内燃機関の制御システム
【課題】状態量制御ユニットのメモリに対する給電が一時的に停止されるとき、給電再開後に生じる状態量制御の悪化、ひいてはこれに起因する機関運転の悪化を好適に抑制することを抑制することができる内燃機関の制御システムを提供する。
【解決手段】機関制御ユニット１００は機関運転状態に基づき吸気バルブの最大リフト量の制御目標値を設定する。状態量制御ユニット６０はメモリ６１ａを有し、モータ６２を制御するとともに、最大リフト量の変更量を検出する。状態量制御ユニット６０は記憶される検出値の値を変更量に基づいて更新し、機関制御ユニット１００は更新される検出値の値を取り込みこれを設定される制御目標値の値と併せて記憶保持する。状態量制御ユニット６０は、メモリ６１ａに対する給電が再開された後に機関制御ユニット１００が記憶する検出値の値及び制御目標値の値の少なくとも一方に基づいてメモリ６１ａの記憶内容を初期化する。
【解決手段】機関制御ユニット１００は機関運転状態に基づき吸気バルブの最大リフト量の制御目標値を設定する。状態量制御ユニット６０はメモリ６１ａを有し、モータ６２を制御するとともに、最大リフト量の変更量を検出する。状態量制御ユニット６０は記憶される検出値の値を変更量に基づいて更新し、機関制御ユニット１００は更新される検出値の値を取り込みこれを設定される制御目標値の値と併せて記憶保持する。状態量制御ユニット６０は、メモリ６１ａに対する給電が再開された後に機関制御ユニット１００が記憶する検出値の値及び制御目標値の値の少なくとも一方に基づいてメモリ６１ａの記憶内容を初期化する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されるように、内燃機関の制御システムでは、機関制御ユニットにより燃料噴射量や燃料噴射圧等の内燃機関にかかる状態量の制御目標値Ｓtを機関運転状態に基づいて設定するとともに、状態量制御ユニットによりこの制御目標値Ｓtに基づいて状態量を制御するようにしている。具体的には、状態量制御ユニットにはバックアップ電源により給電される揮発性のメモリが備えられており、状態量の検出値Ｓがこのメモリに記憶される。状態量制御ユニットは、機関制御ユニットにより設定された制御目標値Ｓtの値を受信し、その制御目標値Ｓtの値と記憶される状態量の検出値Ｓの値との乖離が小さくなるようにアクチュエータを通じて状態量を変更する。また、状態量制御ユニットは、センサを通じて状態量の変更量ΔＳを検出して記憶される検出値Ｓをその変更量ΔＳに基づいて更新する。そして、この更新された検出値（Ｓ＋ΔＳ）の値が機関制御ユニットに送信され、機関制御ユニットではこの検出値（Ｓ＋ΔＳ）を取り込み、その他の状態量を設定するに際してこの取り込まれた検出値（Ｓ＋ΔＳ）を用いるようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３２４４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、こうした状態量の制御が実行されている機関運転中に、状態量制御ユニットのメモリに対する給電が一時的に停止されてその記憶内容がクリアされると、その後に給電が再開されても状態量の検出値の値が不明であるため、上述した状態量の制御が実行不能になる。また例えば、給電再開時にメモリの記憶内容を予め定められた所定値に基づいて初期化することも考えられるが、このようにした場合には、仮に給電停止期間が極めて短いものであっても、メモリに記憶されている検出値の値とその実際の値との間に大きな乖離が生じてしまうことがある。その結果、給電再開後におきる状態量の制御の悪化、ひいて機関運転に支障をきたすようになるおそれがある。
【０００４】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、状態量制御ユニットのメモリに対する給電が一時的に停止されるとき、給電再開後に生じる状態量制御の悪化、ひいてはこれに起因する機関運転状態の悪化を好適に抑制することのできる内燃機関の制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的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、機関運転状態に基づき内燃機関の状態量についてその制御目標値を設定する機関制御ユニットと、前記状態量の検出値の値をバックアップ電源の給電により記憶保持するメモリを有し、該検出値の値と前記設定される制御目標値の値との乖離が小さくなるように前記状態量を変更するアクチュエータを制御するとともに、前記状態量の変更量を検出する状態量制御ユニットとを備え、該状態量制御ユニットは前記記憶される検出値の値を前記変更量に基づいて更新するものであり、前記機関制御ユニットは前記更新される検出値の値を取り込みこれを前記設定される制御目標値の値と併せて記憶保持する内燃機関の制御システムにおいて、前記状態量制御ユニットは機関運転中に前記メモリに対する給電が一時的に停止されてその記憶内容がクリアされたとき、その給電の再開後に、前記機関制御ユニットが記憶する前記検出値の値及び前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値の少なくとも一方に基づいて前記メモリの記憶内容を初期化する初期化手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
同構成では、メモリに対する給電の再開後に、機関制御ユニットに記憶されている検出値の値及び給電停止直前に機関制御ユニットにより設定された制御目標値の値の少なくとも一方に基づいてメモリの初期化を行うようにしている。給電停止期間が一時的なごく短いものであれば、これら検出値の値や制御目標値の値と検出値の実際の値との乖離も小さなものとなる。従って、給電再開後において、不適切な状態量の制御を極力抑制しつつ、同制御を再開することができるようになる。
【０００７】
また、こうした給電再開後の初期化は、機関制御ユニットに記憶されている検出値の値のみを用いて実行する、或いは検出値の値及びメモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値の平均値に基づいて初期化する等、それら検出値の値及び制御目標値の値の双方を用いて実行する他、請求項２に記載されるように、メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値をメモリに書き込む、といった態様をもってこれ実行することもできる。
【０００８】
また、このように給電が停止される直前に設定された制御目標値の値をメモリに書き込むことにより、その初期化を行うようにした場合は、請求項３に記載の発明によるように、メモリに対する給電が停止されている期間、機関制御ユニットにより制御目標値の値が機関運転状態に基づいて再設定されることを無効化し、その制御目標値の値をメモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値に保持するようにするのが好ましい。
【０００９】
こうした構成を採用することにより、状態量制御ユニットが認識する状態量の検出値の値と制御目標値の値とが等しくなっている状態から状態量の制御が開始されるようになるため、これらが大きく乖離している状態で状態量の制御が開始される場合とは異なり、給電再開後において状態量が急激に変化することを抑制して同状態量にかかる制御の安定化を図ることができるようになる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御システムにおいて、前記メモリに対する給電が停止されたとき、前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を前記機関制御ユニットが記憶する前記検出値の値に置換する置換手段を更に備え、前記保持手段は前記制御目標値の値を前記置換手段により置換された値に保持することを特徴とする。
【００１１】
同構成によれば、給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を機関制御ユニットが記憶する検出値の値に置換するため、初期化手段はメモリの記憶内容を初期化するに際してメモリに対する給電が停止される直前の検出値の値を前記メモリに書き込むことになる。この検出値の値と状態量の実際の値との乖離は比較的小さなものであるため、その給電の再開後に状態量制御ユニットによってその精度を維持しつつ状態量を制御することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御システムにおいて、前記状態量制御ユニットは前記内燃機関の状態量として機関バルブのバルブ特性を制御するものであることを特徴とする。
【００１３】
