(57)【要約】【課題】制御軸を駆動するアクチュエータを備えた可変動弁機構にあって、同アクチュエータに焼損等が生じることを抑制しつつ、学習頻度を高めることができる可変動弁機構の制御装置を提供する。【解決手段】この可変動弁機構の制御装置では、コントロールシャフト２４の凸部２４ａが第１のストッパ１０ａに当接したときの位置を最小変位端位置とする。そして、コントロールシャフト２４を最小変位端位置まで変位させるとともに、同シャフト２４が最小変位端位置まで達した旨が判断されたときの位置を基準位置として学習する。この制御装置では特に、ブラシレスモータ３１への通電時間の割合であるデューティ比の絶対値に対して上限ガード値を設ける。さらに、同上限ガード値に最大値及び最小値を設け、冷却水温の温度が高いほど最大値を小さく設定するとともに、冷却水温が低いほど最小値を大きく設定する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
規制部材によって規制される可動範囲内で駆動される制御軸と、前記制御軸を駆動するアクチュエータとを備え、同アクチュエータによる前記制御軸の駆動を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構にあって、前記制御軸がその可動範囲端にあるときの位置を基準位置とし同基準位置からの前記制御軸の相対変位量と前記基準位置とに基づいて前記制御軸の絶対位置を算出するとともに、同絶対位置と目標位置との偏差が大きくなるほど前記アクチュエータへの駆動電力の絶対値を大きく設定することによって前記絶対位置が前記目標位置と一致するように前記制御軸の位置をフィードバック制御する一方、所定の基準位置学習条件が成立したときに前記制御軸の目標位置を前記可動範囲外の位置に設定して前記制御軸を可動範囲端まで変位させるとともに、前記制御軸が前記可動範囲端に達した旨が判断されたときの前記絶対位置を前記基準位置として学習する可変動弁機構の制御装置において、
前記基準位置の学習に際して、前記駆動電力の絶対値に対して上限ガード値を設けるとともに、同上限ガード値は、前記アクチュエータの温度が高いほど小さくなる値を最大値とし、同最大値よりも小さく設定されつつ、前記アクチュエータの温度に応じて可変設定されてなる
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記上限ガード値は、前記アクチュエータの温度が低いほど大きく設定された値を最小値とし、同最小値よりも大きく設定されてなる
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記上限ガード値は、前記アクチュエータの温度が第１の範囲にあるときには同温度が低いほど大きく設定されるとともに同第１の範囲よりも高い第２の範囲に同温度があるときには同温度が高いほど大きく設定された値を最小値とし、同最小値よりも大きく設定されてなる
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記上限ガード値は前記最大値と前記最小値との略中央の値に設定されてなる
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変動弁機構の制御装置において、
前記駆動電力の大きさを、前記絶対位置と前記目標位置との乖離が大きいときほど絶対値が大きく設定されるデューティ比に基づいて設定する
ことを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構についてその駆動を同機構に設けられた制御軸の駆動を通じて制御する可変動弁機構の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の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ための機構として、例えば特許文献１に記載される可変動弁機構がある。この特許文献１に記載の可変動弁機構にあっては、同機構に設けられた制御軸をアクチュエータによって軸線方向に駆動することによって機関バルブの最大リフト量を変更するようにしている。したがって、こうした可変動弁機構にあっては、制御軸の位置を高い精度で制御することが最大リフト量を機関運転状態に適した値とする上で重要な要素となる。
【０００３】
ここで制御軸の位置を検出するための手法としては種々の方法が提案されているが、例えば可変動弁機構に制御軸の位置を検出するためのセンサを設けるとともに、同センサの出力に基づいて制御軸の位置、換言すれば吸気バルブの最大リフト量を検出する方法がある。しかしながら、このような方法では、センサの初期取付位置のばらつき、センサ毎の出力のばらつき、あるいは温度変化等々に起因するセンサ特性の変化により、検出されるセンサ出力に基づいて算出される制御軸の位置と同制御軸の実際の位置とにずれが生じ、同制御軸の位置を正確に検出することができないといった問題があった。
【０００４】
