判断するために、まず、同基準位置ＰＢの学習を実施するための条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１００）。この学習は、例えば、以下の各条件が全て成立していることを条件に実行される。
（ａ１）燃料噴射弁１２からの燃料噴射が停止されている。
（ａ２）コントロールシャフト２４の位置が最小変位端位置の近傍の位置に設定されている。

この処理を通じて学習を実施するための条件が成立していない旨が判断された場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、メモリに記憶されている基準位置ＰＢと相対変位量ΔＤとを読み込み、これら基準位置ＰＢと相対変位量ΔＤとに基づいて絶対位置ＰＡが算出される（ステップＳ１１０）。続いて、ステップＳ１２０の処理として、機関回転速度ＮＥや冷却水温ＴＨＷ等に基づいて目標位置ＰＴが設定される（ステップＳ１２０）。ちなみに、電子制御装置５０のメモリには、これら機関回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷ等と目標位置ＰＴとの関係が関数マップとして記憶されており、電子制御装置５０はこの関数マップを参照して目標位置ＰＴを算出する。

このように絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとを算出した後、絶対位置ＰＡを目標位置ＰＴに近づけるために、ＰＩ制御を実行する。具体的にはまず、ステップＳ１３０の処理として、絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの偏差に基づいて比例項（Ｐ項）と積分項（Ｉ項）とが算出された後、これら比例項と積分項とに基づいてデューティ比ＤＴが算出される。その後、この算出されたデューティ比ＤＴに基づいてアクチュエータ３０が駆動されることとなる（ステップＳ１４０）。このようにしてアクチュエータ３０が駆動されると、絶対位置ＰＡが目標位置ＰＴに近づくようになるため、吸気バルブ１３の最大リフト量が機関運転状態に応じた目標最大リフト量に近づくようになる。

一方、ステップＳ１００の処理において、学習を実施するための条件が成立している旨が判断された場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、基準位置ＰＢを学習するための処理が実行される（ステップＳ１５０）。図４にこの学習にかかる処理手順を示す。

すなわち、同図４に示されるように、この処理ではまず、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達したか否かが判断され（ステップＳ１５１）、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達していない旨が判断された場合には（ステップＳ１５１：ＮＯ）、目標位置ＰＴを所定変位量ΔＰだけＲ方向に変更する（ステップＳ１５２）。なお、上記比例項（Ｐ項）、積分項（Ｉ項）の変化に基づいて、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達したか否か判断することができる。さらに、このステップ１５２の処理に続いて、絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの偏差に基づいてデューティ比ＤＴが設定される（ステップ１５３）。このステップ１５３の処理は、基本的には上記ステップＳ１３０の処理と同様の処理である。

ところで、この基準位置学習処理が開始されたばかりの段階では、目標位置ＰＴと絶対位置ＰＡとの偏差は小さいため、デューティ比ＤＴが−４０％以下の値となることは希である。したがって、続くステップＳ１５４の処理としてデューティ比ＤＴが−４０％よりも小さい値であるか否かが判断されたときに、デューティ比が−４０％よりも小さい値でない旨が判断されることとなる（ステップＳ１５４：ＮＯ）。そして、続くステップＳ１５５の処理として、デューティ比ＤＴに基づいてアクチュエータ３０が駆動される。これらステップＳ１５２〜ステップＳ１５５の処理は、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達していない旨が判断されている間（ステップＳ１５１：ＮＯ）、繰り返し実行されることとなる。そして、この処理では、最小変位端位置を超えた位置まで目標位置ＰＴを変化させることによって、コントロールシャフト２４を最小変位端位置まで変位させるようにしている。

一方、上記算出されるデューティ比ＤＴが−４０％よりも小さい値を示すようになると、ステップＳ１５４の処理において、デューティ比が−４０％よりも小さい値である旨が判断され（ステップＳ１５４：ＹＥＳ）、同デューティ比ＤＴが−４０％にガードされる（ステップ１５６）。

また、コントロールシャフト２４が最小変位端位置まで達した旨が判断された場合には（ステップＳ１５１：ＹＥＳ）、そのときの絶対位置ＰＡを基準位置ＰＢとして学習する（ステップＳ１５７）。最後にステップＳ１５８の処理として、メモリに記憶された相対変位量ΔＤをリセットしてこの一連の処理を終了する。

以上詳述した本発明に係る可変動弁機構の制御装置の作用効果について、図５のタイミングチャートを参照して説明する。
図５（ａ）に、基準位置ＰＢと相対変位量ΔＤとに基づいて算出されるコントロールシャフト２４の絶対位置ＰＡの経時的な推移を実線で、同シャフト２４の目標位置ＰＴの経時的な推移を一点鎖線で、同シャフト２４の実際位置ＰＡＡの経時的な推移を二点鎖線で示す。同図５（ａ）に示されるように、基準位置ＰＢの学習処理において目標位置ＰＴがＲ方向に徐変されると、コントロールシャフト２４もＲ方向に駆動され、絶対位置ＰＡもＲ方向に変化するようになる。その後、時刻ｔ０でコントロールシャフト２４が最小変位端位置まで達すると、目標位置ＰＴが変化してもコントロールシャフト２４の実際位置ＰＡＡは変化しなくなるため、上記算出される絶対位置ＰＡも変化しなくなる。このため、このようにコントロールシャフト２４が最小変位端位置に達した状態では、絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの偏差が急速に増大する。その結果、図５（ｂ）に示すように、デューティ比ＤＴが急速に減少するようになる。

