(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を連続的に可変する可変機構を油圧制御ソレノイド弁により油圧駆動することにより、吸気バルブまたは排気バルブの少なくともいずれか一方のバルブ開閉タイミングを変化させる内燃機関の制御装置において、
上記クランク軸の基準回転位置を検出するクランク角センサと、
上記カム軸の基準回転位置を検出するカム角センサと、
上記クランク角センサおよび上記カム角センサの検出信号に基づいて上記カム軸の実位相角を検出する実位相角検出手段と、
上記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
上記運転状態検出手段により検出した運転状態に基づいて上記カム軸の目標位相角を設定する目標位相角設定手段と、
上記実位相角が上記目標位相角に一致するように位相角フィードバック制御演算を行って上記油圧制御ソレノイド弁への操作量を算出する位相角フィードバック制御手段と、
を備え、
ＫＥＹをＯＮにした後で初回の上記位相角フィードバック制御演算を開始するときには、上記運転状態検出手段により検出された水温に予め定められた温度係数を乗算するとともに、予め定められたオフセット値を加算して得た値を積分項の初期値として設定するとともに、上記位相角フィードバック制御中のときには、制御偏差が予め定めた値以上のときは予め定めた通常制御時の制御ゲインより大きな制御ゲインを、また制御偏差が予め定めた値未満のときは予め定めた通常制御時の制御ゲインを用いて上記位相角フィードバック制御演算を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記制御ゲインは、積分ゲインであ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】
上記積分項の初期値は、上記運転状態検出手段により検出された上記内燃機関の水温を変数とする予め定められた積分項初期値演算式を用いて設定す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４】
上記積分項初期値演算式は、上記油圧制御ソレノイド弁の中立位置制御電流値の公差下限値と、上記油圧制御ソレノイド弁のソレノイドコイル抵抗値の公差下限値と、上記水温から推定したソレノイドコイル温度とに基づいて設定された演算式であることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記積分項初期値演算式は、上記水温に温度係数を乗じた値にオフセット値を加算する演算式であることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
上記ＫＥＹがＯＮされているとともに上記位相角フィードバック制御を停止するときには、上記位相角フィードバック制御演算で算出された積分項の演算値の最新値を記憶す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７】
上記ＫＥＹがＯＮされているとともに上記位相角フィードバック制御を再開するときには、上記記憶された積分項の演算値の最新値から上記実位相角のオーバーシュート量を抑制する目的で予め設定された値を減算した値を上記積分項の初期値として設定することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
上記内燃機関の運転状態を検出する水温センサが故障しているときには、上記水温の代わりに予め定められた固定値に予め定められた温度係数を乗算するとともに予め定められたオフセット値を加算して得た値を上記積分項の初期値として設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
水温に予め定められた温度係数を乗算するとともに予め定められたオフセット値を加算して得た値が上記油圧制御ソレノイド弁の中立位置制御電流値の公差の上限値と、上記油圧制御ソレノイド弁のソレノイドコイル抵抗値の公差の上限値と、ソレノイドコイル温度の上限値とに基づいて予め定められた積分項初期値の公差内の上限値より大きいときには上記積分項初期値の公差内の上限値を上記積分項の初期値として設定し、また水温に予め定められた温度係数を乗算するとともに予め定められたオフセット値を加算して得た値が上記油圧制御ソレノイド弁の中立位置制御電流値の公差の下限値と、上記油圧制御ソレノイド弁のソレノイドコイル抵抗値の公差の下限値と、ソレノイドコイル温度の下限値とに基づいて予め定められた積分項初期値の公差内の下限値より小さいときには上記積分項初期値の公差内の下限値を上記積分項の初期値として設定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか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、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの動作タイミングを制御するための内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関のバルブタイミング制御装置により内燃機関のクランク軸に対するカム軸の位相角を変化させることによって、吸気バルブまたは排気バルブのバルブ開閉タイミングを変化させている。そして、このバルブタイミング制御装置は、クランク軸の基準回転位置でクランク角信号を出力するクランク角センサと、カム軸の基準回転位置でカム信号を出力するカムセンサとを備え、クランク角センサおよびカム角センサの検出信号に基づいてカム軸の実位相角を検出し、この実位相角が内燃機関の運転状態に基づいて設定される目標位相角に一致するように、位相角フィードバック制御を行うようにしている。
クランク軸に対するカム軸の位相角は、油圧制御ソレノイド弁により油圧の供給を制御されるカム軸位相可変機構で変化させることにより変更される。
【０００３】
油圧制御ソレノイド弁は、デューティソレノイド弁で構成されており、ソレノイドへの供給電圧をデューティ比制御することにより電流値が制御され、油圧をカム軸位相可変機構の進角室または遅角室に選択的に供給することで、カム軸が進角側または遅角側に変化する。また、デューティ比が中央付近の保持デューティ値のときには、油圧制御ソレノイド弁は、進角室および遅角室を同時に閉鎖し、油圧の供給を同時に遮断する中立位置に制御することでカム軸の位相角が保持状態となる。
【０００４】
