(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の回転に同期して駆動される吸気バルブおよび排気バルブと、
前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
前記運転状態に応じて前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方に対する目標バルブタイミングを算出する目標バルブタイミング算出手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、
前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングおよび前記機関運転状態により制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量を出力制御量として前記バルブタイミング可変機構に出力する実バルブタイミング制御手段と、
を備え、
前記目標バルブタイミングが所定の制御範囲内にあるときにだけ、前記制御量算出手段で算出した前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差に応じた制御量を、前記実バルブタイミング制御手段への出力制御量とし、
前記目標バルブタイミングが前記制御量を大きく設定する側の前記制御範囲外にあるときに、
出力制御量＝保持制御量＋所定量
とし、前記保持制御量は、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲内にあって、前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングがほぼ一致した状態での出力制御量であることを特徴とするバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記目標バルブタイミングが前記制御範囲内にあって、前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングがほぼ一致している状態での出力制御量を学習する保持制御量学習手段をさらに備え、前記保持制御量は前記保持制御量学習手段による学習値であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記出力制御量は前記実バルブタイミング制御手段を制御する電流値であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記保持制御量学習手段による学習が実施されていない場合は、前記保持制御量を制御量最大値とすることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項５】
前記保持制御量の制御量最大値を、前記実バルブタイミング制御手段によるばらつき公差の最大値とすることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項６】
前記所定量は、少なくとも前記実バルブタイミングが機械的停止位置に停止する出力制御量となるように設定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項７】
前記目標バルブタイミングが前記制御範囲外にあっても、前記制御量算出手段による制御量が前記保持制御量＋所定値よりも大きい場合または前記実バルブタイミングが前記制御範囲内にある場合は、前記制御量算出手段による制御量を前記出力制御量とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項８】
前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差を積算して前記制御量算出手段による制御量を補正するための積分補正値を算出する積分制御手段をさらに備え、前記積分補正値は前記制御量算出手段により算出された制御量に補正され、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲外にあるときは、前記積分補正値の更新を禁止した制御量とすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項９】
内燃機関の回転に同期して駆動される吸気バルブおよび排気バルブと、
前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
前記運転状態に応じて前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方に対する目標バルブタイミングを算出する目標バルブタイミング算出手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、
前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングおよび前記機関運転状態により制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量を出力制御量として前記バルブタイミング可変機構に出力する実バルブタイミング制御手段と、
を備え、
前記目標バルブタイミングが所定の制御範囲内にあるときにだけ、前記制御量算出手段で算出した前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差に応じた制御量を、前記実バルブタイミング制御手段への出力制御量とし、さらに、
前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差を積算して前記制御量算出手段による制御量を補正するための積分補正値を算出する積分制御手段をさらに備え、前記積分補正値は前記制御量算出手段により算出された制御量に補正され、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲外にあるときは、前記制御量への前記積分補正値の補正を禁止した制御量とすることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項１０】
内燃機関の回転に同期して駆動される吸気バルブおよび排気バルブと、
前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段と、
前記運転状態に応じて前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方に対する目標バルブタイミングを算出する目標バルブタイミング算出手段と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、
前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、
前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングおよび前記機関運転状態により制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量を出力制御量として前記バルブタイミング可変機構に出力する実バルブタイミング制御手段と、
を備え、
