JP2008286053A - 動弁系の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブ特性の急変による影響を抑制しつつ、絶対位置の更新を速やかに行うことのできる動弁系の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関の動弁系は、可動範囲内で駆動されるコントロールシャフト５４と、コントロールシャフト５４を駆動するブラシレスモータ６０とを有し、ブラシレスモータ６０によるコントロールシャフト５４の駆動を通じて吸気バルブのバルブ特性を変更するとともに、基準位置と同基準位置からの変位量とに基づいてコントロールシャフト５４の絶対位置を算出する。この動弁系の制御装置は、機関の燃料カット中に所定の学習条件が成立したとき、コントロールシャフト５４を可動範囲の端まで変位させてその絶対位置を学習し、機関の燃料カット中にその絶対位置が学習されたときに同燃料カット中に同絶対位置を更新する。
【選択図】図４

Description

本発明は、可動範囲内で駆動される制御軸と、その制御軸を駆動するアクチュエータとを有し、同アクチュエータによる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動弁系に適用されて、基準位置と同基準位置からの制御軸の変位量とに基づいて同制御軸の絶対位置を算出する動弁系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に記載される動弁系がある。この特許文献１に記載の動弁系は、軸線方向でノーズ高さの変化する３次元カムが設けられたカムシャフト（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り機関バルブの最大リフト量を変更している。したがって、こうした動弁系にあっては、カムシャフト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量とする上で重要となる。

ここで、カムシャフト（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、例えば動弁系にカムシャフト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カムシャフトの位置、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、このような方法では、センサの初期取付け位置のばらつき、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カムシャフトの位置と実際の位置とにずれが生じ、カムシャフトの位置を正確に検出することができない。

そこで、特許文献２に記載の動弁系の制御装置にあっては、ストッパにより規制される可動範囲内において制御軸の所定の基準位置を記憶するとともに、この記憶された基準位置からの制御軸の変位量をセンサにより検出している。そして、この変位量と基準位置とに基づいて制御軸の絶対位置を算出し、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している。また、この装置では、所定の学習条件が成立したときに、制御軸を可動範囲の端まで変位させるとともに、同制御軸が可動範囲の端に達した旨が判断されたときにその絶対位置を学習し、その時点に算出される制御軸の位置を学習された絶対位置に更新するようにしている。これにより、例えばセンサ特性の変化等に起因して算出される制御軸の位置とその実際の位置との間にずれが生じた場合であっても、算出される制御軸の位置と実際の位置とを一致させることができる。
特開２００３−４１９７７号公報 特開２００２−３４９２１５号公報

ところで、絶対位置の学習が行われた場合には、それまでの絶対位置から新たな絶対位置に更新されることとなる。ここで、制御軸の絶対位置は吸気バルブの最大リフト量等のバルブ特性に対応しているため、同絶対位置の急変はバルブ特性の急変を招く。そして、バルブ特性が急変した場合には、同バルブ特性に基づいて制御される燃料噴射量や空燃比が急変するおそれがある。そこで、絶対位置の学習が行われた場合には、それまでの絶対位置から新たな絶対位置に徐々に更新するようにしている。

しかし、学習以前の絶対位置が実際の位置とずれている場合には、同絶対位置とそれに対応する制御値との関係が不適切となるため、絶対位置の更新を速やかに行うことが望ましい。

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、バルブ特性の急変による影響を抑制しつつ、絶対位置の更新を速やかに行うことのできる動弁系の制御装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、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有し、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動弁系に適用されて、基準位置と同基準位置からの前記制御軸の変位量とに基づいて同制御軸の絶対位置を算出する動弁系の制御装置において、前記機関の燃料カット中に所定の学習条件が成立したとき、前記制御軸を前記可動範囲の端まで変位させてその絶対位置を学習する学習手段と、前記機関の燃料カット中に前記学習手段により前記絶対位置が学習されたときに同燃料カット中に同絶対位置を更新する学習値更新手段とを備えることをその要旨とする。

上記構成によれば、機関の燃料カット中に所定の学習条件が成立したとき、制御軸を可動範囲の端まで変位させてその絶対位置を学習するため、制御軸を可動範囲の端まで変位させる際に燃料噴射量が変化することを回避することができる。そして、機関の燃料カット中に学習手段により絶対位置が学習されたときに同燃料カット中に同絶対位置を更新するため、絶対位置の更新に伴って制御軸の絶対位置に変化が生じたとしても、燃料噴射量が変化することを回避することができる。その結果、バルブ特性と燃料噴射量との関係が変化することを抑制できるため、バルブ特性の急変による影響を抑制しつつ、絶対位置の更新を速やかに行うことができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動弁系の制御装置において、前記学習値更新手段は、前記機関の燃料カット中に前記学習手段により前記絶対位置が学習されたときに同絶対位置を直ちに更新することをその要旨とする。

