(57)【要約】【課題】クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角をストッパで規制される可変範囲内で変更する可変バルブタイミング機構において、ストッパ衝突を抑制しつつ相対回転位相角の制御範囲が狭められることを抑制する。【解決手段】可変バルブタイミング機構の制御装置は、相対回転位相角が可変範囲に内包される所定位相角範囲から外れたときに、機関運転状態に応じた目標位相角ＴＡに対して遅れて追従変化するソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを設定し（S502→S504）、この目標値ＳＬＴＡに向けて実際の回転位相角ＲＡを近づけるように、可変バルブタイミング機構を制御する。これにより、実際の回転位相角ＲＡが目標位相角ＴＡを超えて変化するオーバーシュートを小さくし、ストッパ衝突を抑制できるので、相対的に制御範囲を広く設定できる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角をストッパで規制される可変範囲内で変更する可変バルブタイミング機構の制御装置であって、
前記相対回転位相角が前記可変範囲に内包される所定位相角範囲から外れたときに、前記所定位相角範囲内であるときに比べて前記相対回転位相角の応答速度を低下させる、可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項２】
前記所定位相角範囲から外れた範囲において前記ストッパで規制される位相角に近づく方向への前記相対回転位相角の応答速度を低下させる、請求項１記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【請求項３】
前記応答速度の低下を開始させる位相角と前記応答速度の低下度合との少なくとも一方を、前記相対回転位相角の変化状態に応じて変更する、請求項１又は２記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角をストッパで規制される可変範囲内で変更する可変バルブタイミング機構の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角を、最遅角ストッパと最進角ストッパとの間において電動モータによって調整する、電動バルブタイミング可変装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０３６３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角の可変範囲がストッパで規制される可変バルブタイミング機構においては、指令値（目標値）がストッパに近い位置に設定された場合、実際の相対回転位相角が指令値（目標値）を超えてストッパ位置に近づくオーバーシュートが発生することで、ストッパ衝突が発生しストッパが損傷する可能性がある。
ここで、オーバーシュート分を見込んで相対回転位相角の制御範囲を狭め、係る制御範囲内で指令値（目標値）を変化させればストッパ衝突を抑制できるものの、可動範囲に対する制御範囲が過剰に狭くなってしまい、バルブタイミングの変更による内燃機関の性能向上を十分に得られなくなってしまうという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ストッパ衝突を抑制しつつ相対回転位相角の制御範囲が狭められることを抑制できる、可変バルブタイミング機構の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本願発明は、相対回転位相角が、ストッパで規制される可変範囲に内包される所定位相角範囲から外れたときに、前記所定位相角範囲内であるときに比べて相対回転位相角の応答速度を低下させるようにした。
【発明の効果】
【０００７】
上記発明によると、ストッパ近傍で位相角の応答速度を低下させることでオーバーシュートを抑制でき、これにより、ストッパ衝突を抑制しつつ相対回転位相角の制御範囲を可及的に広く設定することができ、バルブタイミングの変更による内燃機関の性能向上を十分に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態における内燃機関のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施形態における可変バルブタイミング機構を示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態における可変バルブタイミング機構を示す断面図であって、図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】本発明の実施形態における可変バルブタイミング機構を示す断面図であって、図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】本発明の実施形態における相対回転位相角の領域を説明するための図である。
【図６】本発明の実施形態における相対回転位相角の目標値の設定処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態におけるソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの特性例を示すタイムチャートである。
【図８】本発明の実施形態における相対回転位相角の目標値の設定処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態における変化量ΔＴＡＢと初期値ＩＮＡとの相関を例示する線図である。
【図１０】本発明の実施形態における変化量ΔＴＡＢと変化速度ΔＡとの相関を例示する線図である。
【図１１】本発明の実施形態における変化速度ΔＲＡと初期値ＩＮＡとの相関を例示する線図である。
【図１２】本発明の実施形態における変化速度ＲＡと変化速度ΔＡとの相関を例示する線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る可変バルブタイミング機構の制御装置を適用する車両用内燃機関の一例を示す図である。
内燃機関１０１の吸気ダクト１０２には、内燃機関１０１の吸入空気流量ＱＡを検出する吸入空気量センサ１０３を設けてある。
【００１０】
吸気バルブ１０５は、各気筒の燃焼室１０４の吸気口を開閉し、吸気バルブ１０５の上流側の吸気ポート１０２ａには、気筒毎に燃料噴射弁１０６を備えている。
尚、内燃機関１０１を、燃料噴射弁１０６が燃焼室１０４内に直接燃料を噴射する筒内直接噴射式内燃機関とすることができる。
【００１１】
燃料噴射弁１０６から噴射された燃料は、吸気バルブ１０５を介して燃焼室１０４内に空気と共に吸引され、点火プラグ１０７による火花点火によって着火燃焼し、該燃焼による圧力がピストン１０８をクランクシャフト１０９に向けて押し下げることで、クランクシャフト１０９を回転駆動する。
また、排気バルブ１１０は、燃焼室１０４の排気口を開閉し、排気バルブ１１０が開くことで排ガスが排気管１１１に排出される。
【００１２】
排気管１１１には、三元触媒等を備えた触媒コンバータ１１２が設置され、触媒コンバータ１１２は排気を浄化する。
吸気バルブ１０５は、クランクシャフト１０９によって回転駆動される吸気カムシャフト１１５ａの回転に伴って開動作し、排気バルブ１１０は、クランクシャフト１０９によって回転駆動される排気カムシャフト１１５ｂの回転に伴って開動作する。
【００１３】
