(57)【要約】【課題】ＶＴＣ位置検出用のセンサを追加することなく、ブレーキ機能を維持しつつ、実効電流や電流変化量の増大を抑制できる内燃機関の可変バルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構を制御する制御装置であって、バルブタイミングを制御する操作量ＶＤを演算する演算手段を備え、該演算手段により可変バルブタイミング機構の位置検出タイミングで演算された操作量を、次回の位置検出タイミングまでの間に分割して出力することを特徴とする。操作量を位置検出タイミングに一括で付与するのではなく、次回のＶＴＣ位置検出タイミングまでの間に分割して出力することで、操作量のピーク値を下げ、ＶＴＣ位置検出用のセンサを追加することなく、ブレーキ機能を維持しつつ、実効電流や電流変化量の増大を抑制できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構を制御する制御装置であって、
バルブタイミングを制御する操作量を演算する演算手段を備え、該演算手段により可変バルブタイミング機構の位置検出タイミングで演算された操作量を、次回の位置検出タイミングまでの間に分割して出力することを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記操作量の分割の割合を、可変バルブタイミング機構の角度検出周期に応じて切り換えることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記操作量の分割の切り換えを、可変バルブタイミング機構の位置検出タイミングで行うことを特徴とする請求項２記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関（エンジン）の可変動弁装置等で用いられる電動アクチュエータを制御する装置として、例えば特許文献１のように可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）の位置を計測するセンサを設け、このセンサの計測結果に基づき目標位置に制御する手法が知られている。この特許文献１では、位相可変機構における遊星ギヤの旋回速度を可変するためのモータに、モータ回転速度センサを設け、カム軸の回転信号より検出頻度が多いモータ軸の回転信号によりＶＴＣ位置を検出している。
【０００３】
このように、モータ回転速度センサを設けることで、カム軸の回転信号が検出できない期間にもＶＴＣ位置の検出を行うことができ、エンジンの低回転領域での精度の良いバルブタイミング制御を実現している。このようなセンサの追加によるＶＴＣ位置検出システムは、エンジンの回転数に依存しないことから、エンジンが低回転時にも制御性を確保できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６２７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、顧客要求や廉価なシステム要求により、ＶＴＣ位置の検出を行う追加センサを省略することがある。この場合には、クランク角センサ等を用いてバルブタイミングを制御することとなる。そして、エンジンの運転状況に応じて目標バルブタイミングを演算すると共に、クランク角センサによる位置計測タイミングで実バルブタイミングを検出し、上記目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に応じた微分操作量でフィードバック制御して目標値（目標バルブタイミング）に収束させる。
【０００６】
しかしながら、クランク角センサは位置計測頻度が少ないため、エンジン始動時（クランキング時）やエンジン低回転時の制御性を確保するためには、大きな微分操作量を用いた制御が必要となる。このため、実効電流や電流変化量の増大による影響への対処が課題となっていた。
【０００７】
すなわち、追加センサ不採用の場合、ＰＩＤ制御などの収束制御では、オーバーシュートなく目標値へ収束させるために、大きな微分操作量（ブレーキ）が必要となる。この大きな微分操作量により実効電流が増大し、モータ熱耐力への設計余裕がなくなったり、消費電力が増大して燃費効果が失われたりする。また、電流変化量が大きいとモータマグネットの減磁が発生する虞もある。
【０００８】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ＶＴＣ位置検出用のセンサを追加することなく、ブレーキ機能を維持しつつ、実効電流や電流変化量の増大を抑制できる内燃機関の可変バルブタイミング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】
