(57)【要約】【課題】内燃機関の制御装置において、タンブル制御弁の弁開度を低コストに且つ正確に把握し、ドラビリを改善することにある。【解決手段】制御装置は、タンブル制御弁の弁開度が全閉と全開との間の所定開度であるときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサを備え、タンブル制御弁への駆動指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを記憶し、時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを用いて補正した推定式により、次回作動時の弁開度推定を実施する。これによれば、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力を使って、駆動指令から実開度が所定開度θ１、θ２になるまでの時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを計測及び学習することで、タンブル制御弁の挙動特性を把握し、次回作動時に学習値を反映した推定式により開度推定を行うことで、低コストのセンサにより高精度な推定をすることができ、ドラビリを改善することができる。【選択図】図３
2010261356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室への吸気通路の一部を開閉することで前記燃焼室内に吸気渦流を発生させる吸気流制御弁と、
前記吸気流制御弁の弁開度を推定する弁開度推定手段とを備える内燃機関の制御装置において、
前記吸気流制御弁の弁開度が全閉と全開との間の所定開度であるときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサを備え、
前記弁開度推定手段は、所定の推定式に基づき推定開度を算出するとともに、前記推定開度が前記所定開度に達した際に、前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わっていない場合には、実開度が未だ前記所定開度に達していないものと判断し、前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまで、前記推定開度を固定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気流制御弁への駆動指令から前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔを記憶する切替時間記憶手段を備え、
前記弁開度推定手段は、前記切替時間記憶手段により記憶された時間Ｔを用いて次回作動時に用いる前記推定式を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関の燃焼室への吸気通路の一部を開閉することで前記燃焼室内に吸気渦流を発生させる吸気流制御弁と、
前記吸気流制御弁の弁開度を所定の推定式に基づき推定する弁開度推定手段とを備える内燃機関の制御装置において、
前記吸気流制御弁の弁開度が、全閉と全開との間の所定開度のときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサと、
前記吸気流制御弁への駆動指令から前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔを記憶する切替時間記憶手段とを備え、
前記弁開度推定手段は、前記切替時間記憶手段により記憶された時間Ｔを用いて次回作動時に用いる前記推定式を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記切替時間記憶手段は、前記吸気流制御弁の全閉から全開への作動時に、前記吸気流制御弁への開指令から前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｏを記憶し、
前記弁開度推定手段は、前記記憶された時間Ｔｏを用いて前記推定式を補正し、前記吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に、前記補正された推定式によって開度推定を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の内燃機関の制御装置において、
前記切替時間記憶手段は、前記吸気流制御弁の全閉から全開への作動時に、前記吸気流制御弁への開指令から前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｏを記憶し、前記吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に、前記吸気流制御弁への閉指令から前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｃを記憶し、
