JP4508215B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気バルブのバルブ特性を変更する可変バルブ機構を備える内燃機関の制御装置、特に可変バルブ機構としてバルブタイミング変更機構及びリフト量変更機構を備える内燃機関の制御装置に関するものである。

従来、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可変バルブ機構を搭載した内燃機関が実用化されている。このような可変バルブ機構としては、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更することで、カムシャフトによって開閉される吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構が広く知られている。

また近年、吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間（以下、リフト量と称する）を連続的に変更できるようにしたリフト量変更機構が提案されている（特許文献１）。このリフト量変更機構にあっては、所定の可動範囲における一方の可動限界位置に可動部が位置したときにリフト量が最大となる。そして、この可動範囲内において可動部を変位させることにより、吸気バルブのリフト量を変更する。こうしたリフト量変更機構を備える内燃機関の制御装置にあっては、リフト量が最も大きくなる可動限界位置に基づいて基準位置を設定し、この基準位置からの可動部の積算変位量に基づいて現在のリフト量を検出するようにしている。

このようなリフト量変更機構と上記バルブタイミング変更機構とを搭載した内燃機関にあっては、リフト量変更機構によって設定される吸気バルブのリフト量にあわせてバルブタイミングを変更する、即ちリフト量変更機構とバルブタイミング変更機構とを協調制御する。これにより機関運転状態に応じて吸気バルブのリフト量及びバルブタイミングを細密に制御し、出力、燃費及び排気性状の向上を図ることができるようになる。
特開２００１‐２６３０１５号公報

ところで、上記のようなリフト量変更機構を備える内燃機関の制御装置にあっては、制御装置に電力を供給する電力線の接触不良等による電力供給の一時的な途絶、いわゆる瞬断が発生すると、メモリに記憶されていた可動部の積算変位量が消失し、リフト量が把握できなくなる場合がある。また、例えば、制御装置に電力が供給されず可動部の変位量を監視していない機関停止中に何らかの理由により同可動部の位置が変化した場合には、制御装置が把握しているリフト量と、実際のリフト量との間にずれが生じることとなる。

このように制御装置が把握しているリフト量と実際のリフト量との間にずれが生じ、制御装置が実際のリフト量を正確に把握することができなくなると、制御装置が把握しているリフト量に基づいて設定されるバルブタイミングは、機関運転状態に適したものとはならなくなる。その結果、機関運転状態が不安定になり、場合によっては失火やノッキング等の発生をまねくおそれある。

具体的には、図１４（ａ）に示されるように吸気バルブのリフト量が非常に大きい状態で吸気バルブのバルブタイミングが進角側に設定された場合には、吸気バルブの開弁時期ＩＶＯが早くなるため、バルブオーバーラップが過度に大きくなり、内部ＥＧＲ量が増大する。その結果、燃焼に供される酸素が不足して燃焼が不安定になり失火がおこりやすくなる。また、図１４（ｂ）に示されるように吸気バルブのリフト量が非常に小さい状態で吸気バルブのバルブタイミングが遅角側に設定された場合には、吸気バルブの開弁時期ＩＶＯが上死点以降、且つ閉弁時期ＩＶＣが下死点近傍となる。その結果、吸気バルブの開弁時における燃焼室の負圧が増大して燃焼室に導入される空気の流速が速くなるとともに、下死点近傍において吸気バルブが閉弁されて圧縮が開始されるようになるため燃焼室内の温度及び圧力が上昇しやすくなり、ノッキングが発生しやすくなる。

この発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御装置が吸気バルブのリフト量を正確に把握することができなくなった場合であっても、失火やノッキングの発生を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、吸気通路に流れる吸気空気量を調量するスロットルバルブと、吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構と、前記吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間を可動部の変位に基づいて変更するリフト量変更機構と、最大リフト量及びリフト期間が最も大きくなる可動限界位置に基づいて基準位置を設定し、同基準位置からの前記可動部の積算変位量に基づいて前記可動部の位置を検出する位置検出手段と、要求吸入空気量に基づいて前記可動部の目標位置を設定し、前記位置検出手段によって検出される前記可動部の位置を同目標位置と一致させるように前記可動部を変位させて前記リフト量変更機構を駆動するとともに、前記リフト量変更機構の制御状態に応じて前記バルブタイミング変更機構を駆動する協調制御を実行する制御手段とを備える内燃機関の制御装置において、前記位置検出手段への電力供給の一時的な途絶が発生したか否かを判定する異常判定手段と、前記最大リフト量及びリフト期間が増大するように前記可動部を変位させ、前記可動部が停止した位置を前記可動限界位置として学習することにより前記積算変位量を補正する最大位置学習処理を実行する学習手段とを備え、前記異常判定手段によって電力供給の一時的な途絶が発生して前記可動部の位置が誤って検出されている旨の判定がなされているとき、前記制御手段は前記協調制御を禁止して機関負荷に基づいて前記バルブタイミング変更機構を駆動する処理と、前記スロットルバルブにより吸入空気量を調量する処理と、前記学習手段は前記最大位置学習処理を実行するときにアイドル回転速度を通常運転時のアイドル回転速度よりも上昇させる処理とを実行することをその要旨とする。

機関負荷が小さい場合、即ち吸気行程において燃焼室内に導入される空気の量が少ない場合には、燃焼室内の酸素が少ないため、燃焼が不安定になり失火がおこりやすくなる。一方、機関負荷が大きい場合、即ち吸気行程において燃焼室に導入される空気の量が多い場合には、圧縮行程において燃焼室内の温度及び圧力が上昇しやすいため、ノッキングが発生しやすくなる。そこで上記請求項１に記載の発明にあっては、位置検出手段によって電力供給の一時的な途絶が発生した旨の判定がなされている場合、即ち制御装置が把握している吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間（以下、リフト量と称する）と実際のリフト量とのずれが大きくなっていることが推定される場合には、協調制御を禁止して機関負荷に基づいてバルブタイミング変更機構を駆動するようにしている。そのため、不正確なリフト量変更機構の制御状態に基づいてバルブタイミングが設定されることを回避し、機関負荷が小さいときには失火の発生を抑制するようにバルブタイミングを変更する一方、機関負荷が大きいときにはノッキングの発生を抑制するようにバルブタイミングを変更することができる。その結果、制御装置が吸気バルブのリフト量を正確に把握することができなくなった場合であっても、失火やノッキングの発生を抑制することができるようになる。
また、最大位置学習処理を実行することによって制御装置が把握しているリフト量と実際のリフト量とのずれを解消することができるようになる。また、スロットルバルブによって吸入空気量を調量しつつ、リフト量を大きくするように可動部を駆動して最大位置学習処理を行うため、スロットルバルブの絞り作用により吸入空気量が過度に大きくなることを抑制することができ、機関運転中であっても最大位置学習処理を実行することができる。
また、スロットルバルブによって吸入空気量を調量する場合には、スロットルバルブの開度を変更することにより最大位置学習処理実行中であっても機関出力を変更することができる。このようにスロットルバルブの開度を変更する場合には、機関負荷が変化するため、失火やノッキングの発生する可能性もそれぞれ変化する。そこで、こうした最大位置学習処理を実行する構成を採用する場合にあっては、請求項１又は請求項２に記載の発明によるように機関負荷に基づいてバルブタイミングを変更する構成を併せて採用することにより、機関負荷の変化に伴う失火やノッキングの発生する可能性に併せた態様でバルブタイミングを変更し、失火やノッキングの発生をより好適に抑制することができるようになる。
また、アイドリング状態のような極低負荷時には燃焼が不安定になりやすく失火が発生しやすい。そのため、アイドル回転速度を上昇させることにより、燃焼を安定させ失火の発生をより好適に抑制することができる。
すなわち、最大位置学習処理を実行する場合にあっては、最大位置学習処理の実行に伴って吸気バルブのリフト量が最も大きくなるＨｉ端まで可動部を駆動するため、バルブオーバーラップが過度に大きくなり、失火が発生しやすくなる。そこで、このような最大位置学習処理を実行する場合にあっては、アイドル回転速度を上昇させる制御を併せて適用することが望ましい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記制御手段は、前記異常判定手段によって電力供給の一時的な途絶が発生して前記可動部の位置が誤って検出されている旨の判定がなされている場合には、機関負荷が小さいときほど前記吸気バルブのバルブタイミングがより遅角側に、機関負荷が大きいときほど同バルブタイミングがより進角側に設定されるように前記バルブタイミング変更機構を駆動することをその要旨とする。