そこで従来、例えば特許文献２に記載の可変動弁機構の制御装置にあっては、制御軸の可動範囲端にあるときの位置を同制御軸の基準位置として記憶するとともに、この記憶された基準位置からの相対変位量をセンサにより検出する。そして、この相対変位量と基準位置とに基づいて制御軸の絶対位置を求め、これが目標位置と一致するようにアクチュエータを制御するようにしている。さらにこの装置では、所定の基準位置学習条件が成立したときに、制御軸を可動範囲端の方向に変位させるとともに、同制御軸が可動範囲端に達した旨が判断されたときの絶対位置を基準位置として学習するようにしている。これにより、センサ毎の出力のばらつき等々が生じた場合であってもセンサ出力に基づいて算出される制御軸の位置と実際の制御軸の位置とが対応するようになり、ひいては機関運転状態に適した値となるように最大リフト量を制御することが可能になる。
【特許文献１】特開２００１−２６３０１５号公報
【特許文献２】特開２００３−４１９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような可変動弁機構にあっては、制御軸の端部にアクチュエータを設け、アクチュエータから制御軸に伝達される駆動力によって同制御軸を駆動するようにしたものがある。このアクチュエータはブラシレスモータを備えており、同モータへの駆動電力の供給を通じて制御軸を駆動するようにしている。そして、ブラシレスモータへの通電時間の割合、すなわちデューティ比を、例えば−１００％〜＋１００％（「−」はモータを逆回転させるための負極電位を表す）の間で変更することにより駆動電力が変更される。ちなみに、アクチュエータから制御軸に伝達される駆動力は、デューティ比の絶対値が大きいほど大きくなるように設定されている。そして、制御軸の絶対位置と目標位置との偏差が大きいほどデューティ比の絶対値を大きく設定することにより、絶対位置を目標位置に短時間で近づけるようにしている。
【０００６】
一方、可変動弁機構にあっては、制御軸の可動範囲端側への変位を規制する規制部材が設けられたものがある。このような規制部材を設けることで、制御軸を可動範囲端の方向へ変位させたときに、同制御軸が規制部材に当接することにより、制御軸は可動範囲端にて停止する。このため、制御軸の基準位置の学習に際しては、制御軸が規制部材に当接することをもって上記制御軸が可動範囲端に達した旨を判断することができるようになる。
【０００７】
しかしながら、上述のようなアクチュエータにより制御軸を駆動する可変動弁機構にあって、制御軸を規制部材に当接させる際には以下のような問題が無視できないものとなる。
【０００８】
すなわち、基準位置の学習に際して、同制御軸が可動範囲端に達すると、目標位置が変化しても制御軸の実際位置は変化しなくなるため、上記算出される絶対位置も変化しなくなる。このため、このように制御軸が可動範囲端に達した状態では、絶対位置と目標位置との偏差が急速に増大し、デューティ比の絶対値も急速に増大することとなる。その結果、ブラシレスモータに大きな電流が生じるとともに、これに起因して同モータの温度が過上昇し、ひいては同モータのコイルや駆動回路を構成するＭＯＳ（メタル・オキサイド・セミコンダクタ）に焼損等が生じるおそれがある。特に、ブラシレスモータの温度が高い機関運転状態、例えば高負荷運転状態のようなときにあっては、ブラシレスモータに大きな電流が発生することに起因する同モータのコイルの焼損等が生じ易い。このため、ブラシレスモータの温度が高い旨が判断されるような場合には上記基準位置の学習を実行することができないため、ひいては基準位置の学習頻度が低下するおそれがある。
【０００９】
なお、このような課題は、吸気バルブの最大リフト量を制御するようにした場合に限らず、開弁時期や閉弁時期等、機関バルブのバルブ特性を機関運転状態に基づいて制御する場合にあっても同様に発生し得る。
【００１０】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御軸を駆動するアクチュエータを備えた可変動弁機構にあって、同アクチュエータに焼損等が生じることを抑制しつつ、学習頻度を高めることができる可変動弁機構の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、課題を解決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、規制部材によって規制される可動範囲内で駆動される制御軸と、前記制御軸を駆動するアクチュエータとを備え、同アクチュエータによる前記制御軸の駆動を通じて内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構にあって、前記制御軸がその可動範囲端にあるときの位置を基準位置とし同基準位置からの前記制御軸の相対変位量と前記基準位置とに基づいて前記制御軸の絶対位置を算出するとともに、同絶対位置と目標位置との偏差が大きくなるほど前記アクチュエータへの駆動電力の絶対値を大きく設定することによって前記絶対位置が前記目標位置と一致するように前記制御軸の位置をフィードバック制御する一方