油圧制御ソレノイド弁が中立位置となる保持デューティ値は、油圧制御ソレノイド弁の公差や経年変化などによるばらつきを補償するために、保持デューティ値を学習することや、その学習値をバックアップＲＡＭに記憶することが知られている。
また、保持デューティ値の学習が全く行われていないとき、またはバッテリＯＦＦ（バッテリ端子外し）時のように学習値が消失したときに、ＲＯＭに予め記憶された固定値を初期値として用いることも知られている。
【０００５】
しかし、上述のように設定される保持デューティの固定値は、公差に幅があり、また、経年変化があるため、それらを補償する学習値とは当然一致しない場合がある。このため、そのようなずれが生じている場合に、バッテリＯＦＦ時などに保持デューティ値の固定値を初期値として用いた時には、油圧制御ソレノイド弁の保持状態における実際の位置が本来の中立位置からずれてしまい、それに伴い、その後のカム位相制御の制御性も低下してしまう。
【０００６】
特に、このずれが進角側に生じているとともに、目標位相角が吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップがもともと大きい進角側に設定されているような場合には、バルブオーバーラップが過大になり、それに伴い内部ＥＧＲ量が過大になることで燃焼性が悪化するおそれがあることも知られている。
そこで、このバルブタイミング制御装置では、保持デューティ学習値を、フィードバック制御の積分項の初期値として設定し、保持デューティ学習が完了していない場合は目標位相角を制限するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【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】
【０００８】
しかし、この内燃機関のバルブタイミング制御装置では、保持デューティが油温変化による油圧制御ソレノイドコイル抵抗値変化やバッテリ電圧変化により変動するため、保持デューティ学習時の油圧制御ソレノイドコイル温度やバッテリ電圧と、位相角フィードバック制御開始時の積分項の初期値に保持デューティ学習値を設定する時の温度や電圧が異なる場合、保持デューティ値の実際値と学習値にはずれを生じる。
このような場合、内燃機関始動後の位相角フィードバック制御開始時の積分項の初期値に保持デューティ学習値を設定したときには、油圧制御ソレノイド弁の保持状態における実際の位置が本来の中立位置からずれてしまい、特にこのずれが進角側に生じているとともに、目標位相角が吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップがもともと大きい進角側に設定されているような場合には、バルブオーバーラップが過大になり、それに伴い内部ＥＧＲ量（排気ガス循環量）が過大になることで内燃機関の始動性の低下を招くことになる。
【０００９】
また、保持デューティ値の学習が完了していない場合は、目標位相角を制限するようにしているため進角側の制御が制約され、吸気バルブの開閉タイミングを変更するバルブタイミング制御装置を備えた内燃機関にあっては、内燃機関始動時に開閉タイミングを遅角側に変更しすぎた場合、吸気バルブの閉時期が遅くなるため、燃焼室内の吸入混合気が吸気管内に戻るようになる。
内燃機関の回転数が極めて低いクランキング時に吸入混合気が吸気管内に戻ると、実圧縮比が低下してしまい、始動性が困難になる。特に、混合気の体積が小さい低温時には、クランキングをしても混合気が十分に圧縮されず始動性が更に悪化する問題があった。
【００１０】
この発明の目的は、油圧制御ソレノイド弁の中立位置保持相当の積分項演算値に迅速で滑らかに到達させることができ、位相角フィードバック制御時の実位相角の過剰なオーバーシュートが防止でき、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが過大となることがないように内燃機関を制御する内燃機関の制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を連続的に可変する可変機構を油圧制御ソレノイド弁により油圧駆動することにより、吸気バルブまたは排気バルブの少なくともいずれか一方のバルブ開閉タイミングを変化させる内燃機関の制御装置において、上記クランク軸の基準回転位置を検出するクランク角センサと、上記カム軸の基準回転位置を検出するカム角センサと、上記クランク角センサおよび上記カム角センサの検出信号に基づいて上記カム軸の実位相角を検出する実位相角検出手段と、上記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、上記運転状態検出手段により検出した運転状態に基づいて上記カム軸の目標位相角を設定する目標位相角設定手段と、上記実位相角が上記目標位相角に一致するように位相角フィードバック制御演算を行って上記油圧制御ソレノイド弁への操作量を算出する位相角フィードバック制御手段と、を備え、ＫＥＹをＯＮにした後で初回の上記位相角フィードバック制御演算を開始するときには、上記運転状態検出手段により検出された水温に予め定められた温度係数を乗算するとともに、予め定められたオフセット値を加算して得た値を積分項の初期値として設定するとともに、上記位相角フィードバック制御中のときには、制御偏差が予め定めた値以上のときは予め定めた通常制御時の制御ゲインより大きな制御ゲインを、また制御偏差が予め定めた値未満のときは予め定めた通常制御時の制御ゲインを用いて上記位相角フィードバック制御演算を行う。
【発明の効果】
【００１２】
この発明に係る内燃機関の制御装置の効果は、油圧制御ソレノイド弁の中立位置保持相当の積分項演算値に迅速で滑らかに到達させることができ、位相角フィードバック制御時の実位相角の過剰なオーバーシュートが防止でき、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが過大となることがないため安定した燃焼性が確保されることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成図である。
この発明に係る内燃機関１は、図１に示すように、内燃機関１のクランク軸１１からタイミングベルト１２を介して一対のタイミングプーリ１３、１４に駆動力が伝達される。このクランク軸１１と同期して回転駆動される一対のタイミングプーリ１３、１４には従動軸としての一対のカム軸１５、１６が配設され、これらのカム軸１５、１６によって図示しない吸気バルブおよび排気バルブが開閉駆動される。このように開閉駆動される吸気バルブおよび排気バルブは、クランク軸１１の回転および図示しないピストンの上下動に同期して開閉駆動される。すなわち、吸気バルブおよび排気バルブは、内燃機関１における吸気行程、圧縮行程、爆発（膨張）行程、および排気行程からなる一連の４行程に同期して、所定の開閉タイミングで駆動される。
