WO2016072454A1 - 内燃機関の制御装置及びその制御方法 - Google Patents

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章 清村
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine and a control method therefor.
  • a compression ratio sensor that detects the compression ratio from the rotation angle of the control shaft of the multi-link mechanism is used. Yes.
  • the compression ratio sensor includes a relative angle sensor that detects a relative angle of the actuator, and an absolute angle sensor that detects an absolute angle of a control shaft connected to the output shaft of the actuator via a speed reducer. Then, when the internal combustion engine is started, the output value of the absolute angle sensor is obtained as a base point, and then the rotation angle of the control shaft is calculated from the output value of the relative angle sensor.
  • absolute angle sensors have variations due to tolerances, thermal expansion, etc., variations due to the accuracy of the sensor itself, variations due to the input circuit of the controller, and the like. For this reason, in the absolute angle sensor, a plurality of variations are accumulated, and the absolute angle detection accuracy may be lowered. If the absolute angle detection accuracy decreases, it becomes difficult to control the target compression ratio according to the engine operating state, for example.
  • an object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine and a control method therefor that improve the absolute angle detection accuracy.
  • an internal combustion engine control apparatus detects a relative angle sensor that detects a relative angle of an output shaft of an actuator, and an absolute angle that detects an absolute angle of a drive shaft connected to the output shaft of the actuator via a speed reducer.
  • the control target device is controlled based on each output value of the angle sensor.
  • the control device is based on the absolute angle of the drive shaft obtained from the output value of the relative angle sensor based on the output value of the absolute angle sensor at the start of the internal combustion engine, and the output value of the absolute angle sensor, Correct the output value of the absolute angle sensor.
  • the absolute angle detection accuracy can be improved.
  • 1 is a system diagram illustrating an example of an internal combustion engine for a vehicle. It is the elements on larger scale which show an example of a stopper mechanism. It is a flowchart which shows an example of the learning process of a reference position and a correction value. It is a flowchart which shows an example of the learning process of a reference position and a correction value. It is a time chart which shows an example of an effect
  • FIG. 1 shows an example of an internal combustion engine for a vehicle.
  • the internal combustion engine 100 includes a cylinder block 110, a piston 120 fitted into a cylinder bore 112 of the cylinder block 110 so as to be reciprocally movable, a cylinder head 130 having an intake port 130A and an exhaust port 130B, an intake port 130A and an exhaust port.
  • An intake valve 132 and an exhaust valve 134 that open and close the opening end of the port 130B are provided.
  • the piston 120 is connected to the crankshaft 140 via a connecting rod (connecting rod) 150 including a lower link 150A and an upper link 150B.
  • a combustion chamber 160 is formed between the crown surface 120 ⁇ / b> A of the piston 120 and the lower surface of the cylinder head 130.
  • An ignition plug 170 that ignites an air-fuel mixture of fuel and air is attached to substantially the center of the cylinder head 130 that forms the combustion chamber 160.
  • the internal combustion engine 100 changes the compression ratio by changing the volume of the variable valve timing (VTC: Valve Timing Control) mechanism 180 that makes the phase with respect to the crankshaft 140 during the open period of the intake valve 132 variable and the combustion chamber 160.
  • VTC Valve Timing Control
  • VCR Variable Compression Ratio
  • the VCR mechanism 190 is an example of a control target device.
  • the VTC mechanism 180 changes the phase of the intake camshaft 200 with respect to the crankshaft 140 by an actuator such as an electric motor, for example, so that the operation angle of the intake valve 132 remains constant, and the central phase of the operation angle is advanced. Or retard.
  • the VCR mechanism 190 makes the compression ratio of the internal combustion engine 100 variable by changing the volume of the combustion chamber 160 by a multi-link mechanism as disclosed in, for example, JP-A-2002-276446.
  • a multi-link mechanism as disclosed in, for example, JP-A-2002-276446.
  • the crankshaft 140 has a plurality of journal portions 140A and a plurality of crankpin portions 140B, and the journal portion 140A is rotatably supported by a main bearing (not shown) of the cylinder block 110.
  • the crankpin portion 140B is eccentric from the journal portion 140A, and a lower link 150A is rotatably connected thereto.
  • the upper link 150B has a lower end side rotatably connected to one end of the lower link 150A by a connecting pin 152, and an upper end side rotatably connected to the piston 120 by a piston pin 154.
  • the control link 192 has an upper end side rotatably connected to the other end of the lower link 150A by a connecting pin 194 and a lower end side rotatably connected to the lower portion of the cylinder block 110 via a control shaft 196.
  • the control shaft 196 is rotatably supported by the engine body (cylinder block 110) and has an eccentric cam portion 196A that is eccentric from the center of rotation, and the eccentric cam portion 196A includes a control link 192.
  • the lower end is fitted rotatably.
  • the rotation position of the control shaft 196 is controlled by a compression ratio control actuator 198 using an electric motor.
  • the control shaft 196 is an example of a drive shaft.
  • the compression ratio control actuator 198 can be cited as an example of the actuator.
