(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気弁のバルブタイミング調整手段を制御するアクチュエータを備えたエンジン制御装置において、
該エンジン制御装置は、カム角センサ及びクランク角センサの検出信号の信号位相差に基づいて前記バルブタイミング調整手段の実進角値を算出する実進角値算出手段と、前記カム角センサの信号位置を補正するためにオフセット量を学習する学習手段と、前記バルブタイミング調整手段の目標進角値を算出する目標進角値算出手段と、前記実進角値及び前記目標進角値から前記バルブタイミング調整手段の目標偏差を算出する目標偏差算出手段と、前記目標偏差に基づいて前記アクチュエータの出力デューティを算出する出力デューティ算出手段とを備えており、
前記学習手段は、前記バルブタイミング調整手段の最遅角における前記カム角センサ及び前記クランク角センサの検出信号の基準信号オフセット量を設定するとともに、前記各センサのイニシャル位置に基づいて該基準信号オフセット量に対するイニシャル学習オフセット量を学習しており、
前記学習手段のイニシャル学習オフセット量は、前記基準信号オフセット量に対して遅角側に前記カム角センサの信号オフセット量を設定し、該設定位置から進角側に向けて該カム角センサの信号オフセット量を変化させるとともに、前記実進角値の演算を行うことによって算出されていることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項２】
吸気弁のバルブタイミング調整手段を制御するアクチュエータを備えたエンジン制御装置において、
該エンジン制御装置は、カム角センサ及びクランク角センサの検出信号の信号位相差に基づいて前記バルブタイミング調整手段の実進角値を算出する実進角値算出手段と、前記カム角センサの信号位置を補正するためにオフセット量を学習する学習手段と、前記バルブタイミング調整手段の目標進角値を算出する目標進角値算出手段と、前記実進角値及び前記目標進角値から前記バルブタイミング調整手段の目標偏差を算出する目標偏差算出手段と、前記目標偏差に基づいて前記アクチュエータの出力デューティを算出する出力デューティ算出手段とを備えており、
前記エンジン制御装置は、エンジンの始動から所定時間中には、前記アクチュエータを駆動させず、最遅角に固定させることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項３】
前記学習手段は、前記カム角センサ及び前記クランク角センサの検出信号のイニシャル位置に基づいて前記オフセット量を学習するものであることを特徴とする請求項２記載のエンジン制御装置。
【請求項４】
前記学習手段は、前記バルブタイミング調整手段の最遅角における前記カム角センサ及び前記クランク角センサの検出信号の基準信号オフセット量を設定するとともに、前記各センサのイニシャル位置に基づいて該基準信号オフセット量に対するイニシャル学習オフセット量を学習していることを特徴とする請求項２記載のエンジン制御装置。
【請求項５】
吸気弁のバルブタイミング調整手段を制御するアクチュエータを備えたエンジン制御装置において、
該エンジン制御装置は、カム角センサ及びクランク角センサの検出信号の信号位相差に基づいて前記バルブタイミング調整手段の実進角値を算出する実進角値算出手段と、前記カム角センサの信号位置を補正するためにオフセット量を学習する学習手段と、前記バルブタイミング調整手段の目標進角値を算出する目標進角値算出手段と、前記実進角値及び前記目標進角値から前記バルブタイミング調整手段の目標偏差を算出する目標偏差算出手段と、前記目標偏差に基づいて前記アクチュエータの出力デューティを算出する出力デューティ算出手段とを備えており、
前記学習手段は、エンジン回転数に基づいて前記カム角センサの信号位置を補正するための前記オフセット量の学習をやり直すことを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項６】
前記エンジン制御装置は、前記カム角センサの信号位置を補正するための前記オフセット量の学習をやり直す状態がエンジンの始動から所定時間継続した場合には、前記エンジンを停止させることを特徴とする請求項５記載のエンジン制御装置。
【請求項７】
吸気弁のバルブタイミング調整手段を制御するアクチュエータを備えたエンジン制御装置において、
該エンジン制御装置は、カム角センサ及びクランク角センサの検出信号の信号位相差に基づいて前記バルブタイミング調整手段の実進角値を算出する実進角値算出手段と、前記カム角センサの信号位置を補正するためにオフセット量を学習する学習手段と、前記バルブタイミング調整手段の目標進角値を算出する目標進角値算出手段と、前記実進角値及び前記目標進角値から前記バルブタイミング調整手段の目標偏差を算出する目標偏差算出手段と、前記目標偏差に基づいて要求速度補正デューティを算出する速度補正算出手段と、前記目標偏差と前記要求速度補正デューティとから動作開始デューティを算出する動作開始デューティ学習手段と、前記動作開始デューティから停止デューティを算出する停止デューティ学習手段と、前記要求速度補正デューティと前記停止デューティとから前記アクチュエータの出力デューティを算出する出力デューティ算出手段とを備え、
