JP4867791B2 - 位置制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、相対位置を検出する位置センサの検出信号に基づいて可動部材の移動位置を制御する位置制御装置に関するものである。

従来、位置センサを通じて検出した移動位置に基づいて可動部材の移動位置を制御する位置制御装置が実用されている（例えば特許文献１参照）。こうした位置制御装置としては、以下のようなものが知られている。

位置センサによって可動部材の基準移動位置に対する相対位置（詳しくは、基準移動位置からの移動量）が検出される。そして、それら基準移動位置および相対位置によって可動部材の絶対位置が求められ、この求めた絶対位置をもとに可動部材の移動位置が所望の位置（制御目標位置）に制御される。

こうした位置制御装置において、位置センサなどの構成部品の機能が経時変化や故障等によって低下すると、可動部材の移動位置を精度良く制御することができなくなってしまう。そのため、位置制御にかかる異常の有無を判定する異常判定を実行することが多用されている。この異常判定では、例えば絶対位置と制御目標位置とが乖離していることなどをもって、位置制御装置が異常であると判定される。
特開２００３−４１９９５号公報

上述した位置制御装置にあって、可動部材の絶対位置と制御目標位置とが乖離する状況は、構成部品の機能が低下した場合において生じることの他、例えば位置センサによって誤った位置が検出された場合など、相対位置がずれた場合においても生じる。

そのため、上述した異常判定では、絶対位置と制御目標位置とが乖離した場合に、これが位置制御装置の構成部品の機能低下よるものか、相対位置がずれたことによるものかを判別することなく、一義的に位置制御装置に異常が生じていると判断されてしまう。これは、位置制御装置において生じる各種の異常に適切に対処する上での自由度の向上を妨げる一因となっている。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、各種の異常に高い自由度をもって対処することのできる位置制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、可動部材の基準移動位置に対する相対位置を検出する位置検出手段と、前記基準移動位置および前記相対位置に基づいて前記可動部材の絶対位置を算出する算出手段と、該算出手段によって算出した絶対位置に基づいて前記可動部材の移動位置を電動式アクチュエータの作動制御を通じて制御目標位置に制御する制御手段と、前記絶対位置および前記制御目標位置の比較に基づいて前記移動位置の制御にかかる異常の有無を判定する異常判定手段とを備える位置制御装置において、前記相対位置を記憶する揮発性メモリと、前記異常判定手段によって異常有りと判定されたときにおいて前記電動式アクチュエータおよび前記揮発性メモリへの電力供給を遮断する供給遮断手段とを更に備え、前記異常判定手段によって異常有りと判定されて前記供給遮断手段により前記電力供給が遮断された後において該電力供給が再開されたことを条件に前記絶対位置を学習する絶対位置学習を実行することをその要旨とする。

上記構成では、相対位置がずれたことによって可動部材の移動位置の制御にかかる異常（制御異常）が生じている（異常有り）と判定されたときに、絶対位置学習を通じて可動部材の絶対位置が適正な位置に修正されて、制御異常が解消されるようになる。その一方で、構成部品の機能低下によって異常有りと判定されたときには、絶対値学習を実行したところで絶対位置と制御目標位置との乖離は解消されないために、制御異常も解消されない。

このように上記構成によれば、異常有りと判定されたときに、これが相対位置のずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを判別することができる。したがって、各種の異常に高い自由度をもって対処することができるようになる。

なお、絶対位置学習としては、可動部材の実際の移動位置と絶対位置とを一致させることの可能な基準移動位置や相対位置を学習するといった構成を採用することができる。

また、位置制御装置として、不揮発性メモリに記憶された位置情報（相対位置）に基づく電動式アクチュエータの作動制御を通じて可動部材の移動位置を制御するものや、異常有りと判定された場合に不揮発性メモリや電動式アクチュエータへの電力供給を強制的に遮断するようにしたものがある。こうした位置制御装置では、異常有りと判定された場合に揮発性メモリの記憶値が一旦消失してしまうために、その後において電力供給が再開されたときに可動部材の絶対位置を精度良く求めることができず、同可動部材の移動位置を精度良く制御することができない。

この点、上記構成によれば、そうした位置制御装置における電力供給の再開時において、絶対位置を学習することによって絶対位置を精度良く算出することができるようになり、可動部材の移動位置を制御することができるようになる。

なお請求項１に記載の構成は、請求項２に記載の構成によるように、機関バルブの開弁期間および最大リフト量の少なくとも一方を変更する変更機構を有する内燃機関に適用される位置制御装置であって、前記可動部材が変更機構の一部を構成するものであって、その移動位置の制御を通じて変更機構の作動状態を制御するためのものである位置制御装置に採用することができる。

また、請求項２に記載の構成は、請求項３に記載の構成によるように、前記可動部材の当接によって同可動部材の移動位置の変化を規制するストッパ部材を更に有する内燃機関に適用されて、ストッパ部材に当接した状態になるように可動部材の移動位置を変更し、同状態になったときの移動位置を前記絶対位置として学習するといったように絶対位置学習を実行する位置制御装置に採用することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の位置制御装置において、前記内燃機関は機関トルクの推移に基づいて失火発生の有無を判定する失火判定が実行されるものであり、
前記位置制御装置は、前記絶対位置学習が実行されているときに前記失火判定の実行を禁止することをその要旨とする。

内燃機関において失火が発生すると機関トルクの変動が大きくなることに着目し、そうした機関トルクの推移に基づいて失火発生の有無を判定する失火判定を実行する内燃機関が実用されている。

ここで絶対位置学習を通じて可動部材の絶対位置を学習しているときには、可動部材がストッパ部材に当接した状態になるように同可動部材の移動位置が変更されるために、機関バルブの開弁期間や最大リフト量を機関運転状態に見合う期間や量に制御することができず、機関トルクの変動が大きくなる。そのため、このとき上述した失火判定が実行されると、絶対位置学習の実行によって機関トルクの変動が大きくなっているにもかかわらず、失火が発生していると誤って判定されてしまうおそれがある。

この点、上記構成によれば、絶対位置学習の実行中における失火判定の実行が禁止されるために、そうした誤判定を回避することができ、失火判定を通じて失火発生を高い精度で判定することができるようになる。