前記目標バルブタイミングが所定の制御範囲内にあるときにだけ、前記制御量算出手段で算出した前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差に応じた制御量を、前記実バルブタイミング制御手段への出力制御量とし、さらに、
前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差を積算して前記制御量算出手段による制御量を補正するための積分補正値を算出する積分制御手段をさらに備え、前記積分補正値は前記制御量算出手段により算出された制御量に補正され、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲外にある状態から範囲内にある状態に変化した場合に、前記積分補正値を初期化することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、内燃機関の吸気及び排気のバルブタイミングを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クランクシャフトのクランク角に対して吸気及び排気バルブを動かすカムのカムシャフトの回転位置を示すカム角を進角あるいは遅角させるバルブタイミング制御において、従来、検出した実進角量が目標進角量に向かって所定値以上動いている時は、積分値を停止する制御を行うものがある。
【０００３】
まず従来の装置のバルブタイミング制御について説明する。図２は、内燃機関のバルブタイミング制御装置による位相変更範囲をクランク角位置に対するバルブリフト量の関係により示す説明図である。また図４〜図６は、吸気用及び排気用の各バルブタイミングを個別に変更する可変バルブタイミング機構(以下ＶＶＴ機構)を備えたバルブアクチュエータのそれぞれ最遅角位置、ロック位置および最進角位置での内部構造を示す透視図である。
【０００４】
バルブタイミングは図２に示す破線から一点鎖線の間で可変可能となっており、その可動範囲は図４から図６に示すようなアクチュエータのベーン１５２がハウジング１５１内での動作可能範囲により決まる。図４が最遅角位置、図６が最進角位置である。アクチュエータはカムシャフトに取り付けられクランク角に対しカム角を可変する。
【０００５】
次に基本的な動作について、図１７、図１８のフローチャートおよび図１９のタイミングチャートに従って説明する。図１７は従来技術に関するフローチャートである。１７０１でカム角センサとクランク角センサの出力により実進角量ＶＴｄを検出する。１７０２で機関運転状態に適正な目標バルブタイミングすなわち目標進角量ＶＴｔを算出する。１７０３で目標進角量ＶＴｔから実進角量ＶＴｄを減算し制御偏差ＶＴｅを算出する。
【０００６】
１７０４で制御偏差ＶＴｅと比例ゲインＰgainを乗算して比例値Ｉｐを算出する。１７０５で制御偏差ＶＴｅと制御偏差の前回値ＶＴｅ(ｉ−１)の差に微分ゲインＤgainを乗算して微分値Ｉｄを算出する。１７０６で積分値Ｉｉを算出する。
【０００７】
積分値の算出は図１８のフローチャートに従って行う。１８０１で制御偏差の絶対値|ＶＴｅ|が前回の制御偏差の絶対値|ＶＴｅ(ｉ−１)|以上の場合は実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに追従していないと判断して、１８０２で積分値Ｉｉに制御偏差ＶＴｅと積分ゲインＩgainを乗算したものを加算して積分値Ｉｉとする。１８０１で制御偏差の絶対値|ＶＴｅ|が前回の制御偏差の絶対値|ＶＴｅ(ｉ−１)|よりも小さい場合は何もしないので、積分値Ｉｉが更新されず、前回値がそのまま保持される。
【０００８】
図１７に戻り、１７０７で制御偏差の絶対値|ＶＴｅ|が、実進角量が安定している状態であるか否かの基準値ＶＴｈ以内であるかを判定する。絶対値|ＶＴｅ|が基準値ＶＴｈよりも大きいと判定すると、１７０８で出力電流値Ｉoutは保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものとする。１７０７で絶対値|ＶＴｅ|が基準値以下である場合、１７０９で出力電流値Ｉoutは保持電流学習値Ｉｈと積分値Ｉｉを加算したものとする。
【０００９】
そして１７１０で出力電流値Ｉoutをデューティ値に変換して、オイルポンプと共に油圧供給装置を構成し、アクチュエータを油圧制御してカム位相を制御するオイルコントロールバルブ(ＯＣＶ)に出力する。ＯＣＶはこの発明について詳しく説明する図１中の１９、２０であり、これの内部構造を示す図７〜９中の油圧切り替えを行うためのコイル１９３に供給する電流の制御になる。
【００１０】
次に図１９のタイミングチャートに従って実際の動作を説明する。図１９は実進角量ＶＴｄ、目標進角量ＶＴｔ、出力電流値Ｉout、積分値Ｉｉの変化を示す。時点１９０１で目標進角量ＶＴｔが最進角位置に変化し、時点１９０２までは目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差が大きいため図１７の１７０８での演算式で算出した出力電流値Ｉoutで制御する。時点１９０２で実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに追従できていないが、ＶＶＴアクチュエータが最進角側にはりついた状態にあり、これ以上進角側に動作できないで目標進角量ＶＴｔとの偏差が残ったままの状態にある。
【００１１】
時点１９０２から時点１９０３では、実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに追従しないため積分値Ｉｉが増大方向に更新される。時点１９０３から時点１９０４では、積分値Ｉｉが予め設定された積分上限値にはりついてそれ以上増大できない状態にある。時点１９０４で目標進角量ＶＴｔが遅角側に変化すると、図１７の１７０８で演算した出力電流値Ｉoutで制御するのであるが、目標進角量ＶＴｔが最進角位置にある状態で積分値Ｉｉが増加側に誤って更新されているため、時点１９０４から時点１９０５までは積分値Ｉｉがゼロ付近になるまで実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに追従できず、応答性が低下する。
【００１２】
また、別の従来の装置として例えば特開平７−２２９４０９号公報には、機関高回転時はクランク角とカム角の位相差での制御を中止し、最遅角で制御するというものが開示されている。これは、高回転では慣性過給効果を得るため吸気バルブタイミングを最遅角とし吸気バルブを閉じるタイミングを遅くする場合、高回転になるほどクランク角とカム角の検出位相差の誤差が大きくなるため、高回転での最遅角では制御値を固定して制御するものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置は以上のように構成されていたので、バルブタイミングを変更できる範囲は最進角位置から最遅角位置までであった。目標進角量が最進角位置となり、実際にバルブタイミングを検出する手段の検出誤差やバルブタイミング可変機構の工作精度等により実進角量が目標進角量に追従できないで偏差が残る場合には積分値が更新され、目標進角量が最進角位置から離脱した場合の応答性が低下するという問題があった。
【００１４】