可変バルブタイミング機構１１４は、電動アクチュエータ（電動モータ）によってクランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角を変化させることで、吸気バルブ１０５のバルブ作動角の位相（吸気バルブ１０５の開時期ＩＶＯ及び閉時期ＩＶＣ）を連続的に進角方向及び遅角方向に変化させる電動式の可変バルブタイミング機構（電動ＶＴＣ）である。
また、点火プラグ１０７それぞれには、点火プラグ１０７に対して点火エネルギを供給する点火モジュール１１６が直付けされている。点火モジュール１１６は、点火コイル及び点火コイルへの通電を制御するパワートランジスタを備えている。
【００１４】
電子制御装置（ＥＣＵ）２０１は、マイクロコンピュータを備え、各種のセンサやスイッチからの信号を入力し、予めメモリに格納されたプログラムに従って演算処理を行うことで、燃料噴射弁１０６、可変バルブタイミング機構１１４、点火モジュール１１６などの各種デバイスの操作量を演算して出力する制御装置（制御ユニット）である。
【００１５】
電子制御装置２０１は、吸入空気量センサ１０３の出力信号を入力する他、クランクシャフト１０９の回転角信号ＰＯＳを出力するクランク角センサ２０３、アクセルペダル２０７の踏込み量（アクセル開度ＡＣＣ）を検出するアクセル開度センサ２０６、吸気カムシャフト１１５ａの回転角信号ＣＡＭを出力するカム角センサ２０４、内燃機関１０１の冷却水の温度ＴＷを検出する水温センサ２０８、触媒コンバータ１１２上流側の排気管１１１に設置され、排気中の酸素濃度に基づいて空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ２０９などからの出力信号を入力し、更に、内燃機関１０１の運転及び停止のメインスイッチであるイグニッションスイッチ（ＩＧＮスイッチ）２０５の信号を入力する。
【００１６】
図２〜図４は、可変バルブタイミング機構１１４の構造の一例を示す。
なお、可変バルブタイミング機構１１４の構造は、図２〜図４に例示したものに限定されるものではなく、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角を変化させる公知の可変バルブタイミング機構を適宜採用することができ、また、排気バルブ１１０のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構とすることができる。
【００１７】
可変バルブタイミング機構１１４は、内燃機関１０１のクランクシャフト１０９によって回転駆動される駆動回転体であるタイミングスプロケット１と、シリンダヘッド上に軸受４４を介して回転自在に支持され、タイミングスプロケット１から伝達された回転力によって回転する吸気カムシャフト１１５ａと、タイミングスプロケット１の前方位置に配置されて、固定部であるチェーンカバー４０にボルトによって取り付け固定されたカバー部材３と、タイミングスプロケット１と吸気カムシャフト１１５ａの間に配置されて、タイミングスプロケット１に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角を変更する位相変更機構４と、を備える。
【００１８】
タイミングスプロケット１は、スプロケット本体１ａと、スプロケット本体１ａの外周に一体に設けられて、巻回されたタイミングチェーン４２を介してクランクシャフト１０９からの回転力を受けるギア部１ｂと、から構成されている。
また、タイミングスプロケット１は、スプロケット本体１ａの内周側に形成された円形溝１ｃと吸気カムシャフト１１５ａの前端部に一体に設けられたフランジ部２ａの外周との間に介装された第３ボールベアリング４３によって吸気カムシャフト１１５ａに回転自在に支持されている。
【００１９】
スプロケット本体１ａの前端部外周縁には、環状突起１ｅが一体に形成されている。
スプロケット本体１ａの前端部には、環状突起１ｅの内周側に同軸に位置決めされ、内周に波形状の噛み合い部である内歯１９ａが形成された環状部材１９と、円環状のプレート６がボルト７によって軸方向から共締め固定されている。
また、スプロケット本体１ａの内周面の一部には、図４に示すように、円弧状の係合部であるストッパ凸部１ｄが周方向に沿って所定長さ範囲まで形成されている。
【００２０】
プレート６の前端側外周には、位相変更機構４の後述する減速機８や電動モータ１２の各構成部材を覆う状態で前方に突出した円筒状のハウジング５がボルト１１によって固定されている。
ハウジング５は、鉄系金属によって一体に形成されてヨークとして機能し、前端側に円環プレート状の保持部５ａを一体に有していると共に、保持部５ａを含めた外周側全体がカバー部材３によって所定の隙間をもって覆われた形で配置されている。
【００２１】
吸気カムシャフト１１５ａは、外周に吸気バルブ１０５を開作動させる駆動カム（図示省略）を有していると共に、前端部に従動回転体である従動部材９がカムボルト１０によって軸方向から結合されている。
また、吸気カムシャフト１１５ａのフランジ部２ａには、図４に示すように、スプロケット本体１ａのストッパ凸部１ｄが係入する係止部であるストッパ凹溝２ｂが円周方向に沿って形成されている。
【００２２】
このストッパ凹溝２ｂは、円周方向へ所定長さの円弧状に形成されて、この長さ範囲で回動したストッパ凸部１ｄの両端縁が周方向の対向縁２ｃ、２ｄにそれぞれ当接することによって、タイミングスプロケット１に対する吸気カムシャフト１１５ａの最大進角側、最大遅角側の相対回転位置を規制するようになっている。つまり、ストッパ凸部１ｄがストッパ凹溝２ｂ内で移動できる角度範囲が、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角の可変範囲である。
【００２３】
カムボルト１０は、頭部１０ａの軸部１０ｂ側の端縁にフランジ状の座面部１０ｃ一体に形成されていると共に、軸部１０ｂの外周に吸気カムシャフト１１５ａの端部から内部軸方向に形成された雌ねじ部に螺着する雄ねじ部が形成されている。
従動部材９は、鉄系金属材によって一体に形成され、図３に示すように、前端側に形成された円板部９ａと、後端側に一体に形成された円筒状の円筒部９ｂとから構成されている。
【００２４】
円板部９ａは、後端面の径方向ほぼ中央位置に吸気カムシャフト１１５ａのフランジ部２ａとほぼ同外径の環状段差突起９ｃが一体に設けられ、この段差突起９ｃの外周面とフランジ部２ａの外周面が第３ボールベアリング４３の内輪４３ａの内周に挿通配置されている。第３ボールベアリング４３の外輪４３ｂは、スプロケット本体１ａの円形溝１ｃの内周面に圧入固定されている。
また、円板部９ａの外周部には、複数のローラ３４を保持する保持器４１が一体に設けられている。
【００２５】
この保持器４１は、円板部９ａの外周部から円筒部９ｂと同じ方向へ突出して形成され、円周方向へほぼ等間隔の位置に所定の隙間をもった複数の細長い突起部４１ａによって形成されている。
円筒部９ｂは、中央にカムボルト１０の軸部１０ｂが挿通される挿通孔９ｄが貫通形成されていると共に、外周側に第１ニードルベアリング３０が設けられている。
【００２６】
カバー部材３は、合成樹脂材によって一体に形成され、カップ状に膨出したカバー本体３ａと、該カバー本体３ａの後端部外周に一体に有するブラケット３ｂと、から構成されている。
カバー本体３ａは、位相変更機構４の前端側を覆う、つまりハウジング５の軸方向の保持部５ｂから後端部側のほぼ全体を、所定隙間をもって覆うように配置されている。一方、ブラケット３ｂには、ほぼ円環状に形成されて６つのボス部にそれぞれボルト挿通孔３ｆが貫通形成されている。
【００２７】
また、カバー部材３は、ブラケット３ｂがチェーンカバー４０に複数のボルト４７を介して固定されていると共に、カバー本体３ａの前端部３ｃの内周面に内外２重のスリップリング４８ａ，４８ｂが各内端面を露出した状態で埋設固定されている。