なお、失火判定に用いる機関トルクとしては、同機関トルクの実測値の他、機関出力軸の回転速度や機関燃焼室内の圧力などといった機関トルクの指標値を採用することができる。
請求項５に記載の発明は、可動部材の基準移動位置に対する相対位置を検出する位置検出手段と、前記基準移動位置および前記相対位置に基づいて前記可動部材の絶対位置を算出する算出手段と、該算出手段によって算出した絶対位置に基づいて前記可動部材の移動位置を制御目標位置に制御する制御手段と、前記絶対位置および前記制御目標位置の比較に基づいて前記移動位置の制御にかかる異常の有無を判定する異常判定手段とを備える位置制御装置において、当該位置制御装置は、機関バルブの開弁期間および最大リフト量の少なくとも一方を変更する変更機構を有する内燃機関に適用されるものであり、前記可動部材は、前記変更機構の一部を構成するものであって、その移動位置の制御を通じて前記変更機構の作動状態を制御するためのものであり、前記内燃機関は、前記可動部材の当接によって同可動部材の移動位置の変化を規制するストッパ部材を更に有してなるものであって、機関トルクの推移に基づいて失火発生の有無を判定する失火判定が実行されるものであり、前記異常判定手段によって異常有りと判定されたときに、前記ストッパ部材に当接した状態になるように前記可動部材の移動位置を変更し、同状態になったときの前記可動部材の移動位置を前記絶対位置として学習する絶対位置学習を実行し、前記位置制御装置は、前記絶対位置学習が実行されているときに前記失火判定の実行を禁止することをその要旨とする。
上記構成では、相対位置がずれたことによって可動部材の移動位置の制御にかかる異常（制御異常）が生じている（異常有り）と判定されたときに、絶対位置学習を通じて可動部材の絶対位置が適正な位置に修正されて、制御異常が解消されるようになる。その一方で、構成部品の機能低下によって異常有りと判定されたときには、絶対値学習を実行したところで絶対位置と制御目標位置との乖離は解消されないために、制御異常も解消されない。
このように上記構成によれば、異常有りと判定されたときに、これが相対位置のずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを判別することができる。したがって、各種の異常に高い自由度をもって対処することができるようになる。
なお、絶対位置学習としては、可動部材の実際の移動位置と絶対位置とを一致させることの可能な基準移動位置や相対位置を学習するといった構成を採用することができる。
また、内燃機関において失火が発生すると機関トルクの変動が大きくなることに着目し、そうした機関トルクの推移に基づいて失火発生の有無を判定する失火判定を実行する内燃機関が実用されている。
ここで、ストッパ部材に当接した状態での可動部材の移動位置を絶対位置として学習することをもって絶対位置学習を実行する場合は、その絶対位置学習を行う際に、可動部材がストッパ部材に当接した状態になるように同可動部材の移動位置が変更されるために、機関バルブの開弁期間や最大リフト量を機関運転状態に見合う期間や量に制御することができず、機関トルクの変動が大きくなる。そのため、このとき上述した失火判定が実行されると、絶対位置学習の実行によって機関トルクの変動が大きくなっているにもかかわらず、失火が発生していると誤って判定されてしまうおそれがある。
この点、上記構成によれば、絶対位置学習の実行中における失火判定の実行が禁止されるために、そうした誤判定を回避することができ、失火判定を通じて失火発生を高い精度で判定することができるようになる。
なお、失火判定に用いる機関トルクとしては、同機関トルクの実測値の他、機関出力軸の回転速度や機関燃焼室内の圧力などといった機関トルクの指標値を採用することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれか一項に記載の位置制御装置において、前記内燃機関は、その排気通路に設けられた排気浄化触媒と同排気浄化触媒の触媒床温を検出する床温検出手段とを有してなるものであって、該床温検出手段により検出される触媒床温と機関運転状態から推定される触媒床温との比較に基づいて前記排気浄化触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定が実行されるものであり、前記位置制御装置は、前記絶対位置学習が実行されているときに前記触媒劣化判定の実行を禁止することをその要旨とする。

内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒が劣化すると、その分だけ触媒反応が鈍くなって触媒床温が低くなる。この点に着目し、触媒床温についての検出値と機関運転状態に基づく推定値とを比較することによって、排気浄化触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定を実行する内燃機関が実用されている。

ここで前述したように、絶対位置学習を通じて可動部材の絶対位置を学習しているときには、機関バルブの開弁期間や最大リフト量を機関運転状態に見合う期間や量に制御することができない。そのため、このときの機関運転状態と排気温度や排気流量との関係が上記学習が実行されていないときの関係と異なる関係になり、このとき求められる触媒床温の推定値も上記学習が実行されていないときとは異なる値になる。したがって、このとき上述した触媒劣化判定が実行されると、絶対位置学習の実行によって触媒床温の検出値と推定値との関係が異常になっているにもかかわらず、排気浄化触媒が劣化していると誤って判定されてしまうおそれがある。

この点、上記構成によれば、絶対位置学習の実行中における触媒劣化判定の実行が禁止されるために、そうした誤判定を回避することができ、触媒劣化判定を通じて排気浄化触媒の劣化を高い精度で判定することができるようになる。
請求項７に記載の発明は、可動部材の基準移動位置に対する相対位置を検出する位置検出手段と、前記基準移動位置および前記相対位置に基づいて前記可動部材の絶対位置を算出する算出手段と、該算出手段によって算出した絶対位置に基づいて前記可動部材の移動位置を制御目標位置に制御する制御手段と、前記絶対位置および前記制御目標位置の比較に基づいて前記移動位置の制御にかかる異常の有無を判定する異常判定手段とを備える位置制御装置において、当該位置制御装置は、機関バルブの開弁期間および最大リフト量の少なくとも一方を変更する変更機構を有する内燃機関に適用されるものであり、前記可動部材は、前記変更機構の一部を構成するものであって、その移動位置の制御を通じて前記変更機構の作動状態を制御するためのものであり、前記内燃機関は、前記可動部材の当接によって同可動部材の移動位置の変化を規制するストッパ部材と、排気通路に設けられた排気浄化触媒と、同排気浄化触媒の触媒床温を検出する床温検出手段とを更に有してなるものであって、該床温検出手段により検出される触媒床温と機関運転状態から推定される触媒床温との比較に基づいて前記排気浄化触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定が実行されるものであり、前記異常判定手段によって異常有りと判定されたときに、前記ストッパ部材に当接した状態になるように前記可動部材の移動位置を変更し、同状態になったときの前記可動部材の移動位置を前記絶対位置として学習する絶対位置学習を実行し、前記位置制御装置は、前記絶対位置学習が実行されているときに前記触媒劣化判定の実行を禁止することをその要旨とする。
上記構成では、相対位置がずれたことによって可動部材の移動位置の制御にかかる異常（制御異常）が生じている（異常有り）と判定されたときに、絶対位置学習を通じて可動部材の絶対位置が適正な位置に修正されて、制御異常が解消されるようになる。その一方で、構成部品の機能低下によって異常有りと判定されたときには、絶対値学習を実行したところで絶対位置と制御目標位置との乖離は解消されないために、制御異常も解消されない。
このように上記構成によれば、異常有りと判定されたときに、これが相対位置のずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを判別することができる。したがって、各種の異常に高い自由度をもって対処することができるようになる。
なお、絶対位置学習としては、可動部材の実際の移動位置と絶対位置とを一致させることの可能な基準移動位置や相対位置を学習するといった構成を採用することができる。
また、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒が劣化すると、その分だけ触媒反応が鈍くなって触媒床温が低くなる。この点に着目し、触媒床温についての検出値と機関運転状態に基づく推定値とを比較することによって、排気浄化触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定を実行する内燃機関が実用されている。
ここで、ストッパ部材に当接した状態での可動部材の移動位置を絶対位置として学習することをもって絶対位置学習を実行する場合は、その絶対位置学習を行う際に、可動部材がストッパ部材に当接した状態になるように同可動部材の移動位置が変更されるために、機関バルブの開弁期間や最大リフト量を機関運転状態に見合う期間や量に制御することができず、機関トルクの変動が大きくなる。そのため、このときの機関運転状態と排気温度や排気流量との関係が上記学習が実行されていないときの関係と異なる関係になり、このとき求められる触媒床温の推定値も上記学習が実行されていないときとは異なる値になる。したがって、このとき上述した触媒劣化判定が実行されると、絶対位置学習の実行によって触媒床温の検出値と推定値との関係が異常になっているにもかかわらず、排気浄化触媒が劣化していると誤って判定されてしまうおそれがある。
この点、上記構成によれば、絶対位置学習の実行中における触媒劣化判定の実行が禁止されるために、そうした誤判定を回避することができ、触媒劣化判定を通じて排気浄化触媒の劣化を高い精度で判定することができるようになる。
請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置制御装置において、前記絶対位置学習の実行が完了したことを条件に、前記異常判定手段による前記異常の有無の判定を実行することをその要旨とする。
上記構成では、相対位置のずれによって異常有りと判定された場合、絶対位置学習の実行後の判定において制御異常が生じていないと判定されるようになる。一方、構成部品の機能低下によって異常有りと判定された場合、絶対位置学習の実行後の判定において再度異常有りと判定されるようになる。このように上記構成によれば、異常有りの判定が、相対位置のずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを好適に判別することができるようになる。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置制御装置において、前記絶対位置学習の実行が完了したことを条件に、前記絶対位置と前記制御目標位置との比較に基づいて前記移動位置の制御が正常に実行されているか否かを判定する正常判定手段を更に備えることをその要旨とする。
上記構成では、異常有りと一旦判定されたときに、これが相対位置のずれによるものである場合にはその後の判定において正常状態に復帰したと判定されるようになり、構成部品の機能低下によるものである場合にはその後の判定において正常状態に復帰していない、すなわち異常有りと判定されるようになる。このように上記構成によれば、異常有りの判定が、相対位置のずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを好適に判別することができるようになる。しかも、異常有りと一旦判定された後に絶対位置学習を通じて正常状態に復帰した場合には、これを判別することもできる。

