(57)【要約】      （修正有）【課題】バルブの目標作用角が変化した場合に実作用角が目標作用角と一致するまでの期間においてバルブを作用角に応じた好適なタイミングで開閉させることが可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】目標作用角と実作用角との差の絶対値である作用角差分が所定の閾値より大きいときは、第１対応関係と状態パラメータとから求められる第１バルブタイミングと、第２対応関係と状態パラメータとから求められる第２バルブタイミングと、に対して実作用角に基づく補間を行うことにより目標バルブタイミングを決定する。一方、作用角差分が前記閾値より小さいときは、第１対応関係及び第２対応関係のうちの目標作用角に対応する関係と状態パラメータとから求められるバルブタイミングを目標バルブタイミングとして決定する。【選択図】図４
2016205210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブの開閉タイミングを目標バルブタイミングに応じて定まるタイミングに一致させるように変化させるバルブタイミング可変機構と、
前記バルブの作用角を目標作用角に応じて第１基準作用角及び同第１基準作用角と異なる第２基準作用角の何れかに選択的に設定可能であり且つ同バルブの作用角を同第１基準作用角と同第２基準作用角との間で変更するとき同第１基準作用角と同第２基準作用角との間で連続的に変化させる作用角可変機構と、
前記目標バルブタイミング及び前記目標作用角を決定する制御部と、
を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記制御部は、
実際の前記バルブの作用角である実作用角を検出する作用角検出部と、
前記バルブの作用角が前記第１基準作用角に設定されている場合に対して予め求められた、前記機関の状態パラメータと目標バルブタイミングとの第１対応関係、及び、前記バルブの作用角が前記第２基準作用角に設定されている場合に対して予め求められた、前記状態パラメータと目標バルブタイミングとの第２対応関係、を記憶した記憶部と、
前記状態パラメータに基づいて前記目標作用角を決定する目標作用角決定部と、
目標バルブタイミング決定部と、
を備え、
前記目標バルブタイミング決定部は、
前記目標作用角と前記実作用角との差の絶対値である作用角差分が所定の閾値より大きいときは、前記第１対応関係と前記状態パラメータとから求められる第１バルブタイミングと、前記第２対応関係と前記状態パラメータとから求められる第２バルブタイミングと、に対して前記実作用角に基づく補間を行うことにより前記目標バルブタイミングを決定し、
前記作用角差分が前記閾値より小さいときは、前記第１対応関係及び前記第２対応関係のうちの前記目標作用角に対応する関係と前記状態パラメータとから求められるバルブタイミングを前記目標バルブタイミングとして決定する、
内燃機関の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、バルブの作用角を調整可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブのバルブタイミング（開閉タイミング）を変更可能なバルブタイミング可変機構と、バルブの作用角を変更可能な作用角可変機構と、を備える内燃機関が従来から知られている。
この種の内燃機関では、各バルブの作用角及びバルブタイミングを調整することにより燃費、最高出力、及びエミッション等を向上させることが可能である。
【０００３】
そのため、好適なバルブタイミングを得るために必要なデータを記述したマップ（ルックアップテーブル）を記憶させた制御手段を用いて内燃機関を制御することが従来から行われている。
このマップは、バルブの作用角を決定するための目標作用角算出用マップと、各作用角ごとに定められた目標バルブタイミングを求めるための目標バルブタイミング算出用マップと、を含んでいる。
【０００４】