前記弁開度推定手段は、前記吸気流制御弁の全閉から全開への次回作動時に、時間Ｔｏを用いて補正された推定式により開度推定を行い、前記吸気流制御弁の全開から全閉への次回作動時には、時間Ｔｃを用いて補正された推定式により開度推定を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関の燃焼室への吸気通路の一部を開閉することで前記燃焼室内に吸気渦流を発生させる吸気流制御弁の開度推定方法であって、
前記吸気流制御弁の弁開度が全閉と全開との間の所定開度のときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサを利用し、
所定の推定式に基づいて推定される推定開度が前記所定開度に達した際に、前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わっていない場合には、
実開度が未だ前記所定開度に達していないものと判断し、前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまで、前記推定開度を固定して推定する推定開度ガード工程を有することを特徴とする吸気流制御弁の開度推定方法。
【請求項７】
内燃機関の燃焼室への吸気通路の一部を開閉することで前記燃焼室内に吸気渦流を発生させる吸気流制御弁の開度推定方法であって、
前記吸気流制御弁の弁開度が全閉と全開との間の所定開度のときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサを利用し、
前記吸気流制御弁への駆動指令から前記ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔを記憶する切替時間記憶工程と、
前記時間Ｔを学習値として用いて前記吸気流制御弁の開度を推定する学習推定工程とを有することを特徴とする吸気流制御弁の開度推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室への吸気通路の一部を開閉することで燃焼室内にタンブル流やスワール流などの吸気渦流を発生させる吸気流制御弁を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スロットルバルブよりも下流側に、内燃機関の燃焼室内に混合気の吸気渦流を発生させる吸気流制御弁が配設された内燃機関の制御装置が公知である。
そして、この制御装置では、吸気流制御弁の開度に応じて点火時期や燃料量を調整するので、吸気流制御弁の開度を正確に検出することはドライバビリティ（ドラビリ）改善のために重要である。
【０００３】
ここで、吸気流制御弁の開度の検出方法として、従来、リミットスイッチにより吸気流制御弁の全開、全閉のみを検出する技術や（特許文献１参照）、吸気流制御弁の実開度をリニアセンサによりリニアにモニタリングする技術（特許文献２参照）がある。
【０００４】
しかし、特許文献１の技術では、吸気流制御弁の開度が全開と全閉の間の中間位置にあるときの開度を把握することができないため、ドラビリ改善を達成することはできない。また、全閉と全開との間の開度を推定する技術もあるが、実開度と推定開度とのずれが大きいとドラビリ悪化の原因となるため、推定精度の向上が求められる。
また、特許文献２の技術では、リニアセンサの信号を用いてエンジンの制御を変えることは可能であるが、スイッチタイプに比べて高コストであるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−２２３４４０号公報
【特許文献２】特開平１１−１９０２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、吸気流制御弁の開度を低コストに且つ正確に把握し、ドラビリを改善することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
〔請求項１の手段〕
請求項１に記載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室への吸気通路の一部を開閉することで燃焼室内に吸気渦流を発生させる吸気流制御弁と、吸気流制御弁の弁開度を推定する弁開度推定手段とを備える。
また、吸気流制御弁の弁開度が全閉と全開との間の所定開度であるときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサを備える。
【０００８】
弁開度推定手段は、所定の推定式に基づき推定開度を算出するとともに、推定開度が所定開度に達した際に、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わっていない場合には、実開度が未だ所定開度に達していないものと判断し、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまで、推定開度を固定する。
【０００９】
これによれば、推定開度と実開度との誤差をＯＮ−ＯＦＦセンサの出力から把握することができ、誤差がある場合には推定開度にガードを設けることによって推定誤差を抑制することができる。これにより、リニアセンサなどの高価なシステムを用いることなく、吸気流制御弁の開度を低コストに且つ正確に把握し、ドラビリを改善することができる。