図５（ｂ）にデューティ比ＤＴの経時的な推移を、従来の可変動弁機構の制御装置におけるデューティ比ＤＴＯの推移と併せて示す。同図５（ｂ）に示されるように、従来の処理ではデューティ比ＤＴＯが−１００％に設定される一方で、本実施形態にかかる処理ではデューティ比ＤＴが−４０％にガードされることとなる。すなわち、この−４０％の値がデューティ比ＤＴに対するガード値となる。このため、基準位置学習に際して、第１のストッパ１０ａによって規制される最小変位端位置にコントロールシャフト２４が達したときに、デューティ比ＤＴが−１００％に設定されたときに相当する駆動電力がブラシレスモータ３１に供給されることが抑制される。このため、ブラシレスモータ３１のコイルや駆動回路を構成するＭＯＳ（メタル・オキサイド・セミコンダクタ）に焼損等が生じることを抑制することができるようになる。

以上説明したように、本実施形態かかる可変動弁機構の制御装置によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）基準位置の学習に際して、デューティ比ＤＴの設定範囲を同デューティ比ＤＴに対して設定可能な最も広い範囲（−１００％〜１００％）よりも狭い範囲（−４０％〜１００％）にガードするようにした。具体的には、同デューティ比ＤＴに対してガード値（−４０％）を設けるようにした。そしてこれにより、アクチュエータ３０の駆動電力（正確にはブラシレスモータ３１の駆動電力）の設定範囲を同駆動電力に対して設定可能な最も広い範囲よりも狭い範囲にガードするようにした。このため、基準位置の学習に際して第１のストッパ１０ａによって規制される最小変位端位置にコントロールシャフト２４が達したときに、デューティ比ＤＴが−１００％に設定されたときに相当する駆動電力がブラシレスモータ３１に供給されることが抑制される。その結果、ブラシレスモータ３１のコイルや駆動回路を構成するＭＯＳ（メタル・オキサイド・セミコンダクタ）に焼損等が生じることを抑制することができるようになる。

（２）アクチュエータ３０の駆動電力を、デューティ比ＤＴに基づいて設定するようにした。このため、本実施形態にかかる処理を実行する上で、アクチュエータ３０の駆動電力の設定範囲をガードすることが容易となる。

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ができる。
・上記実施形態では、コントロールシャフト２４が最小変位端位置まで達した旨が判断された場合に、ガード値はそのままで基準位置の学習を開始したが、同判断がなされたときにガード値を同ガード値の絶対値が小さくなるように変更、例えばガード値を−４０％から−１０％に変更してもよい。これにより、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達したときにブラシレスモータ３１への駆動電力の供給が更に抑制されるようになる。

・上記実施形態では、学習を実行する際に、コントロールシャフト２４の可動範囲端の位置を最小変位端位置に設定したが、例えば最大変位端位置に設定、あるいは最小変位端位置及び最大変位端位置の両方に設定してもよい。そして、学習を実行する際に、コントロールシャフト２４の可動範囲端の位置を最小変位端位置及び最大変位端位置の両方に設定した場合には以下のようにガード値を設定するのが望ましい。すなわち、可動範囲端の位置を最大変位端位置に設定した場合のデューティ比ＤＴに対するガード値を最大ガード値とし、可動範囲端の位置を最小変位端位置に設定した場合のデューティ比ＤＴに対するガード値を最小ガード値としたときに、最大ガード値の絶対値が最小ガード値の絶対値よりも大きくなるように設定する。これにより、コントロールシャフト２４を最大変位端位置に変位させるときにバルブ反力が作用するような場合であっても、同コントロールシャフト２４を最大変位端位置まで変位させることが容易となる。なお、可変動弁機構の制御軸に作用するバルブ反力の方向によっては、最大ガード値の絶対値が最小ガード値の絶対値よりも小さくなるように設定してもよい。要は、最大ガード値と最小ガード値とをそれぞれの絶対値が異なるかたちで設定することで、制御軸を可動範囲端の位置まで変位させることが容易となる。

・上記実施形態では、ブラシレスモータ３１の駆動電力をデューティ制御する場合について説明したが、駆動電力を連続的に変化させるようにしてもよい。またこの場合、基準位置学習処理を実行する際に、駆動電力の設定範囲に対してガード値を直接設定ようにしてもよい。また、ブラシレスモータへの通電時間の割合、すなわちデューティ比を変更するのではなく、印加電圧の大きさを変更することにより駆動電力を変更し、この印加電圧の大きさをガードしてもよい。

