(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドを有した油圧制御弁と、
前記油圧制御弁が動作することによって、クランクシャフトに対するカム位相を変化させるカム位相可変機構と、
前記油圧制御弁を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
クランク角センサからクランク角が入力され、カム角センサからカム角が入力されて、前記カム位相を検出する実カム位相検出手段と、
運転状態に応じて、前記クランクシャフトに対する目標カム位相を設定する目標カム位相設定手段と、
前記ソレノイドのコイルに出力される出力デューティを算出する出力デューティ算出手段と、
前記カム位相と前記目標カム位相とが一致するように、前記出力デューティ算出手段へ出力する制御値を算出して、前記カム位相をＰＩＤフィードバック制御するフィードバック制御手段とを有した内燃機関の制御装置において、
前記制御部は、
コイル温度センサから前記コイルの温度が入力され、前記コイルの温度を検出するコイル温度検出手段と、
検出された前記コイルの温度に温度勾配を乗じて前記コイルの抵抗を補正し、前記油圧制御弁を動作させる電気回路の抵抗を算出する回路抵抗算出手段と、
算出された前記電気回路の抵抗を用いて、前記カム位相が保持されるときの前記出力デューティである保持出力デューティを算出する積分項初期値算出手段と、
算出された前記電気回路の抵抗を用いて、前記出力デューティの上限である上限出力デューティを算出する上限出力デューティ算出手段とをさらに有し、
前記フィードバック制御手段は、前記積分項が初期化された場合に、前記保持出力デューティを前記積分項とし、
前記出力デューティ算出手段は、前記上限出力デューティを上限として、前記出力デューティを算出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記積分項は、イグニッションキーがオンとなった後、最初に前記フィードバック制御手段がＰＩＤフィードバック制御するときに初期化され、
前記保持出力デューティは、前記イグニッションキーがオンとなった後、最初に前記フィードバック制御手段がＰＩＤフィードバック制御するときに検出された前記コイルの温度を用いて補正された前記コイルの抵抗を用いて算出されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記上限出力デューティ算出手段は、さらに、前記カム位相または前記目標カム位相を用いて、前記上限出力デューティを補正することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
算出された、前記制御値または前記積分項を用いて、前記温度勾配を算出して更新する勾配算出手段と、
前記カム位相と前記目標カム位相とがほぼ一致した場合に、前記勾配算出手段による前記温度勾配の更新を許可する勾配更新条件判定手段とをさらに備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記積分項初期値算出手段は、さらに、前記目標カム位相を用いて、前記保持出力デューティを算出することを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記電気回路の前記コイルを除いた領域である電気回路部に設けられた電気回路部温度センサから前記電気回路部の温度が入力され、前記電気回路部の温度を検出する電気回路部温度検出手段をさらに備え、
前記回路抵抗算出手段は、前記電気回路部の温度を用いて、前記電気回路部の抵抗を補正することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、クランクシャフトに対するカム位相を変化させる内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソレノイドを有した油圧制御弁と、前記油圧制御弁が動作することによって、クランクシャフトに対するカム位相を変化させるカム位相可変機構と、前記油圧制御弁を制御する制御部とを備え、前記制御部は、クランク角センサからクランク角が入力され、カム角センサからカム角が入力されて、前記カム位相を検出する実カム位相検出手段と、運転状態に応じて、前記クランクシャフトに対する目標カム位相を設定する目標カム位相設定手段と、前記カム位相と前記目標カム位相とが一致するように前記油圧制御弁を動作させる出力デューティを出力して、前記カム位相をＰＩＤフィードバック制御するフィードバック制御手段と、前記カム位相が所定の値となったときの前記出力デューティを学習値として学習する学習値算出手段とを有した内燃機関の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
