(57)【要約】      （修正有）【課題】可変動弁機構を制御する制御手段における電力の瞬断の有無を比較的簡易な方法で検知して、異常があった場合に速やかに相関関係の学習をおこなう必要があることを知らしめる【解決手段】第１制御対象を制御する第１制御手段の起動後の時間Ｔ１を計測する第１タイマと、第２制御対象を制御する第２制御手段の起動後の時間Ｔ２を計測する第２タイマと、時間Ｔ１と時間Ｔ２との差分の絶対値が所定値以上の場合に、第１制御手段および第２制御手段のいずれかに電力の瞬断があったと判定する判定手段と、を備える制御装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１制御対象を制御する第１制御手段の起動後の時間Ｔ１を計測する第１タイマと、
第２制御対象を制御する第２制御手段の起動後の時間Ｔ２を計測する第２タイマと、
前記時間Ｔ１と前記時間Ｔ２との差分の絶対値が所定値以上の場合に、前記第１制御手段および前記第２制御手段のいずれかに電力の瞬断があったと判定する判定手段と、を備える制御装置。
【請求項２】
第１制御対象を制御する第１制御手段と、第２制御対象を制御する第２制御手段とにおける電力の瞬断の有無を判定する方法であって、
前記第１制御手段の起動後の時間Ｔ１を計測するステップと、
前記第２制御手段の起動後の時間Ｔ２を計測するステップと、
前記時間Ｔ１および前記時間Ｔ２の差分の絶対値と所定値とを比較するステップと、
前記差分の絶対値が前記所定値以上の場合に、前記第１制御手段および前記第２制御手段のいずれかに電力の瞬断があったと判定するステップと、を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力の瞬断の有無を判定する制御装置に関し、特に内燃機関に設けられた可変動弁機構を制御する制御手段における電力の瞬断の有無を判定することに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、内燃機関に設けられた可変動弁機構の制御軸の回転角度をその制御軸を回転駆動するモータの回転軸（モータ軸）の回転角度から計測（推定）する手法がある。その場合、モータ軸と制御軸の回転角度の相関関係を学習する、すなわち両角度の位置関係を明確にしておく必要がある。
【０００３】
そのため、例えば、制御軸に設けたストッパを全閉ストッパ（全閉位置）に突き当てて、そのときの角度をモータ軸および制御軸の基準位置（０度）として両者の相関関係を学習することが行われている。
【０００４】
ところが、電力の瞬断などによる電子制御装置（ＥＣＵ）のリセット発生時には、その相関関係の学習値（例えばモータ軸の基準位置（０度））がクリアされる可能性があり、その結果モータ軸の回転角度から制御軸の回転角度を推定することができなくなる場合がある。
【０００５】
したがって、電力の瞬断などによってモータ軸と制御軸の回転角度の相関関係の異常が発生しているか否かを検知する必要がある。
【０００６】
特許文献１は、アクチュエータの制御装置を開示する。この制御装置は、装置内の不揮発性メモリに電力の瞬断フラグを記憶させ、そのフラグの値によりその瞬断の検知をおこなう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２９１７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に記載の装置では、不揮発性メモリに常時瞬断フラグを格納して、適時その更新や確認をする必要があり手間がかかる。