WO2016152068A1

WO2016152068A1 - 可変バルブシステム

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Publication number: WO2016152068A1
Application number: PCT/JP2016/001382
Authority: WO
Inventors: 晴行漆畑
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-03-26
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2016-09-29
Anticipated expiration: 2017-09-26
Also published as: JP2016183645A

Abstract

可変バルブシステム（１０）は、クランク軸（２００）の回転角度を測定するクランク角センサ（２４０）と、クランク軸（２００）に連動しバルブを開閉させるカム軸（３００）、の回転角度を測定するカム角センサ（３４０）と、内燃機関の制御を行う制御部（１００）と、を備える。カム角センサ（３４０）は、カム軸（３００）の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されている。リセット状態から復帰した際において、制御部（１００）は、クランク軸（２００）軸の回転角度が確定すると同時に、カム角センサ（３４０）によりカム軸（３００）の回転角度を測定し、その後、内燃機関の制御を開始する。

Description

可変バルブシステム

関連出願の相互参照

　本出願は、当該開示内容が参照によって本出願に組み込まれた、２０１５年３月２６日に出願された日本特許出願２０１５－６５１４５を基にしている。

　本開示は、内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブシステムに関する。

　内燃機関は吸気バルブ及び排気バルブを備えている。それぞれのバルブの開閉は、内燃機関のクランク軸の回転に同期して適切なタイミングで行われる。具体的には、クランク軸が回転すると、これに連動してカム軸が回転し、当該カム軸に設けられた複数のカムがそれぞれのバルブを開閉させる構成となっている。

　バルブの開閉タイミング、すなわち、バルブの開閉が行われる際におけるクランク角度が常に一定であったとしても、内燃機関を動作させることは可能である。しかしながら、バルブの最適な開閉タイミングは常に同じではなく、内燃機関の運転状況（回転数やトルクなど）によって変化することが知られている。

　このため、運転状況に応じてバルブの開閉タイミングを変化させることのできるシステム、すなわち可変バルブシステムが開発されており、既に実用化されている。可変バルブシステムは、クランク軸の回転角度（クランク角度）と、カム軸の回転角度（カム角度）との関係、すなわち、クランク軸に対するカム軸の相対的な回転角度であるカム軸位相を変化させることにより、吸気バルブ及び排気バルブのうち少なくとも一方の開閉タイミングを変化させるものである（例えば下記特許文献１を参照）。

　可変バルブシステムでは、バルブの開閉タイミングを適切なものとするための制御を行うにあたり、上記のカム軸位相を目標値に一致させる必要がある。このため、クランク角度を測定するためのセンサと、カム角度を測定するためのセンサとをそれぞれ備えており、これらセンサの測定値に基づいて現時点におけるカム軸位相を算出している。

特許第４１２３１２７号

　上記特許文献１に記載されている可変バルブシステムでは、クランク角度を測定するためのセンサとして、クランク軸の回転に伴って生じるパルスの数をカウントし、これによりクランク角度を測定する方式のセンサが用いられている。また、カム角度を測定するためのセンサとして、カム軸の回転に伴って生じるパルスの数をカウントし、これによりカム角度を測定する方式のセンサが用いられている。

　このような方式のセンサは、カム軸等の絶対的な回転角度（カム角度等の絶対値）を直接測定するものではなく、特定の状態からのカム角度等の変化量を測定するものである。このため、パルスの数をカウントし続けている限りにおいては、カム角度等の絶対値を測定することができる。

　しかしながら、例えば車両のバッテリ電圧が一時的に低下し、これにより制御部のリセットが生じたような場合には、カム角度等の絶対値の情報が失われてしまうこととなる。このような場合において、カム角度等の測定を再開するためには、カム軸等の絶対的な回転角度を確定し得る状態となるまでクランク軸やカム軸を回転させる必要がある。「カム軸等の絶対的な回転角度を確定し得る状態」とは、例えば、特定のクランク角度（例えば０°）に対応して予め形成された欠け歯（生じるパルスの間隔が他と異なる部分）が、クランク角センサにより検知された状態のことである。