さらに、カバー部材３の上端部には、内部にスリップリング４８ａ、４８ｂと導電部材を介して接続されたコネクタ端子４９ａが固定されたコネクタ部４９が設けられている。なお、前記コネクタ端子４９ａには、電子制御装置２０１を介して図外のバッテリー電源から通電あるいは通電が遮断されるようになっている。
【００２８】
そして、カバー本体３ａの後端部側の内周面とハウジング５の外周面との間には、シール部材である大径な第１オイルシール５０が介装されている。
この第１オイルシール５０は、横断面ほぼコ字形状に形成されて、合成ゴムの基材の内部に芯金が埋設されていると共に、外周側の円環状基部５０ａがカバー部材３ａ後端部の内周面に形成された円形溝３ｄ内に嵌着固定されている。
また、円環状基部５０ａの内周側には、ハウジング５の外周面に当接するシール面５０ｂが一体に形成されている。
【００２９】
位相変更機構４は、吸気カムシャフト１１５ａのほぼ同軸上前端側に配置された電動モータ１２と、電動モータ１２の回転速度を減速して吸気カムカムシャフト１１５ａに伝達する減速機８と、から構成されている。
電動モータ１２は、例えば、ブラシ付きのＤＣモータであって、タイミングスプロケット１と一体に回転するヨークであるハウジング５と、ハウジング５の内部に回転自在に設けられた出力軸であるモータ軸１３と、ハウジング５の内周面に固定された半円弧状の一対の永久磁石１４，１５と、ハウジング保持部５ａの内底面側に固定された固定子１６と、を備えている。
【００３０】
モータ軸１３は、筒状に形成されてアーマチュアとして機能し、軸方向のほぼ中央位置の外周に、複数の極を持つ鉄心ロータ１７が固定されていると共に、鉄心ロータ１７の外周には電磁コイル１８が巻回されている。
また、モータ軸１３の前端部外周には、コミュテータ２０が圧入固定されており、このコミュテータ２０には、鉄心ロータ１７の極数と同数に分割された各セグメントに電磁コイル１８が接続されている。
【００３１】
モータ軸１３は、カムボルト１０の頭部１０ａ側の軸部１０ｂの外周面に第１軸受であるニードルベアリング２８と該ニードルベアリング２８の軸方向の側部に配置された軸受である第４ボールベアリング３５を介して回転自在に支持されている。
また、モータ軸１３の吸気カムシャフト１１５ａ側の後端部には、減速機８の一部を構成する円筒状の偏心軸部３０が一体に設けられている。
【００３２】
また、モータ軸１３の外周面とプレート６の内周面との間には、減速機８内部から電動モータ１２内への潤滑油のリークを阻止するフリクション部材である第２オイルシール３２が設けられている。この第２オイルシール３２は、内周部がモータ軸１３の外周面に弾接していることによって、該モータ軸１３の回転に対して摩擦抵抗を付与するようになっている。
減速機８は、偏心回転運動を行う偏心軸部３０と、偏心軸部３０の外周に設けられた第２軸受である第２ボールベアリング３３と、第２ボールベアリング３３の外周に設けられたローラ３４と、ローラ３４を転動方向に保持しつつ径方向の移動を許容する保持器４１と、保持器４１と一体の従動部材９と、から主として構成されている。
【００３３】
偏心軸部３０は、外周面に形成されたカム面の軸心がモータ軸１３の軸心Ｘから径方向へ僅かに偏心している。なお、第２ボールベアリング３３とローラ３４などが遊星噛み合い部として構成されている。
第２ボールベアリング３３は、大径状に形成されて、第１ニードルベアリング２８の径方向位置で全体がほぼオーバラップする状態に配置され、内輪３３ａが偏心軸部３０の外周面に圧入固定されていると共に、外輪３３ｂの外周面にはローラ３４が常時当接している。
【００３４】
また、外輪３３の外周側には円環状の隙間Ｃが形成されて、この隙間Ｃによって第２ボールベアリング３３全体が偏心軸部３０の偏心回転に伴って径方向へ移動可能、つまり偏心動可能になっている。
各ローラ３４は、第２ボールベアリング３３の偏心動に伴って径方向へ移動しつつ環状部材１９の内歯１９ａに嵌入すると共に、保持器４１の突起部４１ａによって周方向にガイドされつつ径方向に揺動運動させるようになっている。
【００３５】
減速機８の内部には、潤滑油供給手段によって潤滑油が供給されるようになっている。
潤滑油供給手段は、シリンダヘッドの軸受４４の内部に形成されて、図外のメインオイルギャラリーから潤滑油が供給される油供給通路４４ａと、吸気カムシャフト１１５ａの内部軸方向に形成されて、油供給通路４４ａにグルーブ溝を介して連通した油供給孔４８と、従動部材９の内部軸方向に貫通形成されて、一端が油供給孔４８に開口し、他端が第１ニードルベアリング２８と第２ボールベアリング３３の付近に開口した小径なオイル供給孔４５と、同じく従動部材９に貫通形成された大径な３つの図外のオイル排出孔と、から構成されている。
【００３６】
以下、可変バルブタイミング機構１１４の作動について説明すると、まず、内燃機関１０１のクランクシャフト１０９が回転駆動するとタイミングチェーン４２を介してタイミングスプロケット１が回転し、その回転力によりハウジング５と環状部材１９とプレート６を介して電動モータ１２が同期回転する。
一方、環状部材１９の回転力が、ローラ３４から保持器４１及び従動部材９を経由して吸気カムシャフト１１５ａに伝達される。これによって、吸気カムシャフト１１５ａのカムが吸気バルブ１０５を開閉作動させる。
【００３７】
そして、可変バルブタイミング機構１１４を駆動して、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角（吸気バルブ１０５のバルブタイミング）を変更するときは、電子制御装置２０１からスリップリング４８ａ、４８ｂなどを介して電動モータ１２の電磁コイル１７に通電される。これによって、モータ軸１３が回転駆動され、この回転力が減速機８を介して吸気カムシャフト１１５ａに減速された回転力が伝達される。
すなわち、モータ軸１３の回転に伴い偏心軸部３０が偏心回転すると、各ローラ３４がモータ軸１３の１回転毎に保持器４１の突起部４１ａに径方向へガイドされながら環状部材１９の１つの内歯１９ａを乗り越えて隣接する他の内歯１９ａに転動しながら移動し、これを順次繰り返しながら円周方向へ転接する。
【００３８】
この各ローラ３４の転接によってモータ軸１３の回転が減速されつつ従動部材９に回転力が伝達される。このときの減速比は、ローラ３４の個数などによって任意に設定することが可能である。
これにより、吸気カムシャフト１１５ａがタイミングスプロケット１に対して正逆相対回転して相対回転位相角が変換されて、吸気バルブ１０５の開閉タイミングを進角側あるいは遅角側に変換制御するのである。
【００３９】
そして、タイミングスプロケット１に対する吸気カムシャフト１１５ａの正逆相対回転の最大位置規制（角度位置規制）は、ストッパ凸部１ｄの各側面がストッパ凹溝２ｂの各対向面２ｃ、２ｄのいずれか一方に当接することによって行われる。
すなわち、従動部材９が、偏心軸部３０の偏心回動に伴ってタイミングスプロケット１の回転方向と同方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｄの一側面がストッパ凹溝２ｂの一方側の対向面１ｃに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、吸気カムシャフト１１５ａは、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相角が進角側へ最大に変更される。
【００４０】
一方、従動部材９が、タイミングスプロケット１の回転方向と逆方向に回転することによって、ストッパ凸部１ｄの他側面がストッパ凹溝２ｂの他方側の対向面２ｄに当接してそれ以上の同方向の回転が規制される。これにより、吸気カムシャフト１１５ａは、タイミングスプロケット１に対する相対回転位相が遅角側へ最大に変更される。