また不揮発性メモリを新たに設ける必要がある場合、そのコストアップにつながってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、制御手段における電力の瞬断の有無、例えばモータ軸と制御軸の回転角度の相関異常の原因となる、可変動弁機構を制御する制御手段における電力の瞬断の有無を比較的簡易な方法で検知して、異常があった場合に速やかに相関関係の学習をおこなう必要があることを知らしめることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、第１制御対象を制御する第１制御手段の起動後の時間Ｔ１を計測する第１タイマと、第２制御対象を制御する第２制御手段の起動後の時間Ｔ２を計測する第２タイマと、時間Ｔ１と時間Ｔ２との差分の絶対値が所定値以上の場合に、第１制御手段および第２制御手段のいずれかに電力の瞬断があったと判定する判定手段と、を備える制御装置を提供する。
【００１１】
本発明によれば、制御手段の起動後の時間計測という、比較的簡易な計測方法により、制御手段の電力の瞬断の有無を検知することが可能となる。
【００１２】
本発明の一形態によると、第１制御対象を制御する第１制御手段と、第２制御対象を制御する第２制御手段とにおける電力の瞬断の有無を判定する方法が提供される。その判定方法は、第１制御手段の起動後の時間Ｔ１を計測するステップと、第２制御手段の起動後の時間Ｔ２を計測するステップと、時間Ｔ１および時間Ｔ２の差分の絶対値と所定値とを比較するステップと、差分の絶対値が所定値以上の場合に、第１制御手段および第２制御手段のいずれかに電力の瞬断があったと判定するステップと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の可変動弁機構を有する内燃機関の制御装置の全体的な構成図である。
【図２】本発明の可変リフト機構の一例を示す図である。
【図３】本発明の可変リフト機構の制御軸とモータ軸との関係を示す模式図である。
【図４】本発明のモータ軸の回転角度と制御軸の回転角度との関係を示す図である。
【図５】本発明の吸気弁の基準位置を説明するための図である。
【図６】ＥＣＵの電力の瞬断パターンの説明図（表）である。
【図７】ＥＣＵの電力の瞬断パターンの検出方法を説明する図である。
【図８】本発明のＥＣＵの電力の瞬断を検知するフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に従う、可変動弁機構を有する内燃機関（以下、エンジンという）の制御装置の全体的な構成図である。なお、以下の説明はエンジンの制御装置を例にとりおこなうが、本発明はこれに限られず、他の機器等の制御対象を制御する装置においても適用可能であることは言うまでもない。
【００１５】
エンジン１０は、たとえば４気筒４サイクルのエンジンであり、連続可変動弁機構２０を備えている。連続可変動弁機構２０には、吸気弁のリフト量を制御する制御軸の回転角度位置を検出するための制御軸回転角度センサ（ＣＳＡ）センサ２２が設けられている。連続可変動弁機構２０の詳細については後述する。
【００１６】
符号３０、４０、５０で示されるＥＣＵ１、ＥＣＵ２、ＥＣＵ３は、電子制御ユニットであり、いずれも入出力インターフェース、中央演算処理装置（ＣＰＵ）、およびメモリを備えるコンピュータである。メモリには、各種制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータを格納することができる。本発明に従う様々な制御のためのプログラム、および該プログラムの実行の際に用いるデータおよびマップは、メモリに格納されている。各ＥＣＵは、各制御対象から送られてくるデータを受け取って演算を行い、制御信号を生成して、各対象を制御するために送る。
【００１７】
ＥＣＵ１（符号３０）は、連続可変動弁機構２０の駆動を制御する。ＥＣＵ１は、起動後の時間Ｔ１を計測する第１タイマ３２を有する。ＥＣＵ１のメモリには、連続可変動弁機構２０の吸気弁のリフト量を制御する制御軸の回転角と、その制御軸を回転駆動するモータの回転軸の相関関係の学習値、例えば制御軸およびモータの回転軸の回転角度の基準位置が格納される。なお、その学習値は、ＥＣＵ１の電力の瞬断があった場合にリセット（クリア）される。
