JP2001254638A

JP2001254638A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JP2001254638A
Application number: JP2000066429A
Authority: JP
Inventors: Mitsuhiro Nakamura; 光宏中村; Keiji Sutani; 慶治酢谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-21
Also published as: US20010020459A1; US6367437B2; DE10111419A1

Abstract

(57)【要約】【課題】カム位相を制御するための制御弁をそのコイ
ルの温度条件にかかわらず適切に制御でき、カム位相の
フィードバック制御の精度を向上させることができる内
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】コイルに流れる電流量に応じてカム位相
可変機構８を駆動する制御弁１０と、電流量を制御する
ための制御値ＤＯＵＴＶＴを、実カム位相ＣＡＩＮが目
標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤになるようにフィードバック
制御するカム位相フィードバック制御手段２と、フィー
ドバック制御により求めた制御値に基づいて目標電流量
ＶＴＣＩＯＢＪを設定する目標電流量設定手段２と、電
流量を制御するために制御弁に出力される出力制御値Ｄ
ＤＯＵＴを、実電流量ＶＴＣＩＡＣＴが目標電流量ＶＴ
ＣＩＯＢＪになるようにフィードバック制御する電流フ
ィードバック制御手段２と、を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフト
に対する吸気カムおよび／または排気カムのカム位相を
変更することにより、バルブタイミングを制御する内燃
機関のバルブタイミング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種のバルブタイミング制御装
置として、例えば特開平９−２１７６０９号公報に開示
されたものが知られている。この制御装置では、カムプ
ーリーに対するカムシャフトの相対角度を、油圧制御弁
により油圧の供給を制御されるカム位相可変機構で変化
させることにより、カム位相が変更される。油圧制御弁
は、コイルおよびこれにより駆動されるスプールを有す
るリニアソレノイド弁で構成されており、コイルへの電
流の出力デューティ比を制御し、スプールをその電流値
に応じた位置に駆動して、油圧をカム位相可変機構の進
角室または遅角室に選択的に供給することによって、カ
ム位相が進角側または遅角側に駆動制御される。また、
出力デューティ比が中央付近に保持デューティ値のとき
には、油圧制御弁は、スプールが進角室および遅角室を
同時に閉鎖し、それらへの油圧の供給を同時に遮断する
中立位置に位置することで、カム位相を保持する保持状
態になる。さらに、この制御装置では、検出された実カ
ム位相が、エンジンの運転状態に応じて設定した目標カ
ム位相になるように、出力デューティ比のフィードバッ
ク制御が行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この制御装置
では、油圧制御弁の温度条件が変化したときに、カム位
相を精度良く制御できないという問題がある。すなわ
ち、上記の制御装置で油圧制御弁として用いられている
リニアソレノイド弁は、そのコイル温度が変化するのに
伴ってコイル抵抗が変化するため、出力デューティ比が
同じであっても、コイルに実際に流れる電流値が変化す
るという特性を有する。例えば、コイル温度が低いとき
には、コイル抵抗が小さいため、同一のデューティ比を
出力しても電流値は大きくなる。このため、保持デュー
ティ値が低くなり、出力デューティ比の制御範囲が全体
的に低デューティ側にずれるとともに、出力デューティ
比の単位変化に対する油圧変化が大きくなる（油圧制御
弁の感受性が高くなる）ことで、出力デューティ比の制
御可能範囲は自ずと狭くなる。逆に、コイル温度が高く
なると、コイル抵抗が上昇し、同一出力デューティ比に
対する電流値が小さくなるので、保持デューティ値が高
くなり、出力デューティ比の制御範囲が全体的に高デュ
ーティ側にずれるとともに、出力デューティ比の単位変
化に対する油圧変化が小さくなる（油圧制御弁の感受性
が低くなる）ことで、出力デューティ比の制御可能範囲
が広くなり、制御精度も向上する。

【０００４】これに対して、上記の従来の制御装置で
は、目標カム位相と実カム位相に基づいてフィードバッ
ク制御により算出した出力デューティ比を、そのまま油
圧制御弁のコイルへ出力するにすぎない。このため、た
とえそのときの運転状態に応じた最適なカム位相が得ら
れるように出力デューティ比を算出したとしても、油圧
制御弁の上述した温度特性により、実際のコイル温度に
応じて、油圧制御弁の挙動およびその制御によるカム位
相可変機構の挙動がばらついてしまい、所期のカム位相
を得ることができず、その制御を精度良く行えないとい
う問題がある。

【０００５】このような問題を解消するために、例え
ば、実際のコイル温度を検出し、その検出結果に応じて
出力デューティ比を補正することが考えられる。しか
し、その場合には、コイル温度をリニアに検出するため
の温度センサが新たに必要になる。また、温度自体がも
つ一般的な特性として変化が鈍いこと、およびコイル温
度は、それを取り巻く環境、すなわち、設置されるエン
ジンルーム内の温度、走行風や、電流による自己発熱な
どに大きく左右されることから、温度センサを設置して
も、その時点でのコイル温度を正確に検出することは困
難である。このため、検出したコイル温度から、その時
点でコイルに実際に流れている電流量を正確に推定する
ことや補正することは困難であり、結局、カム位相制御
を精度良く行うことができない。