【００１０】
〔請求項２の手段〕
請求項２に記載の内燃機関の制御装置は、吸気流制御弁への駆動指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔを記憶する切替時間記憶手段を備え、弁開度推定手段は、切替時間記憶手段により記憶された時間Ｔを用いて次回作動時に用いる推定式を補正する。
【００１１】
これによれば、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力を使って、駆動指令から実開度が所定開度になるまでの時間を計測及び学習することで、吸気流制御弁の弁挙動特性（時間に対する弁開度の推移）を把握し、次回作動時に学習値を反映した推定式により開度推定を行うことで、高精度な推定をすることができる。この結果、リニアセンサなどの高価なシステムを用いることなく、吸気流制御弁の開度を低コストに且つ正確に把握し、ドラビリを改善することができる。
なお、この学習が突発的な故障により行えない場合や、バッテリ交換直後の未学習時の場合には、請求項１の推定開度のガードにより推定誤差を抑制することができる。
【００１２】
〔請求項３の手段〕
請求項３に記載の内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室への吸気通路の一部を開閉することで燃焼室内に吸気渦流を発生させる吸気流制御弁と、吸気流制御弁の弁開度を所定の推定式に基づき推定する弁開度推定手段とを備える。
また、吸気流制御弁の弁開度が、全閉と全開との間の所定開度のときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサと、吸気流制御弁への駆動指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔを記憶する切替時間記憶手段とを備え、弁開度推定手段は、切替時間記憶手段により記憶された時間Ｔを用いて次回作動時に用いる推定式を補正する。
【００１３】
これによれば、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力を使って、駆動指令から実開度が所定開度になるまでの時間を計測して学習値とすることで、吸気流制御弁の挙動特性を把握し、次回作動時に学習値を反映した推定式により開度推定を行うことで、高精度な推定をすることができる。
【００１４】
〔請求項４の手段〕
請求項４に記載の内燃機関の制御装置によれば、切替時間記憶手段は、吸気流制御弁の全閉から全開への作動時に、吸気流制御弁への開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｏを記憶し、弁開度推定手段は、記憶された時間Ｔｏを用いて推定式を補正し、吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に、補正された推定式によって開度推定を行う。
【００１５】
すなわち、吸気流制御弁の全閉から全開への作動時に学習した学習値（時間Ｔｏ）を用いて、吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に推定式を補正する。
一般的に、全閉から全開への作動時と、全開から全閉への作動時とは、弁挙動特性は似ているため、全閉から全開への作動時に学習した学習値を全開から全閉への作動時に反映することで、全開から全閉への作動時の弁開度を高精度に推定することができる。
【００１６】
〔請求項５の手段〕
請求項５に記載の内燃機関の制御装置によれば、切替時間記憶手段は、吸気流制御弁の全閉から全開への作動時に、吸気流制御弁への開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｏを記憶し、吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に、吸気流制御弁への閉指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｃを記憶し、弁開度推定手段は、吸気流制御弁の全閉から全開への次回作動時に、時間Ｔｏを用いて補正された推定式により開度推定を行い、吸気流制御弁の全開から全閉への次回作動時には、時間Ｔｃを用いて補正された推定式により開度推定を行う。
【００１７】
すなわち、吸気流制御弁の全閉から全開への作動時に学習した学習値（時間Ｔｏ）を、吸気流制御弁の全閉から全開への次回作動時に反映させ、吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に学習した学習値（時間Ｔｃ）を、吸気流制御弁の全開から全閉への次回作動時に反映させて、開度推定を行う。
これによれば、全閉から全開への作動時の弁挙動特性と、全開から全閉への作動時の弁挙動特性とが異なる場合であっても、それぞれの作動時での学習値を求めて利用するため、弁開度を高精度に推定することができる。
【００１８】
〔請求項６の手段〕