  • the VCR mechanism 190 is provided with a stopper mechanism 210 that restricts the displacement (rotation) when the control shaft 196 rotates beyond the normal control range.
  • the stopper mechanism 210 includes a substantially fan-shaped first member 210 ⁇ / b> A whose main part is fixed to the control shaft 196, and a plate-shaped second member 210 ⁇ / b> B fixed to the cylinder block 110.
  • the first member 210A rotates integrally with the control shaft 196.
  • the second member 210B defines the central angle of the first member 210A when the control shaft 196 rotates beyond a maximum compression ratio (upper limit) or a minimum compression ratio (lower limit) that is a normal control range.
  • control shaft 196 which is an example of a mechanism member.
  • the stopper mechanism 210 functions when the control shaft 196 exceeds the normal control range, in the normal control, the first member 210A and the second member 210B do not contact each other. Generation of abnormal noise can be suppressed.
  • the stopper mechanism 210 is used to learn the reference position of the control shaft 196.
  • the stopper mechanism 210 only needs to be able to regulate the displacement of at least one of the highest compression ratio side and the lowest compression ratio side with respect to the rotation of the control shaft 196.
  • the stopper mechanism 210 is not limited to the substantially fan-shaped first member 210A and the plate-shaped second member 210B, and it is sufficient that the displacement of the control shaft 196 can be restricted by two members having other shapes.
  • the VTC mechanism 180 and the VCR mechanism 190 are electronically controlled by a VTC controller 220 and a VCR controller 230, each of which includes a processor such as a microcomputer.
  • the VTC controller 220 and the VCR controller 230 are connected to an engine controller 250 including a processor such as a microcomputer for electronically controlling the internal combustion engine 100 via a CAN (Controller Area Network) 240 which is an example of an in-vehicle network. ing. Therefore, arbitrary data can be transmitted and received between the VTC controller 220, the VCR controller 230, and the engine controller 250 via the CAN 240.
  • CAN Controller Area Network
  • a vehicle-mounted network not only CAN240 but well-known networks, such as FlexRay (trademark), can be used.
  • the VCR controller 230 is an example of a control device.
  • the engine controller 250 receives output signals of a rotation speed sensor 260 that detects the rotation speed Ne of the internal combustion engine 100 and a load sensor 270 that detects the load Q of the internal combustion engine 100 as an example of the operating state of the internal combustion engine 100. Have been entered.
  • the load Q of the internal combustion engine 100 for example, a state quantity closely related to the torque, such as an intake negative pressure, an intake air flow rate, a supercharging pressure, an accelerator opening, and a throttle opening can be used.
  • the engine controller 250 refers to, for example, a map in which target values suitable for the rotational speed and load are set, and the target angle of the VTC mechanism 180 and the VCR mechanism 190 according to the rotational speed Ne and load Q of the internal combustion engine 100. Each target compression ratio is calculated. Then, the engine controller 250 transmits the target angle and the target compression ratio to the VTC controller 220 and the VCR controller 230 via the CAN 240, respectively.
  • the VTC controller 220 that has received the target angle controls the drive current output to the actuator of the VTC mechanism 180 so that the actual angle (actual angle) detected by a sensor (not shown) converges to the target angle.
  • the VCR controller 230 that has received the target compression ratio outputs to the compression ratio control actuator 198 of the VCR mechanism 190 so that an actual compression ratio (actual compression ratio) detected by a sensor described later converges to the target compression ratio.
  • the VTC mechanism 180 and the VCR mechanism 190 are controlled to target values corresponding to the operating state of the internal combustion engine 100.
  • the compression ratio sensor that detects the actual compression ratio of the internal combustion engine 100 includes a relative angle sensor 280 that detects the relative angle ⁇ r of the output shaft of the compression ratio control actuator 198, and a speed reducer 198A with respect to the output shaft of the compression ratio control actuator 198. And an absolute angle sensor 290 that detects an absolute angle ⁇ a of the control shaft 196 connected via the control shaft 196.
  • the relative angle sensor 280 includes a resolver sensor or the like built in the compression ratio control actuator 198, and detects the rotation angle of the output shaft in the range of 0 to 360 °.
  • the VCR controller 230 takes the output value of the absolute angle sensor 290 at the time of starting the engine as a base point and considers a reference position and a correction value, which will be described later, from the output value of the relative angle sensor 280, In short, the compression ratio of the internal combustion engine 100 is detected. This is because the relative angle sensor 280 has high resolution, for example, it cannot distinguish between 0 ° and 360 ° of the same phase, and the absolute angle sensor 290 can detect the absolute angle of the control shaft 196, but the resolution Is low.
  • the VCR controller 230 learns the reference position and the correction value when the initialization request flag output from the diagnostic tool connected to the CAN 240 changes from LOW to HI, for example, in a vehicle assembly factory. That is, the VCR controller 230 shifts the compression ratio of the internal combustion engine 100 to the high compression ratio side, and calculates the absolute angle from the absolute angle of the control shaft 196 obtained from the output value of the relative angle sensor 280 for each predetermined reference angle.
  • the difference 1 obtained by subtracting the output value of the sensor 290 is stored in, for example, a RAM (Random Access Memory).
