JP3838040B2 - 電磁駆動弁の制御装置及び電磁駆動弁の制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁力を利用して弁体を駆動する電磁駆動式動弁機構、特に車両用内燃機関の吸気弁若しくは排気弁を電磁力によって開閉駆動する電磁駆動式動弁機構の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車などに搭載される内燃機関に関し、従来より、電磁力を利用して吸気弁およびまたは排気弁を開閉駆動する電磁駆動式動弁機構が提案されている。この種の電磁駆動式動弁機構は、例えば、弁体と連動して変位する軸体と、この軸体を開弁側と閉弁側の双方から付勢することにより弁体を中立位置に保持する付勢部材と、軸体に周設された弁駆動体（アーマチャ）を開弁側から吸引する開弁側電磁石と、弁駆動体を閉弁側から吸引する閉弁側電磁石とを備え、開弁側電磁石と閉弁側電磁石とへ交互に励磁電流を印加することにより弁駆動体を開弁方向と閉弁方向とへ交互に変位させ、以て弁体を開閉駆動するものである。
【０００３】
このような、電磁駆動式動弁機構を搭載した内燃機関は、各弁の開閉タイミング及び作用角の変更にかかる制御の自由度や、所望のリフト位置に弁を移動させる際の弁動作の応答性等、優れた側面を多々有する。
【０００４】
ただし、かかる電磁駆動式動弁機構では、付勢部材のバネ定数、弁体や軸体などの可動部の重量、或いは、可動部の摺動抵抗等が個体毎に異なることが想定され、それにより個々の弁体毎に動作特性が異なる場合がある。
【０００５】
そこで、従来では、例えば特開２０００−８８９５号公報に記載されたような電磁駆動バルブの制御装置が提案されている。この公報に記載された電磁駆動バルブの制御装置は、個々の吸排気バルブにバルブリフトセンサを併設し、エンジン停止時又はエンジン始動時において、吸排気バルブを最初に全開又は全閉動作させたときのバルブリフトセンサの出力値に基づいてバルブリフトセンサの基準値を学習し、その学習値に基づいて電磁コイルの通電制御タイミングを補正するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記した従来の電磁駆動バルブの制御装置では、電磁駆動バルブを搭載したエンジンの停止時又は始動時に電磁駆動バルブの学習制御が行われるため、電磁駆動バルブを搭載した内燃機関が初めて運転されるとき、言い換えれば、電磁駆動バルブが内燃機関に組み付けられた後に初めて使用されるときの学習制御に時間がかかる虞があり、その際の電磁駆動バルブの制御性が低下する場合がある。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、電磁駆動式動弁機構が初めて使用される際の制御性を向上させることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前述の課題を解決するために以下のような手段を採用した。すなわち、本発明に係る電磁駆動弁の制御方法は、電磁力を利用して弁を駆動する電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられる前に、該電磁駆動機構用アッセンブリを動作させるとともに、その動作特性を電子制御ユニットに学習させるようにしたことを特徴としている。
【０００９】
このように構成された電磁駆動弁の制御方法では、電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられる前に、該電磁駆動機構用アッセンブリの学習制御が行われることになる。このため、電磁駆動機構機構用アッセンブリが初めて使用される際には、組み付け前に行われた学習制御に従って電磁駆動機構用アッセンブリが制御されることになる。その結果、電磁駆動機構用アッセンブリが初めて使用されるときに、該電磁駆動機構用アッセンブリの学習制御に時間がかからなくなる。
【００１０】
ここで、本発明に係る電磁駆動機構用アッセンブリとしては、相互に対向して配置された一対の電磁石と、前記電磁石が発生する電磁力を受けて往復移動することにより内燃機関の吸気弁又は排気弁を開閉動作させるアーマチャと、前記電磁石へ励磁電流を印加する駆動回路と、前記アーマチャが変位端に着座した時の振動を検出する加速度センサとを具備する電磁駆動機構用アッセンブリを例示することができる。この場合、電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられる前に該電磁駆動機構用アッセンブリの動作特性を電子制御ユニットに学習させるとよい。すなわち、電磁駆動機構用アッセンブリが製造される場所と内燃機関が製造される場所とが異なる場合には、電磁駆動機構用アッセンブリが出荷される前に該電磁駆動機構用アッセンブリの動作特性を電子制御ユニットに学習させることが好ましいが、電磁駆動機構用アッセンブリの製造と内燃機関の製造とが同一の場所で行われる場合には、電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられる前に該電磁駆動機構用アッセンブリの動作特性を電子制御ユニットに学習させることが好ましい。
【００１１】
このように電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられる前に該電磁駆動機構用アッセンブリの動作特性が電子制御ユニットにより学習されると、電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられた後に初めて内燃機関が運転されるときには、電磁駆動機構用アッセンブリの学習制御に時間がかからなくなる。尚、電磁駆動機構用アッセンブリは、内燃機関に組み付けられる前に、該内燃機関に搭載される吸気弁又は排気弁と同形状の疑似吸気弁又は疑似排気弁を搭載した治具に組み付けられて動作させられるようにしてもよい。その際、疑似吸気弁又は疑似排気弁は、前記内燃機関に搭載される吸気弁又は排気弁の初期公差の平均値を満たすように形成されるようにしてもよい。
【００１２】
尚、電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられた後であって、内燃機関が車両に搭載される前に、内燃機関を運転させて電磁駆動機構用アッセンブリの動作特性を再度電子制御ユニットに学習させるようにしてもよい。この場合、内燃機関が車両に搭載された後に初めて運転されるときには、電磁駆動機構用アッセンブリを所望の態様で動作させることが容易となる。
【００１３】
更に、電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられた後であって、内燃機関が車両に搭載される前に、内燃機関を運転させて電磁駆動機構用アッセンブリの動作特性を再度電子制御ユニットに学習させる場合には、内燃機関の負荷を変更させるようにしてもよい。この場合には、内燃機関が車両に搭載される前に種々の負荷に対応した学習制御が行われることになるため、内燃機関が車両に搭載された後に初めて運転されるときには、電子制御ユニットは内燃機関の負荷が如何様に変化しても電磁駆動機構用アッセンブリを所望の態様で動作させることが容易となる。
【００１４】
また、本発明に係る電磁駆動機構用アッセンブリとして、相互に対向して配置された一対の電磁石と、前記電磁石が発生する電磁力を受けて往復移動することにより内燃機関の吸気弁又は排気弁を開閉動作させるアーマチャと、前記電磁石へ励磁電流を印加する駆動回路と、前記アーマチャが変位端に着座した時の振動を検出する加速度センサとを具備する電磁駆動機構用アッセンブリが使用される場合には、電子制御ユニットは電磁駆動機構用アッセンブリに適応した励磁電流の印加態様を学習するようにしてもよい。ここでいう励磁電流の印加態様とは、励磁電流の印加量、励磁電流の印加タイミング、又は励磁電流の印加量を変更するタイミングなどを含む。
【００１５】
尚、励磁電流の印加態様を学習する方法としては、アーマチャの所定位置での変位速度を検出し、検出された変位速度が所望の目標変位速度となるように励磁電流の印加態様を学習する方法、弁体の最大変位量を検出し、検出された最大変位量が所望の目標変位量となるように励磁電流の印加態様を学習する方法、等を例示することができる。
【００１６】
例えば、電子制御ユニットは、加速度センサが振動を検出するタイミング及び検出された振動の振幅に基づいてアーマチャの着座速度を推定するとともに、推定された着座速度が所望の目標着座速度となるように励磁電流の印加量や印加量の変更タイミングを学習するようにしてもよい。
【００１７】
このような学習方法によれば、アーマチャの着座する際の衝突を緩和することが可能になるため、騒音の増加、電磁駆動機構用アッセンブリの耐久性低下、アーマチャの跳ね返りなど抑制することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る電磁駆動弁の制御方法の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。ここでは、本発明に係る電磁駆動機構用アッセンブリとして、車両用内燃機関の吸気弁及び排気弁を開閉駆動する電磁駆動機構用アッセンブリを例にあげて説明する。
【００１９】
図１は、電磁駆動機構用アッセンブリを搭載した車両用内燃機関の概略構成を示す図である。
【００２０】
図１に示す内燃機関１は、複数の気筒２１及び冷却水路１ｃが形成されたシリンダブロック１ｂと、このシリンダブロック１ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１ａとを備えている。
【００２１】
前記シリンダブロック１ｂには、機関出力軸たるクランクシャフト２３が回転自在に支持され、このクランクシャフト２３は、各気筒２１内に摺動自在に装填されたピストン２２とコネクティングロッド１９を介して連結されている。
【００２２】
前記クランクシャフト２３の端部には、周縁に複数の歯が所定の間隔で立設されたタイミングロータ５１ａが取り付けられ、このタイミングロータ５１ａ近傍のシリンダブロック１ｂには、電磁ピックアップ５１ｂが取り付けられている。これらタイミングロータ５１ａと電磁ピックアップ５１ｂは、クランクポジションセンサ５１を構成し、タイミングロータ５１ａが所定角度回転する度に電磁ピックアップ５１ｂがパルス信号を出力するようになっている。
【００２３】
前記シリンダブロック１ｂには、前記冷却水路１ｃ内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ５２が取り付けられている。
【００２４】
各気筒２１のピストン２２上方には、ピストン２２の頂面とシリンダヘッド１ａの壁面とに囲まれた燃焼室２４が形成されている。前記シリンダヘッド１ａには、各気筒２１の燃焼室２４に臨むよう点火栓２５が取り付けられ、この点火栓２５には、該点火栓２５に駆動電流を印加するためのイグナイタ２５ａが電気的に接続されている。
【００２５】
前記シリンダヘッド１ａにおいて各気筒２１の燃焼室２４に臨む部位には、吸気ポート２６の開口端が２つ形成されるとともに、排気ポート２７の開口端が２つ形成されている。そして、前記シリンダヘッド１ａには、前記吸気ポート２６の各開口端を開閉する吸気弁２８と、前記排気ポート２７の各開口端を開閉する排気弁２９とが進退自在に設けられている。