例えば絶対位置を徐々に更新する場合には、その絶対位置の更新が完了する前に燃料カットが中止されると、燃料カットの中止後に絶対位置の更新が継続して実行され、バルブ特性と燃料噴射量との関係が不適切な状態が継続するおそれがある。

この点、上記構成によれば、機関の燃料カット中に学習手段により基準位置が学習されたときに同絶対位置を直ちに更新するため、絶対位置の更新を極めて速やかに行うことができる。そのため、例えば絶対位置を徐々に更新する場合と比較して、その絶対位置の更新が完了する前に燃料カットが中止されることに起因して、バルブ特性と燃料噴射量との関係が不適切な状態が継続することを抑制することができる。

以下、本発明を車両に搭載される内燃機関の動弁系の制御装置に適用した一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。ここで、図１は、車両に搭載される内燃機関の動弁系の一部断面構造を示す断面図であり、図２は、内燃機関の動弁系の配設態様を示す平面図である。

図１及び図２に示されるように、内燃機関は４つの気筒（図１では１つのみを表示）を有しており、そのシリンダヘッド２にはこれら気筒に対応した一対の排気バルブ１０と吸気バルブ２０とが往復動可能にそれぞれ設けられている。また、シリンダヘッド２には、それら排気バルブ１０と吸気バルブ２０とに対応して排気弁開閉装置９０と吸気弁開閉装置１００とがそれぞれ設けられている。

排気弁開閉装置９０には、各排気バルブ１０に対応してラッシュアジャスタ１２が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ１２と排気バルブ１０との間にはロッカーアーム１３が架設されている。ロッカーアーム１３は、その基端がラッシュアジャスタ１２に支持されるとともに先端が排気バルブ１０の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド２には、排気カムシャフト１４が回転可能に支持されており、この排気カムシャフト１４は、機関出力軸の回転に連動して回転される。排気カムシャフト１４には複数のカム１５が形成されるとともに、それらカム１５の外周面にはロッカーアーム１３の中間部分に設けられたローラ１３ａが当接されている。排気バルブ１０にはリテーナ１６が設けられるとともに、このリテーナ１６とシリンダヘッド２との間にはバルブスプリング１１が設けられている。なお、このバルブスプリング１１の付勢力によって排気バルブ１０は閉弁方向に付勢されている。そしてこれにより、ロッカーアーム１３のローラ１３ａはカム１５の外周面に押圧されている。機関運転時にカム１５が回転すると、ロッカーアーム１３はラッシュアジャスタ１２により支持される部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ１０はロッカーアーム１３によって開閉駆動されるようになる。なお、排気バルブ１０の開度、すなわちリフト量の増大に伴ってバルブスプリング１１が圧縮され、バルブスプリング１１による排気弁開閉装置９０の作動に対する反力が増大する。

一方、吸気弁開閉装置１００には、排気側と同様にバルブスプリング２１、吸気バルブ２０に設けられたリテーナ２６、ロッカーアーム２３及びラッシュアジャスタ２２が設けられている。シリンダヘッド２には、複数のカム２５が形成された吸気カムシャフト２４が回転可能に支持されており、この吸気カムシャフト２４も、機関出力軸の回転に連動して回転される。ここで、排気弁開閉装置９０とは異なり、吸気弁開閉装置１００には、カム２５とロッカーアーム２３との間に仲介駆動機構５０が設けられている。この仲介駆動機構５０は入力部５１と一対の出力部５２とを有しており、これら入力部５１及び出力部５２はシリンダヘッド２に固定された支持パイプ５３に揺動可能に支持されている。ロッカーアーム２３は、ラッシュアジャスタ２２及びバルブスプリング２１の付勢力によって出力部５２側に付勢され、同ロッカーアーム２３の中間部分に設けられたローラ２３ａが出力部５２の外周面に当接されている。これにより、入力部５１が出力部５２とともに左回り方向Ｗ１に揺動付勢され、入力部５１においてその径方向に延出した部分の先端に設けられたローラ５１ａがカム２５の外周面に押圧される。

