(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング機構の構成部品の個体差や運転条件の相違による応答速度のばらつきに対し、常に最適な応答性を確保して制御性を向上する。【解決手段】目標進角量に対する実進角量の偏差を算出した後（Ｓ１０２）、フィードバックゲインを参照し（Ｓ１０３）、進角量偏差及びフィードバックゲインに基づいて決定した制御デューティを出力（Ｓ１０４）した後、実進角量の変化を一定時間モニタする（Ｓ１０５）。そして、可変バルブタイミング機構の応答速度を一定時間内の実進角量の変化として求め、この応答速度に基づいてゲイン補正係数Ｋを設定し（Ｓ１０６）、このゲイン補正係数Ｋでフィードバックゲインを補正する（Ｓ１０７）。これにより、可変バルブタイミング機構の構成部品の個体差や運転条件の相違による応答速度のばらつきに対し、常に最適な応答性を確保し、制御性を向上する。【選択図】    図６
2005009393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構を備え、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミングに実バルブタイミングが収束するよう上記可変バルブタイミング機構をフィードバック制御するエンジンのバルブタイミング制御装置において、
上記実バルブタイミングの時間変化に基づいて上記可変バルブタイミング機構の応答速度を検出する手段と、
上記応答速度に基づいてフィードバック制御の制御ゲインを補正する補正係数を設定する手段とを備えたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
上記制御ゲインを、運転領域毎に設定して補正・更新し、学習することを特徴とする請求項１記載のエンジン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】
本発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構を備えたエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構を備えた可変バルブタイミング機構付きエンジンが実用化されており、この種の可変バルブタイミング機構付きエンジンでは、エンジン運転状態に応じて吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更する。
【０００３】
ここで、可変バルブタイミング機構は、一般に、油圧によって駆動される油圧駆動式が採用されることが多く、この油圧駆動式可変バルブタイミング機構では、油圧を制御する油圧制御弁を制御し、実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するようフィードバック制御しているが、油圧制御弁の製造上のばらつきや経年変化等により流動特性が変化すると、制御性が低下する。
【０００４】
このため、特許文献１（特開平８−１７７５３５号公報）には、位相調整機構の構成部品の製造公差や経時変化等の定常的外乱を考慮し、位相調整機構を駆動するための駆動手段の中心の理論値に対して定常的外乱が加わったと仮定した動特性モデルを構築することで、定常的外乱の影響を受けない制御系を構成する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１７７５３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示の技術では、位相調整機構（可変バルブタイミング機構）の駆動手段に対する操作量（リニアソレノイドを駆動するデューティ値）−カム軸進角スピード特性は、その中心理論値が製造公差や経時変化等の定常的外乱により平行移動的にばらつくものとして制御系を構築しており、個体毎の応答速度（特性の傾き）のばらつきは考慮されていない。
【０００７】
例えば、図９に示すように、可変バルブタイミング機構の各個体Ａ，Ｂでは、各個体Ａ，Ｂの製造上の公差のばらつきによる個体差や、作動油の温度等の運転状態の相違により、駆動デューティに対する応答速度（すなわち、特許文献１における動特性モデルの特性の傾き）が異なり、同じ駆動デューティであっても、個体Ａの方が応答速度が速く、個体Ｂの応答速度は遅い。また、同じ個体であっても、作動油の温度の差によって応答速度が異なる。
【０００８】
従って、個体毎の応答速度のばらつきを考慮しない場合、目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングの位相偏差が同じであれば異なる個体であっても同レベルの操作量で駆動されることになり、個体によってはオーバーシュートやアンダーシュートが発生し、制御性が悪化する虞がある。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、可変バルブタイミング機構の構成部品の個体差や運転条件の相違による応答速度のばらつきに対し、常に最適な応答性を確保して制御性を向上することのできるエンジンのバルブタイミング制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構を備え、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミングに実バルブタイミングが収束するよう上記可変バルブタイミング機構をフィードバック制御するエンジンのバルブタイミング制御装置において、上記実バルブタイミングの時間変化に基づいて上記可変バルブタイミング機構の応答速度を検出する手段と、上記応答速度に基づいてフィードバック制御の制御ゲインを補正する補正係数を設定する手段とを備えたことを特徴とする。その際、制御ゲインを運転領域毎に設定して補正・更新し、学習することが望ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図８は本発明の実施の一形態に係わり、図１は可変バルブタイミング機構付エンジンの全体構成図、図２は可変バルブタイミング機構の概略構成図、図３は可変バルブタイミング機構の最進角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図、図４は可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図、図５は電子制御系の回路構成図、図６はバルブタイミング制御ルーチンのフローチャート、図７はゲイン補正マップの説明図、図８は目標進角量及び実進角量の変化とゲイン補正による制御デューティの変化とを示す説明図である。