　このように、リセット状態からの復帰時には、しばらくの間はカム角度等の絶対値が不明な状態となるので、現時点におけるカム軸位相を算出することができず、バルブの開閉タイミングを適切に制御することができない恐れがある。このため、内燃機関の制御（例えば、点火タイミングや点火エネルギーを調整する点火制御）が開始されるまでに、無駄な待ち時間が生じる恐れがある。

　本開示の目的は、制御部がリセット状態から復帰した後、バルブの開閉タイミングの適切な制御を短期間のうちに開始することのできる可変バルブシステムを提供することにある。

　本開示に係る可変バルブシステムは、内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブシステムであって、内燃機関のクランク軸の回転角度を測定するクランク角測定部と、クランク軸に連動しバルブを開閉させるカム軸、の回転角度を測定するカム角測定部と、内燃機関の制御を行う制御部と、を備える。カム角測定部は、カム軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されている。制御部がリセット状態から復帰した際において、制御部は、クランク軸の回転角度が確定すると同時に、カム角測定部によりカム軸の回転角度を測定し、その後、内燃機関の制御を開始する。

　このような構成の可変バルブシステムでは、カム軸の回転角度を測定するカム角測定部が、カム軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されている。このため、制御部がリセット状態から復帰した時点では、少なくともカム軸の絶対的な回転角度を測定することが可能な状態となっている。

　そこで、本開示では、リセット状態からの復帰後、クランク軸の回転角度が確定する（クランキングにより欠け歯位置が検出される）と同時にカム軸の回転角度を測定し、これに続いて内燃機関の制御を開始する。その結果、バルブの開閉タイミングの適切な制御を比較的短期間のうちに開始することができる。

　より好ましくは、クランク角測定部が、クランク軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されていてもよい。つまり、クランク角測定部とカム角測定部との両方が絶対角センサとして構成されていてもよい。この場合、リセット状態からの復帰後、クランク軸の回転角度の確定を待つことなく直ちに内燃機関の制御を開始することができる。

　本開示によれば、制御部がリセット状態から復帰した後、バルブの開閉タイミングの適切な制御を短期間のうちに開始することのできる可変バルブシステムが提供される。

本開示の第１実施形態に係る可変バルブシステムの構成を模式的に示す図である。図１の可変バルブシステムを搭載した車両の状態の変化を示すタイムチャートである。図１の可変バルブシステムの制御部で実行される処理の流れを示すフローチャートである。本開示の第２実施形態に係る可変バルブシステムを搭載した車両の状態の変化を示すタイムチャートである。第２実施形態に係る可変バルブシステムの制御部で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

　以下、添付図面を参照しながら本開示の実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

　第１実施形態に係る可変バルブシステム１０は、不図示の内燃機関を備えた車両に搭載されており、当該内燃機関における吸気バルブの開閉タイミングを変化させるためのものである。尚、上記構成はあくまで一例であって、可変バルブシステム１０は、排気バルブの開閉タイミングを変化させるものであってもよい。また、吸気バルブ及び排気バルブのそれぞれの開閉タイミングを個別に変化させるものであってもよい。

　図１を参照しながら、上記車両の構成について説明する。尚、図１においては、当該車両のうち、後述の可変バルブシステム１０の構成及び動作を説明するために関する部分が図示されている。車両は、内燃機関の駆動力により回転するクランク軸２００と、クランク軸２００に連動して回転するカム軸３００とを備えている。

　クランク軸２００には、プーリー２１０と、被検出体２３０とが設けられている。プーリー２１０は略円板状の回転体であって、その主面の中心をクランク軸２００が垂直に貫いている。プーリー２１０はクランク軸２００に対して固定されており、クランク軸２００が回転すると、それに伴ってプーリー２１０も回転する。

　プーリー２１０の外周面にはタイミングチェーン２５０が掛けられている。プーリー２１０の回転、すなわちクランク軸２００の回転は、タイミングチェーン２５０を介して可変バルブシステム１０（後述のアウターギヤ３２０）に伝達され、可変バルブシステム１０を介してカム軸３００に伝達される。

　被検出体２３０は略円板状の回転体であって、その主面の中心をクランク軸２００が垂直に貫いている。被検出体２３０はクランク軸２００に対して固定されており、クランク軸２００が回転すると、それに伴って被検出体２３０も回転する。