同構成によれば、機関制御ユニットのメモリに対する給電再開後において、不適切な最大リフト量の制御を極力抑制しつつ、同制御を再開することができる。尚、機関バルブのバルブ特性には、機関バルブの開時期、閉時期、最大リフト量、開期間、及びリフトプロフィール、並びにこれらの組み合わせが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明にかかる実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１及び図２に示されるように、車両に搭載される内燃機関は４つの気筒を有しており、そのシリンダヘッド２にはこれら気筒に対応した一対の吸気バルブ１０と排気バルブ１５とが往復動可能にそれぞれ設けられている。シリンダヘッド２には、それら吸気バルブ１０と排気バルブ１５とに対応して吸気弁駆動機構４０と排気弁駆動機構４５とがそれぞれ設けられている。
【００１５】
排気弁駆動機構４５には、各排気バルブ１５に対応してラッシュアジャスタ１７が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ１７と排気バルブ１５との間にはロッカーアーム１８が架設されている。ロッカーアーム１８は、その一端がラッシュアジャスタ１７に支持されるとともに他端が排気バルブ１５の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド２に回転可能に支持された排気カムシャフト７には複数のカム８が形成されており、それらカム８の外周面はロッカーアーム１８に設けられたローラ１８ａに当接されている。排気バルブ１５にはリテーナ１５ａが設けられるとともに、このリテーナ１５ａとシリンダヘッド２との間にはバルブスプリング１６が設けられている。このバルブスプリング１６の付勢力によって排気バルブ１５は閉弁方向に付勢されている。そしてこれにより、ロッカーアーム１８のローラ１８ａはカム８の外周面に押圧されている。機関運転時にカム８が回転すると、ロッカーアーム１８はラッシュアジャスタ１７により支持される部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ１５はロッカーアーム１８によって開閉駆動されるようになる。
【００１６】
一方、吸気弁駆動機構４０には、排気側と同様にバルブスプリング１１、リテーナ１０ａ、ロッカーアーム１２、ローラ１２ａ及びラッシュアジャスタ１３が設けられている。また、シリンダヘッド２に回転可能に支持された吸気カムシャフト５には複数のカム６が形成されている。
【００１７】
一方、吸気弁駆動機構４０には、排気弁駆動機構４５とは異なり、カム６とロッカーアーム１２との間に仲介駆動機構２０が設けられている。この仲介駆動機構２０は入力部２３と一対の出力部２４とを有しており、これら入力部２３及び出力部２４はシリンダヘッド２に固定された支持パイプ２２に揺動可能に支持されている。ロッカーアーム１２は、吸気バルブ１０の基端部及びラッシュアジャスタ１３によって出力部２４側に付勢されており、そのローラ１２ａが出力部２４の外周面に当接されている。また、入力部２３とシリンダヘッド２との間には、スプリング１４が設けられており、このスプリング１４の付勢力によって入力部２３に設けられたローラ２３ｂがカム６に付勢されている。
【００１８】
機関運転時にカム６が回転すると、同カム６はローラ２３ｂに摺接しつつ入力部２３を押圧し、これにより出力部２４が支持パイプ２２の周方向に揺動するようになる。そして出力部２４が揺動すると、ロッカーアーム１２はラッシュアジャスタ１３により支持される部分を支点として揺動する。その結果、吸気バルブ１０はロッカーアーム１２によって開閉駆動されるようになる。
【００１９】
次に、図３を参照して仲介駆動機構２０の構造について更に詳述する。尚、図３は仲介駆動機構２０の破断斜視図である。
図３に示されるように、入力部２３は各出力部２４の間に設けられており、これら入力部２３と出力部２４との内部には略円筒状の連通空間が形成されている。また、入力部２３の内周面にはヘリカルスプライン２３ａが形成されるとともに、出力部２４の内周面にはこの入力部２３のヘリカルスプライン２３ａと逆向きに傾斜するヘリカルスプライン２４ａが形成されている。
【００２０】
入力部２３と出力部２４との内部に形成された空間には、略円筒状のスライダギア２６が設けられている。このスライダギア２６の外周面の中央部分には、入力部２３のヘリカルスプライン２３ａに噛合するヘリカルスプライン２６ａが形成されるとともに、その外周面の両端部には出力部２４のヘリカルスプライン２４ａに噛合するヘリカルスプライン２６ｂが形成されている。
【００２１】
また、この略円筒状のスライダギア２６の内壁には、その円周方向に沿って延びる溝２９が形成されており、この溝２９にはブッシュ２８が嵌合されている。尚、このブッシュ２８は、溝２９の伸びる方向に沿って同溝２９の内周面を摺動することができるであるが、スライダギア２６の軸方向における変位は規制されている。
【００２２】
スライダギア２６の内部に形成された貫通空間には、支持パイプ２２が挿入されている。また、上記支持パイプ２２には、その軸方向に沿って駆動可能なコントロールシャフト２１が挿入されている。支持パイプ２２の管壁にはその軸方向に延びる長孔２２ａが形成されている。また、スライダギア２６とコントロールシャフト２１との間には、長孔２２ａを通じてスライダギア２６とコントロールシャフト２１とを連結する係止ピン２７が設けられている。この係止ピン２７の一端がコントロールシャフト２１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２８に形成された貫通孔２８ａに挿入されている。
【００２３】
こうした仲介駆動機構２０にあって、コントロールシャフト２１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ギア２６が軸方向に変位する。スライダギア２６の外周面に形成されたヘリカルスプライン２６ａ、２６ｂは、入力部２３及び出力部２４の内周面に形成されたヘリカルスプライン２３ａ、２４ａとそれぞれ噛合っているため、スライダギア２６がその軸方向に駆動すると、入力部２３と出力部２４とは逆の方向に回転する。その結果、入力部２３と出力部２４との相対位相差が変更され、吸気バルブ１０の最大リフト量が変更される。
【００２４】
次に、この仲介駆動機構２０を通じて吸気バルブ１０の最大リフト量を制御する制御システムについて、図２及び図４を併せ参照して説明する。ここで、図４はこの制御システムを示すブロック図である。同図に示されるように、状態量制御ユニット６０は、車両のバッテリ（図示略）から給電される駆動ドライバ６１、モータ６２、位置センサ６３及び変換機構６４を備えて構成されている。
【００２５】
コントロールシャフト２１の基端部は、変換機構６４を介してモータ６２の出力軸に連結されている。この変換機構６４は、モータ６２の出力軸の回転運動をコントロールシャフト２１の軸方向への直線運動に変換するためのものである。即ち、モータ６２の出力軸を正・逆回転させると、その回転が変換機構６４によってコントロールシャフト２１の往復動に変換される。また、モータ６２には、位置センサ６３が設けられている。この位置センサ６３は、モータ６２のロータ（図示略）と一体回転する多極マグネットの磁気変化を利用してそのロータの回転位相変化に応じた信号を駆動ドライバ６１に出力する。この駆動ドライバ６１は、この出力信号に基づいてロータの回転位相変化、換言すれば吸気バルブ１０の最大リフト量についてその変更量を検出する。尚、駆動ドライバ６１は、揮発性のメモリ６１ａを備えており、このメモリ６１ａはバックアップ電源、具体的には車両のバッテリによって給電されている。このメモリ６１ａには、各種データや演算結果が記憶される。駆動ドライバ６１は、メモリ６１ａに予め記憶された変更前における最大リフト量の検出値の値と制御目標値との乖離が小さくなるようにモータ６２をフィードバック制御する。また、この駆動ドライバ６１は、上記最大リフト量の変更量ΔＳ及びその変更前の検出値Ｓiの値に基づいて変更後における最大リフト量の検出値Ｓi+1の値を算出し、メモリ６１ａに記憶される検出値Ｓiの値を変更後の検出値の値に更新する。更に、駆動ドライバ６１は、その入出力ポート（図示略）がバス型の通信ネットワーク（以下、ＣＡＮと称す）８０のバスに接続されている。
【００２６】
このＣＡＮ８０には、内燃機関を統括的制御する機関制御ユニット１００の入出力ポートが接続されている。機関制御ユニット１００には、アクセルペダル（図示略）の開度を検出するアクセルセンサ７０や、クランクシャフト（図示略）の回転位相を検出するクランク角センサ７１等、機関の運転状態を検出するセンサが接続されている。機関制御ユニット１００は、これら運転状態に基づいて吸気バルブ１０の最大リフト量についての目標値、即ち状態量制御ユニット６０の制御目標値を設定し、ＣＡＮ８０を通じてこの制御目標値を状態量制御ユニット６０に送信する。状態量制御ユニット６０は、この制御目標値を受信し、その制御目標値と検出値との乖離に基づきモータ６２をフィードバック制御する。また、状態量制御ユニット６０は、ＣＡＮ８０を通じてメモリ６１ａに記憶される検出値を更に機関制御ユニット１００に送信する。機関制御ユニット１００は各種データや演算結果を記憶するためのメモリ１００ａを備えており、このように状態量制御ユニットから送信される検出値をこのメモリ１００ａに記憶保持する。