  • a RAM Random Access Memory
  • the VCR controller 230 shifting the compression ratio of the internal combustion engine 100 to the high compression ratio side, the displacement of the control shaft 196 to the high compression ratio side is restricted by the stopper mechanism 210.
  • the output value of the absolute angle sensor 290 is set as the reference position. Since this reference position can be referred to in subsequent control, it is written in a nonvolatile memory such as a flash ROM (Read Only Memory).
  • the VCR controller 230 shifts the compression ratio of the internal combustion engine 100 to the low compression ratio side, and calculates the absolute angle from the absolute angle of the control shaft 196 obtained from the output value of the relative angle sensor 280 for each predetermined reference angle. For example, the difference 2 obtained by subtracting the output value of the sensor 290 is stored in the RAM. Then, the VCR controller 230 calculates an average value of the difference 1 and the difference 2 for each reference angle, and writes this in the nonvolatile memory as a correction value.
  • 3 and 4 show an example of the reference position and correction value learning process executed by the processor of the VCR controller 230 according to the control program stored in the nonvolatile memory.
  • This learning process is executed during self-shutdown, for example, when the initialization request flag of the diagnostic tool changes from LOW to HI, for example, when the vehicle has traveled for a predetermined time or a predetermined distance. You can also.
  • step 1 the processor of the VCR controller 230 outputs a drive signal to the compression ratio control actuator 198 of the VCR mechanism 190, for example, thereby compressing the internal combustion engine 100.
  • the compression ratio control actuator 198 is rotated so that the ratio is shifted to the high compression ratio side.
  • the processor of the VCR controller 230 controls the rotation of the compression ratio control actuator 198 by speed feedback control (the same applies hereinafter).
  • step 2 the processor of the VCR controller 230 determines whether or not the absolute angle of the control shaft 196 obtained from the output value of the relative angle sensor 280 has become the reference angle, based on the absolute angle of the control shaft 196 in the initial state. judge.
  • the reference angle can be set every 10 °, such as 10 °, 20 °, 30 °... If the processor of the VCR controller 230 determines that the absolute angle of the control shaft 196 has become the reference angle, the process proceeds to step 3 (Yes), while the absolute angle of the control shaft 196 has not reached the reference angle. If determined, the process proceeds to step 4 (No).
  • Step 3 the difference 1 obtained by subtracting the output value of the absolute angle sensor 290 from the absolute angle of the control shaft 196 obtained by the processor of the VCR controller 230 from the output value of the relative angle sensor 280 in consideration of the base point is set as the reference angle.
  • the difference 1 includes backlash and deflection of the speed reducer 198A in the direction in which the absolute angle of the control shaft 196 decreases.
  • step 4 the processor of the VCR controller 230 determines whether or not the compression ratio control actuator 198 has stopped, for example, based on whether or not the output value of the relative angle sensor 280 has changed.
  • the compression ratio control actuator 198 stops, the first member 210A of the stopper mechanism 210 comes into contact with the second member 210B, and the displacement of the control shaft 196 to the high compression ratio side is restricted. If the processor of the VCR controller 230 determines that the compression ratio control actuator 198 has stopped, the process proceeds to step 5 (Yes), while if it determines that the compression ratio control actuator 198 has not stopped, the process proceeds to step 5. Return to 1 (No).
  • step 5 the processor of the VCR controller 230 determines whether or not a first predetermined time has elapsed since the compression ratio control actuator 198 stopped using, for example, a built-in timing function.
  • the first predetermined time is to secure a time until the displacement of the control shaft 196 to the high compression ratio side is surely regulated.
  • the first predetermined time is an output of the compression ratio control actuator 198. It can be set as appropriate according to the characteristics and reduction ratio.
  • the processor of the VCR controller 230 proceeds to step 6 if it is determined that the first predetermined time has elapsed (Yes), but waits if it is determined that the first predetermined time has not elapsed (No). .
  • step 6 the processor of the VCR controller 230 writes the output value of the absolute angle sensor 290 in the nonvolatile memory. That is, in the state where the first member 210A of the stopper mechanism 210 is pressed against the second member 210B, the absolute angle of the control shaft 196 can be uniquely specified. Therefore, the output value of the absolute angle sensor 290 in that state is determined. Learning as a reference position.
  • step 7 the processor of the VCR controller 230 outputs a drive signal to the compression ratio control actuator 198 of the VCR mechanism 190, for example, so that the compression ratio of the internal combustion engine 100 is shifted to the low compression ratio side.
  • the control actuator 198 is rotated.
  • step 8 the processor of the VCR controller 230 determines whether or not the absolute angle of the control shaft 196 obtained from the output value of the relative angle sensor 280 has become the reference angle with the absolute angle of the control shaft 196 in the initial state as a base point. judge. If the processor of the VCR controller 230 determines that the absolute angle of the control shaft 196 has become the reference angle, the process proceeds to step 9 (Yes), while the absolute angle of the control shaft 196 has not reached the reference angle. If it judges, processing will be advanced to Step 10 (No).