以下、本発明にかかる位置制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる位置制御装置が適用される内燃機関の概略構成を示している。

同図１に示すように、内燃機関１１の気筒（シリンダ）１２にはピストン１３が往復動可能に収容されている。内燃機関１１の燃焼室１４には、スロットルバルブ１５、サージタンク１６、吸気マニホールド１７等を有する吸気通路１８が接続されている。内燃機関１１の外部の空気は、吸気通路１８の各部を順に通過して燃焼室１４に吸入される。

スロットルバルブ１５は吸気通路１８の途中に回動可能に設けられており、電動機等からなるアクチュエータ１９によって駆動される。アクチュエータ１９は、アクセルペダル２１の踏み込み操作等に応じて作動して、スロットルバルブ１５を回動させる。吸気通路１８を流れる空気の量（吸入空気量ＧＡ）は、スロットルバルブ１５の回動角度（スロットル開度ＴＡ）や後述する吸気バルブ２５の開弁期間（作用角ＶＬ）等に応じて変化する。

また、燃焼室１４には、排気マニホールド２２、触媒コンバータ２３等を有する排気通路２４が接続されている。燃焼室１４で生じた燃焼ガスは、排気通路２４の各部を順に通って内燃機関１１の外部へ排出される。

内燃機関１１には、燃焼室１４の上記吸気通路１８に対する開口部を開閉する吸気バルブ２５と、燃焼室１４の上記排気通路２４に対する開口部を開閉する排気バルブ２６とが設けられている。これら吸気バルブ２５および排気バルブ２６は共に、バルブスプリング２７によって上記開口部を閉じる方向（閉弁方向）に常時付勢されている。

内燃機関１１には吸気バルブ２５に対応して吸気カムシャフト２８が設けられ、また排気バルブ２６に対応して排気カムシャフト２９が設けられている。これら吸気カムシャフト２８および排気カムシャフト２９には、内燃機関１１のクランクシャフト３１の回転が伝達される。この伝達により吸気カムシャフト２８および排気カムシャフト２９が回転し、バルブスプリング２７に抗して吸気バルブ２５および排気バルブ２６が押し開かれる。そして、吸気バルブ２５が押し開かれることによって燃焼室１４の上記吸気通路１８に対する開口部が開放され、また排気バルブ２６が押し開かれることによって燃焼室１４の上記排気通路２４に対する開口部が開放される。

内燃機関１１には電磁駆動式の燃料噴射弁３２が取り付けられている。この燃料噴射弁３２は通電により開弁し、燃焼室１４内に高圧燃料を噴射供給する。燃料噴射弁３２から噴射された燃料は、燃焼室１４内に吸入された空気と混ざり合って混合気となる。

内燃機関１１には、点火プラグ３３が取り付けられている。点火プラグ３３は、イグナイタ３４からの点火信号に基づいて作動する。点火プラグ３３には、点火コイル３５から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は点火プラグ３３の火花放電によって着火され、燃焼する。

このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１３が往復動される。ピストン１３の往復運動は、コネクティングロッド３６によって回転運動に変換された後、クランクシャフト３１に伝達される。この伝達によりクランクシャフト３１が回転されて、内燃機関１１の駆動力（出力トルク）が得られる。燃焼によって生じたガス（排気）は、排気バルブ２６の開弁にともない排気通路２４に排出される。

内燃機関１１にはバルブタイミング変更機構３７が設けられている。このバルブタイミング変更機構３７は、クランク角（クランクシャフト３１の回転角）に対する吸気バルブ２５のバルブタイミングＶＴを変更するためのものであり、具体的には、クランクシャフト３１に対する吸気カムシャフト２８の相対回転位相を変化させる。

吸気バルブ２５のバルブタイミングは、例えば、図２に示すように開弁時期ＩＶＯおよび閉弁時期ＩＶＣで表すことができる。このバルブタイミングＶＴは、吸気バルブ２５の開弁期間（開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの期間）が一定に保持された状態で進角又は遅角させられる。ちなみに、図２中のＥＶＯ，ＥＶＣは排気バルブ２６の開弁時期および閉弁時期ＥＶＣである。

また、図１に示すように、内燃機関１１には作用角変更機構３８が設けられている。作用角変更機構３８は、吸気バルブ２５の作用角ＶＬを変更するためのものである。なお図３に示すように、上記作用角ＶＬは、吸気カムシャフト２８の回転角（図３ではクランク角で表現）における吸気バルブ２５の開弁期間（開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの角度範囲）である。

本実施の形態では、作用角変更機構３８により、吸気バルブ２５の最大リフト量も連続的に変更される。なお最大リフト量は、吸気カムシャフト２８によって吸気バルブ２５が押し開かれている期間（開弁期間）において同吸気バルブ２５の閉弁位置からの移動量（リフト量）が最大になったときの同移動量である。

このように本実施の形態では、作用角変更機構３８によって、吸気バルブ２５の作用角ＶＬおよび最大リフト量が互いに同期して変化させられ、例えば作用角ＶＬが小さくなるほど最大リフト量も小さくなる。そして、作用角ＶＬが小さくなるのに従って、吸気バルブ２５の開弁時期ＩＶＯと閉弁時期ＩＶＣとが互いに近寄って開弁期間が短くなり、気筒１２に吸入される空気の量が少なくなる。

図１に示すように、作用角変更機構３８による作用角ＶＬの調節制御は、１本のシャフト（コントロールシャフト４０）を軸方向へ移動させることにより行われる。コントロールシャフト４０は、回転−直線運動変換機構４２を介して電動式アクチュエータとしての電動機４３に連結されている。なお上記回転−直線運動変換機構４２は、電動機４３の回転を直線運動に変換してコントロールシャフト４０に伝達する機構である。

そして、電動機４３が回転してコントロールシャフト４０が軸方向へ移動されることで作用角変更機構３８の作動状態が変更されて、吸気バルブ２５の作用角ＶＬが連続的に変化させられる。コントロールシャフト４０が一方向（例えば図１の左方向）に移動した場合には作用角ＶＬが小さくなって吸入空気量ＧＡが少なくなり、これとは逆に、コントロールシャフト４０が他方向（図１の右方向）に移動した場合には作用角ＶＬが大きくなって吸入空気量ＧＡが多くなる。

なお、内燃機関１１には上記作用角変更機構３８の可動部材（本実施の形態ではコントロールシャフト４０）との当接によって同作用角変更機構３８の可動範囲を規制するストッパ部材４１が設けられており、作用角変更機構３８はこの可動範囲内で作動して吸気バルブ２５の作用角ＶＬを変化させる。この可動範囲においてコントロールシャフト４０とストッパ部材４１とが当接するようになる可動限界位置のうち、作用角ＶＬが小さい側の可動限界位置を「Ｌｏ端」と表現し、作用角ＶＬが大きい側の可動限界位置を「Ｈｉ端」と表現する。作用角変更機構３８は、「Ｌｏ端」よりも作用角ＶＬを小さくする側へは作動できず、「Ｈｉ端」よりも作用角ＶＬを大きくする側へは作動できない。なお、上記ストッパ部材４１による作用角変更機構３８の可動範囲の規制に際しては、コントロールシャフト４０のストロークが規制されるのに加えて、電動機４３の回転量も規制される。