【００１４】
クランク軸１１にはクランク角センサ１７、カム軸１５にはカム角センサ１８がそれぞれ配設されている。このクランク角センサ１７から出力されるクランク角信号ＳＧＴおよびカム角センサ１８から出力されるカム角信号ＳＧＣは、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ、以下、「ＥＣＵ」と称す）２に入力される。
【００１５】
ここでクランク軸１１が１回転する間に、クランク角センサ１７からのクランク角信号ＳＧＴのパルス数がＮ個のとき、カム軸１５の１回転でカム角センサ１８からのカム角信号ＳＧＣのパルス数は２Ｎ個となる。
また、カム軸１５のタイミング変換角の最大値をＶＴｍａｘ°ＣＡ（クランク角）とすると、（３６０／ＶＴｍａｘ）以下のパルス数Ｎを設定する。これによって、実位相角ＶＴａの算出時、クランク角センサ１７からのクランク角信号ＳＧＴとカム角センサ１８からのカム角信号ＳＧＣとを使用することができる。
【００１６】
ＥＣＵ２は、周知のマイコン２１を備え、クランク角信号ＳＧＴとカム角信号ＳＧＣとに基づいて検出されたクランク軸１１に対するカム軸の実位相角ＶＴａが、内燃機関の運転状態に基づいて設定された目標位相角ＶＴｔに一致するように、位相角フィードバック制御（以下、「位相角Ｆ／Ｂ制御」と称す。）演算により算出された操作量ＤｏｕｔであるＤＵＴＹ駆動信号を、駆動回路２４を介して位相角制御アクチュエータである油圧制御ソレノイド弁（Ｏｉｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｖａｌｖｅ、以下、「ＯＣＶ」と称す。）３のリニアソレノイドコイル３１へ出力する。
【００１７】
ＯＣＶ３では、ＥＣＵ２からのＤＵＴＹ駆動信号によりリニアソレノイドコイル３１の電流値が制御され、スプリング３３の付勢力と釣り合う位置にスプール３２が位置決めされる。そして、スプール３２の位置により供給油通路４２が遅角側の供給油通路４５または進角側の供給油通路４６のどちらかと連通し、オイルタンク４４内の油がポンプ４１により、一方のカム軸１５に設けられたバルブタイミング制御機構５０（図１の斜線部）に圧送される。
このバルブタイミング制御機構５０に供給される油の油量が調整されることで、カム軸１５がタイミングプーリ１３、即ち、クランク軸１１に対し所定の位相差を有して回転自在であり、カム軸１５を目標位相角に設定することができる。尚、バルブタイミング制御機構５０からの油は排出油通路４３を通ってオイルタンク４４内へ戻される。
【００１８】
図２は、ＯＣＶ３内のスプール３２の位置（以下、「スプール位置」と称す）と実位相角ＶＴａの変化速度（以下、「実位相角変化速度」と称す。）との関係を示した特性図である。
図２の特性図において、実位相角変化速度が正の領域が進角側領域に相当し、負の領域が遅角側領域に相当する。この特性図における横軸のスプール位置はリニアソレノイド電流と比例関係にある。また、供給油通路４２が遅角側の供給油通路４５または進角側の供給油通路４６のどちらとも連通しないスプール位置は図中の流量０位置（ＯＣＶ３から出力される流量が０となる位置）であり、実位相角ＶＴａが変化しないスプール位置（中立位置と同じ）である。この流量０位置とリニアソレノイド電流値の関係は、ＯＣＶ３の個体差、耐久劣化や動作環境（油温やエンジン回転数など）の違いなどによりばらつきが生じる。
【００１９】
そこで、特許文献１では、位相角Ｆ／Ｂ制御を行って流量０位置の状態に制御しているときの駆動ＤＵＴＹ値を保持ＤＵＴＹ値として学習しておき、位相角Ｆ／Ｂ制御を開始するときの積分項の初期値として設定している。
【００２０】
次に、マイコン２１は、各種の演算や判定を行う図示しない中央演算処理装置（以下、「ＣＰＵ」と称す。）と、所定の制御プログラムなどが予め格納された図示しないＲＯＭと、ＣＰＵからの演算結果などを一時記憶する図示しないＲＡＭと、アナログ電圧をデジタル値に変換する図示しないＡ／Ｄ変換器と、入力信号の周期などを計測するための図示しないカウンタと、出力信号の駆動時間などを計測する図示しないタイマーと、出力インタフェイスとなる図示しない出力ポートと、各ブロックを接続する図示しないコモンバスとから構成されている。
マイコン２１には、内燃機関の運転状態を示す空気量、スロットル開度、バッテリ電圧、水温、油温を検出する運転状態検出手段から信号が入力されている。
【００２１】
図３は、この発明の実施の形態に係る内燃機関のバルブタイミング制御に関するマイコン２１内で実行される処理の基本的な構成を概念的に示す機能ブロック図であり、マイコン２１内の動作プログラムの機能を示している。図４は、カム角信号ＳＧＣの割り込み処理の手順を示すフローチャートである。図５は、クランク角信号ＳＧＴの割り込み処理の手順を示すフローチャートである。
【００２２】
カム角センサ１８からＥＣＵ２にカム角信号ＳＧＣが入力されると、ＥＣＵ２の波形整形回路２３がカム角信号ＳＧＣを波形整形し、割り込み指令信号ＩＮＩ２を出力する。この割り込み指令信号ＩＮＩ２は、マイコン２１に入力される。
図４のフローチャートに示すように、マイコン２１は、割り込み指令信号ＩＮＴ２によって割り込みがかけられる度に、ステップＳ２１において、図示しないカウンタのカウンタ値ＳＧＣＮＴを読み取り、読み取ったカウンタ値ＳＧＣＮＴを現在のＳＧＣＣＮＴ（ｎ）として図示しないＲＡＭに記憶する。なお、ＳＧＣＣＮＴ（ｎ）の（ｎ）は、今回のカム角信号ＳＧＣが入力されたときに読み取った値であることを示す。前回のカム角信号ＳＧＣが入力されたとき読み取った値はＳＧＣＣＮＴ（ｎ−１）で表す。
【００２３】
クランク角センサ１７からＥＣＵ２にクランク角信号ＳＧＴが入力されると、ＥＣＵ２の波形整形回路２２がクランク角信号ＳＧＴを波形整形し、割り込み指令信号ＩＮＩ１を出力する。この割り込み指令信号ＩＮＩ１は、マイコン２１に入力される。
図５のフローチャートに示すように、マイコン２１は、割り込み指令信号ＩＮＴ１によって割り込みがかけられる度に、ステップＳ４１において、前回のクランク角信号ＳＧＴが入力されたときに読み取られて記憶されたカウンタ値ＳＧＴＣＮＴ（ｎ）をＲＡＭから読み取って前回のＳＧＴＣＮＴ（ｎ−１）としてＲＡＭに記憶し、今回のクランク角信号ＳＧＴが入力されたときに読み取ったカウンタのカウンタ値ＳＧＴＮＴを読み取って、今回のＳＧＴＣＮＴ（ｎ）としてＲＡＭに記憶する。
【００２４】