【０００９】
本発明の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置は、内燃機関のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構を制御する制御装置であって、バルブタイミングを制御する操作量を演算する演算手段を備え、該演算手段により可変バルブタイミング機構の位置検出タイミングで演算された操作量を、次回の位置検出タイミングまでの間に分割して出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明では、可変バルブタイミング機構の位置検出タイミングで演算された操作量を一括で付与するのではなく、次回の位置検出タイミングまでの間に分割して出力することとした。これにより、操作量のピーク値を下げ、実効電流を低減させると共に電流変化量を小さくすることができ、付随して発生していた現象への対処を軽減または廃止できる。
従って、本発明によれば、ＶＴＣ位置検出用のセンサを追加することなく、ブレーキ機能を維持しつつ、実効電流や電流変化量の増大を抑制できる内燃機関の可変バルブタイミング制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置が適用される車両用エンジンのシステム構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。
【図３】図２に示したフローチャートにおける各信号のタイミングチャートである。
【図４】本発明におけるカム位相角、制御電圧、モータ電流、及び微分操作量の波形図である。
【図５】比較例のカム位相角、制御電圧、モータ電流、及び微分操作量の波形図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。
【図７】図６に示したフローチャートにおける各信号のタイミングチャートである。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順の一部を示すフローチャートである。
【図９】図８に続く手順を示すフローチャートである。
【図１０】図８及び図９に示したフローチャートにおける各信号のタイミングチャートである。
【図１１】図８及び図９における、エンジンが低回転時のカム位相角、制御電圧、モータ電流、及び微分操作量の波形図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順の一部を示すフローチャートである。
【図１３】図１２に続く手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１２及び図１３に示したフローチャートにおける各信号のタイミングチャートである。
【図１５】本発明の第５の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順の一部を示すフローチャートである。
【図１６】図１５に続く手順を示すフローチャートである。
【図１７】本発明の第６の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順の一部を示すフローチャートである。
【図１８】図１７に続く手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第７の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順の一部を示すフローチャートである。
【図２０】図１９に続く手順を示すフローチャートである。
【図２１】本発明の第８の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順の一部を示すフローチャートである。
【図２２】図２１に続く手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置が適用される車両用エンジンのシステム構成を示す概略図であり、可変バルブタイミング機構で用いられる電動アクチュエータの制御に関係する部分を抽出して示している。
【００１３】