前記学習手段は、前記カム角センサの検出信号と前記クランク角センサの検出信号とのイニシャル位置に基づいて前記オフセット量を学習していることを特徴とするエンジン制御装置。
【請求項８】
前記エンジン制御装置は、前記カム角センサ及び前記クランク角センサの検出信号の信号位相差に基づいて前記カム角センサの信号位置を算出するカム角センサ信号位置算出手段を有し、該カム角センサ信号位置算出手段が、前記学習手段の前記オフセット量に基づいて前記カム角センサの信号位置を補正するとともに、前記実進角値算出手段が、該補正されたカム角センサの信号位置を用いて前記バルブタイミング調整手段の実進角値を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン制御装置に係り、特に、エンジンの運転条件に応じて吸気弁の開閉タイミングを変更させる可変バルブタイミング装置を備えたエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車エンジンの吸気・排気弁は、カム軸の回転によって、ピストンの吸入行程の前後に吸気弁が開閉し、排気行程の前後に排気弁が開閉するものであり、前記ピストンの往復運動をクランク軸によって回転運動に変換され、該クランク軸の回転がカム軸を介して前記吸気・排気弁に伝達されている。
【０００３】
そして、エンジンの運転条件に応じた吸気弁の開閉タイミング手段としては、前記クランク軸と前記カム軸間の相対回転角を変化させる可変バルブタイミング調整装置（ＶＶＴ）と、該ＶＶＴの駆動制御を行うオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）とを用いて行っているのが一般的であり、この場合に、該ＯＣＶの製造時における部品精度の誤差及び作動油の漏れによって、吸気弁の駆動信号と開閉タイミングとが一致しないという課題を解決するために、前記クランク軸と前記カム軸との各位置角から前記相対回転角を算出し、前記バルブの開閉タイミングを目標相対回転角に一致させるように学習・制御する可変バルブタイミング調整装置が提案されている（例えば、特開平６−１５９１０５号公報参照）。
【０００４】
また、前記ＶＶＴにおいては、ＯＣＶの製造時における部品精度の誤差及び作動油の漏れによる作動誤差を解消するために、前記カム軸の進角又は遅角オフセット量を逐次更新・学習し、前記クランク軸及び前記カム軸間の目標相対回転角と、実際の相対回転角との偏差をなくしてエンジン出力のばらつきを低減させる技術も種々提案されている（例えば、特開平７−２６９９２号公報、特開平８−２７０４６９号公報、特開平７−２６９３８０号公報、特開平７−１１９８０号公報等参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、吸気弁の実際の位置は、前記従来の技術にも記載されているように、クランク角センサとカム角センサの各出力信号から算出されるものであるが、該出力信号は、前記ＯＣＶの製造時における部品精度の誤差及び油漏れによる作動誤差に要因する場合のほか、前記クランク角センサと前記カム角センサの製造時における部品精度の誤差を含めた自動車に組付ける際の機械的な組付け誤差によっても大きな影響を受けるものである。
【０００６】
図１７は、前記クランク角センサと前記カム角センサの組付け誤差による影響について示したものであり、組付け誤差がない場合には、進角量０°のカム角センサ信号（ＶＶＴ信号）は、クランク角センサの７５°信号に対して、公称値が２２．５°のときには、基準信号オフセット量（２２．５°）だけオフセットした正規の信号位置に発生し、また、進角量１０°のＶＶＴ信号は、前記正規の信号位置から１０°進角した位置に正常に発生する（（ａ）参照）。
【０００７】
しかし、組付け誤差が大きい場合（例えば、進角側５°）には、進角量０°の前記ＶＶＴ信号は、クランク角センサの７５°信号に対して、前記正規の信号位置からさらに進角側に５°ずれた位置に発生する（（ｂ）参照）。
このように、組付け誤差により該ＶＶＴ信号の発生位置がもともと進角側にずれていた場合には、エンジン制御装置は、最遅角の位置であったとしても進角量５°と認識し、進角量０°を認識することができない。そして、進角量１０°のＶＶＴ信号に対しては、前記正規の信号位置からさらに進角側に１０°ずれた位置に発生することから、エンジン制御装置は、前記誤差分をも含んだ進角量１５°と認識することになり、誤学習及びバルブ制御精度の悪化を招くという不都合が生ずる。
【０００８】
さらに、該組付け誤差は、前記各センサを組み付けた個々の自動車によってそれぞれ異なるものであり、前記各センサの部品精度等を高めても解決できないものであるのに対し、前記従来の技術は、前記ＯＣＶの製造時における部品精度の誤差及び前記ＯＣＶの油漏れ等による誤差ついては考慮がされているが、前記センサの機械的な組付け誤差については、いずれも格別の配慮がなされていない。
【０００９】
