JP2011179357A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸気弁リフト量を検出するリフト量センサ出力の基準値の学習を比較的高い頻度で実行可能とし、リフト量制御精度を維持することができる内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】 全閉ストッパまたは全開ストッパによりコントロール軸５６（及びモータ４３）の作動が規制された状態におけるＭＯＴ角度センサの出力値によって、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの学習が行われる。学習は、エンジン１への燃料供給を停止する燃料カット運転中において行われる。学習実行時のモータ駆動方向は、燃料カット運転終了直後に設定されるリフト量であるリフト量下限指令値ＡＬＣＭＤＭＩＮと、学習終了時のリフト量である最大リフト量ＬＦＴＭＡＸまたは最小リフト量ＬＦＴＭＩＮとの差が小さくなる方向が選択され、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの学習を行うときは、選択された方向へモータ４３が駆動される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁作動特性可変機構を備える内燃機関の制御装置に関し、特にリフト量を検出するリフト量センサ出力の基準値を学習し、学習した基準値を用いてリフト量制御を行うものに関する。

特許文献１には、リフト量を連続的に変更する動弁機構を備える内燃機関の制御装置が示されている。この装置によれば、リフト量を変更するために使用される制御軸が、その回転速度を目標値に制御して吸気弁の全閉状態に対応する位置まで駆動され、そのときのリフト量センサの出力値が、基準値として学習される。

特開２００９−３６０３４号公報

上記特許文献１に示された手法により学習された基準値はメモリに記憶されるが、メモリの記憶内容を保持するための電源が一時的に切れた場合には、記憶された基準値が失われる。したがって、迅速に基準値の学習を再度実行する必要があるが、特許文献１に示された手法は、機関停止中のみ行うことが可能であるため、必要に応じて直ちに学習を実行できないことがある。そのため、吸気弁リフト量の制御誤差が増加し、機関運転性に悪影響を与えるおそれがある。

本発明はこの点に着目してなされたものであり、吸気弁リフト量を検出するリフト量センサ出力の基準値の学習を比較的高い頻度で実行可能とし、リフト量制御精度を維持することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、内燃機関の吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁作動特性可変機構（４１）と、該弁作動特性可変機構（４１）を駆動するアクチュエータ（４３）とを備える内燃機関の制御装置において、前記吸気弁のリフト量を検出するリフト量センサ（７２）と、該リフト量センサ（７２）により検出されるリフト量に基づいて前記アクチュエータ（４３）を制御する制御手段と、前記リフト量の最大値（ＬＦＴＭＡＸ）及び最小値（ＬＦＴＭＩＮ）の少なくとも一方に対応する規制位置で前記アクチュエータの作動を規制する規制手段と、前記規制手段により前記アクチュエータの作動が規制された状態における前記リフト量センサの出力値（θＭＯＴＦＯ，θＭＯＴＳ）に応じて、前記リフト量センサ出力の基準値（θＺＥＲＯ）を学習する学習手段とを備え、前記学習手段は、前記機関への燃料供給を停止する燃料カット運転中において、前記学習を行うことを特徴とする。

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、前記規制手段は、前記リフト量の最小値（ＬＦＴＭＩＮ）に対応する下限規制位置で前記アクチュエータの作動を規制する下限規制手段と、前記リフト量の最大値（ＬＦＴＭＡＸ）に対応する上限規制位置で前記アクチュエータの作動を規制する上限規制手段とを有し、前記制御手段は、前記下限規制位置及び上限規制位置のうち、前記燃料カット運転終了直後に設定されるリフト量（ＡＬＣＭＤＭＩＮ）と、前記学習終了時のリフト量（ＬＦＴＭＩＮ，ＬＦＴＭＡＸ）との差が小さくなる方の規制位置を選択する規制位置選択手段を備え、前記学習手段による学習を行うときは、前記規制位置選択手段により選択された規制位置の方向へ前記アクチュエータ（４３）を駆動することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、前記燃料カット運転終了直後に設定されるリフト量（ＡＬＣＭＤＭＩＮ）は、前記リフト量の下限制御値であり、前記下限制御値は、前記機関において燃焼する混合気の自着火を抑制可能なリフト量に設定されることを特徴とする。
ここで「自着火」は、点火プラグによる点火時期以外の時期に燃焼室内の混合気が着火することを意味する。