目標作用角算出用マップは、内燃機関の機関負荷率ＫＬ及び内燃機関の回転速度ＮＥと好適なバルブの作用角との対応関係を表すデータを格納している。
目標バルブタイミング算出用マップは、機関負荷率ＫＬ及び回転速度ＮＥと目標バルブタイミングとの対応関係を表すデータを格納しており、バルブの各作用角（目標作用角）ごとに作成されている。
【０００５】
制御手段は内燃機関の作動中に（所定時間ごとに）、機関負荷率ＫＬ及び回転速度ＮＥを目標作用角算出用マップに引数として適用することにより好適な作用角（目標作用角）を選択する。
すると制御手段が、選択された目標作用角に基づいて作用角可変機構を駆動し、バルブの作用角を目標作用角と一致するように変化させる。
【０００６】
さらに制御手段は、算出した目標作用角に対応する目標バルブタイミング算出用マップに機関負荷率ＫＬ及び回転速度ＮＥを引数として適用することにより、その時点での（燃費向上等にとって理想的な）目標バルブタイミングを決定する。
そして制御手段は、決定した目標バルブタイミングに基づいてバルブタイミング可変機構を制御し、各バルブをその時点での目標バルブタイミングで動作させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２６６２００号公報
【発明の概要】
【０００８】
作用角可変機構が各バルブの作用角を段階的（ステップ状）に一気に変化させることができる場合は、バルブの実作用角は図４に破線で示した目標作用角に追従して段階的に変化する。
そのため、この場合は上記制御方法によって各バルブを（その時点での）好適なバルブタイミングで動作させることが可能である。
【０００９】
しかし作用角可変機構が、各バルブの作用角を無段階（即ち、連続的）に徐々に変化させる所謂バリアブルバルブリフト機構の場合（例えば、特許文献１）は、上記制御をそのまま適用するのは好ましくない。
即ち、図４に示すように、例えば各バルブの目標作用角が「１（＝α°）」から「２＝（β°）（β＜α）」へ変化する場合は、この目標作用角はα°からβ°へ段階的（一気）に変化する（図４中の破線の矢印参照）。その一方で、各バルブの実際の作用角（実作用角）は「１（＝α°）」から「２＝（β°）」へ段階的に変化するのではなく連続的に（徐々に）変化する（図４中の斜め方向の実線部を参照）。そのため、例えば時刻ｔ１のときの目標作用角が「２」で実作用角が「１」と「２」の間の大きさ（例えば、「δ°」）の場合は、目標作用角と実作用角の間のズレ量が大きくなる。従って、時刻ｔ１において制御手段が上記方法に従って内燃機関を制御すると、実作用角が「δ°」であるにも拘わらず、各バルブは目標作用角が「２（＝β°）」の場合の好適なバルブタイミングで動作することになる。即ち、真の目標バルブタイミングから大きく乖離したタイミングで各バルブを開閉させてしまうことになる。
【００１０】
本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の１つは、バルブの目標作用角が変化した場合に実作用角が目標作用角と一致するまでの期間においてバルブを作用角に応じた好適なタイミングで開閉させることが可能な内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することにある。
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の内燃機関のバルブタイミング制御装置は、
バルブの開閉タイミングを目標バルブタイミングに応じて定まるタイミングに一致させるように変化させるバルブタイミング可変機構と、
前記バルブの作用角を目標作用角に応じて第１基準作用角及び同第１基準作用角と異なる第２基準作用角の何れかに選択的に設定可能であり且つ同バルブの作用角を同第１基準作用角と同第２基準作用角との間で変更するとき同第１基準作用角と同第２基準作用角との間で連続的に変化させる作用角可変機構と、
前記目標バルブタイミング及び前記目標作用角を決定する制御部と、