このものの場合、例えば、イグニッションキーがオンとなったときに、既に学習された学習値を、前記フィードバック制御手段の積分項の初期値として、フィードバック制御手段がカム位相のＰＩＤフィードバック制御を開始する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３４７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このものの場合、積分項の初期値として設定される学習値は、学習値算出手段が、以前に、カム位相が所定の値となったときの出力デューティを学習値として学習した値であり、フィードバック制御手段によるＰＩＤフィードバック制御が開始されるときのコイルの温度に対応した値ではないので、ＰＩＤフィードバック制御の応答性が悪いという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、ＰＩＤフィードバック制御の応答性を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、ソレノイドを有した油圧制御弁と、前記油圧制御弁が動作することによって、クランクシャフトに対するカム位相を変化させるカム位相可変機構と、前記油圧制御弁を制御する制御部とを備え、前記制御部は、クランク角センサからクランク角が入力され、カム角センサからカム角が入力されて、前記カム位相を検出する実カム位相検出手段と、運転状態に応じて、前記クランクシャフトに対する目標カム位相を設定する目標カム位相設定手段と、前記ソレノイドのコイルに出力される出力デューティを算出する出力デューティ算出手段と、前記カム位相と前記目標カム位相とが一致するように、前記出力デューティ算出手段へ出力する制御値を算出して、前記カム位相をＰＩＤフィードバック制御するフィードバック制御手段とを有した内燃機関の制御装置において、前記制御部は、コイル温度センサから前記コイルの温度が入力され、前記コイルの温度を検出するコイル温度検出手段と、検出された前記コイルの温度に温度勾配を乗じて前記コイルの抵抗を補正し、前記油圧制御弁を動作させる電気回路の抵抗を算出する回路抵抗算出手段と、算出された前記電気回路の抵抗を用いて、前記カム位相が保持されるときの前記出力デューティである保持出力デューティを算出する積分項初期値算出手段と、算出された前記電気回路の抵抗を用いて、前記出力デューティの上限である上限出力デューティを算出する上限出力デューティ算出手段とをさらに有し、前記フィードバック制御手段は、前記積分項が初期化された場合に、前記保持出力デューティを前記積分項とし、前記出力デューティ算出手段は、前記上限出力デューティを上限として、前記出力デューティを算出する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る内燃機関の制御装置によれば、フィードバック制御手段の積分項が初期化された場合に、コイルの温度を用いて補正された電気回路の抵抗を用いて積分項初期値算出手段が保持出力デューティを算出し、この保持出力デューティをフィードバック制御手段が積分項とするので、ＰＩＤフィードバック制御の応答性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の各実施の形態を図に基づいて説明するが、各図において、同一または相当の部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態１．
図１はこの実施の形態に係る内燃機関の制御装置を示す構成図である。
この実施の形態に係る内燃機関の制御装置が取り付けられる内燃機関１は、４サイクルＤＯＨＣ型ガソリンエンジンであり、回転可能なクランクシャフト２と、吸気バルブ（図示せず）を開閉させる複数の吸気カム（図示せず）が一体に設けられた吸気カムシャフト３と、排気バルブ（図示せず）を開閉させる複数の排気カム（図示せず）が一体に設けられた排気カムシャフト４とを備えている。
吸気カムシャフト３には、吸気カムシャフト３とともに回転する第１の従動スプロケット５が設けられている。
排気カムシャフト４には、排気カムシャフト４とともに回転する第２の従動スプロケット６が設けられている。
クランクシャフト２、第１の従動スプロケット５および第２の従動スプロケット６には、タイミングチェーン７が連続して巻き掛けられており、クランクシャフト２が２回転することで、吸気カムシャフト３および排気カムシャフト４が１回転するようになっている。
なお、内燃機関１は、４サイクルＤＯＨＣ型ガソリンエンジンに限らず、その他のエンジンであってもよい。
【０００９】
この内燃機関の制御装置は、吸気カムシャフト３と第１の従動スプロケット５との間に設けられた、第１の従動スプロケット５に対して吸気カムシャフト３を所定の範囲内で回動可能にするカム位相可変機構８と、内燃機関１で駆動されるオイルポンプ（図示せず）から送出されてカム位相可変機構８へ供給されるオイルの流路を開閉する油圧制御弁９と、油圧制御弁９の動作を制御する制御部であるＥＣＵ１０とを備えている。
油圧制御弁９がオイルの流路を開閉することで、カム位相可変機構８の内部の油圧が制御されて、第１の従動スプロケット５に対して吸気カムシャフト３が回動する。
その結果、クランクシャフト２に対する吸気カムの位相であるカム位相が変化する。
【００１０】
カム位相可変機構８は、供給されたオイルが充填される流体室（図示せず）が形成されている。
この流体室の内側には、吸気カムシャフト３に一体に形成されたベーン（図示せず）が移動可能に設けられている。
流体室とベーンとによって、進角室（図示せず）と遅角室（図示せず）とが区画されている。
油圧制御弁９が動作することにより進角室へのオイルの流路が開くと、進角室の内部の油圧が増大し、進角室が大きくなる方向にベーンが移動して、吸気カムシャフト３が第１の従動スプロケット５に対して進角方向に回動する。
一方、油圧制御弁９が動作することにより遅角室へのオイルの流路が開くと、遅角室の内部の油圧が増大し、遅角室が大きくなる方向にベーンが移動して、吸気カムシャフト３が第１の従動スプロケット５に対して遅角方向に回動する。
【００１１】
油圧制御弁９は、コイルを含んだソレノイド（図示せず）と、ソレノイド電流がコイルに流れることで移動するスプール（図示せず）とを備えている。