  • step 9 the difference 2 obtained by subtracting the output value of the absolute angle sensor 290 from the absolute angle of the control shaft 196 obtained by the processor of the VCR controller 230 from the output value of the relative angle sensor 280 in consideration of the base point is obtained as a reference angle.
  • the difference 2 includes backlash and deflection of the speed reducer 198A in the direction in which the absolute angle of the control shaft 196 increases.
  • step 10 the processor of the VCR controller 230 determines whether or not the compression ratio control actuator 198 has stopped, for example, based on whether or not the output value of the relative angle sensor 280 has changed.
  • the compression ratio control actuator 198 stops, the first member 210A of the stopper mechanism 210 comes into contact with the second member 210B, and the displacement of the control shaft 196 to the low compression ratio side is restricted. If the processor of the VCR controller 230 determines that the compression ratio control actuator 198 has stopped, the process proceeds to step 11 (Yes), while if it determines that the compression ratio control actuator 198 has not stopped, the process proceeds to step 11. Return to 7 (No).
  • step 11 the processor of the VCR controller 230 determines whether or not a second predetermined time has elapsed since the compression ratio control actuator 198 stopped using, for example, a built-in timing function.
  • the second predetermined time is to secure a time until the displacement of the control shaft 196 to the low compression ratio side is surely regulated. For example, the output of the compression ratio control actuator 198 is assured. It can be set as appropriate according to the characteristics and reduction ratio.
  • This second predetermined time may be the same as or different from the first predetermined time. If the processor of the VCR controller 230 determines that the second predetermined time has elapsed, the process proceeds to step 12 (Yes), but waits if it determines that the second predetermined time has not elapsed (No). .
  • step 12 the processor of the VCR controller 230, as the operating range of the control shaft 196, the state where the displacement of the compression ratio to the high compression ratio side is restricted and the state where the displacement of the compression ratio to the low compression ratio side is restricted The range defined by and is set, and this is written into the nonvolatile memory.
  • This operating range for example, prevents the control shaft 196 from rotating beyond the operating range, and contributes to reducing the amount of heat generated by the compression ratio control actuator 198, power consumption, and the like.
  • step 13 the processor of the VCR controller 230 refers to the difference 1 and the difference 2 stored in the RAM, obtains an average value (correction value) of the difference 1 and the difference 2 for each reference angle, and calculates this as a correction value table. Is written into the non-volatile memory.
  • the reason for obtaining the average value of the difference 1 and the difference 2 is the backlash and the deflection of the transmission depending on the rotation direction of the control shaft 196. Is.
  • step 14 the processor of the VCR controller 230 determines whether the correction value is within a predetermined range for each reference angle.
  • the predetermined range is a threshold value for determining whether or not the learning of the correction value has been normally completed, and may be a range in which a desired control accuracy can be ensured, for example. If the processor of the VCR controller 230 determines that the correction value is within the predetermined range, the process proceeds to step 15 (Yes), whereas if the correction value is determined to be out of the predetermined range, the process is performed. To step 16 (No).
  • step 15 the processor of the VCR controller 230 notifies the diagnostic tool that the learning of the reference position and the correction value has been completed normally. Therefore, the operator who operates the diagnostic tool can recognize that the learning has been completed normally by referring to the information transmitted from the VCR controller 230. It should be noted that the processor of the VCR controller 230 can change the initialization completion flag indicating that learning has ended normally from LOW to HI, in addition to notifying the diagnostic tool that learning has ended normally.
  • step 16 the processor of the VCR controller 230 determines whether the deviation of the correction value is small for each reference angle, for example, whether the deviation of the correction value from the predetermined range is equal to or less than the predetermined value.
  • the predetermined value is a threshold value for determining whether or not the deviation of the correction value is caused by the mounting accuracy of the compression ratio control actuator 198, for example, the tolerance of the compression ratio control actuator 198, etc. It can be set to a value according to. If the processor of the VCR controller 230 determines that the correction value deviation is small, the process proceeds to step 17 (Yes). On the other hand, if the correction value deviation is not small, that is, if the deviation is large, the process is performed. Proceed to step 18 (No).
  • step 17 the processor of the VCR controller 230 notifies the diagnostic tool of a readjustment request for the compression ratio control actuator 198. Therefore, the operator who operates the diagnostic tool can recognize the necessity to readjust the mounting of the compression ratio control actuator 198 by referring to the information transmitted from the VCR controller 230, for example. In this case, the operator may readjust the initialization request to the VCR controller 230 by operating the diagnostic tool after readjusting the attachment of the compression ratio control actuator 198 and the like.
  • step 18 the processor of the VCR controller 230 notifies the diagnostic tool of a replacement request for the compression ratio control actuator 198. Therefore, the operator who operates the diagnostic tool can recognize the necessity of replacing the compression ratio control actuator 198 by referring to the information transmitted from the VCR controller 230. In this case, the operator may replace the compression ratio control actuator 198 and then operate the diagnostic tool to transmit the initialization request to the VCR controller 230 again.
  • the absolute angle sensor 290 is detected. Are learned (stored) as reference positions.