　被検出体２３０は、クランク軸２００の回転角度（以下、「クランク角度」とも表記する）を、可変バルブシステム１０の一部であるクランク角センサ２４０が検知するためのものである。被検出体２３０の外周には複数の突起が等間隔で並ぶよう形成されている。ただし、突起の間隔は全てが同じなのではなく、一箇所だけ他とは異なっている。

　クランク角センサ２４０は、被検出体２３０の外周面に対向するように設けられている。クランク軸２００及び被検出体２３０が回転すると、被検出体２３０は、その近傍を被検出体２３０の突起が通過する毎に電圧のパルスを発生させる。当該パルス、すなわちクランク角度の測定値を示す信号は、制御部１００に入力される。制御部１００は、当該パルスをカウントすることによりクランク角度を計測する。すなわち、クランク角センサ２４０は、クランク角測定部に相当する。

　被検出体２３０に形成された突起の間隔が他と異なっている部分（以下、「欠け歯箇所」とも称する）がクランク角センサ２４０を通過したとき、すなわち、一定であったパルスの間隔が変化したことが検知されたときに、制御部１００は、クランク角度が特定の値（例えば０°）になったと認識する。このように、被検出体２３０の外周に形成された欠け歯箇所は、制御部１００がクランク角度の絶対値を認識する（確定させる）ためのものとして機能する。

　カム軸３００は、吸気バルブを開閉させるためのカム（不図示）が取り付けられたシャフトである。カム軸３００は、クランク軸２００の回転に連動して回転し、これに伴うカムの動きによって吸気バルブを開閉させる。

　カム軸３００には、可変バルブシステム１０の一部であるインナーギヤ３１０と、被検出体３３０とが設けられている。インナーギヤ３１０は略円板状の回転体であって、その主面の中心をカム軸３００が垂直に貫いている。インナーギヤ３１０はカム軸３００に対して固定されており、インナーギヤ３１０が回転すると、それに伴ってカム軸３００も回転する。後に詳しく説明するように、可変バルブシステム１０は、クランク軸２００の回転を、インナーギヤ３１０を介してカム軸３００に伝達し、これによりカム軸３００を回転させるものである。

　被検出体３３０は略円板状（ただし真円ではない）の回転体であって、その主面の中心をカム軸３００が垂直に貫いている。被検出体３３０はカム軸３００に対して固定されており、カム軸３００が回転すると、それに伴って被検出体３３０も回転する。

　被検出体３３０は、カム軸３００の回転角度（以下、「カム角度」とも表記する）を、可変バルブシステム１０の一部であるカム角センサ３４０が検知するためのものである。

　カム角センサ３４０は、被検出体３３０の外周面に対向するように設けられている。被検出体３３０の主面は真円とはなっていない。このため、カム軸３００及び被検出体３３０が回転すると、カム角センサ３４０と被検出体３３０の外周面との間の隙間は、回転に伴って次第に変化する。

　被検出体３３０の形状は、カム軸３００の回転角度の値（０°～３６０°）と上記隙間の大きさとの関係が１対１となるように設定されている。また、カム角センサ３４０は、所謂ギャップセンサとして構成されており、上記隙間の大きさに応じた電圧信号を出力する。つまり、カム角センサ３４０は、カム角度の絶対値を測定することのできるセンサ（絶対角センサ）となり、カム角測定部に相当する。上記電圧信号、すなわちカム角度の測定値（絶対値）を示す信号は、制御部１００に入力される。

　以上のように、内燃機関のクランク軸２００が回転すると、当該回転がタイミングチェーン２５０及び可変バルブシステム１０を介してカム軸３００に伝達され、これによりカム軸３００が回転する。このような構成の車両においては、吸気バルブの開閉タイミング、すなわち、吸気バルブの開閉が行われる際におけるクランク角度は、クランク軸２００に対するカム軸３００の相対的な回転角度（以下、「カム軸位相」と表記する）により定まることとなる。可変バルブシステム１０は、カム軸位相を変化させることにより、吸気バルブの開閉タイミングを変化させるものである。

　図１に模式的に示されるように、可変バルブシステム１０は、インナーギヤ３１０と、アウターギヤ３２０と、遊星ギヤ４２０と、モーター４００と、支持軸４１０と、制御部１００と、を備えている。