内燃機関１１およびその周辺には、各種センサ類が取り付けられている。これらセンサ類としては、例えばクランクシャフト３１の回転角度（クランク角）および回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランク角センサ４５や、吸入空気量ＧＡを検出するためのエアフロメータ４６、スロットル開度ＴＡを検出するためのスロットルセンサ４７が設けられている。また、アクセルペダル２１の踏み込み量（アクセル踏み込み量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ４８や、吸気バルブ２５の作用角ＶＬ（詳しくは、作用角変更機構３８の動作位置）を検出するための作用角センサ４９が設けられている。さらに、吸気バルブ２５のバルブタイミングＶＴ（詳しくは、バルブタイミング変更機構３７の動作位置）を検出するための位置センサ５０や、排気通路２４における触媒コンバータ２３より下流側を通過する排気の温度（排気温度Ｔｅ）を検出するための温度センサ５１が設けられている。その他、イグニッションスイッチ５２等も設けられている。なお、イグニッションスイッチ５２は、そのオン操作によって内燃機関１１の運転が開始される一方、オフ操作によって内燃機関１１の運転が停止されるものである。

内燃機関１１は、例えばマイクロコンピュータや揮発性メモリ（ＲＡＭ）、不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）などを有して構成される電子制御装置５５を備えている。この電子制御装置５５は、各種センサ類の検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。なお電子制御装置５５には、電力供給スイッチ５３を介して、電力供給源である蓄電池５４が接続されている。そして、通常時には電力供給スイッチ５３がオン操作されて電子制御装置５５への電力供給が許容される一方、後述する作用角異常判定において異常有りと判定されたときには電力供給スイッチ５３がオフ操作されることによって電子制御装置５５への電力供給が遮断されるようになっている。なお本実施の形態では、電子制御装置５５が、可動部材の絶対位置を算出する算出手段、および可動部材の移動位置を制御目標位置に制御する制御手段として機能する。

本実施の形態では、燃焼室１４内に吸入される空気量の調節をスロットル開度ＴＡの調整によって行うことに加えて、吸気バルブ２５の作用角ＶＬを変更することによっても行うことができる。そのため、同一の空気量を様々なスロットル開度ＴＡおよび作用角ＶＬの組み合わせで実現することが可能である。例えば、吸気バルブ２５の作用角ＶＬを大きくするときにはスロットル開度ＴＡを相対的に小さくし、逆に作用角ＶＬを小さくするときにはスロットル開度ＴＡを相対的に大きくすることで上記空気量を一定に保持することが可能である。

そうした空気量の調節は具体的には、以下のように実行される。
すなわち先ず、アクセル踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥに基づいてマップから、空気量についての制御目標値（要求吸入空気量Ｔｇａ）が算出される。なお上記マップには、アクセル踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥによって定まる機関運転状態と同状態に見合う空気量との関係が実験結果などを通じて予め求められ、設定されている。

その後、要求吸入空気量Ｔｇａおよび機関回転速度ＮＥに基づく各別のマップ演算を通じて、スロットル開度ＴＡについての制御目標値（目標スロットル開度Ｔｔａ）、作用角ＶＬについての制御目標値（目標作用角Ｔｖｌ）、およびバルブタイミングＶＴについての制御目標値（目標バルブタイミングＴｖｔ）がそれぞれ算出される。それらのマップ演算に用いられるマップにはそれぞれ、要求吸入空気量Ｔｇａおよび機関回転速度ＮＥにより定まる機関運転状態と同状態に適した制御目標値との関係が実験結果などを通じて予め求められ、設定されている。

そして、目標スロットル開度Ｔｔａと実際のスロットル開度ＴＡとが一致するようにアクチュエータ１９の駆動制御（スロットル制御）が実行される。また、目標作用角Ｔｖｌと実際の作用角ＶＬとが一致するように電動機４３の駆動制御（作用角制御）が実行される。さらに、目標バルブタイミングＴｖｔと実際のバルブタイミングＶＴとが一致するようにバルブタイミング変更機構３７の作動制御（バルブタイミング制御）が実行される。

一方、本実施の形態では、燃料噴射弁３２の駆動制御（燃料噴射制御）を通じて、同燃料噴射弁３２から噴射供給される燃料量（燃料噴射量Ｑ）が調節される。この燃料噴射制御は具体的には、以下のように実行される。

すなわち先ず、燃焼室１４内に吸入される空気量の推定値（推定空気量Ｖｇａ）として、このときの実際の機関パラメータに見合う空気量が算出される。なお本実施の形態では、スロットルバルブ１５、サージタンク１６、吸気マニホールド１７、吸気バルブ２５等からなる機関吸気系をモデル化した物理モデル（吸気モデル）が構築されており、同吸気モデルを通じて上記推定空気量Ｖｇａが算出される。詳しくは、吸入空気量ＧＡ、機関回転速度ＮＥ、スロットル開度ＴＡ、作用角、並びにバルブタイミングＶＴを変数とするモデル式が予め定められ、同モデル式を通じて推定空気量Ｖｇａが算出される。その後、上記推定空気量Ｖｇａに基づいて混合気の空燃比が所定の比率（例えば、１４．５）になる燃料噴射量Ｑが目標燃料噴射量Ｔｑとして算出される。

そして、目標燃料噴射量Ｔｑに対応する時間にわたって燃料噴射弁３２に通電され、その通電により燃料噴射弁３２が開弁されて、目標燃料噴射量Ｔｑと同量の燃料が燃料噴射弁３２から噴射される。

ここで、吸気バルブ２５の作用角ＶＬは以下のように算出される。
本実施の形態では、吸気バルブ２５の実際の作用角の指標値として、作用角変更機構３８のコントロールシャフト４０の絶対位置に対応する値が電動機４３の回転角から求められる。そして、その求められた値が吸気バルブ２５の作用角ＶＬに相当する値として用いられる。

具体的には、コントロールシャフト４０の基準移動位置に対応する値（基準値）を「Ｐｂ」、前記作用角センサ４９の検出信号の変化に応じて計数されるカウント値を「Ｐ」、コントロールシャフト４０の絶対位置に対応するカウント値を「Ｓ」とすると、同カウント値Ｓ（作用角ＶＬに相当する値）が関係式「Ｓ＝Ｐｂ＋Ｐ」から算出される。

詳しくは、上記基準値Ｐｂは、内燃機関１１の運転停止に際して電動機４３の作動が停止したときのコントロールシャフト４０の移動位置に対応する値（具体的には、このときのカウント値Ｓ）であり、電子制御装置５５のＥＥＰＲＯＭに記憶されている。

また上記カウント値Ｐは、コントロールシャフト４０の基準移動位置に対する相対位置（基準移動位置からの移動量）に相当する値であり、以下のように算出されて電子制御装置５５のＲＡＭに記憶されている。

上記作用角センサ４９は、電動機４３の相対的な移動量（回転角）を検出する一対の相対位置センサを有している。図４に示すように、それら相対位置センサは共に、電動機４３が一定角度回転する毎にパルス状の回転角信号ＳＧ１，ＳＧ２を出力する。また一方の相対位置センサはその回転角信号ＳＧ１（同図（ａ））として、他方の相対位置センサの回転角信号ＳＧ２（同図（ｂ））に対して所定角度だけ回転位相のずれた値を出力する。