を備えている。
【００１２】
前記制御部は、
実際の前記バルブの作用角である実作用角を検出する作用角検出部と、
前記バルブの作用角が前記第１基準作用角に設定されている場合に対して予め求められた、前記機関の状態パラメータと目標バルブタイミングとの第１対応関係、及び、前記バルブの作用角が前記第２基準作用角に設定されている場合に対して予め求められた、前記状態パラメータと目標バルブタイミングとの第２対応関係、を記憶した記憶部と、
前記状態パラメータに基づいて前記目標作用角を決定する目標作用角決定部と、
目標バルブタイミング決定部と、
を備えている。
【００１３】
そして前記目標バルブタイミング決定部は、
前記目標作用角と前記実作用角との差の絶対値である作用角差分が所定の閾値より大きいときは、前記第１対応関係と前記状態パラメータとから求められる第１バルブタイミングと、前記第２対応関係と前記状態パラメータとから求められる第２バルブタイミングと、に対して前記実作用角に基づく補間を行うことにより前記目標バルブタイミングを決定し、
前記作用角差分が前記閾値より小さいときは、前記第１対応関係及び前記第２対応関係のうちの前記目標作用角に対応する関係と前記状態パラメータとから求められるバルブタイミングを前記目標バルブタイミングとして決定する。
【００１４】
目標作用角と実作用角との差の絶対値である作用角差分が所定の閾値より大きいときは、目標作用角よりも実作用角を利用した方が目標バルブタイミングを精度よく算出できると考えられる。その一方で、作用角差分が閾値より小さいときは、実作用角よりも目標作用角を利用した方が目標バルブタイミングを精度よく算出できると考えられる。
そのため作用角差分が所定の閾値より大きいときは、第１対応関係と状態パラメータ（例えば、機関負荷率ＫＬ、回転速度ＮＥ）とから求められる第１バルブタイミングと、第２対応関係と状態パラメータとから求められる第２バルブタイミングと、に対して実作用角に基づく補間を行うことにより目標バルブタイミングを決定する。
一方、作用角差分が閾値より小さいときは、第１対応関係及び第２対応関係のうちの目標作用角に対応する関係と状態パラメータとから求められるバルブタイミングを目標バルブタイミングとして決定する。
そのため、バルブの目標作用角が変化した場合に実作用角が目標作用角と一致するまでの期間において、バルブを作用角に応じた好適なタイミングで開閉させることが可能になる。
【００１５】
基準作用角は２つである必要はなく３つ以上であってもよい。３つ以上の場合は、そのうちの一つが第１基準作用角となり、他の一つが第２基準作用角となる。
【００１６】
閾値としては、例えばバルブの実作用角を検出するためのセンサの個体差に基づく測定ばらつき（公差）を利用可能である。
【００１７】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る内燃機関及び制御装置の全体図である。
【図２】目標作用角算出用マップを概念的に表した図である。
【図３】各目標作用算角ごとに作成した目標バルブタイミング算出用マップを概念的に表した図である。
【図４】実作用角と目標作用角の時間に応じた変化、及び、目標バルブタイミング算出用マップの適用状態の時間に応じた変化を概念的に表したグラフである。
【図５】内燃機関の制御を表すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る車両用の内燃機関及び電気制御装置（バルブタイミング制御装置）について説明する。図１は実施形態に係る多気筒（例えば４気筒）内燃機関１０及び電気制御装置７０の概略構成を示している。なお、図１は、ある気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
【００２０】
この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０に燃料（例えばガソリン）と空気とからなる混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統４３と、を含んでいる。