吸気バルブのリフト量が非常に大きい状態で吸気バルブのバルブタイミングが進角側に設定された場合には、バルブオーバーラップが過度に大きくなり、燃焼に供される酸素が不足して燃焼が不安定になり失火がおこりやすくなる。一方、吸気バルブのリフト量が非常に小さい状態で吸気バルブのバルブタイミングが遅角側に設定された場合には、吸気バルブの開弁時期が上死点以降、且つ閉弁時期が下死点近傍となり、燃焼室内の温度及び圧力が上昇しやすくなり、ノッキングが発生しやすくなる。

そこで、具体的には請求項２に記載の発明によるように異常判定手段によって、電力供給の一時的な途絶が発生した旨の判定がなされている場合には、機関負荷が小さいときほど吸気バルブのバルブタイミングが遅角側に、機関負荷が大きいときほど吸気バルブのバルブタイミングが進角側に設定されるようにバルブタイミング変更機構を駆動するといった構成を採用することができる。

こうした構成によれば、機関負荷が小さいとき、即ちノッキングは発生しにくいが失火が発生しやすいときには、吸気バルブのバルブタイミングが遅角側に設定されるようになり、吸気バルブのリフト量が正確に把握できない状態であっても、吸気バルブのバルブ特性が失火の発生しやすいバルブ特性に設定されることを回避することができ、失火の発生を好適に抑制することができる。また、機関負荷が大きいとき、即ち失火は発生しにくいがノッキングが発生しやすいときには、吸気バルブのバルブタイミングが進角側に設定されるようになり、吸気バルブのリフト量が正確に把握できない状態であっても、吸気バルブのバルブ特性がノッキングの発生しやすいバルブ特性に設定されることを回避することができ、ノッキングの発生を好適に抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、前記制御手段は、前記可動部の可動範囲内において同可動範囲よりも狭い範囲に設定された所定の制御範囲において前記可動部を変位させることにより前記吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間を変更することをその要旨とする。

吸気バルブのリフト量が最も小さくなる可動限界位置（以下、Ｌｏ端と称する）と、吸気バルブのリフト量が最も大きくなる可動限界位置（以下、Ｈｉ端と称する）とによって規制される可動範囲全体に亘って可動部を駆動することにより吸気バルブのリフト量を変更するようにした場合には、リフト量の変更に伴って可動部の変位がＨｉ端又はＬｏ端において制限される度に衝撃が発生することとなり、ひいてはリフト量変更機構の耐久性の低下をまねく懸念がある。この点、上記請求項４に記載の発明にあっては、Ｌｏ端とＨｉ端とによって規制される可動範囲よりも狭い範囲に設定された所定の制御範囲において可動部を変位させることによりリフト量を変更するようにしている。こうした構成によれば、リフト量の変更に際して可動部の変位がＨｉ端又はＬｏ端によって制限されることにより衝撃が発生することを回避することができるようになり、ひいてはリフト量変更機構の耐久性を向上させることができる。

以下、この発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について、図１〜図１４を参照して説明する。尚、図１はこの制御装置が適用される内燃機関の概略構成を示す模式図である。

図１に示されるようにこの内燃機関１は、シリンダブロック１０とシリンダヘッド２０とを組み合わせることにより構成されている。シリンダブロック１０に形成されたシリンダ１１には、ピストン１２が摺動可能に収容されている。このピストン１２は、コネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１５と連結されている。そして、シリンダブロック１０の上部にはシリンダヘッド２０が組み付けられ、シリンダ１１の内周面、ピストン１２の上面及びシリンダヘッド２０の下面によって燃焼室１３が区画形成されている。

シリンダヘッド２０には、燃焼室１３内に突出する点火プラグ１４が設けられるとともに、燃焼室１３と連通する吸気ポート２１及び排気ポート２２が形成されている。吸気ポート２１は図示しない吸気マニホールドと接続されて吸気通路３０の一部を構成している。また、排気ポート２２は、図示しない排気マニホールドと接続されて排気通路４０の一部を構成している。尚、吸気通路３０には、燃焼室１３に導入される空気の量を調量するスロットルバルブ３３と、燃焼室１３に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３４とが設けられている。

図１に示されるようにシリンダヘッド２０には、吸気通路３０と燃焼室１３とを連通・遮断する吸気バルブ３１と、排気通路４０と燃焼室１３とを連通・遮断する排気バルブ４１とが設けられている。各バルブ３１，４１は図示しないバルブスプリングの付勢力によって閉弁方向に付勢されている。

また、シリンダヘッド２０の内部には、各バルブ３１，４１に対応してラッシュアジャスタ２５が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ２５と各バルブ３１，４１との間にはロッカアーム２６が架設されている。図１に示されるようにロッカアーム２６は、その一端がラッシュアジャスタ２５に支持されるとともに、他端が各バルブ３１，４１の基端部に当接されている。

更に、シリンダヘッド２０には、各バルブ３１，４１を駆動する吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２がそれぞれ回動可能に支持されている。これら吸気カムシャフト３２及び排気カムシャフト４２は、クランクシャフト１５が１回転するのに伴ってそれぞれ２回転するように図示しないタイミングチェーンによりクランクシャフト１５と連結されている。また、吸気カムシャフト３２には、クランクシャフト１５に対する吸気カムシャフト３２の相対回転位相を変更することにより吸気バルブ３１のバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構２００が設けられている。

吸気カムシャフト３２には吸気カム３２ａが形成されており、排気カムシャフト４２には排気カム４２ａが形成されている。排気カム４２ａの外周面は、排気バルブ４１と当接しているロッカアーム２６に当接されている。これにより、機関運転時に排気カムシャフト４２が回転すると、排気カム４２ａの作用によりロッカアーム２６はラッシュアジャスタ２５によって支持された部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ４１はロッカアーム２６によって開弁方向にリフトされるようになる。

一方、吸気カム３２ａと、吸気バルブ３１に当接しているロッカアーム２６との間にはリフト量変更機構３００が設けられている。このリフト量変更機構３００は入力アーム３１１と出力アーム３２１とを有しており、これら入力アーム３１１及び出力アーム３２１はシリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０を中心に揺動可能に支持されている。ロッカアーム２６は、バルブスプリングの付勢力によって出力アーム３２１側に付勢され、出力アーム３２１の外周面に当接されている。これによりリフト量変更機構３００は、図１に示されるように左回り方向Ｗ１に付勢され、入力アーム３１１の先端に設けられたローラ３１１ａが吸気カム３２ａの外周面に押圧されている。従って機関運転時に吸気カム３２ａが回転すると、吸気カム３２ａの作用によりリフト量変更機構３００は支持パイプ３３０を中心に揺動する。そして、出力アーム３２１の作用によりロッカアーム２６がラッシュアジャスタ２５によって支持されている部分を支点として揺動し、その結果、吸気バルブ３１はロッカアーム２６によって開弁方向にリフトされるようになる。

次に、図２を参照してリフト量変更機構３００の構成について詳しく説明する。尚、図２はリフト量変更機構３００の内部構造を示す破断斜視図である。シリンダヘッド２０に固定された支持パイプ３３０の内部には、図２に示されるようにコントロールシャフト３４０が軸方向に移動可能に挿入されている。また、支持パイプ３３０には円筒状のスライダ３５０が軸方向に移動可能に外嵌されている。