請求項１に記載の発明によれば、規制手段によりアクチュエータの作動が規制された状態におけるリフト量センサの出力値に応じて、リフト量センサ出力の基準値が学習され、その学習は、機関への燃料供給を停止する燃料カット運転中において行われる。燃料カット運転は、機関運転中において比較的高い頻度で実行されるので、基準値の記憶値が消失した場合に、リフト量センサ出力の基準値の学習を早期に実行し、リフト量制御精度を維持することができる。

請求項２に記載の発明によれば、下限規制位置及び上限規制位置のうち、燃料カット運転終了直後に設定されるリフト量と、学習中のリフト量との差が小さくなる方の規制位置が選択され、リフト量センサ出力基準値の学習を行うときは、選択された規制位置の方向へアクチュエータが駆動される。したがって、燃料カット運転中に学習を実行した後のリフト量の変化量が小さくなり、リフト量の変更を迅速かつ円滑に行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、燃料カット運転終了直後においては、吸気弁リフト量は、自着火を抑制可能なリフト量である下限制御値に制御されるので、燃料カット運転終了直後における自着火を確実に防止することができる。

本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその制御装置の構成を示す図である。 図１に示す弁作動特性可変装置の構成を示す図である。 図２に示す第１弁作動特性可変機構の概略構成を説明するための図である。 吸気弁の弁作動特性を示す図である。 第１弁作動特性可変機構と駆動用モータとの接続部の構成を示す図である。 リフト量センサ（ＭＯＴ角度センサ）の基準値を学習する処理のフローチャートである。 図６の処理で参照されるマップ及びテーブルを示す図である。 図６の処理で実行される基準値喪失判断処理のフローチャートである。 図６の処理で実行される全閉／全開判断処理のフローチャートである。 図９の処理で参照されるテーブルを示す図である。 全閉位置学習を説明するためのタイムチャートである。 全閉位置学習を実行する処理のフローチャートである。 全開位置学習を実行する処理のフローチャートである。

以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態にかかる内燃機関とその制御装置の構成を示す図であり、図２は弁作動特性可変装置の構成を示す図である。図１において、例えば４気筒を有する内燃機関（以下単に「エンジン」という）１は、吸気弁及び排気弁と、これらを駆動するカムを備えるとともに、吸気弁の弁リフト量及び開角（開弁期間）を連続的に変更する第１弁作動特性可変機構４１と、吸気弁を駆動するカムの、クランク軸回転角度を基準とした作動位相を連続的に変更するカム位相可変機構としての第２弁作動特性可変機構４２とを有する弁作動特性可変装置４０を備えている。第２弁作動特性可変機構４２により吸気弁を駆動するカムの作動位相が変更され、吸気弁の作動位相が変更される。

エンジン１の吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されている。また、スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、当該スロットル弁３の開度に応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット（以下（ＥＣＵ）という）５に供給する。スロットル弁３には、スロットル弁３を駆動するアクチュエータ７が接続されており、アクチュエータ７は、ＥＣＵ５によりその作動が制御される。

燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。

スロットル弁の上流側には吸入空気流量ＧＡＩＲを検出する吸入空気流量センサ１３が設けられている。スロットル弁３の下流には吸気圧ＰＢＡを検出する吸気圧センサ８及び吸気温ＴＡを検出する吸気温センサ９が取付けられている。またエンジン１の本体には、エンジン冷却水温ＴＷを検出するエンジン冷却水温センサ１０が取り付けられている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１１及び、エンジン１の吸気弁を駆動するカムが固定されたカム軸の回転角度を検出するカム角度位置センサ１２が接続されており、クランク軸の回転角度及びカム軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、一定クランク角周期毎（例えば６度周期）に１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）と、クランク軸の所定角度位置を特定するパルスを発生する。また、カム角度位置センサ１２は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）と、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）でパルス（以下「ＴＤＣパルス」という）を発生する。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。なお、カム角度位置センサ１２より出力されるＴＤＣパルスと、クランク角度位置センサ１１より出力されるＣＲＫパルスとの相対関係からカム軸の実際の作動位相ＣＡＩＮが検出される。