  • the control shaft 196 of the VCR mechanism 190 rotates to the low compression ratio side, and the output values of the relative angle sensor 280 and the absolute angle sensor 290 gradually move toward the displacement restriction position on the low compression ratio side. Begin to change.
  • the absolute angle is obtained from the absolute angle obtained from the output value of the relative angle sensor 280 in consideration of the base point.
  • the difference 2 obtained by subtracting the output value of the angle sensor 290 is stored.
  • the compression ratio control actuator is passed for a second predetermined time.
  • a working range of 198 is set.
  • FIG. 9 shows an example of a base point setting process that is executed by the processor of the VCR controller 230 when power is turned on after the learning process of the reference position and the correction value is completed.
  • step 21 the processor of the VCR controller 230 reads the output value of the absolute angle sensor 290.
  • the processor of the VCR controller 230 refers to the correction value table stored in the nonvolatile memory, and corrects the output value of the absolute angle sensor 290, that is, the absolute angle of the control shaft 196. Specifically, the processor of the VCR controller 230 refers to the correction value table and obtains a correction value corresponding to the absolute angle of the control shaft 196. At this time, since a discrete correction value is set in the correction value table, a complementing process can be performed as necessary. Then, the processor of the VCR controller 230 corrects the absolute angle by adding a correction value to the absolute angle of the control shaft 196, for example.
  • step 23 the processor of the VCR controller 230 writes the absolute angle of the control shaft 196 corrected in step 22 as a base point in the nonvolatile memory.
  • the absolute angle of the control shaft 196 when the power is turned on is read from the absolute angle sensor 290. Then, the absolute angle is corrected by a correction value corresponding to the absolute angle of the control shaft 196, and this is set as a base point. Therefore, in the subsequent normal control, the base point with improved accuracy is taken into consideration, and the internal combustion engine 100 is determined based on the absolute angle of the control shaft 196 obtained from the output value of the relative angle sensor 280 whose resolution is higher than the absolute angle.
  • the compression ratio is controlled. For this reason, the control accuracy of the VCR mechanism 190 is improved, and for example, fuel consumption and output can be improved. Further, since the control accuracy of the VCR mechanism 190 is improved, it is possible to suppress interference between the valve and the piston, interference between the control shaft 196 and the stopper mechanism 210, and drivability deterioration.
  • the VCR controller 230 controls the drive signal of the compression ratio control actuator 198 of the VCR mechanism 190 according to the target compression ratio (target angle) transmitted from the engine controller 250.
  • the VCR controller 230 controls the compression ratio of the internal combustion engine 100 within a control range defined by the maximum compression ratio and the minimum compression ratio, and suppresses, for example, the generation of noise due to the operation of the stopper mechanism 210.
  • the actual compression ratio controlled by the VCR mechanism 190 changes with a delay from the target compression ratio, so that the output value of the absolute angle sensor 290 changes with a predetermined control delay as shown in FIG.
  • VCR mechanism device to be controlled
  • Control shaft drive shaft
  • Compression ratio control actuator actuator
  • Stopper mechanism 230
  • VCR controller control device 280
  • Relative angle sensor 290