この円筒状のスライダ３５０の内壁には、その周方向に沿って延伸する溝３５３が形成されており、この溝３５３にはブッシュ３５４が嵌合されている。また、支持パイプ３３０の管壁にはその軸方向に延伸する長孔３３１が形成されており、スライダ３５０とコントロールシャフト３４０との間には、この長孔３３１を通じてこれらスライダ３５０とコントロールシャフト３４０とを連結する係止ピン３４１が設けられている。そして、この係止ピン３４１の一端がコントロールシャフト３４０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３５４に形成された貫通孔に挿入されている。これにより、スライダ３５０は支持パイプ３３０及びコントロールシャフト３４０を中心にその周方向に自由に揺動し、且つコントロールシャフト３４０の軸方向の変位に連動してその軸方向に移動するようになっている。

また、スライダ３５０の外周面には、その中央部分にヘリカルスプライン３５１が形成されるとともに、その両端部分にヘリカルスプライン３５１と歯すじが逆向きに傾斜するヘリカルスプライン３５２が形成されている。

このスライダ３５０には、図２に示されるように一対の出力部３２０が入力部３１０を挟むように位置して外嵌されている。入力部３１０の内周面には、ヘリカルスプライン３１２が形成されており、このヘリカルスプライン３１２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５１と噛合している。また、入力部３１０の外周面には、コントロールシャフト３４０の径方向に突出する一対の入力アーム３１１が形成されており、これら一対の入力アーム３１１の間にはローラ３１１ａが回転可能に支持されている。

一方、一対の出力部３２０の内周面にはヘリカルスプライン３２２が形成されており、このヘリカルスプライン３２２がスライダ３５０のヘリカルスプライン３５２とそれぞれ噛合している。また、出力部３２０の外周面には、コントロールシャフト３４０の径方向に突出する出力アーム３２１がそれぞれ形成されている。

こうしたリフト量変更機構３００にあっては、コントロールシャフト３４０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３５０が軸方向に変位する。スライダ３５０の外周面に形成されたヘリカルスプライン３５１，３５２は、入力部３１０及び出力部３２０の内周面に形成されたヘリカルスプライン３１２，３２２とそれぞれ噛合されているため、スライダ３５０がその軸方向に変位すると、入力部３１０と出力部３２０はそれぞれ逆の方向に回動する。その結果、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が変更され、吸気バルブ３１の最大リフト量及びリフト期間（以下、リフト量と称する）が変更される。具体的には、図２示される矢印Ｈｉ方向にコントロールシャフト３４０を変位させると、コントロールシャフト３４０とともにスライダ３５０がＨｉ方向に移動する。それに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が大きくなり、吸気バルブ３１のリフト量が大きくなる。一方、図２に示される矢印Ｌｏ方向にコントロールシャフト３４０を変位させると、コントロールシャフト３４０とともにスライダ３５０がＬｏ方向に移動するのに伴って入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなり、吸気バルブ３１のリフト量が小さくなる。

先の図１に示されるように内燃機関１には、機関運転状態を検出する各種センサや運転者による操作を検出するスイッチが設けられている。例えば、アクセルペダル７０に設けられたアクセルセンサ７１は、アクセルペダル７０の操作量（アクセル操作量ＡＣＣＰ）を検出する。クランクシャフト１５の近傍に設けられたクランク角センサ７２は、クランクシャフト１５の所定回転角毎にパルス信号を出力し、この信号に基づいて機関回転速度ＮＥが算出される。スロットルポジションセンサ７３は、吸気通路３０に設けられたスロットルバルブ３３の開度（スロットル開度）を検出する。吸気通路３０に設けられたエアフローメータ７４は、燃焼室１３に導入される吸入空気量ＧＡを検出する。吸気カムシャフト３２の近傍に設けられたカムポジションセンサ７５は、吸気カム３２ａの位相θに対応した信号を出力する。また、車両の運転者による機関運転要求を検出するイグニッションスイッチ７６は、運転者により切り換え操作され、現在の切換位置に対応した信号を出力する。

内燃機関１の各種機関制御を実行する電子制御装置６０には、これら各種センサ及びスイッチが接続されており、電子制御装置６０は、これら各種センサ及びスイッチによる検出信号を取り込み、機関制御にかかる各種演算処理を実行する。そして、その演算処理の結果に応じた駆動信号を点火プラグ１４や燃料噴射弁３４等に出力して内燃機関１の機関運転を統括的に制御する。

また、本実施形態の内燃機関１にあっては、機関運転中に吸気通路３０に設けられたスロットルバルブ３３を全開状態に保持するとともに、リフト量変更機構３００によって吸気バルブ３１のリフト量を変更することにより吸入空気量ＧＡを調量する。電子制御装置６０は、アクセル操作量ＡＣＣＰや機関回転速度ＮＥ等に基づいて要求吸入空気量を算出し、その要求吸入空気量に基づいてリフト量変更機構３００を駆動する。

ところで、リフト量変更機構３００の駆動を通じた吸気バルブ３１のリフト量の変更に際しては、図３に示されるように吸気バルブ３１のリフト量が変化するのに伴って開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣが変化する。具体的には図３に二点鎖線で示されるように吸気バルブ３１のリフト量を増大させた場合には、リフト期間が長くなるため結果として開弁時期ＩＶＯが進角されるとともに、閉弁時期ＩＶＣが遅角されることとなる。これにより、リフト量の変更に伴って吸気バルブ３１と排気バルブ４１とのバルブオーバーラップが変化してしまう。

そこで、本実施形態の内燃機関１では、リフト量変更機構３００の制御状態に応じてバルブタイミング変更機構２００を駆動することにより、吸気バルブ３１のリフト量の変更に伴う開弁時期ＩＶＯの変化を抑制するようにしている。具体的には図４に示されるように、吸気バルブ３１のリフト量を大きくする場合にはそれと併せてバルブタイミングを遅角させ、一方で、リフト量を小さくする場合にはそれと併せてバルブタイミングを進角させる。これにより、リフト量を変化させた場合であってもバルブオーバーラップの変化を抑制することができる。

このようにリフト量変更機構３００の制御状態に応じてバルブタイミング変更機構２００を駆動する、即ちリフト量変更機構３００とバルブタイミング変更機構２００との協調制御を実行することにより、吸気バルブ３１のリフト量の変化に伴うバルブオーバーラップの変化を相殺し、機関運転状態に応じて吸気バルブ３１のリフト量及びバルブオーバーラップを細密に制御することができるようになる。

ここで、機関運転状態に応じて吸気バルブ３１のリフト量を変更するとともに、バルブオーバーラップを所望の量に調整するためには、リフト量変更機構３００の制御状態を正確に検出する必要がある。

本実施形態の内燃機関１にあっては、リフト量変更機構３００の制御状態をコントロールシャフト３４０の位置に基づいて検出するようにしている。以下、コントロールシャフト３４０の位置を検出する方法及びコントロールシャフト３４０の駆動態様について、図５〜８を参照して詳しく説明する。

図５は、コントロールシャフト３４０を駆動するアクチュエータ５０とその制御装置の概略構成を示す模式図である。図５に示されるように、コントロールシャフト３４０の基端部（図５における右側端部）には、アクチュエータ５０として、ブラシレスモータ５２が変換機構５１を介して連結されている。ブラシレスモータ５２の回転運動は、この変換機構５１によってコントロールシャフト３４０の軸方向への直線運動に変換される。そして、上記ブラシレスモータ５２の所定の回転角範囲内での回転駆動、例えばブラシレスモータ５２の１０回転分の回転角範囲（０〜３６００°）内での回転駆動を通じて、コントロールシャフト３４０が軸方向に変位してリフト量変更機構３００が駆動される。

因みに、ブラシレスモータ５２を正回転させると、コントロールシャフト３４０は、図５の矢印Ｈｉ方向に移動し、上述したようにリフト量変更機構３００の入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が大きくなる。また、コントロールシャフト３４０の矢印Ｈｉ方向への移動は、コントロールシャフト３４０に設けられたＨｉ端側ストッパ３４３によって規制されるようになっており、このＨｉ端側ストッパ３４３がシリンダヘッド２０の一部に当接した位置が吸気バルブ３１のリフト量が最も大きくなる可動限界位置（以下、Ｈｉ端と称する）となっている。