こうした吸気弁開閉装置１００では、機関運転時にカム２５が回転すると、同カム２５はローラ５１ａに摺接しつつ入力部５１を押圧し、これにより出力部５２が支持パイプ５３の周方向に揺動するようになる。そして出力部５２が揺動すると、ロッカーアーム２３はラッシュアジャスタ２２により支持される部分を支点として揺動する。その結果、吸気バルブ２０はロッカーアーム２３によって開閉駆動されるようになる。なお、吸気バルブ２０の開度、すなわちリフト量の増大に伴ってバルブスプリング２１が圧縮され、同バルブスプリング２１による吸気弁開閉装置１００の作動に対する反力が増大する。

また、支持パイプ５３には、その軸方向に沿って駆動可能なコントロールシャフト５４が挿入されている。このコントロールシャフト５４は、連結部材を介して入力部５１及び出力部５２に駆動連結されている。コントロールシャフト５４がその軸方向に沿って駆動すると、それら入力部５１及び出力部５２が相対的に揺動するようになる。次に、図３を参照してコントロールシャフト５４と入力部５１，出力部５２とを連結する仲介駆動機構５０について詳述する。尚、図３は仲介駆動機構５０の内部構造を示す一部破断斜視図である。

図３に示されるように、入力部５１は一対の出力部５２の間に設けられており、これら入力部５１と出力部５２との内部には略円筒状の連通空間が形成されている。また、入力部５１の内周面にはヘリカルスプライン５１ｈが形成されるとともに、出力部５２の内周面には入力部５１のヘリカルスプライン５１ｈとその歯すじが逆向きに傾斜するヘリカルスプライン５２ｈが形成されている。

入力部５１と出力部５２との内部に形成された空間には、略円筒状のスライダギア５５が設けられている。このスライダギア５５の外周面の中央部分には、入力部５１のヘリカルスプライン５１ｈに噛合するヘリカルスプライン５５ａが形成されるとともに、その外周面の両端部には出力部５２のヘリカルスプライン５２ｈに噛合するヘリカルスプライン５５ｂが形成されている。

また、この略円筒状のスライダギア５５の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝５５ｃが形成されており、この溝５５ｃにはブッシュ５６が嵌合されている。なお、このブッシュ５６は、溝５５ｃの伸びる方向に沿って同溝５５ｃの内周面を摺動することができるが、スライダギア５５に対するその軸方向の相対変位は溝５５ｃによって規制されている。

そして、支持パイプ５３はスライダギア５５の内部に形成された貫通空間に挿入されるとともに、コントロールシャフト５４はその支持パイプ５３に挿入されている。また、支持パイプ５３の管壁にはその軸方向に延伸する長孔５３ａが形成されている。スライダギア５５とコントロールシャフト５４との間には、長孔５３ａを通じてこれらスライダギア５５とコントロールシャフト５４とを連結する係止ピン５７が設けられている。この係止ピン５７の一端がコントロールシャフト５４に形成された凹部（図示略）に挿入されるとともに、他端がブッシュ５６に形成された貫通孔５６ａに挿入されている。

こうした仲介駆動機構５０にあって、コントロールシャフト５４がその軸方向に沿って変位すると、これに連動してスライダギア５５が軸方向に変位する。スライダギア５５の外周面に形成されたヘリカルスプライン５５ａ，５５ｂは、入力部５１及び出力部５２の内周面に形成されたヘリカルスプライン５１ｈ、５２ｈとそれぞれ噛合されているため、スライダギア５５がその軸方向に変位すると、入力部５１と出力部５２とは逆の方向に回転する。その結果、入力部５１と出力部５２との相対位相差が変更され、吸気バルブ２０の最大リフト量が変更される。

ここで、先の図２に示されるように、コントロールシャフト５４の基端部（図中右端部）には、ブラシレスモータ６０が設けられており、このブラシレスモータ６０は、マイクロコンピュータ７０に接続されている。マイクロコンピュータ７０は、ブラシレスモータ６０を駆動制御することにより吸気バルブ２０の最大リフト量を機関運転状態に応じた目標リフト量と一致するようにフィードバック制御する。以下、このマイクロコンピュータ７０による最大リフト量のフィードバック制御について、図４〜図６を参照して説明する。ここで、図４は、コントロールシャフト５４、ブラシレスモータ６０及びマイクロコンピュータ７０を示すブロック図であり、図５は、各センサの出力波形及び各カウント値の推移態様を示すタイミングチャートである。

図４に示されるように、コントロールシャフト５４の基端部は、変換機構６１を介してブラシレスモータ６０の出力軸６０ａに連結されている。この変換機構６１は、出力軸６０ａの回転運動をコントロールシャフト５４の軸方向への直線運動に変換するためのものである。すなわち、出力軸６０ａを正・逆回転させると、その回転が変換機構６１によってコントロールシャフト５４の往復動に変換される。また、コントロールシャフト５４には、係止部５４ａが形成されるとともに、内燃機関のシリンダヘッドカバー３には、この係止部５４ａが当接可能な２つのストッパ３ａ，３ｂが形成されている。コントロールシャフト５４は、これらストッパ３ａ，３ｂに係止部５４ａが当接するようになる２つの駆動限界位置の間（可動範囲）において駆動可能となっている。