　インナーギヤ３１０は、既に述べたようにカム軸３００に固定されており、カム軸３００と一体となって回転するものである。インナーギヤ３１０の外周面には、後述の遊星ギヤ４２０と噛み合う外歯（不図示）が形成されている。

　アウターギヤ３２０は、クランク軸２００と同期して回転するスプロケット（不図示）の一部をなすリング状の部材である。アウターギヤ３２０は、その中心軸をカム軸３００の中心軸と一致させた状態で配置されている。アウターギヤ３２０（スプロケット）の外周面にはタイミングチェーン２５０が掛けられている。このため、クランク軸２００及びプーリー２１０が回転すると、当該回転がタイミングチェーン２５０を介してアウターギヤ３２０に伝達され、これによりアウターギヤ３２０が回転する。アウターギヤ３２０の内周面には、遊星ギヤ４２０と噛み合う内歯（不図示）が形成されている。

　遊星ギヤ４２０は、インナーギヤ３１０の外歯、及びアウターギヤ３２０の内歯の両方に噛み合った状態で配置された円形の歯車である。遊星ギヤ４２０は、後述のモーター４００及び支持軸４１０により、インナーギヤ３１０の外周面に沿って円軌道を描くように旋回することが可能となっている。

　モーター４００は、電力の供給を受けて動作する回転電機である。モーター４００は、インナーギヤ３１０の外周面に沿って遊星ギヤ４２０を旋回させるためのものである。モーター４００の回転速度は、制御部１００により制御される。また、モーター４００は、その回転軸（出力軸）の回転角度が所定量（例えば１０°）変化する毎に、パルス状の電圧信号を制御部１００に向けて出力する。このような電圧信号は、モーター４００に内蔵されたホールセンサ（不図示）により生じる。

　支持軸４１０は、モーター４００と遊星ギヤ４２０と接続するものである。支持軸４１０は、回転部４１１と、連結部４１２と、支持部４１３とを有している。

　回転部４１１は、モーター４００の回転軸と一体となっている部分であって、その中心軸をカム軸３００の中心軸と一致させた状態で配置されている。連結部４１２は、回転部４１１の端部（モーター４００とは反対側の端部）から、回転部４１１の中心軸に対して垂直に伸びるように形成された部分である。支持部４１３は、連結部４１２の端部（回転部４１１とは反対側の端部）から、回転部４１１の中心軸に対して平行に伸びるように形成された部分である。支持部４１３の端部（連結部４１２とは反対側の端部）は、遊星ギヤ４２０に接続されている。遊星ギヤ４２０は、支持部４１３の中心軸周りに回転自在な状態で、支持部４１３の端部に取り付けられている。

　既に述べたように、モーター４００の回転速度は制御部１００により制御される。モーター４００の回転速度、すなわち、遊星ギヤ４２０の旋回速度がアウターギヤ３２０（スプロケット）の回転速度と同じである場合には、インナーギヤ３１０及びカム軸３００の回転速度はアウターギヤ３２０の回転速度と同じである。このような状態においては、カム軸位相の値は一定であるから、吸気バルブの開閉タイミングも常に一定となる。

　一方、モーター４００の回転速度が変化し、遊星ギヤ４２０の旋回速度がアウターギヤ３２０の回転速度と異なっているときには、カム軸位相が変化する。その結果、吸気バルブの開閉タイミングが変化する。

　その後、モーター４００の回転速度が再びアウターギヤ３２０の回転速度と同じになると、カム軸位相は再び一定の値（ただし、モーター４００の回転速度が変化する前とは異なる値である）となり、吸気バルブの開閉タイミングも再び一定となる。このように、モーター４００の回転速度を、アウターギヤ３２０の回転速度とは一時的に異ならせることでカム軸位相を変化させ、これにより吸気バルブの開閉タイミングを変化させることが可能となっている。

　制御部１００は、可変バルブシステム１０の全体の動作、及び内燃機関の動作を制御するものである。制御部１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース等を備えたコンピュータシステムとして構成されている。

　制御部１００は、モーター４００の回転速度を制御し、これによりカム軸位相を目標値に一致させる。具体的には、クランク角センサ２４０から入力されるパルスに基づいてクランク角度を算出し、カム角センサ３４０から入力される電圧信号に基づいてカム角度を算出する。その後、クランク角度とカム角度との差分に基づいて、現時点におけるカム軸位相を算出する。算出されたカム軸位相をフィードバックしながら、当該カム軸位相が目標値に一致するよう、モーター４００の回転速度を制御する。