【００２１】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これによりクランク軸２４が回転する。シリンダ２１、ピストン２２のヘッド、及びシリンダヘッド部３０によって囲まれた空間には燃焼室２５が形成されている。
【００２２】
シリンダヘッド部３０には、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、燃焼室２５に連通した排気ポート３３、各排気ポート３３を開閉する排気弁３４、点火プラグ３６、及び点火プラグ３６に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ（図示略）が設けられている。吸気ポート３１には、燃料を吸気ポート３１内に噴射するためのインジェクタ３７が設けられている。
【００２３】
吸気系統４０の（吸気ポート３１に接続する）吸気ダクト４１にはスロットル弁４２が設けられている。スロットル弁４２は、スロットル弁アクチュエータ４２ａの駆動力によってその開度が調整される。スロットル弁４２の開度が変わると、吸気ダクト４１の通路断面積が変化し、その結果、吸気ダクト４１内を通過する空気量が変化する。
【００２４】
さらに内燃機関１０には、吸気弁３２に吸気ポート３１の開閉動作を行わせるための吸気弁開閉装置５０が設けられている。
吸気弁開閉装置５０は、吸気弁３２の開弁期間を進角側及び遅角側に変更可能なバルブタイミング可変機構５１と、吸気弁３２の最大リフト量を作用角とともに変更可能な作用角可変機構５５と、を備えている。
【００２５】
バルブタイミング可変機構５１は、可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）と呼ばれる周知の機構である。バルブタイミング可変機構５１は、クランクシャフト２４の回転力を受けることにより自身の軸線まわりに回転するインテークカムシャフト５２（インテークカム５３）の回転位置（回転位相）を、アクチュエータ５４（モータや油圧供給源など）の動力を利用してクランクシャフト２４に対して変化させる（ずらす）ことにより、吸気弁３２のバルブタイミング（ＩＮＶＴ）を進角側及び遅角側に変化させる。なお、このバルブタイミング（ＩＮＶＴ）とは、バルブの開弁タイミングと閉弁タイミングの中間のタイミングのことである。
【００２６】
作用角可変機構５５はバリアブルバルブリフト機構と呼ばれる周知の機構である。作用角可変機構５５は、インテークカム５３及びローラーロッカーアーム５９と接触する作用角調整カム５６と、作用角調整カム５６を固定状態で支持しかつ自身の軸方向（図１の紙面に対して直交する方向）に移動可能な制御シャフト５７と、制御シャフト５７を軸方向に進退させるステッピングモータ５８と、を備えている。さらに制御シャフト５７の近傍には、制御シャフト５７の軸方向のスライド位置を検出するための位置センサ５７ａが設けられている。
【００２７】
ステッピングモータ５８の動力によって制御シャフト５７が軸方向に移動すると、作用角調整カム５６とインテークカム５３との接触範囲が変化する。すると、ローラーロッカーアーム５９の押し下げ量、即ち吸気弁３２の作用角が無段階（連続的）に変化する。本実施形態では、吸気弁３２の作用角を「作用角１」「作用角２」「作用角３」の３つの角度に離散的に変更可能である。作用角の大きさは作用角１＞作用角２＞作用角３の関係にあり、本実施形態では作用角１＝α°、作用角２＝β°、作用角３＝γ°に設定されている。以下、これら３つの作用角１、２、３を「基準作用角」と称することがある。さらに作用角可変機構５５は、吸気弁３２の作用角を作用角１、２、３のそれぞれに保持可能である。また作用角可変機構５５は、吸気弁３２の作用角を作用角１と作用角２との間の任意の角度に無段階（連続的）で変化させることが可能である。同様に作用角可変機構５５は、吸気弁３２の作用角を作用角２と作用角３との間の任意の角度に無段階で変化させることが可能である。但し、作用角可変機構５５は吸気弁３２の作用角を、「作用角１と作用角２の間の角度」及び「作用角２と作用角３の間の角度」には保持不能である。