一方、ブラシレスモータ５２を逆回転させると、コントロールシャフト３４０は図５の矢印Ｌｏ方向に移動し、入力アーム３１１と出力アーム３２１との相対位相差が小さくなる。コントロールシャフト３４０の矢印Ｌｏ方向への移動は、コントロールシャフト３４０に設けられたＬｏ端側ストッパ３４２によって規制されるようになっており、このＬｏ端側ストッパ３４２がシリンダヘッド２０の一部に当接した位置が吸気バルブ３１のリフト量が最も小さくなる可動限界位置（以下、Ｌｏ端と称する）となっている。

このようにコントロールシャフト３４０をその軸方向に変位させることにより吸気バルブ３１のリフト量は、コントロールシャフト３４０の軸方向の位置に対応して変化する。そして、コントロールシャフト３４０の軸方向の位置は、ブラシレスモータ５２の上記所定回転角範囲内での回転角に対応して変化する。

ブラシレスモータ５２には、この回転角に基づく信号を出力し、コントロールシャフト３４０の位置を検出する位置検出センサ７７として、２つの位置センサＳ１，Ｓ２が設けられている。各位置センサＳ１，Ｓ２は、ブラシレスモータ５２の回転時にブラシレスモータ５２のロータと一体回転する４８極の多極マグネットの磁束変化に応じて、図６（ａ）及び（ｂ）に示されるようにパルス状の信号、即ちハイ信号「Ｈ」とロー信号「Ｌ」とを交互に出力する。尚、図６はブラシレスモータ５２の回転に伴う位置センサＳ１，Ｓ２の信号と、位置カウント値Ｐ及びストロークカウント値Ｓの遷移態様を示すタイミングチャートである。

また、各位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号は、互いに位相をずらした状態で出力されるようになっており、正回転時には位置センサＳ１からのパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジがそれぞれ位置センサＳ２からのパルス信号の立ち上がりエッジ及び立ち下がりエッジよりも先に生じるようになっている。尚、各位置センサＳ１，Ｓ２のうち一方のセンサから出力されるパルス信号のエッジは、ブラシレスモータ５２の７．５°回転毎に発生するようになっている。また、一方のセンサからのパルス信号は、他方のセンサからのパルス信号に対し、ブラシレスモータ５２の３．７５°回転分だけ位相をずらして発生するようになっている。したがって、位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジ間隔は３．７５°となっている。

図５に示されるように上記各位置センサＳ１，Ｓ２の信号は図１を参照して上述した電子制御装置６０に取り込まれる。そして、電子制御装置６０は同信号に基づいてブラシレスモータ５２を駆動制御する。電子制御装置６０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）６１、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）６２、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３、記憶データを書き換え可能な不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ６４等を備えている。

ＣＰＵ６１は、上述したように内燃機関１の機関運転にかかる燃料噴射量や、点火時期の制御、またバルブタイミング変更機構２００の駆動を通じたバルブタイミングの制御にかかる演算の他、リフト量変更機構３００の駆動、即ちブラシレスモータ５２の駆動にかかる各種演算処理を実行する。具体的には、位置センサＳ１，Ｓ２からの信号に基づいてコントロールシャフト３４０の位置を検出するとともに、要求吸入空気量に対応したコントロールシャフト３４０の目標位置を算出し、コントロールシャフト３４０の位置がその目標位置と一致するように、ブラシレスモータ５２の駆動を制御する。ＲＯＭ６２には、各種制御プログラム等が予め記憶されている。ＲＡＭ６３は記憶データの保持にバッテリバックアップを必要とする揮発性メモリであって、ＣＰＵ６１の演算結果等が一時的に記憶される。ＥＥＰＲＯＭ６４は電気的に記憶データを書き換えることが可能であり、その記憶データの保持にバッテリバックアップを必要としないメモリである。

次に、コントロールシャフト３４０の軸方向の位置についてその検出方法を図６及び図７を併せ参照して詳しく説明する。尚、図７は各位置センサＳ１，Ｓ２の信号と位置カウント値Ｐの増減との関係を示す表である。

上述したように、図６における（ａ），（ｂ）は、ブラシレスモータ５２の回転時において、位置センサＳ１，Ｓ２から出力されるパルス信号の出力パターンをそれぞれ示している。また、図６における（ｃ），（ｄ）は、ブラシレスモータ５２の回転に伴う位置カウント値Ｐ及びストロークカウント値Ｓの遷移態様を示している。尚、位置カウント値Ｐは、内燃機関１を始動する際のイグニッションスイッチ７６のオン操作（ＩＧオン）後、ブラシレスモータ５２の回転に伴いコントロールシャフト３４０の軸方向の位置がどれだけ変化したか、即ちコントロールシャフト３４０が基準位置からどれだけ移動したのかを表す積算変位量に対応している。また、ストロークカウント値Ｓは、基準位置を示す基準値Ｓｓｔとこの位置カウント値Ｐとに基づいて算出され、コントロールシャフト３４０の軸方向の位置を表すものである。尚、基準値Ｓｓｔは、前回の機関運転終了時のストロークカウント値Ｓであり、機関運転終了時にその都度ＥＥＰＲＯＭ６４に記憶されるものである。

コントロールシャフト３４０の位置検出にあっては、まず各位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号の出力パターンに基づき、同パルス信号のエッジ毎に位置カウント値Ｐが増減される。詳しくは、図７に示されるように、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あるいは立ち下が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ハイ信号「Ｈ」あるいはロー信号「Ｌ」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には、「＋１」あるいは「−１」が加算される。尚、同図７において、「↑」はパルス信号の立ち上がりエッジを表し、「↓」はパルス信号の立ち下がりエッジを表している。このように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となっている。

ここで、ブラシレスモータ５２の正回転中であれば、図６（ｃ）に示されるように、位置カウント値Ｐは、位置センサＳ１，Ｓ２からのパルス信号のエッジ毎に「１」ずつ加算される。また、ブラシレスモータ５２の逆回転中であれば、位置カウント値Ｐは、上記エッジ毎に「１」ずつ減算される。尚、この位置カウント値Ｐは、電子制御装置６０のＲＡＭ６３に記憶されるため、図６（ｃ）に示されるようにイグニッションスイッチ７６のオフ操作（ＩＧオフ）がなされ、ＲＡＭ６３への給電が停止されたときに「０」にリセットされる。

このようして位置カウント値Ｐが算出されると、ＣＰＵ６１はＥＥＰＲＯＭ６４に記憶されている基準値Ｓｓｔと算出された位置カウント値Ｐとに基づいてストロークカウント値Ｓを算出する。具体的には、予めＥＥＰＲＯＭ６４に記憶された基準値Ｓｓｔに位置カウント値Ｐを加算して得られる値が新たなストロークカウント値Ｓとして算出される。このようにストロークカウント値Ｓが更新されることにより、コントロールシャフト３４０の位置が検出される。

これにより、図６（ｄ）に示されるようにブラシレスモータ５２の正回転中には、位置カウント値Ｐの増大分に合わせてストロークカウント値Ｓが増大する。一方、ブラシレスモータ５２の逆回転中には、位置カウント値Ｐの減少分に合わせてストロークカウント値Ｓが減少する。

電子制御装置６０は、ストロークカウント値Ｓが算出されると、コントロールシャフト３４０の目標位置としての目標ストロークカウント値Ｓｐとストロークカウント値Ｓとを比較する。そして、ストロークカウント値Ｓを目標ストロークカウント値Ｓｐに一致させるようにブラシレスモータ５２の回転駆動制御を、即ちリフト量変更機構３００の駆動制御を行う。