　可変バルブシステム１０の動作について、図２を参照しながら説明する。図２には、可変バルブシステム１０を搭載した車両の状態の変化が、５つのタイムチャートにより示されている。これら５つのタイムチャートのうち、（Ａ）には、制御部１００に供給される駆動用電力の電圧（以下、「電源電圧」という）の時間変化が示されている。（Ｂ）には、制御部１００の作動状態（ＯＮ又はＯＦＦ）の時間変化が示されている。（Ｃ）には、クランク角度の算出状況（算出可能か、それとも算出不可能か）の変化が示されている。（Ｄ）には、カム角度の算出状況（算出可能か、それとも算出不可能か）の変化が示されている。

　尚、後に説明する図４においても、図２と同様に５つのタイムチャートが示されている。図４において（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）により示されるものは、上記の図２の各タイムチャートで示されるもの（電源電圧の時間変化等）と同じである。

　図２には、電源電圧が一時的に低下し、これに伴って制御部１００のリセットが生じた場合における、車両の状態の変化が示されている。図２（Ａ）に示される閾値ＶＴＨは、制御部１００が安定的に動作し得る最低限の電源電圧である。図２の例では、電源電圧が低下して時刻ｔ１０において閾値ＶＴＨを下回り、その後、時刻ｔ２０において再び電源電圧が閾値ＶＴＨを上回っている。

　このような一時的な電源電圧の低下は、例えば低温時における内燃機関の始動時、すなわち、暖機のために電力が消費されているときのクランキング時において生じることがある。また、車両に搭載されたバッテリが劣化したときにおいても生じることがある。

　時刻ｔ１０よりも前の期間においては、電源電圧は閾値ＶＴＨを上回っており（図２（Ａ））、制御部１００は正常に動作している（図２（Ｂ））。また、同期間においてはクランク角センサ２４０からのパルスに基づくクランク角度の算出が行われており（図２（Ｃ））、カム角センサ３４０からの電圧信号に基づくクランク角度の算出も行われている（図２（Ｄ））。

　一方、時刻ｔ１０以降は、電源電圧が閾値ＶＴＨを下回り（図２（Ａ））、これに伴って制御部１００はその動作を停止した状態となる（図２（Ｂ））。このため、制御部１００によるクランク角度の算出を行うことはできなくなっており（図２（Ｃ））、制御部１００によるカム角度の算出を行うこともできなくなっている（図２（Ｄ））。

　時刻ｔ２０において再び電源電圧が閾値ＶＴＨを上回ると（図２（Ａ））、制御部１００は再び動作を開始する（図２（Ｂ））。つまり、時刻ｔ１０から時刻ｔ２０までの期間において一時的に電力供給が不安定になることにより、制御部１００は一時的にリセット状態となった、ということができる。

　時刻ｔ２０以降、内燃機関のクランキングが行われることに伴ってクランク軸２００が回転し、制御部１００にはクランク角センサ２４０からパルスが入力される。しかしながら、被検出体２３０の欠け歯箇所がクランク角センサ２４０を通過するまでの間は、制御部１００がクランク角度の絶対値を認識することができない。すなわち、クランク角度が確定しない。図２では、被検出体２３０の欠け歯箇所がクランク角センサ２４０を最初に通過した時刻が「時刻ｔ３０」として示されている。時刻ｔ３０以降はクランク角度が確定しているので、制御部１００によるクランク角度の算出を行うことが可能となっている（図２（Ｃ））。

　時刻ｔ２０以降、制御部１００にはカム角センサ３４０から電圧信号が入力される。クランク角センサ２４０と異なり、カム角センサ３４０は絶対角センサであるから、制御部１００は電圧信号に基づいて直ちにカム角度の算出を行うことができる。つまり、時刻ｔ２０以降は、制御部１００によるカム角度の算出を行うことが可能となっている（図２（Ｄ））。

　以上のように、時刻ｔ２０より後の時刻ｔ３０以降においては、制御部１００によるクランク角度の算出、及び制御部１００によるカム角度の算出、の両方を行うことが可能となっている。制御部１００は、クランク軸２００の回転角度が確定すると同時（時刻ｔ３０）に、カム角センサ３４０からの電圧信号に基づいてカム角度を算出（測定）する。