【００１８】
ＥＣＵ２（符号４０）は、エンジン１０の燃料制御、点火制御等の制御をおこなう。ＥＣＵ２は、起動後の時間Ｔ２を計測する第２タイマ４２を有する。
【００１９】
ＥＣＵ３（符号５０）は、ＥＣＵ１およびＥＣＵ２からの信号を受けて制御をおこなう。具体的には、ＥＣＵ３は、ＥＣＵ１の第１タイマ３２が計測した時間Ｔ１と、ＥＣＵ２の第２タイマ４２が計測した時間Ｔ２との差分の絶対値が所定値以上の場合に、ＥＣＵ１およびＥＣＵ２のいずれかに電力の瞬断があったと判定する判定手段５２を有する。判定手段５２による判定の詳細については後述する。
【００２０】
図２は、本発明の一実施形態に従う、可変リフト機構２０の構成を示す図である。（ａ）に示すように、カム６２が設けられたカムシャフト６１と、カムホルダに支持部６５ａ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６５と、コントロールアーム６５を揺動させるコントロールカム６７が設けられた制御軸（コントロールシャフト）６６と、コントロールアーム６５にサブカムシャフト６３ｂを介して揺動可能に支持されると共に、カム６２に従動して揺動するサブカム６３と、サブカム６３に従動し、吸気弁１４を駆動するロッカーアーム６４とを備えている。ロッカーアーム６４は、コントロールアーム６５内に、ロッカーシャフト６８によって揺動可能に支持されている。
【００２１】
サブカム６３は、カム６２に当接するローラ６３ａを有し、カムシャフト６１の回転により、サブカムシャフト６３ｂを中心として揺動する。ロッカーアーム６４は、サブカム６３に当接するローラ６４ａを有し、サブカム６３の動きが、ローラ６４ａを介して、ロッカーアーム６４に伝達される。コントロールアーム６５は、コントロールカム６７に当接するローラ６５ｂを有し、制御軸６６の回転により、支持部６５ａを中心として揺動する。
【００２２】
（ａ）、（ｂ）および（ｃ）は、矢印で示されているように、吸気弁１４の高リフト状態、中リフト状態、低リフト状態をそれぞれ示している。制御軸６６を介してコントロールアーム６５の位置を変化させることにより、（ａ）のような高リフト状態と、（ｃ）のような低リフト状態の間を連続的に遷移させることができる。（ａ）に示す状態では、サブカム６３の動きがロッカーアーム６４を介して吸気弁１４に伝達され、吸気弁１４は、最大リフト量ＬＦＴＭＡＸまで開弁する。（ｂ）に示す状態では、サブカム６３の動きの、ロッカーアーム６４を介した吸気弁１４への伝達量は、（ａ）よりも少なく、よって（ａ）よりも小さいリフト量で開弁する。（ｃ）に示す状態では、サブカム６３の動きはロッカーアーム６４にほとんど伝達されないため、吸気弁１４は低リフト状態となる。
【００２３】
制御軸６６には、アクチュエータのモータが接続されており、該モータによって制御軸６６を回転させることにより、吸気弁１４のリフト量を連続的に変更することができる。
【００２４】
図３は、本発明の一実施形態に従う、可変リフト機構２０の制御軸とモータ（軸）との関係を示す模式図である。モータ７０の回転軸（以下、「モータ軸」と呼ぶ）７１は、駆動力伝達機構（ギア）７２を介して制御軸６６へ駆動力（回転力）を伝える。モータ７０には、モータ軸７１の回転角度を検出するＭＯセンサ３４が設けられている。ＥＣＵ１（符号３０）の制御下で、ＭＯセンサ３４の検出信号は、所定のタイミングでＥＣＵ１０へ送られる。
【００２５】
次に、モータ軸７１の回転角度と制御軸６６の回転角度との関係および両者の相関関係の学習、特に始動時学習について以下に説明する。
【００２６】
図４は、モータ軸７１の回転角度と制御軸６６の回転角度との関係を示す図である。駆動力伝達機構（ギア）７２の減速比ｒを３６とした場合の例である。図のように、モータ軸７１の回転角度と制御軸６６の回転角度は線形な関係にあり、制御軸６６の回転角度の１８０度（半回転）がモータ軸７１の回転角度６４８０度に対応する。すなわち、モータ軸７１が１回転（３６０度）すると、制御軸６６が１０度回転する。この相関関係により、モータ軸７１の回転角度から制御軸６６の回転角度を算出することが可能となる。