エンジン（内燃機関）１は、クランクシャフト２からの動力がタイミングチェーン（またはタイミングベルト）３を介して吸気側カムシャフト４及び排気側カムシャフト５に伝達される。そして、吸気側カムシャフト４の回転に伴って吸気バルブが開駆動され、排気側カムシャフト５の回転に伴って排気バルブが開駆動されるようになっている。
【００１４】
上記吸気側カムシャフト４には、上記クランクシャフト２に対する吸気側カムシャフト４の回転位相を変更することで、吸気バルブの作動角の中心位相を変化させる可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）６が設けられている。このＶＴＣ６は、吸気バルブのバルブ作動角及びバルブリフト量を変えずに、吸気バルブのバルブ作動角の中心位相を進・遅角変化させるものである。ここでは、上記ＶＴＣ６を吸気側カムシャフト４側に設けているが、排気側カムシャフト５側にも設けても良い。
【００１５】
また、上記クランクシャフト２には、被検出部（例えば突起部）７が設けられるシグナルプレート８が軸支されると共に、この被検出部７を検出するクランク角センサ９が設けられている。
更に、上記吸気側カムシャフト４には、被検出部（例えば突起部）１０が設けられるシグナルプレート１１が軸支されると共に、この被検出部１０を検出するカム角センサ１２が設けられている。
【００１６】
上記クランク角センサ９の検出信号Ｎｅ及びカム角センサ１２の検出信号Ｎｃはそれぞれ、エンジン１の制御を行うＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）１３に入力される。このＥＣＵ１３には、エンジン１の吸入空気量を検出するエアフローメータ１４、環境温度を測定する温度センサ１５、及び電動ＶＴＣのモータを駆動する電源電圧を計測する電圧計１６などから検出信号（吸入空気量Ｑａ、環境温度Ｔ、駆動電源電圧ＶＭＯＴ）がそれぞれ入力される。
【００１７】
ＥＣＵ１３は、上記各種センサからの検出信号に基づき、ＲＯＭ（Read Only Memory）やフラッシュメモリなどの記憶装置に記憶された制御プログラムを実行することで、エンジン１に対する種々の制御を行う。
そして、ＥＣＵ１３は、上記クランク角センサ９からの検出信号Ｎｅに基づいてエンジン回転数ＲＰＭを算出し、この算出したエンジン回転数ＲＰＭやエアフローメータ１４で検出される吸入空気量Ｑａなどに基づいて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、上記ＶＴＣ６に制御信号ＣＳを供給してバルブタイミングの制御を行う。
【００１８】
上記ＶＴＣ６の制御においては、ＰＩＤ制御などの収束制御が用いられ、上記エンジン回転数ＲＰＭや吸入空気量Ｑａなどに基づいて目標バルブタイミング（目標進角量）を演算すると共に、上記クランク角センサ９及びカム角センサ１２からの検出信号Ｎｅ，Ｎｃに基づいて実バルブタイミング（実進角量）を検出し、上記目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に応じて、上記ＶＴＣ６の操作量、例えばブレーキ操作量（ＰＩＤ制御の場合には微分操作量）を算出してフィードバック制御する。
【００１９】
この際、例えば制御信号ＣＳのデューティ比を変更することで、最遅角位置から最進角位置までの間の任意の位置に、吸気バルブのバルブ作動角の中心位相（バルブタイミング）を変化させる。
このように、ＥＣＵ１３は、ＶＴＣ６の制御装置としての機能を有する制御ユニットとして働く。また、ＶＴＣ６の制御では、クランク角センサ９とカム角センサ１２が、バルブタイミングを周期的に計測する計測手段として機能する。
【００２０】
次に、上記ＥＣＵ１３で実行されるＶＴＣ６の制御について、バルブタイミングを制御する操作量が、ブレーキ操作量の場合を例に取って詳しく説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。また、図３は、図２に示したフローチャートにおける各信号のタイミングチャートである。
【００２１】
まず、ステップＳ１０１では、エンジン回転数ＲＰＭや吸入空気量Ｑａなどに基づいてＥＣＵ１３で算出した目標角度θｔｒｇを読み込む。この目標角度θｔｒｇは、図３に示すように所定値である。
ステップＳ１０２では、カム角センサ１２からの検出信号Ｎｃに基づく検出角度θｄｅｔを読み込む。検出角度θｄｅｔは、図３に示すように各ＶＴＣ位置検出タイミングｔ０，ｔ１，ｔ２，…から次のタイミングまでの間は一定値であり、目標角度θｔｒｇに向かって階段状に上昇する。
【００２２】