【００２７】
次に、駆動ドライバ６１に対するバッテリの給電が停止されることにより、メモリ６１ａへの給電が一時的に停止されてメモリ６１ａの記憶内容がクリアされた場合における処理について、図５〜図７を参照して説明する。ここで、図５は状態量制御ユニット６０により最大リフト量を制御する際の手順を示すフローチャートであり、図６は機関制御ユニット１００により制御目標値を設定する際の手順を示すフローチャートである。また、図７は制御目標値と検出値との変化を示すタイミングチャートである。
【００２８】
図５に示される一連の処理は、駆動ドライバ６１により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。尚、駆動ドライバ６１に対するバッテリの給電が停止され、バックアップによるメモリ６１ａへの通電が停止される期間には、駆動ドライバ６１による通信や駆動が不可状態になるため、この一連の処理はその実行自体が不能になる。
【００２９】
この処理ではまず、今回の制御周期が給電停止直後の制御周期、即ち給電が再開されてから最初の制御周期であるか否かを判断する（Ｓ１１０）。今回の制御周期は給電が再開されてから最初の制御周期でない場合には、ステップＳ２２０に進み、機関制御ユニット１００から送信された制御目標値を受信する。そして、この受信した制御目標値の値とメモリ６１ａに記憶されている検出値の値との乖離が小さくなるようにモータ６２をフィードバック制御するとともに、位置センサ６３を介してその最大リフト量の変動量を検出し（Ｓ２３０）、ステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０では、その変更量に基づいてメモリ６１ａに記憶されている検出値の値を更新する、即ち変更前の検出値に検出された変更量を加算し、その結果を新たな検出値の値としてメモリ６１ａに記憶する。そして、ステップＳ２５０に進み、その更新された最大リフト量の検出値を機関制御ユニット１００に送信してこの処理を一旦終了する。
【００３０】
一方、今回の制御周期は給電が再開されてから最初の制御周期である場合には、ステップＳ１２０に進み、機関制御ユニット１００から送信された制御目標値の値を受信し、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、給電再開後の最大リフト量の制御目標値と検出値とを同一の値、即ち給電が再開される直後に受信された制御目標値の値によって初期化し、その初期化された制御目標値と検出値とをメモリ６１ａに記憶してこの処理を一旦終了する。
【００３１】
次に、図６を参照して、制御目標値を設定する際の機関制御ユニット１００の手順について説明する。同図６に示される一連の処理は、機関制御ユニット１００により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。この処理ではまず、ＣＡＮ８０を通じて状態量制御ユニット６０と通信できるか否か、具体的にはこの処理とは別の処理を通じて設定される通信判定フラグが「オン」であるか否かを判断する（Ｓ３００）。
【００３２】
状態量制御ユニット６０との通信が不能である場合には、その状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａへの通電が停止されている可能性がある旨判断し、ステップＳ５００に進み、機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を無効化する。ここで、その通信不能は、ＣＡＮ８０の接触不良等、他の故障に起因するものの他、状態量制御ユニット６０の駆動ドライバ６１に対するバッテリの給電が一時的に停止されている場合、即ちそのメモリ６１ａの記憶内容がクリアされた場合にも発生する。従って、不確実な最大リフト量制御が実行されるのを抑制すべく、この処理では機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を無効化するようにしている。そしてステップＳ５１０に進み、メモリ１００ａに記憶されている制御目標値の値をメモリ６１ａに対する給電が停止される直前に状態量制御ユニット６０から受信した検出値の値に置換し、置換された制御目標値をメモリ１００ａに記憶保持してこの処理を一旦終了する。従って、状態量制御ユニット６０との間の通信が不能である場合には、メモリ１００ａに記憶される制御目標値の値が一定になる。
【００３３】
状態量制御ユニット６０との通信が可能である場合には、状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａへの通電が正常状態である旨判断し、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、今回の制御周期がメモリ６１ａに対する給電が停止状態から復帰した直後の制御周期、即ちその給電が再開してから最初の制御周期であるか否かを判断する。今回の制御周期は給電が再開してから最初の制御周期でない場合には、ステップＳ４２０に進み、通常の処理、即ちアクセルセンサ７０やクランク角センサ７１により検出された機関の運転状態に基づいて制御目標値を設定し、それを状態量制御ユニット６０に送信する。そして、ステップＳ４３０に進み、状態量制御ユニット６０から送信された検出値を受信し、今回の制御周期に設定した制御目標値の値及び受信した検出値の値をメモリ１００ａに記憶保持して（Ｓ４４０）この処理を一旦終了する。
【００３４】
一方、今回の制御周期は給電が再開してから最初の制御周期である場合には、ステップＳ３２０に進む。ステップＳ３２０では、状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が停止されていた期間にメモリ１００ａに記憶保持された制御目標値の値を状態量制御ユニット６０送信してこの処理を一旦終了する。
【００３５】
次に、図７を参照して、吸気バルブ１０の最大リフト量についてその制御目標値と検出値との変化について説明する。尚、同図７（ａ）において実線は機関制御ユニット１００によって設定した最大リフト量の制御目標値の値を、一点鎖線は機関制御ユニット１００が状態量制御ユニット６０から受信した最大リフト量の検出値の値を示す。また同図７（ｂ）において実線は状態量制御ユニット６０が機関制御ユニット１００から受信した最大リフト量の制御目標値の値を、一点鎖線は位置センサ６３によって検出した最大リフト量の検出値の値を示している。
【００３６】
ここで、これら機関制御ユニット１００及び状態量制御ユニット６０が認識している各制御目標値並びに各検出値は、定常時であれば基本的には等しい値になる。しかしながら、制御目標値が変化しそれに追従するように検出値が変化している過渡時においては、これら各値は僅かではあるが異なった値になっている。即ち、吸気バルブ１０の最大リフト量を状態量制御ユニット６０及び仲介駆動機構２０を通じて変更する際の応答遅れにより、各制御目標値に対し各検出値は遅れて変化するため、これらの間には僅かな差が生じる。また、ＣＡＮ８０を通じてこれら各値を各制御ユニットの間で送受信する際の通信遅れにより状態量各制御ユニットで認識される制御目標値の値は機関制御ユニット１００にて設定される制御目標値の値よりも遅れて変化し、同様に機関制御ユニット１００で認識される検出値の値は状態量制御ユニット６０にて検出される検出値の値よりも遅れて変化する。従って、これら各制御目標値の値及び各検出値の値についても僅かな差が生じる。
【００３７】
そして、このように各制御目標値及び各検出値の間に僅かな差がある状態で、状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が一時的に停止される状態に移行する（タイミングｔ１）と図７（ｂ）に示されるように、給電が停止される直前に状態量制御ユニット６０は制御目標値の値Ｔ２と検出値の値Ｒ１とを認識する。そして、その通電が一時的に停止される状態になって（タイミングｔ１）から、メモリ６１ａに記憶された最大リフト量の各値がクリアされ、最大リフト量の制御目標値と検出値とを認識することができなくなるため、通信が通電の復帰まで（タイミングｔ２）最大リフト量の制御を停止する。
【００３８】
一方、図７（ａ）に示されるように、給電が停止される直前に機関制御ユニット１００は制御目標値の値Ｔ１と検出値の値Ｒ２とを認識する。尚、この時点（タイミングｔ１）、状態量制御ユニット６０が認識する制御目標値の値Ｔ２はこの値Ｔ１との間に僅かな差があるとともに、この値Ｒ２は状態量制御ユニット６０が認識する検出値の値Ｒ１との間も僅かな差がある。給電が停止される状態になって（タイミングｔ１）から、その制御目標値の値Ｔ１を検出値の値Ｒ２に置換し、給電が復帰する（タイミングｔ２）までその置換された制御目標値の値を記憶保持する。
【００３９】
そして、給電が停止される状態から復帰すると（タイミングｔ２）、機関制御ユニット１００はその記憶保持された制御目標値の値Ｒ２を状態量制御ユニット６０に送信するとともに、機関の運転状態に基づく制御目標値の設定を再開する。その結果、同図７（ａ）に示されるように、給電が復帰してから（タイミングｔ２）制御目標値の値は機関の運転状態の変化により値Ｒ２から変化するようになる。