本発明は、前記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、吸気弁の実際位置の基本情報であるクランク角センサ及びカム角センサの機械的な組付け精度のばらつきを学習して吸気弁の位置検出誤差を吸収し、バルブデューティを正確に制御することができる可変バルブタイミング装置を備えたエンジン制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係るエンジン制御装置は、基本的には、吸気弁のバルブタイミング調整手段を制御するアクチュエータを備え、カム角センサ及びクランク角センサの検出信号の信号位相差に基づいて前記バルブタイミング調整手段の実進角値を算出する実進角値算出手段と、前記カム角センサの信号位置を補正するためにオフセット量を学習する学習手段と、前記バルブタイミング調整手段の目標値を算出する目標進角値算出手段と、前記実進角値及び前記目標進角値から前記バルブタイミング調整手段の目標偏差を算出する目標偏差算出手段と、前記目標偏差に基づいて前記アクチュエータの出力デューティを算出する出力デューティ算出手段とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
前記の如く構成された本発明のエンジン制御装置は、前記バルブタイミング調整手段の実進角値は、カム角センサ及びクランク角センサの検出信号の位相差に基づいて算出されるとともに、前記カム角センサの信号位置を補正するためにオフセット量を学習する学習手段により誤差が除かれているので、前記センサの部品ばらつきのほか、組付け誤差をも吸収することができ、吸気弁の実際位置を精度良く算出することができる。
【００１２】
さらに、本発明に係るエンジン制御装置の具体的態様は、前記エンジン制御装置は、前記カム角センサ及び前記クランク角センサの検出信号の信号位相差に基づいて前記カム角センサの信号位置を算出するカム角センサ信号位置算出手段を有し、該カム角センサ信号位置算出手段が、前記学習手段の前記オフセット量に基づいて前記カム角センサの信号位置を補正するとともに、前記実進角値算出手段が、該補正されたカム角センサの信号位置を用いて前記バルブタイミング調整手段の実進角値を算出すること、又は前記学習手段は、前記カム角センサ及び前記クランク角センサの検出信号のイニシャル位置に基づいて前記オフセット量を学習するものであることを特徴としている。
【００１３】
さらにまた、本発明に係るエンジン制御装置の他の具体的態様は、前記学習手段は、前記バルブタイミング調整手段の最遅角における前記カム角センサ及び前記クランク角センサの検出信号の基準信号オフセット量を設定するとともに、前記各センサのイニシャル位置に基づいて該基準信号オフセット量に対するイニシャル学習オフセット量を学習していること、前記学習手段のイニシャル学習オフセット量は、前記基準信号オフセット量に対して遅角側に前記カム角センサの信号オフセット量を設定し、該設定位置から進角側に向けて該カム角センサの信号オフセット量を変化させるとともに、前記実進角値の演算を行うことによって算出されていること、又は前記エンジン制御装置は、エンジンの始動から所定時間中には、前記アクチュエータを駆動させないことを特徴としている。
【００１４】
前記の如く構成された本発明のエンジン制御装置は、前記基準信号オフセット量に対して順に前記カム角センサの信号オフセット量を持ち上げて変化させ、該オフセット量を変化させる毎に実進角値を演算して実際の基準信号オフセット量であるイニシャル学習オフセット量を求めているので、組付け誤差を確実に取り除くことができるとともに、エンジン始動後の所定時間中には、前記バルブタイミング調整手段を駆動させないので、最遅角を確実に生じさせ、前記組付け誤差をより確実に取り除くことができ、前記吸気弁の開閉タイミングを正確に制御することができる。
【００１５】
また、本発明に係るエンジン制御装置のさらに他の具体的態様は、前記学習手段は、エンジン回転数に基づいて前記カム角センサの信号位置を補正するための前記オフセット量の学習をやり直すこと、該カム角センサの信号位置の補正をやり直す状態がエンジンの始動から所定時間継続した場合には、前記エンジンを停止させることを特徴としている。
【００１６】
前記の如く構成された本発明のエンジン制御装置は、エンジン回転数に対して、イニシャル学習動作である前記カム角センサの信号位置の補正を中止してやり直し、その状態が所定時間経過したときには前記エンジンを停止するので、例えば、エンジンが高回転の場合にもエンジン制御の不安定化を防ぐことができる。さらに、吸気弁のバルブタイミング調整手段を制御するアクチュエータを備え、カム角センサ及びクランク角センサの検出信号の信号位相差に基づいて前記バルブタイミング調整手段の実進角値を算出する実進角値算出手段と、前記カム角センサの信号位置を補正するためにオフセット量を学習する学習手段と、前記バルブタイミング調整手段の目標進角値を算出する目標進角値算出手段と、前記実進角値及び前記目標進角値から前記バルブタイミング調整手段の目標偏差を算出する目標偏差算出手段と、前記目標偏差に基づいて要求速度補正デューティを算出する速度補正算出手段と、前記目標偏差と前記要求速度補正デューティとから動作開始デューティを算出する動作開始デューティ学習手段と、前記動作開始デューティから停止デューティを算出する停止デューティ学習手段と、前記要求速度補正デューティと前記停止デューティとから前記アクチュエータの出力デューティを算出する出力デューティ算出手段とを備え、前記学習手段は、前記カム角センサの検出信号と前記クランク角センサの検出信号とのイニシャル位置に基づいて前記オフセット量を学習するものであることを特徴としている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明に係るエンジン制御装置の一実施形態について詳細に説明する。  