次に、ステップＳ４２において、前回のクランク角信号ＳＧＴが入力されたときに読み取ってＲＡＭに記憶され再度ＲＡＭから読み取って前回のカウンタ値として記憶したＳＧＴＣＮＴ（ｎ−１）と今回のクランク角信号ＳＧＴが入力されたときのカウンタのカウンタ値ＳＧＴＣＮＴ（ｎ）との差から、クランク角信号ＳＧＴの周期Ｔｓｇｔ｛＝ＳＧＴＣＮＴ（ｎ）−ＳＧＴＣＮＴ（ｎ−１）｝を算出し、さらに、クランク角信号周期Ｔｓｇｔに基づいて内燃機関の回転数ＮＥを算出する。
【００２５】
次に、ステップＳ４３において、マイコン２１は、カム角信号ＳＧＣが入力されたときの今回のカウンタ値ＳＧＣＣＮＴ（ｎ）をＲＡＭから読み出し、今回のクランク角信号ＳＧＴが入力されたときの今回のカウンタ値ＳＧＴＣＮＴ（ｎ）との差から、位相差時間ΔＴｄ（最遅角時の位相差時間）または位相差時間ΔＴａ（進角時の位相差時間）を算出し、クランク角信号ＳＧＴの周期Ｔｓｇｔと基準クランク角度（１８０°ＣＡ）とに基づいて実位相角ＶＴａを算出する。なお、算出方法の詳細は後述する。
【００２６】
次に、ステップＳ４４において、マイコン２１は、空気量信号２５、スロットル開度信号２６、バッテリ電圧信号２７および水温信号３４などを入力Ｉ／Ｆ回路を介してノイズ成分の除去や増幅などの処理を施して、Ａ／Ｄ変換器に入力し、それぞれデジタルデータに変換して、空気量や内燃機関の回転数ＮＥなどに基づいて目標位相角設定手段３０により目標位相角ＶＴｔを設定する。
【００２７】
次に、ステップＳ４５において、マイコン２１は、エンジン始動時の位相角Ｆ／Ｂ制御の開始時の積分項の初期値を水温信号ＴＷＴに基づいて演算式により算出し設定する。なお、積分項の初期値の設定処理の詳細は後述（図１０）する。
【００２８】
次に、ステップＳ４６において、マイコン２１は、空気量データや内燃機関の回転数データなどに基づいて目標位相角設定手段３０により設定された目標位相角ＶＴｔに、クランク角信号ＳＧＴとカム角信号ＳＧＣに基づいて実位相角検出手段２８により検出された実位相角ＶＴａが一致するように、位相角Ｆ／Ｂ制御手段２９でＰＩＤ制御演算である位相角Ｆ／Ｂ制御演算により制御補正量Ｄｐｉｄを算出する。
【００２９】
次に、ステップＳ４７において、位相角Ｆ／Ｂ制御演算により算出した制御補正量Ｄｐｉｄを、所定の基準電圧とバッテリ電圧との比で求めたバッテリ電圧補正係数ＫＶＢで補正し操作量Ｄｏｕｔ（駆動ＤＵＴＹ値）を算出する。
【００３０】
次に、ステップＳ４８において、算出された操作量Ｄｏｕｔ（駆動ＤＵＴＹ値）を図示しないＰｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎタイマー（以下、「ＰＷＭタイマー」と称す）に設定する。
これにより、予め設定された所定のＰＷＭ駆動周期毎にＰＷＭタイマーから出力されるＰＷＭ駆動信号を駆動回路２４を介してＯＣＶリニアソレノイドコイル３１に出力する。
【００３１】
図６は、クランク角信号ＳＧＴ、最遅角時のカム角信号ＳＧＣｄおよび進角時のカム角信号ＳＧＣａの関係を示すタイミングチャートであり、クランク角信号ＳＧＴとカム角信号ＳＧＣｄおよびＳＧＣａの位相関係と、実位相角ＶＴａの算出処理方法とを示している。
クランク角信号ＳＧＴとカム角信号ＳＧＣに基づいて、クランク軸１１に対するカム軸１５の相対位相角を実位相角として、実位相角検出手段２８による実位相角ＶＴａの検出方法について図６を参照しながら説明する。
【００３２】
マイコン２１は、クランク角信号ＳＧＴの周期Ｔｓｇｔ｛＝ＳＧＴＣＮＴ（ｎ）−ＳＧＴＣＮＴ（ｎ−１）｝を計測するとともに、進角時のカム角信号ＳＧＣａからクランク角信号ＳＧＴまでの位相差時間ΔＴａ｛＝ＳＧＴＣＮＴ（ｎ）−ＳＧＣＣＮＴ（ｎ）｝を計測する。
また、バルブタイミングが最遅角状態にある場合に計測した位相差時間ΔＴｄ｛＝ＳＧＴＣＮＴ（ｎ）−ＳＧＣＣＮＴ（ｎ）｝と、クランク角信号周期Ｔｓｇｔとに基づいて最遅角バルブタイミングＶＴｄを式（１）により求め、マイコン２１内のＲＡＭに記憶する。但し、１８０（°ＣＡ）は４気筒内燃機関のクランク角信号ＳＧＴが発生する基準クランク角度である。
【００３３】
ＶＴｄ＝（ΔＴｄ／Ｔｓｇｔ）×１８０（°ＣＡ）      （１）
【００３４】
また、マイコン２１は進角時の位相差時間ΔＴａ、クランク角信号周期Ｔｓｇｔおよび最遅角バルブタイミングＶＴｄに基づいて、実位相角ＶＴａを式（２）により求める。
【００３５】
ＶＴａ＝（ΔＴａ／Ｔｓｇｔ）×１８０（°ＣＡ）−ＶＴｄ      （２）
【００３６】
図７は、この発明の実施の形態に係る位相角Ｆ／Ｂ制御手段２９での位相角Ｆ／Ｂ制御をクランク角信号ＳＧＴと同期させ、クランク角信号ＳＧＴの入力の度にＰＩＤ制御演算により行う場合のＰＩＤ制御ブロック図を示したものである。なお、図７のＰＩＤ制御ブロック図において、１／Ｚの制御ブロックは周知の１サンプル遅れ付きホールド要素を示す。
位相角Ｆ／Ｂ制御を開始するときにＰＩＤ制御の積分項の初期値（ＸＩ＿ｉｎｉ）を水温データ（ＴＷＴ）と温度係数（ＫＴＥＭＰ）とオフセット値（ＸＩＯＦＳＴ）による演算式により算出し設定する。
【００３７】
次に、ＰＩＤ制御演算処理について説明する。
内燃機関の運転状態に応じて設定された目標位相角ＶＴｔに、クランク角信号ＳＧＴとカム角信号ＳＧＣに基づいて式（２）により検出された実位相角ＶＴａを追従させるため、まず、目標位相角ＶＴｔと実位相角ＶＴａの位相角偏差ＥＰを式（３）により求める。
【００３８】
ＥＰ＝ＶＴｔ−ＶＴａ      （３）
【００３９】
実位相角ＶＴａの変化速度（以下、「実位相角変化速度」と称す。）ＤＶＴａを、今回のクランク角信号ＳＧＴ（ｎ）タイミングで検出した実位相角ＶＴａ（ｎ）と前回のクランク角信号ＳＧＴ（ｎ−１）タイミングで検出した実位相角ＶＴａ（ｎ−１）とにより式（４）により求める。但し、式（４）における（ｎ）および（ｎ−１）は、今回および前回の実位相角ＶＴａを検出したタイミングを表す。
【００４０】
ＤＶＴａ＝ＶＴａ（ｎ）−ＶＴａ（ｎ−１）      （４）
【００４１】
位相角偏差ＥＰと実位相角の変化速度ＤＶＴａとに基づいて、式（５）のＰＩＤ制御演算式により制御補正量Ｄｐｉｄを算出する。但し、式（５）におけるＸＰは比例項演算値、ＸＩは積分項演算値、ＸＤは微分項演算値である。
【００４２】
Ｄｐｉｄ＝ＸＰ＋ＸＩ−ＸＤ      （５）
【００４３】
比例項演算値ＸＰは、位相角偏差ＥＰと、比例ゲインＫｐとに基づいて式（６）により算出する。
【００４４】
ＸＰ＝Ｋｐ×ＥＰ      （６）
【００４５】
今回の積分項演算値ＸＩ（ｎ）は、式（７）に示すように、比例項演算値ＸＰから微分項演算値ＸＤを減算した値と、第１の正規化係数Ｃｉと、積分ゲインＫｉと、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬの積により算出した今回の加算値を、前回の積分項演算値ＸＩ（ｎ−１）に加算して求める。なお、第１の正規化係数Ｃｉと、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬは、後で詳細に説明する。