【００２８】
さらに内燃機関１０は、クランクポジションセンサ６５、アクセル開度センサ６６、及びエアーフローメータ６９を備えている。
クランクポジションセンサ６５は、クランク軸２４が所定角度だけ回転する毎に信号を出力する。この信号は、クランク軸２４の回転速度を表すエンジン回転速度ＮＥを取得するために使用される。
アクセル開度センサ６６は、運転者によって操作されるアクセルペダル６７の操作量を検出し、アクセルペダルの操作量Accpを表す信号を出力する。
熱線式のエアフローメータ６９は、吸気ダクト４１内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量を検出し、質量流量（吸入空気流量）Ｇａを表す信号を出力する。
【００２９】
内燃機関１０を制御するための電気制御装置（ＥＣＵ）７０は、互いにバスにより接続されたＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、バックアップＲＡＭ７４、及びＡＤコンバータを含むインターフェース７５等を備えるマイクロコンピュータである。ＲＯＭ７２には、ＣＰＵ７１が実行するプログラム、マップ（ルックアップテーブル）、及び定数等のデータを予め記憶させてある。ＲＡＭ７３は、ＣＰＵ７１の指示に応じてデータを一時的に保持する。バックアップＲＡＭ７４は、内燃機関１０が運転状態にあるときにデータを記憶し、さらに内燃機関１０の運転が停止している間も記憶したデータを保持する。
【００３０】
インターフェース７５は、スロットル弁アクチュエータ４２ａ、アクチュエータ５４、位置センサ５７ａ、ステッピングモータ５８、クランクポジションセンサ６５、アクセル開度センサ６６、エアーフローメータ６９に接続されている。クランクポジションセンサ６５、アクセル開度センサ６６、及びエアーフローメータ６９の出力信号はＣＰＵ７１に対して送信される。
さらにインターフェース７５は、ＣＰＵ７１の指示に応じて（点火プラグ３６に高電圧を与える）前記イグナイタ、インジェクタ３７、スロットル弁アクチュエータ４２ａ、アクチュエータ５４、及びステッピングモータ５８に駆動信号（指示信号）を送出する。
【００３１】
続いて内燃機関１０及びＥＣＵ７０（バルブタイミング制御装置）（制御部）（記憶部）（目標バルブタイミング決定部）（目標作用角決定部）の動作の概要について説明する。
ＥＣＵ７０は、クランクポジションセンサ６５が検出したエンジン回転速度ＮＥ及びエアーフローメータ６９が検出した吸入空気流量Ｇａに応じて、好適な吸気弁３２の作用角を複数の基準作用角の中から選択する。さらにＥＣＵ７０は、選択した基準作用角に対応した好適な（例えば、内燃機関１０の燃費を向上させることが可能な）バルブタイミング（ＩＮＶＴ）となるように吸気弁３２のバルブタイミングを変化させる。
【００３２】
ＥＣＵ７０のＲＯＭ７２には、図２に示した二次元マップである目標作用角算出用マップを記憶させてある。この目標作用角算出用マップは、内燃機関１０の状態パラメータである「エンジン回転速度ＮＥ及び内燃機関１０の機関負荷率ＫＬ」に基づいて、吸気弁３２にとって好適な作用角である「目標作用角」を算出するために用いられる。なお機関負荷率ＫＬは、吸入空気流量Ｇａとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて（近似的に）算出することができる。
【００３３】