、所定の基準位置学習条件が成立したときに前記制御軸の目標位置を前記可動範囲外の位置に設定して前記制御軸を可動範囲端まで変位させるとともに、前記制御軸が前記可動範囲端に達した旨が判断されたときの前記絶対位置を前記基準位置として学習する可変動弁機構の制御装置において、前記基準位置の学習に際して、前記駆動電力の絶対値に対して上限ガード値を設けるとともに、同上限ガード値は、前記アクチュエータの温度が高いほど小さくなる値を最大値とし、同最大値よりも小さく設定されつつ、前記アクチュエータの温度に応じて可変設定されてなることを要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、基準位置の学習に際して、駆動電力の絶対値に対して上限ガード値を設けるとともに、アクチュエータの温度が高いほど小さくなる最大値よりも同上限ガード値が小さく設定されるため、アクチュエータに焼損等が生じることを抑制することができるようになる。また、同上限ガード値がアクチュエータの温度に応じて可変設定されるため、アクチュエータの温度が変化した場合であっても、この温度変化に応じて同アクチュエータの駆動電力が制限される。このため、アクチュエータに焼損等が生じることを抑制しつつ、広い温度範囲で上記基準位置の学習を実行することが可能となり、学習頻度を高めることができるようになる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記上限ガード値は、前記アクチュエータの温度が低いほど大きく設定された値を最小値とし、同最小値よりも大きく設定されてなることを要旨としている。
【００１４】
アクチュエータの温度が低くなると、アクチュエータのフリクションが増加するため、アクチュエータの駆動電力を制限し過ぎると、基準位置の学習に際して制御軸を可動範囲端まで変位させることができず、ひいては誤った位置を基準位置として学習するおそれがある。この点、上記構成によれば、アクチュエータの温度が低いほど大きく設定された最小値よりも上限ガード値が大きくされることによって、アクチュエータの駆動電力が制限され過ぎることが抑制されるため、基準位置の誤学習を抑制することができるようになる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記上限ガード値は、前記アクチュエータの温度が第１の範囲にあるときには同温度が低いほど大きく設定されるとともに同第１の範囲よりも高い第２の範囲に同温度があるときには同温度が高いほど大きく設定された値を最小値とし、同最小値よりも大きく設定されてなることを要旨としている。
【００１６】
一方、アクチュエータの温度が上昇すると、アクチュエータに電力を供給する際の電気抵抗が上昇する。このため、アクチュエータの温度が高い場合と低い場合とで同一の駆動電力をアクチュエータに供給した場合、アクチュエータの温度が高い場合の方がアクチュエータから出力される駆動力が低下することとなる。したがって、アクチュエータが高温の場合には、制御軸を可動範囲端まで変位させることができず、ひいては誤った位置を基準位置として学習するおそれがある。この点、上記構成によれば、第１の範囲よりも高い第２の範囲にアクチュエータの温度があるときには同温度が高いほど大きく設定された最小値よりも上限ガード値を大きく設定することによって、上記抵抗の上昇に起因したアクチュエータの駆動力の低下が抑制されるため、基準位置の誤学習を抑制することができるようになる。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記上限ガード値は前記最大値と前記最小値との略中央の値に設定されてなることを要旨としている。
【００１８】
同構成によれば、上述のようなアクチュエータの焼損等の抑制及び基準位置の誤学習の抑制との好適な両立を図ることができるようなる。
具体的には、請求項５に記載の発明によるように、請求項１〜４のいずれか一項に記載の可変動弁機構の制御装置において、前記駆動電力の大きさを、前記絶対位置と前記目標位置との乖離が大きいときほど絶対値が大きく設定されるデューティ比に基づいて設定する、といった構成を採用することで、駆動電力の設定範囲をガードすることが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明にかかる可変動弁機構の制御装置の一実施形態について図１〜図５を参照して説明する。
図１に、内燃機関の動弁系及びその制御装置を示す。同図１に示されるように、シリンダヘッド１０には、吸気ポート１１に燃料を噴射する燃料噴射弁１２が設けられている。この吸気ポート１１内では燃料噴射弁１２から噴射された燃料と上記吸気ポート１１内を流れる吸入空気との混合により混合気が形成され、この形成された混合気が吸気バルブ１３を介して燃焼室１４内に導入される。また、この燃焼室１４内では点火プラグ１５の点火に伴って上記混合気が燃焼されるとともに、この混合気の燃焼後の排気が排気バルブ１６を介して排気ポート１７へと排出される。
【００２０】