【００４６】
ＸＩ（ｎ）＝（ＸＰ−ＸＤ）×Ｃｉ×Ｋｉ×ＫＩ＿ＭＵＬ＋ＸＩ（ｎ−１）      （７）
【００４７】
位相角Ｆ／Ｂ制御を開始するときの積分項の初期値ＸＩ＿ｉｎｉは、水温ＫＷＴと、予め設定された温度係数ＫＴＥＭＰと、オフセット値ＸＩＯＦＳＴとに基づき式（８）により算出し、前回の積分項演算値ＸＩ（ｎ−１）として設定する。
【００４８】
ＸＩ＿ｉｎｉ＝ＫＷＴ×ＫＴＥＭＰ＋ＸＩＯＦＳＴ      （８）
【００４９】
微分項演算値ＸＤは、式（９）に示すように、実位相角変化速度ＤＶＴａと、第２の正規化係数Ｃｄと、微分ゲインＫｄとの積である。なお、第２の正規化係数Ｃｄは、後で詳細に説明する。
【００５０】
ＸＤ＝ＤＶＴａ×Ｃｄ×Ｋｄ      （９）
【００５１】
式（７）の積分項演算式における第１の正規化係数Ｃｉは、クランク角信号周期Ｔｓｇｔと所定の基準周期Ｔｂａｓｅ（例えば１５ｍｓｅｃ）とに基づき式（１０）により求める。
【００５２】
Ｃｉ＝Ｔｓｇｔ／Ｔｂａｓｅ      （１０）
【００５３】
式（１０）により求めた第１の正規化係数Ｃｉとクランク角信号周期Ｔｓｇｔの関係を図８に示す。クランク角信号周期Ｔｓｇｔに比例して第１の正規化係数Ｃｉも変化するので、位相角偏差ＥＰが同一値であり、且つクランク角信号周期Ｔｓｇｔの変化により位相角Ｆ／Ｂ制御の演算周期が変化したとしても、第１の正規化係数Ｃｉにより積分項による操作量への補正量を同じにすることができるため、クランク角信号周期Ｔｓｇｔの変化による積分項補正量の過不足は生じない。このため、実位相角の応答性を確保しつつ、オーバーシュート量やアンダーシュート量が抑制でき、位相角Ｆ／Ｂ制御をクランク角信号ＳＧＴと同期させて行うことができる。
【００５４】
式（９）の微分項演算式における第２の正規化係数Ｃｄは、所定の基準周期Ｔｂａｓｅとクランク角信号周期Ｔｓｇｔとに基づき式（１１）により求める。
【００５５】
Ｃｄ＝Ｔｂａｓｅ／Ｔｓｇｔ      （１１）
【００５６】
式（１１）により求めた第２の正規化係数Ｃｄとクランク角信号周期Ｔｓｇｔの関係を図８に示す。クランク角信号周期Ｔｓｇｔに反比例して第２の正規化係数Ｃｄも変化するので、実際の位相角変化速度ＤＶＴａが同一値であり、且つクランク角信号周期Ｔｓｇｔの変化により位相角Ｆ／Ｂ制御の演算周期が変化し、実位相角変化速度ＤＶＴａの検出値が変化したとしても、第２の正規化係数Ｃｄにより微分項による操作量への補正量を同じにすることができ、クランク角信号周期Ｔｓｇｔの変化による微分項補正量の過不足は生じない。このため、実位相角の応答性を確保しつつ、オーバーシュート量やアンダーシュート量が抑制でき、位相角Ｆ／Ｂ制御をクランク角信号ＳＧＴと同期させて行うことができる。
【００５７】
次に、ＰＩＤ制御演算により算出された制御補正量Ｄｐｉｄは、バッテリ電圧ＶＢの変動の影響を受けないように、バッテリ電圧補正係数ＫＶＢ（＝所定の基準電圧／ＶＢ）を用いて式（１２）により補正し、操作量Ｄｏｕｔを算出してＯＣＶリニアソレノイドコイル３１へ駆動回路２４を介して出力する。
【００５８】
Ｄｏｕｔ＝Ｄｐｉｄ×ＫＶＢ      （１２）
【００５９】
図９は、目標位相角ＶＴｔをステップ状に変化させ且つＰＩＤ制御演算による位相角Ｆ／Ｂ制御を行ったときの各演算量のタイムチャートである。図９において、図９（ａ）に示すように目標位相角ＶＴｔを所定値にステップ状に変化させた時の実位相角ＶＴａの応答動作波形を図９（ｂ）、ＰＩＤ制御演算で算出される位相角の制御偏差ＥＰを図９（ｃ）、比例項演算値ＸＰを図９（ｄ）、微分項演算値ＸＤを図９（ｅ）、積分項演算値ＸＩを図９（ｆ）、操作量Ｄｏｕｔを図９（ｇ）に示めす。
【００６０】
目標位相角ＶＴｔをステップ状に変化したとき、位相角の制御偏差ＥＰに比例した比例項演算値ＸＰが操作量Ｄｏｕｔを増大方向に補正し、実位相角ＶＴａが動き始めると、実位相角変化速度ＤＶＴａに応じた微分項演算値ＸＤが操作量Ｄｏｕｔを減少方向に補正し、比例項演算値ＸＰと微分項演算値ＸＤの差を積分した積分項演算値ＸＩが操作量Ｄｏｕｔを増減させて、実位相角ＶＴａのオーバーシュート量を抑制しつつ、実位相角ＶＴａが目標位相角ＶＴｔに収束するときにＯＣＶ３のスプール３２の位置を流量０位置に保持するように制御していることが判る。
【００６１】
図１０は、位相角Ｆ／Ｂ制御を開始するときの積分項の初期値を設定処理する手順を示すフローチャートである。
ステップＳ６０において、図示しない水温センサが故障しているか否かを判定し、水温センサが故障しているときステップＳ６１に進み、水温センサが故障していないときステップＳ６２に進む。
ステップＳ６１において、水温データＴＷＴに所定値（例えば、４０℃）を設定しステップＳ６３に進む。
ステップＳ６２において、水温センサにより検出した水温を水温データＴＷＴに設定しステップＳ６３に進む。
【００６２】
ステップＳ６３において、位相角Ｆ／Ｂ制御のＰＩＤ制御演算開始時かどうかを判定し、ＰＩＤ制御演算開始時のときステップＳ６４に進み、ＰＩＤ制御演算開始時でないときステップＳ７４に進む。
【００６３】
ステップＳ６４において、位相角Ｆ／Ｂ制御の初回かどうかを判定し、初回のときステップＳ６５に進み、２回以降のときステップＳ６７に進む。
ステップＳ６５において、積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉを水温ＴＷＴと温度係数ＫＴＥＭＰとオフセット値ＸＩＯＦＳＴに基づき式（１３）の演算式により求める。
【００６４】
ＸＩ＿ｉｎｉ＝ＴＷＴ×ＫＴＥＭＰ＋ＸＩＯＦＳＴ      （１３）
【００６５】
ここで、式（１３）の積分項初期値演算式の導出方法について説明する。
ＯＣＶ３のスプール３２の中立位置（流量０位置）制御電流値の公差下限値ＩＨ＿ＯＣＶＬＯと、ＯＣＶ３のリニアソレノイドコイル３１の抵抗値公差下限値Ｒ＿ＳＯＬＬＯと、バッテリ電圧補正係数ＫＶＢ算出時の所定の基準電圧（例えば、１４Ｖ）と、ＯＣＶ３のスプール３２の中立位置制御時の操作量ＤＨ＿ｏｕｔは、式（１４）の関係式が成り立つ。
【００６６】
ＤＨ＿ｏｕｔ＝ＩＨ＿ＯＣＶＬＯ×Ｒ＿ＳＯＬＬＯ／１４      （１４）
【００６７】
式（１４）の関係式は、水温ＴＷＴで推定しているリニアソレノイドコイル３１の温度の変化に伴い、リニアソレノイドコイル３１の抵抗値公差下限値Ｒ＿ＳＯＬＬＯも変化するため、ＯＣＶ３のスプール３２の中立位置制御時の操作量ＤＨ＿ｏｕｔも変化する。