図１は、本実施の形態のエンジン制御装置２２を備えた内燃機関の全体構成を示したものである。該内燃機関は、３気筒からなり、各気筒１…には点火プラグ３、イグナイタ内蔵のプラグトップコイル２１が配置されるとともに、排気弁６０と、可変バルブタイミング調整装置（ＶＶＴ）３１を介してオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）４によって駆動制御される吸気弁２とが設けられている。
【００１８】
また、前記各気筒１…には、吸気管５及び排気管６が接続されるとともに、前記内燃機関の運転状態を検知するために、吸気弁２の開閉位置を検知するカム角センサ２３、排気弁６０の開閉位置等を検知するクランク角センサ２４、水温センサ２５が各々の適宜位置に配置されており、エアクリーナ７を介して導入された空気は、ターボチャージャ８，インタークーラ９，電子制御スロットル１０を経て吸気管５から各気筒１…に供給される。さらに、前記吸気管５の管路には、前記内燃機関の負荷状態を検知するための圧力センサ２８、吸気温センサ２７、スロットルセンサ２６が配置されている。
【００１９】
燃料供給系は、燃料タンク１２、フューエルポンプ１３、燃料配管１４、フィルタ１５、プレッシャレギュレータ１６、キャニスタ１７とからなり、前記燃料タンク１２内の燃料は、前記燃料配管１４を介してインジェクタ（燃料噴射弁）１１に供給され、エンジン制御装置２２で算出された噴射時期・噴射量に基づいて各気筒１…に噴射されている。
【００２０】
前記気筒１…で燃焼した排ガスは、排気弁６０から排気管６を通り、触媒１９に導かれて浄化された後に排出される。前記排気管６には、サーモヒューズ１８，触媒１９の上流側において、排ガス中の酸素濃度を測定し、前記気筒１…に供給された混合気の空燃比を検知するＯ2センサ２０が配置されている。
エンジン制御装置２２は、前記カム角センサ２３、前記クランク角センサ２４、前記水温センサ２５、前記スロットルセンサ２６等の各種センサからの検出信号及びエンジン回転数信号等を取り込み、該取り込んだ検出信号に基づき演算し、吸気弁２の開閉タイミングの変更を行うＶＶＴ３１を駆動するＯＣＶ４に駆動信号を出力するとともに、前記インジェクタ１１及び点火プラグ３等に駆動信号を出力する。
【００２１】
図２は、図１のエンジン制御装置２２における制御ブロック図の全体構成を示したものである。
被制御対象である吸気弁２は、アクチュエータであるＯＣＶ４に駆動制御されるＶＶＴ３１に開閉調整され、その位置はカム角センサ２３によって検出される。
【００２２】
該カム角センサ２３の検出信号及びクランク角センサ２４の検出信号は、後述する位置検出手段３２に出力され、クランク角センサ２４の検出信号に対するカム角センサ２３の検出信号（ＶＶＴ信号）の発生位置が検出される。そして、該検出値は、イニシャルオフセット学習手段３５及びＶＶＴ信号位置算出手段３３により、オフセット量の学習及びＶＶＴ信号の信号位置の認識がなされてカム角センサ２３の信号位置を補正し、該補正値に基づいて実進角値算出手段３４でＶＶＴ３１の実進角値（吸気弁２の実際位置）が算出される。
【００２３】
目標進角値算出手段３６は、後述するＶＶＴ３１の目標進角値（吸気弁２の目標位置）を算出し、該目標進角値及び前記実進角値は、目標偏差算出手段３７に出力されてその偏差が算出される。また、前記実進角値は、カム移動速度算出手段３８に出力されて後述するカムの移動速度が算出される。
目標偏差算出手段３７で算出された偏差は、速度補正算出手段３９に出力されて後述する要求速度補正デューティが算出されるとともに、ＯＣＶ４の動作開始デューティ学習手段４０に出力され、前記カム移動速度を考慮して動作開始デューティが算出される。
【００２４】
該ＯＣＶ４の動作開始デューティは、停止デューティ学習手段４１に出力されて後述する停止デューティが算出され、該停止デューティと、前記動作開始デューティと、前記要求速度補正デューティとから出力デューティ算出手段４２で出力デューティが算出され、該算出された出力デューティに基づいて前記アクチュエータであるＯＣＶ４が駆動され、ＶＶＴ３１が操作されている。
【００２５】
このように、前記出力デューティは、位置検出手段３２のクランク角センサ２４とカム角センサ２３の検出値から求めた実進角値を基本情報として算出されており、前記位置検出手段３２の検出値は、前記のように、クランク角センサ２４及びカム角センサ２３の部品精度誤差を含む機械的な組付け誤差によっても影響される。例えば、図３及び図４に示すように、前記組付け誤差がない場合（図３）には、ＯＣＶ４の動作開始デューティ及び停止デューティの学習は正常に進み、目標進角値TAGVVTの動きに対して速度補正VVTPが加わり、実進角値RLVVTは前記目標進角値TAGVVTに追従して動作する。