【００２６】
前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して前記吸気弁２８を進退駆動する電磁駆動機構３０（以下、吸気側電磁駆動機構３０と称する）が吸気弁２８と同数設けられている。各吸気側電磁駆動機構３０には、該吸気側電磁駆動機構３０に励磁電流を印加するための駆動回路３０ａ（以下、吸気側駆動回路３０ａと称する）が電気的に接続されている。
【００２７】
前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して前記排気弁２９を進退駆動する電磁駆動機構３１（以下、排気側電磁駆動機構３１と称する）が排気弁２９と同数設けられている。各排気側電磁駆動機構３１には、該排気側電磁駆動機構３１に励磁電流を印加するための駆動回路３１ａ（以下、排気側駆動回路３１ａと称する）が電気的に接続されている。
【００２８】
続いて、内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、４つの枝管からなる吸気枝管３３が接続され、前記吸気枝管３３の各枝管は、各気筒２１の吸気ポート２６と連通している。
【００２９】
前記シリンダヘッド１ａにおいて前記吸気枝管３３との接続部位の近傍には、その噴孔が吸気ポート２６内に臨むよう燃料噴射弁３２が取り付けられている。
【００３０】
前記吸気枝管３３は、吸気の脈動を抑制するためのサージタンク３４に接続されている。前記サージタンク３４には、吸気管３５が接続され、吸気管３５は、吸気中の塵や埃等を取り除くためのエアクリーナボックス３６と接続されている。
【００３１】
前記吸気管３５には、該吸気管３５内を流れる空気の質量（吸入空気質量）に対応した電気信号を出力するエアフローメータ４４が取り付けられている。前記吸気管３５において前記エアフローメータ４４より下流の部位には、該吸気管３５内を流れる吸気の流量を調整するスロットル弁３９が設けられている。
【００３２】
前記スロットル弁３９には、ステッパモータ等からなり印加電力の大きさに応じて前記スロットル弁３９を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ４０と、前記スロットル弁３９の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ４１とが取り付けられている。
【００３３】
前記スロットル弁３９には、該スロットル弁３９と独立に回動自在であり、且つアクセルペダル４２に連動して回動する図示しないアクセルレバーが取り付けられ、そのアクセルレバーには、該アクセルレバーの回動量に対応した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ４３が取り付けられている。
【００３４】
一方、前記内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、４本の枝管が内燃機関１の直下流において１本の集合管に合流するよう形成された排気枝管４５が接続され、前記排気枝管４５の各枝管が各気筒２１の排気ポート２７と連通している。
【００３５】
前記排気枝管４５は、排気浄化触媒４６を介して排気管４７に接続され、排気管４７は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。前記排気枝管４５には、該排気枝管４５内を流れる排気、言い換えれば、排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ４８が取り付けられている。
【００３６】
ここで、上記した排気浄化触媒４６としては、例えば、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍の所定の空燃比であるときに排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）を浄化する三元触媒、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵するとともに該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が理論空燃比もしくはリッチ空燃比であるときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出しつつ還元・浄化する吸蔵還元型ＮＯx触媒、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が酸素過剰状態にあり且つ所定の還元剤が存在するときに排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を還元・浄化する選択還元型ＮＯx触媒、もしくは上記した各種の触媒を適宜組み合わせてなる触媒である。
【００３７】
次に、本発明に係る電磁駆動機構用アッセンブリに相当する吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３１の具体的な構成について述べる。尚、吸気側電磁駆動機構３０と排気側電磁駆動機構３１とは同様の構成であるため、吸気側電磁駆動機構３０のみを例に挙げて説明する。
【００３８】
図３は、吸気側電磁駆動機構３０の構成を示す断面図である。図３において内燃機関１のシリンダヘッド１ａは、シリンダブロック１ｂの上面に固定されるロアヘッド１０と、このロアヘッド１０の上部に設けられたアッパヘッド１１とを備えている。
【００３９】
前記ロアヘッド１０には、各気筒２１毎に２つの吸気ポート２６が形成され、各吸気ポート２６の燃焼室２４側の開口端には、吸気弁２８の弁体２８ａが着座するための弁座１２が設けられている。
【００４０】
前記ロアヘッド１０には、各吸気ポート２６の内壁面から該ロアヘッド１０の上面にかけて断面円形の貫通孔が形成され、その貫通孔には筒状のバルブガイド１３が挿入されている。前記バルブガイド１３の内孔には、吸気弁２８の弁軸２８ｂが貫通し、前記弁軸２８ｂが軸方向へ摺動自在となっている。
【００４１】
前記アッパヘッド１１において前記バルブガイド１３と軸心が同一となる部位には、断面円形のコア取付孔１４が設けられている。前記コア取付孔１４の下部１４ｂは、その上部１４ａに比して径大に形成されている。以下では、前記コア取付孔１４の下部１４ｂを径大部１４ｂと称し、前記コア取付孔１４の上部１４ａを径小部１４ａと称する。
【００４２】
前記径小部１４ａには、軟磁性体からなる環状の第１コア３０１と第２コア３０２とが所定の間隙３０３を介して軸方向に直列に嵌挿されている。これらの第１コア３０１の上端と第２コア３０２の下端には、それぞれフランジ３０１ａとフランジ３０２ａが形成されており、第１コア３０１は上方から、また第２コア３０２は下方からそれぞれコア取付孔１４に嵌挿され、フランジ３０１ａとフランジ３０２ａがコア取付孔１４の縁部に当接することにより第１コア３０１と第２コア３０２の位置決めがされて、前記間隙３０３が所定の距離に保持されるようになっている。
【００４３】
前記第１コア３０１の上部には、環状のアッパプレート３１８が配置され、そのアッパプレート３１８の上部には、筒状体の下端に前記アッパプレート３１８と略同径の外径を有するフランジ３０５ａが形成された形成されたアッパキャップ３０５が配置されている。
【００４４】
前記したアッパキャップ３０５及びアッパプレート３１８は、アッパキャップ３０５のフランジ３０５ａ上面からアッパプレート３１８を介してアッパヘッド１１の内部へ貫通するボルト３０４によりアッパヘッド１１の上面に固定されている。
【００４５】
この場合、アッパキャップ３０５及びアッパプレート３１８は、フランジ３０５ａを含むアッパキャップ３０５の下端がアッパプレート３１８の上面に当接すると同時に、アッパプレート３１８の下面が第１コア３０１の上面周縁部に当接した状態でアッパヘッド１１に固定されることになり、その結果、第１コア３０１がアッパヘッド１１に固定されることになる。
【００４６】
前記第２コア３０２の下部には、コア取付孔１４の径大部１４ｂと略同径の外径を有する環状体からなるロアプレート３０７が設けられている。このロアプレート３０７は、該ロアプレート３０７の下面からアッパヘッド１１へ貫通するボルト３０６により、前記径小部１４ａと径大部１４ｂの段部における下向きの段差面に固定されている。この場合、ロアプレート３０７が第２コア３０２の下面周縁部に当接した状態で固定されることになり、その結果、第２コア３０２がアッパヘッド１１に固定されることになる。
【００４７】
前記第１コア３０１の前記間隙３０３側の面に形成された溝部には、第１の電磁コイル３０８が把持されており、前記第２コア３０２の間隙３０３側の面に形成された溝部には第２の電磁コイル３０９が把持されている。その際、第１の電磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９とは、前記間隙３０３を介して向き合う位置に配置されるものとする。そして、第１及び第２の電磁コイル３０８、３０９は、前述した吸気側駆動回路３０ａと電気的に接続されている。
【００４８】
前記間隙３０３には、該間隙３０３の内径より径小な外径を有する環状体からなるアーマチャ３１１が配置されている。このアーマチャ３１１は、例えば、軟磁性体で形成されている。
【００４９】
前記アーマチャ３１１の中空部には、前記第１コア３０１及び前記第２コア３０２の中空部より径小な外径を有する円柱状の非磁性体からなるアーマチャシャフト３１０が前記アーマチャ３１１の軸心に沿って上下方向に延出するよう固定されている。
【００５０】
その際、前記アーマチャシャフト３１０は、その上端が前記第１コア３０１の中空部を通ってその上方のアッパキャップ３０５内まで至るとともに、その下端が第２コア３０２の中空部を通ってその下方の径大部１４ｂ内に至るよう形成されるものとする。
【００５１】
これに対応して、前記第１コア３０１の中空部の上端と前記第２コア３０２の中空部の下端との各々には、前記アーマチャシャフト３１０の外径と略同径の内径を有する環状のアッパブッシュ３１９とロアブッシュ３２０とが設けられ、これらアッパブッシュ３１９とロアブッシュ３２０とにより前記アーマチャシャフト３１０が軸方向へ摺動自在に保持されている。
【００５２】
前記アッパキャップ３０５内に延出したアーマチャシャフト３１０の上端部には、円板状のアッパリテーナ３１２が接合されるとともに、前記アッパキャップ３０５の上部開口部にはアジャストボルト３１３が螺着され、これらアッパリテーナ３１２とアジャストボルト３１３との間には、アッパスプリング３１４が介在している。また、前記アジャストボルト３１３と前記アッパスプリング３１４との当接面には、前記アッパキャップ３０５の内径と略同径の外径を有するスプリングシート３１５が介装されている。
【００５３】
前記径大部１４ｂ内に延出したアーマチャシャフト３１０の下端部には、吸気弁２８の弁軸２８ｂの上端部が当接している。前記弁軸２８ｂの上端部の外周には、円盤状のロアリテーナ２８ｃが接合されており、そのロアリテーナ２８ｃの下面とロアヘッド１０の上面との間には、ロアスプリング３１６が介在している。
【００５４】