ＥＣＵ１０がコイルに流れるソレノイド電流を制御することにより、スプールが無段階に移動して、カム位相可変機構８の進角室または遅角室へのオイルの流路が開閉される。
例えば、平均ソレノイド電流が保持電流（０．５６[Ａ]）の場合には、スプールは中立位置にあり、進角室および遅角室へのオイルの流路は閉じている。
平均ソレノイド電流が保持電流より大きい場合には、スプールが一方向に移動して、進角室へのオイルの流路が開き、進角室へオイルが供給されて、進角室の内部の油圧が増大する。
カム位相が所定の進角状態となると、平均ソレノイド電流を保持電流とし、進角室へのオイルの流路を閉じ、カム位相を所定の進角状態に保持する。
一方、平均ソレノイド電流が保持電流より小さい場合には、スプールが他方向に移動して、遅角室へのオイルの流路が開き、遅角室へオイルが供給されて、遅角室の内部の油圧が増大する。
カム位相が所定の遅角状態となると、平均ソレノイド電流を保持電流とし、遅角室へのオイルの流路を閉じ、カム位相を所定の遅角状態に保持する。
【００１２】
また、この内燃機関の制御装置は、クランクシャフト２に設けられた、クランク角を検出するクランク角センサと１１と、吸気カムシャフト３に設けられた、カム角を検出するカム角センサ１２と、内燃機関１のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度を検出する冷却水温度センサ１３とを備えている。
【００１３】
クランク角センサ１１は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップから構成されており、クランクシャフト２が回転することで、所定のクランク角ごとにパルス信号をＥＣＵ１０に出力する。
カム角センサ１２は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップから構成されており、吸気カムシャフト３が回転することで、所定のカム角ごとにパルス信号をＥＣＵ１０に出力する。
冷却水温度センサ１３は、検出された冷却水の温度の信号をＥＣＵ１０に出力する。
油圧制御弁９を駆動するバッテリには、バッテリセンサ（図示せず）が設けられており、このバッテリセンサからバッテリ電圧の信号をＥＣＵ１０に出力する。
【００１４】
ＥＣＵ１０は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭを備えたマイクロコンピュータであり、クランク角センサ１１、カム角センサ１２および冷却水温度センサ１３から出力された各信号は、Ｉ／Ｏインターフェースにおいて、Ａ／Ｄ変換され、成形された後に、ＣＰＵに入力される。
ＣＰＵは、入力された各信号に応じて、内燃機関１の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよびデータと、ＲＡＭに記憶されたデータとを用いて油圧制御弁９を制御する。
【００１５】
図２は図１のＥＣＵ１０を示すブロック図である。
ＥＣＵ１０は、クランク角センサ１１から入力されたクランク角とカム角センサ１２から入力されたカム角とからカム位相を検出する実カム位相検出手段１４と、運転状態に応じて、クランクシャフト２に対する目標カム位相を設定する目標カム位相設定手段１５と、ソレノイドのコイルに出力される出力デューティを算出する出力デューティ算出手段１６と、カム位相と目標カム位相とが一致するように、出力デューティ算出手段１６へ出力する制御値を算出して、カム位相をＰＩＤフィードバック制御するフィードバック制御手段１７とを備えている。
出力デューティ算出手段１６では、フィードバック制御手段１７から入力された制御値に電圧補正などの最終処理が行われる。
【００１６】
また、ＥＣＵ１０は、冷却水温度センサ１３から冷却水の温度が入力されることで、冷却水の温度からコイルの温度を推定するコイル温度検出手段１８と、推定されたコイルの温度に係数である温度勾配を乗じてコイルの抵抗を補正し、油圧制御弁９を動作させる電気回路の抵抗を算出する回路抵抗算出手段１９と、算出された電気回路の抵抗を用いて、コイルに保持電流が流れるときの出力デューティである保持出力デューティを算出する積分項初期値算出手段２０とを備えている。
積分項初期値算出手段２０は、算出した保持出力デューティをフィードバック制御手段１７に出力し、フィードバック制御手段１７では、入力された保持出力デューティをＰＩＤフィードバック制御の積分項の初期値として用いる。
なお、コイル温度検出手段１８は、コイル温度センサからコイルの温度が入力されることで、コイルの温度を検出してもよい。
【００１７】
回路抵抗算出手段１９は、油圧制御弁９を動作させる電気回路の抵抗の抵抗Ｒ[Ω]を、温度に影響を受けるコイルのコイル抵抗Ｒ１[Ω]と、油圧制御弁９を動作させる電気回路のコイルを除いた領域である電気回路部の電気回路部抵抗Ｒ２[Ω]とに分割して算出する。
電気回路部は、油圧制御弁９とＥＣＵ１０とを繋いだハーネス（図示せず）と、ＥＣＵ１０の基板内配線（図示せず）と、油圧制御弁９を駆動する駆動素子（図示せず）とを備えている。
この実施の形態では、電気回路部抵抗Ｒ２は、常用使用温度における、ハーネスの抵抗と、基板内配線の抵抗と、駆動素子の抵抗との和とする。
つまり、電気回路部抵抗Ｒ２は一定の値である。
【００１８】
コイル抵抗Ｒ１は、温度が−２３４．５℃を原点とする比例関係にあることが知られており、コイルの温度をＴ[℃]とすると、電気回路の抵抗Ｒは下記の式（１）から算出される。
Ｒ＝Ｒ１×（２３４．５＋Ｔ）／（２３４．５＋２０）＋Ｒ２      （１）