【００２６】
一方、前記組付け誤差がある場合（図４）には、ＶＶＴ３１が最遅角状態であってもエンジン制御装置２２は最遅角を認識できず、速度補正VVTP分のデューティが常に遅角側に減じられ、学習は、この遅角開始デューティを求めて遅角側に進み、誤学習がなされてしまう。その結果、出力デューティVVTDYTは必要以上に遅角側に動いているため、目標進角値TAGVVTが進角側に動いた場合には、実進角値RLVVTの追従遅れがより大きくなり、制御精度は著しく悪化することが分かる。そして、この組付け誤差が大きい場合は、後述する位相差算出結果にも組付け誤差等が含まれて、以降演算されるＶＶＴ信号位置の認識も実際の位置を示さずに不正確な値になる。さらに、この不正確なＶＶＴ信号位置に基づいて以降の演算を行うと、当然のことながらＯＣＶ４の動作開始デューティ学習、停止デューティ学習、速度補正デューティも不正確になり、吸気弁２のバルブタイミング制御の精度が低下する。
【００２７】
したがって、本実施形態では、該クランク角センサ２４及びカム角センサ２３の機械的な組付け誤差を吸収するために、実際に自動車に組付けた状態の基準信号オフセット量を各自動車個々に求めて学習している。
図５は、前記実際に自動車に組付けた状態の基準信号オフセット量の学習を示したものである。
【００２８】
まず、ＶＶＴ３１が確実に最遅角の状態において、実進角量が０°であれば、クランク角センサ信号とＶＶＴ信号の各イニシャル位置間を基準信号オフセット量とするものであるが、組付け寸法の公称値は２２．５°であっても、部品寸法公差及び組付け公差が存在し、そのＶＶＴ信号の発生位置は、前記公称値に対してプラス若しくはマイナス方向に存在する。  よって、まず最初に、基準信号オフセット量である組付け公称値２２．５°に対してマイナス側（図の遅角側▲１▼）の値をセットし、この位置から進角側に向けて▲２▼、▲３▼、▲４▼の順に後述するＶＶＴ信号オフセット量CAOFSを持ち上げて変化させる。そして、該オフセット量CAOFSを変化させる毎に実進角値を演算し、前記最遅角状態で実進角量が０°となった位置までを前記実際に自動車に組付けた基準信号オフセット量としている。すなわち、クランク角センサ信号のイニシャル位置からＶＶＴ信号のイニシャル位置までの値をＶＶＴ信号のイニシャル学習オフセット量caofsbとし、該オフセット量caofsbを用いて実進角量を演算することによって、前記組付け誤差分を取り除いている。なお、該オフセット量caofsbは、後述するように、所定時間経過後に決定される。
【００２９】
図６は、前記イニシャル学習の動作タイミングチャートを示したものである。まず、クランク角センサ２４とカム角センサ２３の組付け誤差を吸収する本実施形態のイニシャル学習は、エンジン制御装置２２の電源投入初回時に行うとともに、前記イニシャル学習の終了時には、該イニシャル学習の終了を示すバックアップされたフラグを残し、電源である車載バッテリの接続が外されない限り、保持されることとしている。つまり、イニシャル学習終了フラグが未学習の場合にイニシャル学習動作を行っている。なお、エンジン始動後の所定時間TMVVT#（ｓ）では、ＯＣＶ４の出力デューティを０％とし、ＯＣＶ４の油圧ポートが遅角側ポートで最大に開くようにし、最遅角方向に油圧を発生させて最遅角を確実に生じさせている。また、イニシャル学習動作は、後述するように、所定のエンジン回転数VININE#（rpm）に達するときを除いた所定時間TMVVT#（ｓ）に限定して行われている。
【００３０】
本実施形態のイニシャル学習処理は、クランク角センサ２４で検出されるBTDC７５゜信号の入力に同期して行われており、また、前述のように、ＶＶＴ信号オフセット量CAOFSの初期値において、前記公称値２２．５°よりも遅角側の値CAOINI#（°）を設定していることから、実進角値RLVVTは、最遅角であっても、ある程度の進角状態にあると認識されており、ＶＶＴ信号オフセット量CAOFSの更新は、以下の手順により行われる。
【００３１】
第一に、実進角値RLVVT＞０の状態がTMINI#（回）継続する毎に、オフセット量CAOFSを持ち上げて変化させ、次の式（１）のＶＶＴ信号のイニシャル学習オフセット量CAOFSbを算出する。
【００３２】
【数１】
CAOFSb＝caofsb＋０.５                            （１）
ここで、caofsbは、前回のCAOFSbであり、ＶＶＴ信号オフセット量CAOFSが大きくずれた状態においても、式（１）によって早く収束させることを可能にしている。
【００３３】
第二に、０≦実進角値RLVVT＜１の状態がTMINI２#（回）継続しない場合には、前記数１の前記イニシャル学習オフセット量CAOFSbを算出するとともに、イニシャル学習予備段階フラグ #CAORED＝"１"とする。該TMINI２#は学習ディレイであり、実進角値RLVVTが一度でも０を経験した場合には、学習予備段階フラグを立て、その値であればほぼ実使用に耐える値にまで学習が収束しつつあること示すものである。