【００４０】
一方、状態量制御ユニット６０は、その制御目標値の値Ｒ２を受信し、給電が再開される直後の制御目標値と検出値とを同一の値、即ち受信した値Ｒ２に初期化して、初期化された制御目標値と検出値とをメモリ６１ａに記憶する。そして、機関制御ユニット１００が運転状態に基づいて再設定した制御目標値の値を受信し、最大リフト量の制御を再開する。
【００４１】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が一時的に停止された場合、メモリ６１ａの記憶内容がクリアされても、給電が再開される後に最大リフト量の検出値を初期化することができ、同検出値を再認識することができるようになる。従って、給電再開後において、不適切な最大リフト量の制御を極力抑制しつつ、同制御を再開することができるようになる。
【００４２】
（２）機関制御ユニット１００は状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を検出値の値に置換するため、メモリ６１ａの記憶内容を初期化するに際して給電が停止される直前の検出値の値を同メモリ６１ａに書き込むことになる。この検出値の値と最大リフト量の実際の値との乖離は小さなものであるため、その給電の再開後に状態量制御ユニット６０によって精度を維持しつつ最大リフト量を制御することができる。
【００４３】
（３）メモリ６１ａに対する給電が停止されている期間、機関制御ユニット１００により制御目標値の値が機関運転状態に基づいて再設定されることを無効化し、その制御目標値の値をその給電が停止される直前に検出値の値に保持するようにしている。そのため、給電の再開後において、状態量制御ユニット６０が認識する最大リフト量の検出値の値と制御目標値の値とが等しくなっている状態から最大リフト量の制御が開始されるようになる。その結果、これら値が大きく乖離している状態で最大リフト量の制御が開始される場合とは異なり、給電再開後において最大リフト量が急激に変化することを抑制して最大リフト量にかかる制御の安定化を図ることができるようになる。
【００４４】
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。
・上記実施形態では、メモリ６１ａに対する給電が一時的に停止された場合、その給電が停止される直前に設定された制御目標値の値Ｔ１を検出値の値Ｒ２に置換し、給電再開後に置換された制御目標値の値、即ち値Ｒ２を状態量制御ユニット６０に送信するようにしている。これに対して、その制御目標値の値Ｔ１の置換を行うことなく給電再開後に給電が停止される直前に設定された制御目標値の値Ｔ１と検出値の値Ｒ２とを状態量制御ユニット６０に送信するようにしてもよい。そしてこの場合は、状態量制御ユニット６０はこれら制御目標値の値Ｔ１と検出値の値Ｒ２とを受信し、給電再開後の制御目標値を値Ｔ１に初期化するとともに、検出値を値Ｒ２に初期化する。
【００４５】
・また、その給電が停止される直前に状態量制御ユニット６０から受信された検出値の値Ｒ２を設定された制御目標値の値Ｔ１に置換し、給電再開後に制御目標値の値Ｔ１を状態量制御ユニット６０に送信するようにしてもよい。即ち、状態量制御ユニット６０は値Ｔ１を受信し、給電再開後の制御目標値と検出値とを同一の値Ｔ１に初期化することもできる。
【００４６】
・上記実施形態では、状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が停止される期間に機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を無効化し、その制御目標値の値を値Ｔ１、値Ｒ２等の固定値に保持するようにしている。これに対して、給電が停止される直前に設定された制御目標値の値Ｔ１を記憶保持するとともに、その給電が停止される期間に機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を継続してもよい。即ち、給電が再開される直後に設定された最新の制御目標値の値と値Ｔ１とを状態量制御ユニット６０に送信し、状態量制御ユニット６０は給電再開後の制御目標値を最新の制御目標値の値に初期化するとともに、検出値を値Ｔ１に初期化することもできる。
【００４７】
・また、給電が停止される直前に受信された検出値の値Ｒ２を記憶保持するとともに、その給電が停止される期間に機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を継続してもよい。即ち、給電が再開される直後に設定された最新の制御目標値の値とその値Ｒ２とを状態量制御ユニット６０に送信し、状態量制御ユニット６０は給電再開後の制御目標値を最新の制御目標値の値に初期化するとともに、検出値を値Ｒ２に初期化することもできる。
【００４８】
・上記実施形態では、給電再開後の制御目標値と検出とを給電が停止される直前に受信された検出値の値Ｒ２及び設定された制御目標値の値Ｔ１の少なくとも一方に初期化するようにしている。これに対して、給電再開後の制御目標値と検出値とをそれら検出値の値Ｒ２と制御目標値の値Ｔ１との間の値に初期化する等、それら実際値の値Ｒ２及び制御目標値の値Ｔ１の双方に基づいて初期化するようにしてもよい。また、それら実際値の値Ｒ２及び制御目標値の値Ｔ１のいずれか一方に基づいて給電再開後の制御目標値と検出値とを設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】吸・排気弁駆動機構の構成を説明する縦断面図。
【図２】吸・排気弁駆動機構の配置構造を示す平面図。
【図３】仲介駆動機構の破断斜視図。
【図４】吸気バルブの最大リフト量を制御する制御システムを示すブロック図。
【図５】状態量制御ユニットにより最大リフト量を制御する制御手順を示すフローチャート。
【図６】機関制御ユニットにより制御目標値を設定する設定手順を示すフローチャート。
【図７】（ａ）及び（ｂ）制御目標値と検出値との変化を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００５０】
２…シリンダヘッド、５…吸気カムシャフト、６…カム、７…排気カムシャフト、８…カム、１０…吸気バルブ、１０ａ…リテーナ、１１…バルブスプリング、１２…ロッカーアーム、１２ａ…ローラ、１３…ラッシュアジャスタ、１４…スプリング、１５…排気バルブ、１５ａ…リテーナ、１６…バルブスプリング、１７…ラッシュアジャスタ、１８…ロッカーアーム、１８ａ…ローラ、２０…仲介駆動機構、２１…コントロールシャフト、２２…支持パイプ、２２ａ…長孔、２３…入力部、２３ａ…ヘリカルスプライン、２３ｂ…ローラ、２４…出力部、２４ａ…ヘリカルスプライン、２６…スライダギア、２６ａ，２６ｂ…ヘリカルスプライン、２７…係止ピン、２８…ブッシュ、２８ａ…貫通孔、２９…溝、４０…吸気弁駆動機構、４５…排気弁駆動機構、６０…状態量制御ユニット、６１…駆動ドライバ、６１ａ…メモリ、６２…モータ、６３…位置センサ、６４…変換機構、７０…アクセルセンサ、７１…クランク角センサ、８０…通信ネットワーク（ＣＡＮ）、１００…機関制御ユニット、１００ａ…メモリ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１に記載されるように、内燃機関の制御システムでは、機関制御ユニットにより燃料噴射量や燃料噴射圧等の内燃機関にかかる状態量の制御目標値Ｓtを機関運転状態に基づいて設定するとともに、状態量制御ユニットによりこの制御目標値Ｓtに基づいて状態量を制御するようにしている。具体的には、状態量制御ユニットにはバックアップ電源により給電される揮発性のメモリが備えられており、状態量の検出値Ｓがこのメモリに記憶される。状態量制御ユニットは、機関制御ユニットにより設定された制御目標値Ｓtの値を受信し、その制御目標値Ｓtの値と記憶される状態量の検出値Ｓの値との乖離が小さくなるようにアクチュエータを通じて状態量を変更する。また、状態量制御ユニットは、センサを通じて状態量の変更量ΔＳを検出して記憶される検出値Ｓをその変更量ΔＳに基づいて更新する。そして、この更新された検出値（Ｓ＋ΔＳ）の値が機関制御ユニットに送信され、機関制御ユニットではこの検出値（Ｓ＋ΔＳ）を取り込み、その他の状態量を設定するに際してこの取り込まれた検出値（Ｓ＋ΔＳ）を用いるようにしている。
【特許文献１】特開２００４−３２４４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、こうした状態量の制御が実行されている機関運転中に、状態量制御ユニットのメモリに対する給電が一時的に停止されてその記憶内容がクリアされると、その後に給電が再開されても状態量の検出値の値が不明であるため、上述した状態量の制御が実行不能になる。また例えば、給電再開時にメモリの記憶内容を予め定められた所定値に基づいて初期化することも考えられるが、このようにした場合には、仮に給電停止期間が極めて短いものであっても、メモリに記憶されている検出値の値とその実際の値との間に大きな乖離が生じてしまうことがある。その結果、給電再開後におきる状態量の制御の悪化、ひいて機関運転に支障をきたすようになるおそれがある。