　時刻ｔ３０以降、制御部１００は、現時点におけるクランク角度及びカム角度のそれぞれの値に基づいてカム角位相を算出する。その後、カム角位相を目標値に一致させる制御（カム軸位相制御）を含む、内燃機関の始動時制御が開始される。始動時制御には、内燃機関における点火（点火タイミングや点火エネルギー）を調整する点火制御も含まれる。また、燃料噴射を調整する噴射制御も含まれる。

　図２に示されるような動作を実現するために、制御部１００で行われる処理の具体的な内容について、図３を参照しながら説明する。図３は、制御部１００の起動時（リセット状態からの復帰時）において実行される処理の流れを示すフローチャートである。

　制御部１００が起動されていなければ（ステップＳ０１：ＮＯ）、図３に示される一連の処理は行われない。制御部１００がリセット状態から復帰して起動された状態になると（ステップＳ０１：ＹＥＳ）、ステップＳ０１からステップＳ０２に移行する。

　ステップＳ０２では、クランク角センサ２４０から入力されるパルスに基づいて、クランク角度の算出が試みられる。このとき、被検出体２３０の欠け歯箇所がクランク角センサ２４０を通過するよりも前であれば、パルスのカウントは行われるのであるが、クランク角度は確定していない。被検出体２３０の欠け歯箇所がクランク角センサ２４０を通過した後は、クランク角度が確定しており、正確なクランク角度が算出されるようになる。

　ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、クランク角度が上記のように確定しているか否かが判定される。クランク角度が確定していればステップＳ０４に移行する。クランク角度が確定していなければ、ステップＳ０２の処理が再度実行される。クランク角度が確定しておらず、ステップＳ０２の処理が繰り返し実行されている期間は、図２（Ｃ）における時刻ｔ２０から時刻ｔ３０までの期間に相当する。

　ステップＳ０４に移行した時点（図２（Ｃ）における時刻ｔ３０）では、クランク角度が確定しており、且つカム角度を算出することも可能な状態となっている。ステップＳ０４では、カム角センサ３４０からの電圧信号に基づいてカム角度が算出（測定）される。以降は、既に述べたように始動時制御が開始される（ステップＳ０５）。

　以上のように、本実施形態に係る可変バルブシステム１０では、リセット状態からの復帰後、クランク軸２００の回転角度が確定する（クランキングにより欠け歯位置が検出される）と同時にカム軸３００の回転角度を測定し、これに続いて内燃機関の制御を開始する。これにより、吸気バルブの開閉タイミングの適切な制御を比較的短期間のうちに開始することが可能となっている。

　尚、以上においては、電源電圧の低下に伴って制御部１００のリセットが生じた場合について説明した。しかしながら、リセットの生じる原因は、電源電圧の低下以外であってもよい。例えば、バッテリの交換や内燃機関の組み換えに伴って制御部１００がリセットされた後においても、上記のような制御が行われる。また、車両のイグニッションスイッチがＯＮ状態とされた直後の通常の始動時においても、上記のような制御が行われる。

　本開示の第２実施形態に係る可変バルブシステム（図示省略）について説明する。第２実施形態は、図１に示される可変バルブシステム１０のクランク角センサ２４０を、カム角センサ３４０と同様の絶対角センサに置き換えたものである。具体的には、クランク軸２００の被検出体２３０を被検出体３３０と同様の構成のものに置き換えて、クランク角センサ２４０をカム角センサ３４０と同様のギャップセンサに置き換えたものである。第２実施形態における制御部１００は、クランク角センサ２４０から入力される電圧信号の値に基づいて、クランク角度の絶対値を算出する。

　図４には、第２実施形態に係る可変バルブシステム１０を搭載した車両の状態の変化が示されている。本実施形態においても、制御部１００がＯＦＦ（リセット状態）となっている時刻ｔ１０から時刻ｔ２０までの期間においては、クランク角センサ２４０によるクランク角度の算出、カム角センサ３４０によるカム角度の算出、及びこれらに基づくカム角位相の算出及び制御は、いずれも行われない。