また、アクチュエータの機械的停止位置で制御する場合は、その位置でフィードバックするよりも機械的停止位置におしつける制御をする方が制御位置が安定する。実際のバルブタイミングを検出する手段の検出誤差は高回転のみならず発生し、また、バルブタイミング可変機構の工作精度は回転数に依存なく誤差要因となるという問題があった。
【００１５】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、制御範囲内での応答性と制御範囲外での安定性を確保し、駆動回路、ＯＣＶコイルの電力容量アップを行うこと無しに耐久性を確保した内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することを目的とする。
【００１６】
この発明による装置は、目標進角量が予め定められた制御範囲の範囲外にあるときは、目標進角量と実進角量の偏差によるフィードバック制御を停止し、所定制御値による制御を実施するものである。さらに、目標進角量が予め定められた制御範囲の範囲外にある時は、積分値の更新を停止する、積分値を反映しない、もしくは制御範囲外から制御範囲内への移行時は積分値を初期化するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的に鑑み、この発明は、内燃機関の回転に同期して駆動される吸気バルブおよび排気バルブと、前記内燃機関の運転状態を検出するための運転状態検出手段と、前記運転状態に応じて前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方に対する目標バルブタイミングを算出する目標バルブタイミング算出手段と、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、前記吸気バルブおよび前記排気バルブの少なくとも一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングおよび前記機関運転状態により制御量を算出する制御量算出手段と、前記制御量を出力制御量として前記バルブタイミング可変機構に出力する実バルブタイミング制御手段と、を備え、前記目標バルブタイミングが所定の制御範囲内にあるときにだけ、前記制御量算出手段で算出した前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差に応じた制御量を、前記実バルブタイミング制御手段への出力制御量とし、前記目標バルブタイミングが前記制御量を大きく設定する側の前記制御範囲外にあるときに、出力制御量＝保持制御量＋所定量とし、前記保持制御量は、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲内にあって、前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングがほぼ一致した状態での出力制御量であることを特徴とするバルブタイミング制御装置にある。
【００２０】
また、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲内にあって、前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングがほぼ一致している状態での出力制御量を学習する保持制御量学習手段をさらに備え、前記保持制御量は前記保持制御量学習手段による学習値であることを特徴とする。
【００２１】
また、前記出力制御量は前記実バルブタイミング制御手段を制御する電流値であることを特徴とする。
【００２２】
また、前記保持制御量学習手段による学習が実施されていない場合は、前記保持制御量を制御量最大値とすることを特徴とする。
【００２３】
また、前記保持制御量の制御量最大値を、前記実バルブタイミング制御手段によるばらつき公差の最大値とすることを特徴とする。
【００２４】
また、前記所定量は、少なくとも前記実バルブタイミングが機械的停止位置に停止する出力制御量となるように設定することを特徴とする。
【００２５】
また、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲外にあっても、前記制御量算出手段による制御量が前記保持制御量＋所定値よりも大きい場合または前記実バルブタイミングが前記制御範囲内にある場合は、前記制御量算出手段による制御量を前記出力制御量とすることを特徴とする。
【００２６】
また、前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差を積算して前記制御量算出手段による制御量を補正するための積分補正値を算出する積分制御手段をさらに備え、前記積分補正値は前記制御量算出手段により算出された制御量に補正され、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲外にあるときは、前記積分補正値の更新を禁止した制御量とすることを特徴とする。
【００２７】
また、前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差を積算して前記制御量算出手段による制御量を補正するための積分補正値を算出する積分制御手段をさらに備え、前記積分補正値は前記制御量算出手段により算出された制御量に補正され、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲外にあるときは、前記制御量への前記積分補正値の補正を禁止した制御量とすることを特徴とする。
【００２８】
また、前記目標バルブタイミングと前記実バルブタイミングの偏差を積算して前記制御量算出手段による制御量を補正するための積分補正値を算出する積分制御手段をさらに備え、前記積分補正値は前記制御量算出手段により算出された制御量に補正され、前記目標バルブタイミングが前記制御範囲外にある状態から範囲内にある状態に変化した場合に、前記積分補正値を初期化することを特徴とする。
【００２９】
この発明における内燃機関のバルブタイミング制御装置は、予め定められた制御範囲の範囲外にあるときは、目標進角量と実進角量の偏差によるフィードバック制御を停止し、所定制御値による制御を実施することで、制御位置が安定するものであり、また積分値の更新を停止もしくはリセット等することで制御値の発散を防止し、目標進角量が予め定められた制御範囲の範囲外から範囲内に変更された場合の応答性低下を防止するものである。
【００３０】
また、制御量が大きい側での予め定められた制御範囲の範囲外の制御時は、最大制御量としないことで、ＯＣＶのコイル、ＥＣＵの駆動回路への負担が軽減され、耐久性の面でも有利であり、容量の小さいものが使用できる場合もあり、コスト面でも有利である。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下この発明を各実施の形態に従って説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明による内燃機関のバルブタイミング制御装置の構成図であり、内燃機関の周辺部と関連付けて示している。１は内燃機関、２は内燃機関１が吸入する空気を浄化するエアクリーナ、３は内燃機関１が吸入する空気量を計量するエアフローセンサ、４は吸気管、５は吸入する空気量を調節し、内燃機関１の出力をコントロールするスロットルバルブ、６はスロットルバルブ５を通る空気をバイパスしてアイドリング時の回転数制御等を行うアイドルスピードコントロールバルブ(以下ＩＳＣＶ)である。