ここで、コントロールシャフト５４の係止部５４ａがストッパ３ａに当接する駆動限界位置、すなわちその作動範囲の機械的上限位置（以下「Ｈｉ端」と称する）に駆動したときに、最大リフト量がその設計最大値Ｂｈｉになる。一方、コントロールシャフト５４の係止部５４ａがストッパ３ｂに当接する駆動限界位置、すなわちその作動範囲の機械的下限位置（以下「Ｌｏ端」と称する）に駆動したときに、最大リフト量がその設計最小値Ｂｌｏになる。

ブラシレスモータ６０には、３つの電気角センサＤ１〜Ｄ３と、これら電気角センサＤ１〜Ｄ３に対応して出力軸６０ａと一体回転する８極の多極マグネット（図示略）とが設けられている。これら電気角センサＤ１〜Ｄ３は、８極の多極マグネットの磁気に応じて図５（ａ）〜（ｃ）に示されるようなパルス状の信号、すなわち論理ハイレベル信号「Ｈ」と論理ローレベル信号「Ｌ」とを交互に出力する。なお、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、３つの電気角センサＤ１〜Ｄ３は出力軸６０ａの周方向において１２０°毎に配置されている。したがって、これら電気角センサＤ１〜Ｄ３のうちの１つから出力されるパルス信号のエッジは出力軸６０ａの４５°回転毎に発生している。また、これら電気角センサＤ１〜Ｄ３のうちの１つからのパルス信号は、他の電気角センサからのパルス信号に対し、出力軸６０ａの３０°回転分だけ進み側及び遅れ側に位相をずらした状態となっている。

また、ブラシレスモータ６０には、ロータリーエンコーダとして機能する２つの位置センサＳ１，Ｓ２と、これら位置センサＳ１，Ｓ２に対応して出力軸６０ａと一体回転する４８極の多極マグネット（図示略）とが設けられている。これら位置センサＳ１，Ｓ２は、４８極の多極マグネットの磁気に応じて図５（ｄ）及び（ｅ）に示されるようなパルス状の信号、すなわち論理ハイレベル信号「Ｈ」と論理ローレベル信号「Ｌ」とを交互に出力する。なお、こうしたパルス信号の波形が得られるよう、位置センサＳ１は出力軸６０ａの周方向において位置センサＳ２から１７６．２５°を隔てて配置されている。したがって、位置センサＳ１，Ｓ２のうちの１つから出力されるパルス信号のエッジは出力軸６０ａの７．５°回転毎に発生している。また、位置センサＳ２からのパルス信号は、位置センサＳ１からのパルス信号に対し、出力軸６０ａの３．７５°回転分だけ進み側及び遅れ側に位相をずらした状態となっている。

ここで、電気角センサＤ１〜Ｄ３を合わせたパルス信号のエッジ間隔が１５°であるのに対し、位置センサＳ１，Ｓ２を合わせたパルス信号のエッジ間隔は３．７５°となっている。したがって、電気角センサＤ１〜Ｄ３を合わせたパルス信号のエッジ発生から次回のエッジ発生までには、位置センサＳ１，Ｓ２を合わせたパルス信号のエッジが４回発生するようになっている。

これら電気角センサＤ１〜Ｄ３及び位置センサＳ１，Ｓ２によって出力されたパルス信号はマイクロコンピュータ７０に取り込まれる。このマイクロコンピュータ７０は、プログラムによって数値計算や情報処理等を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）７１、各種の制御に必要なプログラムやデータを記憶する不揮発性メモリ（ＲＯＭ）７２ａ、入力データや演算結果を一時的に記憶する揮発性メモリ（ＤＲＡＭ）７２ｂ、学習制御により得られた基準位置等を記憶する書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）７２ｃを備えている。なお、周知のように、マイクロコンピュータ７０がデータをＤＲＡＭ７２ｂのアドレスに記憶するとき、そのアドレスに対応する各メモリセルに対して充電・放電を行うことにより、各メモリセルに対応するビットのビットデータの値が「１」又は「０」になる。すなわち、電荷が蓄積されているメモリセルに対応するビットのビットデータの値が「１」になる一方、電荷が蓄積されていないメモリセルに対応するビットのビットデータの値が「０」になる。