さらにＥＣＵ７０のＲＯＭ７２には、図３に示した二次元マップである目標バルブタイミング算出用マップを記憶させてある。この目標バルブタイミング算出用マップは、エンジン回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬを引数としかつ作用角１、２、３（基準作用角）ごとに作成されている。図３に示すように各目標バルブタイミング算出用マップは、内燃機関１０の状態パラメータ（エンジン回転速度ＮＥと機関負荷率ＫＬ）と目標バルブタイミングとの対応関係（第１対応関係、第２対応関係）を定めている。換言すると、各作用角ごとの目標バルブタイミング（ＩＮＶＴ）は、エンジン回転速度ＮＥと機関負荷率ＫＬとに基づいて定められている（図３中のＩＮＶＴ−ａ〜ｉを参照）。これら目標バルブタイミングＩＮＶＴ−ａ〜ｉは、内燃機関１０の燃費を向上させるために好適な吸気弁３２のバルブタイミングを表している。
【００３４】
ＥＣＵ７０は所定時間ごとに、回転速度ＮＥ及び吸入空気流量Ｇａ並びにＲＯＭ７２に記憶させてある所定のプログラムに基づいて機関負荷率ＫＬを算出する。さらにＥＣＵ７０は、機関負荷率ＫＬ及び回転速度ＮＥを図２の目標作用角算出用マップに引数として適用することにより、その時点での吸気弁３２の好適な作用角（目標作用角）を決定する。
【００３５】
さらにＥＣＵ７０は、位置センサ５７ａが検出した制御シャフト５７の位置に基づいて、吸気弁３２の実際の作用角である「実作用角」を常に検出する。即ち、位置センサ５７ａ及びＥＣＵ７０は「作用角検出部」の構成要素である。
【００３６】
例えば、時刻ｔｘ（図４参照）においてＥＣＵ７０が目標作用角算出用マップを用いて吸気弁３２の目標作用角を選定する場合を考える。
時刻ｔｘ以前では、実作用角及び目標作用角がともに「作用角１（＝第１基準作用角）」である。
時刻ｔｘのタイミングでＥＣＵ７０が目標作用角として「作用角２（＝第２基準作用角）」を選定すると、ＥＣＵ７０は吸気弁３２の作用角が目標作用角２となるようにステッピングモータ５８に対して駆動信号を送信する。するとステッピングモータ５８の働きによって吸気弁３２の実作用角が目標作用角２側へ向けて徐々に変化する（図４中の斜め方向の実線部を参照）。
そのため、時刻ｔｘから僅かに時間が経過した時刻ｔ１においては、実作用角と目標作用角との間に大きなズレが生じる（図４参照）。
時間の経過とともに実作用角が徐々に目標作用角２へ近づいていき、実作用角と目標作用角との間のズレが徐々に小さくなる。そして時刻ｔｙとなったときに実作用角が作用角２（＝目標作用角）と一致する。
【００３７】
なお吸気弁３２が吸気ポート３１を開閉するときの往復運動速度は極めて速い。そのため吸気弁３２の実作用角が作用角１から作用角２へ変化する間（図４の斜め方向の実線部）に、吸気弁３２は数十回〜数百回程度往復運動を行う。
【００３８】
さらにＥＣＵ７０は、|目標作用角−実作用角|（目標作用角と実作用角の差の絶対値）である「作用角差分」と所定の閾値（図４参照）との大小関係を判定する。この閾値としては、例えば吸気弁３２の「実作用角」の検出手段である位置センサ５７ａの個体差に基づく測定ばらつき（公差）を利用可能である。
【００３９】
仮にここでＥＣＵ７０が、時刻ｔ１における目標バルブタイミングを求めるために、目標作用角２に対応するマップ（ｂ）のみを用いる場合を考える。
図４に示すように例えばこのときの実作用角が「δ°」であるとすると（α＞δ＞β）、実作用角と目標作用角２（＝β°）のズレは大きい。そのため、算出された目標バルブタイミングは実際の目標バルブタイミングから大きく乖離する。
そのためこの方法を用いると、時刻ｔ１における吸気弁３２の目標バルブタイミングを算出することができない可能性が高い。
【００４０】
そこで本実施形態では、|目標作用角−実作用角|と閾値の大小関係に応じて、ＥＣＵ７０による吸気弁３２の目標バルブタイミングの算出方法を適宜変更している。