【００３２】
７は吸入した空気量に見合った燃料を供給するインジェクタ、８は内燃機関１の燃焼室内の混合気を燃焼させる火花を発生する点火プラグ、９は点火プラグ８に高電圧エネルギを供給する点火コイルである。
【００３３】
１０は燃焼した排気ガスを排出する排気管、１１は排気ガス内の残存酸素量を検出するＯ2センサ、１２は排気ガス内の有害ガスであるＨＣ、ＣＯ、ＮＯxを同時に浄化することのできる三元触媒である。
【００３４】
１３はクランク角検出用のセンサプレートで、所定位置に突起が設けられており(図示せず)、クランクシャフトに取り付けられクランクシャフトと一体で回転している。１４はクランクシャフトの位置を検出するクランク角センサであり、センサプレート１３の突起がクランク角センサ１４を横切る時に信号を発するようになっており、クランク角を検出する。
【００３５】
１５、１６はクランク角に対するカム角を相対的に位相可変することのできるアクチュエータ、１５Ｃ、１６Ｃはカムシャフト、１７、１８はクランク角センサ同様、図示しないカム角検出用センサプレートの突起によりパルス信号を発生しカム角を検出するカム角センサである。
【００３６】
１９、２０はオイルポンプと共に油圧供給装置を構成し、アクチュエータを油圧制御してカム位相を制御するオイルコントロールバルブ(ＯＣＶ)である。これらのＯＣＶ１９、２０は、カム位相可変用アクチュエータ１５、１６への油圧を切り替えてカムの位相を制御するものである。
【００３７】
２１はコンピュータからなるＥＣＵであり、内燃機関１の制御手段を構成しており、各種センサ手段３、１１、１４、１７および１８により検出される運転状態に応じて、インジェクタ７および点火プラグ８を制御するとともに、各カムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃのカム角位相を制御する。
【００３８】
そして３１、３２が内燃機関１の燃焼室に通じる吸気通路および排気通路を開閉するために内燃機関の回転に同期して駆動される吸気バルブと排気バルブである。
【００３９】
なお、エアフローセンサ３、Ｏ2センサ１１、クランク角センサ１４が運転状態検出手段を構成し、アクチュエータ１５、１６がバルブタイミング可変機構を構成し、クランク角センサ１４、カム角センサ１７、１８が実バルブタイミング検出手段を構成し、ＯＣＶ１９、２０が実バルブタイミング制御手段を構成し、ＥＣＵ２１が目標バルブタイミング算出手段、制御量算出手段、保持制御量学習手段および積分制御手段を構成する。
【００４０】
まず、カムの位相角制御の説明の前に、内燃機関１の制御について説明する。内燃機関１が吸入する空気量をエアフローセンサ３が計量し、計量した空気量に見合った燃料量をＥＣＵ２１が演算してインジェクタ７を駆動すると共に、燃焼室内の混合気へ点火プラグ８で適切なタイミングで点火するための、点火コイル９への通電時間及び遮断のタイミングを制御する。
【００４１】
吸入される空気量は、スロットルバルブ５で調節され、内燃機関１で発生する出力をコントロールする。シリンダ内で燃焼した排気ガスは排気管１０を通って排出され、排気管１０の途中に設けてある触媒１２により排気ガス中の有害物質であるＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを無害なＣＯ2とＨ2Ｏに浄化する。触媒１２での浄化効率を最大限に引き出すため、排気管１０にはＯ2センサ１１が取り付けられ、排気ガス中の残存酸素量を検出し、混合気が理論空燃比となるようにＥＣＵ２１がフィードバック制御を行って燃料量を調節している。
【００４２】
内燃機関１は運転状態により、本来は要求されるバルブタイミングが異なるにも係わらず、今まで殆どの内燃機関はカムシャフトがクランクシャフトからタイミングベルトまたはタイミングチェーンなどを介して回転駆動されるため、バルブの開閉タイミングがクランク角に対して一定であった。しかし近年、出力向上と排ガス、燃費の低減目的で可変バルブタイミングシステムが採用されるようになってきた。
【００４３】
以下に可変バルブタイミングシステムの動作について説明する。バルブタイミングが固定の内燃機関では、クランクシャフトの回転をタイミングベルトあるいはタイミングチェーン等からプーリあるいはスプロケット等に伝達し、プーリあるいはスプロケットと一体で回転しているカムシャフト１５Ｃ、１６Ｃに回転が伝わる。可変バルブタイミングシステムでは、クランクシャフトとカムシャフトの相対位置が可変できるアクチュエータ１５，１６をプーリ、スプロケットの代わりに取り付けバルブタイミングを制御可能としている。
【００４４】
図２は、内燃機関のバルブタイミング制御装置による位相変更範囲をクランク角［°ＣＡ］の位相位置に対するバルブリフト量(バルブ開放量)［ｍｍ］の関係により示す説明図である。バルブタイミングは、図２の吸気、排気とも破線から一点鎖線の間で可変可能となっており、実線がロック機構により係止される位置、一点鎖線が機械的に停止する最遅角位置、破線が機械的に停止する最進角位置となる。バルブタイミングを進角させるとは吸気、排気ともクランク角に対し開き始めが早くなることをいい、逆に遅角させるとはクランク角に対し開き始めが遅くなることをいう。この範囲内であれば任意の位置で制御することが可能である。
【００４５】
また図４〜６は、吸気用及び排気用の各バルブタイミングを個別に変更する可変バルブタイミング機構(以下ＶＶＴ機構)を備えたバルブアクチュエータ１５、１６のそれぞれ最遅角位置、ロック位置および最進角位置での内部構造を示す透視図である。
【００４６】
バルブタイミングを変更するのはアクチュエータ１５、１６である。１５１はハウジング、１５２はベーン、１５３は遅角(油圧)室、１５４は進角(油圧)室、１５５はロックピン、１５６はスプリング、１５７はロック凹部である。
【００４７】
ハウジング１５１とベーン１５２には、クランクシャフトからの動力が、ベルトおよびプーリ(図示せず)を介して、１／２に減速されて伝達され、矢印の方向に回転する。ベーン１５２はカムシャフトと結合されている。アクチュエータ１５、１６はエンジン潤滑油により動作する。
【００４８】
図４が最遅角位置であり、図２の一点鎖線に対応する位置である。図６が最進角位置であり、図２の破線に対応する位置である。図５がロック位置であり、図２の実線に対応する位置である。これら位置制御を行うには、アクチュエータ内に流入するオイルをコントロールすることで行う。図４の最遅角位置にするには遅角室１５３にオイルを流入するようにする。図６の最進角位置にするには進角室１５４にオイルを流入するようにする。これによりベーン１５２は、遅角室１５３または進角室１５４に選択的に油圧が供給されることにより、ハウジング１５１内で位相位置がシフトされる。
【００４９】
もう少し詳しく説明すると、遅角室１５３および進角室１５４は、ベーン１５２の動作範囲を決定している。スプリング１５６は、ロックピン１５５を突出方向に付勢しており、ロック凹部１５７はロックピン１５５の先端と対向するようにベーン１５２の所定のロック位置に設けられている。
【００５０】
なお、ロック凹部１５７には、オイル供給口(図示せず)が設けられており、遅角室１５３および進角室１５４のいずれか油圧の高い方からのオイルが切り替え供給されるようになっている。