上記カウント値Ｐ（図４（ｃ）参照）は、図５に示すように、両回転角信号ＳＧ１，ＳＧ２のいずれかが「Ｌ」から「Ｈ」に立ち上がるとき（「↑」にて表記）、または「Ｈ」から「Ｌ」に立ち下がるとき（「↓」にて表記）にカウント動作する。このカウント動作には、カウント値Ｐのインクリメント（「＋」にて表記）と、同カウント値Ｐのデクリメント（「−」にて表記）とがある。

カウンタがカウント動作する状況としては、図５に示す８通りの状況がある。そして、これら状況のうち下記の（Ａ），（Ｄ），（Ｆ），（Ｇ）の状況においてはカウント値Ｐがインクリメントされる。

（Ａ）回転角信号ＳＧ１が「Ｈ」のときに回転角信号ＳＧ２が立ち上がったとき。
（Ｄ）回転角信号ＳＧ１が「Ｌ」のときに回転角信号ＳＧ２が立ち下がったとき。
（Ｆ）回転角信号ＳＧ２が「Ｈ」のときに回転角信号ＳＧ１が立ち下がったとき。

（Ｇ）回転角信号ＳＧ２が「Ｌ」のときに回転角信号ＳＧ１が立ち上がったとき。
また、下記の（Ｂ），（Ｃ），（Ｅ），（Ｊ）の状況においてはカウント値Ｐがデクリメントされる。

（Ｂ）回転角信号ＳＧ１が「Ｈ」のときに回転角信号ＳＧ２が立ち下がったとき。
（Ｃ）回転角信号ＳＧ１が「Ｌ」のときに回転角信号ＳＧ２が立ち上がったとき。
（Ｅ）回転角信号ＳＧ２が「Ｈ」のときに回転角信号ＳＧ１が立ち上がったとき。

（Ｊ）回転角信号ＳＧ２が「Ｌ」のときに回転角信号ＳＧ１が立ち下がったとき。
ところで、上記カウント値Ｐはノイズの影響等によって不要に変化することがあり、そうしたカウント値Ｐがそのまま作用角ＶＬの算出に用いられると、算出される作用角ＶＬと実際の作用角とが一致しなくなる。特に、上記カウント値Ｐと実際の相対位置に相当する値とが大きく異なる値になった場合には、実際の作用角と大きく異なる角度が作用角ＶＬとして検出されるようになってしまう。

ここで、コントロールシャフト４０の移動位置の変化速度には作用角変更機構３８の構造や電動機４３の性能などによって定まる限界速度があることから、上記カウント値Ｐの変化速度にも同様に限界速度がある。そのため、そうした限界速度を超えてカウント値Ｐが変化した場合には、これが上述したカウント値Ｐの不要な変化によるものであると云える。

この点をふまえて本実施の形態では、上記カウント値Ｐを求める際に、その変化速度が上記限界速度を超えないように、上限ガード処理を実行するようにしている。
図６に、カウント値Ｐが不要に変化した場合における作用角ＶＬの推移の一例を示す。なお、この図６にあって、線Ｌ１は本実施の形態における作用角ＶＬの推移の一例を示しており、線Ｌ２はカウント値Ｐについてのガード処理を実行しない比較例の装置における作用角ＶＬの推移の一例を示している。

図６の線Ｌ２に示すように、カウント値Ｐについてのガード処理を実行しない比較例の装置では、カウント値Ｐが不要に変化すると（時刻ｔ１）、これに伴って作用角ＶＬが大きく変化し、実際の作用角と大きく異なる角度が作用角ＶＬとして算出されるようになってしまう。

これに対して、図６の線Ｌ１に示すように、本実施の形態にかかる装置では、カウント値Ｐが不要に変化した場合に（時刻ｔ１）、これに伴う作用角ＶＬの変化が小さく抑えられるようになる。そのため、そうしたカウント値Ｐの不要な変化による影響が残るものの、その影響が小さく抑えられるようになる。

また本実施の形態では、そうしたカウント値Ｐの不要な変化による影響の解消を図るために、吸気バルブ２５の作用角ＶＬを学習するための制御（作用角学習）が定期的に実行される。本実施の形態では、この作用角学習が、可動部材の絶対位置を学習する絶対位置学習として機能する。

この作用角学習では先ず、所定の学習条件が成立していることを条件に、作用角変更機構３８のコントロールシャフト４０の移動位置が確実に前記Ｈｉ端になるように、同コントロールシャフト４０をストッパ部材４１に突き当てる制御（突き当て制御）が実行される。具体的には、吸気バルブ２５の作用角ＶＬが徐々に大きくなるように作用角制御が実行される。また、これに併せて作用角ＶＬの増大に伴う空気量の増加分と同量の空気を減少させるべく、スロットル開度ＴＡが徐々に小さくなるようにスロットル制御が実行される。

その後、作用角ＶＬの変化速度が「０」となり、その状態が所定時間にわたって継続されると、同作用角ＶＬが学習される。具体的には、このとき前記関係式「Ｓ＝Ｐ＋Ｐｂ」におけるカウント値ＳがＨｉ端に対応する値になるように、カウント値Ｐが変更される。その後、作用角ＶＬおよびスロットル開度ＴＡを内燃機関１１の運転状態に見合う状態に復帰させる制御が実行されて、作用角学習は終了される。

こうした作用角学習を実行することにより、カウント値Ｐの不要な変化に起因する吸気バルブ２５の作用角ＶＬと実際の作用角との不一致が解消される。
また電子制御装置５５は、内燃機関１１の失火発生の有無を判定する失火判定や、触媒コンバータ２３（詳しくは、その内部に設けられた排気浄化触媒）の劣化の有無を判定する触媒劣化判定、作用角制御にかかる異常の発生の有無を判定する作用角異常判定など、各種の異常判定を実行する。以下、それら異常判定の詳細について順に説明する。

ここでは先ず、失火判定について説明する。
失火判定では、各気筒の燃焼行程において、その圧縮上死点を始点としてクランクシャフト３１が３０°ＣＡ回転するのに要する時間Ｔが検出される。また、この時間Ｔと前回検出された上記時間（Ｔｉ）との差（＝Ｔ−Ｔｉ）が回転変動量ΔＴとして算出される。そして、この回転変動量ΔＴが所定の閾値を超えたことをもって、失火が発生していると判定される。

失火が発生していないときには、上記回転変動量ΔＴとして、「０」近傍の値が算出される。一方、失火が発生すると、上記回転変動量ΔＴとして、比較的大きな値が検出されるようになる。このように失火発生時における回転変動量ΔＴと失火が発生していないときの回転変動量ΔＴとが大きく異なる値になるために、上記閾値によって、失火発生に伴う回転変動量ΔＴの増大を判別することが可能である。

なお本実施の形態では、前述した作用角学習が実行されているときには、そうした失火判定の実行が禁止される。これは以下の理由による。
作用角学習が実行されているときには、作用角変更機構３８のコントロールシャフト４０がストッパ部材４１に当接した状態になるように同コントロールシャフト４０の移動位置が変更されるため、吸気バルブ２５の開弁期間や最大リフト量を機関運転状態に見合う期間や量に制御することができない。そのため、各気筒における混合気の燃焼状態が不安定になり易く、機関トルクの変動、ひいては回転変動量ΔＴが大きくなり易い。したがって、このとき上述した失火判定が実行されると、作用角学習の実行によって回転変動量ΔＴが大きくなっているにもかかわらず、失火が発生していると誤って判定されてしまうおそれがある。

本実施の形態では、作用角学習の実行中における失火判定の実行を禁止することにより、そうした誤判定が回避されるようになって、失火判定を通じて失火発生が高い精度で判定されるようになる。