また、マイクロコンピュータ７０には、車両のアクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサ７３や、内燃機関のクランクシャフトの回転位相を検出するクランク角センサ７４等、機関の運転状態を検出するセンサが接続されている。マイクロコンピュータ７０は、機関の運転状態に基づき吸気バルブ２０の最大リフト量の制御目標値を設定するとともに、上述した電気角センサＤ１〜Ｄ３及び位置センサＳ１，Ｓ２によって出力されたパルス信号に基づいて吸気バルブ２０の最大リフト量の実際値を検出する。以下、吸気バルブ２０の最大リフト量の実際値を検出する手順について、図５及び図６を参照して詳細に説明する。

ここで、図５（ａ）〜（ｅ）は、上述したようにブラシレスモータ６０の出力軸６０ａの回転時に電気角センサＤ１〜Ｄ３、及び位置センサＳ１，Ｓ２から出力するパルス信号の波形を示している。そして図５（ｆ）〜（ｈ）は、ブラシレスモータ６０の回転時における回転角の変化に対し、それぞれ電気角カウント値Ｅ、位置カウント値Ｐ、及びストロークカウント値Ｓが推移するパターンを示している。また、図６（ａ）は、電気角センサＤ１〜Ｄ３の出力信号のパターンと電気角カウント値Ｅとの対応関係を示すとともに、図６（ｂ）は、位置センサＳ１，Ｓ２の出力信号のエッジが発生するときに位置カウント値Ｐが増減する態様を示している。

まず、各カウント値について説明する。
［電気角カウント値Ｅ］
電気角カウント値Ｅは、電気角センサＤ１〜Ｄ３のパルス信号に基づいて設定され、ブラシレスモータ６０の回転位相を表す。具体的には、図６（ａ）に示されるように、各電気角センサＤ１〜Ｄ３から各々論理ハイレベル信号「Ｈ」と論理ローレベル信号「Ｌ」とのいずれが出力されているかに応じて、電気角カウント値Ｅに「０」〜「５」範囲内の連続した整数値のうちのいずれかに設定されてＤＲＡＭ７２ｂに記憶される。マイクロコンピュータ７０は、ＤＲＡＭ７２ｂに記憶された電気角カウント値Ｅに基づきブラシレスモータ６０の回転位相を検出し、同ブラシレスモータ６０の通電相を切り替えてブラシレスモータ６０を正・逆回転する。ここで、ブラシレスモータ６０の正回転時には、電気角カウント値Ｅは「０」→「１」→「２」→「３」→「４」→「５」→「０」といった順序で順方向に変化する。一方、ブラシレスモータ６０の逆回転時には、電気角カウント値Ｅ「５」→「４」→「３」→「２」→「１」→「０」→「５」といった順序で逆方向に変化する。

［位置カウント値Ｐ］
位置カウント値Ｐは、内燃機関が始動した後に、コントロールシャフト５４が機関始動時における基準位置から変位した量、換言すれば吸気バルブ２０の最大リフト量について機関始動時における基準値からの変更履歴を表す。具体的には、位置センサＳ１，Ｓ２のうち、一方のセンサからパルス信号の立ち上がりエッジ及び立下りエッジのいずれが生じているか、及び他方のセンサから論理ハイレベル信号「Ｈ」と論理ローレベル信号「Ｌ」とのいずれが出力されているかに応じて、位置カウント値Ｐに対し「＋１」と「−１」とのいずれかが加算される（図６（ｂ）参照）。なお、同図６（ｂ）において、「↑」はパルス信号の立ち上がりエッジを表し、「↓」はパルス信号の立下りエッジを表している。こうした処理を実行して得られる位置カウント値Ｐは、各位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジを計数した値になる。

ここで、ブラシレスモータ６０の正回転中であれば、位置カウント値Ｐは、図５（ｄ）及び（ｅ）に示される位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジ毎に「１」ずつ加算され、図５（ｇ）に示されるパターンに沿って矢印Ａに示す方向に推移するようになる。一方、ブラシレスモータ６０の逆回転中であれば、位置カウント値Ｐは、上記パルス信号のエッジ毎に「１」ずつ減算され、図５（ｇ）に示されるパターンに沿って矢印Ｂに示す方向に推移するようになる。なお、この位置カウント値Ｐは、内燃機関の運転が停止すると、「０」にリセットされる。したがって、位置カウント値Ｐは、コントロールシャフト５４が機関始動時の基準位置に対してどれだけ変化したか、換言すれば機関運転の吸気バルブ２０の最大リフト量が機関始動時の初期値に対してどれだけ変化したかを表す。また、位置カウント値Ｐは、吸気弁開閉装置１００の駆動に基づいて迅速に加減算する必要があるため、ＤＲＡＭ７２ｂに記憶される。