ステップＳ１０３では、これらの目標角度θｔｒｇと検出角度θｄｅｔとの偏差量θｅｒｒ（θｅｒｒ＝θｔｒｇ−θｄｅｔ）をＥＣＵ１３で演算する。この偏差量θｅｒｒは、検出角度θｄｅｔと目標角度θｔｒｇとの差が徐々に小さくなることにより階段状に低下する。
【００２３】
次のステップＳ１０４では、バルブタイミング制御周期ΔＴ１がＶＴＣ角度検出周期よりも小さいか否かを判定する。これは、エンジン１が低回転時のみ本発明を適用することで、演算によるＥＣＵ１３への負荷を軽減するためである。
バルブタイミング制御周期ΔＴ１がＶＴＣ角度検出周期よりも小さい場合には、ステップＳ１０５に進み、ＶＴＣの検出角度θｄｅｔが更新されたか否かを判定する。
【００２４】
そして、ＶＴＣ６の検出角度θｄｅｔが更新されたと判定されたときには、ステップＳ１０６に進み、ブレーキ操作量ＶＤ、例えば微分操作量を演算する。このブレーキ操作量ＶＤは、次式（１）で表される。
ＶＤ＝（θｅｒｒ（今回値）−θｅｒｒ（前回値））／制御周期×ゲイン…（１）
図３に示すように、ブレーキ操作量ＶＤは、検出角度θｄｅｔと目標角度θｔｒｇとの差が徐々に小さくなるのに対応して徐々に小さくなる。
【００２５】
次のステップＳ１０７では、分割カウンタＣｓをクリアする（Ｃｓ＝０）。この分割カウンタＣｓは、ブレーキ操作量ＶＤを何回に分けて出力するかを設定するためのものであり、図３では３分割する例を示している。
ステップＳ１０８では、分割カウンタＣｓのカウント値が所定分割数Ｃｔより小さいか否かを判定する。また、ステップＳ１０５でＶＴＣ６の検出角度θｄｅｔが更新されていないと判定されたとき、換言すれば今回のＶＴＣ角度検出周期内であると判定されたときにも、分割カウンタＣｓのカウント値が所定分割数Ｃｔより小さいか否かを判定する。
【００２６】
分割カウンタＣｓのカウント値が所定分割数Ｃｔより小さい場合には、ステップＳ１０９に進み、分割ブレーキ操作量ＶＤＳを演算する。この演算は次式（２）にしたがって実行する。一方、分割カウンタＣｓのカウント値が所定分割数Ｃｔより大きい場合には、分割数を超えたので処理を終了する。
ＶＤＳ＝ＶＤ×１／Ｃｔ…（２）
【００２７】
ステップＳ１１０では、上式（２）にしたがって算出した分割ブレーキ操作量ＶＤＳを出力する。この分割ブレーキ操作量ＶＤＳは、図３に示すようにブレーキ操作量ＶＤの１／３である。
ステップＳ１１１では、分割カウンタＣｓをカウントアップ（Ｃｓ（今回値）＝Ｃｓ（前回値）＋１）して今回のバルブタイミング制御周期ΔＴ１の処理を終了する。
【００２８】
上記ステップＳ１０４において、バルブタイミング制御周期ΔＴ１がＶＴＣ角度検出周期よりも大きいと判定されたときには、ステップＳ１１２に進み、ブレーキ操作量ＶＤ、例えば微分操作量を演算する。このブレーキ操作量ＶＤは、次式（３）で表される。
ＶＤ＝（θｅｒｒ（今回値）−θｅｒｒ（前回値））／制御周期×ゲイン…（３）
そして、ステップＳ１１３でブレーキ操作量ＶＤを出力して今回のバルブタイミング制御周期ΔＴ１を終了する。
【００２９】
エンジン１が低回転時には、上述したステップＳ１０１〜Ｓ１１１の処理をバルブタイミング制御周期ΔＴ１毎に繰り返すことで、図３に示したようにブレーキ操作量ＶＤを複数分割（本例では３分割）した分割ブレーキ操作量ＶＤＳを、各ＶＴＣ角度検出周期内にＶＴＣの位置検出間隔ｔ０−ｔ１，ｔ１−ｔ２，ｔ２−ｔ３，…に応じて、複数回に分けて出力する。図３では、ｔ１−ｔ２間、ｔ２−ｔ３間にそれぞれ３回に分けて出力する例を示している。
一方、エンジン１が高回転時には、ステップＳ１１２，Ｓ１１３に示すように、ブレーキ操作量ＶＤを分割せずに、ＶＴＣの位置検出タイミングで出力する。
【００３０】
図４（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ、本発明におけるカム位相角、制御電圧、モータ電流、及び微分操作量の波形図である。図５（ａ）〜（ｄ）は比較例であり、従来（操作量を一括で付与する場合）のカム位相角、制御電圧、モータ電流、及び微分操作量の波形図を示している。
図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、カム位相角［ｄｅｇ．ＣＡ］は、エンジン１が低回転のときには、目標値（目標バルブタイミング）に対して実値（実バルブタイミング）は緩やかに立ち上がり、クランク角センサ９による低頻度のＶＴＣ位置検出では、ＶＴＣ角度検出周期毎に目標値に近づく階段状の検出値が得られる。
【００３１】