このように構成された吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流（以下、指示電流と称する）が印加されていないときは、アッパスプリング３１４からアーマチャシャフト３１０に対して下方向（すなわち、吸気弁２８を開弁させる方向）への付勢力が作用するとともに、ロアスプリング３１６から吸気弁２８に対して上方向（すなわち、吸気弁２８を閉弁させる方向）への付勢力が作用し、その結果、アーマチャシャフト３１０及び吸気弁２８が互いに当接しつつ所定の位置に弾性支持された状態、いわゆる中立状態に保持されることになる。
【００５５】
尚、アッパスプリング３１４とロアスプリング３１６の付勢力は、前記アーマチャ３１１の中立位置が前記間隙３０３において前記第１コア３０１と前記第２コア３０２との中間の位置となるよう設定されており、構成部品の初期公差や経年変化等によってアーマチャ３１１の中立位置が前記した中間位置からずれた場合には、アーマチャ３１１の中立位置が前記した中間位置と一致するようアジャストボルト３１３によって調整することが可能になっている。
【００５６】
前記アーマチャシャフト３１０及び前記弁軸２８ｂの軸方向の長さは、前記アーマチャ３１１が前記間隙３０３の中間位置に位置するときに前記弁体２８ａが開弁側変位端と閉弁側変位端との中間の位置（以下、中開位置と称する）となり、且つ、前記アーマチャ３１１が第１コア３０１に当接したときに前記弁体２８ａが弁座１２に着座するように設定されている。
【００５７】
前記した吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８に対して指示電流が印加されている時は、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第１コア３０１側へ変位させる方向の電磁力が発生するため、アーマチャ３１１がアッパスプリング３１４の付勢力に抗して第１コア３０１に当接した状態となる。
【００５８】
アーマチャ３１１が第１コア３０１に当接した状態にあると、吸気弁２８は、ロアスプリング３１６の付勢力を受けて退行し、該吸気弁２８の弁体２８ａが弁座１２に着座した状態、すなわち全閉状態となる。
【００５９】
また、前記した吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第２の電磁コイル３０９に対して指示電流が印加されている時は、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第２コア３０２側へ変位させる方向の電磁力が発生するため、アーマチャ３１１がロアスプリング３１６の付勢力に抗して第２コア３０２に当接した状態となる。
【００６０】
アーマチャ３１１が第２コア３０２に当接した状態にあると、アーマチャシャフト３１０がロアスプリング３１６の付勢力に抗して弁軸２８ｂを開弁方向へ押圧することになり、その押圧力によって吸気弁２８が全開状態に保持される。
【００６１】
また、上記した吸気側電磁駆動機構３０では、全閉状態にある吸気弁２８を開弁させる場合は、先ず吸気側駆動回路３０ａが第１の電磁コイル３０８に対する指示電流の印加を停止する。
【００６２】
このとき、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャシャフト３１０との間でアーマチャ３１１を第１コア３０１に引き付ける電磁力が消滅するため、アーマチャ３１１及び吸気弁２８がアッパスプリング３１４の付勢力を受けて開弁方向へ変位する。
【００６３】
吸気側駆動回路３０ａは、アーマチャ３１１がアッパスプリング３１４の付勢力を受けて第２コア３０２の近傍まで変位した時点で、第２の電磁コイル３０９に対して指示電流を印加することにより、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャ３１１との間にアーマチャ３１１を第２コア３０２に引き付ける電磁力を発生させる。この電磁力によりアーマチャ３１１が第２コア３０２と当接する位置（開弁側変位端）まで変位し、その結果、吸気弁２８が全開状態となる。
【００６４】
一方、上記した吸気側電磁駆動機構３０では、全開状態にある吸気弁２８を閉弁させる場合は、先ず吸気側駆動回路３０ａが第２の電磁コイル３０９に対する指示電流の印加を停止する。
【００６５】
このとき、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャシャフト３１０との間でアーマチャ３１１を第２コア３０２に引き付ける電磁力が消滅するため、アーマチャ３１１及び吸気弁２８がロアスプリング３１６の付勢力を受けて閉弁方向へ変位する。
【００６６】
吸気側駆動回路３０ａは、アーマチャ３１１がロアスプリング３１６の付勢力を受けて第１コア３０１の近傍まで変位した時点で、第１の電磁コイル３０８に対して指示電流を印加することにより、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第１コア３０１へ引き付ける電磁力を発生させる。この電磁力によりアーマチャ３１１が第１コア３０１と当接する位置（閉弁側変位端）まで変位し、その結果、吸気弁２８の弁体２８ａが弁座１２に着座する。
【００６７】
このように吸気側駆動回路３０ａが第１の電磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９とに対して所定のタイミングで交互に指示電流を印加することにより、アーマチャ３１１が閉弁側変位端と開弁側変位端との間で進退動作し、それに伴って弁軸２８ｂが進退駆動されると同時に弁体２８ａが開閉動作することになる。 従って、吸気側駆動回路３０ａが第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に対する指示電流の印加タイミングを変更することにより、吸気弁２８の開閉タイミングを任意に制御することが可能となる。
【００６８】
尚、上記した吸気側電磁駆動機構３０には、アジャストボルト３１３の上面に取り付けられた加速度センサ３１７を備えている。この加速度センサ３１７は、該加速度センサ３１７に伝播される振動エネルギの大きさに応じた電気信号を出力するセンサである。
【００６９】
ここで図１に戻り、上述したように構成された内燃機関１には、該内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）２０が併設されている。
【００７０】
前記ＥＣＵ２０には、スロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、クランクポジションセンサ５１、水温センサ５２、加速度センサ３１７等の各種センサが電気配線を介して接続され、各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００７１】
前記ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０は、上記した各種センサの出力信号値をパラメータとして、イグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、或いはスロットル用アクチュエータ４０を制御することが可能になっている。
【００７２】
ここで、ＥＣＵ２０は、図４に示されるように、双方向性バスによって相互に接続されたＣＰＵ４０１とＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３とバックアップＲＡＭ４０４と入力ポート４０５と出力ポート４０６とを備えるとともに、前記入力ポート４０５に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）４０７を備えている。
【００７３】
前記Ａ／Ｄ４０７には、スロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、水温センサ５２、加速度センサ３１７等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと電気配線を介して接続されている。このＡ／Ｄ４０７は、上記した各センサの出力信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に前記入力ポート４０５へ送信する。
【００７４】
前記入力ポート４０５は、前述したスロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、水温センサ５２、加速度センサ３１７等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと前記Ａ／Ｄ４０７を介して接続されるとともに、クランクポジションセンサ５１のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサと接続されている。
【００７５】
前記入力ポート４０５は、各種センサの出力信号を直接又はＡ／Ｄ４０７を介して入力し、それらの出力信号を双方向性バス４００を介してＣＰＵ４０１やＲＡＭ４０３へ送信する。
【００７６】
前記出力ポート４０６は、イグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０等と電気配線を介して接続されている。前記出力ポート４０６は、ＣＰＵ４０１から出力された制御信号を双方向性バス４００を介して入力し、その制御信号をイグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、又はスロットル用アクチュエータ４０へ送信する。
【００７７】
前記ＲＯＭ４０２は、燃料噴射弁３２から噴射すべき燃料量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射弁３２から燃料を噴射すべき時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、イグナイタ２５ａから点火栓２５へ駆動電力を印加すべきタイミング（点火時期）を決定する点火タイミング決定制御ルーチン、吸気弁２８の開閉タイミングを決定するための吸気弁開閉タイミング制御ルーチン、排気弁２９の開閉タイミングを決定するための排気弁開閉タイミング制御ルーチン、吸気側駆動回路３０ａから吸気側電磁駆動機構３０へ印加すべき指示電流の波形を制御するための吸気側電流調整制御ルーチン、排気側駆動回路３１ａから排気側電磁駆動機構３１へ印加すべき指示電流の波形を制御するための排気側電流調整制御ルーチン、スロットル弁３９の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等のアプリケーションプログラムを記憶している。
【００７８】
前記ＲＯＭ４０２は、前記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記した制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気弁２８の開閉タイミングとの関係を示す吸気弁開閉タイミング制御マップ、内燃機関１の運転状態と排気弁２９の開閉タイミングとの関係を示す排気弁開閉タイミング制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気側電磁駆動機構３０に印加すべき指示電流値との関係を示す吸気側指示電流値制御マップ、内燃機関１の運転状態と排気側電磁駆動機構３１に印加すべき指示電流値との関係を示す排気側指示電流値制御マップ、内燃機関１の運転状態とスロットル弁３９の開度との関係を示すスロットル開度制御マップ等である。