請求項６に記載の吸気流制御弁の開度推定方法は、吸気流制御弁の弁開度が全閉と全開との間の所定開度のときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサを利用し、所定の推定式によって推定される推定開度が所定開度に達した際に、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わっていない場合には、実開度が未だ所定開度に達していないものと判断し、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまで、推定開度を固定して推定する推定開度ガード工程を有する。
【００１９】
これによれば、推定開度と実開度との誤差をＯＮ−ＯＦＦセンサの出力から把握することができ、誤差がある場合には推定開度にガードを設けることによって推定誤差を抑制することができる。これにより、リニアセンサなどの高価なシステムを用いることなく、吸気流制御弁の開度を低コストに且つ正確に把握し、ドラビリを改善することができる。
【００２０】
〔請求項７の手段〕
請求項７に記載の吸気流制御弁の開度推定方法は、吸気流制御弁の弁開度が全閉と全開との間の所定開度のときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサを利用し、吸気流制御弁への駆動指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔを記憶する切替時間記憶工程と、時間Ｔを学習値として用いて吸気流制御弁の開度を推定する学習推定工程とを有する。
【００２１】
これによれば、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力を使って、駆動指令から実開度が所定開度になるまでの時間を計測及び学習することで、吸気流制御弁の挙動特性を把握することができる。このため、高精度な推定をすることができ、リニアセンサなどの高価なシステムを用いることなく、吸気流制御弁の開度を低コストに且つ正確に把握し、ドラビリを改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】内燃機関の吸気流制御弁の構成図である（実施例１）。
【図２】ＯＮ−ＯＦＦセンサの構成図である（実施例１）。
【図３】ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力と、推定開度の遷移を表したチャートである（実施例１）。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施するための形態１の内燃機関の制御装置は、内燃機関の燃焼室への吸気通路の一部を開閉することで燃焼室内に吸気渦流を発生させる吸気流制御弁と、吸気流制御弁の弁開度を推定する弁開度推定手段とを備える。
また、吸気流制御弁の弁開度が全閉と全開との間の所定開度であるときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサを備える。
【００２４】
弁開度推定手段は、所定の推定式に基づき推定開度を算出するとともに、推定開度が所定開度に達した際に、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わっていない場合には、実開度が未だ所定開度に達していないものと判断し、ＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまで、推定開度を固定する。
【００２５】
また、吸気流制御弁への駆動指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔを記憶する切替時間記憶手段を備え、弁開度推定手段は、切替時間記憶手段により記憶された時間Ｔを用いて次回作動時に用いる推定式を補正する。
すなわち、切替時間記憶手段は、吸気流制御弁の全閉から全開への作動時に、吸気流制御弁への開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｏを記憶し、弁開度推定手段は、記憶された時間Ｔｏを用いて推定式を補正し、吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に、補正された推定式によって開度推定を行う。
【００２６】
本発明を実施するための形態２の内燃機関の制御装置は、切替時間記憶手段が、吸気流制御弁の全閉から全開への作動時に、吸気流制御弁への開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｏを記憶し、吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に、吸気流制御弁への閉指令からＯＮ−ＯＦＦセンサの出力が切り替わるまでの時間Ｔｃを記憶し、弁開度推定手段は、吸気流制御弁の全閉から全開への次回作動時に、時間Ｔｏを用いて補正された推定式により開度推定を行い、吸気流制御弁の全開から全閉への次回作動時には、時間Ｔｃを用いて補正された推定式により開度推定を行う。
【実施例】
【００２７】
〔実施例１の構成〕
実施例１の制御装置１の構成を、図１および図２を用いて説明する。