この時の制御電圧［Ｖ］は、本第１の実施形態では、図４（ｂ）に示すようにブレーキ操作量ＶＤを、ＶＴＣ角度検出周期に応じて複数回に分け、バルブタイミング制御周期ΔＴ１毎に出力する。これによって、図５（ｂ）と比較すれば明らかなように、ブレーキ操作量ＶＤがピークに留まる時間が短くなる。
また、モータ電流［Ａ］は、図４（ｃ）と図５（ｃ）に対比して示すように、実効電流が減少すると共に、電流変化量ΔＩ１も従来の電流変化量ΔＩ２より小さくなる。
この時の微分操作量（ブレーキ操作量）［Ｖ］は、図４（ｄ）と図５（ｄ）に対比して示すように、複数に分割して出力することによって小さくなる。
【００３２】
従って、上述した第１の実施形態によれば、ＶＴＣ位置検出タイミングで演算される大きな微分操作量（ブレーキ操作量）を、次回のＶＴＣ位置検出タイミング（＝微分操作量演算タイミング）までの区間で徐々に出力することで、微分操作量によるブレーキ機能を維持しつつ、実効電流と電流変化量を減らすことができる。これによって、微分ブレーキによるＶＴＣ応答性能の確保と実効電流低減を両立させることができる。また、エンジンが低回転時のみブレーキ操作量を分割することでＥＣＵ１３の演算負荷を軽減できる。
【００３３】
なお、ブレーキ操作量（微分操作量）は、一定の割合で分割すればよいので、分割数は２分割以上で、角度検出周期中の演算数以下にすれば良い。この際、分割出力の周期は、演算周期以上とする。
上記ブレーキ操作量（微分操作量）の分割出力は、例えばローパスフィルタで実現でき、分割する割合はフィルタ係数により設定できる。フィルタ係数には、カットオフ周波数とゲイン係数等が該当し、カットオフ周波数とゲイン係数の設定により分割出力を得ることができる。
【００３４】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。また、図７は、図６に示したフローチャートにおける各信号のタイミングチャートである。
【００３５】
前述した第１の実施形態ではブレーキ操作量ＶＤを一定の割合で分割したのに対し、本第２の実施形態では初期に大きくし、徐々に小さくなるように分割している。
ステップＳ２０１〜Ｓ２０６及びＳ２１２，Ｓ２１３は、それぞれステップＳ１０１〜Ｓ１０６及びＳ１１２，Ｓ１１３と同様であるので説明を省略する。
【００３６】
ステップＳ２０７では、分割ブレーキ操作量の積算値ＶＤＳＩをクリアする（ＶＤＳＩ＝０）。
そして、ステップＳ２０８で、分割ブレーキ操作量ＶＤＳの積算値ＶＤＳＩがブレーキ操作量ＶＤより小さいか否か判定する。小さければまだ収束に必要なブレーキ操作量ＶＤに達していないのでステップＳ２０９に進み、大きければ収束に必要なブレーキ操作量ＶＤを超えたので今回のバルブタイミング制御周期ΔＴ１を終了する。
ステップＳ２０９では、分割ブレーキ操作量ＶＤＳを演算する。この分割ブレーキ操作量ＶＤＳは、下式（４）で表される。
ＶＤＳ＝（ＶＤ−ＶＤＳＩ）×所定分割係数Ｃｋ…（４）
本第２の実施形態では、分割ブレーキ操作量ＶＤＳは、図７に示すように最初は大きく、その後は徐々に小さくする。この分割ブレーキ操作量ＶＤＳの積算値ＶＤＳＩは、例えば分割数に達した時点でブレーキ操作量ＶＤと実質的に等しくする。
【００３７】
次のステップＳ２１０では、分割ブレーキ操作量ＶＤＳを出力する。
ステップＳ２１１では、分割ブレーキ操作量の積算値ＶＤＳＩを演算する。この分割ブレーキ操作量の積算値ＶＤＳＩは、次式（５）で表される。
ＶＤＳＩ（今回値）＝ＶＤＳＩ（前回値）＋ＶＤＳ（今回値）…（５）
そして、上記ステップＳ２０１〜Ｓ２１３の動作をバルブタイミング制御周期ΔＴ１毎に繰り返す。
【００３８】
上記のような制御によれば、ステップＳ２０６で演算したブレーキ操作量ＶＤを操作量が飽和しない範囲内で初期（最初、または早いタイミング）に大きく出力することで、第１の実施形態と比較して早くブレーキをかけることができ、短時間で目標値に収束させることができる。
【００３９】
［第３の実施形態］
図８及び図９は、本発明の第３の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。また、図１０は、図８及び図９に示したフローチャートにおける各信号のタイミングチャートである。
本第３の実施形態は、前述した第１の実施形態の制御に加えて、エンジン回転数ＲＰＭに応じてブレーキ操作量ＶＤの分割数を切り換えるものである。
【００４０】
図８及び図９におけるステップＳ３０１〜Ｓ３０５及びＳ３０８〜Ｓ３１５は、第１の実施形態におけるステップＳ１０１〜Ｓ１１３と同様であるので説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