前述のように、電子制御装置２０１は、可変バルブタイミング機構１１４の電動モータ（電動アクチュエータ）１２の通電制御を介してクランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角を制御する。
【００４１】
電子制御装置２０１は、内燃機関１０１の運転状態（例えば、機関負荷、機関回転速度、機関温度、始動状態など）に基づいて目標位相角ＴＡ（目標進角量、目標バルブタイミング）を演算する一方、クランク角センサ２０３の出力信号とカム角センサ２０４の出力信号とに基づきクランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの実際の相対回転位相角ＲＡを検出する。
そして、電子制御装置２０１は、目標位相角ＴＡに実際の相対回転位相角ＲＡが近づくように、例えば、目標位相角ＴＡと実際の相対回転位相角ＲＡとの偏差に基づく比例積分制御などによって電動モータ１２の通電をフィードバック制御する。
【００４２】
ここで、ストッパ凸部１ｄの各側面がストッパ凹溝２ｂの各対向面２ｃ、２ｄのいずれか一方に当接することによって、クランクシャフト１０９に対する吸気カムシャフト１１５ａの相対回転位相角の可変範囲ＶＡＡが規制される。
そこで、電子制御装置２０１は、相対回転位相角の制御において、ストッパ凸部１ｄとストッパ凹溝２ｂとで構成される機械的ストッパによる可変範囲ＶＡＡに内包される制御範囲ＣＡＡ内の位相角となるように目標位相角ＴＡを制限し、ストッパを当接させることになる目標位相角ＴＡが設定されないようにする。
【００４３】
つまり、電子制御装置２０１は、ストッパによる最大進角位置ＡＬよりも遅角側に設定される進角側制御リミッタＡＣＬと、ストッパによる最大遅角位置ＲＬよりも進角側に設定される遅角側制御リミッタＲＣＬとで挟まれる回転位相角範囲を、制御範囲ＣＡＡとする。
そして、電子制御装置２０１は、内燃機関１０１の運転状態に応じて設定した目標位相角ＴＡが進角側制御リミッタＡＣＬよりも進角側である場合に進角側制御リミッタＡＣＬの位相角を目標位相角ＴＡとし、内燃機関１０１の運転状態に応じて設定した目標位相角ＴＡが遅角側制御リミッタＲＣＬよりも遅角側である場合に遅角側制御リミッタＲＣＬの位相角を目標位相角ＴＡとして、目標位相角ＴＡを制御範囲ＣＡＡ内に制限する。
【００４４】
なお、内燃機関１０１の運転状態に基づく目標位相角ＴＡの設定が、制御範囲ＣＡＡ内で行われるようにすることができ、例えば、マップに格納される目標位相角ＴＡのデータを予め制御範囲ＣＡＡ内の値として設定することができる。
更に、電子制御装置２０１は、制御範囲ＣＡＡに内包される高応答制御範囲ＨＲＡを外れる領域では、高応答制御範囲ＨＲＡ内である場合に比べて、目標位相角ＴＡに向けての実位相角ＲＡの変化の応答速度を低下させる制御（以下、ソフトランディング制御という）を行う。
【００４５】
図５は、可変範囲ＶＡＡ、制御範囲ＣＡＡ，高応答制御範囲ＨＲＡの相関を示す。
ここで、ストッパによる最大進角位置ＡＬとストッパによる最大遅角位置ＲＬとで挟まれる範囲が相対回転位相角の可変範囲ＶＡＡであり、ストッパによる最大進角位置ＡＬよりも所定位相角ΔＰＡＬ１だけ遅角側の角度位置を進角側制御リミッタＡＣＬとし、ストッパによる最大遅角位置ＲＬよりも所定位相角ΔＰＲＬ１だけ進角側の角度位置を遅角側制御リミッタＲＣＬとする。
【００４６】
そして、進角側制御リミッタＡＣＬと遅角側制御リミッタＲＣＬとで挟まれる、可変範囲ＶＡＡよりも狭い範囲を制御範囲ＣＡＡとし、目標位相角ＴＡの設定においては、制御範囲ＣＡＡ内に目標位相角ＴＡを制限する。
所定位相角ΔＰＡＬ１、ΔＰＲＬ１は、可変バルブタイミング機構１１４のばらつきや実位相角ＲＡの検出ばらつき、更に、カムトルクによる実位相角ＲＡの周期的な変動などがあっても、ストッパ当接の発生を抑制できる値として予め適合される。つまり、制御範囲ＣＡＡ内の目標位相角ＴＡに実位相角ＲＡを収束させたときに、種々のばらつきやカムトルクによる実位相角ＲＡの周期的な変動があってもストッパ当接が発生しないようにストッパ位置と制御リミッタＡＣＬ、ＲＣＬとの間に設ける余裕代が所定位相角ΔＰＡＬ１、ΔＰＲＬ１である。
【００４７】
また、制御範囲ＣＡＡ内の進角側制御リミッタＡＣＬ又は遅角側制御リミッタＲＣＬに近い位相角（換言すれば、機械的ストッパ位置に近い位相角）が目標位相角ＴＡとされる場合、実位相角ＲＡを目標位相角ＴＡに近づける制御において実位相角ＲＡが目標位相角ＴＡを超えて変化するオーバーシュートが発生すると、ストッパ凸部１ｄの側面がストッパ凹溝２ｂの対向面２ｃ、２ｄに衝突し、ストッパ凸部１ｄやストッパ凹溝２ｂなどを破損させてしまう可能性がある。
そこで、電子制御装置２０１は、制御範囲ＣＡＡを規定する進角側制御リミッタＡＣＬよりも所定位相角ΔＰＡＬ２だけ遅角側の角度位置を高応答進角限界位置ＨＲＡＬと定め、また、制御範囲ＣＡＡを規定する遅角側制御リミッタＲＣＬよりも所定位相角ΔＰＲＬ２だけ進角側の角度位置を高応答遅角限界位置ＨＲＲＬと定める。
【００４８】
そして、電子制御装置２０１は、高応答進角限界位置ＨＲＡＬと高応答遅角限界位置ＨＲＲＬとで挟まれる、制御範囲ＣＡＡよりも狭く制御範囲ＣＡＡに内包される範囲を高応答制御範囲ＨＲＡとし、高応答制御範囲ＨＲＡを外れる機械的ストッパの近傍領域では、高応答制御範囲ＨＲＡ内の位相角領域に比べて、実位相角ＲＡを目標位相角ＴＡに向けてより遅い応答速度で近づけるようにすることで、オーバーシュートを抑えストッパの破損を抑制する。
つまり、可変範囲ＶＡＡの中央領域である機械的ストッパから離れた位相角では、実位相角ＲＡを十分に速い応答速度で目標位相角ＴＡに近づけ、機械的ストッパに近い位相角になると、実位相角ＲＡが目標位相角ＴＡに近づく応答速度をより遅くすることで、実位相角ＲＡが目標位相角ＴＡを超えて変化するオーバーシュートを抑制し、実位相角ＲＡが進角側制御リミッタＡＣＬより進角側に変化し、また、実位相角ＲＡが遅角側制御リミッタＲＣＬよりも遅角側に変化することを抑制し、もって、ストッパ衝突によるストッパの損傷を抑制する。
【００４９】
ここで、ストッパ衝突は、高応答制御範囲ＨＲＡを外れる位相角範囲でストッパに近づく方向に実位相角ＲＡを変化させている場合、詳細には、進角側制御リミッタＡＣＬ（最大進角位置ＡＬ）と高応答進角限界位置ＨＲＡＬとの間であれば最大進角位置ＡＬに向けて実位相角ＲＡを進角させている場合、遅角側制御リミッタＲＣＬ（最大遅角位置ＲＬ）と高応答遅角限界位置ＨＲＬＬとの間であれば最大遅角位置ＲＬに向けて実位相角ＲＡを遅角させている場合に、オーバーシュートが発生することでストッパ衝突が発生する可能性があり、逆に、高応答制御範囲ＨＲＡを外れる位相角範囲であっても、ストッパから遠ざかる方向に実位相角ＲＡを変化させている場合には、たとえオーバーシュートが発生してもストッパ衝突には至らない。
【００５０】
そこで、実位相角ＲＡが目標位相角ＴＡに近づく応答速度をより遅く変化させるソフトランディング制御は、高応答制御範囲ＨＲＡを外れる位相角範囲であって、かつ、ストッパ位置に近づく方向に実位相角ＲＡを変化させている場合に行わせ、高応答制御範囲ＨＲＡを外れる位相角範囲であってもストッパ位置から離れる方向に実位相角ＲＡを変化させている場合には高応答制御範囲ＨＲＡ内である場合と同様な応答速度で実位相角ＲＡを変化させることができる。
ここで、制御範囲ＣＡＡをより狭くすれば、ソフトランディング制御を実施せずにオーバーシュートによるストッパ衝突の発生を抑制できるものの、実位相角ＲＡが変化する範囲（目標位相角ＴＡの設定範囲）が狭められることで、バルブタイミングの変更による内燃機関１０１の性能向上を十分に得られなくなってしまう。
【００５１】