上記の式（１）をコイルの温度Ｔの関数に変形すると、下記の式（２）となる。
Ｒ＝Ｋ１×Ｔ＋Ｋ２      （２）
ただし、Ｋ１およびＫ２は下記の式（３）および式（４）から算出される。
Ｋ１＝Ｒ１／（２３４．５＋２０）      （３）
Ｋ２＝Ｒ１×２３４．５／（２３４．５）＋Ｒ２      （４）
Ｋ１は、回路抵抗算出手段１９が、推定されたコイルの温度に乗じてコイル抵抗Ｒ１を補正する温度勾配と呼び、Ｋ２をオフセットと呼ぶ。
これにより、電気回路の抵抗Ｒは、コイルの温度Ｔから電気回路の抵抗Ｒを補正するマップを予め作成する必要がないので、内燃機関の制御装置の製造コストを低減させることができる。また、マップを作成した場合と比べて、複数の内燃機関の制御装置に適合させて電気回路の抵抗Ｒを補正することができる。
また、コイル抵抗Ｒ１だけでなく、電気回路部抵抗Ｒ２を含んだ電気回路の抵抗Ｒを算出するので、積分項初期値算出手段２０が算出する保持出力デューティの誤差を低減させることができる。
また、電気回路の抵抗Ｒの内、コイル抵抗Ｒ１のみをコイルの温度Ｔを用いて補正するので、電気回路の抵抗Ｒの誤差を低減させることができる。
【００１９】
出力デューティＤ[％]、平均ソレノイド電流Ｃ[Ａ]、バッテリ電圧Ｖｂ[Ｖ]、回路抵抗算出手段１９で算出された抵抗Ｒ[Ω]とすると、オームの法則から下記の式（５）が成立する。
Ｖｂ×Ｄ／１００＝Ｃ×Ｒ      （５）
バッテリ電圧Ｖｂを１４[Ｖ]とした場合に、平均ソレノイド電流Ｃをカム位相が保持される保持電流（０．５６[Ａ]）とする保持出力デューティＤＨＯＬＤ[％]は、下記の式（６）から算出される。
ＤＨＯＬＤ＝０．５６×Ｒ×１００／１４      （６）
積分項初期値算出手段２０は、上記の式（６）を用いて、保持出力デューティＤＨＯＬＤを算出する。
【００２０】
ＰＩＤフィードバック制御の性質から、フィードバック制御手段１７の積分項は、実カム位相と目標カム位相とが一致している場合に、制御値と等しくなる。
このときの制御値は、保持出力デューティＤＨＯＬＤとも等しいので、フィードバック制御手段１７は、上式（６）で算出された保持出力デューティＤＨＯＬＤをＰＩＤフィードバック制御の積分項の初期値として用いる。
フィードバック制御手段１７は、保持出力デューティＤＨＯＬＤを用いて制御値を補正しないので、例えば、コイル温度検出手段１８が、誤作動をして、コイルの温度が変化したと推定した場合であっても、フィードバック制御手段１７がコイル温度検出手段１８の誤作動の影響を受けることを防ぐことができる。
また、平均ソレノイド電流を検出する電流検出手段を備えた内燃機関の制御装置と比較して、平均ソレノイド電流が保持電流となる保持出力デューティＤＨＯＬＤを積分項の初期値として用いるので、構成を簡単にすることができる。
その結果、内燃機関の制御装置を小型化することができ、平均ソレノイド電流を検出することによるエネルギーの消費量を削減することができる。
【００２１】
また、ＥＣＵ１０は、回路抵抗算出手段１９から算出された電気回路の抵抗から、出力デューティの上限である上限出力デューティを算出する上限出力デューティ算出手段２１と、フィードバック制御手段１７で算出された制御値または積分項を用いて、回路抵抗算出手段１９の温度勾配Ｋ１を算出して更新する勾配算出手段２２と、カム位相と目標カム位相とがほぼ一致した場合に、勾配算出手段２２による温度勾配Ｋ１の更新を許可する勾配更新条件判定手段２３とを備えている。
上限出力デューティ算出手段２１により算出された上限出力デューティは、出力デューティ算出手段１６へ出力される。
【００２２】
上限出力デューティ算出手段２１は、平均ソレノイド電流の上限値を１[Ａ]とすると、上限出力デューティＤＭＡＸは、上記の式（５）を利用した下記の式（７）から算出される。
ＤＭＡＸ＝１×Ｒ×１００／１４      （７）
これにより、コイルの温度Ｔが推定されることで、コイル抵抗Ｒ１が算出されるので、上限出力デューティＤＭＡＸを算出することができ、出力デューティ算出手段１６で算出される出力デューティＤの上限を設定することができる。
なお、バッテリ電圧Ｖｂが１４[Ｖ]でない場合には、フィードバック制御手段１７の制御値ＤＦＢ[％]を用いて、下記の式（８）から、出力デューティ算出手段１６の出力デューティＤが算出される。
Ｄ＝ＭＩＮ（ＤＦＢ、ＤＭＡＸ）×Ｖｂ／１４      （８）
【００２３】
次に、勾配算出手段２２による温度勾配Ｋ１の算出について説明する。
バッテリ電圧Ｖｂを１４[Ｖ]とし、平均ソレノイド電流Ｃを保持電流（０．５６Ａ）としたとき、フィードバック制御手段１７の積分項Ｉを用いて、現在の抵抗ＲＮＯＷは、下記の式（９）から算出される。
現在の抵抗ＲＮＯＷ＝Ｉ×１４／（０．５６×１００）      （９）
また、現在の抵抗ＲＮＯＷおよび電気回路部抵抗Ｒ２を用いて、現在の温度勾配Ｋ１ＮＯＷは、下記の式（１０）から算出される。
現在の温度勾配Ｋ１ＮＯＷ＝（ＲＮＯＷ−Ｒ２）／（２３４．５＋Ｔ）      （１０）
【００２４】
上記の式（３）に、コイル抵抗Ｒ１の上限値および下限値を用いることで、温度勾配Ｋ１の上限値および下限値が算出される。
ここで、コイル抵抗Ｒ１を７．４[Ω]、公差を±０．５[Ω]、コイルの温度Ｔを２０[℃]とすると、温度勾配Ｋ１の上限値Ｋ１ＭＡＸおよび温度勾配Ｋ１の下限値Ｋ１ＭＩＮは、下記の式（１１）および下記の式（１２）から算出される。
Ｋ１ＭＡＸ＝（７．４＋０．５）／（２３４．５＋２０）      （１１）
Ｋ１ＭＩＮ＝（７．４−０．５）／（２３４．５＋２０）      （１２）