例えば時刻ｔ１における実作用角がδ°の場合は、ＥＣＵ７０は|目標作用角−実作用角|≧閾値と判定し、ＥＣＵ７０は検出した実作用角及び図３のマップ（ａ）（ｂ）を利用して吸気弁３２の目標バルブタイミングを算出する。即ちＥＣＵ７０は、ｔ１における機関負荷率ＫＬ及び回転速度ＮＥと対応する目標バルブタイミングをマップ（ａ）とマップ（ｂ）の両方から求める。より詳細にはＥＣＵ７０は、マップ（ａ）とマップ（ｂ）のそれぞれから求めた二つの目標バルブタイミングに対して前記実作用角に基づくに基づく補間（例えば、直線補間）を行うことにより目標バルブタイミングを求める。このようにすれば、その時刻ｔ１における吸気弁３２にとって真に好適なバルブタイミングを算出できる可能性が高くなる。即ち、この場合は「目標作用角」よりも「実作用角」を利用した方が目標バルブタイミングを精度よく算出できる可能性が高い。
【００４１】
この場合の補間は、例えば以下の式を用いて行うことが可能である。
Ｙ＝（実作用角−作用角１）／（作用角２−作用角１）・（Ｂ−Ａ）+Ａ
ここで、
Ｙ：補間により求める目標バルブタイミング
Ａ：時刻ｔｘにおける目標バルブタイミング
Ｂ：時刻ｔｙにおける目標バルブタイミング
【００４２】
その一方で、例えば時刻ｔ２における実作用角が図４に示す大きさ（β°に極めて近い大きさ）の場合、ＥＣＵ７０は|目標作用角−実作用角|＜閾値と判定する。そして、目標作用角２に対応する図３のマップ（ｂ）のみにｔ２における機関負荷率ＫＬ及び回転速度ＮＥを引数として適用して、その時点における吸気弁３２の目標バルブタイングを算出する。
このように|目標作用角−実作用角|が閾値より小さい場合は、位置センサ５７ａの個体差及び経時変化に基づく測定ばらつきを考慮すると、位置センサ５７ａによって検出された実作用角と目標作用角がほぼ一致していると考えられる。さらに、真の実作用角と目標作用角が完全に一致していないとしても、その誤差は極めて小さいと推測される。そのためこの場合は、実作用角よりも目標作用角を利用した方が真の目標バルブタイミングを精度よく算出できる可能性が高い。
【００４３】
そしてＥＣＵ７０は、吸気弁３２のバルブタイミングがＥＣＵ７０によって算出された目標バルブタイミングとなるように、アクチュエータ５４に対して駆動信号を送る。するとアクチュエータ５４の働きによってバルブタイミング可変機構５１が駆動し、吸気弁３２がその時点での好適なバルブタミングで吸気ポート３１を開閉する。
そして以上の制御をＥＣＵ７０が所定時間おきに繰り返し実行することで、内燃機関１０の燃費が向上する。
【００４４】
続いて内燃機関１０の具体的な制御方法を図５のフローチャートを参照しながら説明する。なお、以下の制御を開始する時点において吸気弁３２の実作用角が（基準）作用角１になっているものとする。
図示しないイグニッション・キー・スイッチが操作され内燃機関１０が運転を開始すると、ＥＣＵ７０（ＣＰＵ７１）は内燃機関１０が運転を行っている間に渡って所定時間おきに図５のフローチャートに示したルーチンを繰り返し実行する。
【００４５】
最初にＥＣＵ７０はステップ１００にて、図２の目標作用角算出用マップに対してその時点でのエンジン回転速度ＮＥ及び機関負荷率ＫＬを引数として適用することにより、その時点での吸気弁３２の目標作用角を算出する。
【００４６】
算出した目標作用角が作用角２であるとすると、ＥＣＵ７０はステップ１１０にて、吸気弁３２の作用角が目標作用角（作用角２）となるようにステッピングモータ５８に対して駆動信号を送信する。すると制御シャフト５７が自身の軸方向に移動するので、作用角調整カム５６とインテークカム５３との接触範囲が変化し、その結果、吸気弁３２の作用角が作用角１から作用角２側へ無段階に変化する。
【００４７】
なお、変更前の目標作用角及び実作用角が「作用角１（＝第１基準作用角）」で変更後の目標作用角が「作用角３（＝第２基準作用角）」である場合も、上記と同様の要領に従って、吸気弁３２の作用角は目標作用角（作用角３）へ変化する。
また、変更前の目標作用角及び実作用角が「作用角２（＝第２基準作用角）」又は「作用角３（＝第２基準作用角）」で変更後の目標作用角が「作用角１（＝第１基準作用角）」の場合も、上記と同様の要領に従って、吸気弁３２の作用角は目標作用角（作用角１）へ変化する。
【００４８】