制御装置１は、内燃機関２の燃焼室３への吸気通路５の一部を開閉することで燃焼室３内に吸気渦流を発生させる吸気流制御弁を有する。本実施例では、吸気流制御弁として、例えば、燃焼を促進させるため縦方向の吸気渦流（タンブル流）を発生させるタンブル制御弁６を有する。
【００２８】
内燃機関２は、シリンダ７と、シリンダ７内を摺動するピストン９を有し、シリンダ７の上部は燃焼室３となっている。
【００２９】
燃焼室３には、吸気を導入する吸気通路５が連通しており、燃焼室３と吸気通路５との間はインテークバルブ１０によって開閉可能になっている。
吸気通路５は、吸気管１１内に形成されており、この吸気管１１には、吸気量を調整するスロットルバルブ（図示せず）、スロットルバルブの下流に設けられて吸気通路５の一部を開閉するタンブル制御弁６が配されている。
【００３０】
タンブル制御弁６は、バタフライ弁であり、弁体１２と弁体１２を回動させるアクチュエータとしてのモータ１３を有し、モータ１３はＥＣＵ１５により通電制御されている。
弁体１２は、バルブシャフト１６の一端部に取り付けられており、バルブシャフト１６の他端側にはバルブギヤ１７が設けられており、減速ギヤ１９を介してモータ１３によりバルブギヤ１７が回転させられ、バルブギヤ１７と一体的にバルブシャフト１６および弁体１２が回転する。
【００３１】
なお、減速ギヤ１９は、モータ１３のモータシャフト２０に固定されたウォームギヤ２１、ウォームギヤ２１に噛み合うヘリカルギヤ２２、このヘリカルギヤ２２と同軸的に配設されてヘリカルギヤ２２と一体的に回転しバルブギヤ１７に噛み合うスパーギヤ２３とを有する。
【００３２】
また、この弁体１２には、上部に切り欠き部２５が設けられており、弁体１２の開度（弁開度）が全閉の際に、この切り欠き部２５のみから吸気が導入されることで、燃焼室３にタンブル流が形成される。ここで、弁体１２の全閉とは、弁体１２により吸気通路５の大部分が遮断され、切り欠き部２５のみから吸気が導入される状態（図示実線）をいい、全閉ストッパ（図示せず）により閉方向への回動作動が規制された開度をいう。そして、弁開度が全閉であるときには、切り欠き部２５から導入される吸気、すなわち吸気管１１の上部から偏って導入される吸気により、燃焼室３にタンブル流が形成される。
【００３３】
また、弁開度の全開とは、弁体１２が吸気を遮断せず吸気通路５が全開となる状態（図示破線）をいい、全開ストッパ（図示せず）により開方向への回動作動が規制された開度をいう。
【００３４】
また、制御装置１は、タンブル制御弁６の弁開度が全閉と全開との間の所定開度であるときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサ２６を備える。
ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６は、バルブシャフト１６の回転軸の径方向外側でバルブシャフト１６と一体的に回転可能に固定されたマグネット２７と、バルブシャフト１６と共に回転しないようにマグネット２７に対向配置されるホールＩＣ２９等により構成される。
マグネット２７は、長期間磁力を安定して発生し続ける永久磁石であり、ホールＩＣ２９に対して相対回転するように、バルブシャフト１６に固定されたマグネットロータ３０に保持されている。
【００３５】
ホールＩＣ２９は、マグネット２７の磁界を検出し、磁束密度に応じて出力が変化するホール素子と、ホール素子の出力を増幅する増幅回路とを一体化したＩＣであり、磁束密度に対応した電圧信号を出力する。なお、本実施例のホールＩＣ２９は、磁束密度に対応してリニアに電圧信号を出力するものではなく、ＯＮ信号またはＯＦＦ信号を出力するＩＣであり、リニアに電圧信号を出力するタイプよりも低コストである。
【００３６】
すなわち、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６は、マグネット２７とホールＩＣ２９との相対位置が所定関係となり所定の磁束密度を検出した場合に、ＯＮ信号またはＯＦＦ信号の出力を切り替えることで、タンブル制御弁６の弁開度が所定開度であるときに出力を切り替えるセンサをなす。なお、本実施例では、所定開度はθ１とθ２の２つであり、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６は、いずれかの開度になった際に、ＯＮ信号またはＯＦＦ信号の出力を切り替える。
【００３７】
ＥＣＵ１５は、イグニッションスイッチがオンされると、メモリ内に格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、モータ１３を通電制御すると共に、スロットル開度制御装置（電動モータ）、点火装置（イグニッションコイル、スパークプラグ等）および燃料噴射装置（電動フューエルポンプ、インジェクタ等）を駆動するように構成されている。
【００３８】