【００１２】
先ず、本発明が適用される可変バルブタイミング機構付きエンジンの全体構成について、図１に従い説明する。同図において、符号１は、可変バルブタイミング機構付きエンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）であり、図においては、ＤＯＨＣ水平対向型４気筒ガソリンエンジンを示す。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に気筒毎に吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。
【００１３】
エンジン１の吸気系としては、各吸気ポート２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介して、アクセルペダルに連動するスロットル弁５ａが介装されたスロットルチャンバ５が連通されている。そして、このスロットルチャンバ５の上流に吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられ、このエアクリーナ７に接続されるエアインテーク通路にチャンバ８が連通されている。
【００１４】
また、吸気管６には、スロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路９が接続されており、このバイパス通路９に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路９を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル制御弁１０が介装されている。
【００１５】
更に、インテークマニホルド３の各気筒の吸気ポート２ａの直上流に、インジェクタ１１が配設されている。また、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１２が、シリンダヘッド２に各気筒毎に配設されている。そして、各点火プラグ１２は、イグナイタ内蔵イグニッションコイル１３に接続されている。
【００１６】
一方、エンジン１の排気系としては、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通するエキゾーストマニホルド１４の集合部に排気管１５が連通され、この排気管１５に触媒コンバータ１６が介装されてマフラ１７に連通されている。
【００１７】
ここで、図１〜図４に基づいて、エンジン１の可変バルブタイミング機構について説明する。
【００１８】
エンジン１のクランク軸１８の回転は、左右バンクの各シリンダヘッド２内にそれぞれ配設された各吸気カム軸１９及び各排気カム軸２０に、クランク軸１８に固設されたクランクプーリ２１、タイミングベルト２２、吸気カム軸１９に介装された吸気カムプーリ２３、排気カム軸２０に固設された排気カムプーリ２４等を介して伝達され、クランク軸１８とカム軸１９，２０とが２対１の回転角度となるよう設定されている。そして、吸気カム軸１９に設けられたカム１９ａ、及び排気カム軸２０に設けられた排気カム（図示せず）は、それぞれクランク軸１８と２対１の回転角度に維持される各カム軸１９，２０の回転に基づいて、吸気バルブ２５、排気バルブ２６を開閉駆動する。
【００１９】
図２に示すように、左右バンクの各吸気カム軸１９と吸気カムプーリ２３との間には、吸気カムプーリ２３と吸気カム軸１９とを相対回動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の回転位相（変位角）を連続的に変更する油圧駆動式の可変バルブタイミング機構２７が配設されている。この可変バルブタイミング機構２７は、周知のように、リニアソレノイド弁或いはデューティソレノイド弁等からなるオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）によって油圧が切換えられるものであり、後述する電子制御装置６０（図５参照）からの駆動信号により作動する。尚、符号における添え字Ｒは右バンク、Ｌは左バンクを表す。
【００２０】
吸気カム軸１９は、シリンダヘッド２及びベアリングキャップ（図示せず）間において回転自在に支持され、吸気カム軸１９の先端部に、図２〜図４に示すように、３つのベーン２８ａを有するベーンロータ２８がボルト２９により一体回転可能に取付けられている。
【００２１】
また、吸気カムプーリ２３には、ハウジング３０及びハウジングカバー３１がボルト３２により一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムプーリ２３の外周には、タイミングベルト２２を掛装するための外歯２３ａが多数形成されている。
【００２２】
そして、吸気カム軸１９が回動自在にハウジングカバー３１を貫通し、吸気カム軸１９に固設されたベーンロータ２８の各ベーン２８ａが吸気カムプーリ２３と一体のハウジング３０に形成された３つの扇状空間部３３に回動自在に収納される。各扇状空間部３３は、それぞれベーン２８ａによって進角室３３ａと遅角室３３ｂとに区画される。
【００２３】
進角室３３ａは、それぞれベーンロータ２８、吸気カム軸１９、シリンダヘッド２に形成された進角側オイル通路２８ｂ，１９ｂ，３４を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のＡポート３６ａに連通され、また、遅角室３３ｂは、それぞれベーンロータ２８、吸気カム軸１９、シリンダヘッド２に形成された遅角側オイル通路２８ｃ，１９ｃ，３５を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のＢポート３６ｂに連通されている。