ＥＣＵ５には、エンジン１によって駆動される車両のアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセルペダル操作量」という）ＡＰを検出するアクセルセンサ３１、当該車両の走行速度（車速）ＶＰを検出する車速センサ３２、及び大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ３３が接続されている。これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。

弁作動特性可変装置４０は、図２に示すように、吸気弁のリフト量及び開角（以下単に「リフト量」という）を連続的に変更する第１弁作動特性可変機構４１と、吸気弁の作動位相を連続的に変更する第２弁作動特性可変機構４２と、吸気弁のリフト量ＬＦＴを連続的に変更するためのモータ４３と、吸気弁の作動位相を連続的に変更するために、その開度が連続的に変更可能な電磁弁４４とを備えている。吸気弁の作動位相を示すパラメータとして、上記カム軸の作動位相ＣＡＩＮが用いられる。電磁弁４４には、オイルパン４６の潤滑油がオイルポンプ４５により、加圧されて供給される。なお、第２弁作動特性可変機構４２の具体的な構成は、例えば特開２０００−２２７０１３号公報に示されている。

第１弁作動特性可変機構４１は、図３（ａ）に示すように、カム５２が設けられたカム軸５１と、シリンダヘッドに軸５５ａを中心として揺動可能に支持されるコントロールアーム５５と、コントロールアーム５５を揺動させるコントロールカム５７が設けられたコントロール軸５６と、コントロールアーム５５に支軸５３ｂを介して揺動可能に支持されるとともに、カム５２に従動して揺動するサブカム５３と、サブカム５３に従動し、吸気弁６０を駆動するロッカアーム５４とを備えている。ロッカアーム５４は、コントロールアーム５５内に揺動可能に支持されている。

サブカム５３は、カム５２に当接するローラ５３ａを有し、カム軸５１の回転により、軸５３ｂを中心として揺動する。ロッカアーム５４は、サブカム５３に当接するローラ５４ａを有し、サブカム５３の動きが、ローラ５４ａを介して、ロッカアーム５４に伝達される。

コントロールアーム５５は、コントロールカム５７に当接するローラ５５ｂを有し、コントロール軸５６の回動により軸５５ａを中心として揺動する。図３（ａ）に示す状態では、サブカム５３の動きはロッカアーム５４にほとんど伝達されないため、吸気弁６０はほぼ全閉の状態（最小リフト量ＬＦＴＭＩＮ（例えば０．６ｍｍ））を維持する。一方同図（ｂ）に示す状態では、サブカム５３の動きがロッカアーム５４を介して吸気弁６０に伝達され、吸気弁６０は最大リフト量ＬＦＴＭＡＸ（例えば１３．３ｍｍ）まで開弁する。

したがって、モータ４３によりコントロール軸５６を回動させることにより、吸気弁６０のリフト量ＬＦＴを連続的に変更することがきる。
なお、第１弁作動特性可変機構４１の詳細な構成は、特開２００８−２５４１８号公報に示されている。

第１弁作動特性可変機構４１により、図４（ａ）に示すように吸気弁のリフト量ＬＦＴ（及び開角）が変更される。また第２弁作動特性可変機構４２により、吸気弁は、同図（ｂ）に実線Ｌ３及びＬ４で示す特性を中心として、カムの作動位相ＣＡＩＮの変化に伴って破線Ｌ１，Ｌ２で示す最進角位相から、一点鎖線Ｌ５，Ｌ６で示す最遅角位相までの間の位相で駆動される。以下、「ＣＡＩＮ」を吸気弁作動位相という。

モータ４３の駆動力は、図５に示すように、モータ出力軸４３ａから伝達機構７１を介してコントロール軸５６に伝達される。モータ出力軸４３ａに、該軸４３ａの回転角度（以下「ＭＯＴ角度」という）θＭＯＴを検出するモータ出力軸回転角度センサ（以下「ＭＯＴ角度センサ」という）７２が設けられており、センサ７２の検出信号はＥＣＵ５に供給される。ＭＯＴ角度センサ７２としては、例えばレゾルバが使用される。