【００５１】
遅角室１５３および進角室１５４(動作範囲)内で動作して位相シフトされるベーン１５２は、吸気用および排気用の各バルブ３１、３２を駆動するためのカムシャフト１５Ｃおよび１６Ｃに結合されている。また、ここでは図示しないが、排気側のアクチュエータ１６には、カムシャフト１６Ｃの反力を相殺するために、ベーン１５２を進角側に付勢するためのスプリングが設けられている。
【００５２】
アクチュエータ１５および１６は、ＯＣＶ１９および２０から供給される内燃機関１の潤滑油(油圧)により駆動される。アクチュエータ１５および１６のカム角位相を図４〜６のように制御するためには、アクチュエータ１５および１６内に流入するオイル量(油圧)が制御される。
【００５３】
そして、図４のようにカム角位相を最遅角位置に調整するためには、遅角室１５３内にオイルを流入させればよい。逆に、図６のようにカム角位相を最進角位置に調整するためには、進角室１５４内にオイルを流入させればよい。
【００５４】
遅角室１５３、進角室１５４のどちらにオイルを流入させるかのコントロールを行うのがＯＣＶ１９、２０である。図７〜９はＯＣＶ(油圧供給装置)１９，２０の内部構造を示す側断面図である。１９１が円筒形状のハウジング、１９２がハウジング１９１内に摺動自在に収納されたスプール、１９３がスプール１９２を連続的に駆動するコイル、１９４がスプール１９２を復帰方向に付勢するスプリングである。
【００５５】
図７はコイル１９３への通電電流が最小値の場合である。吸気側の場合、ポンプからのオイルはアクチュエータの遅角室１５３に流入し、アクチュエータの進角室１５４のオイルがドレーンされオイルパンヘ排出される。排気側の場合は逆となり、ポンプからのオイルはアクチュエータの進角室１５４へ流入し、アクチュエータの遅角室１５３のオイルがドレーンされる。吸気、排気ともＯＣＶが断線等無通電となる故障が生じた場合、バルブオーバラップが最小となり、耐エンスト性に有利となるような油路構成とされている。
【００５６】
図９のＯＣＶの状態はコイル１９３に最大電流を印可している状態であり、吸気側の場合、ポンプからのオイルはアクチュエータの進角室１５４に流入し、アクチュエータの遅角室１５３のオイルはオイルパンヘドレーンされる。排気側では逆に、ポンプからのオイルはアクチュエータの遅角室１５３に流入し、進角室１５４のオイルがドレーンされる。
【００５７】
アクチュエータのロック凹部１５７には図示されないオイル供給口があり、遅角室１５３、進角室１５４のいづれか油圧の高い方からのオイルが切り替えにより供給されるようになっている。図５の状態でロック凹部１５７にオイル供給口より油圧が供給されスプリング１５６の力に打ち勝つ油圧に達するとロック凹部１５７よりロックピン１５５が外れベーン１５２がハウジング内で動作可能となる。
【００５８】
もう少し詳しく説明すると、ハウジング１９１はポンプ(図示せず)に連通されたオリフィス１９５と、アクチュエータ１５または１６に連通されたオリフィス１９６および１９７と、オイルパンに連通されたドレーン用のオリフィス１９８および１９９とを備えている。
【００５９】
オリフィス１９６は、アクチュエータ１５の遅角室１５３またはアクチュエータ１６の進角室１５４に連通されている。オリフィス１９７は、アクチュエータ１５の進角室１５４またはアクチュエータ１６の遅角室１５３に連通されている。
【００６０】
オリフィス１９６および１９７は、スプール１９２の軸方向位置に応じて、選択的にオイル供給用のオリフィス１９５に連通される。オリフィス１９５は、図７においてはオリフィス１９６に連通され、図９においてはオリフィス１９７に連通されている。
【００６１】
同様に、ドレーン用のオリフィス１９８および１９９は、スプール１９２の軸方向位置に応じて、選択的にオリフィス１９７または１９６に連通される。図７においては、オリフィス１９７とオリフィス１９８とが連通され、図９においては、オリフィス１９６とオリフィス１９９とが連通されている。
【００６２】
ロック凹部１５７内のオイル供給口は、遅角室１５３および進角室１５４のいずれか油圧の高い方からオイル供給される油路構成となっており、ロック凹部１５７への油圧がスプリング１５６の付勢力を上回ると、ロックピン１５５がロック凹部１５７から押し出されて、ロック状態が解除されるようになっている。
【００６３】
図７はコイル１９３への通電電流が最小値の場合を示しており、スプリング１９４が最大限に伸張されている。図７に示すＯＣＶが吸気側のＯＣＶ１９の場合、オリフィス１９５を介してポンプから供給されたオイルは、オリフィス１９６を介してアクチュエータ１５の遅角室１５３に流入し、アクチュエータ１５は図４に示した状態になる。
【００６４】
これにより、アクチュエータ１５の進角室１５４内のオイルは、オリフィス１９７を介してＯＣＶ１９にドレーンされ、さらに、オリフィス１９８を介してオイルパンにドレーンされる。
【００６５】
一方、図７に示すＯＣＶが排気側のＯＣＶ２０である場合は、上記の逆となり、ポンプから供給されたオイルは、オリフィス１９６を介してアクチュエータ１６の進角室１５４に流入し、アクチュエータ１６は図６に示した状態になる。
【００６６】
このとき、アクチュエータ１６の遅角室１５３内のオイルは、オリフィス１９７および１９８を介してオイルパンにドレーンされる。
【００６７】
図９はコイル１９３への通電電流が最大値の場合を示しており、スプリング１９４が最小限に圧縮されている。たとえば、図９のＯＣＶが吸気側のＯＣＶ１９である場合、ポンプから供給されたオイルは、オリフィス１９７を介してアクチュエータ１５の進角室１５４に流入し、アクチュエータ１５の遅角室１５３内のオイルは、オリフィス１９６および１９９介してドレーンされる。
【００６８】
一方、図９のＯＣＶが排気側のＯＣＶ２０である場合には、ポンプから供給されたオイルは、オリフィス１９７を介してアクチュエータ１６の遅角室１５３に流入し、アクチュエータ１６の進角室１５４内のオイルは、オリフィス１９６および１９９を介してドレーンされる。
【００６９】
また、図８はバルブタイミング制御終了位置または任意の最進角と最遅角の間の位置で制御されている状態を示し、このとき、アクチュエータ１５および１６内のベーン１５２は、任意の目標位置(ロック位置を含む)にある。
【００７０】
なお、図８の状態において、オイル供給用側のオリフィス１９５は、アクチュエータ側のオリフィス１９６または１９７に直接連通されていないが、洩れオイルにより、ロック凹部１５７(図５参照)のオイル供給口に供給され得る。
【００７１】
したがって、たとえばベーン１５２がロック位置にあっても、洩れオイルによるオイル供給口への油圧が、スプリング１５６の付勢力に打ち勝つ油圧(ロック解除用の所定油圧)に到達すれば、ロック凹部１５７からロックピン１５５が外れて、ベーン１５２がハウジング１５１内で動作可能な状態となる。
【００７２】
なお、ロック解除用の所定油圧は、スプリング１５６の付勢力などの調整により、必要最小限の任意値に設定され得る。また、バルブタイミングを決定する各アクチュエータ１５および１６のベーン１５２の位置(位相)は、カム角センサ１７および１８で検出されることにより、任意に制御され得る。
【００７３】