  • Absolute angle sensor 290

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Abstract

　内燃機関の制御装置は、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、及び、アクチュエータの出力軸に対して減速機を介して連結された駆動軸の絶対角度を検出する絶対角度センサの各出力値に基づいて、制御対象機器を制御する。このとき、内燃機関の制御装置は、内燃機関の始動時における絶対角度センサの出力値を基点として相対角度センサの出力値から求められる駆動軸の絶対角度と、絶対角度センサの出力値と、に基づいて、絶対角度センサの出力値を補正する。

Description

内燃機関の制御装置及びその制御方法
　本発明は、内燃機関の制御装置及びその制御方法に関する。
　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、アクチュエータ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の絶対角度を検出する絶対角度センサと、を含んでいる。そして、内燃機関の始動時に、絶対角度センサの出力値が基点として求められ、その後、相対角度センサの出力値から制御シャフトの回転角度が算出されている。
特開２００６－２２６１３３号公報
　ところで、絶対角度センサには、公差，熱膨張などに起因するばらつき、センサ自体の精度に起因するばらつき、コントローラの入力回路に起因するばらつきなどがある。このため、絶対角度センサにおいては、複数のばらつきが積み上げられ、絶対角度の検出精度が低下するおそれがあった。絶対角度の検出精度が低下すると、例えば、機関運転状態に応じた目標圧縮比に制御することが困難となってしまう。
　そこで、本発明は、絶対角度の検出精度を向上させた、内燃機関の制御装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
　このため、内燃機関の制御装置は、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、及び、アクチュエータの出力軸に対して減速機を介して連結された駆動軸の絶対角度を検出する絶対角度センサの各出力値に基づいて、制御対象機器を制御する。このとき、制御装置は、内燃機関の始動時における絶対角度センサの出力値を基点として相対角度センサの出力値から求められる駆動軸の絶対角度と、絶対角度センサの出力値と、に基づいて、絶対角度センサの出力値を補正する。
　本発明によれば、絶対角度の検出精度を向上させることができる。
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。 基準位置及び補正値の学習処理の一例を示すフローチャートである。 基準位置及び補正値の学習処理の一例を示すフローチャートである。 学習処理の作用の一例を示すタイムチャートである。 絶対角度センサの出力値を補正する補正値の一例を示す説明図である。 絶対角度センサの出力値を補正しない場合の角度ばらつきの説明図である。 絶対角度センサの出力値を補正した場合の角度ばらつきの説明図である。 基点設定処理の一例を示すフローチャートである。 通常制御の一例を示すタイムチャートである。
　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及び排気ポート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。ここで、ＶＣＲ機構１９０が、制御対象機器の一例として挙げられる。
　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と複数のクランクピン部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ている。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ている。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ている。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ている。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している。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。ここで、制御シャフト１９６が、駆動軸の一例として挙げられる。また、圧縮比制御アクチュエータ１９８が、アクチュエータの一例として挙げられる。
　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）又は最低圧縮比（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、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。ここで、ＶＣＲコントローラ２３０が、制御装置の一例として挙げられる。
　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１９８Ａ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、を含む。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に内蔵されたレゾルバセンサなどからなり、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、機関始動時の絶対角度センサ２９０の出力値を基点として、後述する基準位置及び補正値を夫々考慮して、相対角度センサ２８０の出力値から制御シャフト１９６の絶対角度、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。
　ＶＣＲコントローラ２３０は、例えば、車両の組立工場において、ＣＡＮ２４０に接続された診断ツールから出力される初期化要求フラグがＬＯＷからＨＩになったことを契機として、基準位置及び補正値を学習する。即ち、ＶＣＲコントローラ２３０は、内燃機関１００の圧縮比を高圧縮比側へと推移させ、所定の基準角度ごとに、相対角度センサ２８０の出力値から求めた制御シャフト１９６の絶対角度から、絶対角度センサ２９０の出力値を減算した差分１を、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）に記憶させる。ここで、基準位置及び補正値を学習するときには、ＶＣＲ機構１９０の制御シャフト１９６は、ストッパ機構２１０により低圧縮比側への変位が規制された初期状態となっているものとする。
　そして、ＶＣＲコントローラ２３０は、内燃機関１００の圧縮比を高圧縮比側へと推移させた結果、制御シャフト１９６が、ストッパ機構２１０により高圧縮比側への変位が規制された状態となったときに、絶対角度センサ２９０の出力値を基準位置として設定する。この基準位置は、その後の制御で参照され得るため、例えば、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリに書き込まれる。
　また、ＶＣＲコントローラ２３０は、内燃機関１００の圧縮比を低圧縮比側へと推移させ、所定の基準角度ごとに、相対角度センサ２８０の出力値から求めた制御シャフト１９６の絶対角度から、絶対角度センサ２９０の出力値を減算した差分２を、例えば、ＲＡＭに記憶させる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０は、基準角度ごとに、差分１と差分２との平均値を算出し、これを補正値として不揮発性メモリに書き込む。
　図３及び図４は、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、不揮発性メモリに格納された制御プログラムに従って実行する、基準位置及び補正値の学習処理の一例を示す。なお、この学習処理は、診断ツールの初期化要求フラグがＬＯＷからＨＩになったことを契機とする他、例えば、車両が所定時間又は所定距離走行したことを契機として、セルフシャットダウン中に実行することもできる。
　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せ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、初期状態の制御シャフト１９６の絶対角度を基点として、相対角度センサ２８０の出力値から求められる制御シャフト１９６の絶対角度が、基準角度になったか否かを判定する。ここで、基準角度としては、例えば、１０°，２０°，３０°・・・など、１０°ごとにすることができる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、制御シャフト１９６の絶対角度が基準角度になったと判定すれば処理をステップ３へと進める一方（Ｙｅｓ）、制御シャフト１９６の絶対角度が基準角度になっていないと判定すれば処理をステップ４へと進める（Ｎｏ）。