［ストロークカウント値Ｓ］
ストロークカウント値Ｓは、コントロールシャフト５４をＬｏ端に変位させたときの位置を基準位置とした同コントロールシャフト５４の変位量、換言すれば最大リフト量の実際値を表す。すなわち、ストロークカウント値Ｓの初期設定として、コントロールシャフト５４をＬｏ端に変位させたとき、マイクロコンピュータ７０はストロークカウント値Ｓを「０」に設定する。マイクロコンピュータ７０は、位置カウント値Ｐをストロークカウント値Ｓに加算し、ストロークカウント値Ｓをこの加算された値に更新される。なお、機関停止が完了し、吸気弁開閉装置１００の駆動が停止されたときのストロークカウント値Ｓの最終値が次回機関運転の開始時の基準値Ｓｇとして学習されてＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶される。

したがって、マイクロコンピュータ７０は、ＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶された基準値ＳｇとＤＲＡＭ７２ｂに記憶された位置カウント値Ｐとに基づきストロークカウント値Ｓ、換言すれば最大リフト量の実際値を算出する。そして、マイクロコンピュータ７０は、ブラシレスモータ６０を駆動制御することにより、この実際値と機関運転状態に基づいて設定された制御目標値との乖離が小さくなるようにフィードバック制御する。これにより、吸気バルブ２０の最大リフト量を機関運転状態に適した値に変更し、内燃機関の燃費や出力の向上を図ることができるようになる。

ところで、位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化等により位置カウント値Ｐの検出値とその実際値との偏差が発生すると、ストロークカウント値Ｓ（換言すればコントロールシャフト５４の絶対位置）の算出値とその実際値との偏差が発生し、上述した最大リフト量のフィードバック制御を正確に実行できなくなるおそれがある。

もっともこの場合には、以下のＬｏ端学習を実行することによりこうした偏差による悪影響を抑えることができる。すなわち、例えば位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化が検出されたとき等、所定の学習条件が成立したときに、コントロールシャフト５４をＬｏ端まで変位させるとともに、同コントロールシャフト５４がＬｏ端に達した旨が判断されたときにその絶対位置を学習し、その時点に算出されるコントロールシャフト５４の位置を学習された絶対位置に更新する。このため、位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化が生じた場合であっても、位置センサＳ１，Ｓ２の出力に基づいて算出されるコントロールシャフト５４の位置と実際の位置とを一致させることができる。

ただし、コントロールシャフト５４の絶対位置は吸気バルブ２０の最大リフト量等のバルブ特性に対応しているため、コントロールシャフト５４をＬｏ端まで変位させるときに、吸気バルブ２０の最大リフト量が変化するとともに、その最大リフト量に基づいて算出される燃料噴射量が不必要に変化することがある。

また、コントロールシャフト５４の絶対位置の算出値を学習された絶対位置に更新するときに、その算出値が変化すると、吸気バルブ２０の最大リフト量が変化した旨の判断がなされることとなる。そして、こうした誤判断がなされた場合には、最大リフト量に基づいて制御される燃料噴射量が実際の吸気量に対応しない値に設定され、機関の空燃比が目標値からずれることが懸念される。

そこで、本実施形態にかかる動弁系の制御装置では、以下に説明する処理を採用することによりこうした不都合を好適に抑制するようにしている。以下、図７のフローチャートを参照してＬｏ端学習を実行する際の処理手順について詳細に説明する。

図７に示される一連の処理は、マイクロコンピュータ７０により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。この処理ではまず、学習条件フラグＦｇが「オン」であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。なお、この学習条件フラグＦｇは、例えば位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性が変化したとき等、その所定のＬｏ端学習条件が成立したときに、この処理とは別の処理を通じて「オン」に設定される。

この学習条件フラグＦｇが「オフ」である場合には（ステップＳ１０：ＮＯ）、所定のＬｏ端学習条件が成立しない旨判断し、この一連の処理を一旦終了する。一方、学習条件フラグＦｇが「オン」である場合には（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、所定のＬｏ端学習条件が成立した旨判断し、内燃機関の燃料カットが実行されているか否かを判断する（ステップＳ２０）。

燃料カットが実行されていない旨判断した場合には（ステップＳ２０：ＮＯ）、この一連の処理を一旦終了する一方、燃料カットが実行されている旨判断した場合には（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、Ｌｏ端学習を実行する。