【００２４】
オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、オイルパン３７からオイルポンプ３８、オイルフィルタ３９を介してオイルすなわち所定の油圧が供給されるオイル供給通路４０に接続するオイル供給ポート３６ｃと、２つのドレイン通路４１，４２にそれぞれ連通するドレインポート３６ｄ，３６ｆとを有し、４つのランド及び各ランド間に形成された３つのパッセージを有するスプール３６ｇを軸方向に往復動させることで、Ａポート３６ａ，Ｂポート３６ｂと、オイル供給ポート３６ｃ，ドレインポート３６ｄ又は３６ｆとを選択的に連通する。
【００２５】
本形態においては、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、後述する電子制御装置６０からのデューティ信号によって通電電流が制御される４方向制御弁であり、通電電流に比例してスプール３６ｇが軸方向に移動し、オイルの流れ方向を切換えると共にパッセージの開度を調整し、各進角室３３ａ、遅角室３３ｂに供給する油圧の大きさが調整される。
【００２６】
また、符号２８ｄは、ベーンロータ２８のベーン２８ａに挿通されたストッパピンであり、可変バルブタイミング機構２７が最遅角状態のとき（図４参照）、ハウジング３０に形成された孔３０ａに係合して位置決めを行う。この機械的な係合による可変バルブタイミング機構２７の最遅角位置は、後述する電子制御装置６０において、センサからの信号に基づいて演算されるクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の回転位相（変位角）を校正するための基準位置となり、この基準位置でセンサ値から算出した吸気カム軸１９の実変位角（実バルブタイミング）とのズレが学習される。尚、図３は可変バルブタイミング機構２７の最進角状態を示し、図４は可変バルブタイミング機構２７の最遅角状態を示す。
【００２７】
以上の可変バルブタイミング機構２７には、その作動位置を検出するセンサとして、クランク軸１８に軸着されて同期回転するクランクロータ４３の外周に所定クランク角毎に設けられた突起（被検出部）を検出し、クランク角を表すクランクパルスを出力するクランク角センサ４４と、吸気カム軸１９の後端に固設されて同期回転するカムロータ４５の外周に等角度毎に設けられた複数の突起（被検出部）を検出し、カム位置を表すカム位置パルスを出力するカム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）とが用いられる。
【００２８】
そして、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスが電子制御装置６０に入力される。電子制御装置６０は、クランクパルスとカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の実変位角（実バルブタイミング）を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するよう可変バルブタイミング機構２７をフィードバック制御する。
【００２９】
本形態においては、可変バルブタイミング機構２７を吸気カム軸１９側にのみ設け、排気バルブ２６の開閉タイミングに対し、吸気バルブ２５の開閉タイミングをエンジン運転状態に応じて変更する。また、本形態では、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、電子制御装置６０から出力される制御信号のデューティ比が大きい程、通電電流値が大きくなり、スプール３６ｇが図３に示すように左方向に移動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を進角させ、制御信号のデューティ比が小さい程、通電電流値が小さくなり、スプール３６ｇが図４に示すように右方向に移動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を遅角させる。
【００３０】
次に、エンジン運転状態を検出するためのセンサ類について説明する。吸気管６のエアクリーナ７の直下流には、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ４７が介装され、スロットルチャンバ５に配設されたスロットル弁５ａにスロットル開度センサ４８が連設されている。
【００３１】
また、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ４９が取付けられ、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路５０に冷却水温センサ５１が臨まされている。更に、触媒コンバータ１６の上流にＯ２センサ５２が配設されている。そして、エンジン１のクランク軸１８に軸着するクランクロータ４３の外周に前述のクランク角センサ４４が対設され、クランク軸１８に対し１／２回転する吸気カムプーリ２３の裏面に、気筒判別センサ５３が対設され（図２参照）、吸気カム軸１９の後端に固設されたカムロータ４５の外周に、前述のカム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）が対設されている。
【００３２】