これに対し、上記のように制御範囲ＣＡＡ内で位相角の応答速度を変化させるようにすれば、オーバーシュートによるストッパ衝突の発生を抑制しつつ制御範囲ＣＡＡを可及的に広くすることができ、バルブタイミングを大きく変化させて内燃機関１０１の性能向上を十分に得ることができる。
例えば、制御範囲ＣＡＡを進角側に拡大することで、吸気バルブ１０５の早開きによって吸気応答の向上を図ることができ、発進加速時における進角制御によって発進加速性能を向上させることができる。また、制御範囲ＣＡＡを遅角側に拡大することで、低速一定走行時や減速時に吸気バルブ１０５の遅閉じにより燃費性能を向上させることができる。
【００５２】
以下では、電子制御装置２０１によるソフトランディング制御の一例を示す。
図６のフローチャートは、電子制御装置２０１による目標位相角ＴＡの設定処理を示し、図６のフローチャートに示すルーチンは、電子制御装置２０１によって所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。
電子制御装置２０１は、ステップＳ５０１にて、内燃機関１０１の運転状態に基づいて目標位相角ＴＡの基本値ＴＡＢを設定する。この基本値ＴＡＢは、制御範囲ＣＡＡ内の値である。つまり、位相角を最遅角位置（ＲＬ又はＲＣＬ）からの進角角度で表す場合、ＲＣＬ＜ＴＡＢ＜ＡＣＬである。
【００５３】
次いで、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０２にて、今回設定した基本値ＴＡＢが高応答制御範囲ＨＲＡの領域内であるか領域外であるかを検出する。つまり、電子制御装置２０１は、位相角を最遅角位置（ＲＬ又はＲＣＬ）からの進角角度で表す場合、ＨＲＲＬ＜ＴＡＢ＜ＨＲＡＬが成立するか否かを検出する。
ここで、基本値ＴＡＢが高応答制御範囲ＨＲＡの領域内の位相角である場合（ＨＲＲＬ＜ＴＡＢ＜ＨＲＡＬが成立する場合）、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０３にて、基本値ＴＡＢをそのまま最終的な目標位相角ＴＡに設定する。これにより、電子制御装置２０１は、基本値ＴＡＢに実位相角ＲＡを近づけるように可変バルブタイミング機構１１４（電動モータ１２）を制御することになる。
【００５４】
一方、基本値ＴＡＢが高応答制御範囲ＨＲＡの領域外の位相角である場合、つまり、ＨＲＡＬ＜ＴＡＢ又はＴＡＢ＜ＨＲＲＬが成立する場合、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０４にて、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを演算する。
ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡは、基本値ＴＡＢが高応答制御範囲ＨＲＡの領域内である場合に比べて実位相角ＲＡの基本値ＴＡＢへの応答速度を低下させるための目標位相角であり、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０５にて、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを最終的な目標位相角ＴＡに設定する。
【００５５】
これにより、電子制御装置２０１は、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡに実位相角ＲＡを近づけるように可変バルブタイミング機構１１４（電動モータ１２）を制御することになる。
そして、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０６にて、最終的な目標位相角ＴＡの出力を行い、最終的な目標位相角ＴＡと実位相角ＲＡとに基づく可変バルブタイミング機構１１４（電動モータ１２）の制御を実施する。
【００５６】
ここで、電子制御装置２０１は、ステップＳ５０４において、基本値ＴＡＢの変化に対して遅れて追従するようにソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを演算する。これにより、基本値ＴＡＢに追従するように実位相角ＲＡを変化させる場合、換言すれば、最終的な目標位相角ＴＡ＝基本値ＴＡＢとする場合に比べて、実位相角ＲＡの基本値ＴＡＢへの応答速度が遅くなる。
つまり、制御範囲ＣＡＡのうちストッパに近い両端の領域では、実位相角ＲＡの応答速度が遅くなって制御範囲ＣＡＡを逸脱するオーバーシュートが抑制されるから、応答速度を遅くしない場合に比べて制御範囲ＣＡＡを広くしつつストッパ衝突を抑制することができる。
【００５７】
図７（Ａ）〜（Ｄ）は、基本値ＴＡＢに対して遅れをもって追従するソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化特性を例示するものであり、基本値ＴＡＢが、高応答制御範囲ＨＲＡの領域内の位相角から進角側制御リミッタＡＣＬ（又は遅角側制御リミッタＲＣＬ）に切り替わった場合を例示する。
図７（Ａ）は、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを、切り替え前の基本値ＴＡＢと切り替え後の基本値ＴＡＢとの中間値である初期値ＩＮＡ１から一定の速度ΔＡ１で切り替え後の基本値ＴＡＢ（進角側制御リミッタＡＣＬ又は遅角側制御リミッタＲＣＬ）にまで徐々に変化させる例である。
なお、速度ΔＡは、単位時間当たりの位相角（進角角度）の変化量であり、応答速度の低下度合を示す指標値である。即ち、速度ΔＡが速いほど応答速度の低下度合は小さく、速度ΔＡが遅いほど応答速度の低下度合は大きいことになる。
【００５８】
図７（Ｂ）は、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの初期値ＩＮＡを、図７（Ａ）に示した初期値ＩＮＡ１よりも、切り替え前の基本値ＴＡＢからより離れ切り替え後の基本値ＴＡＢにより近い位相角である初期値ＩＮＡ２に設定し、かつ、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡが初期値ＩＮＡ２から切り替え後の基本値ＴＡＢ（進角側制御リミッタＡＣＬ又は遅角側制御リミッタＲＣＬ）にまで徐々に近づく速度を、図７（Ａ）での変化速度ΔＡ１よりも遅いΔＡ２とした例である。
【００５９】
また、図７（Ｃ）は、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを、切り替え前の基本値ＴＡＢと切り替え後の基本値ＴＡＢとの中間値である初期値ＩＮＡ３に所定時間Δｔだけ保持させた後、切り替え後の基本値ＴＡＢに向けて一定速度ΔＡ３で徐々に近づける例である。
更に、図７（Ｄ）は、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを、切り替え前の基本値ＴＡＢから切り替え後の基本値ＴＡＢ（進角側制御リミッタＡＣＬ又は遅角側制御リミッタＲＣＬ）にまで徐々に変化させるときの変化速度を、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡが切り替え後の基本値ＴＡＢに近づくに従ってより遅くする例である。
【００６０】
図７（Ａ）、（Ｂ）に示した、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを初期値ＩＮＡから切り替え後の基本値ＴＡＢに徐々に近づける特性の場合、初期値ＩＮＡを切り替え後の基本値ＴＡＢに近づけるほど、つまり、図７（Ａ）に比べて図７（Ｂ）では、ソフトランディング制御によって応答速度が低下する位相角領域が小さくなる。