また、吸気カム１８と吸気バルブ１３との間には、吸気バルブ１３のバルブ特性、具体的にはその最大リフト量及び作用角を可変とする可変動弁機構２０が設けられている。この可変動弁機構２０は、吸気カム１８の回転に伴って揺動する入力アーム２１と、同入力アーム２１と一体となって揺動する出力アーム２２とを備え、この出力アーム２２の揺動がロッカーアーム２３を介して吸気バルブ１３に伝達されることにより吸気バルブ１３が開閉駆動される。また、この可変動弁機構２０は、入力アーム２１及び出力アーム２２を貫通するように配置された制御軸、すなわちコントロールシャフト２４をその軸線ｍの方向に変位させることで入力アーム２１と出力アーム２２とを軸線ｍ回りに相対回転させる。そして、このような相対回転により吸気バルブ１３の最大リフト量及び作用角が変更される。具体的には、入力アーム２１と出力アーム２２とを近接するように相対回転させると、吸気バルブ１３の最大リフト量及び作用角が小さくなる。一方、入力アーム２１と出力アーム２２とを離間させるように相対回転させると、吸気バルブ１３の最大リフト量及び作用角が大きくなる。このように、この可変動弁機構２０では、コントロールシャフト２４を軸線ｍの方向に沿って往復動させることによって、吸気バルブ１３のバルブ特性を変更するようにしている。続いて、このコントロールシャフト２４を軸線ｍの方向に変位させるための構造について図２を参照して説明する。
【００２１】
図２に、シリンダヘッド１０の平面構造を示す。同図２に示されるように、コントロールシャフト２４の基端部（図中右端部）には、同シャフト２４に軸線ｍの方向の駆動力を伝達するためのアクチュエータ３０が設けられている。このアクチュエータ３０は、ブラシレスモータ３１と、同モータ３１の回転運動を軸線ｍの方向に沿った直線運動に変換する変換機構３２とにより構成されている。すなわちこの可変動弁機構２０では、ブラシレスモータ３１への駆動電力の供給を通じてコントロールシャフト２４を軸線ｍの方向に沿って往復動させるようにしている。ちなみに、コントロールシャフト２４を基端側、すなわち図中のＲ方向に変位させたときには、入力アーム２１と出力アーム２２とが近接するように相対回転する一方、コントロールシャフト２４を先端側、すなわち図中のＦ方向に変位させたときには、入力アーム２１と出力アーム２２とが離間するように相対回転する。
【００２２】
また、コントロールシャフト２４には凸部２４ａが形成されるとともに、シリンダヘッド１０にはこの凸部２４ａを挟むようにしてストッパ１０ａ，１０ｂが形成されている。コントロールシャフト２４をＲ方向に変位させたときに、凸部２４ａが第１のストッパ１０ａに当接することにより、コントロールシャフト２４はＲ方向における可動範囲端（最小変位端位置）にて停止する。一方、コントロールシャフト２４をＦ方向に変位させたときに、凸部２４ａが第２のストッパ１０ｂに当接することにより、コントロールシャフト２４はＦ方向における可動範囲端（最大変位端位置）にて停止する。すなわち、このストッパ１０ａ，１０ｂが、コントロールシャフト２４の駆動を規制する規制部材に相当する。
【００２３】
図１に示すように、内燃機関には、機関運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、クランクシャフト１９の近傍には、その回転速度、すなわち機関回転速度ＮＥを検出するための回転速度センサ４０が設けられている。また、アクチュエータ３０には、ブラシレスモータ３１が所定角度を回転する毎にパルス信号ＰＳを出力する回転角センサ４１が設けられている。さらに、この内燃機関には、その冷却水の温度、すなわち冷却水温ＴＨＷを検出するための水温センサ４２が設けられている。そして、これら各センサ４０〜４２等の出力信号は電子制御装置５０に入力される。
【００２４】
電子制御装置５０は、演算処理装置（ＣＰＵ）やメモリ等を有するマイクロコンピュータを備えている。この電子制御装置５０は、各センサ４０〜４２等の出力信号に基づいて内燃機関の運転に係る各種状態量を求める。例えば、この電子制御装置５０では、コントロールシャフト２４が最小変位端位置にあるときの位置を基準位置ＰＢとして記憶するとともに、同基準位置ＰＢからの同シャフト２４の相対変位量ΔＤを回転角センサ４１から検出されるパルス信号ＰＳのカウント値に基づいて算出する。そしてこれら基準位置ＰＢと相対変位量ΔＤとに基づいて、コントロールシャフト２４の絶対位置ＰＡを算出するようにしている。
【００２５】
そして、これら求められた状態量に基づいて可変動弁機構２０を駆動することによって、吸気バルブ１３の最大リフト量変更処理が実行される。この最大リフト量変更処理は、機関回転速度ＮＥ、冷却水温ＴＨＷ等から機関運転状態を求めるとともに、この求められた機関運転状態に基づき可変動弁機構２０を駆動制御して、吸気バルブ１３のバルブ特性、すなわち最大リフト量及び作用角を変更する処理である。そして、この電子制御装置５０では、吸気バルブ１３の最大リフト量を変更するにあたり、コントロールシャフト２４の絶対位置ＰＡが所定の目標位置ＰＴとなるように同シャフト２４の位置をフィードバック制御する。さらに、この電子制御装置５０では、回転角センサ４１の出力信号にノイズが混入すること等に起因して基準位置ＰＢと実際の最小変位端位置とにずれが生じた場合、所定の基準位置学習条件の成立をもってコントロールシャフト２４を最小変位端位置まで移動させることによって基準位置ＰＢを学習するようにしている。