【００３４】
第三に、０≦RLVVT＜１の状態がTMINI２#（回）継続した場合には、前記イニシャル学習オフセット量CAOFSbの学習を終了し、イニシャル学習正規終了フラグ#CAOCHK＝"１"とする。これは、実進角値RLVVTが０を十分に長く継続しており、確実に誤差吸収したことを確認できたことを示すものである。
さらに、ＶＶＴ信号のイニシャル学習オフセット量CAOFSbには、次の式（２）に示すリミッタを設定する。これは、誤差が、誤差の範囲を越えているか否かを判定し、異常の有無を判定するものである。
【００３５】
【数２】
CAOMIN#≦CAOFSb≦CAOMAX#                               （２）
【００３６】
ただし、前記イニシャル学習オフセット量CAOFSbのイニシャル学習には、強制設定手段を設けており、次の（ａ）又は（ｂ）のいずれかが成立した場合には、前記イニシャル学習オフセット量CAOFSbが強制値OFSINI#にセットされる。
（ａ）CAOFSb＝CAOMIN#、又はCAOFSb＝CAOMAX#の場合
（ｂ）エンジン始動後、所定時間TMVVT#（ｓ）以上経過した時点（イニシャル学習動作終了時）において、イニシャル学習正規終了フラグ #CAOCHK＝"０"、かつ、イニシャル学習予備フラグ #CAORED＝"０"の場合
この強制設定手段は、部品の組付け異常あるいは油圧系の異常等により、正規の学習が困難な状態を判定して公称値を強制的に設定するものである。
【００３７】
図７は、図２のエンジン制御装置２２における位置検出手段３２から実進角値算出手段３４までのブロック図を示している。
位置検出手段３２は、位相差算出手段３２Ａと、位相差算出用信号ディレイ算出手段３２Ｂと、位相差角度換算手段３２Ｃと、位相差算出用重み係数算出手段３２Ｄとからなり、吸気弁２の位置を検出するカム角センサ２３及び排気弁６０の位置を検出するクランク角センサ２４の各信号は、位相差算出手段３２Ａに出力されて位相差が算出される。
【００３８】
このカム角センサ２３及びクランク角センサ２４による吸気弁２、排気弁６０の信号位置は、図８に示すように、まず、ＶＶＴ３１の進角量が０°（最遅角状態）の場合、すなわち吸気弁２と排気弁６０とのオーバーラップ量が０ときには、クランク角センサ信号のBTDC７５°信号の発生位置に対して基準信号オフセット量（公称値２２．５°）分オフセットされた位置でＶＶＴ信号が発生する。
【００３９】
この状態から前記ＶＶＴ３１の進角量が１０°進角の場合には、前記基準信号オフセット量から１０°移動した位置にカム角センサ信号が発生する。さらに、進角量が２０°、３０°…６０°に進角した場合にも、同様に前記基準信号オフセット量から各進角量だけ移動した位置にカム角センサ信号が発生することから、ＶＶＴ３１の実進角量RLVVTは、クランク角センサ２４とカム角センサ２３との位相差に基づいて算出される。
【００４０】
また、本実施形態は３気筒エンジンであり、各気筒毎のクランク角センサ２４とカム角センサ２３との位相差をそれぞれTDEF１、TDEF２、TDEF３とすると、該位相差TDEF１、TDEF２、TDEF３は、位相差算出用信号ディレイ算出手段３２Ｂを介して、図９に示す各信号の位相差に対してセンサ信号の遅れ分が補正される。該位相差TDEF１、TDEF２、TDEF３は、クランク角センサ２４から求める２４０゜間の時間TDATAを用いて位相差角度換算手段３２Ｃで角度に換算し、位相差算出用重み係数算出手段３２Ｄで求めた各気筒毎の重み係数を加えることにより、各気筒毎の位相差角度換算値CAREA１、CAREA２、CAREA３を求めてＶＶＴ信号位置算出手段３３に出力される。そして、これらの値にイニシャルオフセット学習手段３５のイニシャル学習オフセット量caofsbを用いることによりＶＶＴ信号位置を補正し、この値に基づいて実進角値算出手段３４で実進角値RLVVTを求めている。
【００４１】
図１０は、図２のエンジン制御装置２２における目標進角値算出手段３６のブロック図を示している。
該目標進角値算出手段３６は、目標進角基本量算出手段３６Ａと、目標進角値算出手段３６Ｂとからなり、目標進角基本量算出手段３６Ａは、エンジン状態モード、水温、エンジン回転数等の各種図示される情報から目標進角基本量CAREFBを算出する。なお、エンジン状態モードは、エンジン状態の始動時、エンスト時又は完爆時を判定している。そして、目標進角値算出手段３６Ｂは、前記エンジン状態モード及び前記水温を参照し、前記目標進角基本量CAREFBに対して適度なダイナミックリミッタをかけて目標進角値TAGVVTを算出し、目標偏差算出手段３７に出力する。
【００４２】
図１１は、図２のエンジン制御装置２２における目標偏差算出手段３７から出力デューティ算出手段４２までのブロック図を示している。
目標偏差算出手段３７は、前記実進角値算出手段３４で算出された実進角値RLVVTと、前記目標進角値算出手段３６で算出された目標進角値TAGVVTとの偏差から目標偏差DEFCAを算出して速度補正算出手段３９に出力する。該速度補正算出手段３９は、この目標偏差DEFCAの推移とエンジン回転数及び水温とから速度補正分の駆動デューティを算出し、速度補正VVTPを求める。