　ステップ３では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、基点を考慮して相対角度センサ２８０の出力値から求めた制御シャフト１９６の絶対角度から、絶対角度センサ２９０の出力値を減算した差分１を、基準角度に関連付けた状態でＲＡＭに記憶させる。ここで、差分１には、制御シャフト１９６の絶対角度が小さくなる方向に関して、減速機１９８Ａのバックラッシュ及び撓みなどが含まれている。
　ステップ４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５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５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６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６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書き込む。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７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の圧縮比が低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。
　ステップ８では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、初期状態の制御シャフト１９６の絶対角度を基点として、相対角度センサ２８０の出力値から求められる制御シャフト１９６の絶対角度が、基準角度になっ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、制御シャフト１９６の絶対角度が基準角度になったと判定すれば処理をステップ９へと進める一方（Ｙｅｓ）、制御シャフト１９６の絶対角度が基準角度になっていないと判定すれば処理をステップ１０へと進める（Ｎｏ）。
　ステップ９では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、基点を考慮して相対角度センサ２８０の出力値から求めた制御シャフト１９６の絶対角度から、絶対角度センサ２９０の出力値を減算した差分２を、基準角度に関連付けた状態でＲＡＭに記憶させる。ここで、差分２には、制御シャフト１９６の絶対角度が大きくなる方向に関して、減速機１９８Ａのバックラッシュ及び撓みなどが含まれている。
　ステップ１０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、低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１１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７へと戻す（Ｎｏ）。
　ステップ１１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、低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。この第２の所定時間は、第１の所定時間と同一であってもよく、これと異なっていてもよい。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１２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１２では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、制御シャフト１９６の作動範囲として、圧縮比の高圧縮比側への変位が規制された状態と圧縮比の低圧縮比側への変位が規制された状態とにより画定される範囲を設定し、これを不揮発性メモリに書き込む。この作動範囲は、例えば、制御シャフト１９６が作動範囲を越えて回転しようとすることを抑制し、圧縮比制御アクチュエータ１９８の発熱量、消費電力などを軽減することに寄与する。
　ステップ１３では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、ＲＡＭに記憶された差分１及び差分２を参照し、基準角度ごとに差分１と差分２との平均値（補正値）を求め、これを補正値テーブルとして不揮発性メモリに書き込む。ここで、差分１と差分２との平均値を求める理由として、制御シャフト１９６の回転方向に依存した変速機のバックラッシュ及び撓みなどがあることから、これらを平均化することで相殺しようとするものである。
　ステップ１４では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、基準角度ごとに、補正値が所定範囲内に収まっているか否かを判定する。ここで、所定範囲は、補正値の学習が正常に終了したか否かを判定するための閾値であって、例えば、所望の制御精度を確保できる範囲とすることができる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、補正値が所定範囲内に収まっていると判定すれば処理をステップ１５へと進める一方（Ｙｅｓ）、補正値が所定範囲を逸脱していると判定すれば処理をステップ１６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、診断ツールに対して、基準位置及び補正値の学習が正常に終了したことを通知する。従って、診断ツールを操作する作業者は、ＶＣＲコントローラ２３０から送信された情報を参照することで、学習が正常に終了したことを認識できる。なお、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、診断ツールに学習が正常に終了したことを通知することに加え、学習が正常に終了したことを示す初期化完了フラグをＬＯＷからＨＩに変更することもできる。
　ステップ１６では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、基準角度ごとに、例えば、補正値の所定範囲からのずれが所定値以下であるか否かを介して、補正値のずれが小さいか否かを判定する。ここで、所定値は、補正値のずれが圧縮比制御アクチュエータ１９８の取付精度などに起因したものであるか否かを判定するための閾値であって、例えば、圧縮比制御アクチュエータ１９８の公差などに応じた値とすることができる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、補正値のずれが小さいと判定すれば処理をステップ１７へと進める一方（Ｙｅｓ）、補正値のずれが小さくない、即ち、ずれが大き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１７では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、診断ツールに対して、圧縮比制御アクチュエータ１９８の再調整要求を通知する。従って、診断ツールを操作する作業者は、ＶＣＲコントローラ２３０から送信された情報を参照することで、例えば、圧縮比合制御アクチュエータ１９８の取付などを再調整する必要性を認識できる。この場合には、作業者は、圧縮比制御アクチュエータ１９８の取付などを再調整した後、診断ツールを操作して、ＶＣＲコントローラ２３０に対して初期化要求を再度送信すればよい。
　ステップ１８では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、診断ツールに対して、圧縮比制御アクチュエータ１９８の交換要求を通知する。従って、診断ツールを操作する作業者は、ＶＣＲコントローラ２３０から送信された情報を参照することで、圧縮比制御アクチュエータ１９８を交換する必要性を認識できる。この場合には、作業者は、圧縮比制御アクチュエータ１９８を交換した後、診断ツールを操作して、ＶＣＲコントローラ２３０に対して初期化要求を再度送信すればよい。