【００２７】
図５は、吸気弁１４の基準位置を説明するための図である。以下の実施例では、基準位置として、吸気弁１４の最小リフト量を示す全閉位置を用いるが、この発明は、これに限定されない。基準位置として、吸気弁１４の最大リフト量を示す全開位置を用いてもよい。
【００２８】
吸気弁１４のリフト量ＬＦＴを制御する制御軸６６は、ウォームギヤ機構を介して、図３で示したモータ７０を備えるアクチュエータ７３に接続されている。ウォームギヤ機構は、アクチュエータ７３のモータ７０のモータ軸７１に固定されて、モータ軸７１と一体的に回転するウォーム７４と、制御軸６６に固定されて制御軸６６と共に回転するウォームホイール７５と、から構成されている。ウォームホイール７５の外周には、ウォーム７４と噛み合うウォームギヤが形成されている。
【００２９】
アクチュエータ７３のモータ７０は、ＥＣＵ１からの制御信号に従ってモータ軸７１を回転駆動し、これにより、ウォームギヤ機構を介して制御軸６６を回転駆動する。こうして、制御軸６６の回転量を制御することにより、吸気弁１４のリフト量ＬＦＴを制御する。
【００３０】
制御軸６６の外周には、ストッパ７６が取り付けられており、ストッパ７６が全閉ストッパ７７に達することにより、制御軸６６の回転が停止する。全閉ストッパ７７は、吸気弁１４の最小リフト量位置（全閉位置と呼ぶ）に対応するよう設けられている。
【００３１】
制御軸６６の取り付けストッパ７６が全閉ストッパ７７に達することにより制御軸６６の回転が停止したと判断されたときに、ＭＯセンサ３４により検出されるモータ軸７１の回転角度およびＣＳＡセンサ２２により検出される制御軸６６の回転角度が、吸気弁１４の全閉位置を示す値（基準位置（０度））として学習される。その学習値はＥＣＵ１のメモリに格納される。
【００３２】
図６は、ＥＣＵ１およびＥＣＵ２の電力の瞬断パターンを説明するための図（表）である。ここで、電力の瞬断とは、ＥＣＵへ供給される電力が一時的に遮断されること、あるいは一時的にその供給電圧が低下することを意味する。以下の説明では、電力の瞬断を単に遮断と呼ぶ。パターンＡは、ＥＣＵ１、２ともに瞬断が無い場合（正常状態）である。この場合、ＥＣＵ１のメモリに格納された相関関係の学習値はリセット（クリア）されない。したがって、相関関係の再学習はおこなわれない。パターンＢは、ＥＣ２のみ瞬断した場合である。この場合、ＥＣＵ１のメモリに格納された相関関係の学習値は正常保持されているので、再学習はおこなわれない。
【００３３】
パターンＣは、ＥＣＵ１のみ瞬断した場合である。この場合、ＥＣＵ１のメモリに格納された相関関係の学習値はリセット（クリア）されるので、再学習が行われる。パターンＤは、ＥＣＵ１、２ともに瞬断した場合である。この場合、ＥＣＵ１のメモリに格納された相関関係の学習値はリセット（クリア）されるので、再学習が行われる。得られた学習値はＥＣＵ１のメモリに格納される。
【００３４】
図６の分類から、再学習必要なパターンは、ＥＣＵ１が瞬断するパターンＣおよびＤである。このうち、パターンＤのＥＣＵ１、２双方の瞬断時は、瞬断後の起動シーケンスが通常起動（イグニッションＯＮ）と同一の為、始動時学習として実施される。したがって、ＥＣＵの瞬断後に学習が必要なのはパターンＣのみであり、このパターンＣの瞬断を適切に検知する必要がある。
【００３５】
図７は、ＥＣＵの電力の瞬断パターンの検出方法を説明する図である。図７の横軸は時間であり、縦軸は上から順番に、イギニッション（ＩＧ）キーの状態（ＯＮ、ＯＦＦ）、エンジンの回転数ＮＥ、ＥＣＵ２の起動後の経過時間Ｔ２、ＥＣＵ１の起動後の経過時間Ｔ１、学習実行の有無、Ｔ１とＴ２の差分（Ｔ１−Ｔ２）、（Ｔ１−Ｔ２）の今回値と前回値の差分である。