【０００４】
本発明は、こうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、状態量制御ユニットのメモリに対する給電が一時的に停止されるとき、給電再開後に生じる状態量制御の悪化、ひいてはこれに起因する機関運転状態の悪化を好適に抑制することのできる内燃機関の制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以下、上記目的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、機関運転状態に基づき内燃機関の状態量についてその制御目標値を設定する機関制御ユニットと、前記状態量の検出値の値をバックアップ電源の給電により記憶保持するメモリを有し、該検出値の値と前記設定される制御目標値の値との乖離が小さくなるように前記状態量を変更するアクチュエータを制御するとともに、前記状態量の変更量を検出する状態量制御ユニットとを備え、該状態量制御ユニットは前記記憶される検出値の値を前記変更量に基づいて更新するものであり、前記機関制御ユニットは前記更新される検出値の値を取り込みこれを前記設定される制御目標値の値と併せて記憶保持する内燃機関の制御システムにおいて、前記状態量制御ユニットは機関運転中に前記メモリに対する給電が一時的に停止されてその記憶内容がクリアされたとき、その給電の再開後に、前記機関制御ユニットが記憶する前記検出値の値及び前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値の少なくとも一方に基づいて前記メモリの記憶内容を初期化する初期化手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
同構成では、メモリに対する給電の再開後に、機関制御ユニットに記憶されている検出値の値及び給電停止直前に機関制御ユニットにより設定された制御目標値の値の少なくとも一方に基づいてメモリの初期化を行うようにしている。給電停止期間が一時的なごく短いものであれば、これら検出値の値や制御目標値の値と検出値の実際の値との乖離も小さなものとなる。従って、給電再開後において、不適切な状態量の制御を極力抑制しつつ、同制御を再開することができるようになる。
【０００７】
また、こうした給電再開後の初期化は、機関制御ユニットに記憶されている検出値の値のみを用いて実行する、或いは検出値の値及びメモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値の平均値に基づいて初期化する等、それら検出値の値及び制御目標値の値の双方を用いて実行する他、請求項２に記載されるように、メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値をメモリに書き込む、といった態様をもってこれ実行することもできる。
【０００８】
また、このように給電が停止される直前に設定された制御目標値の値をメモリに書き込むことにより、その初期化を行うようにした場合は、請求項３に記載の発明によるように、メモリに対する給電が停止されている期間、機関制御ユニットにより制御目標値の値が機関運転状態に基づいて再設定されることを無効化し、その制御目標値の値をメモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値に保持するようにするのが好ましい。
【０００９】
こうした構成を採用することにより、状態量制御ユニットが認識する状態量の検出値の値と制御目標値の値とが等しくなっている状態から状態量の制御が開始されるようになるため、これらが大きく乖離している状態で状態量の制御が開始される場合とは異なり、給電再開後において状態量が急激に変化することを抑制して同状態量にかかる制御の安定化を図ることができるようになる。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の制御システムにおいて、前記メモリに対する給電が停止されたとき、前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を前記機関制御ユニットが記憶する前記検出値の値に置換する置換手段を更に備え、前記保持手段は前記制御目標値の値を前記置換手段により置換された値に保持することを特徴とする。
【００１１】
同構成によれば、給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を機関制御ユニットが記憶する検出値の値に置換するため、初期化手段はメモリの記憶内容を初期化するに際してメモリに対する給電が停止される直前の検出値の値を前記メモリに書き込むことになる。この検出値の値と状態量の実際の値との乖離は比較的小さなものであるため、その給電の再開後に状態量制御ユニットによってその精度を維持しつつ状態量を制御することができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御システムにおいて、前記状態量制御ユニットは前記内燃機関の状態量として機関バルブのバルブ特性を制御するものであることを特徴とする。
【００１３】
同構成によれば、機関制御ユニットのメモリに対する給電再開後において、不適切な最大リフト量の制御を極力抑制しつつ、同制御を再開することができる。尚、機関バルブのバルブ特性には、機関バルブの開時期、閉時期、最大リフト量、開期間、及びリフトプロフィール、並びにこれらの組み合わせが含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明にかかる実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１及び図２に示されるように、車両に搭載される内燃機関は４つの気筒を有しており、そのシリンダヘッド２にはこれら気筒に対応した一対の吸気バルブ１０と排気バルブ１５とが往復動可能にそれぞれ設けられている。シリンダヘッド２には、それら吸気バルブ１０と排気バルブ１５とに対応して吸気弁駆動機構４０と排気弁駆動機構４５とがそれぞれ設けられている。
【００１５】
排気弁駆動機構４５には、各排気バルブ１５に対応してラッシュアジャスタ１７が設けられるとともに、このラッシュアジャスタ１７と排気バルブ１５との間にはロッカーアーム１８が架設されている。ロッカーアーム１８は、その一端がラッシュアジャスタ１７に支持されるとともに他端が排気バルブ１５の基端部に当接されている。また、シリンダヘッド２に回転可能に支持された排気カムシャフト７には複数のカム８が形成されており、それらカム８の外周面はロッカーアーム１８に設けられたローラ１８ａに当接されている。排気バルブ１５にはリテーナ１５ａが設けられるとともに、このリテーナ１５ａとシリンダヘッド２との間にはバルブスプリング１６が設けられている。このバルブスプリング１６の付勢力によって排気バルブ１５は閉弁方向に付勢されている。そしてこれにより、ロッカーアーム１８のローラ１８ａはカム８の外周面に押圧されている。機関運転時にカム８が回転すると、ロッカーアーム１８はラッシュアジャスタ１７により支持される部分を支点として揺動する。その結果、排気バルブ１５はロッカーアーム１８によって開閉駆動されるようになる。
【００１６】
一方、吸気弁駆動機構４０には、排気側と同様にバルブスプリング１１、リテーナ１０ａ、ロッカーアーム１２、ローラ１２ａ及びラッシュアジャスタ１３が設けられている。また、シリンダヘッド２に回転可能に支持された吸気カムシャフト５には複数のカム６が形成されている。
【００１７】
一方、吸気弁駆動機構４０には、排気弁駆動機構４５とは異なり、カム６とロッカーアーム１２との間に仲介駆動機構２０が設けられている。この仲介駆動機構２０は入力部２３と一対の出力部２４とを有しており、これら入力部２３及び出力部２４はシリンダヘッド２に固定された支持パイプ２２に揺動可能に支持されている。ロッカーアーム１２は、吸気バルブ１０の基端部及びラッシュアジャスタ１３によって出力部２４側に付勢されており、そのローラ１２ａが出力部２４の外周面に当接されている。また、入力部２３とシリンダヘッド２との間には、スプリング１４が設けられており、このスプリング１４の付勢力によって入力部２３に設けられたローラ２３ｂがカム６に付勢されている。
【００１８】
機関運転時にカム６が回転すると、同カム６はローラ２３ｂに摺接しつつ入力部２３を押圧し、これにより出力部２４が支持パイプ２２の周方向に揺動するようになる。そして出力部２４が揺動すると、ロッカーアーム１２はラッシュアジャスタ１３により支持される部分を支点として揺動する。その結果、吸気バルブ１０はロッカーアーム１２によって開閉駆動されるようになる。
【００１９】
次に、図３を参照して仲介駆動機構２０の構造について更に詳述する。尚、図３は仲介駆動機構２０の破断斜視図である。
図３に示されるように、入力部２３は各出力部２４の間に設けられており、これら入力部２３と出力部２４との内部には略円筒状の連通空間が形成されている。また、入力部２３の内周面にはヘリカルスプライン２３ａが形成されるとともに、出力部２４の内周面にはこの入力部２３のヘリカルスプライン２３ａと逆向きに傾斜するヘリカルスプライン２４ａが形成されている。