ステップＳ３０６では、エンジン回転数ＲＰＭを読み込む。
次のステップＳ３０７では、エンジン回転数ＲＰＭに応じたブレーキ操作量ＶＤの分割数Ｃｔ２を算出する。この分割数Ｃｔ２は、エンジン回転数ＲＰＭの高速化に伴って減少させる。図１０では、エンジン回転数ＲＰＭが低いＶＴＣの位置検出タイミングｔ１−ｔ２間に分割数Ｃｔ２を３にし、ｔ２−ｔ３間に分割数Ｃｔ２を２にした例を示している。
ブレーキ操作量ＶＤの分割は、例えばローパスフィルタにより複数に分割し、エンジン回転数ＲＰＭに応じてフィルタ係数を切り換えることで実現できる。
【００４１】
このように、エンジン回転数ＲＰＭから決まるＶＴＣ角度検出周期に応じて、分割数Ｃｔ２を切り換えるのは、以下の理由で最適な分割数が異なるためである。
第１の理由は、エンジン回転数ＲＰＭが低い程、ＶＴＣ角度検出周期が長くなるため、偏差量の変化量が大きく、一度に演算されるブレーキ操作量ＶＤが大きいからである。従って、分割後の操作量が飽和しないように、分割数Ｃｔ２はエンジン回転数ＲＰＭが低い程、大きく設定すると良い。
第２の理由は、エンジン回転数ＲＰＭが低い程、ＶＴＣ角度検出周期が長いため、ブレーキ操作量ＶＤを分割できる期間を長く取れ、分割数Ｃｔ２を大きくできるからである。
【００４２】
上記のようにエンジン回転数ＲＰＭに応じて、ブレーキ操作量ＶＤの分割数を切り換えることで、エンジン回転数ＲＰＭから決まるＶＴＣ角度検出周期に応じて最適な分割数に設定でき、最適な微分操作量によるブレーキ力確保と実効電流の低減及び電流変化量の減少が実現できる。
【００４３】
図１１（ａ）〜（ｄ）は、エンジン回転が図４（ａ）〜（ｄ）より更に低い場合のカム位相角、制御電圧、モータ電流、及び微分操作量の波形図を示している。図４（ｄ）と図１１（ｄ）を比較すれば明らかなように、エンジン回転数ＲＰＭによって位置検出タイミングの間隔が異なり、エンジン回転が高い場合は短く、低い場合には長くなる。この位置検出タイミングの間隔はフィルタの特性に関係しており、位置検出間隔により最適なフィルタ係数が異なる。
【００４４】
エンジン回転数ＲＰＭに応じて、図１１（ｄ）に示す微分操作量と、図４（ｄ）に示す微分操作量とを切り換えることで、最適な微分操作量によるブレーキ力確保と実効電流の低減を図れる。
なお、分割数の切換えパラメータは、エンジン回転数ＲＰＭに限られるものではなく、エンジン１における回転部の回転数、例えばクランク回転周期、あるいはＶＴＣ角度検出周期などを利用しても良い。
【００４５】
［第４の実施形態］
図１２及び図１３は、本発明の第４の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。また、図１４は、図１２及び図１３に示したフローチャートにおける各信号のタイミングチャートである。
本第４の実施形態は、前述した第２の実施形態の制御において、エンジン回転数ＲＰＭに応じてブレーキ操作量ＶＤの分割係数を切り換えるものである。
【００４６】
図１２及び図１３におけるステップＳ４０１〜Ｓ４０５及びＳ４０８〜Ｓ４１５は、第２の実施形態におけるステップＳ２０１〜Ｓ２１１と同様であるので説明を省略し、異なる部分についてのみ述べる。
ステップＳ４０６では、エンジン回転数ＲＰＭを読み込む。
次のステップＳ４０７では、エンジン回転数ＲＰＭに応じたブレーキ操作量ＶＤの分割係数Ｃｋ２を算出する。この分割係数Ｃｋ２は、エンジン回転数ＲＰＭの高速化に伴って増大させる。
具体的には、ローパスフィルタによりブレーキ操作量ＶＤを複数に分割し、エンジン回転数ＲＰＭに応じてフィルタ係数を切り換えることで実現できる。
【００４７】
このように、エンジン回転数ＲＰＭから決まるＶＴＣ角度検出周期に応じて、分割係数Ｃｋ２を切り換えるのは、以下の理由で最適な分割係数が異なるためである。
第１の理由は、エンジン回転数ＲＰＭが低い程、ＶＴＣ角度検出周期が長いため、偏差量の変化量が大きく、一度に演算されるブレーキ操作量ＶＤが大きいからである。従って、分割後の操作量が飽和しないように、分割係数Ｃｋ２はエンジン回転数ＲＰＭが低い程、小さく設定すると良い。
第２の理由は、エンジン回転数ＲＰＭが低い程、ＶＴＣ角度検出周期が長いため、ブレーキ操作量ＶＤを分割できる期間を長く取れ、分割係数Ｃｋ２を小さくできる。
【００４８】
上記のようにエンジン回転数ＲＰＭに応じて、分割係数Ｃｋ２を切り換えることで、エンジン回転数ＲＰＭから決まるＶＴＣ角度検出周期に応じて最適な分割係数に設定できる。