ＭＯＴ角度θＭＯＴと、コントロール軸５６の回転角度（以下「ＣＳ角度」という）θＣＳとの関係は、下記式（１）で示される。式（１）のＲＤは、伝達機構７１の減速比であり、θＺＥＲＯはリフト量ＬＦＴが最小リフト量ＬＦＴＭＩＮである状態に対応する基準ＭＯＴ角度である。基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの算出手法は後述する。
θＣＳ＝（θＭＯＴ＋θＺＥＲＯ）／ＲＤ （１）

本実施形態では、式（１）により算出されるＣＳ角度θＣＳが、リフト量ＬＦＴを示すパラメータとして使用される。したがって、ＭＯＴ角度センサ７２がリフト量センサに想到する。

ＥＣＵ５は各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有する入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」という）、ＣＰＵで実行される演算プログラム及び演算結果等を記憶する記憶回路のほか、アクチュエータ７、燃料噴射弁６、モータ４３、電磁弁４４、及び点火プラグ（図示せず）に駆動信号を供給する出力回路等から構成される。

ＥＣＵ５のＣＰＵは、上記センサの検出信号に応じて、スロットル弁３の開度制御、エンジン１に供給する燃料量（燃料噴射弁６の開弁時間）の制御、点火時期制御、並びにモータ４３及び電磁弁４４による弁作動特性（吸入空気流量）の制御を行う。

吸気弁のリフト量制御においては、エンジン運転状態に応じて吸気弁のリフト量指令値ＬＦＴＣＭＤが算出され、リフト量指令値ＬＦＴＣＭＤに応じてＣＳ角度指令値θＣＳＣＭＤが算出され、検出されるＭＯＴ角度θＭＯＴから得られるＣＳ角度θＣＳがＣＳ角度指令値θＣＳＣＭＤと一致するように、モータ４３の駆動電流ＩＭＤのフィードバック制御が行われる。

図６は、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの学習処理のフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで所定時間毎に実行される。
ステップＳ１１では、エンジン運転状態に応じて推定リフト量ＬＩＦＴＨＡＴを算出する。具体的には、エンジン回転数ＮＥ及び吸気弁作動位相ＣＡＩＮに応じて複数設定されているリフト量マップ（一例を図７（ａ）に示す）の一つあるいは二つを選択し、ゲージ圧ＰＢＧＡ（＝ＰＢＡ−ＰＡ）及び気筒吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬに応じて、このリフト量マップを検索し、適宜補間演算を行うことにより、推定リフト量ＬＩＦＴＨＡＴを算出する。

リフト量マップは、実リフト量ＬＦＴ、ゲージ圧ＰＢＧＡ、及び気筒吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬの関係が設定されたマップであり、図７（ａ）に示す各曲線は所定ゲージ圧ＰＢＧＡ１〜ＰＢＧＡ５に対応する。所定ゲージ圧ＰＢＧＡ１〜ＰＢＧＡ５は、ＰＢＧＡ１＜ＰＢＧＡ２＜ＰＢＧＡ３＜ＰＢＧＡ４＜ＰＢＧＡ５なる関係を満たす。また気筒吸入空気量ＧＡＩＲＣＹＬは、検出される吸入空気流量ＧＡＩＲをエンジン回転数ＮＥに応じて、ＴＤＣパルスの発生周期当たりの吸入空気量に変換することにより算出される。

ステップＳ１２では、推定リフト量ＬＩＦＴＨＡＴに応じて図７（ｂ）に示すθＣＳ−ＬＦＴテーブルを検索し、推定ＣＳ角度θＣＳＨＡＴを算出する。図７（ｂ）に示すように、リフト量ＬＦＴは、ＣＳ角度θＣＳの増加に伴ってほぼ直線的に増加する。

ステップＳ１３では、推定ＣＳ角度θＣＳＨＡＴを下記式（２）に適用し、推定ＭＯＴ角度θＭＯＴＨＡＴを算出する。式（２）のＲＤは減速比、θＺＥＲＯは基準ＭＯＴ角度の現在の記憶値である。
θＭＯＴＨＡＴ＝θＣＳＨＡＴ×ＲＤ−θＺＥＲＯ （２）

ステップＳ１４では、図８に示す基準値消失判断処理を実行する。
図８のステップＳ３１では、検出されるＭＯＴ角度θＭＯＴを読み込み、ステップＳ３２では、推定ＭＯＴ角度θＭＯＴＨＡＴとＭＯＴ角度θＭＯＴの差の絶対値が、判定閾値ＤθＴＨ（例えば１ｄｅｇ）以上であるか否かを判別する。