以下、図８を参照して、このような態様にてコントロールシャフト３４０の位置を検出する場合のストロークカウント値Ｓと実際のコントロールシャフト３４０の位置との関係を具体的に説明する。

図８は、ブラシレスモータ５２の１０回転分（０〜３６００°）に相当する可動範囲において、リフト量変更機構３００を駆動する場合におけるストロークカウント値Ｓの値と実際のコントロールシャフト３４０の位置との関係を示す説明図である。

上述したように本実施形態の内燃機関１にあっては、ブラシレスモータ５２の３．７５°回転毎に位置カウント値Ｐ及びストロークカウント値Ｓの値が「１」ずつ増減される。そのため、Ｌｏ端に対応するストロークカウント値Ｓを「０」とするとＨｉ端に対応するストロークカウント値Ｓの値は「９６０」となる。尚、以下では、Ｌｏ端とＨｉ端の中間位置を基準位置とした場合（Ｓｓｔ＝４８０）について説明する。

例えば、図８（ａ）に示されるようにコントロールシャフト３４０がブラシレスモータ５２の２回転（７２０°）に相当する分だけＨｉ端側に駆動され、基準位置から矢印で示される位置まで移動した場合には、位置カウント値Ｐが「１９２」となり、ストロークカウント値Ｓが「６７２」となる。これにより、Ｌｏ端からＨｉ端までの距離を「１」とした場合、コントロールシャフト３４０がＨｉ端まで「６７２／９６０」の位置、即ち「７／１０」の位置にあることが検出される。

ところで、電子制御装置６０に電力を供給する電力線の接触不良等による電力供給の一時的な途絶、いわゆる瞬断が発生すると、ＲＡＭ６３に記憶されていた位置カウント値Ｐが消失してしまうことがある。このような瞬断により位置カウント値Ｐが消失した場合、例えば位置カウント値Ｐが初期値「０」になってしまった場合には、ストロークカウント値Ｓ、即ち電子制御装置６０が把握しているコントロールシャフト３４０の位置が実際のコントロールシャフト３４０の位置からずれてしまう。

具体的には、瞬断により位置カウント値Ｐが「０」になってしまうと、図８（ｂ）に矢印で示されるように実際にはコントロールシャフト３４０がＨｉ端まで「７／１０」の位置にあるにもかかわらず、ストロークカウント値Ｓが「４８０」になってしまう。これにより、電子制御装置６０は、コントロールシャフト３４０が基準位置、即ちＬｏ端とＨｉ端の中間位置にあるものと誤認識してしまう。

このようにコントロールシャフト３４０の位置が誤って検出されると、その誤って検出された位置に基づいて推定される吸気バルブ３１のリフト量と、実際の吸気バルブ３１のリフト量との間にはずれが生じる。

そのため、電子制御装置６０が把握しているリフト量変更機構３００の制御状態に基づいてバルブタイミング変更機構２００を協調制御している場合には、バルブタイミング変更機構２００によって設定されたバルブタイミングは、機関運転状態に適したものとはならなくなる。その結果、機関運転状態が不安定になり、場合によっては失火やノッキング等の発生をまねくおそれある。

具体的には、図１４（ａ）に示されるように吸気バルブ３１のリフト量が非常に大きい状態で吸気バルブ３１のバルブタイミングが進角側に設定された場合には、吸気バルブ３１の開弁時期ＩＶＯが早くなるため、バルブオーバーラップが過度に大きくなり、内部ＥＧＲ量が増大する。その結果、燃焼に供される酸素が不足して燃焼が不安定になり失火がおこりやすくなる。また、図１４（ｂ）に示されるように吸気バルブ３１のリフト量が非常に小さい状態で吸気バルブのバルブタイミングが遅角側に設定された場合には、吸気バルブの開弁時期ＩＶＯが上死点以降、且つ閉弁時期ＩＶＣが下死点近傍となる。その結果、吸気バルブ３１の開弁時における燃焼室１３の負圧が増大して燃焼室１３に導入される空気の流速が速くなるとともに、下死点近傍において吸気バルブ３１が閉弁されて圧縮が開始されるようになるため燃焼室１３内の温度及び圧力が上昇しやすくなり、ノッキングが発生しやすくなる。

ところで、こうした瞬断による位置カウント値Ｐの消失を抑制するために、記憶データの保持にバッテリバックアップを必要としないＥＥＰＲＯＭ６４に位置カウント値Ｐの値を記憶する構成を採用することも考えられる。しかしながら、ＥＥＰＲＯＭ６４は、記憶データの書き換え回数に制限があり、コントロールシャフト３４０が駆動されるときに逐次変化する位置カウント値Ｐを記憶するようにした場合には、その耐久性が著しく低下してしまうため、こうした構成を採用することは現実的ではない。

そこで、本実施形態にかかる内燃機関１にあっては、以下のような最大位置学習処理を実行することによってこうした位置カウント値Ｐの消失に起因する実際のコントロールシャフト３４０の位置とストロークカウント値Ｓとのずれを補正するようにしている。

この最大位置学習処理にあっては、瞬断によって位置カウント値Ｐが消失した場合には、図８（ｃ）に破線矢印で示されるように一定の駆動力でコントロールシャフト３４０をＨｉ端側に変位させる。このとき、吸気バルブ３１のリフト量が次第に大きくなるため、吸気通路３０に設けたスロットルバルブ３３によって吸入空気量ＧＡを調量するスロットル制御に移行し、リフト量の増大に伴う吸入空気量ＧＡの過度の増大を抑制する。そして、Ｈｉ端側ストッパ３４３がシリンダヘッド２０に当接して、コントロールシャフト３４０の変位が停止した位置をＨｉ端として学習する。例えば、この位置におけるストロークカウント値Ｓが「９６０」となるように位置カウント値Ｐの値を「４８０」に設定する。

こうしてコントロールシャフト３４０をＨｉ端側に駆動して停止した位置をＨｉ端として学習する最大位置学習処理を実行することにより、電子制御装置６０が把握しているコントロールシャフト３４０の位置と、実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれを解消することができる。

また、本実施形態の内燃機関１にあっては、電子制御装置６０によって把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされている場合には、リフト量変更機構３００とバルブタイミング変更機構２００との協調制御を禁止するようにしている。

以下、これら最大位置学習処理及び協調制御の禁止にかかるリフト量変更機構３００の制御態様及びバルブタイミング変更機構２００の制御態様について図９及び図１０を参照して説明する。

まず、図９を参照して最大位置学習処理にかかるリフト量変更機構３００の制御について説明する。尚、図９はこの制御にかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、機関運転中に電子制御装置６０によって繰り返し実行される。

この処理が開始されると、まずステップＳ１００において、電子制御装置６０に電力が供給されてから最初の制御周期であるか否かを判定する。ステップＳ１００において、通電後最初の制御周期であることが判定された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）には、ステップＳ１１０へと進み、駆動中フラグＦｄｒｖが「ＯＮ」であるか否かを判定する。この駆動中フラグＦｄｒｖは機関始動時に「ＯＮ」に設定され、機関運転終了時に「ＯＦＦ」に設定されるフラグであり、記憶データの保持にバッテリバックアップを必要としないＥＥＰＲＯＭ６４に記憶されている。そのため、ステップＳ１１０において、この駆動中フラグＦｄｒｖが「ＯＮ」に設定されている場合には、正常な機関運転終了を経ずに電子制御装置６０への給電が再開されたこと、即ち瞬断が発生したあと電力の供給が再開された直後であることが推定される。

ステップＳ１１０において、駆動中フラグＦｄｒｖが「ＯＮ」である旨判定された場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、即ち瞬断発生直後である旨が判定された場合には、ステップＳ１２０へと進み、瞬断判定フラグＦｓｄを「ＯＮ」に設定する。この瞬断判定フラグは、上述のようにして瞬断が発生した旨の判定がなされると「ＯＮ」に設定され、上述した最大位置学習処理が完了したときに「ＯＦＦ」に設定される。尚、この瞬断判定フラグＦｓｄは、ＲＡＭ６３に記憶され、初期状態、即ち機関始動時において「ＯＦＦ」に設定されている。こうして瞬断判定フラグＦｓｄを「ＯＮ」に設定すると、ステップＳ１３０へと進む。