しかし、図７（Ｂ）の特性では、切り替え後の基本値ＴＡＢに向けて徐々に変化させ始めるときの位相角が切り替え後の基本値ＴＡＢに近いため、切り替え後の基本値ＴＡＢを超えて実位相角ＲＡが変化するオーバーシュートを抑制するためには、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化速度ΔＡを図７（Ａ）の場合（初期値ＩＮＡがストッパからより離れている場合）に比べてより遅くする必要が生じ、切り替え後の基本値ＴＡＢに実位相角ＲＡが到達する時間が長くなる。
【００６１】
一方、初期値ＩＮＡが切り替え前の基本値ＴＡＢに近い図７（Ａ）の特性の場合には、ソフトランディング制御によって応答速度が低下する位相角領域が大きくなるものの、切り替え後の基本値ＴＡＢに向けて徐々に変化させ始めるときの位相角が切り替え後の基本値ＴＡＢから遠いため、オーバーシュートを抑制しつつソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化速度ΔＡを比較的速くすることができ、切り替え後の基本値ＴＡＢに実位相角ＲＡが到達する時間を図７（Ｂ）に比べて短くできる。
従って、図７（Ａ），（Ｂ）のように、初期値ＩＮＡから一定速度でソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを基本値ＴＡＢに近づける場合には、応答速度が低下する位相角領域を過剰に広くすることなく、しかも、基本値ＴＡＢ（目標回転位相ＴＡ）に対する収束時間が過剰に長くならないように、初期値ＩＮＡ及び変化速度ΔＡを設定する。
【００６２】
また、図７（Ｃ）に示した、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化特性においては、初期値ＩＮＡを所定時間Δｔだけ保持させることで、初期値ＩＮＡ付近で実位相角ＲＡの変化を一旦収束させてから、基本値ＴＡＢに向けて実位相角ＲＡを変化させることになる。
このため、図７（Ｂ）の特性に比べて、実位相角ＲＡが基本値ＴＡＢに到達する時間を短くしつつ、ストッパ衝突の発生を十分に抑制でき、また、図７（Ａ）に比べて応答速度を低下させる領域を小さくできる。
【００６３】
なお、所定時間Δｔは、例えば、実位相角ＲＡが初期値ＩＮＡの付近に達するのに要する時間、若しくは、実位相角ＲＡが初期値ＩＮＡに収束するのに要する時間に設定し、切り替え前の基本値ＴＡＢと初期値ＩＮＡとの差が大きいほどより長い時間とすることができる。
また、図７（Ｄ）に示した、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化特性においては、基本値ＴＡＢが切り替わった直後は、実位相角ＲＡを応答良く変化させつつ、基本値ＴＡＢに近づくほど応答速度を遅らせる特性を、高い自由度で設定することができ、基本値ＴＡＢに対する応答性と、オーバーシュートの抑制とを高い次元で両立させることができる。
【００６４】
なお、図７（Ｄ）に示した、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化特性では、切り替え前の基本値ＴＡＢを初期値としてソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを変化させるが、切り替え前の基本値ＴＡＢと切り替え後の基本値ＴＡＢとの中間値である初期値ＩＮＡから徐々に変化速度ΔＡを遅くしつつ切り替え後の基本値ＴＡＢにソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを近づけることができる。
また、図７（Ｃ）に示した特性では、所定時間Δｔが経過した時点から一定速度でソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを切り替え後の基本値ＴＡＢに近づけるが、切り替え後の基本値ＴＡＢに近づくほどより変化速度ΔＡを遅くすることができる。
【００６５】
図８のフローチャートは、電子制御装置２０１による目標位相角ＴＡの設定処理の別の例を示し、図８のフローチャートに示すルーチンは、電子制御装置２０１によって所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。
図８のフローチャートは、図７（Ａ）〜（Ｃ）に例示したように、切り替え前の基本値ＴＡＢと切り替え後の基本値ＴＡＢとの中間値である初期値ＩＮＡを設定し、この初期値ＩＮＡまでソフトランディング用目標値ＳＬＴＡをステップ的に変化させた後、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを切り替え後の基本値ＴＡＢに向けて一定の変化速度ΔＡで徐々に近づける処理において、初期値ＩＮＡ及び／又は変化速度ΔＡを、基本値ＴＡＢの変化量と実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡとの少なくとも一方に応じて可変とする処理の一例を示す。
【００６６】
電子制御装置２０１は、ステップＳ６０１にて、内燃機関１０１の運転状態に基づいて目標位相角ＴＡの基本値ＴＡＢを、制御範囲ＣＡＡ内の値として設定する。
次いで、電子制御装置２０１は、ステップＳ６０２にて、基本値ＴＡＢが高応答制御範囲ＨＲＡの領域内であるか領域外であるかを検出する。
【００６７】
基本値ＴＡＢが高応答制御範囲ＨＲＡの領域内の値であれば、電子制御装置２０１は、ステップＳ６０３にて、基本値ＴＡＢをそのまま最終的な目標位相角ＴＡに設定する。これにより、電子制御装置２０１は、基本値ＴＡＢに実位相角ＲＡを近づけるように可変バルブタイミング機構１１４（電動モータ１２）を制御することになる。
一方、基本値ＴＡＢが高応答制御範囲ＨＲＡの領域外の位相角である場合、電子制御装置２０１は、ステップＳ６０４にて、ソフトランディング制御の開始位相角（初期値ＩＮＡ）とソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化速度ΔＡとの少なくとも一方を可変に設定する処理を行う。
【００６８】
ここで、電子制御装置２０１は、初期値ＩＮＡと変化速度ΔＡとの少なくとも一方を、基本値ＴＡＢ（機関運転状態に応じた目標位相角）の変化量ΔＴＡＢと、実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡ（可変バルブタイミング機構１１４の応答速度）とに基づき可変に設定する。
基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢとは、切り替え前の基本値ＴＡＢと切り替え後の基本値ＴＡＢとの偏差の絶対値である。この変化量ΔＴＡＢが大きい場合には、実位相角ＲＡを大きく動かす必要があって制御偏差（エラー）の初期値が大きく、制御偏差に基づき可変バルブタイミング機構１１４（電動モータ１２）を制御したときにオーバーシュートが発生し易くなる。
【００６９】
そこで、電子制御装置２０１は、図９に例示するように、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが大きいほど、よりストッパ位置から遠い位相角を初期値ＩＮＡに設定し、ストッパ位置からより遠い位相角からソフトランディング制御を開始させるようにする。
逆に、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが小さい場合には、制御偏差（エラー）の初期値が小さく、制御偏差に基づき可変バルブタイミング機構１１４（電動モータ１２）を制御したときにオーバーシュートが発生し難いので、図９に例示するように、電子制御装置２０１は、変化量ΔＴＡＢが大きい場合に比べてストッパ位置により近い位相角を初期値ＩＮＡに設定し、ストッパ位置に近い位相角からソフトランディング制御を開始させる。
【００７０】