ステップＳ３２の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの記憶値が消失したと判定し、消失フラグＦＬＳＴを「１」に設定する（ステップＳ３３）。またステップＳ３２の答が否定（ＮＯ）であるときは、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの記憶値が正常に保持されていると判定し、消失フラグＦＬＳＴを「０」に設定する（ステップＳ３４）。

図６に戻り、ステップＳ１５では消失フラグＦＬＳＴが「１」であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）であるときは、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの学習は不要であるので、直ちに処理を終了する。

ステップＳ１５の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、燃料カットフラグＦＦＣが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ１６）。燃料カットフラグＦＦＣは、エンジン１への燃料供給を停止する燃料カット運転が行われているとき「１」に設定される。ステップＳ１６の答が否定（ＮＯ）であるときは、直ちに処理を終了し、肯定（ＹＥＳ）であるとき、すなわち燃料カット運転中であるときは、ステップＳ１７〜Ｓ２０を実行し、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの学習を行う。

ステップＳ１７では、図９に示す全閉／全開判断処理を実行し、全閉位置学習を行うか、全開位置学習を行うかを決定する。図９の処理では、全閉位置学習を行うとき全閉位置学習フラグＦＬＣＬＳが「１」に設定される。

ステップＳ１８では、全閉位置学習フラグＦＬＣＬＳが「１」であるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは図１２に示す全閉位置学習処理を実行し（ステップＳ１９）、否定（ＮＯ）であるときは図１３に示す全開位置学習処理を実行する（ステップＳ２０）。

図９は図６のステップＳ１７で実行される全閉／全開判断処理のフローチャートである。
ステップＳ４１では、急速暖機フラグＦＦＩＲが「１」であるか否かを判別する。急速暖機フラグＦＦＩＲは、エンジン１の冷間始動直後において「１」に設定され、暖機が完了すると「０」に戻される。ステップＳ４１の答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、アイドル運転時における吸気弁リフト量の下限値であるアイドル下限値ＡＬＩＤＬＬＭＴを、急速暖機用所定値ＡＬＣＭＤＦＩＲ（例えば３ｍｍ）に設定する（ステップＳ４２）。ステップＳ４１の答が否定（ＮＯ）であって急速暖機運転中でないときは、アイドル下限値ＡＬＩＤＬＬＭＴを最小リフト量ＬＦＴＭＩＮに設定する（ステップＳ４３）。

ステップＳ４４では、エンジン回転数ＮＥに応じて図１０（ａ）に示すＡＬＮＥＬＭＴテーブルを検索し、回転数依存下限値ＡＬＮＥＬＭＴを算出する。ＡＬＮＥＬＭＴテーブルは、エンジン回転数ＮＥが増加するほど回転数依存下限値ＡＬＮＥＬＭＴが増加するように設定されている。

ステップＳ４５では、エンジン回転数ＮＥに応じて図１０（ｂ）に示すＫＮＥテーブルを検索し、回転数補正係数ＫＮＥを算出する。回転数補正係数ＫＮＥは、以下に説明する冷却水温依存下限値ＡＬＴＷＬＭＴ及び吸気温依存下限値ＡＬＴＡＬＭＴの算出に適用される。ＫＮＥテーブルは、エンジン回転数ＮＥが低下するほど自着火が発生し易いことを考慮し、エンジン回転数ＮＥが低下するほど回転数補正係数ＫＮＥが増加するように設定されている。

ステップＳ４６では、エンジン冷却水温ＴＷに応じて図１０（ｃ）に示すＡＬＴＷＬＭＴＢテーブルを検索し、基本冷却水温依存下限値ＡＬＴＷＬＭＴＢを算出する。ＡＬＴＷＬＭＴＢテーブルは、エンジン冷却水温ＴＷが２５℃より高い範囲では、エンジン冷却水温ＴＷが高くなるほど基本冷却水温依存下限値ＡＬＴＷＬＭＴＢが増加するように設定されている。