なお、コイルの経年変化も考慮に入れる場合には、上記の式（１１）および上記の式（１２）から算出される上限値Ｋ１ＭＡＸおよび下限値Ｋ１ＭＩＮに、経年変化による補正値を加えればよい。
上記の式（１１）および上記の式（１２）を用いて、実際に更新される温度勾配Ｋ１は、下記の式（１３）から算出される。
Ｋ１＝ＭＡＸ{ＭＩＮ（Ｋ１ＮＯＷ、Ｋ１ＭＡＸ）、Ｋ１ＭＩＮ}      （１３）
なお、温度勾配Ｋ１は、バックアップＲＡＭに記憶されており、例えば、バッテリが切断された場合であっても、バックアップＲＡＭに記憶されていた温度勾配Ｋ１の中央値Ｋ１ＭＩＤを用いることができる。
つまり、バッテリが切断された直後のＰＩＤフィードバック制御では、下記の式（１４）に示す温度勾配Ｋ１の中央値Ｋ１ＭＩＤを用いて、積分項初期値算出手段２０は保持出力デューティＤＨＯＬＤを算出し、フィードバック制御手段１７は、算出された保持出力デューティＤＨＯＬＤを積分項の初期値とする。
Ｋ１ＭＩＤ＝７．４／（２３４．５＋２０）      （１４）
したがって、バッテリが切断された直後の初回のＰＩＤフィードバック制御時では、積分項の初期値には、コイルの製造による誤差が生じる。
しかしながら、フィードバック制御手段１７がＰＩＤフィードバック制御してカム位相と目標カム位相とが一致した後、上記の式（１０）を用いて温度勾配Ｋ１が更新されるので、温度勾配Ｋ１が更新された以降の積分項の初期値に誤差が含まれることを低減させることができる。
【００２５】
次に、この実施の形態に係る内燃機関の制御装置の処理の流れを説明する。
図３は図１の内燃機関の制御装置の処理の流れを示すフローチャート図である。
この内燃機関の制御装置は、制御処理がクランク角同期演算周期で実行される。
なお、各制御処理は、勿論この周期に限らず、例えば、１０ｍｓ周期であってもよい。
まず、実カム位相検出手段１４は、クランク角センサ１１からクランク角が入力され、カム角センサ１２からカム角が入力されて、クランク角およびカム角からカム位相を検出する（ステップＳ１）。
次に、目標カム位相設定手段１５は、運転状態を示すアクセル回転数およびアクセル開度から予め定められたマップを用いて、目標カム位相を設定する（ステップＳ２）。
さらに、コイル温度検出手段１８が、冷却水の温度からコイルの温度Ｔを推定する（ステップＳ３）。
【００２６】
次に、回路抵抗算出手段１９が、上記の式（２）を用いて、推定されたコイルの温度Ｔに温度勾配Ｋ１を乗じてコイル抵抗Ｒ１を補正し、油圧制御弁９を動作させる電気回路の抵抗Ｒを算出する（ステップＳ４）。
さらに、積分項初期値算出手段２０が、算出された電気回路の抵抗Ｒと、上記の式（６）を用いて、フィードバック制御手段１７の積分項の初期値となる保持出力デューティＤＨＯＬＤを算出する（ステップＳ５）。
【００２７】
次に、上限出力デューティ算出手段２１が、上記の式（７）を用いて、上限出力デューティＤＭＡＸを算出し、出力デューティ算出手段１６へ出力する（ステップＳ６）。
さらに、フィードバック制御手段１７が、カム位相と目標カム位相とが一致するように、出力デューティ算出手段１６を制御する制御値を算出して、出力デューティ算出手段１６へ制御値を出力する（ステップＳ７）。
【００２８】
次に、出力デューティ算出手段１６が、フィードバック制御手段１７の制御値に基づいて、ソレノイドのコイルに出力される出力デューティＤを算出する（ステップＳ８）。
さらに、勾配更新条件判定手段２３が、勾配算出手段２２による温度勾配Ｋ１の更新の許可を判定する（ステップＳ９）。
【００２９】
ステップＳ９で、勾配算出手段２２による係数の更新が許可されていると判定された場合には、勾配算出手段２２が、フィードバック制御手段１７で算出された制御値または積分項を用いて、回路抵抗算出手段１９の温度勾配Ｋ１を算出して更新して（ステップＳ１０）、この処理が終了する。
一方、ステップＳ８で、勾配算出手段２２による温度勾配Ｋ１の更新が許可されていないと判定された場合には、そのままこの処理が終了する。
【００３０】
次に、この実施の形態に係る内燃機関の制御装置がイグニッションキーのオンを判定する処理の流れを説明する。
図４は図１の内燃機関の制御装置がイグニッションキーのオンを判定する処理の流れを示すフローチャート図である。
ＥＣＵ１０には、フィードバック制御手段１７によるＰＩＤフィードバック制御が既に行われたことがあることを示す経験フラグＦＢＥＸが設けられている。
この経験フラグＦＢＥＸは、フィードバック制御手段１７によるＰＩＤフィードバック制御が既に行われたことがある場合には１となり、フィードバック制御手段１７によるＰＩＤフィードバック制御がまだ行われたことがない場合には０となる。
まず、ＥＣＵ１０は、イグニッションキーがオフからオンとなったことを判定する（ステップＳ１１）。
次に、ステップＳ１１でイグニッションキーがオフからオンとなったと判定された場合には、経験フラグＦＢＥＸを０にして（ステップＳ１２）、この処理が終了する。
一方、ステップＳ１１で、イグニッションキーがオフからオンとなっていないと判定された場合には、そのままこの処理が終了する。
【００３１】
次に、この実施の形態に係る内燃機関の制御装置のフィードバック制御手段１７の制御開始の可否を判定する処理について説明する。
図５は、図１の内燃機関の制御装置のフィードバック制御手段１７の制御開始の可否を判定する処理の流れを示すフローチャート図である。
ＥＣＵ１０には、フィードバック制御手段１７によるＰＩＤフィードバック制御が現在行われていることを示すフィードバックモードフラグＦＢＭＤが設けられている。