このＬｏ端学習の処理ではまず、ＤＲＡＭ７２ｂに記憶された位置カウント値ＰとＥＥＰＲＯＭ７２ｃに記憶された基準値Ｓｇとに基づいてストロークカウント値Ｓを以下の式（１）に基づいて算出する（ステップＳ３０）。そして、更に以下の式（２）を通じてストロークカウント値の制御目標値Ｓｔを算出して最大リフト量のフィードバック制御を実行する（ステップＳ４０）。

Ｓ←Ｓｇ＋Ｐ …（１）
Ｓｔ←Ｓ−Ｂ …（２）
Ｂ：減量値

式（２）において、減量値Ｂは予め設定された正の値である。そのため、制御目標値Ｓｔはストロークカウント値Ｓよりも小さな値に設定され、コントロールシャフト５４がＬｏ端側に変位するように駆動される。なお、この減量値Ｂは、ブラシレスモータ６０やその周辺機構に作用する負荷が過大になることを抑制すべく、ブラシレスモータ６０の最大駆動力が通常制御時よりも小さくなるように、その大きさが適宜設定されている。その結果、最大リフト量が減少するとともに、位置カウント値Ｐが減少するようになる。

そして、位置カウント値Ｐの変更量ΔＰが閾値ΔＰ０よりも小さいが否かを判断する（ステップＳ５０）。変更量ΔＰが閾値ΔＰ０よりも大きい場合には、コントロールシャフト５４が駆動されている旨判断し、先のステップＳ３０に戻り、最大リフト量のＬｏ端学習を継続して実行する。一方、変更量ΔＰが閾値ΔＰ０よりも小さい場合には、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達した旨判断し、その時点のストロークカウント値ＳをＲＯＭ７２ａに記憶されたＬｏ端に対応するストロークカウント値（本実施形態では「０」）に直ちに更新する（ステップＳ６０）。更新されたストロークカウント値Ｓと基準値Ｓｇとに基づき以下の式（３）を通じて位置カウント値Ｐを更新する（ステップＳ７０）。

Ｐ←Ｓ−Ｓｇ …（３）

そして、学習条件フラグＦｇを「オフ」に設定し（ステップＳ８０）、この一連の処理を一旦終了する。

以下、図８を参照して、上述した処理についてその一具体例を説明する。図８は、燃料カット制御の状態、ストロークカウント値Ｓ及び位置カウント値Ｐの時間的な推移を示すタイミングチャートである。

図８に示されるように、時刻Ｔ１において、位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化により所定のＬｏ端学習条件が成立し、学習条件フラグＦｇが「オン」に設定されるとともに（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、燃料カット制御が実行されている旨が判断されると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、Ｌｏ端学習が実行される。

すなわち、まずＤＲＡＭ７２ｂに記憶される位置カウント値Ｐと基準値Ｓｇとに基づいてストロークカウント値Ｓが算出される（ステップＳ３０）。なお、本例では、位置センサＳ１，Ｓ２のセンサ特性の変化により、このストロークカウント値Ｓの算出値とその実際値との間に偏差δが生じる。そして、その制御目標値Ｓｔがストロークカウント値Ｓの算出値よりも小さな制御目標値Ｓｔに設定されて最大リフト量のフィードバック制御が実行される（ステップＳ４０）。その結果、コントロールシャフト５４がＬｏ端に変位し、位置カウント値Ｐ、ストロークカウント値Ｓの算出値及びその実際値が減少するようになる。

時刻Ｔ２において、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達すると（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、ストロークカウント値ＳをＲＯＭ７２ａに記憶されたＬｏ端に対応するストロークカウント値、すなわち「０」に直ちに更新する（ステップＳ６０）。そして、ＤＲＡＭ７２ｂに記憶される位置カウント値Ｐが更新されたストロークカウント値Ｓと基準値Ｓｇとの差（「−Ｓｇ」）に更新され（ステップＳ７０）、学習条件フラグＦｇが「オフ」に設定される（ステップＳ８０）。

以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）機関の燃料カット中に所定の学習条件が成立したとき、コントロールシャフト５４をＬｏ端まで変位させてその絶対位置を学習するため、コントロールシャフト５４をＬｏ端まで変位させる際に燃料噴射量が変化することを回避することができる。そして、機関の燃料カット中にＬｏ端位置が学習されたときに同燃料カット中にストロークカウント値Ｓの算出値を更新するため、ストロークカウント値Ｓの更新に伴ってストロークカウント値Ｓに変化が生じたとしても、燃料噴射量が変化することを回避することができる。その結果、バルブ特性と燃料噴射量との関係が変化することを抑制できるため、バルブ特性の急変による影響を抑制しつつ、ストロークカウント値Ｓの更新を速やかに行うことができる。