　時刻ｔ２０において制御部１００がリセット状態から復帰すると、制御部１００は始動時制御を開始する。本実施形態においても、始動時制御を行うには、制御部１００が現時点のクランク角度及びカム角度をそれぞれ把握している必要がある。

　本実施形態においては、カム角センサ３４０のみならず、クランク角センサ２４０も絶対角センサとして構成されている。このため、時刻ｔ２０以降においてクランク角度が確定するのを待つことなく、時刻ｔ２０において直ちに（クランキングによる欠け歯の通過を待つことなく）正確なクランク角センサを算出（測定）することが可能となっている（図３（Ｃ））。

　時刻ｔ２０以降、クランク角度及びカム角度がいずれも算出されるので、これらに基づいてカム角位相の算出及び制御が開始される。時刻ｔ２０でカム角位相制御が開始された以降における車両の状態は、図２の時刻ｔ３０以降における車両の状態と同じである。

　図４に示されるような動作を実現するために、制御部１００で行われる処理の具体的な内容について、図５を参照しながら説明する。図５は、車両の始動時において実行される処理の流れを示すフローチャートである。

　制御部１００が起動されていなければ（ステップＳ１１：ＮＯ）、図５に示される一連の処理は行われない。制御部１００がリセット状態から復帰して起動された状態になると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１１からステップＳ１２に移行する。

　ステップＳ１２に移行した時点（図４における時刻ｔ２０）では、クランク角度の算出及びカム角度の算出の両方を行うことが可能な状態となっている。ステップＳ１２では、クランク角センサ２４０からの電圧信号に基づいてクランク角度が算出（測定）される。ステップＳ１２に続くステップＳ１３では、カム角センサ３４０からの電圧信号に基づいてカム角度が算出（測定）される。

　以降は、クランク角度及びカム角度に基づいて現時点のカム角位相が算出され、始動時制御が開始される（ステップＳ０５）。

　以上のように、第２実施形態に係る可変バルブシステム１０では、クランク角センサ２４０が、クランク軸２００の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されている。つまり、クランク角センサ２４０とカム角センサ３４０との両方が絶対角センサとして構成されている。このため、リセット状態からの復帰後、クランク軸２００の回転角度の確定を待つことなく直ちに内燃機関の制御を開始することが可能となっている。

　以上においては、モーター４００の駆動力によってカム角位相を変化させる構成について説明したが、本開示の実施態様はこのような構成に限定されない。例えば、モーター４００のような回転電機ではなく、油圧機構の動作によってカム角位相を変化させる構成としてもよい。

　また、絶対角センサもギャップを検出する方式に限らず、他の手段で回転角度を検出する方式としてもよい。

　以上、具体例を参照しつつ本開示の実施の形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本開示の特徴を含む限り本開示の範囲に包含される。

Claims

　内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブシステムであって、
　前記内燃機関のクランク軸（２００）の回転角度を測定するクランク角測定部（２４０）と、
　前記クランク軸に連動し前記バルブを開閉させるカム軸（３００）、の回転角度を測定するカム角測定部（３４０）と、
　前記内燃機関の制御を行う制御部（１００）と、を備え、
　前記カム角測定部は、前記カム軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されており、
　前記制御部がリセット状態から復帰した際において、前記制御部は、
　前記クランク軸の回転角度が確定すると同時に、前記カム角測定部により前記カム軸の回転角度を測定し、その後、前記内燃機関の制御を開始する可変バルブシステム。
　内燃機関におけるバルブの開閉タイミングを変化させる可変バルブシステムであって、
　前記内燃機関のクランク軸の回転角度を測定するクランク角測定部と、
　前記クランク軸に連動し前記バルブを開閉させるカム軸、の回転角度を測定するカム角測定部と、
　前記内燃機関の制御を行う制御部と、を備え、
　前記クランク角測定部は、前記クランク軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されており、
　前記カム角測定部は、前記カム軸の絶対的な回転角度を測定する絶対角センサとして構成されており、
　前記制御部がリセット状態から復帰した際において、前記制御部は、
　前記クランク角測定部による前記クランク軸の回転角度の測定、及び、前記カム角測定部による前記カム軸の回転角度の測定をそれぞれ行い、その後、前記内燃機関の制御を開始する可変バルブシステム。