このフィードバックモードフラグＦＢＭＤは、フィードバック制御手段１７によるＰＩＤフィードバック制御が現在行われている場合には１となり、フィードバック制御手段１７によるＰＩＤフィードバック制御が現在は行われていない場合には０となる。
内燃機関の制御装置には、フィードバック制御手段１７の制御開始の条件として、目標カム位相が０度より大きく、かつ、冷却水の温度が２０℃より大きいことが設定されている。
なお、フィードバック制御手段１７の制御開始の可否を判定する条件は、これらに限らず、その他の条件であってもよい。
【００３２】
まず、フィードバック制御手段１７の制御開始の条件が成立していることを判定する（ステップＳ１３）。
ステップＳ１３で、フィードバック制御手段１７の制御開始の条件が成立していると判定された場合には、経験フラグＦＢＥＸを１にし、さらに、フィードバックモードフラグＦＢＭＤを１にして（ステップＳ１４）、この処理が終了する。
一方、ステップＳ１３で、フィードバック制御手段１７の制御開始の条件が成立していないと判定された場合には、フィードバックモードフラグＦＢＭＤを０にして（ステップＳ１５）、この処理が終了する。
【００３３】
次に、フィードバック制御手段１７によるＰＩＤフィードバック制御の処理の流れについて説明する。
図６は図２のフィードバック制御手段１７によるＰＩＤフィードバック制御の処理の流れを示すフローチャート図である。
まず、フィードバック制御手段１７は、カム位相と目標カム位相との差である偏差を算出し、さらに、今回のカム位相と前回のカム位相との差から、カム位相の速度を算出し、さらに、カム位相の回転数を予め設定された所定値で割った値を時間補正として算出する（ステップＳ１６）。
なお、この所定値とは、ＰＩＤ制御ゲインを適合したときのカム位相の回転数である。
次に、偏差にＰゲインを乗じた値と、速度にＤゲインと時間補正とを乗じた値との差であるＰＤ項演算結果ＤＰＤを算出する（ステップＳ１７）。
さらに、積分項Ｉを算出する（ステップＳ１８）。
最後に、ＰＤ項演算結果ＤＰＤに後述する積分項Ｉを加えた値であるフィードバック操作量ＤＦＢを算出する（ステップＳ１９）。
なお、ＰゲインおよびＤゲインは、カム位相の所定の回転数において適合された固定値である。
【００３４】
次に、フィードバック制御手段１７が積分項Ｉを算出する処理の流れについて説明する。
図７は図６の積分項Ｉを算出する処理の流れを示すフローチャート図である。
まず、経験フラグＦＢＥＸが０であることを判定する（ステップＳ２０）。
ステップＳ２０で、経験フラグＦＢＥＸが０であると判定された場合には、ステップＳ５で算出された保持出力デューティＤＨＯＬＤを積分項Ｉに代入し（ステップＳ２１）、この処理が終了する。
一方、ステップＳ２０で、経験フラグＦＢＥＸが１であると判定された場合には、フィードバックモードフラグＦＢＭＤが１であることを判定する（ステップＳ２２）。
ステップＳ２２で、フィードバックモードフラグＦＢＭＤが１であると判定された場合には、ＰＤ項演算結果ＤＰＤにＩゲインを乗じて、さらに、時間補正で割った値と、前回算出された積分項Ｉの値とを加算して、現在の積分項Ｉを算出し（ステップＳ２３）、この処理が終了する。
なお、Ｉゲインは、カム位相の所定の回転数において適合された固定値である。
一方、ステップＳ２２で、フィードバックモードフラグＦＢＭＤが０であると判定された場合には、積分項Ｉを変更せず、このままこの処理が終了する。
【００３５】
次に、勾配更新条件判定手段２３による勾配更新許可判定の処理の流れについて説明する。
図８は図２の勾配更新許可判定の処理の流れを示すフローチャート図である。
勾配更新条件判定手段２３は、勾配更新が許可されていることを示す勾配更新許可フラグと、所定の時間を計測する継続時間測定用タイマーとが設けられている。
この勾配更新許可フラグは、勾配更新が許可されている場合には１となり、勾配更新が許可されていない場合には０となる。
まず、フィードバックモードフラグＦＢＭＤが１であることを判定する（ステップＳ２４）。
ステップＳ２４で、フィードバックモードフラグＦＢＭＤが１であると判定された場合には、カム位相と目標カム位相との差である偏差の絶対値が所定値Ｐ１より小さいことを判定する（ステップＳ２５）。
一方、ステップＳ２４で、フィードバックモードフラグＦＢＭＤが０であると判定された場合には、継続時間測定用タイマーに所定値Ｐ２をセットし、勾配更新許可フラグを０として（ステップＳ２９）、この処理が終了する。
【００３６】
ステップＳ２５で、偏差の絶対値が所定値Ｐ１より小さいと判定された場合には、継続時間測定用タイマーが０であることを判定する（ステップＳ２６）。
一方、ステップＳ２５で、偏差の絶対値が所定値Ｐ１より大きいと判定された場合には、ステップＳ２９へと進む。
【００３７】
ステップＳ２６で、継続時間測定用タイマーが０であると判定された場合には、勾配更新許可フラグを１にセットし（ステップＳ２７）、勾配更新許可判定の処理が終了する。
一方、ステップＳ２６で、継続時間測定用タイマーが０でないと判定された場合には、継続時間測定用タイマーから１を引いて（ステップＳ２８）、この処理が終了する。
【００３８】
この実施の形態に係る内燃機関の制御装置によれば、フィードバック制御手段１７の積分項Ｉが初期化された場合に、コイルの温度Ｔを用いて補正された電気回路の抵抗Ｒを用いて積分項初期値算出手段２０が保持出力デューティＤＨＯＬＤを算出し、この保持出力デューティＤＨＯＬＤをフィードバック制御手段１７が積分項Ｉとするので、ＰＩＤフィードバック制御の応答性を向上させることができる。
【００３９】