一方、ステップＳ１１０において、駆動中フラグＦｄｒｖが「ＯＦＦ」である旨判定された場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）には、正常な機関運転終了を経たあとの電子制御装置６０への給電の開始であること、即ち瞬断が発生していないことが推定され、ステップＳ１２０をスキップして、ステップＳ１３０へと進む。

また、ステップＳ１００において、電子制御装置６０への給電が開始されてから最初の制御周期ではない旨判定された場合（ステップＳ１００：ＮＯ）には、ステップＳ１１０及びステップＳ１２０をスキップしてステップＳ１３０へと進む。

ステップＳ１３０では、瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＮ」であるか否かを判定する。ステップＳ１３０において、瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＦＦ」である旨判定された場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）には、瞬断が発生していないため、ステップＳ１４０へと進み、アイドル回転速度ＮＥｉを通常のアイドル回転速度である標準回転速度ＮＥｓｔに設定する。

そして、ステップＳ１５０へと進み、上述したように要求吸入空気量に基づいてコントロールシャフト３４０の目標位置を設定し、コントロールシャフト３４０を駆動して吸気バルブ３１のリフト量を変更する通常の制御を実行する。こうしてコントロールシャフト３４０を駆動するとこの処理を一旦終了する。

一方、ステップＳ１３０において、瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＮ」である旨判定された場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）には、瞬断が発生したことによりストロークカウント値Ｓの値に基づいて電子制御装置６０に把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置との間にずれが生じていることが推定され、電子制御装置６０に把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされる。そして、ステップＳ１４５へと進み、標準回転速度ＮＥｓｔに所定量αを加算した値をアイドル回転速度ＮＥｉとして設定し、ステップＳ１５５において上述した最大位置学習処理を実行してこの処理を一旦終了する。

こうしてこの処理を繰り返し実行することにより、瞬断が発生したか否かが判定される。そして、上述のように瞬断が発生した旨の判定に基づいて、電子制御装置６０によって把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされた場合には最大位置学習処理が実行されるようになる。

次に、図１０を参照して協調制御の禁止にかかるバルブタイミング変更機構２００の制御について説明する。尚、図１０は、この制御にかかる一連の処理の流れを示すフローチャートである。この処理は、機関運転中に電子制御装置６０によって繰り返し実行される。

この処理が開始されると、まずステップＳ２００において瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。ステップＳ２００において、瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＦＦ」に設定されている場合には、瞬断が発生していない旨推定され、吸入空気量ＧＡ、機関回転速度ＮＥに基づいて算出される機関負荷に基づいて目標バルブオーバーラップを設定するとともに、リフト量変更機構３００の制御状態に基づいてバルブタイミング変更機構２００を協調制御する。即ち、機関負荷とストロークカウント値Ｓとに基づいて吸気カム３２ａの目標位相θｔｒｇを設定する。基本的には、コントロールシャフト３４０の位置、即ち吸気バルブ３１のリフト量が大きいときほど目標位相θｔｒｇは遅角側に設定され、リフト量が小さいときほど目標位相θｔｒｇは進角側に設定される。これによりリフト量の変化に伴う吸気バルブ３１の開弁時期ＩＶＯの変化が吸気カム３２ａの位相θの変更により相殺される。そして、これと併せてバルブオーバーラップが機関運転状態に適した量となるように目標位相θｔｒｇが更に進角側又は遅角側に設定されることとなる。

こうして協調制御にかかる目標位相θｔｒｇが設定されるとステップＳ２２０へと進み、カムポジションセンサ７５によって検出される吸気カム３２ａの位相θを目標位相θｔｒｇに一致させるようにバルブタイミング変更機構２００を駆動して、この処理を一旦終了する。

こうした協調制御を通じて吸気カム３２ａの位相θ及びコントロールシャフト３４０の位置は、図１１に示される曲線Ｌに沿うように変化する。基本的には機関負荷が大きくなるほど、コントロールシャフト３４０がＨｉ端側に駆動されるとともに、吸気カム３２ａの位相θが遅角側に変更される。これにより吸気バルブ３１のリフト量が大きくなり吸入空気量ＧＡが増大される。一方で機関負荷が小さくなるほど、コントロールシャフト３４０がＬｏ端側に駆動されるとともに、吸気カム３２ａの位相θが進角側に変更される。これにより吸気バルブ３１のリフト量が小さくなり吸入空気量ＧＡが減少される。また、図１１に示されるように本実施形態の内燃機関１にあっては、吸入空気量ＧＡを調量する際にコントロールシャフト３４０を移動させる制御範囲をＨｉ端及びＬｏ端によって規制されるコントロールシャフト３４０の可動範囲よりも小さく設定している。

一方、ステップＳ２００において、瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＮ」に設定されている旨判定された場合（ステップＳ２００：ＮＯ）には、ステップＳ２１５へと進み、リフト量変更機構３００の制御状態によらず機関負荷に基づいて目標位相θｔｒｇを設定する。具体的には、電子制御装置６０のＲＯＭ６２に記憶された演算用のマップを参照して、目標位相θｔｒｇを設定する。このマップは、図１２に示されるように機関負荷が大きいときほど目標位相θｔｒｇが大きく、機関負荷が小さいときほど目標位相θｔｒｇが小さくなるように、機関負荷に比例して目標位相θｔｒｇが進角されるように設定されている。

こうして機関負荷に基づいて目標位相θｔｒｇを設定すると、ステップＳ２２０において吸気バルブ３１の位相θを目標位相θｔｒｇに一致させるようにバルブタイミング変更機構２００を駆動し、この処理を一旦終了する。

こうしてこの処理を繰り返し実行することにより、瞬断が発生したか否かが判定され、その判定結果に基づいて電子制御装置６０が把握しているコントロールシャフト３４０の位置と、実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされている場合には、協調制御が禁止されるようになる。

こうして協調制御を禁止した場合の作用について図１３を参照して説明する。尚、図１３は協調制御の禁止に伴うストロークカウント値Ｓ及び吸気カム３２ａの位相θの変化態様を示すタイミングチャートである。

図１３に示されるように、瞬断が発生していないとき（時刻ｔ０〜ｔ１）、即ちストロークカウント値Ｓが実際のコントロールシャフト３４０の位置の位置に対応した値になっている場合には、協調制御が実行され、ストロークカウント値Ｓの値が変化するのに伴って、吸気カム３２ａの位相θも変化する。

一方、時刻ｔ１において瞬断が発生し、ＲＡＭ６３に記憶されていた位置カウント値Ｐの値が消失すると、ストロークカウント値Ｓの値が不明になり、瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＮ」に設定される。

瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＮ」に設定され、電子制御装置６０によって把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされると、協調制御が禁止されるとともに、アイドル回転速度ＮＥｉが所定量αだけ増大される。

そして、時刻ｔ１以降において最大位置学習処理の実行が開始され、コントロールシャフト３４０はＨｉ端側に駆動されるようになる。
こうして最大位置学習処理が実行されている間（時刻ｔ１〜ｔ３）は、スロットルバルブ３３により吸入空気量ＧＡが調量され、機関負荷に基づいて吸気カム３２ａの位相θが変更される。例えば、図１３に実線で示されるように機関負荷が大きいときには、吸気カム３２ａの位相θが進角側に設定される。また一方で、図１３に一点鎖線で示されるように機関負荷が小さい場合には、吸気カム３２ａの位相θが遅角側に設定される。