【００７９】
前記ＲＡＭ４０３は、各センサの出力信号やＣＰＵ４０１の演算結果等を記憶する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ５１の出力信号に基づいて算出される機関回転数等である。前記ＲＡＭ４０３に記憶される各種のデータは、クランクポジションセンサ５１が信号を出力する度に最新のデータに更新される。
【００８０】
前記バックアップＲＡＭ４０４は、内燃機関１の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリであり、各種制御に係る学習値や、異常を発生した箇所を特定する情報等を記憶する。
【００８１】
前記ＣＰＵ４０１は、前記ＲＯＭ４０２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、燃料噴射制御、点火制御、スロットル制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉制御などを実行する。
【００８２】
ここで、ＣＰＵ４０１が吸気側駆動回路３０ａ及び排気側駆動回路３１ａを介して行う吸気弁開閉制御及び排気弁開閉制御について、吸気弁開閉制御を例にとって説明する。
【００８３】
図５（ａ）〜（ｃ）は、吸気側電磁駆動機構３０に取り付けられた吸気弁２８が開弁状態から閉弁状態に移行する際、そのリフト量（図５（ａ）)、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８へ通電される指示電流（以下、指示電流と称する）の電流値（図５（ｂ））、及び吸気側駆動回路３０ａから第２の電磁コイル３０９（図５（ｂ））へ通電される指示電流の電流値がどのように変化するのか、それぞれの変化態様を同一時間軸上に示すタイムチャートである。
【００８４】
先ず、図５（ａ）に示すように、アーマチャ３１１が第２の電磁コイル３０９に当接した状態（最大リフト量）にある吸気弁２８が、所定のタイミングで遷移（変位）を開始する。そして或る程度まで加速した後に所定の速度をもって上昇し、その後除々に減速して閉弁状態になったところ（最小リフト量）で停止する。ちなみに、吸気弁２８が閉弁位置に達する際には、弁体２８ａがロアヘッド１０の弁座１２へ到達（着座）するのとほぼ同時に、アーマチャ３１１が第１の電磁コイル３０３へ到達（着座）する。
【００８５】
次に図５（ｂ）に示すように、吸気弁２８を動作させるべく吸気側駆動回路３０ａを介して第１の電磁コイル３０８に通電される指示電流の電流波形は、比較的大きな電流値Ｉ１を所定時間継続し、一旦電流値Ｉ２まで下げ、次に比較的小さな電流値Ｉ３を所定時間継続して、その後さらに小さな電流値Ｉ４を保持するといったものとなる。
【００８６】
一方、図５（ｃ）に示すように、第２の電磁コイル３０９に通電する電流は、吸気弁２８の閉弁動作が開始される直前まで所定の電流値Ｉ５に保持する。この状態から同電流値Ｉ５を電流値Ｉ６まで降下させる（若しくは逆方向へ電流を流す）ことで吸気弁２８の閉弁動作が開始される。電流値Ｉ６は、その後さらに所定の電流値Ｉ７（ほぼ「０」値であるのが好適である）に切り替わる。
【００８７】
すなわち、第１及び第２の電磁コイル３０８、３０９に全く通電が行われていない状態でも、アーマチャ３１１を中立状態に保持するアッパスプリング３１４及びロアスプリング３１６の付勢力が作用している。このため、吸気弁２８を開弁状態に保持するには、所定値Ｉ２の電流（保持電流）が第２の電磁コイル３０９に通電されている必要がある。この保持電流の通電が中断されることで（時刻ｔ０）、アッパスプリング３１４及びロアスプリング３１６の付勢力がアーマチャ３１１を中立状態に復元させる力として作用し、閉弁動作が開始される。その後、時刻ｔ１において第１の電磁コイル３０８に所定量Ｉ１の電流が通電されることで、閉弁動作が加速される。
【００８８】
その後、一旦電流値を所定値Ｉ３まで降下させ、続けて比較的小さな電流値Ｉ３をもって通電を継続することにより吸気弁２８が減速され、弁体２８ａ及びアーマチャ３１１が穏かに着座する（時刻ｔｃ）。
【００８９】
弁体２８ａ及びアーマチャ３１１の着座後は、弁体２８ａ及びアーマチャ３１１を中立状態に復元させようとするアッパスプリング３１４及びロアスプリング３１６の付勢力に抗してこれらの弁体２８ａ及びアーマチャ３１１を着座状態（吸気弁２８を閉弁状態）に保持する電磁力を第１の電磁コイル３０８が発生するように、第１の電磁コイル３０８に対する所定値Ｉ４の電流（保持電流）の通電が次回の開弁動作の開始まで持続されることとなる。
【００９０】
開弁動作に関しては、第１の電磁コイル３０８への通電が上記閉弁動作における第２の電磁コイル３０９への通電と同様の態様で実行される一方、第２の電磁コイル３０９への通電が上記閉弁動作における第１の電磁コイル３０８への通電と同様の態様で実行される。
【００９１】
また、排気側電磁駆動機構３１への通電態様と排気弁２９の動作態様との関係も、上述した吸気側電磁駆動機構３０に関するものと同様である。このため、ここでの詳しい説明は割愛する。
【００９２】
次に、上記吸気弁２８の開閉弁動作に関し、第１及び第２の電磁コイル３０８、３０９への通電量を制御すべくＣＰＵ４０１によって行われる制御手順の概要について図６のフローチャートに沿って説明する。
【００９３】
図６に示すフローチャートは、第１及び第２の電磁コイル３０８、３０９へ供給される指示電流について、その電流値、通電タイミング、及び通電時間を含めた電流の波形を決定するための「開弁量制御ルーチン」を示すものである。
【００９４】
前記開弁量制御ルーチンは、ＣＰＵ４０１を通じて内燃機関１の始動と同時にその実行が開始されるとともに、所定時間毎（例えば、クランクポジションセンサ５１がパルス信号を出力する度）に繰り返し実行される。
【００９５】
前記開弁量制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０１は、先ずステップＳ６０１において、吸気弁２８に対する開弁要求、若しくは閉弁要求が生じているか否かを判断する。ＣＰＵ４０１は、吸気弁２８の開弁要求又は閉弁要求の何れかが生じるまでステップＳ６０１の処理を繰り返し実行し、開弁要求又は閉弁要求が生じた時点でステップＳ６０２へ進む。
【００９６】
ステップＳ６０２においては、ＣＰＵ４０１は、吸気弁２８の目標となる開弁タイミング若しくは閉弁タイミング、及び弁体２８ａの変位速度等を含む吸気弁２８の動作態様や、燃焼室２４内の圧力のように吸気弁２８の動作に影響を及ぼすパラメータ（外乱）と相関のあるデータを入力する。
【００９７】
続くステップＳ６０３においては、ＣＰＵ４０１は、吸気弁２８が目標となる動作態様をもって開弁動作若しくは閉弁動作を実行するよう、先のステップＳ６０２で入力した外乱要素を加味しつつ、図示しないマップを参照して指示電流の電流波形を演算する。
【００９８】
なお、ここでいう指示電流の電流波形とは、先の図５において説明した電流値Ｉ０，Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３，Ｉ４，Ｉ５，Ｉ６及びＩ７の値の大きさや、当該各電流値間の切り替えタイミング等を意味する。
【００９９】
最後に、ＣＰＵ４０１は、Ｓ６０４において、上記ステップＳ６０３で求められた波形の指示電流を、第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に供給する。
【０１００】
以上説明した制御手順に基づいて決定される指示電流の通電量に対応して、機関運転中は、吸気弁２８（排気弁２９も同様）の弁体２８ａが所定の変位区間を継続的に往復動作することとなる。
【０１０１】
ところで、かかる吸気側電磁駆動機構３０による吸気弁２８の開閉動作にあっては、弁体２８ａの変位速度を着座点（例えば、図４における時刻ｔｃに相当）直前で減速させ、弁体２８ａ及びアーマチャ３１１と、これら弁体２８ａ及びアーマチャ３１１の変位端に存在する変位規制部材（例えば、弁座１２や第１及び第２の電磁コイル３０８、３０９）との衝突を緩和することが好ましい。つまり、弁体２８ａ及びアーマチャ３１１が変位規制部材に勢いよく衝突すると、騒音の増加や各部材の耐久性低下を招くばかりか、弁体２８ａ及びアーマチャ３１１が変位規制部材から跳ね返ってしまう虞がある。
【０１０２】
このような実状に対し、吸気側電磁駆動機構３０の動作特性を学習し、その学習された動作特性に応じて吸気側電磁駆動機構３０を制御する、所謂学習制御を行う技術が知られている。
【０１０３】
吸気側電磁駆動機構３０に関する学習制御の方法としては、吸気側電磁駆動機構３０が実際に動作したときのアーマチャ３１１の着座速度を学習し、着座音の抑制とアーマチャ３１１と変位端との衝突による耐久性の低下などを抑制とを図るべく指示電流値を適正化する方法を例示することができる。
【０１０４】
ここで、アーマチャ３１１の着座点直前における減速量が最適化された場合のリフト量の変化態様（実線Ｓ）と、着座点直前における減速量が不十分である場合のリフト量の変化態様（一点鎖線Ａ）と、着座点直前における減速量が過大である場合のリフト量の変化態様（二点鎖線Ｂ）とを図７に示す。尚、図７（ｂ）は、先の図５（ｂ）と同じく、吸気弁２８のリフト量の変化態様（実線Ｓ）に対応する第１の電磁コイル３０８へ通電される指示電流の変化態様を、図７（ａ）と同一時間軸上に示したものである。
【０１０５】
先ず、図７（ａ）において一点鎖線Ａにて示すように、着座点直前での減速が不十分であると、目標となる着座点Ｃｈ（以下、目標着座点Ｃｈと記す）に比べ、実際の着座点（着座時期）が早まる。この場合、弁体２８ａやアーマチャ３１１が比較的速い変位速度を保持したままそれぞれの変位端に存在する弁座や第１の電磁コイル３０８に衝突することになる。
【０１０６】
一方、図７（ａ）において二点鎖線Ｂにて示すように、着座点直前での減速量が過大であると、目標となる着座点Ｃｈに比べ、実際の着座点（着座時期）は遅くなる。この場合、弁体２８ａやアーマチャ３１１が比較的早い時期に減速され、弁体２８ａが着座する前に一旦失速することもある。但し、所定値Ｉ１から所定値Ｉ２まで一旦下降した指示電流値が所定値Ｉ３まで再度上昇し、この値Ｉ３が所定時間持続されることで弁体２８ａやアーマチャ３１１の変位速度が再加速される。この結果、着座の際（着座直前）の変位速度（以下、着座速度と記す）はこの場合も最適値を上回ることとなる。
【０１０７】
上記のような着座点直前における弁体２８ａやアーマチャ３１１の挙動は、これらが弁座１２や第１の電磁コイル３０８に衝突するときの振動を観測することで正確に把握することができるようになる。
【０１０８】
すなわち、図７（ｃ）には、図７（ａ）における吸気弁２８のリフト量の変化曲線（実線Ｓ）に応じて吸気側電磁駆動機構３０の頂面に設けられた加速度センサ３１７が出力する検出信号の変化が示されている。また、図７（ｄ）には、その検出信号の振幅を所定時刻Ｏｂまで積算していったときの積算値itgrlの変化が示されている。
【０１０９】