図３は、クランク角センサとカム角センサの出力位置関係を示したものである。カム角センサ１７、１８は変更されたクランクシャフトとの相対位置を検出可能な位置に取り付けられており、図２のバルブタイミングが一点鎖線である最遅角位置でのクランク角センサとの差Ｂ、図２のバルブタイミングが破線である最進角位置でのクランク角センサとの差Ａとなる。
【００７４】
ＥＣＵ２１は、検出された位相差Ａ〜Ｂが目標値と一致するように、フィードバック制御することにより、任意位置でのバルブタイミング制御を実行する。例えば吸気側では、クランク角センサとカム角センサで検出した検出位置がＥＣＵ２１の内部で演算した目標位置よりも遅角側にあると、目標位置まで検出位置を進角させるために、検出位置と目標位置の偏差に応じてＯＣＶのコイル１９３に通電する電流量を制御する。
【００７５】
目標位置と検出位置の差が大きい場合、目標位置に早く追従させるためにＯＣＶのコイル１９３への通電量を多くすることでアクチュエータの進角室１５４への通路がより大きくなり油量が増す。検出位置が目標位置に近づくとＯＣＶのスプール位置は図８の状態に近づくようにコイル１９３への通電量を減らし、検出位置と目標位置が一致すると、図８に示すようにアクチュエータの遅角室１５３、進角室１５４への通路を遮断する状態となるように制御する。
【００７６】
目標位置は通常の運転状態である暖機後の走行状態等においては、例えば、エンジン回転と負荷による２次元マップ化した目標位置のマップを予めＥＣＵ２１のＲＯＭに記憶しておき、運転状態に応じた目標位置を設定しておけば、それぞれの運転状態で最適なバルブタイミングとすることができる。
【００７７】
オイルポンプは機関により駆動されるため、機関始動時はオイルポンプの回転数が十分でなくアクチュエータヘの供給油量が不十分であり、油圧による進角位置の制御が不可能である。よって、図５に示すようにロックピン１５５をロック凹部１５７に係合することにより、油圧がないことによるベーン１５２のばたつきを防止する。
【００７８】
始動時は始動に適したバルブタイミングがあり、ロックピン１５５による係合位置を始動時のバルブタイミングとなるようにする。始動時に吸気バルブを進角しすぎるとバルブオーバラップが大きくなり、また遅角しすぎると実圧縮比が低下し、どちらにしてもポンピングロスの低減によりクランキング時の回転数は上昇して初爆発生には有利であるがその後の燃焼が十分でないため完爆まで至らない可能性がある。
【００７９】
排気バルブを進角しすぎると実膨張比が短くなり燃焼エネルギをクランクに十分に伝達できなくなる。遅角しすぎるとオーバラップが大きくなり吸気の進角しすぎの場合と同じこととなる。これら始動および始動直後にはバルブタイミングが進角しすぎても遅角しすぎても始動性を悪化もしくは始動不可能となるため、始動および始動直後に良好なバルブタイミングとなるようにロックピン１５５によりべーン１５２をロックする。
【００８０】
始動後、エンジン回転の上昇に応じて、油圧が上昇し、アクチュエータにも油圧が供給される。油圧が供給されると、図示しないロック凹部１５７への油圧供給もされ、油圧がスプリング１５６の力に打ち勝つと、ロック凹部１５７からロックピン１５５がはずれベーン１５２は動作可能となり、ＯＣＶ１９、２０を制御することで遅角室１５３、進角室１５４に油圧の供給をコントロールし、進角、遅角制御可能となる。
【００８１】
エンジン始動後、冷機状態(エンジンが冷えた状態)では触媒昇温を目標に進角位置に制御するためロックピン１５５はロック凹部１５７より解除される必要がある。アクチュエータの作動にはエンジンの潤滑油圧を用いており、ロックピン１５５のロック、解除も同様である。エンジン潤滑油の油圧はエンジン回転と油温に依存して変化する。少なくとも冷機アイドル状態で進角制御を行う場合にはロックピンが解除される油圧を発生する必要がある。
【００８２】
冷機アイドル状態での進角制御する状態が終了するとロック位置付近の制御とするため、ロックピンを解除できる油圧を保持してロック位置付近でのフィードバック制御を行っても良いし、ロック位置でピンロックさせても良い。この場合、走行のため、アクセルを踏み込むとエンジン回転が上昇することで油圧も上昇し、ピンロックは解除され機関運転状態に応じたロック位置でない進角、遅角位置での制御も可能となる。
【００８３】
続いて、図１０のフローチャートを用いて具体的制御動作について説明する。本処理はＥＣＵ２１内で所定タイミングごとに実施される。ここでは吸気側バルブタイミング変更について説明するが、吸気側に限らず排気側バルブタイミングの制御に用いてもよい。但し、排気側では進角と遅角が吸気側とは逆になり、制御量が小さい場合が進角、制御量が大きい場合が遅角となる。
【００８４】
１００１でクランク角センサ１４とカム角センサ１７の出力位相差を角度として算出し、さらに最遅角もしくは最進角での機械的停止位置でのクランク角センサ１４とカム角センサ１７の出力位相差を基準位置として、基準位置からの偏差を実進角量ＶＴｄとする。
【００８５】
１００２で機関運転状態に最適な目標進角量ＶＴｔを算出する。目標進角量(ＶＴｔ)の算出は例えば、充填効率と回転数から補間参照を行う２次元マップをＥＣＵ２１のＲＯＭ(特に図示せず)に予め記憶させておき、本マップより読み出す。マップ値は燃費、排ガス、出力等が最適となる目標進角量が予め実験等により設定されている。
【００８６】
１００３で目標進角量ＶＴｔより実進角量ＶＴｄを減算し、制御偏差ＶＴｅを算出する。１００４で制御偏差ＶＴｅに比例ゲインＰgainを乗算して比例値Ｉｐを算出する。比例ゲインＰgainは実進角量ＶＴｄの応答性が最適となる値に予め設定されている。
【００８７】
１００５で制御偏差ＶＴｅから制御偏差の前回値ＶＴｅ(ｉ−１)を減算したものに微分ゲインＤgainを乗算して微分値Ｉｄを算出する。微分ゲインＤgainも比例ゲインＰgainと同様に実進角量ＶＴｄの応答性が最適となる値に設定されている。
【００８８】
１００６で積分値Ｉｉの演算を行う。積分値Ｉｉは図１１のフローチャートで示す演算で行う。１１０１は目標進角量ＶＴｔが偏差制御最小値ＶＴｍｎと偏差制御最大値ＶＴｍｘの所定範囲にあるかの判定を行う。例えばバルブタイミングの可動範囲がＯから６０［degＣＡ］(度クランクアングル)の場合、偏差制御最小値ＶＴｍｎは３［degＣＡ］とし、偏差制御最大値ＶＴｍｘは５７［degＣＡ］と設定する。
【００８９】
所定範囲であると判定した場合は、１１０２で制御偏差の絶対値|ＶＴｅ|が制御偏差の前回値の絶対値|ＶＴｅ(ｉ−１)|よりも小さいか否かの判定を行う。即ち実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに向かって動いているかを判定する。実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに向かっていなければ、１１０３で積分値Ｉｉに制御偏差ＶＴｅと積分ゲインＩgainを乗算したものを加算して積分値Ｉｉとする。
【００９０】
図１０に戻り、１００７で目標進角量ＶＴｔが偏差制御最大値ＶＴｍｘ以下であり、１００８で目標進角量ＶＴｔが偏差制御最小値ＶＴｍｎ以上である場合、１０１３で制御偏差の絶対値|ＶＴｅ|が制御切り替え基準値ＶＴｈよりも大きいかを判定し、大きければ１０１４で保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものを出力電流値Ｉoutとし、小さければ１０１５で保持電流学習値Ｉｈと積分値Ｉｉを加算したものを出力電流値Ｉoutとする。制御切り替え基準値ＶＴｈは、例えば実進角量ＶＴｄが変動しても機関運転に支障のない１［degＣＡ］程度である。