さらにＥＣＵ７０はステップ１２０にて、ステップ１１０にて位置センサ５７ａの検出結果に基づいて、その時点での吸気弁３２の実作用角を検出する。
【００４９】
続いてＥＣＵ７０は、ステップ１３０にて、|目標作用角−実作用角|と閾値の大きさを比較する。
ＥＣＵ７０は|目標作用角−実作用角|≧閾値と判定したとき（例えば時刻ｔ１のとき）、ステップ１４０にて、図３のマップ（ａ）及び（ｂ）を利用しかつ実作用角に基づいて補間を行いながら吸気弁３２の目標バルブタイミングを算出する。
さらにＥＣＵ７０はステップ１５０にて、吸気弁３２のバルブタイミングがステップ１４０で算出された目標バルブタイミングとなるように、アクチュエータ５４に対して駆動信号を送信する。
【００５０】
一方、ステップ１３０にて|目標作用角−実作用角|＜閾値と判定したとき（例えば時刻ｔ２のとき）は、ＥＣＵ７０はステップ１６０にて、目標作用角２に対応する図３のマップ（ｂ）のみを用いて、その時点における吸気弁３２の目標バルブタイングを算出する。
さらにＥＣＵ７０はステップ１７０にて、吸気弁３２のバルブタイミングがステップ１６０で算出された目標バルブタイミングとなるように、アクチュエータ５４に対して駆動信号を送信する。
【００５１】
ＥＣＵ７０はステップ１５０又はステップ１７０の処理を行った後に、図５の処理を一旦終了する。
そしてＥＣＵ７０は再びステップ１００へ戻り、内燃機関１０が動作している間にこの処理を繰り返し実行する。
【００５２】
以上、本発明を上記各実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００５３】
例えば、図３のマップ（ａ）（ｂ）（ｃ）を合成した三次元マップを予めＲＯＭ７２に記憶させておき、この三次元マップを利用して各目標作用角に応じた目標バルブタイミングを上記と同様の方法によって算出してもよい。
【００５４】
|目標作用角−実作用角|＞閾値の場合と、|目標作用角−実作用角|≦閾値の場合とに分けて、目標バルブタイミングを算出してもよい。
即ち、ＥＣＵ７０が|目標作用角−実作用角|＞閾値と判定したときは、図３の二つのマップ（または三次元マップ）を利用しかつ実作用角に基づいて補間を行いながら吸気弁３２の目標バルブタイミングを算出する。一方、ＥＣＵ７０が、|目標作用角−実作用角|≦閾値と判定したときは、目標作用角に対応するマップのみを用いて（または三次元マップを用いて）、吸気弁３２の目標バルブタイングを算出する。
【００５５】
吸気弁３２の基準作用角の数（目標バルブタイミング算出用マップの種類）は、２つであっても、４つ以上であってもよい。
機関負荷率ＫＬや回転速度ＮＥとは異なる内燃機関１０の状態パラメータを利用して、吸気弁３２の目標作用角や目標バルブタイミングを求めてもよい。
内燃機関１０を直噴式内燃機関に変更したり、内燃機関１０をディーゼル機関に変更してもよい。
【００５６】
排気弁３４を、電気制御装置７０（目標作用角算出用マップ、目標バルブタイミング算出用マップ）によって制御される作用角可変機構５５及びバルブタイミング可変機構５１によって駆動してもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１０・・・内燃機関、２５・・・燃焼室、３１・・・吸気ポート、３２・・・吸気弁、５０・・・吸気弁開閉装置、５１・・・バルブタイミング可変機構、５５・・・作用角可変機構、５６・・・作用角調整カム、５７・・・制御シャフト、５７ａ・・・位置センサ（作用角検出部）、５８・・・ステッピングモータ、６５・・・クランクポジションセンサ、６６・・・アクセル開度センサ、６９・・・エアーフローメータ、７０・・・電気制御装置（ＥＣＵ）（バルブタイミング制御装置）（制御部）（記憶部）（目標バルブタイミング決定部）（作用角検出部）、７１・・・ＣＰＵ
【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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