図７（ｃ）に示すように、着座点（時期）とほぼ同時に加速度センサ３１７による検出信号は最大振幅を示し、その後急速に弱まって消滅する。また、加速度センサ３１７の検出信号が所定の閾値αを上回った時点から、所定時刻Ｏｂまでその信号振幅を累積的に積算していくと、図７（ｄ）に示すような波形が得られる。この信号振幅の積算開始点は、図７（ａ）におけるリフト量の変化曲線（実線Ｓ）上の目標着座点Ｃｈと一致するのが望ましいことは、上記説明からも明らかであるが、図７（ａ）中、一点鎖線Ａや二点鎖線Ｂとして示したように、減速が不十分か、或いは過大である場合には、着座点が目標着座点Ｃｈと異なるようになるとともに、加速度センサ３１７の検出信号の信号振幅を所定時刻まで積算して得られる積算値itgrlも最適なリフト量曲線に対応する値とは異なったものとなる。
【０１１０】
例えば図８は、加速度センサ３１７の検出信号が所定の閾値αを上回った後、その信号振幅を所定時刻Ｏｂまで累積的に積算して逐次得られる積算値itgrlを、先の図７（ａ）と対応するように、着座時の減速が適切に行われた場合（実線Ｓ）、着座時の減速が不十分な場合（一点鎖線Ａ）、及び着座時の減速量が過大である場合（二点鎖線）についてそれぞれを同一時間軸上に示すタイムチャートである。
【０１１１】
この図８に示すように、着座時の減速が適切に行われると、着座点は目標着座点Ｃｈとほぼ一致することとなる。その一方、着座時の減速が不十分な場合、実際の着座タイミングが目標着座点Ｃｈより早まるとともに（着座点Ｃｈ'）、十分な減速がなされる前に、弁体２８ａやアーマチャ３１１が着座してしまうため、着座速度が大きく（衝撃エネルギーが大きく）加速度センサ３１７の検出信号の最大振幅や信号出力の持続時間が増大し、結果として所定時刻Ｏｂまでの信号振幅の積算値itgrlも相対的に大となる。
【０１１２】
また、着座時の減速量が過大である場合、検出信号の出力開始点（Ｃｈ''）は目標着座点Ｃｈより遅れるものの、先述したように弁体２８ａやアーマチャ３１１の変位速度が着座直前に再加速されることで、着座速度が大きく（衝撃エネルギーが大きく）所定時刻Ｏｂまでの信号振幅の積算値itgrlは相対的に大となる。
【０１１３】
すなわち、（Ａ）着座時の減速が不十分な場合、（Ｂ）着座時の減速が過大である場合のうち何れであれ、所定時刻Ｏｂまでの信号振幅の積算値itgrlが、着座時の減速が適切である場合にみられる信号振幅の積算値itgrlに比して大となることによって着座速度が最適値でない旨を認識することはできる。また、（Ａ）の場合には着座点が目標着座点Ｃｈより早まるのに対し、（Ｂ）の場合には着座点が目標着座点Ｃｈより遅れることで、両者を相互に識別することもできる。
【０１１４】
さらに、（Ａ）の場合であれ、（Ｂ）の場合であれ、実際の着座速度と最適値とのずれ量が大きくなるに従い、所定時刻Ｏｂまでの信号振幅の積算値itgrlは、単調に増加していくことが発明者らによって確認されている。
【０１１５】
そこで、ＣＰＵ４０１が吸排気弁２８、２９の開弁動作及び閉弁動作に関して、各加速度センサ３１７の検出信号の信号振幅を適宜の期間積算することで、この積算値itgrlと極めて大きな相関性を有する着座速度（若しくは着座速度と、その最適値とのずれ量）を推定検出することが容易となる。
【０１１６】
こうして推定検出された着座速度と最適値とのずれは、例えば吸気弁２８の閉弁動作に関する場合、先の図５（ｂ）及び図５（ｃ）にて説明した第１の電磁コイル３０８や第２の電磁コイル３０９へ通電される指示電流の波形を適宜調整することで修正することができる。従って、着座速度と最適値とのずれ量を逐次学習し、その学習されたずれ量に応じて、着座時若しくはその直前での弁体２８ａやアーマチャ３１１の変位速度に直接の影響を及ぼす指示電流値Ｉ１（図５（ｂ）参照）を最適化することにより、同着座速度を最適値に収束させることが可能となる。
【０１１７】
例えば図９は、上記した学習制御により指示電流値Ｉ１を逐次変更していく過程において、加速度センサ３１７の信号振幅の積算値itgrlと指示電流値Ｉ１との関係が収束していくまでの軌跡を概略的に示した図である。
【０１１８】
この図９に示すように、（Ａ）着座時の減速が不十分な場合には指示電流値Ｉ１を徐々に減少させ、（Ｂ）着座時の減速が過大である場合には指示電流値Ｉ１を徐々に増大させることで、指示電流値Ｉ１と積算値itgrlとの関係が最終的な収束点Ｐｄに収束されるようになる。この収束点Ｐｄに対応する積算値itgrldが、指示電流値Ｉ１の操作により実現し得る積算値の極小値であり、言い換えると、最適な着座速度を与える条件に相当する。
【０１１９】
このように、かかる学習制御によれば内燃機関１に搭載された吸気側電磁駆動機構３０の動作特性を適正化することが可能となる。
【０１２０】
一方、吸気側電磁駆動機構３０を搭載した内燃機関１が初めて運転されるとき、言い換えれば、吸気側電磁駆動機構３０を搭載した内燃機関１が初めて使用されるときには、前述の学習制御に時間がかかってしまい、その間の吸気弁２８の動作態様を所望の動作態様とすることができず、内燃機関１の運転状態が悪化してしまう虞がある。
【０１２１】
これは、吸気側電磁駆動機構３０の製造工程において、吸気側電磁駆動機構３０を構成する部材の初期公差、例えば、アーマチャ３１１やアーマチャシャフト３１０等の可動部材の重量、アッパスプリング３１４及びロアスプリング３１６のバネ定数、若しくは各構成部材の寸法等の公差が生じ、それらの初期公差によって個々の吸気側電磁駆動機構３０毎に動作特性が異なるにも関わらず、全ての吸気側電磁駆動機構３０が同一の指示電流値によって制御されることに起因していると考えられる。
【０１２２】
つまり、動作特性が互いに異なる複数の吸気側電磁駆動機構３０を搭載した内燃機関１が初めて使用（運転）される際に、それら吸気側電磁駆動機構３０の全てが同一のデフォルト値にて制御されると、個々の吸気弁２８毎にバルブタイミング、リフト量、あるいは変位速度などが異なってしまう可能性が高い。 このような状況下で前述した学習制御が実行されると、全ての吸気側電磁駆動機構３０の動作態様を統制のとれた適正な態様とするまでに時間がかかる場合がある。
【０１２３】
そこで、本実施の形態に係る電磁駆動弁の制御方法では、吸気側電磁駆動機構３０の出荷前、又は、吸気側電磁駆動機構３０が内燃機関１に組み付けられる前に、個々の吸気側電磁駆動機構３０の動作特性を学習するようにした。
【０１２４】
例えば、吸気側電磁駆動機構３０の製造と内燃機関１の製造とが異なる工場にて行われる場合には吸気側電磁駆動機構３０の出荷前に学習制御が行われ、吸気側電磁駆動機構３０の製造と内燃機関１の製造とが同一の工場にて行われる場合には吸気側電磁駆動機構３０が内燃機関１に組み付けられる前に学習制御が行われるようにする。
【０１２５】
ここで、吸気側電磁駆動機構３０の製造工程では、例えば、図１０に示すように、第１コア３０１、第２コア３０２、アッパキャップ３０５、ロアプレート３０７、第１の電磁コイル３０８、第２の電磁コイル３０９、アーマチャシャフト３１０、アーマチャ３１１、アッパリテーナ３１２、アジャストボルト３１３、アッパスプリング３１４、スプリングシート３１５、アッパプレート３１８、アッパブッシュ３１９、及びロアブッシュ３２０をアッパヘッド１１に組み付けるとともに、図示しない吸気側駆動回路３０ａをアッパヘッド１１に取り付けることにより、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリが製造される。
【０１２６】
一方、内燃機関１の製造工程では、例えば、吸気弁２８、弁座１２、バルブガイド１３、及びロアスプリング３１６が組み付けられたロアヘッド１０に、上記した吸気側電磁駆動機構用アッセンブリを取り付けることによりシリンダヘッド１ａが製造され、次いでシリンダヘッド１ａをシリンダブロック１ｂに組み付けることにより内燃機関１が製造される。
【０１２７】
このような製造行程に対し、本実施の形態では、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリが製造された時点で、該吸気側電磁駆動機構用アッセンブリを実際に動作させ、個々の吸気側電磁駆動機構用アッセンブリの動作特性を学習させるようにした。
【０１２８】
吸気側電磁駆動機構用アッセンブリを実際に動作させるにあたり、本実施の形態では、図１１に示すような、ロアヘッド１０と同形状のダミーヘッド５００に、吸気弁２８と同形状の疑似弁体５１０ａ、疑似弁軸５１０ｂ、及び疑似ロアリテーナ５１０ｃからなる疑似吸気弁５１０、弁座１２と同形状の疑似弁座５２０、バルブガイド１３と同形状の疑似バルブガイド５３０、及びロアスプリング３１６と同形状の疑似ロアスプリング５４０が組み付けられた治具を用意し、この治具に吸気側電磁駆動機構用アッセンブリを取り付けるようにする。
【０１２９】
前記した治具において、疑似吸気弁５１０、疑似弁座５２０、疑似バルブガイド５３０、及び、疑似ロアスプリング５４０は、内燃機関１に組み付けるべく製造された吸気弁２８、弁座１２、バルブガイド１３、及びロアスプリング３１６の各々の初期公差の平均値を満たすよう形成されるものとする。
【０１３０】
すなわち、疑似吸気弁５１０は吸気弁２８の寸法、重量、及び摺動面（弁軸２８ｂの外周面）の摩擦係数の平均値を満たすよう形成され、疑似弁座５２０は弁座１２の寸法の初期公差の平均値を満たすよう形成され、疑似バルブガイド５３０はバルブガイド１３の寸法及び摺動面（バルブガイド１３の内周面）の摩擦係数の平均値を満たすよう形成され、さらに疑似ロアスプリング５４０はロアスプリング３１６の寸法、重量、及びバネ定数の初期公差の平均値を満たすよう形成されるものとする。
【０１３１】
上記したような治具を用いて、内燃機関１に組み付けられるべき全ての吸気側電磁駆動機構用アッセンブリについて学習制御を行うことにより、全ての吸気側電磁駆動機構用アッセンブリの動作態様は、吸気弁２８、弁座１２、バルブガイド１３、ロアスプリング３１６、の初期公差の平均値に適合したものとなる。その結果、各吸気側電磁駆動機構用アッセンブリと実際に組み合わされる吸気弁２８、弁座１２、バルブガイド１３、或いはロアスプリング３１６に公差が生じていても、全ての吸気側電磁駆動機構３０の動作態様が互いに大きく異なるようなことがなく、所定の範囲内で統制のとれた動作態様を示すようになる。
【０１３２】
さらに、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関１に組み付けられた段階で吸気側電磁駆動機構３０の学習制御が行われる場合には、その時点で既に全ての吸気側電磁駆動機構３０が所定の範囲内で統制のとれた動作態様を示すようになっているため、学習制御に要する時間を短縮することが可能になるとともに、全ての吸気側電磁駆動機構３０の動作態様を統一化することも容易となる。
【０１３３】
以下、本実施の形態に係る学習制御について図１２〜図１５に基づいて説明する。ここでは、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリの製造と内燃機関１の製造とが異なる工場で行われる場合を例に挙げて説明する。
【０１３４】
図１２は、本実施の形態において、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリの製造から内燃機関１の製造までの一連の流れを概略的に示す図である。
【０１３５】