【００４３】
一方、実進角値RLVVTは、カム移動速度算出手段３８にも出力され、該実進角値RLVVTの変化からカム移動速度（進角速度）SPOCVが算出される。
そして、目標偏差DEFCAと、速度補正VVTPと、カム移動速度SPOCVとが、動作開始デューティ学習手段４０に出力され、ＯＣＶ４の実際の動作開始デューティを学習する。
【００４４】
該動作開始デューティ学習手段４０は、動作開始デューティから進角側への動作開始デューティ KLDTYAと、遅角側への動作開始デューティ KLDTYRとの両方を求めて停止デューティ学習手段４１に出力され、ＯＣＶ４が動かないデューティ、すなわち停止デューティを学習する。この停止デューティの学習結果は、リミッタリセット４１Ａでリミッタ及びリセットの処理がなされて前記進角側への動作開始デューティ KLDTYAと前記遅角側への動作開始デューティ KLDTYRとの基準位置である停止デューティ学習値VVTIになる。
【００４５】
そして、出力デューティ算出手段４２にて、該停止デューティ学習値VVTIと前記進角側への動作開始デューティ KLDTYAとから求めた動作開始デューティ学習値KLDTYと、停止デューティ学習値VVTIと、速度補正VVTPとに、エンジン回転数と水温とから求める基本デューティが加えられることによって、ＯＣＶ４の出力デューティ VVTDTYVを求めている。
【００４６】
図１２は、図２のエンジン制御装置２２における出力デューティ算出手段４２から実際に出力されるＯＣＶ出力デューティVVTDTYを算出するまでのブロック図を示しており、出力デューティ算出手段４２で算出された出力デューティ VVTDTYVは、バッテリ電圧補正手段４２Ａにて、ＯＣＶ４の電源であるバッテリ電圧で補正され、ＭＡＸリミッタ４２Ｂでリミッタの処理がなされてＯＣＶ出力デューティ VVTDTYになり、ＯＣＶ４が駆動されている。
【００４７】
次に、実際のイニシャル学習動作について、図１３乃至図１５を用いて説明する。
図１３は、通常のエンジン回転数の場合におけるイニシャル学習動作を示しており、ＶＶＴ信号オフセット量CAOFSの設定回数の更新に伴って、実進角値RLVVTが０°に向かって減衰し、該実進角値RLVVTが０°を所定回数経験した時点でイニシャル学習を終了する。なお、この場合は、予備学習と正規学習終了とが同時に成立している。
【００４８】
一方、図１４は通常のエンジン回転数と異なり、レーシング操作等によりエンジン始動後にエンジン回転数を高回転にした場合におけるイニシャル学習動作を示している。
ここで、該イニシャル学習は、クランク角センサ２４の信号に同期して処理が行われるため、エンジン回転数が高回転の場合には、設定回数の更新が短時間で行われ、短時間のうちにイニシャル学習が終了してしまう。
【００４９】
しかし、エンジンの状態、すなわちＯＣＶ４に供給されるオイル温度、オイル粘性等のオイルの状態によっては、エンジン始動後にある程度の時間の経過がなければ前記エンジンの状態の安定を判定できないときがあり、この場合にもイニシャル学習が短時間で終了するのは好ましくない。例えば、図１４に示すように、イニシャル学習終了のフラグを立てた後にエンジンの状態が変化し、ＶＶＴ３１が最遅角状態であるにもかかわらず、実進角量RLVVTが若干量検出される場合がある。
【００５０】
そこで、本実施形態の実際のイニシャル学習動作では、前記クランク角センサ信号の入力回数のほか、時間経過も重要な要素になっており、エンジン回転数が所定回転数を越える場合には、前記ＶＶＴ信号の発生位置の補正であるイニシャル学習動作をやり直すようにしている。すなわち、図１５に示すように、エンジン回転数がエンジン始動後、所定回転数VININE#である閾値を越えるまでは学習動作を実行するものの、該所定回転数VININE#を越えた時点でイニシャル学習動作を中止し、次に所定回転数VININE#以下となった時点でイニシャル学習動作を再度初期値設定からやり直している。
【００５１】
また、前記イニシャル学習動作は、所定時間TMVVT#が経過した時点でＶＶＴ信号オフセット量CAOFSを前記強制設定手段で強制設定値OFSINI#に設定して学習を中断している。これは、学習のやり直しは必要であるものの、この状態が無制限に続くのはエンジン制御上好ましくないからである。なお、この所定時間TMVVT#が経過した時点では、正規の学習は未だ終了していないため、次回のエンジン始動後に再度イニシャル学習動作を行い、前記ＶＶＴ信号の発生位置の補正を行うことになる。
【００５２】
以上のように、本発明の前記実施形態は、上記の構成によって次の機能を奏するものである。
前記実施形態のエンジン制御装置２２は、イニシャルオフセット学習手段３５が、クランク角センサ２４とカム角センサ２３のイニシャル位置の関係からカム角センサ２３の信号位置を補正し、該補正値と前記センサ２３，２４の信号位相差に基づいてＶＶＴ３１の実進角量RLVVTを算出し、実際に自動車に組付けた状態の基準信号オフセット量（イニシャル学習オフセット量caofsb）を各自動車個々に求めて学習することによって、前記クランク角センサ２４及び前記カム角センサ２３の機械的な組付け誤差を吸収し、バルブデューティを正確に制御することができる。