ステップＳ４７では、吸気温ＴＡに応じて図１０（ｄ）に示すＡＬＴＡＬＭＴＢテーブルを検索し、基本吸気温依存下限値ＡＬＴＡＬＭＴＢを算出する。ＡＬＴＡＬＭＴＢテーブルは、吸気温ＴＡが２５℃より高い範囲では、吸気温ＴＡが高くなるほど基本吸気温依存下限値ＡＬＴＡＬＭＴＢが増加するように設定されている。

ステップＳ４８では、基本冷却水温依存下限値ＡＬＴＷＬＭＴＢ及び回転数補正係数ＫＮＥを下記式（３）に適用して、冷却水温依存下限値ＡＬＴＷＬＭＴを算出するとともに、基本吸気温依存下限値ＡＬＴＡＬＭＴＢ及び回転数補正係数ＫＮＥを下記式（４）に適用して、吸気温依存下限値ＡＬＴＡＬＭＴを算出する。
ＡＬＴＷＬＭＴ＝ＡＬＴＷＬＭＴＢ×ＫＮＥ （３）
ＡＬＴＡＬＭＴ＝ＡＬＴＡＬＭＴＢ×ＫＮＥ （４）

ステップＳ４９では、リフト量下限指令値ＡＬＣＭＤＭＩＮを、上記アイドル下限値ＡＬＩＤＬＬＭＴ、回転数依存下限値ＡＬＮＥＬＭＴ、冷却水温依存下限値ＡＬＴＷＬＭＴ、及び吸気温依存下限値ＡＬＴＡＬＭＴのうちの最大値に設定する。リフト量下限指令値ＡＬＣＭＤＭＩＮは、燃料カット運転終了直後において、燃焼室内の混合気の自着火を抑制可能なリフト量に設定され、リフト量指令値ＬＦＴＣＭＤは、燃料カット運転終了直後においてリフト量下限指令値ＡＬＣＭＤＭＩＮに設定される。

ステップＳ５０では、リフト量下限指令値ＡＬＣＭＤＭＩＮが所定中間リフト量ＬＦＴＭＩＤより大きいか否かを判別する。所定中間リフト量ＬＦＴＭＩＤは、最大リフト量ＬＦＴＭＡＸと最小リフト量ＬＦＴＭＩＮの平均値である。

ステップＳ５０の答が否定（ＮＯ）であるときは、全閉位置学習フラグＦＬＣＬＳを「１」に設定する一方（ステップＳ５１）、ＡＬＣＭＤＭＩＮ＞ＬＦＴＭＩＤであるときは、全閉位置学習フラグＦＬＣＬＳを「０」に設定する（ステップＳ５２）。

図９に処理によれば、最大リフト量ＬＦＴＭＡＸ及び最小リフト量ＬＦＴＭＩＮのうち、燃料カット運転終了直後におけるリフト量指令値であるリフト量下限指令値ＡＬＣＭＤＭＩＮとの差が小さい方のリフト量（最大リフト量ＬＦＴＭＡＸまたは最小リフト量ＬＦＴＭＩＮ）においてＭＯＴ角度センサ出力基準値の学習を行うように、全閉位置学習フラグＦＬＣＬＳが行われる。

次に全閉位置学習処理及び全開位置学習処理の概要を説明する。本実施形態では、コントロール軸５６に全閉ストッパ及び全開ストッパが取り付けられており、コントロール軸５６が閉弁方向に回動して全閉角度位置に達すると全閉ストッパによって停止する一方、コントロール軸５６が回転方向に回動して全開角度位置に達すると全開ストッパによって停止するように構成されている。

そして、コントロール軸５６が全閉ストッパにより停止した状態におけるＭＯＴ角度センサ７２のセンサ出力θＭＯＴＳに、負号を付した値によって基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯを更新することにより、全閉位置学習が行われる。またコントロール軸５６が全開ストッパにより停止した状態におけるＭＯＴ角度センサ７２のセンサ出力θＭＯＴＦＯからＭＯＴ角度センサ出力の変化幅ＤＲＡＮＧＥを減算した値に、負号を付した値によって基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯを更新することにより、全開位置学習が行われる。