・上記実施形態では、本実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置を、コントロールシャフト２４を軸線ｍの方向に沿って往復動させることによって吸気バルブ１３のバルブ特性を変更する可変動弁機構２０に適用したが、例えば制御軸を回転させることによって吸気バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構に適用してもよい。要は、所定の可動範囲内で変位する制御軸を備え、同制御軸を変位させることにより内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構であればよい。

・上記実施形態では、本実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置を、吸気バルブ１３の最大リフト量及び作用角を変更する可変動弁機構２０に適用するようにしたが、例えば排気バルブ１６の最大リフト量及び作用角を変更する可変動弁機構に適用してもよい。また、最大バルブリフト量及び作用角を変更する可変動弁機構に関わらず、例えば最大リフト量及び作用角のいずれか一方のみ、あるいは開弁時期や閉弁時期、更にはそれらを組み合わせたものを総合的に変更する可変動弁機構に適用するようにしてもよい。

本発明にかかる可変動弁機構の制御装置の一実施形態についてその適用対象となる内燃機関の概略の構成を模式的に示す図。 同実施形態の内燃機関についてそのシリンダヘッドの上部の平面構造を示す平面図。 同実施形態の制御装置による最大リフト量変更処理の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態の制御装置による基準位置学習処理の処理手順を示すフローチャート。 （ａ），（ｂ）は、内燃機関に同実施形態の可変動弁機構の制御装置を適用した際のコントロールシャフトの実際位置ＰＡＡ、同シャフトの絶対位置ＰＡ、同シャフトの目標位置ＰＴ、デューティ比ＤＴの推移と、従来の可変動弁機構の制御装置を適用した際のデューティ比ＤＴＯの推移をそれぞれ示すタイミングチャート。

符号の説明

１０…シリンダヘッド、１０ａ…第１のストッパ、１０ｂ…第２のストッパ、１１…吸気ポート、１２…燃料噴射弁、１３…吸気バルブ、１４…燃焼室、１５…点火プラグ、１６…排気バルブ、１７…排気ポート、１８…吸気カム、１９…クランクシャフト、２０…可変動弁機構、２１…入力アーム、２２…出力アーム、２３…ロッカーアーム、２４…コントロールシャフト、２４ａ…凸部、３０…アクチュエータ、３１…ブラシレスモータ、３２…変換機構、４０…回転速度センサ、４１…回転角センサ、４２…水温センサ、５０…電子制御装置。

Claims (4)

1. 規制部材によって規制される可動範囲内で駆動される制御軸と、前記制御軸を駆動するアクチュエータとを備え、同アクチュエータによる前記制御軸の駆動を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構にあって、前記制御軸がその可動範囲端にあるときの位置を基準位置とし同基準位置からの前記制御軸の相対変位量と前記基準位置とに基づいて前記制御軸の絶対位置を算出するとともに、同絶対位置と目標位置との偏差が大きくなるほど前記アクチュエータへの駆動電力の絶対値を大きく設定することによって前記絶対位置が前記目標位置と一致するように前記制御軸の位置をフィードバック制御する一方、所定の基準位置学習条件が成立したときに前記制御軸の目標位置を前記可動範囲外の位置に設定して前記制御軸を可動範囲端まで変位させるとともに、前記制御軸が前記可動範囲端に達した旨が判断されたときの前記絶対位置を前記基準位置として学習する可変動弁機構の制御装置において、
   前記可変動弁機構は前記バルブ特性として少なくとも機関バルブの最大リフト量を変更するものであり、
   前記基準位置の学習における前記制御軸の可動範囲端の位置は、前記最大リフト量が最小となるときの前記制御軸の位置である最小変位端位置、及び同最大リフト量が最大となるときの前記制御軸の位置である最大変位端位置のいずれかの位置であり、
   前記基準位置の学習に際して、前記駆動電力の設定範囲を同駆動電力に対して設定可能な最も広い範囲よりも狭い範囲にガードし、
   前記可動範囲端の位置を前記最小変位端位置に設定して前記学習を実行する場合の前記駆動電力に対する最小ガード値と、前記可動範囲端の位置を前記最大変位端位置に設定して前記学習を実行する場合の前記駆動電力に対する最大ガード値とが、それぞれの絶対値が異なるかたちで設定されてなる
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
2. 請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
   前記最大ガード値の絶対値は、前記最小ガード値の絶対値よりも大きく設定されてなる
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の可変動弁機構の制御装置において、
   前記制御軸が前記可動範囲端に達した旨が判断されたときに、前記ガード値を、同ガード値の絶対値が小さくなるように変更させてなる
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁機構の制御装置において、
   前記駆動電力の大きさを、前記絶対位置と前記目標位置との乖離が大きいときほど絶対値が大きく設定されるデューティ比に基づいて設定する
   ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。

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