図１２において、先ず第１工程Ｓ１２０１では、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリが製造される。
【０１３６】
第２工程Ｓ１２０２では、第１工程Ｓ１２０１で製造された吸気側電磁駆動機構アッセンブリが前述の図１１の説明で述べたような治具に組み付けられる。
【０１３７】
第３工程Ｓ１２０３では、アジャストボルト３１３の調整により、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリのアーマチャ３１１の中立位置が第１コア３０１と第２コア３０２との中間位置に合わせられる。
【０１３８】
第４工程Ｓ１２０４では、吸気側電磁駆動機構アッセンブリの吸気側駆動回路３０ａ及び加速度センサ３１７とＥＣＵ２０とが電気的に接続される。尚、この工程は、第２工程Ｓ１２０２の前後に行われるようにしても良い。
【０１３９】
第５工程Ｓ１２０５では、ＥＣＵ２０から吸気側駆動回路３０ａを介して第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９へ励磁電流（指示電流）の通電が開始される。
【０１４０】
第６工程Ｓ１２０６では、ＥＣＵ２０から吸気側駆動回路３０ａを介して第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９へ励磁電流（指示電流）が通電された状態で、本実施の形態の要旨となる学習制御が実行される。尚、第６工程Ｓ１２０６が行われる前には、機関運転時と同等の動作環境を設定する工程が追加されるようにしてもよい。前記した動作環境としては、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリ周囲の温度や潤滑油の供給条件等を例示することができる。
【０１４１】
ここで、上記の第６工程Ｓ１２０６で行われる学習制御について図１３及び図１４に基づいて説明する。尚、図１３及び図１４には、疑似吸気弁５１０の閉弁動作に関し、該疑似吸気弁５１０の閉弁動作開始直後、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリに内蔵された第１の電磁コイル３０８に通電される指示電流の電流値Ｉ１（図５（ｂ），図７（ｂ）参照）を学習制御するための「学習制御ルーチン」を示す。
【０１４２】
図１３及び図１４に示す電流制御ルーチンは、吸気側電磁駆動機構アッセンブリの吸気側駆動回路３０ａ及び加速度センサ３１７と電気的に接続されたＥＣＵ２０のＣＰＵ４０１により周期的に実行されるルーチンである。
【０１４３】
［初回ルーチン］
前記学習制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０１は先ず、ステップＳ１３０１において、本ルーチンの実行回数を記憶するカウンタaicntのカウント値が初期値「１」と等しいか否かを判別する。ここで、カウンタaicntは、ＲＡＭ４０３の所定のアドレスに設定された記憶領域であってもよく、ＣＰＵ４０１に内蔵されたレジスタであってもよい。
【０１４４】
ＣＰＵ４０１は、前記ステップＳ１３０１においてカウンタaicntのカウント値が初期値「１」と等しいと判定された場合はステップＳ１３０２へ進み、前記ステップＳ１３０１においてカウンタaicntのカウント値が初期値「１」と等しくないと判定された場合はステップＳ１４０１へ進む。
【０１４５】
尚、ステップＳ１３０２の処理は、初回ルーチンでのみ実行される処理であり、２回目以降のルーチンでは、ステップＳ１４０１に続く一連の処理が実行されることとなる。そこで、先ずステップＳ１３０２に続く初回ルーチンについて説明し、ステップＳ１４０１に続く処理については後述することとする。
【０１４６】
ステップＳ１３０２においてＣＰＵ４０１は、弁体２８ａ及びアーマチャ３１１の着座点の最新値ｔが目標着座点Ｃｈより早い時期にあるか否かを判別する。尚、着座点は、先の図７（ｃ）に示したように、加速度センサ３１７による出力信号が所定の閾値αを上回った時刻として検出される。
【０１４７】
ＣＰＵ４０１は、前記ステップＳ１３０２において弁体２８ａ及びアーマチャ３１１の着座点の最新値ｔが目標着座点Ｃｈより早い時期にあると判定された場合は、（Ａ）着座時の減速が不十分であると認識してステップＳ１０３に移行し、一方ステップＳ１３０２において弁体２８ａ及びアーマチャ３１１の着座点の最新値ｔが目標着座点Ｃｈより早い時期にないと判定された場合は、（Ｂ）着座時の減速が過大であると認識してステップＳ１０４に移行する。
【０１４８】
ステップＳ１３０３、Ｓ１３０４では、ＣＰＵ４０１は、後述の処理で指示電流値Ｉ１に加算されることとなる学習値Ｉ１aihを演算する。
【０１４９】
例えば、ステップＳ１３０３では、ＣＰＵ４０１は、バックアップＲＡＭ４０４の所定領域（以下、学習値記憶領域と称する）に記憶されている学習値Ｉ１aih（初回ルーチンではデフォルト値（例えば、“０”））を読み出し、その学習値Ｉ１aihから所定の補正値Ｉ１hを減算して新たな学習値Ｉ１aihを算出する。続いてＣＰＵ４０１は、新たに算出された学習値Ｉ１aihをバックアップＲＡＭ４０４の学習値記憶領域に記憶させる。
【０１５０】
一方、ステップＳ１３０４では、ＣＰＵ４０１は、バックアップＲＡＭ４０４の学習値記憶領域に記憶されている学習値Ｉ１aih（デフォルト値）を読み出し、その学習値Ｉ１aihに所定の補正値Ｉ１hを加算して新たな学習値Ｉ１aihを算出する。続いてＣＰＵ４０１は、新たに算出された学習値Ｉ１aihをバックアップＲＡＭ４０４の学習値記憶領域に記憶させる。
【０１５１】
前記ステップＳ１３０３又はステップＳ１３０４の処理を実行し終えたＣＰＵ４０１は、ステップＳ１３０５へ進み、カウンタaicntのカウント値を１つインクリメントする。このようにカウンタaicntが更新されることにより、本ルーチンへの割り込み回数の履歴が残される他、２回目以降のルーチンではＣＰＵ４０１が初回ルーチンの実行完了を認識することが可能となる。
【０１５２】
ステップＳ１３０６では、ＣＰＵ４０１は、バックアップＲＡＭ４０４の所定領域（以下、指示電流値記憶領域と称する）に記憶されている指示電流値Ｉ１の前回値（初回ルーチンではデフォルト値）を読み出すとともに、バックアップＲＡＭ４０４の学習値記憶領域から最新の学習値Ｉ１aih（この場合は、ステップＳ１３０３又はステップＳ１３０４で算出された学習値Ｉ１aih）を読み出し、前記指示電流値Ｉ１に前記学習値Ｉ１aihを加算して新たな指示電流値Ｉ１を算出する。新たに算出された指示電流値Ｉ１は、バックアップＲＡＭ４０４の指示電流値記憶領域に記憶される。
【０１５３】
上記のステップＳ１３０６の処理を実行し終えたＣＰＵ４０１は、本ルーチンの実行を一旦終了する。つまり、ＣＰＵ４０１は、前記ステップＳ１３０６の処理を実行し終えた時点で、初回ルーチンを実行し終えたことになる。
【０１５４】
［２回目以降のルーチン］
その後の２回目以降のルーチンでは、ＣＰＵ４０１は、先ずステップＳ１３０１において、カウンタaicntのカウント値が初期値「１」と等しいか否かを判別する。言い換えれば、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１３０１において、今回のルーチンが初回ルーチンであるか又は２回目以降のルーチンであるかを判別する。２回目以降のルーチンでは、ＣＰＵ４０１は、前記ステップＳ１３０１においてカウンタaicntのカウント値が初期値「１」と等しくないと判定し、ステップＳ１４０１へ進むことになる。
【０１５５】
ステップＳ１４０１では、ＣＰＵ４０１は、前述した図７（ｄ）の説明で述べたように着座点から時刻０ｂまでの期間に加速度センサ３１７が出力した検出信号の振幅を積算して、最新の積算値itgrlを演算する。そして、ＣＰＵ４０１は、前記した最新の積算値itgrlが所定の閾値βを上回っているか否かを判別する。
【０１５６】
ここで、積算値itgrlが閾値β以下であるときは、着座時の減速が最適な態様で行われ、弁体２８ａやアーマチャ３１１が着座時に発する振動も適当であることになる。従って、前記ステップＳ１４０１において前記した最新の積算値itgrlが閾値β以下であると判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、着座時の減速が最適な態様で行われているとみなし、ステップＳ１３０５へスキップしてカウンタaicntのカウント値を１つインクリメントする。
【０１５７】
次いで、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１３０６へ進み、バックアップＲＡＭ４０４の指示電流値記憶領域から指示電流値Ｉ１を読み出すとともに、バックアップＲＡＭ４０４の学習値記憶領域から学習値Ｉ１aihを読み出す。その際、バックアップＲＡＭ４０４から読み出される学習値Ｉ１aihは、積算値itgrlを修正するためのパラメータ（補正値Ｉ１h）が加味されていない学習値Ｉ１aihとなる。つまり、前述したステップＳ１４０１において着座時の減速が最適な態様で行われていると判定された場合には、既存の学習値Ｉ１aihをそのまま使用して指示電流値Ｉ１が更新されることになる。
【０１５８】
一方、上記のステップＳ１４０１において前記した最新の積算値itgrlが閾値βを上回っていると判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１４０２以降の処理を実行することになる。
【０１５９】
ステップＳ１４０２以降の処理は、基本的に前述した図８の説明で述べた制御に準じて積算値itgrlと指示電流値Ｉ１（厳密には指示電流値Ｉ１の学習値Ｉ１aih）との関係を収束点Ｐｄに向かって収束させるための学習値調整処理となる。
【０１６０】
この学習値調整処理では、ＣＰＵ４０１は、図１５に示すように、学習値Ｉ１aihを徐々に変更しつつ、この変更に伴う積算値itgrlの変化を観測することにより、指示電流値Ｉ１と積算値itgrlとの関係が収束点Ｐｄへ収束されるようにする。
【０１６１】
具体的には、ＣＰＵ４０１は、積算値itgrlが大きくなるほど学習値Ｉ１aihの変更量（率）も大きくするとともに、積算値itgrlが小さくなるほど学習値Ｉ１aihの変更量（率）が小さくなるように制御を行う。言い換えれば、ＣＰＵ４０１は、学習値Ｉ１aihと積算値itgrlにより決定される座標位置が収束点から遠くなるほど補正値Ｉ１hを大きくする一方、前記の座標位置が収束点に近づくほど補正値Ｉ１hを小さくすることにより、収束点Ｐｄへの収束性を高める一方、収束点Ｐｄ近傍における制御の緻密性を確保する。
【０１６２】
このような学習値調整処理を実際に行うにあたり、ＣＰＵ４０１は、先ずステップＳ１４０２において、バックアップＲＡＭ４０４に予め設定されている前回積算値記憶領域から前回の積算値itgrloldを読み出し、この前回の積算値itgrloldと前述のステップＳ１４０１で算出された最新の積算値itgrlとの差分（以下、積算値差と記す）Δitgrlを算出する（図１５を併せ参照）。さらに、ＣＰＵ４０１は、バックアップＲＡＭ４０４の前回積算値記憶領域に記憶されている前回積算値itgrloldを前記した最新の積算値itgrlにより更新する。
【０１６３】