例えば、切り替え後の基本値ＴＡＢが同じ進角側制御リミッタＡＣＬである場合であっても、切り替え前の基本値が遅角側であるほど、進角側制御リミッタＡＣＬからより遅角方向に離れた位置を初期値ＩＮＡに設定し、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを初期値ＩＮＡまでステップ的に変化させた後、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを初期値ＩＮＡから徐々に基本値ＴＡＢまで変化させる。
【００７１】
また、前述のように、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが大きいほどオーバーシュートが発生し易くなるので、電子制御装置２０１は、図１０に例示するように、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが大きいほど、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化速度ΔＡをより遅くし、基本値ＴＡＢに対するソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの応答遅れをより大きくし、逆に、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが小さいほど、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化速度ΔＡをより速くし、基本値ＴＡＢに対するソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの応答遅れをより小さくする。
上記のように、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢに応じて初期値ＩＮＡと変化速度ΔＡとの少なくとも一方を変化させれば、オーバーシュートによるストッパ衝突の発生を抑制しつつ、可及的に速い応答でソフトランディング用目標値ＳＬＴＡ（実位相角ＲＡ）を基本値ＴＡＢに追従変化させることができる。
【００７２】
また、実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡは、基本値ＴＡＢが高応答制御範囲ＨＲＡの領域外に入ったときの実位相角ＲＡと、前回（図８のフローチャートの前回実行時）の実位相角ＲＡとの差として求めることができ、高応答制御範囲ＨＲＡの領域内から領域外への移行速度、換言すれば、ストッパ位置に向かう実位相角ＲＡの変化速度である。
この実位相角ＲＡの変化速度（応答速度）ΔＲＡが速い場合には、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが同じであっても、遅い場合に比べてオーバーシュートが発生し易くなる。
【００７３】
そこで、電子制御装置２０１は、図１１に例示するように、実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが速いほど、よりストッパ位置から遠い位相角を初期値ＩＮＡに設定し、ストッパ位置からより遠い位相角から応答速度を低下させる制御（ソフトランディング制御）を開始させるようにする。
例えば、切り替え後の基本値ＴＡＢが同じ進角側制御リミッタＡＣＬである場合であっても、基本値ＴＡＢが進角側制御リミッタＡＣＬに切り替わったときの実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが速いほど、進角側制御リミッタＡＣＬからより遅角側の位置を初期値ＩＮＡに設定し、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを初期値ＩＮＡまでステップ的に変化させた後、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを初期値ＩＮＡから徐々に基本値ＴＡＢまで変化させる。
【００７４】
また、電子制御装置２０１は、図１２に例示するように、実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが速いほど、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化速度ΔＡをより遅くし、基本値ＴＡＢに対するソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの応答遅れをより大きくし、逆に、実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが遅いほど、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化速度ΔＳＬＴＡをより速くし、基本値ＴＡＢに対するソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの応答遅れをより小さくする。
上記のように、実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡに応じて初期値ＩＮＡと変化速度ΔＡとの少なくとも一方を変化させれば、オーバーシュートによるストッパ衝突の発生を抑制しつつ、可及的に速い応答でソフトランディング用目標値ＳＬＴＡ（実位相角ＲＡ）を基本値ＴＡＢに追従変化させることができる。
【００７５】
ここで、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢと実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡとの双方に基づき、初期値ＩＮＡを可変に設定する場合には、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが小さくかつ実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが遅い場合に初期値ＩＮＡを最もストッパ位置に近づけ、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが大きくかつ実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが速い場合に初期値ＩＮＡを最もストッパ位置から遠ざけることになる。
また、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢと実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡとの双方に基づき、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化速度ΔＡを可変に設定する場合には、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが小さくかつ実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが遅い場合に変化速度ΔＡを最も速くし、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが大きくかつ実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが速い場合に変化速度ΔＡを最も遅くすることになる。
【００７６】