また、ＥＣＵ１５は、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が入力されて、その入力信号に基づきタンブル制御弁６の弁開度を推定する弁開度推定手段、タンブル制御弁６への駆動指令からＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまでの時間を記憶する切替時間記憶手段として機能する（後に詳述する）。そして、弁開度推定手段により推定された推定弁開度に基づいて、燃料噴射点火時期や燃料量を調整するように点火装置や燃料噴射装置を駆動する。
【００３９】
〔実施例１のタンブル制御弁６の開度推定方法〕
タンブル制御弁６の開度推定方法を図３を用いて説明する。
まず、実際のタンブル制御弁６の弁開度の作動について説明する。
弁開度はモータ１３への駆動指令と同時に変化を開始するのではなく、駆動指令から実際に弁体１２が作動し弁開度が変化するまでの間には無駄時間が生じる。また、全閉のときの弁開度を０°とし、全開のときの弁開度をθｍａｘとすると、モータ１３への開指令からの時間に比例して０°からθｍａｘに向けて弁開度が線形に増加し、モータ１３への閉指令からの時間に比例してθｍａｘから０°に向けて弁開度が線形に減少する。
【００４０】
このようなタンブル制御弁６の挙動特性を考慮すると、弁開度の時間勾配をａ、無駄時間をｂとし、駆動指令からの時間をｔとすると、全閉から全開作動時の弁開度θは以下の数式（１）により推定することができる。
θ＝ａ（ｔ−ｂ）・・・（１）
【００４１】
（ｉ）全閉から全開への初回作動時の開度推定
本実施例では、全閉から全開への初回作動をタンブル制御弁６の初回作動とし、それに続く全開から全閉の初回作動をタンブル制御弁６の次回作動としている。ここで、全閉から全開への初回作動とは、バッテリ交換後などで未学習の状態や、故障により学習がリセットされた状態で最初に行われる全閉から全開への作動をいう。
【００４２】
まず、全閉から全開への初回作動時の開度推定では、開指令があると、弁開度推定手段が、所定の定数ａ、ｂを用いた数式（１）に基づく開度推定を実施する。
しかし、実際の弁開度の時間勾配と無駄時間との誤差がある場合、推定開度θ（図示実線）は実開度(図示二点鎖線)と離れてしまう。
【００４３】
そこで、弁開度推定手段は、推定開度θが所定開度に達した際に、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わっていない場合には、実開度が未だ所定開度に達していないものと判断し、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまで、推定開度を固定する機能（推定開度ガード工程）を有している。
【００４４】
すなわち、弁開度推定手段は、所定開度であるθ１に達した際にＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるはずであるものの、推定開度θが第１の所定開度であるθ１に達した際にＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わっていない場合には、実開度が第１の所定開度θ１に達していないものと判断し、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまで、推定開度θ＝θ１に固定して、推定開度θにガードをかける。
【００４５】
そして、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わったら、実開度が第１の所定開度θ１に達したことになるので、推定開度θのガードをはずし、再び数式（１）に基づく推定を行う。
同様の推定開度θのガード及び解除を第２の所定開度であるθ２においても実施する。
【００４６】
この際、切替時間記憶手段は、開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が第１の所定開度θ１で切り替わるまでの時間Ｔ１ｏと、開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が第２の所定開度θ２で切り替わるまでの時間Ｔ２ｏとを記憶する（切替時間記憶工程）。
【００４７】
（ｉｉ）全開から全閉への初回作動時の開度推定
全開から全閉への初回作動時の開度推定では、弁開度推定手段は、記憶された時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを用いて数式（１）を補正し、補正された以下に示す数式（２）によって開度推定を行う（学習推定工程）。
θ＝θｍａｘ−ａ´（ｔ−ｂ´）・・・（２）
なお、ａ´＝（θ２−θ１）／（Ｔ２ｏ−Ｔ１ｏ）であり、
ｂ´＝Ｔ１ｏ−θ１／ａ´である。
【００４８】
すなわち、図３の２点鎖線で示す全閉から全開作動時の実際の弁挙動特性（時間勾配、無駄時間）は時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを用いて求めることができるので、数式（１）の時間勾配ａと無駄時間ｂを、時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏに基づいて実際の弁挙動特性に即した時間勾配ａ´、無駄時間ｂ´に修正した数式（２）を用いて推定する。