ステップＳ１４０３では、ＣＰＵ４０１は、バックアップＲＡＭ４０４の学習値記憶領域に記憶されている学習値Ｉ１aihを最新の学習値として読み出すとともに、バックアップＲＡＭ４０４に予め設定されている前回学習値記憶領域から前回の学習値Ｉ１aiholdを読み出す。ＣＰＵ４０１は、前記した最新の学習値Ｉ１aihと前回の学習値Ｉ１aiholdとの差分（以下、学習値差と称する）ΔＩ１aihを算出する。
【０１６４】
ステップＳ１４０４では、ＣＰＵ４０１は、バックアップＲＡＭ４０４の前回学習値記憶領域に記憶されている前回学習値Ｉ１aiholdを前記した最新の学習値Ｉ１aihにより更新する。
【０１６５】
以降のステップＳ１４０５〜ステップＳ１４１２では、ＣＰＵ４０１は、上記したステップＳ１４０２及びステップＳ１４０３で得られた情報（積算値差Δitgrl、学習値差ΔＩ１aih）をもとに以下のような判定及び処理を実行する。
【０１６６】
すなわち、図１５に示す座標（itgrl，Ｉ１aih）が収束点Ｐｄに向かっている限り、積算値差Δitgrlは、負の数値であることは明らかであるため、積算値差Δitgrlが正の数値となった場合には、座標（itgrl，Ｉ１aih）が収束点Ｐｄを通過したと判定することが可能となる。
【０１６７】
また、座標（itgrl，Ｉ１aih）が図１５中に示す（Ａ）の側から（Ｂ）の側に向かっているときは、学習値差ΔＩ１aihが負の数値となる一方、座標（itgrl，Ｉ１aih）が（Ｂ）の側から（Ａ）の側に向かっているときは、学習値差ΔＩ１aihが正の数値となる。
【０１６８】
以上の観点から、（１）積算値差Δitgrlが所定値「−Ｃ」（−Ｃ＜０）より小さく、且つ、学習値差ΔＩ１aihが「０」以下である場合には、図１５における座標（itgrl，Ｉ１aih）が（Ａ）の側から収束点Ｐｄに向かっていると判定することができ、（２）積算値差Δitgrlが所定値「−Ｃ」より小さく、且つ、学習値差ΔＩ１aihが「０」より大きい場合には、図１５における座標（itgrl，Ｉ１aih）が（Ｂ）の側から収束点Ｐｄに向かっていると判定することができ、（３）積算値差Δitgrlが所定値「Ｃ」（Ｃ＞０）より大きく、且つ、学習値差ΔＩ１aihが「０」以下である場合には、図１５における座標（itgrl，Ｉ１aih）が（Ａ）の側から（Ｂ）の側に向かって収束点Ｐｄを通過したと判定することができ、（４）積算値差Δitgrlが所定値「Ｃ」より大きく、且つ、学習値差ΔＩ１aihが「０」より大きい場合には、図１５における座標（itgrl，Ｉ１aih）が（Ｂ）の側から（Ａ）の側に向かって収束点Ｐｄを通過したと判定することができる。
【０１６９】
そこで、上記（１）の条件が成立した場合には、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１４０５及びステップＳ１４０６を順次実行し、学習値Ｉ１aihから所定の補正値Ｉ１hを減算して最新の学習値Ｉ１aihを算出する。
【０１７０】
また、上記（２）の条件が成立した場合は、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１４０７及びステップＳ１４０８を順次実行し、学習値Ｉ１aihに所定の補正値Ｉ１hを加算して最新の学習値Ｉ１aihを算出する。
【０１７１】
また、上記（３）の条件が成立した場合は、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１４０９及びステップＳ１４１０を順次実行し、学習値Ｉ１aihに所定の補正値Ｉ１hを加算して最新の学習値Ｉ１aihを算出する。
【０１７２】
また、上記（４）の条件が成立した場合には、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１４１１及びステップＳ１４１２を順次実行し、学習値Ｉ１aihから所定の補正１hを減算して最新の学習値Ｉ１aihを算出する。
【０１７３】
このようにステップＳ１４０６、ステップＳ１４０８、ステップＳ１４１０、又はステップＳ１４１２において最新の学習値Ｉ１aihが算出されると、ＣＰＵ４０１は、この最新の学習値Ｉ１aihにより、バックアップＲＡＭ４０４の学習値記憶領域に記憶されている学習値Ｉ１aihを更新し、次いでステップＳ１３０５へ進む。
【０１７４】
ステップＳ１３０５では、ＣＰＵ４０１は、カウンタaicntのカウント値を１つインクリメントする。
【０１７５】
続いて、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１３０６において、補正値Ｉ１hが加味された学習値Ｉ１aihを用いて指示電流値Ｉ１を更新し、その後の処理を一旦終了する。
【０１７６】
尚、上記した（１）〜（４）の何れの条件も成立しない場合は、積算値差Δitgrlが所定範囲（「−Ｃ」以上、「Ｃ」以下）にあることになるため、ＣＰＵ４０１は、座標（itgrl，Ｉ１aih）が収束点Ｐｄと十分近い位置にあると判定することができる。従って、上記した（１）〜（４）の何れの条件も成立しない場合には、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１４０５、ステップＳ１４０７、ステップＳ１４０９、及び、ステップＳ１４１１を順次経てステップＳ１３０５へ進むことになる。
【０１７７】
そして、ＣＰＵ４０１は、ステップＳ１３０５においてカウンタaicntのカウント値を１つインクリメントし、続くステップＳ１３０６において補正値Ｉ１hが加味されていない学習値Ｉ１aihによって指示電流値Ｉ１を更新することになる。
【０１７８】
ちなみに、前記したステップＳ１４０６、ステップＳ１４０８、ステップＳ１４１０、及び、ステップＳ１４１２にて適用される補正値Ｉ１hについては、積算値itgrlが大きくなるに従って該補正値が相対的に大きな値となり、積算値itgrlが小さくなるに従って該補正値が相対的に小さな値となるよう予めマップ上に記憶させておくようにしてもよく、若しくは積算値itgrlをパラメータとして適宜演算するようにしてもよい。
【０１７９】
このように学習制御ルーチンが繰り返し実行されることにより、指示電流値Ｉ１の最適値が求められる。上記した学習制御ルーチンにおいて更新された指示電流値Ｉ１が最適値であるか否かを判別する方法としては、例えば、上記した（１）〜（４）の条件が何れも成立しないとき、つまり積算値差Δitgrlが所定範囲（「−Ｃ」以上、「Ｃ」以下）にあるときの指示電流値Ｉ１を最適値と判定する方法を例示することができる。このようにして求められた指示電流値Ｉ１の最適値は、バックアップＲＡＭ４０４の指示電流値記憶領域にデフォルト値として記憶されるようにしてもよく、ＲＯＭ４０２の所定領域に指示電流値Ｉ１のデフォルト値として記憶されるようにしてもよい。
【０１８０】
尚、疑似吸気弁５１０の開弁動作については、第１の電磁コイル３０８に通電される指示電流と第２の電磁コイルに通電される指示電流とを入れ替えることにより、図６で説明した「開弁量制御ルーチン」、並びに図１３及び図１４で説明した「学習制御ルーチン」の制御ロジックを基本的にはそのまま適用することができる。
【０１８１】
従って、内燃機関１に搭載される全ての吸気側電磁駆動機構用アッセンブリについて上記した学習制御ルーチンを実行することにより、内燃機関１に搭載されるＥＣＵ２０には、個々の吸気側電磁駆動機構用アッセンブリに対応した最適な指示電流値Ｉ１がデフォルト値として記憶されることになる。
【０１８２】
ここで図１２に戻り、前記した第６工程Ｓ１２０６の学習制御により求められた指示電流値Ｉ１（デフォルト値）が予め設定された所定の基準範囲にあれば、第７工程Ｓ１２０７が行われることになるが、第６工程Ｓ１２０６の学習制御により求められた指示電流値Ｉ１（デフォルト値）が前記した所定の基準範囲から外れていると、アーマチャ３１１が中立位置に正確に配置されるようアジャストボルト３１３が再度微調整された上で、前記した第６工程Ｓ１２０６が再度実行されることになる。こうした指示電流値Ｉ１の学習制御とアジャストボルト３１３の微調整とは、指示電流値Ｉ１が所定の基準範囲内となるまで交互に繰り返される。
【０１８３】
第７工程Ｓ１２０７では、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリが治具からはずされる。その際、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリとＥＣＵ２０とが分離されるようにしてもよいが、それら吸気側電磁駆動機構用アッセンブリとＥＣＵ２０との組み合わせが後に識別できるようにすることが好ましい。
【０１８４】
続く第８工程Ｓ１２０８では、前記した第６工程Ｓ１２０６の学習制御において互いに接続された吸気側電磁駆動機構用アッセンブリとＥＣＵ２０とが組にされて、内燃機関１の製造工場へ納品される。尚、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリに係る学習制御において、ＥＣＵ２０の代わりに専用の制御回路が用いられる場合には、その制御回路と吸気側電磁駆動機構用アッセンブリとが一組にされて内燃機関１の製造工場へ納品されるようにしてもよい。
【０１８５】
第９工程Ｓ１２０９では、前記第８工程Ｓ１２０８で納品された吸気側電磁駆動機構用アッセンブリとＥＣＵ２０とを一組にして内燃機関１に組み付け及び接続される。尚、前記した第８工程Ｓ１２０８においてＥＣＵ２０の代わりに専用の制御回路が吸気側電磁駆動機構用アッセンブリとともに納品された場合には、該第９工程Ｓ１２０９において、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリを内燃機関１に組み付けるとともに、前記の制御回路に記憶された学習内容を内燃機関１のＥＣＵ２０へ別途転送するようにしてもよい。
【０１８６】
第１０工程Ｓ１２１０では、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリ及びＥＣＵ２０が内燃機関１に組み付けられた状態で、前記の第６工程Ｓ１２０６と同様の制御手順に従って指示電流値Ｉ１の学習制御が行われる。その際、内燃機関１をテスター等に組み付けた状態で運転させ、内燃機関１の負荷を適宜変更することで各負荷に対応した指示電流値Ｉ１の最適値を求めるようにすることが好ましい。そして、各負荷毎の最適な指示電流値Ｉ１をデフォルト値としてＥＣＵ２０に記憶させる。
【０１８７】
第１１工程Ｓ１２１１では、内燃機関１とＥＣＵ２０とが一組にされて出荷される。
【０１８８】
以上述べたように、内燃機関１に取り付けられるべき吸気側電磁駆動機構用アッセンブリの出荷前に、それら全ての吸気側電磁駆動機構用アッセンブリを前述の図１１の説明で述べたような治具に取り付けて指示電流値Ｉ１の学習制御が実行されることにより、全ての吸気側電磁駆動機構用アッセンブリの動作態様は、吸気弁２８、弁座１２、バルブガイド１３、ロアスプリング３１６の初期公差の平均値に適合したものとなる。つまり、全ての吸気側電磁駆動機構用アッセンブリが耐久性能や騒音抑制性能に関して統制のとれた適当な態様で動作するように初期設定されることになる。
【０１８９】
この結果、内燃機関１の製造工程において各吸気側電磁駆動機構用アッセンブリと実際に組み合わされる吸気弁２８、弁座１２、バルブガイド１３、或いはロアスプリング３１６に公差が生じていても、吸気側電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関１に組み付けられた後に初めて内燃機関１が運転されるときには、全ての吸気弁２８の動作態様が互いに大きく異なることなく所定の範囲内で統制のとれた態様を示すようになる。