【００６８】
式（１４）の関係式により算出したＯＣＶ３のスプール３２の中立位置制御時の操作量ＤＨ＿ｏｕｔを積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉとして、ＯＣＶ３の公差下限仕様演算値と、公差上限仕様演算値と、ＯＣＶ３のノミナル仕様品での位相角Ｆ／Ｂ制御時の実位相角が目標位相角に収束時の積分項の実際値を、温度（公差上下限仕様はリニアソレノイドコイル３１の温度で、ノミナル仕様は水温ＴＷＴで）に対してプロットしたものを図１２に示す。
【００６９】
図１２中のＸＩ＿ＬＯＬＭＴは積分項初期値設定の公差内の下限値を、ＸＩ＿ＵＰＬＭＴは公差内の上限値を示したものである。図１２より、リニアソレノイドコイル３１の温度を水温ＴＷＴにより推定可能であることが判る。図１２の積分項初期値の温度特性を用いて、ＯＣＶ３の公差下限仕様の積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉの近似式を温度係数ＫＴＥＭＰとオフセット値ＸＩＯＦＳＴにより求めたものが、式（１３）に示された積分項初期値演算式である。
【００７０】
図１０のフローチャートに戻り、ステップＳ６６において、位相角Ｆ／Ｂ制御が初回であるため位相角フィードバック制御初回フラグＰＨＦＢ＿ＩＮＩ＿ＦＬＧに１を設定しステップＳ６９に進む。
【００７１】
ステップＳ６４で位相角Ｆ／Ｂ制御が初回でないときには、ステップＳ６７において、前回の位相角Ｆ／Ｂ制御を停止したときに記憶した積分項演算値ＸＩ＿ｍｅｍと、実位相角のオーバーシュート量を抑制する目的で予め設定された減算値ＸＩ＿ｓｕｂにより、式（１５）の演算式により、積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉを算出しステップＳ６８に進む。
【００７２】
ＸＩ＿ｉｎｉ＝ＸＩ＿ｍｅｍ−ＸＩ＿ｓｕｂ      （１５）
【００７３】
ステップＳ６８において、位相角Ｆ／Ｂ制御が初回でないため位相角フィードバック制御初回フラグＰＨＦＢ＿ＩＮＩ＿ＦＬＧを０にしてステップＳ６９に進む。
【００７４】
次に、ステップＳ６９において、式（１３）の演算式または式（１５）の演算式で算出した積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉが公差内の上限値ＸＩ＿ＵＰＬＭＴ以上であるかどうかを判定し、積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉが公差内の上限値ＸＩ＿ＵＰＬＭＴ以上であるときステップＳ７０に進み、積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉが公差内の上限値ＸＩ＿ＵＰＬＭＴ未満であるときステップＳ７１に進む。
ステップＳ７０において、上限値ＸＩ＿ＵＰＬＭＴを積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉに設定しステップＳ７３に進む。
ステップＳ７１において、式（１３）の演算式または式（１５）の演算式で算出した積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉが公差内の下限値ＸＩ＿ＬＯＬＭＴ以下であるかどうかを判定し、積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉが公差内の下限値ＸＩ＿ＬＯＬＭＴ以下であるときステップＳ７２に進み、積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉが公差内の下限値ＸＩ＿ＬＯＬＭＴを超えるときステップＳ７３に進む。
ステップＳ７２において、下限値ＸＩ＿ＬＯＬＭＴを積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉに設定しステップＳ７３に進む。
ステップＳ７３において、設定された積分項演算値ＸＩ＿ｉｎｉを前回の積分項演算値ＸＩ（ｎ−１）としてＲＡＭに記憶して積分値の初期値設定処理を終える。
【００７５】
ステップＳ７４において、位相角Ｆ／Ｂ制御が停止したかどうかを判定し、位相角Ｆ／Ｂ制御が継続しているときステップＳ７５に進み、位相角Ｆ／Ｂ制御が停止しているときステップＳ７６に進む。
ステップＳ７５において、今回の積分項演算値ＸＩ（ｎ）を前回の積分項演算値ＸＩ（ｎ−１）としてＲＡＭに記憶して積分値の初期値設定処理を終える。
ステップＳ７６において、今回の積分項演算値ＸＩ（ｎ）を前回の位相角Ｆ／Ｂ制御停止時に記憶した積分項演算値ＸＩ＿ｍｅｍとしてＲＡＭに記憶して積分値の初期値設定処理を終える。
【００７６】
図１１は、式（７）の積分項演算式で用いる積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬの設定処理の手順を示すフローチャートである。
位相角Ｆ／Ｂ制御が初回の場合、位相角Ｆ／Ｂ制御中の制御偏差ＥＰが所定値ＥＰＲＥＦ以上の間は、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬを所定の大きな値ＫＩ＿ＭＵＬ＿Ａ、例えば４．０に設定することにより積分ゲインを大きくし、制御偏差ＥＰが所定値ＥＰＲＥＦ未満に収束したときに積分ゲインが通常制御時の積分ゲインになるように積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬを１．０に戻し、位相角Ｆ／Ｂ制御演算を行うことで位相角Ｆ／Ｂ制御初回時の実位相角の目標位相角への収束時間を速くしている。
【００７７】
積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬの設定処理が開始すると、ステップＳ８０において、位相角フィードバック制御初回フラグＰＨＦＢ＿ＩＮＩ＿ＦＬＧが１であるか否かを判定することにより、位相角Ｆ／Ｂ制御が初回であるか否かを判定し、位相角フィードバック制御初回フラグＰＨＦＢ＿ＩＮＩ＿ＦＬＧが１であるときステップＳ８１に進み、位相角フィードバック制御初回フラグＰＨＦＢ＿ＩＮＩ＿ＦＬＧが０であるときステップＳ８３に進む。
ステップＳ８１において、制御偏差ＥＰが所定値ＥＰＲＥＦ（例えば２．０°ＣＡ）未満に収束しているかどうかを判定し、制御偏差ＥＰが所定値ＥＰＲＥＦ未満に収束しているときステップＳ８３に進み、制御偏差ＥＰが所定値ＥＰＲＥＦ以上のときステップＳ８２に進む。
ステップＳ８２において、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬを予め設定された値ＫＩ＿ＭＵＬ＿Ａ（例えば、４．０）に設定して積分ゲイン増倍係数の設定処理を終了する。