以上の各センサ類の出力信号は、図５に示す電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）６０において処理される。ＥＣＵ６０は、各センサ類からの信号に基づいて、前述のインジェクタ１１、点火プラグ１２、アイドル制御弁１０、可変バルブタイミング機構２７に供給する油圧を調節するためのオイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌ等のアクチュエータ類に対する制御量の演算、制御信号の出力、すなわち、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、吸気バルブ２５に対するバルブタイミング制御等を行うものであり、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、バックアップＲＡＭ６４、カウンタ・タイマ群６５、及びＩ／Ｏインターフェイス６６がバスラインを介して接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定電圧回路６７、Ｉ／Ｏインターフェイス６６に接続される駆動回路６８、Ａ／Ｄ変換器６９等の周辺回路が内蔵されている。
【００３３】
定電圧回路６７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー７０の第１のリレー接点を介してバッテリ７１に接続され、電源リレー７０は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路６８に接続されている。尚、電源リレー７０の第２のリレー接点には、バッテリ７１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。バッテリ７１には、イグニッションスイッチ７２の一端が接続され、このイグニッションスイッチ７２の他端がＩ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートに接続されている。
【００３４】
さらに、定電圧回路６７は、直接、バッテリ７１に接続されており、イグニッションスイッチ７２のＯＮが検出されて電源リレー７０の接点が閉になると、ＥＣＵ６０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ７２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ６４にバックアップ用の電源を供給する。
【００３５】
Ｉ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートには、ノックセンサ４９、クランク角センサ４４、気筒判別センサ５３、右バンク（ＲＨ）のカム位置センサ４６Ｒ、左バンク（ＬＨ）のカム位置センサ４６Ｌ、車速を検出するための車速センサ５４が接続されており、更に、Ａ／Ｄ変換器６９を介して、吸入空気量センサ４７、スロットル開度センサ４８、冷却水温センサ５１、及びＯ２センサ５２が接続されると共に、バッテリ電圧ＶＢが入力されてモニタされる。
【００３６】
一方、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の出力ポートには、アイドル制御弁１０、インジェクタ１１、オイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌ、及び、電源リレー７０のリレーコイルが駆動回路６８を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵イグニッションコイル１３のイグナイタ１３ａが接続されている。
【００３７】
ＥＣＵ６０では、ＲＯＭ６２に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／Ｏインターフェイス６６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等をＣＰＵ６１で処理し、ＲＡＭ６３に格納される各種データ、バックアップＲＡＭ６４に格納されている各種学習値データ、及びＲＯＭ６２に記憶されている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火時期、アイドル制御弁１０に対する制御信号のデューティ比、オイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌに対する制御信号のデューティ比等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。
【００３８】
ここで、上述のように、可変バルブタイミング機構２７によるバルブタイミング制御においては、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルスと、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の実変位角（実バルブタイミング）を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づいて設定した目標バルブタイミングに収束するようオイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌの制御電流値を演算し、この制御電流値を与えるデューティ信号を出力してオイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌを駆動する。
【００３９】
その際、ＥＣＵ６０は、可変バルブタイミング機構２７の個体毎の特性の相違や油温（油圧）変化等の運転条件の変化に起因する応答速度の変化をモニタし、フィードバック制御の制御ゲインが適正か否かを評価して最適な応答性を確保するようにしている。すなわち、可変バルブタイミング機構２７の応答速度が適正速度より大きい場合には、フィードバック制御の制御ゲインを小さくして応答速度を低下させることでオーバーシュートを防止し、応答速度が適正速度より小さい場合には、フィードバック制御の制御ゲインを大きくして応答速度を向上させることで、アンダーシュートを防止する。
【００４０】
以下、ＥＣＵ６０によるバルブタイミング制御に係わる処理について、図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００４１】