【００９１】
保持電流学習値Ｉｈは図１２のフローチャートに示す処理により学習される。１２０１で保持電流学習条件が成立したかの判定を行う。判定は例えば実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに概ね一致(１［degＣＡ］以内)しており、積分値Ｉｉが安定している状態とする。学習条件が成立すれば１２０２でその時の出力電流値Ｉoutを保持電流学習値Ｉｈとする。
【００９２】
図１０に戻り、１００８で目標進角量ＶＴｔが偏差制御最小値ＶＴｍｎよりも小さければ、１００９で最小電流値Ｉｍｉｎを出力電流値Ｉoutとする。最小電流値Ｉｍｉｎは０［ｍＡ］でも良いが、次回動作を迅速に行わせるために１００［ｍＡ］程度通電しておくのが良い。
【００９３】
１００７で目標進角量ＶＴｔが偏差制御最大値ＶＴｍｘよりも大きい場合、１０１０で保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものを保持制御電流値Ｉｖと所定値Ｉｃを加算したものとを比較する。
【００９４】
保持制御電流値Ｉｖは図１３のフローチャートに示すように１３０１で保持電流学習値Ｉｈの学習が完了しているかを判定し、完了していれば１３０２で保持電流学習値Ｉｈを保持制御電流値Ｉｖとする。１３０１で保持電流学習値Ｉｈの学習が未完了であれば、保持電流値の制御最大値Ｉｍａｘを保持制御電流値Ｉｖとする。
【００９５】
また所定値Ｉｃは保持制御電流値Ｉｖと加算して出力電流値とした時に、バルブタイミングが安定する電流値(１００［ｍＡ］程度)とする。保持電流値の制御最大値ＩｍａｘはＯＣＶの特性ばらつき等により保持制御時のとりうる電流値の最大値である。保持電流学習値Ｉｈはバッテリを外す等、ＥＣＵ２１へのバックアップ電源が遮断されない限り記憶している。
【００９６】
図１０に戻り、１０１０で保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものが保持制御電流値Ｉｖと所定値Ｉｃを加算したものより大きい場合、１０１１で保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものを出力電流値Ｉoutとし、以下の場合は、１０１２で保持制御電流値Ｉｖと所定値Ｉｃを加算したものを出力電流値Ｉoutとする。そして１０１６で出力電流値Ｉoutをデューティに変換して出力する。
【００９７】
図１０でのフローチャートに従って制御を行った場合のバルブタイミングおよび制御値の動作を図１４のタイミングチャートを用いて説明する。
【００９８】
時点１４０１で目標進角量ＶＴｔが最進角位置へ変化し、時点１４０２までは目標進角量ＶＴｔが偏差制御最大値ＶＴｍｘよりも大きいが、保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものが保持制御電流値Ｉｖと所定値Ｉｃを加算したものよりも大きいので、図１０の１０１１を実行し、目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差に応じた出力電流値Ｉoutにより制御される。
【００９９】
時点１４０２で保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものが保持制御電流値Ｉｖと所定値Ｉｃを加算したもの以下となるので、図１０の１０１２を実行する。このとき出力電流値Ｉoutが目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄとの偏差により求めた電流値(破線)よりも大きくなるため、アクチュエータの機械的停止位置への押しつける力が大きく位置制御性が安定する。また、最大電流での制御とはしないため、ＥＣＵ２１の制御回路、ＯＣＶのコイルヘの負担が大きくならない。
【０１００】
時点１４０３で目標進角量ＶＴｔが最進角位置から離脱すると通常の目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差による出力電流値Ｉoutの演算を行うこととなり、時点１４０４で実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに収束する。時点１４０２から時点１４０３の間では実線で示す積分値Ｉｉのように積分値は前回値を保持し更新しないようにしているので、時点１４０３で出力電流値Ｉoutが誤った値とならないので図１８に示すような応答性が低下することはない。
【０１０１】
このように、所定制御範囲内では通常の目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差に応じた制御量とし、所定制御範囲外では目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差による制御量とはしないことで、バルブタイミングの位置安定性が向上する。また、最大電流値での制御とはしないことでＥＣＵ２１の制御回路およびＯＣＶのコイルヘの負担が大きくならない。さらに、所定制御範囲外では積分値の更新を行わないことで、所定制御範囲内となった時の応答性の低下を防止することができる。
本実施の形態では図１０の１０１０で保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄ、積分値Ｉｉを加算したものと、保持電流制御値Ｉｖと所定値Ｉｃを加算したものの比較により、出力電流値Ｉoutを決定しているが、１０１０を実進角値ＶＴｄ＜偏差制御最大値ＩＴｍｘとして、進角量により決定するようにしても良く、同等の効果が得られる。
【０１０２】
実施の形態２．
次にこの発明の別の実施の形態について説明する。実施の形態１では制御範囲外では積分値を更新しないようにしたが、制御範囲外にあるときに積分値の更新を行っても制御範囲内となった時に積分値をリセットすることで同等の効果が得られる。本実施の形態では実施の形態１と同様、図１０のフローチャートに従った制御であるが、１００６の積分値Ｉｉの演算部分が図１５のフローチャートに示す処理に置き換わる。
【０１０３】
１５図の１５０１で目標進角量ＶＴｔが偏差制御最小値ＶＴｍｎと偏差制御最大値ＶＴｍｘの間にあって、かつ、目標進角量前回値ＶＴｔ(ｉ−１)が偏差制御最小値ＶＴｍｎよりも小さいもしくは目標進角量前回値ＶＴｔ(ｉ−１)が偏差制御最大値ＶＴｍｘよりも大きい、即ち目標進角量ＶＴｔが制御範囲内になかった状態からある状態に変化したかを判定し、変化していれば１５０２で積分値Ｉｉをリセットする。無い場合には、通常の積分値演算となり、１５０３で制御量偏差の絶対値|ＶＴｅ|が前回制御偏差量偏差の絶対値|ＶＴｅ(ｉ−１)|以上の場合、１５０４で積分値Ｉｉの演算を行う。
【０１０４】
図１６のタイミングチャートで動作の説明を行う。時点１６０１で目標進角量ＶＴｔが最進角位置へ変化し、時点１６０２までは目標進角量ＶＴｔが偏差制御最大値ＶＴｍｘよりも大きいが、保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものが保持制御電流値Ｉｖと所定値Ｉｃを加算したものよりも大きいので、図１０の１０１１を実行し、目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差に応じた出力電流値Ｉoutにより制御される。