ステップＳ８３において、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬを１に設定しステップＳ８４に進む。
ステップＳ８４において、位相角フィードバック制御初回フラグＰＨＦＢ＿ＩＮＩ＿ＦＬＧに０を設定することによりクリアして積分ゲイン増倍係数の設定処理を終了する。
【００７８】
制御偏差ＥＰが例えば２．０°ＣＡを超えているときには、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬに例えば４．０を設定することにより、比例項演算値ＸＰから微分項演算値ＸＤを減算した値を制御する積分ゲインが４ＫＩとなり、収束時間が短くなる。
一方、制御偏差ＥＰが例えば２．０°ＣＡ以下に収束しているときには、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬに例えば１．０を設定することにより、通常の収束時間に戻す。
【００７９】
このように、位相角Ｆ／Ｂ制御の初回のときに、積分項初期値をＯＣＶ公差（中立位置保持電流値、リニアソレノイドコイル抵抗値）下限仕様で予め設定された式（１３）の積分項初期値演算式により設定しても、制御偏差ＥＰが所定値以下に収束するまでの間は積分ゲインを通常制御時の積分ゲインより大きく設定して位相角Ｆ／Ｂ制御演算を行うことにより、実位相角の目標位相角への収束時間を速くすることが可能である。
【００８０】
図１３は、積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉを０とした場合の位相角応答タイムチャートを示したものである。図１３において、図１３（ａ）に示すように目標位相角ＶＴｔを所定値にステップ状に変化させた時の実位相角ＶＴａの応答動作波形を図１３（ａ）、ＰＩＤ制御演算で算出される位相角の制御偏差ＥＰを図１３（ｂ）、比例項演算値ＸＰを図１３（ｃ）、微分項演算値ＸＤを図１３（ｄ）、積分項演算値ＸＩを図１３（ｅ）、操作量Ｄｏｕｔを図１３（ｆ）に示めす。
位相角Ｆ／Ｂ制御開始時に積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉに０を設定しているため、積分項ＸＩが平衡状態に達するまではＯＣＶ３のスプール３２の進角室側への油供給量が不足するため、実位相角の収束時間ＴＲＥＳＰが長くなる。
【００８１】
図１４は、ＯＣＶ３の公差下限仕様で予め設定された積分項初期値演算式を用いて、位相角Ｆ／Ｂ制御開始時の積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉを算出し設定した場合の位相角応答タイムチャートを示したものである。図１４において、図１４（ａ）に示すように目標位相角ＶＴｔを所定値にステップ状に変化させた時の実位相角ＶＴａの応答動作波形を図１４（ａ）、ＰＩＤ制御演算で算出される位相角の制御偏差ＥＰを図１４（ｂ）、比例項演算値ＸＰを図１４（ｃ）、微分項演算値ＸＤを図１４（ｄ）、積分項演算値ＸＩを図１４（ｅ）、操作量Ｄｏｕｔを図１４（ｆ）に示めす。
ＯＣＶ３の公差下限仕様で予め設定された積分項初期値演算式を用いて算出した位相角Ｆ／Ｂ制御開始時の積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉを設定しているので、図１４を図１３に比べて分かるように、実位相角ＶＴａの収束時間ＴＲＥＳＰが約２／５に短縮されている。
【００８２】
図１５は、図１４と同じようにＯＣＶ３の公差下限仕様で予め設定された積分項初期値演算式を用いて算出した位相角Ｆ／Ｂ制御開始時の積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉを設定し、制御偏差が所定値以下に収束するまでの間、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬ＝４．０として積分項演算値ＸＩを算出し位相角フィードバック制御を行った場合の位相角応答タイムチャートを示したものである。図１５において、図１５（ａ）に示すように目標位相角ＶＴｔを所定値にステップ状に変化させた時の実位相角ＶＴａの応答動作波形を図１５（ａ）、ＰＩＤ制御演算で算出される位相角の制御偏差ＥＰを図１５（ｂ）、比例項演算値ＸＰを図１５（ｃ）、微分項演算値ＸＤを図１５（ｄ）、積分項演算値ＸＩを図１５（ｅ）、操作量Ｄｏｕｔを図１５（ｆ）に示めす。
制御偏差が所定値以下に収束するまでの間、積分ゲイン増倍係数ＫＩ＿ＭＵＬ＝４．０として積分項演算値ＸＩを算出し位相角フィードバック制御を行うと、図１５を図１４に比べて分かるように、実位相角ＶＴａの収束時間ＴＲＥＳＰが約１／５に短縮されている。
また、図１５を図１３に比べて分かるように、積分項初期値ＸＩ＿ｉｎｉ＝０とした場合に対して、収束時間ＴＲＥＳＰの短縮は約１／１２．５となる。
【００８３】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、位相角フィードバック制御の初回時に、制御偏差が所定値以上のときには制御ゲインを通常制御時の制御ゲインを増倍した大きな値とし、制御偏差が所定値未満に収束したときには制御ゲインを通常制御時の制御ゲインに戻すことにより、実位相角の目標位相角への収束時間を速くする。
また、実位相角のオーバーシュート量を抑制することができ、油圧制御ソレノイド弁の保持状態における実際の位置が本来の中立位置から進角側にずれることがなくなる。
また、目標位相角が吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバーラップがもともと大きい進角側に設定されているような場合でも、バルブオーバーラップが過大となることはなく、内部ＥＧＲ量（排気ガス循環量）の過大による内燃機関の始動性の低下を回避することができる。
また、進角側への目標位相角に制限を設ける必要もなくなるため低温時の始動性を改善することが可能となる。
【００８４】
また、位相角フィードバック制御中の制御偏差が所定値以上のときには積分ゲインを通常制御時の積分ゲインを増倍した大きな値とし、制御偏差が所定値未満に収束したときには積分ゲインを通常制御時の積分ゲインに戻して、位相角フィードバック制御演算を行うようにしたので、油圧制御ソレノイド弁の中立位置保持相当の積分項演算値に迅速で滑らかに到達させることができ、位相角フィードバック制御時の実位相角の過剰なオーバーシュートが防止でき、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが過大となることがないため安定した燃焼性が確保される。