【００２０】
入力部２３と出力部２４との内部に形成された空間には、略円筒状のスライダギア２６が設けられている。このスライダギア２６の外周面の中央部分には、入力部２３のヘリカルスプライン２３ａに噛合するヘリカルスプライン２６ａが形成されるとともに、その外周面の両端部には出力部２４のヘリカルスプライン２４ａに噛合するヘリカルスプライン２６ｂが形成されている。
【００２１】
また、この略円筒状のスライダギア２６の内壁には、その円周方向に沿って延びる溝２９が形成されており、この溝２９にはブッシュ２８が嵌合されている。尚、このブッシュ２８は、溝２９の伸びる方向に沿って同溝２９の内周面を摺動することができるであるが、スライダギア２６の軸方向における変位は規制されている。
【００２２】
スライダギア２６の内部に形成された貫通空間には、支持パイプ２２が挿入されている。また、上記支持パイプ２２には、その軸方向に沿って駆動可能なコントロールシャフト２１が挿入されている。支持パイプ２２の管壁にはその軸方向に延びる長孔２２ａが形成されている。また、スライダギア２６とコントロールシャフト２１との間には、長孔２２ａを通じてスライダギア２６とコントロールシャフト２１とを連結する係止ピン２７が設けられている。この係止ピン２７の一端がコントロールシャフト２１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２８に形成された貫通孔２８ａに挿入されている。
【００２３】
こうした仲介駆動機構２０にあって、コントロールシャフト２１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ギア２６が軸方向に変位する。スライダギア２６の外周面に形成されたヘリカルスプライン２６ａ、２６ｂは、入力部２３及び出力部２４の内周面に形成されたヘリカルスプライン２３ａ、２４ａとそれぞれ噛合っているため、スライダギア２６がその軸方向に駆動すると、入力部２３と出力部２４とは逆の方向に回転する。その結果、入力部２３と出力部２４との相対位相差が変更され、吸気バルブ１０の最大リフト量が変更される。
【００２４】
次に、この仲介駆動機構２０を通じて吸気バルブ１０の最大リフト量を制御する制御システムについて、図２及び図４を併せ参照して説明する。ここで、図４はこの制御システムを示すブロック図である。同図に示されるように、状態量制御ユニット６０は、車両のバッテリ（図示略）から給電される駆動ドライバ６１、モータ６２、位置センサ６３及び変換機構６４を備えて構成されている。
【００２５】
コントロールシャフト２１の基端部は、変換機構６４を介してモータ６２の出力軸に連結されている。この変換機構６４は、モータ６２の出力軸の回転運動をコントロールシャフト２１の軸方向への直線運動に変換するためのものである。即ち、モータ６２の出力軸を正・逆回転させると、その回転が変換機構６４によってコントロールシャフト２１の往復動に変換される。また、モータ６２には、位置センサ６３が設けられている。この位置センサ６３は、モータ６２のロータ（図示略）と一体回転する多極マグネットの磁気変化を利用してそのロータの回転位相変化に応じた信号を駆動ドライバ６１に出力する。この駆動ドライバ６１は、この出力信号に基づいてロータの回転位相変化、換言すれば吸気バルブ１０の最大リフト量についてその変更量を検出する。尚、駆動ドライバ６１は、揮発性のメモリ６１ａを備えており、このメモリ６１ａはバックアップ電源、具体的には車両のバッテリによって給電されている。このメモリ６１ａには、各種データや演算結果が記憶される。駆動ドライバ６１は、メモリ６１ａに予め記憶された変更前における最大リフト量の検出値の値と制御目標値との乖離が小さくなるようにモータ６２をフィードバック制御する。また、この駆動ドライバ６１は、上記最大リフト量の変更量ΔＳ及びその変更前の検出値Ｓiの値に基づいて変更後における最大リフト量の検出値Ｓi+1の値を算出し、メモリ６１ａに記憶される検出値Ｓiの値を変更後の検出値の値に更新する。更に、駆動ドライバ６１は、その入出力ポート（図示略）がバス型の通信ネットワーク（以下、ＣＡＮと称す）８０のバスに接続されている。
【００２６】
このＣＡＮ８０には、内燃機関を統括的制御する機関制御ユニット１００の入出力ポートが接続されている。機関制御ユニット１００には、アクセルペダル（図示略）の開度を検出するアクセルセンサ７０や、クランクシャフト（図示略）の回転位相を検出するクランク角センサ７１等、機関の運転状態を検出するセンサが接続されている。機関制御ユニット１００は、これら運転状態に基づいて吸気バルブ１０の最大リフト量についての目標値、即ち状態量制御ユニット６０の制御目標値を設定し、ＣＡＮ８０を通じてこの制御目標値を状態量制御ユニット６０に送信する。状態量制御ユニット６０は、この制御目標値を受信し、その制御目標値と検出値との乖離に基づきモータ６２をフィードバック制御する。また、状態量制御ユニット６０は、ＣＡＮ８０を通じてメモリ６１ａに記憶される検出値を更に機関制御ユニット１００に送信する。機関制御ユニット１００は各種データや演算結果を記憶するためのメモリ１００ａを備えており、このように状態量制御ユニットから送信される検出値をこのメモリ１００ａに記憶保持する。
【００２７】
次に、駆動ドライバ６１に対するバッテリの給電が停止されることにより、メモリ６１ａへの給電が一時的に停止されてメモリ６１ａの記憶内容がクリアされた場合における処理について、図５〜図７を参照して説明する。ここで、図５は状態量制御ユニット６０により最大リフト量を制御する際の手順を示すフローチャートであり、図６は機関制御ユニット１００により制御目標値を設定する際の手順を示すフローチャートである。また、図７は制御目標値と検出値との変化を示すタイミングチャートである。
【００２８】
図５に示される一連の処理は、駆動ドライバ６１により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。尚、駆動ドライバ６１に対するバッテリの給電が停止され、バックアップによるメモリ６１ａへの通電が停止される期間には、駆動ドライバ６１による通信や駆動が不可状態になるため、この一連の処理はその実行自体が不能になる。
【００２９】
この処理ではまず、今回の制御周期が給電停止直後の制御周期、即ち給電が再開されてから最初の制御周期であるか否かを判断する（Ｓ１１０）。今回の制御周期は給電が再開されてから最初の制御周期でない場合には、ステップＳ２２０に進み、機関制御ユニット１００から送信された制御目標値を受信する。そして、この受信した制御目標値の値とメモリ６１ａに記憶されている検出値の値との乖離が小さくなるようにモータ６２をフィードバック制御するとともに、位置センサ６３を介してその最大リフト量の変動量を検出し（Ｓ２３０）、ステップＳ２４０に進む。ステップＳ２４０では、その変更量に基づいてメモリ６１ａに記憶されている検出値の値を更新する、即ち変更前の検出値に検出された変更量を加算し、その結果を新たな検出値の値としてメモリ６１ａに記憶する。そして、ステップＳ２５０に進み、その更新された最大リフト量の検出値を機関制御ユニット１００に送信してこの処理を一旦終了する。
【００３０】
一方、今回の制御周期は給電が再開されてから最初の制御周期である場合には、ステップＳ１２０に進み、機関制御ユニット１００から送信された制御目標値の値を受信し、ステップＳ１３０に進む。ステップＳ１３０では、給電再開後の最大リフト量の制御目標値と検出値とを同一の値、即ち給電が再開される直後に受信された制御目標値の値によって初期化し、その初期化された制御目標値と検出値とをメモリ６１ａに記憶してこの処理を一旦終了する。
【００３１】
次に、図６を参照して、制御目標値を設定する際の機関制御ユニット１００の手順について説明する。同図６に示される一連の処理は、機関制御ユニット１００により所定の制御周期をもって繰り返し実行される。この処理ではまず、ＣＡＮ８０を通じて状態量制御ユニット６０と通信できるか否か、具体的にはこの処理とは別の処理を通じて設定される通信判定フラグが「オン」であるか否かを判断する（Ｓ３００）。
【００３２】
状態量制御ユニット６０との通信が不能である場合には、その状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａへの通電が停止されている可能性がある旨判断し、ステップＳ５００に進み、機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を無効化する。ここで、その通信不能は、ＣＡＮ８０の接触不良等、他の故障に起因するものの他、状態量制御ユニット６０の駆動ドライバ６１に対するバッテリの給電が一時的に停止されている場合、即ちそのメモリ６１ａの記憶内容がクリアされた場合にも発生する。従って、不確実な最大リフト量制御が実行されるのを抑制すべく、この処理では機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を無効化するようにしている。そしてステップＳ５１０に進み、メモリ１００ａに記憶されている制御目標値の値をメモリ６１ａに対する給電が停止される直前に状態量制御ユニット６０から受信した検出値の値に置換し、置換された制御目標値をメモリ１００ａに記憶保持してこの処理を一旦終了する。従って、状態量制御ユニット６０との間の通信が不能である場合には、メモリ１００ａに記憶される制御目標値の値が一定になる。