また、イグニッションキーがオンとなった後、最初にフィードバック制御手段１７がＰＩＤフィードバック制御するときに、積分項Ｉが初期化され、イグニッションキーがオンとなった後、最初にフィードバック制御手段１７がＰＩＤフィードバック制御するときに推定されたコイルの温度Ｔを用いて補正されたコイル抵抗Ｒ１を用いて、積分項初期値算出手段２０が保持出力デューティＤＨＯＬＤを算出するので、コイルの温度Ｔの変化による保持出力デューティＤＨＯＬＤの誤差を低減させることができる。
【００４０】
また、算出された電気回路の抵抗Ｒを用いて、上限出力デューティＤＭＡＸを算出する上限出力デューティ算出手段２１をさらに備え、出力デューティ算出手段１６は、上限出力デューティＤＭＡＸを上限として、出力デューティＤを算出するので、コイルに過電流が流れることを防止することができる。
その結果、コイルの高寿命化を図ることができる。
【００４１】
また、算出された、制御値または積分項を用いて、回路抵抗算出手段１９の温度勾配Ｋ１を算出して更新する勾配算出手段２２と、カム位相と実カム位相とがほぼ一致した場合に、勾配算出手段２２による温度勾配Ｋ１の更新を許可する勾配更新条件判定手段２３とをさらに備えているので、電気回路の抵抗Ｒが経年変化した場合であっても、その変化に合わせて回路抵抗算出手段１９の温度勾配Ｋ１を補正することができる。
【００４２】
実施の形態２．
図９はこの実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ１０を示すブロック図である。
この実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、排気カムシャフト４と第２の従動スプロケット６との間に設けられた、第２の従動スプロケット６に対して排気カムシャフト４を所定の範囲内で回動可能にするカム位相可変機構（図示せず）と、このカム位相可変機構に設けられ、第２の従動スプロケット６に対して排気カムシャフト４を進角側に付勢したバネ（図示せず）とをさらに備えている。
油圧制御弁９が動作中に内部の油圧がなくなった場合に、バネが第２の従動スプロケット６に対して排気カムシャフト４を進角側に回動させることで、吸気バルブと排気バルブとのオーバーラップが生じることを防止する。
しかしながら、バネによって、第２の従動スプロケット６に対して排気カムシャフト４が進角側に付勢されているので、排気カムのカム位相が進角側へずれてしまう。
したがって、排気カムのカム位相を目標カム位相に維持するために、油圧制御弁９は、遅角室へのオイルの流路を開き、遅角室へオイルを供給しなければならず、この場合の保持電流は、油圧制御弁９のスプールを中立位置から遅角室へのオイルの流路を開く方向に移動させる電流とならなければならい。
以上のことから、積分項初期値算出手段２０から出力される保持出力デューティＤＨＯＬＤ[％]は、下記の式（１５）から算出される。
ＤＨＯＬＤ＝（０．５６＋Ｐ３×Ａ１）×Ｒ×１００／１４      （１５）
ただし、Ｐ３は、排気カムの遅角側への目標カム位相の最大幅に対する排気カムの遅角側への目標カム位相が最大となったときに実測した保持電流の割合であり、Ａ１は、排気カムの目標カム位相である。
【００４３】
上限出力デューティ算出手段２１の上限出力デューティＤＭＡＸは、上式（１５）を用いて、下式（１６）から算出することができる。
ＤＭＡＸ＝（１＋Ｐ３×Ａ１）×Ｒ×１００／１４      （１６）
なお、排気カムのカム位相Ａ２と目標カム位相Ａ１とが一致している場合には、下式（１７）から算出することができる。
ＤＭＡＸ＝（１＋Ｐ３×Ａ２）×Ｒ×１００／１４      （１７）
その他の構成は実施の形態１と同様である。
【００４４】
以上説明したように、この実施の形態に係る内燃機関の制御装置によれば、積分項初期値算出手段２０は、さらに、目標カム位相を用いて、保持出力デューティＤＨＯＬＤを算出するので、バネにより第２の従動スプロケット６に対して排気カムシャフト４が進角側に付勢された場合に、保持出力デューティＤＨＯＬＤの誤差を低減させることができる。
【００４５】
また、上限出力デューティ算出手段２１は、さらに、カム位相または目標カム位相を用いて上限出力デューティＤＭＡＸを補正するので、第２の従動スプロケット６に対して排気カムシャフト４が進角側に付勢されて、保持出力デューティＤＨＯＬＤが変化した場合に、変化した保持出力デューティＤＨＯＬＤに対応して上限出力デューティＤＭＡＸの誤差を低減させることができる。
【００４６】
実施の形態３．
図１０はこの実施の形態に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵ１０を示すブロック図である。
油圧制御弁９の電気回路部は、油圧制御弁９とＥＣＵ１０とを繋いだハーネスと、ＥＣＵ１０の基板内配線と、油圧制御弁９を駆動する駆動素子とを備えている。
したがって、電気回路部抵抗Ｒ２には、油圧制御弁９とＥＣＵ１０とを繋いだハーネスの抵抗Ｒ２Ｈと、ＥＣＵ１０の基板内配線の抵抗Ｒ２Ｐと、油圧制御弁９を駆動する駆動素子のＯＮ抵抗Ｒ２Ｄとが含まれている。
この実施の形態に係る内燃機関の制御装置は、ハーネスの温度を検出するハーネス温度センサ２４と、ＥＣＵ１０の基板の温度を検出するＥＣＵ基板温度センサ２５と、油圧制御弁９を駆動する駆動素子の温度を検出する駆動素子温度センサ２６とをさらに備えている。
ハーネス温度センサ２４と、ＥＣＵ基板温度センサ２５と、駆動素子温度センサ２６とから電気回路部温度センサが構成されている。