【００２６】
また、この電子制御装置５０では、ブラシレスモータ３１への通電時間の割合（デューティ比ＤＴ）を「−１００％」〜「＋１００％」の間で変更することにより、すなわちデューティ制御することにより同ブラシレスモータ３１の駆動電力を変化させる。そして、アクチュエータ３０からコントロールシャフト２４に作用する駆動力を適宜変更して、コントロールシャフト２４のＲ方向への変位速度、あるいはＦ方向の変位速度を変更するようにしている。具体的には、デューティ比ＤＴを正の値、例えば「＋５０％」に設定した場合には、コントロールシャフト２４がＦ方向に変位する。一方、デューティ比ＤＴを負の値、例えば「−５０％」に設定した場合には、コントロールシャフト２４がＲ方向に変位する。また、アクチュエータ３０からコントロールシャフト２４に伝達される駆動力は、デューティ比ＤＴの絶対値が大きいほど大きくなるように設定されている。
【００２７】
図３及び図４は、本実施形態による可変動弁機構２０を通じた吸気バルブ１３の最大リフト量の変更についてその処理手順を示したものであり、以下、これら図３及び図４に基づいてその具体的な処理手法を詳述する。
【００２８】
図３は、本実施形態において実行される最大リフト量変更処理についてその処理手順を示したものである。
同図３に示されるように、この最大リフト量変更処理では、基準位置ＰＢの学習を実行する必要があるか否かを判断するために、まず、同基準位置ＰＢの学習を実施するための条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１００）。この学習は、例えば、以下の各条件が全て成立していることを条件に実行される。
（ａ１）燃料噴射弁１２からの燃料噴射が停止されている。
（ａ２）コントロールシャフト２４の位置が最小変位端位置の近傍の位置に設定されている。
【００２９】
この処理を通じて学習を実施するための条件が成立していない旨が判断された場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、メモリに記憶されている基準位置ＰＢと相対変位量ΔＤとを読み込み、これら基準位置ＰＢと相対変位量ΔＤとに基づいて絶対位置ＰＡが算出される（ステップＳ１１０）。続いて、ステップＳ１２０の処理として、機関回転速度ＮＥや冷却水温ＴＨＷ等に基づいて目標位置ＰＴが設定される（ステップＳ１２０）。ちなみに、電子制御装置５０のメモリには、これら機関回転速度ＮＥ及び冷却水温ＴＨＷ等と目標位置ＰＴとの関係が関数マップとして記憶されており、電子制御装置５０はこの関数マップを参照して目標位置ＰＴを算出する。
【００３０】
このように絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとを算出した後、絶対位置ＰＡを目標位置ＰＴに近づけるために、ＰＩ制御を実行する。具体的にはまず、ステップＳ１３０の処理として、絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの偏差に基づいて比例項（Ｐ項）と積分項（Ｉ項）とが算出された後、これら比例項と積分項とに基づいてデューティ比ＤＴが算出される。その後、この算出されたデューティ比ＤＴに基づいてアクチュエータ３０が駆動されることとなる（ステップＳ１４０）。このようにしてアクチュエータ３０が駆動されると、絶対位置ＰＡが目標位置ＰＴに近づくようになるため、吸気バルブ１３の最大リフト量が機関運転状態に応じた目標最大リフト量に近づくようになる。
【００３１】
一方、ステップＳ１００の処理において、学習を実施するための条件が成立している旨が判断された場合には（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、基準位置ＰＢを学習するための処理が実行される（ステップＳ１５０）。図４にこの学習にかかる処理手順を示す。
【００３２】
すなわち、同図４に示されるように、この処理ではまず、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達したか否かが判断され（ステップＳ１５１）、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達していない旨が判断された場合には（ステップＳ１５１：ＮＯ）、目標位置ＰＴを所定変位量ΔＰだけＲ方向に変更する（ステップＳ１５２）。なお、上記比例項（Ｐ項）、積分項（Ｉ項）の変化に基づいて、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達したか否か判断することができる。さらに、このステップ１５２の処理に続いて、絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの偏差に基づいてデューティ比ＤＴが設定される（ステップ１５３）。