なお、分割係数の切換えパラメータは、第３の実施形態と同様に、エンジン回転数ＲＰＭに限られるものではなく、エンジン１における回転部の回転数、例えばクランク回転周期、あるいはＶＴＣ角度検出周期などを利用しても良い。
【００４９】
［第５の実施形態］
図１５及び図１６は、本発明の第５の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。本第５の実施形態は、前述した第１の実施形態の制御に加えて電動ＶＴＣの環境温度Ｔに応じて分割方法を切り換えるものである。
環境温度Ｔが高い程、モータ耐熱限界が低くなるため、分割方法を実効電流が増大しない方向に切り換える。例えば、環境温度Ｔが高い程、分割数を増やす。または、ブレーキ操作量のピーク値を抑えるようにする。
【００５０】
ステップＳ５０１〜Ｓ５０５及びＳ５０８〜Ｓ５１５は、第１の実施形態におけるステップＳ１０１〜Ｓ１１と同様であるので説明を省略し、異なる部分について述べる。
ステップＳ５０６では、温度センサ１５で計測した環境温度Ｔを読み込む。ここで、環境温度Ｔは、油温・水温・外気温・吸気温度・電動ＶＴＣ本体温度等、電動ＶＴＣ本体と相関が取れる温度とする。
【００５１】
次のステップＳ５０７では、読み込んだ環境温度Ｔに応じたブレーキ操作量ＶＤの分割数Ｃｔ２を算出する。この分割数Ｃｔ２は、環境温度Ｔの上昇に伴って増大させる。
上記のように環境温度Ｔに応じて、分割数Ｃｔ２を切り換えることで、モータ耐熱限界を超えないように、分割方法を実効電流が増大しない方向に切り換えることができる。
具体的には、環境温度Ｔが高温になったときに、ブレーキ操作量ＶＤの分割数Ｃｔ２を増大させることで、モータへの実効電流を低減すると共に、ブレーキ操作量のピーク値を下げてモータの発熱を抑えることができる。
【００５２】
［第６の実施形態］
図１７及び図１８は、本発明の第６の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。本第６の実施形態は、前述した第２の実施形態の制御に加えて電動ＶＴＣの環境温度Ｔに応じて分割方法を切り換えるものである。
上述したように、環境温度Ｔが高い程、モータ耐熱限界が低くなるため、分割方法を実効電流が増大しない方向に切り換える。例えば、環境温度Ｔが高い程、分割係数を小さくする。または、ブレーキ操作量のピーク値を抑えるようにする。
【００５３】
ステップＳ６０１〜Ｓ６０５及びＳ６０８〜Ｓ６１５は、第２の実施形態におけるステップＳ２０１〜Ｓ２１１と同様であるので説明を省略し、異なる部分について述べる。
ステップＳ６０６では、温度センサ１５で計測した環境温度Ｔを読み込む。ここで、環境温度Ｔは、油温・水温・外気温・吸気温度・電動ＶＴＣ本体温度等、電動ＶＴＣ本体と相関が取れる温度とする。
【００５４】
次のステップＳ６０７では、読み込んだ環境温度Ｔに応じたブレーキ操作量ＶＤの分割係数Ｃｋ２を算出する。この分割係数Ｃｋ２は、環境温度Ｔの上昇に伴って低下させる。
上記のように環境温度Ｔに応じて、分割係数Ｃｋ２を切り換えることで、モータ耐熱限界を超えないように、分割方法を実効電流が増大しない方向に切り換えることができる。
【００５５】
［第７の実施形態］
図１９及び図２０は、本発明の第７の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。本第７の実施形態は、前述した第１の実施形態の制御に加えて電動ＶＴＣのモータを駆動する電源電圧ＶＭＯＴに応じて分割方法を切り換えるものである。
電動ＶＴＣのモータを駆動する駆動電源電圧ＶＭＯＴが低いとブレーキ操作量ＶＤの飽和が発生しやすくなるため、駆動電源電圧ＶＭＯＴが低い程、分割数Ｃｋ２を増やすようにしている。または、ブレーキ操作量ＶＤのピーク値を抑えるようにする。
【００５６】
ステップＳ７０１〜Ｓ７０５及びＳ７０８〜Ｓ７１５は、第１の実施形態におけるステップＳ１０１〜Ｓ１１１と同様であるので説明を省略し、異なる部分について述べる。
ステップＳ７０６では、電圧計１６で測定した電動ＶＴＣの駆動電源電圧ＶＭＯＴを読み込む。
次のステップＳ７０７では、読み込んだ駆動電源電圧ＶＭＯＴに応じたブレーキ操作量ＶＤの分割数Ｃｔ２を算出する。この分割数Ｃｔ２は、駆動電源電圧ＶＭＯＴの上昇に伴って低下させる。
上記のように駆動電源電圧ＶＭＯＴに応じて、分割数Ｃｔ２を切り換えることで、ブレーキ操作量ＶＤの飽和を抑制することができる。
【００５７】
［第８の実施形態］