図６は、通常の運転状態において所定時間毎に実行されるバルブタイミング制御ルーチンであり、先ず、ステップＳ１０１で、エンジン運転状態に基づいて目標進角量（目標バルブタイミング）ＶＴＴＧＴを設定する。この目標バルブタイミングＶＴＴＧＴは、例えば、エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ（＝Ｋ×Ｑ／ＮＥ；Ｑは吸入空気量、Ｋはインジェクタ特性補正定数）とエンジン回転数ＮＥとに基づくマップを補間計算付きで参照する等して設定する。
【００４２】
次に、ステップＳ１０２へ進み、クランク角センサ４４及びカム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）で検出した実進角量（実バルブタイミング）の目標進角量に対する進角量偏差（制御偏差）を算出する。そして、ステップＳ１０３へ進んでメモリされているフィードバックゲイン（フィードバック制御の制御ゲイン）を参照し、ステップＳ１０４で、進角量偏差及びフィードバックゲインに基づいてオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を駆動する制御電流に対応する制御デューティを決定した後、駆動回路６８を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を駆動することにより、実進角量が目標進角量に収束するようフィードバック制御する。
【００４３】
例えば、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を、目標進角量ＶＴＴＧＴと実進角量ＶＴとの制御偏差ΔＶＴに応じた比例微分制御（ＰＤ制御）によりフィードバック制御する場合、ＰＤ制御の比例定数Ｋｐ及び微分定数Ｋｄを制御ゲインとしてメモリから読出す。そして、下式に示すように、制御偏差ΔＶＴに比例定数Ｋｐを乗算した値と微分偏差ｄΔＶＴ／ｄｔに微分定数Ｋｄを乗算した値との和（フィードバック電流値）に、保持電流値Ｉｈを加算した電流値をオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流値ＩＶＴとして、この制御電流値ＩＶＴを与える制御デューティを決定する。
ＩＶＴ＝Ｋｐ×ΔＶＴ＋Ｋｄ×（ｄΔＶＴ／ｄｔ）＋Ｉｈ
【００４４】
ここで、保持電流値Ｉｈは、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のスプール３６ｇを、そのランドを以ってＡポート３６ａ及びＢポート３６ｂを閉塞する位置に保持し、シリンダヘッド２側の進角側オイル通路３４、遅角側オイル通路３５を、オイルフロー制御弁３６Ｌ（３６Ｒ）のオイル供給ポート３６ｃ、ドレインポート３６ｄ，３６ｆから遮断することで、可変バルブタイミング機構２７のベーンロータ２８を進角側にも遅角側にも変位させない移動速度０の保持点に維持するための電流値（換言すれば、所定の目標バルブタイミングに収束した定常状態に保持するための電流値）であり、個別のエンジンのオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）毎に学習される。
【００４５】
すなわち、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の電流値は、個体毎に異なる保持電流値に対し、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの制御偏差に応じたフィードバック電流値により増減され、スプール３６ｇのストロークが可変される。このストロークの変化により、進角側オイル通路３４或いは遅角側オイル通路３５とオイル供給通路４０との接続量、進角側オイル通路３４或いは遅角側オイル通路３５とドレイン通路４１，４２との接続量が０〜１００％の間で変更され、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに収束するようフィードバック制御される。
【００４６】
そして、目標バルブタイミングに対し、実バルブタイミングが遅角しているときには、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御デューティを大きくして電流値を増加させ、進角側オイル通路３４とオイル供給通路４０との接続量及び遅角側オイル通路３５とドレイン通路４２との接続量が増加する方向にスプール３６ｇを移動させる。これにより、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａの油圧が上昇すると共に遅角室３３ｂの油圧が低下し、ベーンロータ２８が時計回り方向（図３参照）に回動し、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の回転位相すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の回転位相（変位角）が進角化され、吸気カム軸１９の吸気カム１９ａによって駆動される吸気バルブ２５の開閉タイミングが進角される。
【００４７】
また、逆に、目標バルブタイミングに対し、実バルブタイミングが進角しているときには、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御デューティを小さくして電流値を減少させ、遅角側オイル通路３５とオイル供給通路４０との接続量及び進角側オイル通路３４とドレイン通路４１との接続量が増加する方向にスプール３６ｇを移動させる。これにより、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａの進角室３３ａの油圧が低下すると共に遅角室３３ｂの油圧が上昇し、ベーンロータ２８が反時計回り方向（図４参照）に回動し、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の回転位相すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の回転位相（変位角）が遅角化され、吸気カム軸１９の吸気カム１９ａによって駆動される吸気バルブ２５の開閉タイミングが遅角される。
【００４８】