（２）燃料カット中にＬｏ端学習が実行されたときに同燃料カット中にストロークカウント値Ｓの算出値を直ちに更新することとした。そのため、ストロークカウント値Ｓの更新を極めて速やかに行うことができる。そのため、例えばストロークカウント値Ｓの算出値を徐々に更新する場合と比較して、その更新が完了する前に燃料カット制御が中止されることに起因して、バルブ特性と燃料噴射量との関係が不適切な状態が継続することを抑制することができる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、コントロールシャフト５４がＬｏ端に到達したとき、ストロークカウント値ＳをＬｏ端に対応するストロークカウント値に直ちに更新するようにしている。これに限らず、燃料カット制御が実行されている期間にその更新を完了させることができれば、ストロークカウント値ＳをＬｏ端に対応するストロークカウント値に徐々に更新してもよい。

・上記実施形態では、コントロールシャフト５４をＬｏ端に変位させてストロークカウント値Ｓの算出値をＬｏ端に対応するストロークカウント値に更新する動弁系の制御装置に本発明を適用する場合について例示した。これに限らず、コントロールシャフト５４をＨｉ端に変位させてストロークカウント値Ｓの算出値をＨｉ端に対応するストロークカウント値に更新する動弁系の制御装置においても、基本的に同様の態様をもって本発明を適用することができる。

この発明の一実施形態にかかる内燃機関の動弁系についてその一部断面構造を示す断面図。 同実施形態にかかる内燃機関の動弁系についてその配設態様を示す平面図。 同実施形態の仲介駆動機構についてその内部構造を示す破断斜視図。 同実施形態のコントロールシャフト、ブラシレスモータ及びマイクロコンピュータを主に示すブロック図。 （ａ）〜（ｈ）同実施形態の各センサの出力波形及び各カウントのカウント値が推移するパターン変化を示すタイミングチャート。 （ａ），（ｂ）同実施形態の各センサの出力信号と電気角カウント及び位置カウントとの関係を示す図。 同実施形態の制御装置によるＬｏ端学習についてそ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Ｌｏ端学習についてその一具体例を説明するタイミングチャート。

符号の説明

Ｓ１，Ｓ２…位置センサ、Ｄ１〜Ｄ３…電気角センサ、２…シリンダヘッド、３…シリンダヘッドカバー、３ａ，３ｂ…ストッパ、１０…排気バルブ、１１…バルブスプリング、１２…ラッシュアジャスタ、１３…ロッカーアーム、１３ａ…ローラ、１４…排気カムシャフト、１５…カム、１６…リテーナ、２０…吸気バルブ、２１…バルブスプリング、２２…ラッシュアジャスタ、２３…ロッカーアーム、２３ａ…ローラ、２４…吸気カムシャフト、２５…カム、２６…リテーナ、５０…仲介駆動機構、５１…入力部、５１ａ…ローラ、５１ｈ…ヘリカルスプライン、５２…出力部、５２ｈ…ヘリカルスプライン、５３…支持パイプ、５３ａ…長孔、５４…コントロールシャフト、５４ａ…係止部、５５…スライダギア、５５ａ…ヘリカルスプライン、５５ｂ…ヘリカルスプライン、５５ｃ…溝、５６…ブッシュ、５６ａ…貫通孔、５７…係止ピン、６０…ブラシレスモータ、６０ａ…出力軸、６１…変換機構、７０…マイクロコンピュータ、７１…中央演算処理装置（ＣＰＵ）、７２ａ…不揮発性メモリ（ＲＯＭ）、７２ｂ…揮発性メモリ（ＤＲＡＭ）、７２ｃ…不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、７３…アクセルセンサ、７４…クランク角センサ、９０…排気動弁装置、１００…吸気動弁装置。

Claims (2)

1. 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有し、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動弁系に適用されて、基準位置と同基準位置からの前記制御軸の変位量とに基づいて同制御軸の絶対位置を算出する動弁系の制御装置において、
   前記機関の燃料カット中に所定の学習条件が成立したとき、前記制御軸を前記可動範囲の端まで変位させてその絶対位置を学習する学習手段と、
   前記機関の燃料カット中に前記学習手段により前記絶対位置が学習されたときに同燃料カット中に同絶対位置を更新する学習値更新手段と
   を備えることを特徴とする動弁系の制御装置。
2. 請求項１に記載の動弁系の制御装置において、
   前記学習値更新手段は、前記機関の燃料カット中に前記学習手段により前記絶対位置が学習されたときに同絶対位置を直ちに更新する
   ことを特徴とする動弁系の制御装置。

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