【００４９】
なお、この次に開指令がなされた際には、すでに学習値として時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏが記憶されているので、この時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを用いて、数式（１）を補正し、以下の数式（３）により、全閉から全開への次回作動の開度推定がなされる（学習推定工程）。
θ＝ａ´（ｔ−ｂ）・・・（３）
そして、切替時間記憶手段は、開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまでの時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを更新して記憶し、全開から全閉への次回作動時の開度推定に反映される。以降、以上の工程が繰り返される。
【００５０】
〔実施例１の効果〕
本実施例の制御装置１は、タンブル制御弁６の弁開度が全閉と全開との間の所定開度であるときに出力を切り替えるＯＮ−ＯＦＦセンサ２６を備える。そして、弁開度推定手段は、推定開度θが所定開度に達した際に、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わっていない場合には、実開度が未だ所定開度に達していないものと判断し、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまで、推定開度を固定する機能（推定開度ガード工程）を有している。
【００５１】
これによれば、推定開度と実開度との誤差をＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力から把握することができ、誤差がある場合には推定開度にガードを設けることによって推定誤差を抑制することができる。
これにより、リニアセンサなどの高価なシステムを用いることなく、タンブル制御弁６の弁開度を低コストに且つ正確に把握し、ドラビリを改善することができる。
【００５２】
また、本実施例の制御装置１は、タンブル制御弁６への駆動指令からＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまでの時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを記憶し、時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを用いて補正した推定式により、次回作動時の弁開度推定を実施する。
これによれば、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力を使って、駆動指令から実開度が所定開度θ１、θ２になるまでの時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを計測及び学習することで、タンブル制御弁６の挙動特性を把握し、次回作動時に学習値を反映した推定式により開度推定を行うことで、低コストのセンサにより高精度な推定をすることができる。
【００５３】
なお、図３の破線で示す開度推移は数式（１）により所定の定数ａ、ｂを固定して推定を行った従来の推定方法によるものである。この場合、実際の弁挙動特性に即した所定の定数ａ、ｂが予め設定されていない場合、実開度と推定開度との誤差が生じてしまう。これに対し、本実施例では、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６によって実際のタンブル制御弁６の挙動特性を把握し、所定の定数ａ、ｂを修正し、実開度と推定開度の誤差を小さくしている。
【００５４】
また、突発的な故障により上記の学習が行えない場合や学習値がリセットされてしまう場合、バッテリ交換直後の未学習時の場合でも、推定開度ガード工程を有しているので、推定開度ガード工程により推定誤差を抑制することができるという効果も奏する。
【００５５】
また、本実施例の制御装置１は、タンブル制御弁６の全閉から全開への作動時に、タンブル制御弁６への開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまでの時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを記憶し、記憶された時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを用いて推定式を補正し、吸気流制御弁の全開から全閉への作動時に、補正された推定式によって開度推定を行う。
これによれば、全閉から全開への作動時と、全開から全閉への作動時とは、弁挙動特性は似ているため、全閉から全開への作動時に学習した学習値を全開から全閉への作動時に反映することで、全開から全閉への作動時の弁開度を高精度に推定することができる。
【００５６】
〔実施例２のタンブル制御弁６の開度推定方法〕
実施例２の開度推定方法を、実施例１とは異なる点を中心に説明する。
（ｉ）全閉から全開への初回作動時の開度推定