そして、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに収束すると、フィードバック電流値が０となってオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のスプール３６ｇが進角側オイル通路３４及び遅角側オイル通路３５を閉塞する位置に移動し、可変バルブタイミング機構２７のベーンロータ２８が停止して保持される。
【００４９】
次に、以上のステップＳ１０４での制御デューティの出力によりオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を駆動した後、ステップＳ１０５へ進んで実進角量の変化をモニタし、そのモニタ時間が一定時間に達したか否かを調べる。そして、一定時間が経過していない場合には、ルーチンを抜けて実進角量のモニタを続行し、一定時間が経過したとき、ステップＳ１０６へ進む。
【００５０】
ステップＳ１０６では、可変バルブタイミング機構２７の応答速度ｕを一定時間内の実進角量の変化（実進角量ＶＴの時間微分値ｄＶＴ／ｄｔ）として求め、この応答速度ｕに基づいて制御ゲインを適正化するためのゲイン補正係数Ｋを設定する。そして、ステップＳ１０７で、メモリにストアされている制御ゲインを更新し、ルーチンを抜ける。
【００５１】
可変バルブタイミング機構２７に対するフィードバック制御の制御ゲインが適正か否かは、可変バルブタイミング機構２７を構成する各部品の公差中心から定められる代表特性での応答速度を閾値として、この閾値に対する実際の応答速度ｕの関係から評価することができる。本形態では、ゲイン補正量と応答速度との関係を予め評価したマップを作成しておき、このマップを参照することでゲイン補正係数Ｋを決定する。
【００５２】
図７は、可変バルブタイミング機構２７の応答速度ｕとゲイン補正係数Ｋとの関係をマップ化したゲイン補正マップの例を示し、可変バルブタイミング機構２７の代表特性での応答速度を中心値（適正応答速度）として、この適正応答速度でのゲイン補正係数Ｋを補正無しに対応する値（Ｋ＝１．０）としており、応答速度ｕが適正応答速度より速くなる程、ゲイン補正係数Ｋを小さくし、応答速度ｕが適正応答速度より遅くなる程、ゲイン補正係数Ｋを大きくする。
【００５３】
例えば、前述のＰＤ制御でオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）をフィードバック制御する場合、比例定数Ｋｐ、微分定数Ｋｄが、以下に示すように、ゲイン補正係数Ｋで補正・更新され、可変バルブタイミング機構２７の個体差や作動油温の差による応答速度のばらつきが解消される。
Ｋｐ＝Ｋ×Ｋｐ
Ｋｄ＝Ｋ×Ｋｄ
【００５４】
これにより、図８に示すように、エンジン運転状態の変化に対応して目標進角量が変化したとき、制御ゲインが大きすぎて応答速度が速く、オーバーシュートを起こす場合や、制御ゲインが小さすぎて応答速度が遅く、アンダーシュートを起こす場合にも、制御ゲインが適正値に補正されてオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御デューティが調整され、オーバーシュートやアンダーシュートを防止することができる。
【００５５】
この場合、制御ゲインを運転領域毎に学習マップとして備え、この学習マップをゲイン補正係数Ｋによって更新することが望ましい。例えば、前述のＰＤ制御でオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）をフィードバック制御する場合、比例定数Ｋｐの学習マップと微分定数Ｋｄの学習マップとをバックアップＲＡＭ６４に備えておき、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ等のエンジン負荷とエンジン回転数ＮＥとによる運転領域毎に、比例定数Ｋｐ、微分定数Ｋｄを学習することで、常に適正な制御ゲインを維持することができる。
【００５６】
このように本実施の形態においては、可変バルブタイミング機構２７の実際の応答速度をモニタしてフィードバック制御の制御ゲインを補正するので、可変バルブタイミング機構２７の個体差（特にオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の個体差）やオイル温度等の運転条件に依存しない最適な応答性を得ることができ、安定したフィードバック制御が可能となる。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、可変バルブタイミング機構の構成部品の個体差や運転条件の相違による応答速度のばらつきにも拘わらず、常に最適な応答性を確保することができ、制御性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変バルブタイミング機構付エンジンの全体構成図
【図２】可変バルブタイミング機構の概略構成図
【図３】可変バルブタイミング機構の最進角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図４】可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図２のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図５】電子制御系の回路構成図
【図６】バルブタイミング制御ルーチンのフローチャート
【図７】ゲイン補正マップの説明図
【図８】目標進角量及び実進角量の変化とゲイン補正による制御デューティの変化とを示す説明図
【図９】従来の可変バルブタイミング機構の応答速度の差を示す説明図
【符号の説明】
１  可変バルブタイミング機構付きエンジン
２７  可変バルブタイミング機構
３６Ｒ，３６Ｌ  オイルフロー制御弁
６０  電子制御装置
Ｋ  ゲイン補正係数
ＶＴ  実進角量
ＶＴＴＧＴ  目標進角量
ｄＶＴ  時間微分値
ｕ  応答速度
ΔＶＴ  制御偏差
【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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