【０１９０】
また、排気側電磁駆動機構３１についても、前述した図１１の説明で述べた治具と同等の治具を用いて、吸気側電磁駆動機構３０と同様の制御ロジックを適用することにより、全ての排気側電磁駆動機構３１が耐久性能や騒音抑制性能に関して統制のとれた適当な態様で動作するように初期設定されることになり、内燃機関１が組み上げられた後に初めて運転されるときには、全ての排気弁の動作態様が互いに大きく異なることなく所定の範囲内で統制のとれた動作態様を示すようになる。
【０１９１】
従って、本実施の形態に係る電磁駆動弁の制御方法によれば、内燃機関１が組み上げられた後に初めて内燃機関１が運転されるときには、吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３１の学習制御に要する時間を短縮することが可能になるとともに、弁の脱調等を抑制することも可能となる。
【０１９２】
更に、内燃機関１が組み上げられた段階で再度吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３１の学習制御を行うことにより、内燃機関１が車両に搭載された後に初めて運転されるときには、全ての吸排気弁２８、２９が最適な態様で動作することになり、吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３１の学習制御に時間がかからなくなる。
【０１９３】
尚、本実施の形態にかかる学習制御によって各電磁駆動機構用アッセンブリ毎に得られた指示電流値の最適値のばらつき（例えば各電磁駆動機構用アッセンブリ毎に得られた最適値と、ＥＣＵ２０の製造段階でＲＯＭ４０２に記憶される基準値との間にみられる偏差）を、電磁駆動機構の製造工程にフィーバックさせるようにすれば、各電磁駆動機構毎の公差を小さくすることも容易となる。
【０１９４】
また、本実施の形態では、図５における指示電流値Ｉ１について学習制御を行う例について述べたが、図５における指示電流値Ｉ２等他の指示電流値について学習制御を行うこと、或いはこれら指示電流値を併せて同時に学習制御することとしてもよい。更に、制御対象として基準となる電流波形も、図５（ｂ）に示した矩形波に限られるものではない。要は、弁体やアーマチャを所定の速度で変位させるとともに、これらを着座点到達前に減速させる電流波形を基準の電流波形として適用し、このうち、弁体やアーマチャの変位区間中、所定位置における当該弁体やアーマチャの変位速度に対応する電流供給量（指示電流値）を「学習制御ルーチン」（図１３，図１４）と同等の制御ロジックに従って、適宜変更すれば、上記各実施の形態と同等若しくはこれに準ずる効果を奏することはできる。
【０１９５】
また、本実施の形態では、吸気弁２８や排気弁２９の開閉弁動作に伴って発生する振動エネルギーに関する情報を検出する手段として、加速度センサ３１７を適用することとしたが、周知のノックセンサ等、振動エネルギーに関する情報を検出する他の検出手段を適用することもできる。その際、上記したような検出手段によって検出される信号出力は、必ずしも振動エネルギーと直線的な相関関係を有するものでなくてもよく、要は、振動エネルギーに関する情報を反映する検出信号を出力するものであればよい。
【０１９６】
また、本実施の形態において、加速度センサ３１７に出力させる検出信号は、各電磁駆動機構の機械的な特性にもよるが、アーマチャが各電磁コイルに衝突する際に発する振動と、弁体が弁座に衝突する際に発する振動（閉弁動作時のみ）とのうち何れの振動に関するものであってもよく、また、それら振動の合成に関するものであってもよい。
【０１９７】
また、本実施の形態に係る積算値itgrlは、例えば各加速度センサ３１７による出力信号を、所定時間（出力信号が閾値αを上回ってから所定時刻Ｏｂまで）分、例えば周知積分回路で処理することによって容易に得ることができる。この他、例えば、これも周知のピークホールド回路等、出力信号のピーク値を逐次検出する回路を利用して所定時間分の検出信号を確保しておき、当該確保された信号を適宜加工することによって積算値itgrlに相当するパラメータを得ることもできる。
【０１９８】
また、本実施の形態では、加速度センサ３１７の検出信号の信号振幅を適宜の期間積算することで、この積算値itgrlと極めて大きな相関性を有する着座速度を推定検出しているが、検出素子とこの検出素子と所定の隙間をもって対向する対象物との距離を検出可能な周知のギャップセンサを適用して上記着座速度を検出するようにしてもよい。
【０１９９】
その際、吸排気弁２８、２９のリフト量を微小時間間隔で観測するとともに、各観測点間の信号出力差を時間微分することで、各観測点における弁体等の変位速度を求めることができる。特に、例えば最大リフト量に相当するギャップを閾値として予め設定しておくことにより、ギャップセンサからの信号出力から演算されるギャップが閾値を上回る観測点を着座点として認識し、その観測点若しくはその観測点の直前の観測点における変位速度を着座速度と推定することができる。尚、各吸排気弁２８、２９のリフト量を微分して得られる速度信号に基づいて着座速度を推定することもできる。
【０２００】
このようにして推定された着座速度を、前述した「学習制御ルーチン」において積算値itgrlと同等のパラメータとして取り扱うことにより、本実施の形態に準ずる効果を奏することはできる。
【０２０１】
また、本実施の形態における電磁駆動機構３０、３１は、アーマチャの変位する両変位端にそれぞれ電磁コイルを備えるとともに、２本のスプリングがアーマチャを中立位置に保持すべく互いに対向する方向に向かってアーマチャを付勢する構成を有している。これに対し、アーマチャの変位方向に沿って、一方の側からのみスプリングが当該アーマチャを付勢するとともに他方の側にはアーマチャの変位動作を規制する規制部材を設け、さらに、スプリングの付勢力と対向する方向のみに向かってアーマチャに吸引力が作用するように電磁石を配設するよう各電磁駆動機構を構成してもよい。
【０２０２】
また、本実施の形態では、吸排気弁２８、２９及びアーマチャ３１１の着座速度を学習して指示電流値のデフォルト値を最適化する例について述べたが、吸排気弁２８、２９及びアーマチャ３１１の所定位置における変位速度を学習して指示電流値のデフォルト値を最適化するようにしてもよく、吸排気弁２８、２９及びアーマチャ３１１の所定の時期における変位位置を学習して指示電流値のデフォルト値を最適化するようにしてもよく、又は電磁駆動機構用アッセンブリに付随する加速度センサ３１７などの出力特性を学習して指示電流値のデフォルト値を最適化するようにしてもよい。
【０２０３】
【発明の効果】
本発明に係る電磁駆動弁の制御方法では、電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられる前に、該電磁駆動機構用アッセンブリの学習制御が行われるため、電磁駆動機構用アッセンブリが内燃機関に組み付けられた後に初めて使用される際には、組み付け前に行われた学習制御に従って電磁駆動機構用アッセンブリが制御されることになり、該電磁駆動機構用アッセンブリの学習制御に時間がかからなくなる。この結果、電磁駆動機構用アッセンブリが初めて使用される際には、該電磁駆動機構用アッセンブリを所望の態様で動作させ易くなり、電磁駆動機構用アッセンブリの制御性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る内燃機関の概略構成を示す平面図
【図２】 本発明に係る内燃機関の概略構成を示す断面図
【図３】 吸気側電磁駆動機構の内部構成を示す図
【図４】 ＥＣＵの内部構成を示すブロック図
【図５】 吸気弁が開弁状態から閉弁状態に移行する際のリフト量、並び に第１の電磁コイルに通電される指示電流等の変化態様を示す タイムチャート
【図６】 実施の形態に係る開弁量制御ルーチンを示すフローチャート
【図７】 吸気弁が開弁状態から閉弁状態に移行する際のリフト量、及び 第１の電磁コイルに通電される指示電流等の変化態様を示すタ イムチャート
【図８】 加速度センサの検出信号の信号振幅を累積的に積算して得られ る積算値の変化態様を示すタイムチャート
【図９】 指示電流値を逐次変更していく過程において加速度センサの信 号振幅の積算値が収束していく軌跡を示す図
【図１０】 実施の形態に係る吸気側電磁駆動機構用アッセンブリの構成 を示す図
【図１１】 実施の形態に係る治具の構成を示す図
【図１２】 吸気側電磁駆動機構用アッセンブリの製造から内燃機関が出 荷されるまでの工程を示すフローチャート
【図１３】 吸気側電磁駆動機構に適用される学習制御ルーチンを示すフ ローチャート（１）
【図１４】 吸気側電磁駆動機構に適用される学習制御ルーチンを示すフ ローチャート（２）
【図１５】 本実施の形態に係る学習制御に従って加速度センサの信号振 幅の積算値が収束点に収束するまでの軌跡を示す図
【符号の説明】
１・・・・・内燃機関
１０・・・・ロアヘッド
１２・・・・弁座
１３・・・・バルブガイド
２０・・・・ＥＣＵ
２５・・・・点火栓
２６・・・・吸気ポート
２７・・・・排気ポート
２８・・・・吸気弁
２９・・・・排気弁
３０・・・・吸気側電磁駆動機構
３０ａ・・・吸気側駆動回路
３１・・・・排気側電磁駆動機構
３１ａ・・・排気側駆動回路
３１６・・・ロアスプリング
３１７・・・加速度センサ
５００・・・ダミーヘッド
５１０・・・疑似吸気弁
５２０・・・疑似弁座
５３０・・・疑似バルブガイド
５４０・・・疑似ロアスプリング

Claims (3)

1. 相互に対向して配置された一対の電磁石、前記電磁石が発生する電磁力を受けて往復移動することにより内燃機関の吸気弁又は排気弁を開閉動作させるアーマチャ、前記電磁石へ励磁電流を印加する駆動回路、及び前記アーマチャが変位端に着座した時の振動を検出する加速度センサを具備する電磁駆動機構用アッセンブリを組み立てる第１工程と、
   前記電磁駆動機構用アッセンブリの駆動回路及び加速度センサを電子制御ユニットと電気的に接続する第２工程と、
   前記電磁駆動機構用アッセンブリ及び前記電子制御ユニットが内燃機関に組み付けられる前に、前記電子制御ユニットにより前記電磁駆動機構用アッセンブリを動作させる第３工程と、
   前記第３工程において加速度センサが振動を検出したタイミング及び検出された振動の振幅に基づいて前記アーマチャの着座速度を推定するとともに、推定された着座速度が目標着座速度となる励磁電流の印加量及び印加量の変更タイミングを前記電子制御ユニットに学習させる第４工程と、
   を備える電磁駆動弁の制御方法。
2. 前記第３工程において、前記電磁駆動機構用アッセンブリは、内燃機関に搭載される吸気弁又は排気弁と同形状の疑似吸気弁又は疑似排気弁を搭載した治具に組み付けられて動作させられることを特徴とする請求項１に記載の電磁駆動弁の制御方法。
3. 前記疑似吸気弁又は前記疑似排気弁は、前記内燃機関に搭載される吸気弁又は排気弁の初期公差の平均値を満たすように形成されることを特徴とする請求項２に記載の電磁駆動弁の制御方法。

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