上記のようにして、電子制御装置２０１は、初期値ＩＮＡと変化速度ΔＡとの少なくとも一方を可変に設定すると、ステップＳ６０５にて、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを初期値ＩＮＡに設定した後、変化速度ΔＡで切り替え後の基本値ＴＡＢに近づける処理を行い、ステップＳ６０６にて、係る処理で設定したソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを最終的な目標位相角ＴＡにセットする。
そして、電子制御装置２０１は、ステップＳ６０７にて、最終的な目標位相角ＴＡの出力を行い、最終的な目標位相角ＴＡと実位相角ＲＡとに基づく可変バルブタイミング機構１１４（電動モータ１２）の制御を実施する。
【００７７】
なお、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢと実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡとの少なくも一方に基づき、図７（Ｃ）の特性における所定時間Δｔを可変に設定することができる。
即ち、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが大きい場合、及び、実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが速い場合には、所定時間Δｔを長くして初期値ＩＮＡへの収束を図り、基本値ＴＡＢの変化量ΔＴＡＢが小さい場合、及び、実位相角ＲＡの変化速度ΔＲＡが遅い場合には、所定時間Δｔを短くして基本値ＴＡＢへの収束応答性の低下を抑制する。
【００７８】
上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【００７９】
相対回転位相角の応答速度を低下させる方法として、上記実施形態では、機関運転状態に応じた目標位相角（基本値ＴＡＢ）に対して遅れて追従するソフトランディング用目標値ＳＬＴＡを設定し、このソフトランディング用目標値ＳＬＴＡに実位相角ＲＡを近づけるように制御するが、応答速度を低下させる方法は、ソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの設定に限定されるものではなく、公知の種々の方法を適宜採用できる。
例えば、応答速度を低下させる場合には、低下させない場合に比べて電動モータ１２の駆動電圧をより低く制限することで、相対回転位相角の応答速度を低下させることができ、駆動電圧の増大を制限する手段としては、目標位相角ＴＡと実位相角ＲＡとの偏差に応じて可変バルブタイミング機構１１４（電動モータ１２）の駆動電圧を制御するときの制御ゲインを低下させる手段や、電動モータ１２の駆動電圧の指示値を低下させる手段などを採用できる。
また、初期値ＩＮＡ、変化速度ΔＡの可変設定処理として、高応答制御範囲ＨＲＡを外れた領域に設定された基本値ＴＡＢがストッパ位置に近いほど（換言すれば、基本値ＴＡＢと最大進角位置ＡＬ或いは最大遅角位置ＲＬとの偏差が小さいほど）、初期値ＩＮＡとストッパ位置の間隔を広げ、及び／又は、変化速度ΔＡを遅くすることで、応答性の低下を抑制しつつオーバーシュートによるストッパ衝突を抑制できる。
【００８０】
また、変化速度ΔＡを可変に設定する場合には、ストッパ衝突が発生したとしても許容範囲内の衝撃となる最大速度を最大値とし、実位相角ＲＡの検出における最小分解能を最小値とし、係る最大値と最小値とで挟まれる速度領域内で可変に設定することができる。
また、実位相角ＲＡの加速度に基づきソフトランディング用目標値ＳＬＴＡの変化特性を変更することができ、ストッパ位置に近づく速度の増大率が大きいほど、初期値ＩＮＡをストッパ位置から離れた位置にし、また、変化速度ΔＡを遅くすることができる。
【００８１】
ここで、上記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）
前記内燃機関の運転状態に応じた目標位相角に遅れて追従するソフトランディング用目標値を設定し、前記ソフトランディング用目標値に応じて可変バルブタイミング機構を制御して前記相対回転位相角の応答速度を低下させる、請求項１から３のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
上記発明によると、ソフトランディング用目標値は、内燃機関の運転状態に応じた目標位相角に遅れて変化するので、前記目標位相角に応じて可変バルブタイミング機構を制御する場合に比べて、相対回転位相角の応答速度が低下し、オーバーシュートが抑制されることになる。
【００８２】
（ロ）
前記目標位相角が前記所定位相角範囲から外れたときに、前記ソフトランディング用目標値を初期値から前記目標位相角に向けて徐々に近づける、請求項（イ）記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
上記発明によると、目標位相角が所定位相角範囲から外れ、ストッパ位置に近くなった場合には、ソフトランディング用目標値を初期値から目標位相角に向けて徐々に近づけ、係るソフトランディング用目標値に沿って実際の位相角を変化させることで、相対回転位相角の応答速度を低下させる。
【００８３】
（ハ）
前記初期値と前記ソフトランディング用目標値の変化速度との少なくとも一方を、前記目標位相角の変化量と実際の相対回転位相角の変化速度との少なくとも一方に応じて変更する、請求項（ロ）記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
【００８４】
上記発明によると、目標位相角の変化量が大きいほどオーバーシュートが発生し易くなり、また、実際の相対回転位相角の変化速度（ストッパに近づく速度）が速いほどオーバーシュートが発生し易くなる一方、初期値（換言すれば、応答速度を遅らせる処理の開始位相角）をストッパ位置からより離れた位置とすることでオーバーシュートの発生を抑制でき、また、ソフトランディング用目標値の変化速度をより遅くすることでオーバーシュートの発生を抑制できる。
そこで、目標位相角の変化量と実際の相対回転位相角の変化速度との少なくとも一方から、オーバーシュートの発生し易さを判定し、係るオーバーシュートの発生し易さに応じて初期値とソフトランディング用目標値の変化速度との少なくとも一方を変更することで、オーバーシュートによるストッパ衝突を抑制しつつ、目標位相角への到達（収束）が過剰に遅れることを抑制する。
【００８５】
（ニ）
前記可変バルブタイミング機構が、
クランクシャフトから回転力が伝達される駆動回転体と、
前記駆動回転体と一体的に回転し、ブラシを介して給電される電動モータと、
前記電動モータの出力軸が前記駆動回転体に対して相対的に回転することによって前記クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相角を変更する位相変更機構と、
前記カムシャフトの進角側及び遅角側の相対回転位置を規制するストッパと、
を含む、請求項１から３のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング機構の制御装置。
上記発明によると、電動モータの出力軸の回転によって相対回転位相角を変更する、電動式の可変バルブタイミング機構において、ストッパ衝突を抑制しつつ相対回転位相角の制御範囲を拡大できる。
【符号の説明】
【００８６】
１ｄ…ストッパ凸部、２ｂ…ストッパ凹溝、１２…電動モータ（電動アクチュエータ）、１０１…内燃機関、１０５…吸気バルブ、１０９…クランクシャフト、１１４…可変バルブタイミング機構、１１５ａ…吸気カムシャフト、２０１…ＥＣＵ
【図１】
2014227983.tif 000003
【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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