【００３６】
時間ｔ１において、ＩＧキーＯＮとなり（７９）、始動時の学習がおこなわれる（８０）。時間ｔ２において、ＥＣＵ１のみが瞬断し、ＥＣＵ１の起動後の経過時間Ｔ１がゼロにリセットされる（８１）。このとき、（Ｔ１−Ｔ２）は負の値になり（８２）、同時に（Ｔ１−Ｔ２）の今回値と前回値の差分も負の値になる（８３）。この負の値の信号８２、８３を検出することにより、ＥＣＵ１の瞬断を検知すること、すなわち上述した図６のパターンＣの瞬断を検知することができ、瞬断後の学習がおこなわれる（８４）。
【００３７】
時間ｔ３において、ＥＣＵ２のみが瞬断し、ＥＣＵ２の起動後の経過時間Ｔ２がゼロにリセットされる（８５）。このとき、（Ｔ１−Ｔ２）は正の値になり（８６）、同時に（Ｔ１−Ｔ２）の今回値と前回値の差分も正の値になる（８７）。この場合、この正の値の信号８６、８７を検出することにより、ＥＣＵ２の瞬断、すなわち図６のパターンＢの瞬断を検知することができるが、ＥＣＵ１のメモリに格納された相関関係の学習値は正常保持されているので、再学習はおこなわれない。
【００３８】
時間ｔ４において、ＥＣＵ１、２がともに瞬断し、ＥＣＵ１、２の起動後の経過時間Ｔ１、Ｔ２がともにゼロにリセットされる（８８、８９）。このとき、（Ｔ１−Ｔ２）はゼロなり（９０）、（Ｔ１−Ｔ２）の今回値と前回値の差分もゼロのままである。この場合、図６のパターンＤの瞬断に相当し、時間ｔ１の場合と同様に始動時の学習がおこなわれる（９１）。
【００３９】
時間ｔ５において、ＩＧキーＯＦＦとなり（９２）、経過時間Ｔ１、Ｔ２がともにゼロにリセットされるが、ＩＧキーＯＦＦなので再学習はおこなわれない。
【００４０】
図８は、本発明のＥＣＵの電力の瞬断を検知するフローの例である。この処理フローは、ＥＣＵ３によって所定の周期で実行される。ステップＳ１において、ＥＣＵ１の起動後の経過時間Ｔ１が取得される。ステップＳ２において、ＥＣＵ２の起動後の経過時間Ｔ２が取得される。ステップＳ３において、Ｔ１とＴ２の差分（Ｔ１−Ｔ２）が計算されてＴ_ｅｒｒに設定される。
【００４１】
ステップＳ４において、Ｔ_ｅｒｒの今回値（Ｔ_ｅｒｒ）と前回値（Ｔ_ｅｒｒ_ｏｌｄ）の差分、すなわちＴ１とＴ２の偏差の差分値が計算されてＴ_ｄｅｌｔａに設定される。ステップＳ５において、Ｔ_ｄｅｌｔａの絶対値（｜Ｔ_ｄｅｌｔａ｜）が所定値（例えば０．５）よりも大きいか否かを判定する。
【００４２】
このように、Ｔ１とＴ２の偏差の差分値で判定するのは、例えばＥＣＵ１とＥＣＵ２のタイマに誤差がある場合、長時間経過すると、偏差は非常に大きくなってしまう為、偏差による瞬断の判定は不可能となるからである。したがって、タイマ誤差を考慮して偏差の差分値により瞬断の判定を行うことが好ましい。
【００４３】
ステップＳ５の判定がＹｅｓの場合、ステップＳ６において瞬断発生が検知される。この場合、上述した再学習がおこなわれる。ステップＳ５の判定がＮｏの場合、ステップＳ７において瞬断なしが検知される。この場合、再学習はおこなわれない。最後にステップＳ７において、Ｔ_ｅｒｒの今回値（Ｔ_ｅｒｒ）がＴ_ｅｒｒ_ｏｌｄに設定されて、次の周期での判定処理に備えられる。
【００４４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において改変して用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０  エンジン
１４  吸気弁
２０  可変動弁機構
２２  ＣＳＡセンサ
３０、４０、５０  ＥＣＵ１、２、３
３２、４２  タイマ
３４  ＭＯセンサ
６６  制御軸
７０  モータ
７１  モータ軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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