【００３３】
状態量制御ユニット６０との通信が可能である場合には、状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａへの通電が正常状態である旨判断し、ステップＳ３１０に進む。ステップＳ３１０では、今回の制御周期がメモリ６１ａに対する給電が停止状態から復帰した直後の制御周期、即ちその給電が再開してから最初の制御周期であるか否かを判断する。今回の制御周期は給電が再開してから最初の制御周期でない場合には、ステップＳ４２０に進み、通常の処理、即ちアクセルセンサ７０やクランク角センサ７１により検出された機関の運転状態に基づいて制御目標値を設定し、それを状態量制御ユニット６０に送信する。そして、ステップＳ４３０に進み、状態量制御ユニット６０から送信された検出値を受信し、今回の制御周期に設定した制御目標値の値及び受信した検出値の値をメモリ１００ａに記憶保持して（Ｓ４４０）この処理を一旦終了する。
【００３４】
一方、今回の制御周期は給電が再開してから最初の制御周期である場合には、ステップＳ３２０に進む。ステップＳ３２０では、状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が停止されていた期間にメモリ１００ａに記憶保持された制御目標値の値を状態量制御ユニット６０送信してこの処理を一旦終了する。
【００３５】
次に、図７を参照して、吸気バルブ１０の最大リフト量についてその制御目標値と検出値との変化について説明する。尚、同図７（ａ）において実線は機関制御ユニット１００によって設定した最大リフト量の制御目標値の値を、一点鎖線は機関制御ユニット１００が状態量制御ユニット６０から受信した最大リフト量の検出値の値を示す。また同図７（ｂ）において実線は状態量制御ユニット６０が機関制御ユニット１００から受信した最大リフト量の制御目標値の値を、一点鎖線は位置センサ６３によって検出した最大リフト量の検出値の値を示している。
【００３６】
ここで、これら機関制御ユニット１００及び状態量制御ユニット６０が認識している各制御目標値並びに各検出値は、定常時であれば基本的には等しい値になる。しかしながら、制御目標値が変化しそれに追従するように検出値が変化している過渡時においては、これら各値は僅かではあるが異なった値になっている。即ち、吸気バルブ１０の最大リフト量を状態量制御ユニット６０及び仲介駆動機構２０を通じて変更する際の応答遅れにより、各制御目標値に対し各検出値は遅れて変化するため、これらの間には僅かな差が生じる。また、ＣＡＮ８０を通じてこれら各値を各制御ユニットの間で送受信する際の通信遅れにより状態量各制御ユニットで認識される制御目標値の値は機関制御ユニット１００にて設定される制御目標値の値よりも遅れて変化し、同様に機関制御ユニット１００で認識される検出値の値は状態量制御ユニット６０にて検出される検出値の値よりも遅れて変化する。従って、これら各制御目標値の値及び各検出値の値についても僅かな差が生じる。
【００３７】
そして、このように各制御目標値及び各検出値の間に僅かな差がある状態で、状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が一時的に停止される状態に移行する（タイミングｔ１）と図７（ｂ）に示されるように、給電が停止される直前に状態量制御ユニット６０は制御目標値の値Ｔ２と検出値の値Ｒ１とを認識する。そして、その通電が一時的に停止される状態になって（タイミングｔ１）から、メモリ６１ａに記憶された最大リフト量の各値がクリアされ、最大リフト量の制御目標値と検出値とを認識することができなくなるため、通信が通電の復帰まで（タイミングｔ２）最大リフト量の制御を停止する。
【００３８】
一方、図７（ａ）に示されるように、給電が停止される直前に機関制御ユニット１００は制御目標値の値Ｔ１と検出値の値Ｒ２とを認識する。尚、この時点（タイミングｔ１）、状態量制御ユニット６０が認識する制御目標値の値Ｔ２はこの値Ｔ１との間に僅かな差があるとともに、この値Ｒ２は状態量制御ユニット６０が認識する検出値の値Ｒ１との間も僅かな差がある。給電が停止される状態になって（タイミングｔ１）から、その制御目標値の値Ｔ１を検出値の値Ｒ２に置換し、給電が復帰する（タイミングｔ２）までその置換された制御目標値の値を記憶保持する。
【００３９】
そして、給電が停止される状態から復帰すると（タイミングｔ２）、機関制御ユニット１００はその記憶保持された制御目標値の値Ｒ２を状態量制御ユニット６０に送信するとともに、機関の運転状態に基づく制御目標値の設定を再開する。その結果、同図７（ａ）に示されるように、給電が復帰してから（タイミングｔ２）制御目標値の値は機関の運転状態の変化により値Ｒ２から変化するようになる。
【００４０】
一方、状態量制御ユニット６０は、その制御目標値の値Ｒ２を受信し、給電が再開される直後の制御目標値と検出値とを同一の値、即ち受信した値Ｒ２に初期化して、初期化された制御目標値と検出値とをメモリ６１ａに記憶する。そして、機関制御ユニット１００が運転状態に基づいて再設定した制御目標値の値を受信し、最大リフト量の制御を再開する。
【００４１】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が一時的に停止された場合、メモリ６１ａの記憶内容がクリアされても、給電が再開される後に最大リフト量の検出値を初期化することができ、同検出値を再認識することができるようになる。従って、給電再開後において、不適切な最大リフト量の制御を極力抑制しつつ、同制御を再開することができるようになる。
【００４２】
（２）機関制御ユニット１００は状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を検出値の値に置換するため、メモリ６１ａの記憶内容を初期化するに際して給電が停止される直前の検出値の値を同メモリ６１ａに書き込むことになる。この検出値の値と最大リフト量の実際の値との乖離は小さなものであるため、その給電の再開後に状態量制御ユニット６０によって精度を維持しつつ最大リフト量を制御することができる。
【００４３】
（３）メモリ６１ａに対する給電が停止されている期間、機関制御ユニット１００により制御目標値の値が機関運転状態に基づいて再設定されることを無効化し、その制御目標値の値をその給電が停止される直前に検出値の値に保持するようにしている。そのため、給電の再開後において、状態量制御ユニット６０が認識する最大リフト量の検出値の値と制御目標値の値とが等しくなっている状態から最大リフト量の制御が開始されるようになる。その結果、これら値が大きく乖離している状態で最大リフト量の制御が開始される場合とは異なり、給電再開後において最大リフト量が急激に変化することを抑制して最大リフト量にかかる制御の安定化を図ることができるようになる。
【００４４】
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。
・上記実施形態では、メモリ６１ａに対する給電が一時的に停止された場合、その給電が停止される直前に設定された制御目標値の値Ｔ１を検出値の値Ｒ２に置換し、給電再開後に置換された制御目標値の値、即ち値Ｒ２を状態量制御ユニット６０に送信するようにしている。これに対して、その制御目標値の値Ｔ１の置換を行うことなく給電再開後に給電が停止される直前に設定された制御目標値の値Ｔ１と検出値の値Ｒ２とを状態量制御ユニット６０に送信するようにしてもよい。そしてこの場合は、状態量制御ユニット６０はこれら制御目標値の値Ｔ１と検出値の値Ｒ２とを受信し、給電再開後の制御目標値を値Ｔ１に初期化するとともに、検出値を値Ｒ２に初期化する。
【００４５】
・また、その給電が停止される直前に状態量制御ユニット６０から受信された検出値の値Ｒ２を設定された制御目標値の値Ｔ１に置換し、給電再開後に制御目標値の値Ｔ１を状態量制御ユニット６０に送信するようにしてもよい。即ち、状態量制御ユニット６０は値Ｔ１を受信し、給電再開後の制御目標値と検出値とを同一の値Ｔ１に初期化することもできる。
【００４６】
・上記実施形態では、状態量制御ユニット６０のメモリ６１ａに対する給電が停止される期間に機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を無効化し、その制御目標値の値を値Ｔ１、値Ｒ２等の固定値に保持するようにしている。これに対して、給電が停止される直前に設定された制御目標値の値Ｔ１を記憶保持するとともに、その給電が停止される期間に機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を継続してもよい。即ち、給電が再開される直後に設定された最新の制御目標値の値と値Ｔ１とを状態量制御ユニット６０に送信し、状態量制御ユニット６０は給電再開後の制御目標値を最新の制御目標値の値に初期化するとともに、検出値を値Ｔ１に初期化することもできる。