【０１０５】
時点１６０２で保持電流学習値Ｉｈ、比例値Ｉｐ、微分値Ｉｄおよび積分値Ｉｉを加算したものが保持制御電流値Ｉｖと所定値Ｉｃを加算したもの以下となるので、図１０の１０１２を実行する。このとき出力電流値Ｉoutが目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄとの偏差により求めた電流値(破線)よりも大きくなるため、アクチュエータの機械的停止位置へのおしつける力が大きく位置制御性が安定する。また、最大電流での制御とはしないため、ＥＣＵ２１の制御回路、ＯＣＶのコイルヘの負担が大きくならない。
【０１０６】
時点１６０３で目標進角量ＶＴｔが最進角位置から離脱すると、通常の目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差による出力電流値Ｉoutの演算を行うこととなり、時点１６０４で実進角量ＶＴｄが目標進角量ＶＴｔに収束する。時点１６０２から時点１６０３の間では積分値Ｉｉの更新が行われるが、時点１６０３で積分値がリセットされるので、出力電流値Ｉoutが誤った値とならず、図１８に示すような応答性が低下することはない。
【０１０７】
このように、制御範囲外では積分値の更新が行われても、制御範囲内となった時点で積分値をリセットすることで応答性の低下を防止することができる。
【０１０８】
また図１４に示すように、時点１４０２から時点１４０３の間では積分値Ｉｉは破線で示すように更新しても、出力電流値Ｉoutに反映しないようにしておいても良い。この場合においても目標進角量ＶＴｔが制御範囲内となった時には積分値Ｉｉをリセットする。
【０１０９】
この発明では、予め定められた所定制御範囲内では通常の目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差に応じた制御量とし、制御範囲外では目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差に応じた制御量とは異なる制御量にすることで、制御範囲内での応答性を確保し、制御範囲外では位置安定性を向上させる。
【０１１０】
また、制御範囲外では最大制御量としないことで、ＥＣＵ２１の制御回路及びＯＣＶのコイルヘの負担が増大することがない。
【０１１１】
さらに、制御範囲外での積分値停止、積分値の制御量への反映禁止、もしくは制御範囲外から制御範囲内に移行した時点で積分値をリセットすることにより、制御範囲外から制御範囲内への移行時に制御量がずれることがなくなる。
【０１１２】
【発明の効果】
以上のようにこの発明によれば、予め定められた所定制御範囲内では通常の目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差に応じた制御量とし、制御範囲外では目標進角量ＶＴｔと実進角量ＶＴｄの偏差に応じた制御量とは異なる制御量とすることで、制御範囲内での応答性を確保し、制御範囲外では位置安定性を向上させることが可能となる。また、制御範囲外では最大制御量としないことで、ＥＣＵの制御回路及びＯＣＶのコイルヘの負担が増大することなく、これらの電力容量アップをすることなしに耐久性も確保される。
【０１１３】
さらに、制御範囲外での積分値停止、積分値の制御量への反映禁止、もしくは制御範囲外から制御範囲内に移行した時点での積分値リセットにより、制御範囲外から制御範囲内への移行時に制御量がずれることがなくなるのでバルブタイミング制御の応答性が十分確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の内燃機関のバルブタイミング制御装置を示すブロック構成図である。
【図２】  一般的な内燃機関のバルブタイミング制御装置による位相変更範囲をクランク角位置に対するバルブリフト量の関係により示す説明図である。
【図３】  一般的なクランク角センサおよびカム角センサの各出力パルスの位相関係を示すタイミングチャートである。
【図４】  一般的なアクチュエータの最遅角位置での内部構造を示す透視図である。
【図５】  一般的なアクチュエータのロック位置での内部構造を示す透視図である。
【図６】  一般的なアクチュエータの最進角位置での内部構造を示す透視図である。
【図７】  一般的なＯＣＶの最小制御状態での内部構造を示す側断面図である。
【図８】  一般的なＯＣＶの中間制御状態での内部構造を示す側断面図である。
【図９】  一般的なＯＣＶの最大制御状態での内部構造を示す側断面図である。
【図１０】  この発明の一実施の形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１１】  この発明の一実施の形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１２】  この発明の一実施の形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１３】  この発明の一実施の形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１４】  この発明の一実施の形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図１５】  この発明の別の実施の形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するフローチャートである。
【図１６】  この発明の別の実施の形態による内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するタイミングチャートである。
【図１７】  従来のこの種の内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するフローチャート図である。
【図１８】  従来のこの種の内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するフローチャート図である。
【図１９】  従来のこの種の内燃機関のバルブタイミング制御装置の動作説明に供するタイミングチャート図である。
【符号の説明】
１  内燃機関、  ２  エアクリーナ、３  エアフローセンサ、４  吸気管、５スロットルバルブ、６  ＩＳＣＶ、７  インジェクタ、８  点火プラグ、９  点火コイル、１０  排気管、１１  Ｏ2センサ、１２  触媒、１３  センサプレート、１４  クランク角センサ、１５、１６  アクチュエータ、１７，１８  カム角センサ、１９，２０  ＯＣＶ、２１  ＥＣＵ、３１  吸気バルブ、３２  排気バルブ。
【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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【図１８】
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【図１９】
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