次に、触媒劣化判定について説明する。
この判定では、触媒コンバータ２３が劣化するとその分だけ触媒反応が鈍くなって触媒床温が低くなることに着目し、触媒床温についての検出値（具体的には、その指標値である排気温度Ｔｅ）と機関運転状態に基づく推定値（推定触媒床温ＴＴｅ）とを比較することによって、触媒コンバータ２３の劣化の有無を判定するようにしている。

具体的には、機関運転状態（吸入空気量ＧＡ、燃料噴射量Ｑ）に基づいて上記推定触媒床温ＴＴｅが求められる。詳しくは、機関運転状態に基づいてそのときどきにおける触媒コンバータ２３の排気からの受熱量（あるいは排気への排熱量）を算出するとともに推定触媒床温ＴＴｅの前回値に受熱量を加算（あるいは前回値から排熱量を減算）するといったように、推定触媒床温ＴＴｅが逐次更新されている。そして、この推定触媒床温ＴＴｅと排気温度Ｔｅとの差（＝ＴＴｅ−Ｔｅ）が所定の閾値より小さくなったことをもって、触媒コンバータ２３に劣化異常が発生していると判定される。

なお本実施の形態では、前述した作用角学習が実行されているときには、そうした触媒劣化判定の実行が禁止される。これは以下の理由による。
前述したように、作用角学習が実行されているときには、吸気バルブ２５の開弁期間や最大リフト量を機関運転状態に見合う期間や量に制御することができない。そのため、このときの機関運転状態と排気温度や排気流量との関係が通常の運転状態であるときの関係と異なる関係になり、機関運転状態に基づいて求められる推定触媒床温ＴＴｅも通常の運転状態であるときとは異なる値になる。したがって、このとき上述した触媒劣化判定が実行されると、作用角学習の実行によって推定触媒床温ＴＴｅと排気温度Ｔｅとの差が小さくなっているにもかかわらず、触媒コンバータ２３に劣化異常が発生していると誤って判定されてしまうおそれがある。

本実施の形態では、作用角学習の実行中における触媒劣化判定の実行を禁止することにより、そうした誤判定が回避されるようになって、触媒劣化判定を通じて触媒コンバータ２３の劣化が高い精度で判定されるようになる。

次に、作用角異常判定について説明する。
この判定では、吸気バルブ２５の作用角ＶＬと目標作用角Ｔｖｌとの差が所定の閾値以上である状態が所定期間継続しているときに、作用角制御にかかる異常（制御異常）が発生していると判定される。

本実施の形態にかかる位置制御装置では、例えば作用角センサ４９が劣化したり故障したりした場合や作用角変更機構３８が円滑に動作しなくなった場合など、構成部品の機能が低下した場合に、実際の作用角と目標作用角Ｔｖｌとを一致させることができなくなることがある。作用角異常判定では、そうした作用角制御にかかる異常の発生の有無が判定される。なお本実施の形態では、この作用角異常判定が異常判定手段として機能する。

そして本実施の形態では、そうした制御異常が発生していると判定されたときに、同制御異常に対するフェイルセーフ処理として、電動機４３および電子制御装置５５への電力供給が強制的に遮断されて内燃機関１１の運転が停止される。

ところで、このとき電子制御装置５５のＲＡＭへの電力供給も停止されるために、ＲＡＭに記憶されているカウント値Ｐが消失してしまう。このカウント値Ｐは、その後のイグニッションスイッチ５２の操作による内燃機関１１の運転再開によって電動機４３や電子制御装置５５への電力供給が開始されたときにおいて上述した態様での計数が開始されるとはいえ、計数開始時におけるカウント値Ｐは初期値（例えば「０」）にリセットされた状態になっている。そのため、その後において吸気バルブ２５の作用角ＶＬとして正確な位置を算出することができず、作用角制御を精度良く実行することができない。

また、吸気バルブ２５の作用角ＶＬと目標作用角Ｔｖｌとが乖離する状況は、構成部品の機能が低下した場合において生じることの他、例えばカウント値Ｐとして誤った値が記憶された場合など、同カウント値Ｐがずれた場合においても生じる。

そのため、上述した作用角異常判定では、吸気バルブ２５の作用角ＶＬと目標作用角Ｔｖｌとが乖離した場合に、これが構成部品の機能低下よるものか、カウント値Ｐがずれたことによるものかを判別することなく、一義的に作用角制御にかかる異常が生じていると判断されてしまう。これは、位置制御装置において生じる各種の異常に適切に対処する上での自由度の向上を妨げる一因となっている。

そこで本実施の形態では、作用角制御にかかる異常が発生している（異常有り）との判定に伴って電力供給が遮断されたときに、その後において電力供給が再開された際に、作用角学習を実行するようにしている。

以下、そうした一連の処理の具体的な実行手順について、図７に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
図７に示すように、この処理では先ず、異常フラグがオン操作されているか否かが判断される（ステップＳ１０１）。この異常フラグは、作用角異常判定（ステップＳ１０３）において異常有りと判定されたとき（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）にオン操作され（ステップＳ１０５）、同作用角異常判定において異常有りと判定されないとき（ステップＳ１０４：ＮＯ）にオフ操作される（ステップＳ１０８）。

異常フラグがオフ操作されているとき（ステップＳ１０１：ＮＯ）、すなわち作用角異常判定において異常有りと判定されていないときには、所定の実行条件が成立していることを条件に（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、作用角異常判定が実行される（ステップＳ１０３）。なお、このときの実行条件としては、「内燃機関１１の運転状態が吸入空気量ＧＡを多く必要とする運転状態であること」などを含む条件が設定されている。

そして、作用角異常判定において異常有りと判定されたときには（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、異常フラグがオン操作されるとともに（ステップＳ１０５）、学習実行要求フラグがオン操作された後（ステップＳ１０６）、本処理は一旦終了される。ちなみに、ここでは構成部品の機能が低下した場合とカウント値Ｐがずれた場合とのいずれの場合にあっても異常有りと判定される。

また、こうした処理の後、本処理とは別の処理である前述したフェイルセーフ処理が実行され、電力供給スイッチ５３がオフ操作されて電動機４３や電子制御装置５５への電力供給が強制的に遮断される。なお上記学習実行要求フラグは、そうした電力供給の強制遮断の後において同電力供給が開始された際に、前述した作用角学習を実行させるためのフラグである。イグニッションスイッチ５２がオン操作されて電力供給が開始される際に学習実行要求フラグがオン操作されている場合には、作用角学習が速やかに実行される。

その後においてイグニッションスイッチ５２がオン操作されて電力供給が開始された際に、異常フラグがオン操作されている場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、所定の実行条件が成立していることを条件に（ステップＳ１０７：ＹＥＳ）、作用角異常判定が実行される（ステップＳ１０３）。なお、このときの実行条件としては、「蓄電池５４の電圧が所定電圧以上であること」や「作用角学習における作用角ＶＬの学習が完了していること」などを含む条件が設定されている。

そして、作用角異常判定において異常有りと判定されたときには（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、異常フラグおよび学習実行要求フラグが共にオン操作された状態が維持されて（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）、本処理は一旦終了される。すなわち、作用角学習を実行しても作用角制御にかかる異常が解消されなかったことから、カウント値Ｐがずれたことによって異常有りと判定されたのではなく、構成部品の機能低下によって異常有りと判定された可能性が高いとして、異常有りとの判定が維持される。そしてこの場合にも、フェイルセーフ処理が実行されて電動機４３や電子制御装置５５への電力供給が強制的に遮断される。