図２１及び図２２は、本発明の第８の実施形態に係る内燃機関の可変バルブタイミング制御装置におけるブレーキ操作量を算出する手順を示すフローチャートである。本第８の実施形態は、前述した第２の実施形態の制御に加えて電動ＶＴＣの駆動電源電圧ＶＭＯＴに応じて分割方法を切り換えるものである。
電動ＶＴＣの駆動電源電圧ＶＭＯＴが低いとブレーキ操作量ＶＤの飽和が発生しやすくなるため、駆動電源電圧ＶＭＯＴが低い程、分割係数Ｃｋ２を小さくするようにしている。または、ブレーキ操作量ＶＤのピーク値を抑えるようにする。
【００５８】
ステップＳ８０１〜Ｓ８０５及びＳ８０８〜Ｓ８１５は、第２の実施形態におけるステップＳ２０１〜Ｓ２１１と同様であるので説明を省略し、異なる部分について述べる。
ステップＳ８０６では、電圧計１６で計測した電動ＶＴＣの駆動電源電圧ＶＭＯＴを読み込む。
次のステップＳ８０７では、読み込んだ駆動電源電圧ＶＭＯＴに応じたブレーキ操作量ＶＤの分割係数Ｃｋ２を算出する。この分割係数Ｃｋ２は、駆動電源電圧ＶＭＯＴの上昇に伴って低下させる。
上記のように駆動電源電圧ＶＭＯＴに応じて、分割係数Ｃｋ２を切り換えることで、ブレーキ操作量ＶＤの飽和を抑制することができる。
【００５９】
以上のように、電動ＶＴＣによるバルブタイミング制御において、始動時（クランキング時）やエンジン低回転時に、ＶＴＣデフォルト位置から、始動水温や油温などの環境温度あるいはバッテリー電圧などのエンジンの状況に応じた最適なバルブタイミングに制御できるので、吸気バルブの遅閉じによる燃費効果と始動品質を両立できる。
【００６０】
ここで、上記各実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）請求項２記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記操作量の分割の割合は、内燃機関の回転数に応じて切り換えることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
操作量の演算においては、ＶＴＣ位置検出タイミングの間隔に応じて、要求されるフィルタ係数が異なるが、内燃機関の回転数に応じてフィルタ係数を切り換えることにより、適切な操作量を演算してバルブタイミングを切り換えることができる。
【００６１】
（ロ）請求項１記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記操作量の分割は、初期に大きくし、徐々に小さくすることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
上記構成によると、初期に操作量を大きくすることで、早くブレーキをかけることができる。
【００６２】
（ハ）請求項１記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記操作量の分割は、環境温度に応じて切り換えることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
上記構成によると、環境温度が高温になったときに、操作量、例えば収束制御のブレーキ操作量の分割方法を実効電流が増大しない方向に切り換えることで、電動ＶＴＣのモータの発熱を抑えることができる。
【００６３】
（ニ）請求項１記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記操作量の分割は、可変バルブタイミング機構を駆動するモータの駆動電源電圧に応じて切り換えることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
上記構成によると、電動ＶＴＣのモータを駆動する駆動電源電圧が低いときに分割数を増やすことで、操作量のピーク値を抑えることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１…エンジン（内燃機関）、６…可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ）、９…クランク角センサ、１２…カム角センサ、１３…ＥＣＵ（演算手段）、１４…エアロフローメータ、１５…温度センサ、１６…電圧計、ＶＤ…ブレーキ操作量、ＶＤＳ…分割ブレーキ操作量、Ｃｔ，Ｃｔ２…分割数、Ｃｋ，Ｃｋ２…分割係数
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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