【００３３】
このようにして基準位置ＰＢの学習に際してのデューティ比ＤＴが設定されることとなるが、本実施形態の基準位置学習処理では、このデューティ比の絶対値｜ＤＴ｜に対して上限ガード値ＤＴＧを設定し、これによってデューティ比ＤＴが取り得る値を制限するようにしている。
【００３４】
具体的には、まず、アクチュエータ３０の温度（正確にはブラシレスモータ３１の温度）を推定するものとして上記水温センサ４２から検出される冷却水温ＴＨＷを採用し、同冷却水温ＴＨＷからマップに基づいてデューティ比ＤＴの上限ガード値ＤＴＧが算出される（ステップＳ１５４）。図５は、冷却水温ＴＨＷと上限ガード値ＤＴＧとの関係を定めたマップである。このステップＳ１５４の処理では、同図５のマップを参照し、所定の冷却水温ＴＨＷに対応した実線ｓ上の値を上限ガード値ＤＴＧに設定するようにしている。なお、図５に例示したマップは、電子制御装置５０のメモリに記憶されている。また、上限ガード値ＤＴＧは「１００％」を超えない正の値、例えば４０％近傍の値に設定されている。そして、このステップＳ１５４の処理の後、デューティ比の絶対値｜ＤＴ｜が上限ガード値ＤＴＧよりも大きいか否かが判断される（ステップＳ１５５）。そして、デューティ比の絶対値｜ＤＴ｜が上限ガード値ＤＴＧよりも大きい旨が判断された場合には（ステップＳ１５５：ＹＥＳ）、デューティ比ＤＴの値が上限ガード値ＤＴＧに対応した値、すなわち「−ＤＴＧ」に設定されることとなる（ステップＳ１５６）。具体的には、例えば、ステップ１５３の処理でデューティ比ＤＴが「−８０％」に設定された後、ステップＳ１５４の処理で上限ガード値ＤＴＧが「４０％」と算出されると、デューティ比ＤＴが「−４０％」の値に設定されることとなる。すなわち、これらの処理を通じて、デューティ比ＤＴが「−ＤＴＧ」にガードされるようになっている。そして、これらステップＳ１５２〜ステップＳ１５７の処理は、コントロールシャフト２４が最小変位端位置に達していない旨が判断されている間（ステップＳ１５１：ＮＯ）、繰り返し実行されることとなる。そして、これらの処理を通じて最小変位端位置を超えた位置まで目標位置ＰＴを変化させることによって、コントロールシャフト２４を最小変位端位置まで変位させるようにしている。
【００３５】
ところで、本実施形態にかかる基準位置学習処理では、図５のマップを以下のようにして設定するようにしている。図５に、所定の冷却水温ＴＨＷに対して上限ガード値ＤＴＧが取り得る値の最大値を結んだ線を一点鎖線ｎ１で、最小値を結んだ線を二点鎖線ｎ２で示す。さらに、同図５に、冷却水温ＴＨＷが低い範囲を第１の範囲ａ１で、冷却水温ＴＨＷが同第１の範囲ａ１よりも高い範囲を第２の範囲ａ２で示す。
【００３６】
上述のように、アクチュエータ３０の温度が高温のときほど、ブラシレスモータ３１に大きな電流が発生することに起因するアクチュエータ３０の焼損等が生じやすい。そこで、上限ガード値ＤＴＧに最大値を設け、同最大値を図５に示す一点鎖線ｎ１上の値に設定、すなわち冷却水温ＴＨＷの温度が高いほど最大値を小さく設定するようにした。これにより、ステップＳ１５７の処理を通じてアクチュエータ３０を駆動した際に、同アクチュエータ３０に焼損等が生じないようにしている。
【００３７】
一方、これも上述のように、アクチュエータ３０の温度が低くなると、アクチュエータ３０のフリクションが増加するため、アクチュエータ３０の駆動電力を制限し過ぎると、基準位置ＰＢの学習に際してコントロールシャフト２４を最小変位端位置まで変位させることができないおそれがある。そこで、上限ガード値ＤＴＧに最小値を設け、同最小値を図５に示す二点鎖線上の値に設定、すなわち低温の第１の範囲ａ１に冷却水温ＴＨＷがあるときには同冷却水温ＴＨＷが低いほど同最小値を大きく設定するようにした。これにより、アクチュエータ３０のフリクションが増加した場合であっても、ステップＳ１５７の処理を通じてアクチュエータ３０を最小変位端位置まで確実に変位させるようにしている。一方、アクチュエータ３０の温度が上昇すると、アクチュエータ３０に電力を供給する際の電気抵抗が上昇して、アクチュエータ３０から出力される駆動力が低下する。このため、基準位置ＰＢの学習に際してコントロールシャフト２４を最小変位端位置まで変位させることができないおそれがある。そこで、高温の第２の範囲ａ２に冷却水温ＴＨＷがあるときには冷却水温ＴＨＷが高いほど上記最小値を大きく設定することで、アクチュエータ３０に電力を供給する際の電気抵抗が上昇した場合であっても、ステップＳ１５７の処理を通じてアクチュエータ３０を最小変位端位置まで確実に変位させるようにしている。
【００３８】
そして、本実施形態では、これら一点鎖線及び二点鎖線を実験等により求めた上で、所定の冷却水温ＴＨＷに対する一点鎖線上の値及び二点鎖線上の値の中央の値に上限ガード値ＤＴＧを設定するようにしている。
【００３９】