【００８５】
また、位相角フィードバック制御初回時の積分項の初期値設定は、内燃機関の温度パラメータを入力として予め設定された積分項初期値演算式を用いて設定するようにしたので、内燃機関始動時の温度や電圧状態や油圧制御ソレノイド弁の個体ばらつきに対して、位相角フィードバック制御開始時の積分項の初期値の設定が簡単な制御ロジックで構成でき精度も確保されるので、位相角フィードバック制御開始時の実位相角の過剰なオーバーシュートが防止でき、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが過大となることがないため安定した燃焼性が確保される。
【００８６】
また、内燃機関の温度パラメータとして水温データを用いたので、内燃機関の既設の水温センサからの水温データが流用でき不要なコストアップを招くことがない。
【００８７】
また、積分項の初期値演算式は、油圧制御ソレノイド弁の中立位置制御電流値の公差下限値と、油圧制御ソレノイド弁のソレノイドコイル抵抗値の公差下限値と、ソレノイドコイル温度とに基づいて予め導出し、設定された演算式であるため、内燃機関始動時の温度や電圧状態や油圧制御ソレノイド弁の固体ばらつきに対して、位相角フィードバック制御開始時の積分項の初期値の設定が簡単な制御ロジックで構成でき精度も確保されるので、位相角フィードバック制御開始時の実位相角の過剰なオーバーシュートが防止でき、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが過大となることがないため安定した燃焼性が確保される。
【００８８】
また、積分項の初期値を算出する演算式は、水温に温度係数を乗じたものにオフセット値を加算するようにしたので、簡単な制御ロジックで温度や電圧変化に対応した積分項の初期値設定が可能となる。
【００８９】
また、ＫＥＹがＯＮになっているときの位相角フィードバック制御停止時に位相角フィードバック制御演算で算出された積分項演算値の最新値を記憶するようにしたので、位相角フィードバック制御演算再開時の積分項の設定が容易となる。
【００９０】
また、ＫＥＹがＯＮになっているときの位相角フィードバック制御再開時は、記憶された積分項演算値の最新値から所定値を減算した値を積分項初期値として設定するようにしたので、位相角フィードバック制御開始時の積分項初期値の設定が簡単な制御ロジックで構成でき設定精度も確保されるので、位相角フィードバック制御開始時の実位相角の過剰なオーバーシュートが防止でき、吸気弁と排気弁のバルブオーバーラップが過大となることがないため安定した燃焼性が確保される。
【００９１】
また、内燃機関の運転状態を検出する水温センサの故障判定時は、水温を予め設定された所定値として、積分項初期値演算式により算出し設定するようにしたので、位相角フィードバック制御開始時の実位相角の過大なオーバーシュートを回避できる効果がある。
【００９２】
また、積分項の初期値の演算値が予め設定された積分項の初期値の上限値と下限値の範囲を外れた場合は、積分項の初期値の設定を上限値または下限値で制限するようにしたので、油圧制御ソレノイド弁の固体ばらつき公差の上下限範囲や動作温度の上下限範囲を超えた積分項の初期値の設定が回避できる。
【００９３】
なお、この発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置では、積分項の初期値を水温に基づいた演算式で算出したが、水温テーブルから読み出すようにしても良い。
また、ＯＣＶ３のソレノイドコイル温度を水温により推定したが、これを油温センサにより検出された油温により推定しても良い。
また、積分ゲインを増倍するようにしたが、積分項演算の入力値を増倍しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】この発明の実施の形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成図である。
【図２】位相角制御アクチュエータの位相角変化速度とスプール位置の関係図である。
【図３】この発明の実施の形態に係るマイコン内で処理する機能を概念的に示すブロック図である。
【図４】カム角信号割り込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】クランク角信号割り込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】クランク角信号、最遅角時のカム角信号および進角時のカム角信号のタイミングチャート図である。
【図７】位相角Ｆ／Ｂ制御におけるＰＩＤ制御ブロック図である。
【図８】クランク角信号周期と正規化係数Ｃｉ、Ｃｄとの関係図である。
【図９】位相角Ｆ／Ｂ制御時のタイムチャート図である。
【図１０】この発明の積分項初期値設定処理の手順を示すフローチャートである。
【図１１】この発明のＫＩ＿ＭＵＬ設定処理のフローチャートである。
【図１２】積分項の初期値と温度との関係を示す図である。
【図１３】積分項の初期値に０を設定したときの位相角応答タイムチャートである。
【図１４】公差下限仕様で予め定められた積分項初期値演算式を用いて算出された積分項の初期値を設定したときの位相角応答タイムチャートである。
【図１５】公差下限仕様で予め定められた積分項初期値演算式を用いて算出された積分項の初期値を設定し且つ通常制御時の制御ゲインを増倍した積分ゲインを用いたときの位相角応答タイムチャートである。
【符号の説明】
【００９５】
１  内燃機関、２  ＥＣＵ、３  ＯＣＶ、１１  クランク軸、１２  タイミングベルト、１３、１４  タイミングプーリ、１５、１６  カム軸、１７  クランク角センサ、１８  カム角センサ、２１  マイコン、２２、２３  波形整形回路、２４  駆動回路、２５  空気量信号、２６  スロットル開度信号、２７  バッテリ電圧信号、２８  実位相角検出手段、２９  位相角Ｆ／Ｂ制御手段、３０  目標位相角設定手段、３１  リニアソレノイドコイル、３２  スプール、３３  スプリング、３４  水温信号、４１  ポンプ、４２  供給油通路、４３  排出油通路、４４  オイルタンク、４５、４６  供給油通路、５０  バルブタイミング制御機構。
【図１】
0004660532.tif 000002
【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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