一方、電力供給の再開後における作用角学習によって異常有りと判定されなくなったときには（ステップＳ１０４：ＮＯ）、異常フラグがオフ操作されるとともに（ステップＳ１０８）、学習実行要求フラグがオフ操作された後（ステップＳ１０９）、本処理は一旦終了される。すなわち、作用角学習の実行を通じて作用角制御にかかる異常が解消されたことから、構成部品の機能低下によって異常有りと判定されたのではなく、カウント値Ｐがずれたことによって異常有りと判定された可能性が高いとして、異常有りとの判定がリセットされる。この場合には、フェイルセーフ処理が実行されず、電動機４３や電子制御装置５５への電力供給が継続される。そして、その後において吸気バルブ２５の作用角ＶＬが精度良く算出され、同作用角ＶＬに基づいて作用角変更機構３８のコントロールシャフト４０の移動位置が適正に制御されるようになる。

なお、異常フラグの操作状態によることなく上記実行条件が成立しない場合には（ステップＳ１０２：ＮＯ、またはＳ１０７：ＮＯ）、作用角異常判定とその判定結果に基づく一連の処理（ステップＳ１０３〜Ｓ１０６，Ｓ１０８，Ｓ１０９）を実行することなく本処理は一旦終了される。

本実施の形態では、カウント値Ｐがずれたことによって制御異常が生じていると判定されたときに、作用角学習を通じて吸気バルブ２５の作用角ＶＬが適正な位置に修正されて、制御異常が解消されるようになる。その一方で、構成部品の機能低下によって制御異常が生じていると判定されたときには、作用角学習を実行したところで吸気バルブ２５の作用角ＶＬと目標作用角Ｔｖｌとの乖離は解消されないために、制御異常も解消されない。

このように本実施の形態にかかる位置制御装置によれば、制御異常が発生していると判定されたときに、これがカウント値Ｐのずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを判別することができる。したがって、各種の異常に高い自由度をもって対処することができるようになる。

特に、本実施の形態では、電力供給の再開後において作用角学習の実行が完了したことを条件に、作用角異常判定を実行するようにしている。そのため、カウント値Ｐのずれによって異常有りと判定された場合、作用角学習の実行後の作用角異常判定において異常無しと判定されるようになる。一方、構成部品の機能低下によって異常有りと判定された場合、作用角学習の実行後の作用角異常判定において再度異常有りと判定されるようになる。このように本実施の形態にかかる位置制御装置によれば、制御異常が発生しているとの判定が、カウント値Ｐのずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを好適に判別することができるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）作用角異常判定によって異常有りと判定されたときに作用角学習を実行するようにした。そのため、異常有りと判定されたときに、これがカウント値Ｐのずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを判別することができ、各種の異常に高い自由度をもって対処することができるようになる。

（２）フェイルセーフ処理として電力供給が遮断された後において同電力供給が再開されたことを条件に、作用角学習を実行するようにした。そのため、電力供給の再開時において、吸気バルブ２５の作用角ＶＬを学習して同作用角ＶＬを精度良く算出することができるようになり、作用角変更機構３８のコントロールシャフト４０の移動位置を制御することができるようになる。

（３）電力供給の再開後において作用角学習の実行が完了したことを条件に、作用角異常判定を実行するようにした。そのため、電力供給の遮断前の作用角異常判定による異常有りとの判定が、カウント値Ｐのずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを好適に判別することができるようになる。

（４）作用角学習が実行されているときに失火判定の実行を禁止するようにしたために、作用角学習の実行に起因する誤判定を回避することができ、失火判定を通じて失火発生を高い精度で判定することができるようになる。

（５）作用角学習が実行されているときに触媒劣化判定の実行を禁止するようにしたために、作用角学習の実行に起因する誤判定を回避することができ、触媒劣化判定を通じて排気浄化触媒の劣化を高い精度で判定することができるようになる。

なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・カウント値Ｐについての上限ガード処理を省略してもよい。
・失火判定に用いる判定パラメータとしては、クランクシャフト３１の回転速度（前記時間Ｔ）に代えて、他の機関トルクの指標値（例えば燃焼室１４内の圧力）や、機関トルクの実測値を採用するようにしてもよい。要は、機関トルクの推移に基づいて失火発生の有無を判定する失火判定を実行するようにすればよい。

・失火判定を省略してもよい。
・温度センサ５１に代えて触媒コンバータ２３の触媒床温を検出する温度センサを設け、同センサにより検出した触媒床温の実測値を触媒劣化判定に用いるようにしてもよい。また、機関運転状態に基づいて劣化時の触媒床温（劣化時床温）を求め、同劣化時床温と温度センサによって検出される触媒床温との差（「実際の触媒床温」−「劣化時床温」）が小さくなったことをもって触媒コンバータ２３に劣化異常が発生していると判定するといったように、触媒劣化判定を実行するようにしてもよい。さらに、機関運転状態から推定される触媒床温と温度センサによって検出される触媒床温との差に基づいて劣化異常の有無を判定することに代えて、それら触媒床温の比に基づいて劣化異常の有無を判定するようにしてもよい。要は、温度センサにより検出される触媒床温と機関運転状態から推定される触媒床温との比較に基づいて劣化異常の有無を判定する触媒劣化判定を実行するようにすればよい。

・触媒劣化判定を省略してもよい。
・作用角学習において、作用角変更機構３８のコントロールシャフト４０の移動位置を前記Ｈｉ端にした上で、前記関係式「Ｓ＝Ｐ＋Ｐｂ」におけるカウント値ＳがＨｉ端に対応する値になるようにカウント値Ｐを変更することに代えて、あるいは併せて、基準移動位置に対応する値Ｐｂを変更するようにしてもよい。

・作用角学習において、前記Ｈｉ端に対応する吸気バルブ２５の作用角ＶＬを学習することに限らず、前記Ｌｏ端に対応する吸気バルブ２５の作用角ＶＬを学習するようにしてもよく、またバネ機構等といった何らかの機構によって移動位置が規制される任意の移動位置に対応する吸気バルブ２５の作用角ＶＬを学習するようにしてもよい。

・電力供給の再開後において作用角学習の実行が完了したことを条件に、作用角異常判定を実行することに代えて、作用角制御が正常に実行されているか否かを判定する作用角正常判定を実行するようにしてもよい。作用角正常判定は、例えば「目標作用角Ｔｖｌの変化に吸気バルブ２５の作用角ＶＬの変化が追従していることをもって作用角制御が正常に実行されていると判定する」といったように実行することができる。

上記構成では、作用角異常判定において異常有りと一旦判定されたときに、これがカウント値Ｐのずれによるものである場合にはその後の作用角正常判定において正常状態に復帰したと判定されるようになり、構成部品の機能低下によるものである場合にはその後の作用角正常判定において正常状態に復帰していない、すなわち異常状態である判定されるようになる。このように上記構成によれば、異常有りとの判定が、カウント値Ｐの一時的なずれによるものか、構成部品の機能低下によるものかを好適に判別することができるようになる。しかも、異常有りと一旦判定されたときに、その後の作用角学習を通じて正常状態に復帰した場合にこれを判別することもできる。なお上記構成にあっては、作用角正常判定が正常判定手段として機能する。

・本実施の形態にかかる位置制御装置は、作用角異常判定において異常有りと判定された場合にフェイルセーフ処理を実行しない装置にも適用することができる。同構成にあっては、作用角異常判定において異常有りと判定された際に、先ず作用角学習の実行を開始し、その後において作用角学習の実行が完了したことを条件に、作用角異常判定（あるいは作用角正常判定）を実行するようにすればよい。なお、そうした構成にあって、作用角学習の実行後における作用角異常判定（あるいは作用角正常判定）を省略することもできる。

・本発明は、吸気バルブの作用角以外の機関操作部材の操作位置を変更する変更機構を有して同変更機構の可動部材の移動位置を制御目標位置に変更する内燃機関にも、適用することができる。なお、そうした機関操作部材の操作位置としては、例えば排気バルブの作用角、吸気バルブのバルブタイミング、排気バルブのバルブタイミング、スロットルバルブの開度、或いはＥＧＲバルブの開度などを挙げることができる。