【００５３】
また、前記イニシャル学習オフセット量caofsbの学習は、まず、前記公称値に対してマイナス側の値をセットし、この位置から進角側に向けて順にＶＶＴ信号オフセット量CAOFSを持ち上げて変化させ、該オフセット量CAOFSを変化させる毎にＶＶＴ３１の実進角量RLVVT演算し、前記最遅角状態で実進角量が０°となった各イニシャル位置間をイニシャル学習オフセット量caofsbとしているので、前記組付け誤差を確実に取り除くことができる。
【００５４】
さらに、エンジン始動後の所定時間TMVVT#（ｓ）では、ＯＣＶ４の出力デューティ VVTDTYVを０％としているので、該ＯＣＶ４の油圧ポートを遅角側ポートで最大に開かせて、最遅角を確実に生じさせているので、前記組付け誤差をより確実に取り除くことができ、バルブデューティをより正確に制御することができる。
【００５５】
さらにまた、本実施形態のイニシャル学習動作は、エンジン回転数がエンジン始動後、所定回転数VININE#である閾値を越えるまでは学習動作を実行するものの、該所定回転数VININE#を越えた時点で前記ＶＶＴ信号位置の補正であるイニシャル学習動作を中止し、次に所定回転数VININE#以下となった時点で前記イニシャル学習動作を再度初期値設定からやり直し、さらに、前記イニシャル学習動作は、所定時間TMVVT#が経過した時点でＶＶＴ信号オフセット量CAOFSを強制設定値OFSINI#に設定して学習を中止しているので、エンジンが高回転の場合にもエンジン制御の不安定化を防ぐことができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく設計において種々の変更ができるものである。
例えば、図１１では出力デューティ算出手段４２が、動作開始デューティ学習値KLDTYと、停止デューティ学習値VVTIと、速度補正VVTPとに、エンジン回転数と水温とから求める基本デューティが加えられることによって、ＯＣＶ４の出力デューティ VVTDTYVを求めているが、図１６に示すように、エンジン回転数及び水温を考慮した速度補正VVTPと、動作開始デューティ学習値KLDTYを考慮した停止デューティ学習値VVTIとから出力デューティ VVTDTYVを求めても良いものである。
【００５７】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明のエンジン制御装置は、クランク角センサ及びカム角センサによる部品精度、該各センサの組付け精度のばらつきを学習して吸気弁の位置検出誤差を吸収し、バルブデューティを正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のエンジン制御装置を備えた内燃機関の全体構成図。
【図２】図１のエンジン制御装置の制御ブロック図。
【図３】カム角センサ及びクランク角センサの組付け誤差がない場合の出力デューティ算出の動作図。
【図４】カム角センサ及びクランク角センサの組付け誤差がある場合の出力デューティ算出の動作図。
【図５】図１のエンジン制御装置のイニシャル学習オフセット量の学習説明図。
【図６】図１のエンジン制御装置のイニシャル学習の動作説明図。
【図７】図２のエンジン制御装置における位置検出手段から実進角値算出手段までのブロック図。
【図８】図１の可変バルブタイミング装置の実進角値の算出を示す図。
【図９】図１のエンジン制御装置におけるクランク角センサとカム角センサとの信号位置関係図。
【図１０】図２のエンジン制御装置における目標進角値算出手段のブロック図。
【図１１】図２のエンジン制御装置における目標偏差算出手段から出力デューティ算出手段までのブロック図。
【図１２】図２のエンジン制御装置における出力デューティ算出手段からＯＣＶ出力デューティを算出するまでのブロック図。
【図１３】通常のエンジン回転数の場合におけるイニシャル学習の実際動作図。
【図１４】エンジン回転数が高回転の場合におけるイニシャル学習の実際動作図。
【図１５】エンジン回転数が高回転の場合におけるイニシャル学習の実際動作図。
【図１６】図２のエンジン制御装置における目標偏差算出手段から出力デューティ算出手段までの他の実施例のブロック図。
【図１７】カム角センサ及びクランク角センサの組付け誤差の有無による影響の説明図。
【符号の説明】
２  吸気弁
４  アクチュエータ（ＯＣＶ）
２２  エンジン制御装置
２３  カム角センサ
２４  クランク角センサ
３１  バルブタイミング調整手段（ＶＶＴ）
３４  実進角値算出手段
３５  イニシャルオフセット学習手段
３６  目標進角値算出手段
３７  目標偏差算出手段
３９  速度補正算出手段
４０  動作開始デューティ学習手段
４１  停止デューティ学習手段
４２  出力デューティ算出手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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