ただし、全閉ストッパまたは全開ストッパまでコントロール軸５６を回動させるときのモータ出力トルクが大きすぎるときは全閉ストッパまたは全開ストッパを損傷するおそれがあり、逆に小さすぎると全閉ストッパまたは全開ストッパに達する前に停止してしまうおそれがある。そのような不具合を防止するために、本実施形態では、コントロール軸５６を回動させるときのモータ４３の回転角速度（以下「モータ角速度」という）ωＭＯＴをその指令値ωＭＯＴＣＭＤに一致させるフィードバック制御を実行し、検出されるモータ角速度ωＭＯＴと指令値ωＭＯＴＣＭＤとの偏差Ｄωが所定値ＤωＴＨ以上となったときに、コントロール軸５６が全閉ストッパまたは全開ストッパに達したと判定するようにしている。これにより、コントロール軸５６を全閉角度位置または全開角度位置に正確に停止させ、全閉位置学習及び全開位置学習を正確に行うことができる。

図１１は、全閉位置学習処理を説明するためのタイムチャートであり、同図（ａ）の実線及び破線がそれぞれモータ角速度ωＭＯＴ及び指令値ωＭＯＴＣＭＤの推移を示す。また同図（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれＭＯＴ角度θＭＯＴ、及びモータ４３の出力トルクＴＭＯＴの推移を示す。時刻ｔ１に学習処理が開始されると、指令値ωＭＯＴＣＭＤが所定速度ωＬＲＮに設定され、モータ角速度ωＭＯＴが指令値ωＭＯＴＣＭＤに追従する。時刻ｔ２においてコントロール軸５６が全閉ストッパに到達すると、モータ角速度ωＭＯＴが急激に減少し、偏差Ｄωが所定値ＤωＴＨを超えるので、全閉位置に到達したと判定され、モータ４３の駆動が停止される。

全開位置学習処理は、コントロール軸５６の回動方向（モータ４３の回転方向）を、全閉位置学習処理と逆とする点を除き、全閉位置学習処理と同様に行われる。

図１２は、全閉位置学習処理のフローチャートである。
ステップＳ６１では、コントロール軸５６がその全閉ストッパの方向に回動するようにモータ４３を駆動し、モータ角速度ωＭＯＴが指令値ωＭＯＴＣＭＤと一致するようにモータ駆動電流のフィードバック制御を行う。モータ角速度ωＭＯＴは、ＭＯＴ角度θＭＯＴの一定時間当たりの変化量として算出される。例えば、図１２の処理の実行周期Ｔで離散化した離散化時刻ｋを用いると、ωＭＯＴは、下記式（５）により算出される。
ωＭＯＴ＝θＭＯＴ(k)−θＭＯＴ(k-1) （５）

ステップＳ６２では、下記式（６）により速度偏差Ｄωを算出する。
Ｄω＝｜ωＭＯＴ−ωＭＯＴＣＭＤ｜ （６）
ステップＳ６３では、速度偏差Ｄωが所定値ＤωＴＨ以上であるか否かを判別する。この答が否定（ＮＯ）である間は、コントロール軸５６が回動していることを示すので、直ちに処理を終了する。ステップＳ６３で速度偏差Ｄωが所定値ＤωＴＨ以上となったときは、コントロール軸５６が全閉ストッパに到達したと判定し、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯを、その時点のＭＯＴ角度である全閉角度位置θＭＯＴＳに負号を付した値に設定する（ステップＳ６４）。

図１３は、全開位置学習処理のフローチャートである。
ステップＳ７１では、コントロール軸５６がその全開ストッパの方向に回動するようにモータ４３を駆動し、モータ角速度ωＭＯＴが指令値ωＭＯＴＣＭＤと一致するようにモータ駆動電流のフィードバック制御を行う。このときモータ４３の駆動方向は、全開位置学習処理とは逆である。ステップＳ７２では、速度偏差Ｄωを算出し、次いで速度偏差Ｄωが所定値ＤωＴＨ以上であるか否かを判別する（ステップＳ７３）。この答が肯定（ＹＥＳ）、すなわち速度偏差Ｄωが所定値ＤωＴＨ以上となったときは、コントロール軸５６が全開ストッパに到達したと判定し、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯを、その時点のＭＯＴ角度である全開角度位置θＭＯＴＦＯから変化幅ＤＲＡＮＧＥを減算した値に負号を付した値に設定する（ステップＳ７４）。変化幅ＤＲＡＮＧＥとしては、全閉角度位置と全開角度位置との差として予め設定されている値が適用される。