時刻ｔ２において、コントロールシャフト３４０がＨｉ端に当接し、その変位が停止するとこの位置がＨｉ端に対応する位置として学習されストロークカウント値Ｓの値が補正される（時刻ｔ２〜ｔ３）。そして、時刻ｔ３において、最大位置学習処理が完了し、ストロークカウント値Ｓの値が実際のコントロールシャフト３４０の位置に対応した値になると、瞬断判定フラグＦｓｄが「ＯＦＦ」に設定されるとともに、協調制御の禁止が解除され、アイドル回転速度ＮＥｉが標準回転速度ＮＥｓｔに設定される。

そして、時刻ｔ３以降にあっては、再びリフト量変更機構３００の制御量とバルブタイミング変更機構２００との協調制御が実行され、ストロークカウント値Ｓの値が変化するのに伴って、吸気カム３２ａの位相θが変化するようになる。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）機関負荷が小さい場合、即ち吸気行程において燃焼室１３内に導入される空気の量が少ない場合には、燃焼室１３内の酸素が少ないため、燃焼が不安定になり失火がおこりやすくなる。一方、機関負荷が大きい場合、即ち吸気行程において燃焼室１３に導入される空気の量が多い場合には、圧縮行程において燃焼室１３内の温度及び圧力が上昇しやすいため、ノッキングが発生しやすくなる。そこで上記実施形態にあっては、瞬断が発生した旨の判定に基づいて、電子制御装置６０が把握している吸気バルブ３１のリフト量と実際のリフト量とのずれが大きい旨の判定がなされている場合には、協調制御を禁止して機関負荷に基づいてバルブタイミング変更機構２００を駆動するようにしている。そのため、不正確なリフト量変更機構３００の制御状態に基づいてバルブタイミングが設定されることを回避し、機関負荷が小さいときには失火の発生を抑制するようにバルブタイミングを変更する一方、機関負荷が大きいときにはノッキングの発生を抑制するようにバルブタイミングを変更することができる。その結果、電子制御装置６０が吸気バルブ３１のリフト量を正確に把握することができなくなった場合であっても、失火やノッキングの発生を抑制することができるようになる。

（２）吸気バルブ３１のリフト量が非常に大きい状態で吸気バルブ３１のバルブタイミングが進角側に設定された場合には、バルブオーバーラップが過度に大きくなり、燃焼に供される酸素が不足して燃焼が不安定になり失火がおこりやすくなる。一方、吸気バルブ３１のリフト量が非常に小さい状態で吸気バルブ３１のバルブタイミングが遅角側に設定された場合には、吸気バルブ３１の開弁時期ＩＶＯが上死点以降、且つ閉弁時期ＩＶＣが下死点近傍となり、燃焼室１３内の温度及び圧力が上昇しやすくなり、ノッキングが発生しやすくなる。そこで、上記実施形態にあっては、電子制御装置６０によって把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされている場合には、機関負荷が小さいときほど吸気バルブ３１のバルブタイミングを遅角側に、機関負荷が大きいときほど吸気バルブ３１のバルブタイミングを進角側に設定するようにしている。こうした構成によれば、機関負荷が小さいとき、即ちノッキングは発生しにくいが失火が発生しやすいときには、吸気バルブ３１のバルブタイミングが遅角側に設定されるようになり、吸気バルブ３１のリフト量が正確に把握できない状態であっても、吸気バルブ３１のバルブ特性が失火の発生しやすいバルブ特性に設定されることを回避することができ、失火の発生を好適に抑制することができる。また、機関負荷が大きいとき、即ち失火は発生しにくいがノッキングが発生しやすいときには、吸気バルブ３１のバルブタイミングが進角側に設定されるようになる。そのため、吸気バルブ３１のリフト量が正確に把握できない状態であっても、吸気バルブ３１のバルブ特性がノッキングの発生しやすいバルブ特性に設定されることを回避することができ、ノッキングの発生を好適に抑制することができる。

（３）瞬断が発生し、電子制御装置６０によって把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされたときに、最大位置学習処理を実行するようにしている。そのため、電子制御装置６０が把握しているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれを解消することができるようになる。また、スロットルバルブ３３によって吸入空気量ＧＡを調量しつつ、リフト量を大きくするようにコントロールシャフト３４０を駆動して最大位置学習処理を行うため、スロットルバルブ３３の絞り作用により吸入空気量ＧＡが過度に大きくなることを抑制することができ、機関運転中であっても最大位置学習処理を実行することができる。

また、スロットルバルブ３３によって吸入空気量ＧＡを調量する場合には、スロットルバルブ３３の開度を変更することにより最大位置学習処理実行中であっても機関出力を変更することができる。このようにスロットルバルブ３３の開度を変更する場合には、機関負荷が変化するため、失火やノッキングの発生する可能性もそれぞれ変化する。上記実施形態のように機関負荷に基づいてバルブタイミングを変更する構成によれば、機関負荷の変化に伴う失火やノッキングの発生する可能性に併せた態様でバルブタイミングを変更し、失火やノッキングの発生をより好適に抑制することができるようになる。

（４）Ｌｏ端側ストッパ３４２と、Ｈｉ端側ストッパ３４３とによって規制されるコントロールシャフト３４０の可動範囲全体に亘ってコントロールシャフト３４０を駆動することにより吸気バルブ３１のリフト量を変更するようにした場合には、リフト量の変更に伴ってコントロールシャフト３４０の変位がＬｏ端側ストッパ３４２又はＨｉ端側ストッパ３４３によって制限される度に衝撃が発生することとなり、ひいてはリフト量変更機構３００の耐久性の低下をまねく懸念がある。この点、上記実施形態にあっては、可動範囲よりも狭い範囲に設定された所定の制御範囲においてコントロールシャフト３４０を変位させることによりリフト量を変更するようにしている。こうした構成によれば、リフト量の変更に際してコントロールシャフト３４０の変位がＬｏ端側ストッパ３４２又はＨｉ端側ストッパ３４３によって制限されることにより衝撃が発生することを回避することができるようになり、ひいてはリフト量変更機構３００の耐久性を向上させることができる。

（５）アイドリング状態のような極低負荷時には燃焼が不安定になりやすく失火が発生しやすい。そのため、上記実施形態によるように、アイドル回転速度ＮＥｉを上昇させることにより、アイドリング状態における燃焼を安定させ失火の発生をより好適に抑制することができるようになる。また、最大位置学習処理を実行する場合にあっては、最大位置学習処理の実行に伴って吸気バルブ３１のリフト量が最も大きくなるＨｉ端までコントロールシャフト３４０を駆動するため、バルブオーバーラップが過度に大きくなり、特に失火が発生しやすい状態となる。そこで、上記実施形態のようにアイドル回転速度ＮＥｉを上昇させる構成を採用することにより、特に失火の生じやすい最大位置学習処理の実行時にあっても失火の発生を好適に抑制することができるようになる。

尚、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。
・電子制御装置６０によって把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされている場合には、アイドル回転速度ＮＥｉを所定量αだけ増大させる構成を示した。この所定量αの値は失火の発生を抑制することのできる値であれば適宜変更することができる。

・また、こうしたアイドル回転速度ＮＥｉを増大させる構成を採用しなかった場合であっても、少なくとも機関負荷に基づいてバルブタイミングを変更する構成を採用することにより電子制御装置６０により吸気バルブ３１のリフト量を正確に把握することができなくなった場合であっても、失火やノッキングの発生を抑制することができる。

・上記実施形態では、協調制御を禁止するとともに、図１２に示されるように機関負荷に比例して進角量が大きくなるように設定された演算マップを参照して機関負荷が小さいときほど目標位相θｔｒｇを遅角側に、機関負荷が大きくなるほど目標位相θｔｒｇが進角側に設定する構成を示した。これに対して、機関負荷に対する目標位相θｔｒｇの設定態様は適宜変更することができる。例えば、機関負荷が所定の負荷以上となったときに吸気バルブ３１のバルブタイミングを進角側に設定する構成を採用することもできる。こうした構成を採用した場合にあっては、ノッキングの発生しやすい高負荷時には、バルブタイミングを進角側に設定することにより少なくともノッキングの発生を抑制することができる。また、機関負荷が所定の負荷以下となったときに吸気バルブ３１のバルブタイミングを遅角側に設定する構成を採用することもできる。こうした構成を採用した場合にあっては、失火の発生しやすい低負荷時には、バルブタイミングを遅角側に設定することにより少なくとも失火の発生を抑制することができる。また、これらを組み合わせ、所定の負荷以上の場合にはバルブタイミングを進角側に設定する一方、所定の負荷以下の場合にはバルブタイミングを遅角側に設定するといった構成のように機関負荷に基づいて段階的に目標位相θｔｒｇを変更するといった構成を採用することもできる。