ところで、コントロールシャフト２４が最小変位端位置まで達した旨が判断された場合には（ステップＳ１５１：ＹＥＳ）、そのときの絶対位置ＰＡを基準位置ＰＢとして学習する（ステップＳ１５８）。最後にステップＳ１５９の処理として、メモリに記憶された相対変位量ΔＤをリセットしてこの一連の処理を終了する。
【００４０】
以上詳述した本発明に係る可変動弁機構の制御装置の作用効果について、図６のタイミングチャートを併せ参照して説明する。
図６（ａ）に、基準位置ＰＢと相対変位量ΔＤとに基づいて算出されるコントロールシャフト２４の絶対位置ＰＡの経時的な推移を実線で、同シャフト２４の目標位置ＰＴの経時的な推移を一点鎖線で、同シャフト２４の実際位置ＰＡＡの経時的な推移を二点鎖線で示す。同図６（ａ）に示されるように、上記学習処理において目標位置ＰＴがＲ方向に徐変されると、コントロールシャフト２４もＲ方向に駆動され、絶対位置ＰＡもＲ方向に変化するようになる。その後、時刻ｔ０でコントロールシャフト２４が最小変位端位置まで達すると、目標位置ＰＴが変化してもコントロールシャフト２４の実際位置ＰＡＡは変化しなくなるため、上記算出される絶対位置ＰＡも変化しなくなる。このため、このようにコントロールシャフト２４が最小変位端位置に達した状態では、絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの偏差が急速に増大する。図６（ｂ）に、これら絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの偏差に基づいて算出されるデューティ比ＤＴについて、その絶対値｜ＤＴ｜の経時的な推移を示す。
【００４１】
同図６（ｂ）に示されるように、絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの偏差の増大に伴ってデューティ比の絶対値｜ＤＴ｜も急速に増大することとなるが、時刻ｔ１においてデューティ比の絶対値｜ＤＴ｜が上限ガード値ＤＴＧの値に達すると、デューティ比の絶対値｜ＤＴ｜が上限ガード値ＤＴＧの値にガードされるようになる。すなわち、デューティ比ＤＴが「−ＤＴＧ」の値にガードされ、アクチュエータ３０の駆動電力の設定範囲が上限ガード値ＤＴＧに対応した値にガードされるようになる。そして、本実施形態にかかる基準位置学習処理では、同上限ガード値ＤＴＧが取り得る値の最大値と最小値との中央の値に設定されているため、アクチュエータ３０の焼損等の抑制、アクチュエータ３０のフリクションの増加に起因する基準位置ＰＢの誤学習の抑制、さらにはアクチュエータ３０に電力を供給する際の電気抵抗の上昇に起因する基準位置ＰＢの誤学習の抑制を図ることができるようなる。
【００４２】
また、本実施形態にかかる基準位置学習処理では、上限ガード値ＤＴＧを冷却水温ＴＨＷの温度変化に応じて可変設定するようにした。このため、図５に示されるように、例えば上限ガード値ＤＴＧを固定値ＤＴＧ１に設定した場合には冷却水温ＴＨＷが温度ＴＨＷ１〜温度ＴＨＷ２の範囲ｂ１のときにのみ基準位置ＰＢの学習を行うことが可能であるのに対して、同範囲よりも広い温度ＴＨＷ３〜温度ＴＨＷ４の範囲ｂ２で基準位置ＰＢの学習を行うことが可能となる。したがって、基準位置ＰＢの学習頻度を高めることができるようになる。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態かかる可変動弁機構の制御装置によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）基準位置ＰＢの学習に際して、デューティ比の絶対値｜ＤＴ｜に対して上限ガード値ＤＴＧを設けるとともに、同上限ガード値ＤＴＧに最大値を設け、同最大値を図５の一点鎖線ｎ１上の値に設定、すなわち冷却水温ＴＨＷの温度が高いほど最大値を小さく設定するようにした。そして、上限ガード値ＤＴＧを同最大値よりも小さくなるように設定した。このため、アクチュエータ３０に焼損等が生じることを抑制することができるようになる。また、上限ガード値ＤＴＧを冷却水温ＴＨＷの温度変化に応じて可変設定した。このため、アクチュエータ３０に焼損等が生じることを抑制しつつ、広い温度範囲で基準位置ＰＢの学習を実行することが可能となり、学習頻度を高めることができるようになる。
【００４４】
（２）上限ガード値ＤＴＧに最小値を設け、同最小値を図５の二点鎖線ｎ２上の値に設定、すなわち冷却水温ＴＨＷが低いほど最小値を大きく設定するようにした。そして、上限ガード値ＤＴＧを同最小値よりも大きくなるように設定した。このため、デューティ比の絶対値｜ＤＴ｜がガードされ過ぎることが抑制されるため、基準位置ＰＢの誤学習を抑制することができるようになる。
【００４５】
（３）第１の範囲ａ１より高い第２の範囲ａ２に冷却水温ＴＨＷがあるときには、同冷却水温ＴＨＷが高いほど上限ガード値ＤＴＧの最小値を大きく設定し、上限ガード値ＤＴＧを同最小値よりも大きくなるように設定した。このため、アクチュエータ３０に電力を供給する際の電気抵抗の上昇に起因してアクチュエータ３０の駆動力が抑制されて、基準位置ＰＢの誤学習を抑制することができるようになる。