本発明を具体化した一実施の形態が適用される内燃機関の概略構成を示す略図。 吸気バルブのバルブタイミングの変化態様を示すグラフ。 吸気バルブの作用角および最大リフト量の変化態様を示すグラフ。 （ａ）〜（ｃ）作用角の算出に用いられる各値の推移の一例を示すタイミングチャート。 各回転角信号とカウント値のカウント動作との対応関係を示す略図。 作用角の推移の一例を示すタイミングチャート。 本実施の形態にかかる一連の処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１１…内燃機関、１２…気筒、１３…ピストン、１４…燃焼室、１５スロットルバルブ、１６…サージタンク、１７…吸気マニホールド、１８…吸気通路、１９…アクチュエータ、２１…アクセルペダル、２２…排気マニホールド、２３…触媒コンバータ、２４…排気通路、２５…吸気バルブ、２６…排気バルブ、２７…バルブスプリング、２８…吸気カムシャフト、２９…排気カムシャフト、３１…クランクシャフト、３２…燃料噴射弁、３３…点火プラグ、３４…イグナイタ、３５…点火コイル、３６…コネクティングロッド、３７…バルブタイミング変更機構、３８…作用角変更機構、４０…コントロールシャフト、４１…ストッパ部材、４３…電動機、４５…クランク角センサ、４６…エアフロメータ、４７…スロットルセンサ、４８…アクセルセンサ、４９…作用角センサ（位置検出手段）、５０…位置センサ、５１…温度センサ、５２…イグニッションスイッチ、５３…電力供給スイッチ（供給遮断手段）、５４…蓄電池、５５…電子制御装置。

Claims (9)

1. 可動部材の基準移動位置に対する相対位置を検出する位置検出手段と、前記基準移動位置および前記相対位置に基づいて前記可動部材の絶対位置を算出する算出手段と、該算出手段によって算出した絶対位置に基づいて前記可動部材の移動位置を電動式アクチュエータの作動制御を通じて制御目標位置に制御する制御手段と、前記絶対位置および前記制御目標位置の比較に基づいて前記移動位置の制御にかかる異常の有無を判定する異常判定手段とを備える位置制御装置において、
   前記相対位置を記憶する揮発性メモリと、
   前記異常判定手段によって異常有りと判定されたときにおいて前記電動式アクチュエータおよび前記揮発性メモリへの電力供給を遮断する供給遮断手段とを更に備え、
   前記異常判定手段によって異常有りと判定されて前記供給遮断手段により前記電力供給が遮断された後において該電力供給が再開されたことを条件に前記絶対位置を学習する絶対位置学習を実行する
   ことを特徴とする位置制御装置。
2. 請求項１に記載の位置制御装置において、
   当該位置制御装置は、機関バルブの開弁期間および最大リフト量の少なくとも一方を変更する変更機構を有する内燃機関に適用されるものであり、
   前記可動部材は、前記変更機構の一部を構成するものであって、その移動位置の制御を通じて前記変更機構の作動状態を制御するためのものである
   ことを特徴とする位置制御装置。
3. 請求項２に記載の位置制御装置において、
   前記内燃機関は、前記可動部材の当接によって同可動部材の移動位置の変化を規制するストッパ部材を更に有してなり、
   前記絶対位置学習は、前記ストッパ部材に当接した状態になるように前記可動部材の移動位置を変更し、同状態になったときの前記可動部材の移動位置を前記絶対位置として学習するものである
   ことを特徴とする位置制御装置。
4. 請求項３に記載の位置制御装置において、
   前記内燃機関は機関トルクの推移に基づいて失火発生の有無を判定する失火判定が実行されるものであり、
   前記位置制御装置は、前記絶対位置学習が実行されているときに前記失火判定の実行を禁止する
   ことを特徴とする位置制御装置。
5. 可動部材の基準移動位置に対する相対位置を検出する位置検出手段と、前記基準移動位置および前記相対位置に基づいて前記可動部材の絶対位置を算出する算出手段と、該算出手段によって算出した絶対位置に基づいて前記可動部材の移動位置を制御目標位置に制御する制御手段と、前記絶対位置および前記制御目標位置の比較に基づいて前記移動位置の制御にかかる異常の有無を判定する異常判定手段とを備える位置制御装置において、
   当該位置制御装置は、機関バルブの開弁期間および最大リフト量の少なくとも一方を変更する変更機構を有する内燃機関に適用されるものであり、
   前記可動部材は、前記変更機構の一部を構成するものであって、その移動位置の制御を通じて前記変更機構の作動状態を制御するためのものであり、
   前記内燃機関は、前記可動部材の当接によって同可動部材の移動位置の変化を規制するストッパ部材を更に有してなるものであって、機関トルクの推移に基づいて失火発生の有無を判定する失火判定が実行されるものであり、
   前記異常判定手段によって異常有りと判定されたときに、前記ストッパ部材に当接した状態になるように前記可動部材の移動位置を変更し、同状態になったときの前記可動部材の移動位置を前記絶対位置として学習する絶対位置学習を実行し、
   前記位置制御装置は、前記絶対位置学習が実行されているときに前記失火判定の実行を禁止する
   ことを特徴とする位置制御装置。
6. 請求項３〜５のいずれか一項に記載の位置制御装置において、
   前記内燃機関は、その排気通路に設けられた排気浄化触媒と同排気浄化触媒の触媒床温を検出する床温検出手段とを有してなるものであって、該床温検出手段により検出される触媒床温と機関運転状態から推定される触媒床温との比較に基づいて前記排気浄化触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定が実行されるものであり、
   前記位置制御装置は、前記絶対位置学習が実行されているときに前記触媒劣化判定の実行を禁止する
   ことを特徴とする位置制御装置。
7. 可動部材の基準移動位置に対する相対位置を検出する位置検出手段と、前記基準移動位置および前記相対位置に基づいて前記可動部材の絶対位置を算出する算出手段と、該算出手段によって算出した絶対位置に基づいて前記可動部材の移動位置を制御目標位置に制御する制御手段と、前記絶対位置および前記制御目標位置の比較に基づいて前記移動位置の制御にかかる異常の有無を判定する異常判定手段とを備える位置制御装置において、
   当該位置制御装置は、機関バルブの開弁期間および最大リフト量の少なくとも一方を変更する変更機構を有する内燃機関に適用されるものであり、
   前記可動部材は、前記変更機構の一部を構成するものであって、その移動位置の制御を通じて前記変更機構の作動状態を制御するためのものであり、
   前記内燃機関は、前記可動部材の当接によって同可動部材の移動位置の変化を規制するストッパ部材と、排気通路に設けられた排気浄化触媒と、同排気浄化触媒の触媒床温を検出する床温検出手段とを更に有してなるものであって、該床温検出手段により検出される触媒床温と機関運転状態から推定される触媒床温との比較に基づいて前記排気浄化触媒の劣化の有無を判定する触媒劣化判定が実行されるものであり、
   前記異常判定手段によって異常有りと判定されたときに、前記ストッパ部材に当接した状態になるように前記可動部材の移動位置を変更し、同状態になったときの前記可動部材の移動位置を前記絶対位置として学習する絶対位置学習を実行し、
   前記位置制御装置は、前記絶対位置学習が実行されているときに前記触媒劣化判定の実行を禁止する
   ことを特徴とする位置制御装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置制御装置において、
   前記絶対位置学習の実行が完了したことを条件に、前記異常判定手段による前記異常の有無の判定を実行する
   ことを特徴とする位置制御装置。
9. 前記絶対位置学習の実行が完了したことを条件に、前記絶対位置と前記制御目標位置との比較に基づいて前記移動位置の制御が正常に実行されているか否かを判定する正常判定手段を更に備える
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の位置制御装置。

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