全閉から全開への初回作動時の開度推定では、開指令があると、弁開度推定手段が、所定の定数ａ、ｂを用いた数式（１）に基づく開度推定を実施する。この間、実施例１に記載の推定開度ガード工程も行われる。
そして、この際、切替時間記憶手段は、タンブル制御弁６の全閉から全開への作動時に、タンブル制御弁６への開指令からＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまでの時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを記憶する。
【００５７】
（ｉｉ）全開から全閉への初回作動時の開度推定
全開から全閉への初回作動時の開度推定では、閉指令があると、弁開度推定手段が、所定の定数ａ、ｂを用いた数式（４）に基づく開度推定を実施する。この間、実施例１に記載の推定開度ガード工程も行われる。
θ＝θｍａｘ−ａ（ｔ−ｂ）・・・（４）
そして、この際、切替時間記憶手段は、タンブル制御弁６の全開から全閉への作動時に、タンブル制御弁６への閉指令からＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまでの時間Ｔ１ｃ、Ｔ２ｃを記憶する。
【００５８】
（ｉｉｉ）全閉から全開への次回作動時の開度推定
全閉から全開への次回作動時の開度推定では、弁開度推定手段は、記憶された時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏを用いて数式（１）を補正し、補正された以下に示す数式（５）によって開度推定を行う（学習推定工程）。
θ＝ａ´（ｔ−ｂ´）・・・（５）
なお、ａ´＝（θ２−θ１）／（Ｔ２ｏ−Ｔ１ｏ）であり、
ｂ´＝Ｔ１ｏ−θ１／ａ´である。
すなわち、数式（１）の時間勾配ａと無駄時間ｂを、時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏに基づいて実際の弁挙動特性に即した時間勾配ａ´、無駄時間ｂ´に修正した数式（５）を用いて推定する。
【００５９】
（ｉｖ）全開から全閉への次回作動時の開度推定
全開から全閉への次回作動時の開度推定では、弁開度推定手段は、記憶された時間Ｔ１ｃ、Ｔ２ｃを用いて数式（４）を補正し、補正された以下に示す数式（６）によって開度推定を行う（学習推定工程）。
θ＝θｍａｘ−ａ´´（ｔ−ｂ´´）・・・（６）
なお、ａ´´＝（θ２−θ１）／（Ｔ２ｃ−Ｔ１ｃ）であり、
ｂ´＝Ｔ１ｃ−θ１／ａ´´である。
すなわち、数式（４）の時間勾配ａと無駄時間ｂを、時間Ｔ１ｃ、Ｔ２ｃに基づいて実際の弁挙動特性に即した時間勾配ａ´´、無駄時間ｂ´´に修正した数式（６）を用いて推定する。
【００６０】
〔実施例２の効果〕
本実施例の制御装置１では、タンブル制御弁６の全閉から全開への初回作動時に学習した学習値（時間Ｔ１ｏ、Ｔ２ｏ）を、タンブル制御弁６の全閉から全開への次回作動時に反映させ、吸気流制御弁の全開から全閉への初回作動時に学習した学習値（時間Ｔ１ｃ、Ｔ２ｃ）を、吸気流制御弁の全開から全閉への次回作動時に反映させて、開度推定を行う。
これによれば、全閉から全開への作動時の弁挙動特性と、全開から全閉への作動時の弁挙動特性とが異なる場合であっても、それぞれの作動時での学習値を求めて利用するため、弁開度を高精度に推定することができる。
【００６１】
〔変形例〕
実施例１、２では、モータ１３への駆動指令からの時間ｔに比例して弁開度θが線形に変化し、数式（１）のような一次式により近似できるものであったが、弁の挙動特性が二次式等により近似できるものであって、二次式等が推定式であってもよい。この場合も、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６の出力が切り替わるまでの時間を記憶し、その時間を用いて次回作動時に用いる推定式を補正して弁開度θの推定をすることができる。
【００６２】
実施例１、２では、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６は２つの所定開度（θ１、θ２）でそれぞれ切り替わるようになっていたが、無駄時間が無視できるほどに小さい場合には、ＯＮ−ＯＦＦセンサ２６が切り替わる所定開度を１つ設定するだけでよい。
これは、無駄時間が無視できるほどに小さい場合には数式（１）のｂを０と仮定できるので、１つの所定開度を設定し、その所定開度に切り替わった時間が分かればａ´もしくはａ´´を求めることができるからである。
たとえば、実施例１において無駄時間が無視できるほどに小さい場合には、全閉から全開への初回作動時の開度推定ではθ＝ａｔで推定し、全閉から全開への次回作動時の開度推定ではａをａ´＝θ１／Ｔ１ｏに修正して、θ＝θｍａｘ−ａ´ｔで推定すればよい。
【符号の説明】
【００６３】
１  制御装置
２  内燃機関
３  燃焼室
５  吸気通路
６  タンブル制御弁（吸気流制御弁）
１５  ＥＣＵ（弁開度推定手段、切替時間記憶手段）
２６  ＯＮ−ＯＦＦセンサ
【図１】
2010261356.tif 000003
【図２】
2010261356.tif 000004
【図３】
2010261356.tif 000005