【００４７】
・また、給電が停止される直前に受信された検出値の値Ｒ２を記憶保持するとともに、その給電が停止される期間に機関運転状態に基づく制御目標値の再設定を継続してもよい。即ち、給電が再開される直後に設定された最新の制御目標値の値とその値Ｒ２とを状態量制御ユニット６０に送信し、状態量制御ユニット６０は給電再開後の制御目標値を最新の制御目標値の値に初期化するとともに、検出値を値Ｒ２に初期化することもできる。
【００４８】
・上記実施形態では、給電再開後の制御目標値と検出とを給電が停止される直前に受信された検出値の値Ｒ２及び設定された制御目標値の値Ｔ１の少なくとも一方に初期化するようにしている。これに対して、給電再開後の制御目標値と検出値とをそれら検出値の値Ｒ２と制御目標値の値Ｔ１との間の値に初期化する等、それら実際値の値Ｒ２及び制御目標値の値Ｔ１の双方に基づいて初期化するようにしてもよい。また、それら実際値の値Ｒ２及び制御目標値の値Ｔ１のいずれか一方に基づいて給電再開後の制御目標値と検出値とを設定することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】吸・排気弁駆動機構の構成を説明する縦断面図。
【図２】吸・排気弁駆動機構の配置構造を示す平面図。
【図３】仲介駆動機構の破断斜視図。
【図４】吸気バルブの最大リフト量を制御する制御システムを示すブロック図。
【図５】状態量制御ユニットにより最大リフト量を制御する制御手順を示すフローチャート。
【図６】機関制御ユニットにより制御目標値を設定する設定手順を示すフローチャート。
【図７】（ａ）及び（ｂ）制御目標値と検出値との変化を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００５０】
２…シリンダヘッド、５…吸気カムシャフト、６…カム、７…排気カムシャフト、８…カム、１０…吸気バルブ、１０ａ…リテーナ、１１…バルブスプリング、１２…ロッカーアーム、１２ａ…ローラ、１３…ラッシュアジャスタ、１４…スプリング、１５…排気バルブ、１５ａ…リテーナ、１６…バルブスプリング、１７…ラッシュアジャスタ、１８…ロッカーアーム、１８ａ…ローラ、２０…仲介駆動機構、２１…コントロールシャフト、２２…支持パイプ、２２ａ…長孔、２３…入力部、２３ａ…ヘリカルスプライン、２３ｂ…ローラ、２４…出力部、２４ａ…ヘリカルスプライン、２６…スライダギア、２６ａ，２６ｂ…ヘリカルスプライン、２７…係止ピン、２８…ブッシュ、２８ａ…貫通孔、２９…溝、４０…吸気弁駆動機構、４５…排気弁駆動機構、６０…状態量制御ユニット、６１…駆動ドライバ、６１ａ…メモリ、６２…モータ、６３…位置センサ、６４…変換機構、７０…アクセルセンサ、７１…クランク角センサ、８０…通信ネットワーク（ＣＡＮ）、１００…機関制御ユニット、１００ａ…メモリ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関運転状態に基づき内燃機関の状態量についてその制御目標値を設定する機関制御ユニットと、前記状態量の検出値の値をバックアップ電源の給電により記憶保持するメモリを有し、該検出値の値と前記設定される制御目標値の値との乖離が小さくなるように前記状態量を変更するアクチュエータを制御するとともに、前記状態量の変更量を検出する状態量制御ユニットとを備え、該状態量制御ユニットは前記記憶される検出値の値を前記変更量に基づいて更新するものであり、前記機関制御ユニットは前記更新される検出値の値を取り込みこれを前記設定される制御目標値の値と併せて記憶保持する内燃機関の制御システムにおいて、
前記状態量制御ユニットは機関運転中に前記メモリに対する給電が一時的に停止されてその記憶内容がクリアされたとき、その給電の再開後に、前記機関制御ユニットが記憶する前記検出値の値及び前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値の少なくとも一方に基づいて前記メモリの記憶内容を初期化する初期化手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御システムにおいて、
前記初期化手段は前記メモリの記憶内容を初期化するに際して前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を前記メモリに書き込む
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項３】
前記メモリに対する給電が停止されている期間、前記機関制御ユニットによる機関運転状態に基づく前記制御目標値の再設定を無効化して同制御目標値の値を前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値に保持する保持手段を更に備える
請求項２に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御システムにおいて、
前記メモリに対する給電が停止されたとき、前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を前記機関制御ユニットが記憶する前記検出値の値に置換する置換手段を更に備え、
前記保持手段は前記制御目標値の値を前記置換手段により置換された値に保持する
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御システムにおいて、
前記状態量制御ユニットは前記内燃機関の状態量として機関バルブのバルブ特性を制御するものである
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項１】
機関運転状態に基づき内燃機関の状態量についてその制御目標値を設定する機関制御ユニットと、前記状態量の検出値の値をバックアップ電源の給電により記憶保持するメモリを有し、該検出値の値と前記設定される制御目標値の値との乖離が小さくなるように前記状態量を変更するアクチュエータを制御するとともに、前記状態量の変更量を検出する状態量制御ユニットとを備え、該状態量制御ユニットは前記記憶される検出値の値を前記変更量に基づいて更新するものであり、前記機関制御ユニットは前記更新される検出値の値を取り込みこれを前記設定される制御目標値の値と併せて記憶保持する内燃機関の制御システムにおいて、
前記状態量制御ユニットは機関運転中に前記メモリに対する給電が一時的に停止されてその記憶内容がクリアされたとき、その給電の再開後に、前記機関制御ユニットが記憶する前記検出値の値及び前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値の少なくとも一方に基づいて前記メモリの記憶内容を初期化する初期化手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御システムにおいて、
前記初期化手段は前記メモリの記憶内容を初期化するに際して前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を前記メモリに書き込む
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項３】
前記メモリに対する給電が停止されている期間、前記機関制御ユニットによる機関運転状態に基づく前記制御目標値の再設定を無効化して同制御目標値の値を前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値に保持する保持手段を更に備える
請求項２に記載の内燃機関の制御システム。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関の制御システムにおいて、
前記メモリに対する給電が停止されたとき、前記メモリに対する給電が停止される直前に設定された制御目標値の値を前記機関制御ユニットが記憶する前記検出値の値に置換する置換手段を更に備え、
前記保持手段は前記制御目標値の値を前記置換手段により置換された値に保持する
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御システムにおいて、
前記状態量制御ユニットは前記内燃機関の状態量として機関バルブのバルブ特性を制御するものである
ことを特徴とする内燃機関の制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−１８２８５０（Ｐ２００７−１８２８５０Ａ）
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２６２６（Ｐ２００６−２６２６）
【出願日】平成１８年１月１０日（２００６．１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１月１０日（２００６．１．１０）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]