・上記実施形態では、異常判定手段として、瞬断の発生が判定されたことに基づいて、電子制御装置６０によって把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨を判定する構成を示した。これに対して異常判定手段により、ずれが大きい旨を判定する構成は適宜変更することができる。要するに、その判定方法に関わらず、ずれが大きい旨の判定がなされている場合に、協調制御を禁止して機関負荷に基づいてバルブタイミング変更機構２００を駆動する構成であれば、失火やノッキングの発生を抑制することができる。

・また、上記実施形態では、電子制御装置６０によって把握されているコントロールシャフト３４０の位置と実際のコントロールシャフト３４０の位置とのずれが大きい旨の判定がなされたときに、最大位置学習処理を実行する構成を示した。これに対して、こうした学習処理を実行しない内燃機関であっても、ずれが大きい旨判定されている場合に、協調制御を禁止し、機関負荷に基づいてバルブタイミング変更機構２００を駆動する本発明の構成を採用することにより、少なくとも失火やノッキングの発生を抑制することはできるようになる。また、その他の態様、例えば吸気バルブ３１のリフト量が最も小さくなるＬｏ端側に向かってコントロールシャフト３４０を駆動し、停止した位置をＬｏ端として学習する学習処理を実行する内燃機関等であっても、協調制御を禁止し、機関負荷に基づいてバルブタイミング変更機構２００を駆動する構成を採用することにより、失火やノッキングの発生を抑制することができる。

・上記実施形態で説明したリフト量変更機構３００はリフト量変更機構の一例であり、その他の構成であっても、可動部を変位させることにより吸気バルブ３１のリフト量を変更するリフト量変更機構を備え、リフト量変更機構の制御状態に基づいてバルブタイミング変更機構を駆動する協調制御を実行する内燃機関の制御装置であれば、本発明を同様に適用することができる。

・また、位置検出センサ７７として２つの位置センサＳ１，Ｓ２を設け、各位置センサＳ１，Ｓ２から出力されるパルス信号に基づいてコントロールシャフト３４０の積算変位量をストロークカウント値Ｓとして算出し、リフト量変更機構の制御状態を推定する方法は、基準位置からの相対変位量に基づいてコントロールシャフト３４０の位置を検出する位置検出手段の一例であり、適宜変更することができる。

この発明を具体化した一実施形態にかかる内燃機関の概略構成を示す模式図。 同実施形態にかかるリフト量変更機構の破断斜視図。 吸気バルブのリフト量の変更にかかる開弁時期及び閉弁時期の変化態様を示すグラフ。 リフト量変更機構とバルブタイミング変更機構との協調制御による吸気バルブのリフト量の変化態様を示すグラフ。 同実施形態にかかるリフト量変更機構のアクチュエータと電子制御装置の概略構成を示す模式図。 （ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）はブラシレスモータの回転に伴う位置センサの出力信号と、位置カウント値及びストロークカウント値の遷移態様を示すタイミングチャート。 同実施形態にかかる位置センサの出力信号と位置カウント値の増減との関係を示す表。 （ａ），（ｂ），（ｃ）はコントロールシャフトの位置とストロークカウント値との関係を示す説明図。 同実施形態にかかるリフト量変更機構の制御に伴う一連の処理の流れを示すフローチャート。 同実施形態にかかるバルブタイミング変更機構の制御に伴う一連の処理の流れを示すフローチャート。 同実施形態の協調制御にかかる吸気カムの位相及びコントロールシャフトの位置の変化態様示すグラフ。 同実施形態にかかる協調制御の禁止に伴う吸気カムの目標位相と機関負荷との関係を示すグラフ。 同実施形態にかかる協調制御の禁止に伴うストロークカウント値及び吸気カムの位相の変化態様を示すタイミングチャート。 （ａ）は失火の発生しやすいバルブ特性、（ｂ）はノッキングの発生しやすいバルブ特性の具体例を示すグラフ。

符号の説明

１…内燃機関、１０…シリンダブロック、１１…シリンダ、１２…ピストン、１３…燃焼室、１４…点火プラグ、１５…クランクシャフト、１６…コネクティングロッド、２０…シリンダヘッド、２１…吸気ポート、２２…排気ポート、２５…ラッシュアジャスタ、２６…ロッカアーム、３０…吸気通路、３１…吸気バルブ、３２…吸気カムシャフト、３２ａ…吸気カム、３３…スロットルバルブ、３４…燃料噴射弁、４０…排気通路、４１…排気バルブ、４２…排気カムシャフト、４２ａ…排気カム、５０…アクチュエータ、５１…変換機構、５２…ブラシレスモータ、６０…電子制御装置、６１…ＣＰＵ、６２…ＲＯＭ、６３…ＲＡＭ、６４…ＥＥＰＲＯＭ、７０…アクセルペダル、７１…アクセルセンサ、７２…クランク角センサ、７３…スロットルポジションセンサ、７４…エアフローメータ、７５…カムポジションセンサ、７６…イグニッションスイッチ、７７…位置検出センサ、２００…バルブタイミング変更機構、３００…リフト量変更機構、３１０…入力部、３２０…出力部、３３０…支持パイプ、３４０…コントロールシャフト、３５０…スライダ。

Claims (3)

1. 吸気通路に流れる吸気空気量を調量するスロットルバルブと、吸気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更機構と、前記吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間を可動部の変位に基づいて変更するリフト量変更機構と、最大リフト量及びリフト期間が最も大きくなる可動限界位置に基づいて基準位置を設定し、同基準位置からの前記可動部の積算変位量に基づいて前記可動部の位置を検出する位置検出手段と、要求吸入空気量に基づいて前記可動部の目標位置を設定し、前記位置検出手段によって検出される前記可動部の位置を同目標位置と一致させるように前記可動部を変位させて前記リフト量変更機構を駆動するとともに、前記リフト量変更機構の制御状態に応じて前記バルブタイミング変更機構を駆動する協調制御を実行する制御手段とを備える内燃機関の制御装置において、
   前記位置検出手段への電力供給の一時的な途絶が発生したか否かを判定する異常判定手段と、前記最大リフト量及びリフト期間が増大するように前記可動部を変位させ、前記可動部が停止した位置を前記可動限界位置として学習することにより前記積算変位量を補正する最大位置学習処理を実行する学習手段とを備え、
   前記異常判定手段によって電力供給の一時的な途絶が発生して前記可動部の位置が誤って検出されている旨の判定がなされているとき、前記制御手段は前記協調制御を禁止して機関負荷に基づいて前記バルブタイミング変更機構を駆動する処理と、前記スロットルバルブにより吸入空気量を調量する処理と、前記学習手段は前記最大位置学習処理を実行するときにアイドル回転速度を通常運転時のアイドル回転速度よりも上昇させる処理とを実行する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御手段は、前記異常判定手段によって電力供給の一時的な途絶が発生して前記可動部の位置が誤って検出されている旨の判定がなされている場合には、機関負荷が小さいときほど前記吸気バルブのバルブタイミングがより遅角側に、機関負荷が大きいときほど同バルブタイミングがより進角側に設定されるように前記バルブタイミング変更機構を駆動する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御手段は、前記可動部の可動範囲内において同可動範囲よりも狭い範囲に設定された所定の制御範囲において前記可動部を変位させることにより前記吸気バルブの最大リフト量及びリフト期間を変更する
   ことを特徴とする内燃機関の制御装置。

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