【００４６】
（４）上限ガード値ＤＴＧを、上記設定された最大値と最小値との中央の値に設定するようにした。このため、上述のようなアクチュエータの焼損等の抑制及び基準位置ＰＢの誤学習との好適な両立を図ることができるようになる。
【００４７】
（５）アクチュエータ３０の駆動電力の大きさを、絶対位置ＰＡと目標位置ＰＴとの乖離が大きいときほど絶対値が大きく設定されるデューティ比ＤＴに基づいて設定するようにした。このため、同駆動電力の設定範囲をガードすることが容易となる。
【００４８】
なお、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ができる。
・上記実施形態では、上限ガード値ＤＴＧを、上記設定された最大値と最小値との中央の値に設定するようにしたが、図５の一点鎖線ｎ１と二点鎖線ｎ２とで挟まれた領域内の値であれば、任意の値に設定してもよい。また、アクチュエータ３０の潤滑油を適宜変更するなどして同アクチュエータ３０のフリクションがそれほど高くならないような場合には、上限ガード値ＤＴＧに最大値のみを設けて同上限ガード値ＤＴＧを最大値よりも小さく設定し、アクチュエータ３０の焼損等の抑制を図るようにしてもよい。
【００４９】
・上記実施形態では、アクチュエータ３０の温度（正確にはブラシレスモータ３１の温度）を推定するものとして上記水温センサ４２から検出される冷却水温ＴＨＷを採用したが、ブラシレスモータ３１に温度センサを設けて直接その温度を検出する等、他の構成を採用することもできる。
【００５０】
・上記実施形態では、ブラシレスモータ３１の駆動電力をデューティ制御する場合について説明したが、駆動電力を連続的に変化させるようにしてもよい。またこの場合、基準位置学習処理を実行する際に、駆動電力の設定範囲に対してガード値を直接設定ようにしてもよい。また、ブラシレスモータへの通電時間の割合、すなわちデューティ比を変更するのではなく、印加電圧の大きさを変更することにより駆動電力を変更し、この印加電圧の大きさをガードしてもよい。
【００５１】
・上記実施形態では、本実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置を、コントロールシャフト２４を軸線ｍの方向に沿って往復動させることによって吸気バルブ１３のバルブ特性を変更する可変動弁機構２０に適用したが、例えば制御軸を回転させることによって吸気バルブのバルブ特性を変更する可変動弁機構に適用してもよい。要は、所定の可動範囲内で変位する制御軸を備え、同制御軸を変位させることにより内燃機関のバルブ特性を変更する可変動弁機構であればよい。
【００５２】
・上記実施形態では、本実施形態にかかる可変動弁機構の制御装置を、吸気バルブ１３の最大リフト量及び作用角を変更する可変動弁機構２０に適用するようにしたが、例えば排気バルブ１６の最大リフト量及び作用角を変更する可変動弁機構に適用してもよい。また、最大リフト量及び作用角を変更する可変動弁機構に関わらず、例えば最大リフト量及び作用角のいずれか一方のみ、あるいは開弁時期や閉弁時期、更にはそれらを組み合わせたものを総合的に変更する可変動弁機構に適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかる可変動弁機構の制御装置の一実施形態についてその適用対象となる内燃機関の概略の構成を模式的に示す図。
【図２】同実施形態の内燃機関についてそのシリンダヘッドの上部の平面構造を示す平面図。
【図３】同実施形態の制御装置による最大リフト量変更処理の処理手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態の制御装置による基準位置学習処理の処理手順を示すフローチャート。
【図５】同基準位置学習処理に際しての冷却水温ＴＨＷから上限ガード値ＤＴＧを算出するためのマップ。
【図６】（ａ），（ｂ）は、内燃機関に同実施形態の可変動弁機構の制御装置を適用した際のコントロールシャフトの実際位置ＰＡＡ、同シャフトの絶対位置ＰＡ、同シャフトの目標位置ＰＴ、デューティ比の絶対値｜ＤＴ｜の推移をそれぞれ示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００５４】
１０…シリンダヘッド、１０ａ…第１のストッパ、１０ｂ…第２のストッパ、１１…吸気ポート、１２…燃料噴射弁、１３…吸気バルブ、１４…燃焼室、１５…点火プラグ、１６…排気バルブ、１７…排気ポート、１８…吸気カム、１９…クランクシャフト、２０…可変動弁機構、２１…入力アーム、２２…出力アーム、２３…ロッカーアーム、２４…コントロールシャフト、２４ａ…凸部、３０…アクチュエータ、３１…ブラシレスモータ、３２…変換機構、４０…回転速度センサ、４１…回転角センサ、４２…水温センサ、５０…電子制御装置。
【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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