　かかる学習処理によれば、図５に示すように、診断ツールから出力される初期化要求フラグがＬＯＷからＨＩになると、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。制御シャフト１９６が高圧縮比側の規制位置に向かって変化する過程において、その絶対角度が基準角度に達するたびに、基点を考慮して相対角度センサ２８０の出力値から求めた絶対角度から、絶対角度センサ２９０の出力値を減算した差分１が記憶される。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、ＶＣＲ機構１９０の制御シャフト１９６が低圧縮比側に回転し、相対角度センサ２８０及び絶対角度センサ２９０の各出力値が低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。制御シャフト１９６が低圧縮比側の規制位置に向かって変化する過程において、その絶対角度が基準角度に達するたびに、基点を考慮して相対角度センサ２８０の出力値から求めた絶対角度から、絶対角度センサ２９０の出力値を減算した差分２が記憶される。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、低圧縮比側への変位が規制された状態で第２の所定時間経過すると、圧縮比制御アクチュエータ１９８の作動範囲が設定される。
　圧縮比制御アクチュエータ１９８の作動範囲の設定が完了すると、基準角度ごとに、差分１と差分２との平均値が求められ、この平均値を補正値とした補正値テーブルが設定される。従って、補正値テーブルには、図６に示すように、基点を考慮して相対角度センサ２８０の出力値から求められた絶対角度から、絶対角度センサ２９０の出力値を減算した補正値が設定される。この補正値は、基準角度ごとに、絶対角度センサ２９０の出力値のずれを表しており、絶対角度センサ２９０の出力値をこの補正値で補正することで、絶対角度の検出精度を向上させることができる。そして、絶対角度の検出精度が向上するため、内燃機関１００の圧縮比の制御精度を向上させることができる。
　絶対角度の検出精度を施行によって検証したところ、図７に示す補正なしの場合と図８に示す補正ありの場合とを比較すると、絶対角度の検出角度のばらつきは、約１／１０へと大幅に低下した。なお、この効果は、基準角度を１０°ごとにしたものであり、基準角度をより細かく設定することで、更なる精度向上を期待することができる。また、この効果は、施行によって得られた一例であって、多様な条件下で同一のものとなるとは限らない。
　図９は、基準位置及び補正値の学習処理の終了後、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、電源投入を契機として実行する基点設定処理の一例を示す。
　ステップ２１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の出力値を読み込む。
　ステップ２２では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、不揮発性メモリに格納された補正値テーブルを参照し、絶対角度センサ２９０の出力値、即ち、制御シャフト１９６の絶対角度を補正する。具体的には、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、補正値テーブルを参照し、制御シャフト１９６の絶対角度に応じた補正値を求める。このとき、補正値テーブルには離散的な補正値が設定されているため、必要に応じて補完処理を行うこともできる。そして、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサは、例えば、制御シャフト１９６の絶対角度に補正値を加算することで、その絶対角度を補正する。
　ステップ２３では、ＶＣＲコントローラ２３０のプロセッサが、ステップ２２で補正した制御シャフト１９６の絶対角度を、基点として不揮発性メモリに書き込む。
　かかる基点設定処理によれば、例えば、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、絶対角度センサ２９０から電源投入時の制御シャフト１９６の絶対角度が読み込まれる。そして、制御シャフト１９６の絶対角度に応じた補正値により、その絶対角度が補正され、これが基点として設定される。従って、その後の通常制御においては、精度が向上した基点を考慮し、分解能が絶対角度よりも高い相対角度センサ２８０の出力値から求められた制御シャフト１９６の絶対角度に基づいて、内燃機関１００の圧縮比が制御されるようになる。このため、ＶＣＲ機構１９０の制御精度が向上し、例えば、燃費、出力などを向上させることができる。また、ＶＣＲ機構１９０の制御精度が向上するため、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もできる。
　ここで、通常制御の一例について説明する。
　イグニッションスイッチのＯＮに伴って、図１０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。
　　１９０　ＶＣＲ機構（制御対象機器）
　　１９６　制御シャフト（駆動軸）
　　１９８　圧縮比制御アクチュエータ（アクチュエータ）
　　１９８Ａ　減速機
　　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 (10)

  1. 　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、及び、前記アクチュエータの出力軸に対して減速機を介して連結された駆動軸の絶対角度を検出する絶対角度センサの各出力値に基づいて、制御対象機器を制御する内燃機関の制御装置であって、
    　前記内燃機関の始動時における前記絶対角度センサの出力値を基点として前記相対角度センサの出力値から求められる前記駆動軸の絶対角度と、前記絶対角度センサの出力値と、に基づいて、前記絶対角度センサの出力値を補正する、
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　前記内燃機関の始動時における前記絶対角度センサの出力値を基点として前記相対角度センサの出力値から求められる前記駆動軸の絶対角度と、前記絶対角度センサの出力値と、の偏差に基づいて、前記絶対角度センサの出力値を補正する、
    　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. 　前記偏差は、前記制御対象機器の制御範囲内において求められる、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　前記偏差は、前記制御対象機器を制御範囲の一方から他方へと変位させたときに得られる第１の値と、前記制御対象機器を制御範囲の他方から一方へと変位させたときに得られる第２の値と、に基づいて求められる、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 　前記偏差は、前記第１の値と前記第２の値とを平均することで求められる、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 　前記偏差は、前記駆動軸の基準角度ごとに求められる、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 　前記偏差が所定範囲を逸脱しているとき、前記アクチュエータが異常であると診断する、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 　前記制御対象機器は、前記内燃機関の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である、
    　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。
  9. 　前記制御対象機器の制御範囲の上限及び下限の少なくとも一方において、前記駆動軸の回転を規制するストッパ機構を更に備え、
    　前記ストッパ機構により前記駆動軸の回転が規制された状態で、前記絶対角度センサにより検出された絶対角度に基づいて前記基点を補正する、
    　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。
  10. 　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、及び、前記アクチュエータの出力軸に対して減速機を介して連結された駆動軸の絶対角度を検出する絶対角度センサの各出力値に基づいて、制御対象機器を制御する内燃機関の制御装置が、
    　前記内燃機関の始動時における前記絶対角度センサの出力値を基点として前記相対角度センサの出力値から求められる前記駆動軸の絶対角度と、前記絶対角度センサの出力値と、に基づいて、前記絶対角度センサの出力値を補正する、
    　ことを特徴とする内燃機関の制御方法。
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