以上のように図６の処理によれば、全閉ストッパまたは全開ストッパによりコントロール軸５６（及びモータ４３）の作動が規制された状態におけるＭＯＴ角度センサの出力値θＭＯＴＳ，θＭＯＴＦＯに応じて、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの学習が行われ、その学習は、エンジン１への燃料供給を停止する燃料カット運転中において行われる。燃料カット運転は、エンジン運転中において比較的高い頻度で実行されるので、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯが消失した場合に、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの学習を早期に実行し、リフト量制御精度を維持することができる。

さらに、全閉位置学習を行うかあるいは全開位置学習を行うか、すなわち学習実行時のモータ駆動方向は、燃料カット運転終了直後に設定されるリフト量であるリフト量下限指令値ＡＬＣＭＤＭＩＮと、学習終了時のリフト量である最大リフト量ＬＦＴＭＡＸまたは最小リフト量ＬＦＴＭＩＮとの差が小さくなる方向が選択され、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの学習を行うときは、選択された方向へモータ４３が駆動される。したがって、燃料カット運転中に学習を実行した後のリフト量の変化量が小さくなり、リフト量の変更を迅速かつ円滑に行うことができる。

また燃料カット運転終了直後においては、吸気弁リフト量は、自着火を抑制可能なリフト量であるリフト量下限指令値ＡＬＣＭＤＭＩＮに制御されるので、燃料カット運転終了直後における自着火を確実に防止することができる。

本実施形態では、ＭＯＴ角度センサ７２がリフト量センサに相当し、モータ４３がアクチュエータに相当し、コントロール軸５４の全閉ストッパ及び全開ストッパが、それぞれ下限規制手段及び上限規制手段に相当し、ＥＣＵ５が制御手段、規制位置選択手段、及び学習手段を構成する。

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。例えば、図６のステップＳ１４〜Ｓ１６を削除し、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯの更新を、基準ＭＯＴ角度θＺＥＲＯが消失したか否かに拘わらず、燃料カット運転実行時は常に行うようにしてもよい。

また上述した実施形態では、ＭＯＴ角度位置センサ７２をリフト量センサとして使用したが、これに限るものではなくコントロール軸５６の回転角度（ＣＳ角度）θＣＳを検出するコントロール軸回転角度センサを設け、このコントロール軸回転角度センサをリフト量センサとして使用するようにしても良い。

１ 内燃機関
５ 電子制御ユニット（制御手段、規制位置選択手段、学習手段）
４１ 第１弁作動特性可変機構
４３ モータ（アクチュエータ）
７２ モータ出力軸回転角度センサ（リフト量センサ）

Claims (3)

1. 内燃機関の吸気弁のリフト量を連続的に変更する弁作動特性可変機構と、該弁作動特性可変機構を駆動するアクチュエータとを備える内燃機関の制御装置において、
   前記吸気弁のリフト量を検出するリフト量センサと、
   該リフト量センサにより検出されるリフト量に基づいて前記アクチュエータを制御する制御手段と、
   前記リフト量の最大値及び最小値の少なくとも一方に対応する規制位置で前記アクチュエータの作動を規制する規制手段と、
   前記規制手段により前記アクチュエータの作動が規制された状態における前記リフト量センサの出力値に応じて、前記リフト量センサ出力の基準値を学習する学習手段とを備え、
   前記学習手段は、前記機関への燃料供給を停止する燃料カット運転中において、前記学習を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記規制手段は、前記リフト量の最小値に対応する下限規制位置で前記アクチュエータの作動を規制する下限規制手段と、前記リフト量の最大値に対応する上限規制位置で前記アクチュエータの作動を規制する上限規制手段とを有し、
   前記制御手段は、前記下限規制位置及び上限規制位置のうち、前記燃料カット運転終了直後に設定されるリフト量と、前記学習終了時のリフト量との差が小さくなる方の規制位置を選択する規制位置選択手段を備え、前記学習手段による学習を行うときは、前記規制位置選択手段により選択された規制位置の方向へ前記アクチュエータを駆動することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記燃料カット運転終了直後に設定されるリフト量は、前記リフト量の下限制御値であり、前記下限制御値は、前記機関において燃焼する混合気の自着火を抑制可能なリフト量に設定されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。

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