ＥＣＵ１０は、ハーネス温度センサ２４から入力された信号を用いてハーネスの温度を算出するハーネス温度算出手段２７と、ＥＣＵ基板温度センサ２５から入力された信号を用いてＥＣＵ１０の基板の温度を算出するＥＣＵ基板温度算出手段２８と、駆動素子温度センサ２６から入力された信号を用いて駆動素子の温度を算出する駆動素子温度算出手段２９とをさらに有している。
ハーネス温度算出手段２７と、ＥＣＵ基板温度算出手段２８と、駆動素子温度算出手段２９とから電気回路部温度検出手段が構成されている。
【００４７】
ハーネスの抵抗Ｒ２Ｈは、ハーネスの線材の０℃での抵抗率Ｐ４[Ω・ｍ]と、ハーネスの線材の抵抗の温度係数Ｐ５[１／Ｋ]と、ハーネスの線材の長さＰ６[ｍ]と、ハーネスの断面積Ｐ７[ｍ２]とに分割して算出される。
これにより、ハーネスの温度ＴＨ[℃]とすると、ハーネスの抵抗Ｒ２Ｈは、下記の式（１８）から算出される。
Ｒ２Ｈ＝Ｐ４×（１＋Ｐ５×ＴＨ）×Ｐ６／Ｐ７      （１８）
【００４８】
ＥＣＵ１０の基板内配線の抵抗Ｒ２Ｐは、基板上のパターンの金属材料の０℃での抵抗率Ｐ８[Ω・ｍ]と、基板上のパターンの金属材料の抵抗の温度係数Ｐ９[１／Ｋ]と、基板上のパターンの長さＰ１０[ｍ]と、基板上のパターンの断面積Ｐ１１[ｍ２]とに分割して算出される。
なお、基板上のパターンの断面積Ｐ１１はパターン幅に平均金属膜厚を乗じた値である。
これにより、ＥＣＵ１０の基板の温度ＴＰ[℃]とすると、ＥＣＵ１０の基板内配線の抵抗Ｒ２Ｐは、下記の式（１９）から算出される。
Ｒ２Ｐ＝Ｐ８×（１＋Ｐ９×ＴＰ）×Ｐ１０／Ｐ１１      （１９）
【００４９】
駆動素子のＯＮ抵抗Ｒ２Ｄは、基準温度および数点のゲート電圧におけるドレイン電流とＯＮ抵抗と特性図、基準温度およびドレイン電流における数点のゲート電圧とＯＮ抵抗との特性図、およびドレイン電流およびゲート電圧における素子温度とＯＮ抵抗との特性図から算出される。
【００５０】
回路抵抗算出手段１９は、油圧制御弁９を動作させる電気回路のコイル抵抗Ｒ１以外である電気回路部抵抗Ｒ２を、ハーネスの抵抗Ｒ２Ｈと、ＥＣＵ１０の基板内配線の抵抗Ｒ２Ｐと、駆動素子のＯＮ抵抗Ｒ２Ｄとの和から算出する。
これにより、油圧制御弁９を動作させる電気回路の抵抗Ｒ[Ω]は、下記の式（２０）から算出される。
Ｒ＝Ｒ１×（２３４．５＋Ｔ）／（２３４．５＋２０）
＋Ｒ２Ｈ＋Ｒ２Ｐ＋Ｒ２Ｄ      （２０）
その他の構成は実施の形態２と同様である。
【００５１】
以上説明したように、この実施の形態に係る内燃機関の制御装置によれば、回路抵抗算出手段１９が、油圧制御弁９を動作させる電気回路のコイルを除いた領域である電気回路部の温度を用いて、電気回路部抵抗Ｒ２を補正するので、電気回路部の温度が変化した場合であっても、回路抵抗算出手段１９に算出される油圧制御弁９を動作させる電気回路の抵抗Ｒの誤差を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を示す構成図である。
【図２】図１のＥＣＵを示すブロック図である。
【図３】図１の内燃機関の制御装置の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図４】図１の内燃機関の制御装置がイグニッションキーのオンを判定する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図５】図１の内燃機関の制御装置のフィードバック制御手段の制御開始の可否を判定する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図６】図２のフィードバック制御手段によるＰＩＤフィードバック制御の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図７】図６の積分項を算出する処理の流れを示すフローチャート図である。
【図８】図２の勾配更新許可判定の処理の流れを示すフローチャート図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵを示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る内燃機関の制御装置のＥＣＵを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  内燃機関、２  クランクシャフト、３  吸気カムシャフト、４  排気カムシャフト、５  第１の従動スプロケット、６  第２の従動スプロケット、７  タイミングチェーン、８  カム位相可変機構、９  油圧制御弁、１０  ＥＣＵ、１１  クランク角センサ、１２  カム角センサ、１３  冷却水温度センサ、１４  実カム位相検出手段、１５  目標カム位相設定手段、１６  出力デューティ算出手段、１７  フィードバック制御手段、１８  コイル温度検出手段、１９  回路抵抗算出手段、２０  積分項初期値算出手段、２１  上限出力デューティ算出手段、２２  勾配算出手段、２３  勾配更新条件判定手段、２４  ハーネス温度センサ、２５  ＥＣＵ基板温度センサ、２６  駆動素子温度センサ、２７  ハーネス温度算出手段、２８  ＥＣＵ基板温度算出手段、２９  駆動素子温度算出手段。
【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】
0004618618.tif 000008
【図８】
0004618618.tif 000009
【図９】
0004618618.tif 000010
【図１０】
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