【０００６】本発明は、このような課題を解決するため
になされたものであり、カム位相を制御するための制御
弁をそのコイルの温度条件にかかわらず適切に制御で
き、それにより、カム位相のフィードバック制御の精度
を向上させることができる内燃機関のバルブタイミング
制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明は、クランクシャフト９に対する吸気カム６
ａおよび排気カム７ａの少なくとも一方の位相であるカ
ム位相ＣＡＩＮを変更することにより、バルブタイミン
グを制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置であ
って、カム位相ＣＡＩＮを変更するカム位相可変機構８
と、コイルを有し、このコイルに流れる電流量に応じて
カム位相可変機構８を駆動する制御弁（実施形態におけ
る（以下、本項において同じ）油圧制御弁１０）と、実
際のカム位相ＣＡＩＮを検出する実カム位相検出手段
（ＥＣＵ２、カム角センサ２８、クランク角センサ２
９）と、運転状態に応じて目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ
を設定する目標カム位相設定手段（ＥＣＵ２）と、電流
量を制御するための制御値（暫定デューティ比ＤＯＵＴ
ＶＴ）を、実カム位相ＣＡＩＮが目標カム位相ＣＡＩＮ
ＣＭＤになるようにフィードバック制御するカム位相フ
ィードバック制御手段（ＥＣＵ２、図２のステップ１）
と、フィードバック制御により求めた制御値に基づいて
目標電流量ＶＴＣＩＯＢＪを設定する目標電流量設定手
段（ＥＣＵ２、図７）と、制御弁のコイルに実際に流れ
ている実電流量ＶＴＣＩＡＣＴを検出する実電流量検出
手段（電流検出回路２ａ）と、電流量を制御するために
制御弁に出力される出力制御値（出力デューティ比ＤＤ
ＯＵＴ）を、実電流量ＶＴＣＩＡＣＴが目標電流量ＶＴ
ＣＩＯＢＪになるようにフィードバック制御する電流フ
ィードバック制御手段（ＥＣＵ２、図２のステップ２）
と、を備えていることを特徴としている。

【０００８】この内燃機関のバルブタイミング制御装置
によれば、カム位相可変機構を駆動する制御弁のコイル
の電流量を制御するための制御値を、実カム位相が目標
カム位相になるようにフィードバック制御する。また、
このフィードバック制御により求めた制御値に基づいて
目標電流値を設定するとともに、制御弁のコイルの実電
流量を検出する。そして、実電流量が目標電流量になる
ように出力制御値をフィードバック制御し、算出した出
力制御値を制御弁に出力することによって、そのコイル
の電流量を制御する。

【０００９】以上のように、本発明では、実カム位相が
目標カム位相になるように制御値をカム位相フィードバ
ック制御するだけでなく、制御弁のコイルの実電流量
が、カム位相フィードバック制御により算出した制御値
に基づき設定した最適な目標電流量になるように、最終
的な出力制御値を電流フィードバック制御する。このよ
うに、コイルの実電流量を直接、検出するとともに、こ
れが最適な目標電流量になるように出力制御値を電流フ
ィードバック制御するので、コイルの温度条件をすべて
加味しながら、その変化による制御弁の挙動のばらつき
を適切に補償できる。したがって、コイルの温度条件に
かかわらず、制御弁およびカム位相可変機構の動作を最
適に制御でき、その結果、カム位相のフィードバック制
御の精度を向上させることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の一実施形態を説明する。図１は、本発明を適用した
内燃機関のバルブタイミング制御装置（以下、単に「制
御装置」という）の概略構成を示している。同図に示す
ように、この制御装置１は、ＥＣＵ２を備えている。こ
のＥＣＵ２は、本実施形態において、実カム位相検出手
段、目標カム位相設定手段、カム位相フィードバック制
御手段、目標電流量設定手段、および電流フィードバッ
ク制御手段を構成するものであり、内燃機関（以下「エ
ンジン」という）３の運転状態に応じて、後述するよう
な制御処理を実行する。

【００１１】エンジン３は、例えば４サイクルＤＯＨＣ
型ガソリンエンジンであり、吸気カムシャフト６および
排気カムシャフト７を備えている。両カムシャフト６、
７は、それぞれの従動スプロケット６ｂ、７ｂおよびタ
イミングチェーン（図示せず）を介して、クランクシャ
フト９に連結されており、クランクシャフト９の２回転
あたり１回転の割合で回転駆動される。吸気カムシャフ
ト６および排気カムシャフト７には、吸気バルブ４およ
び排気バルブ５をそれぞれ開閉駆動する複数の吸気カム
６ａおよび排気カム７ａ（ともに１個のみ図示）が一体
に設けられている。

【００１２】また、吸気カムシャフト６は、その従動ス
プロケット６ｂに所定角度の範囲で回転可能に連結され
ている。この従動スプロケット６ｂに対する吸気カムシ
ャフト６の相対的角度を変更することにより、クランク
シャフト９に対する吸気カム６ａの位相（以下、単に
「カム位相」という）ＣＡＩＮが変更され、吸気バルブ
４の開閉タイミング（バルブタイミング）が進角または
遅角する。吸気カムシャフト６の一端部には、このカム
位相ＣＡＩＮを制御するためのカム位相可変機構（以下
「ＶＴＣ」という）８および油圧制御弁１０（制御弁）
が設けられている。

【００１３】ＶＴＣ８は、吸気カムシャフト６と一体の
ベーン（図示せず）の両側に画成された進角室および遅
角室（いずれも図示せず）を有しており、エンジン３で
駆動されるオイルポンプ（図示せず）の油圧が、油圧制
御弁１０の制御により、進角室または遅角室に選択的に
供給されることによって、吸気カムシャフト６を従動ス
プロケット６ｂに対し、進角方向または遅角方向に回転
駆動するように構成されている。

【００１４】油圧制御弁１０は、コイルと、これにより
駆動されるスプール（いずれも図示せず）などを備える
リニアソレノイド弁で構成されている。油圧制御弁１０
は、ＥＣＵ２により制御されるコイルへの電流の出力デ
ューティ比ＤＤＯＵＴ（制御値）に従って、スプールの
位置が無段階に変化するように構成されていて、その位
置に応じてカム位相可変機構８の進角室または遅角室を
開閉する。具体的には、油圧制御弁１０への出力デュー
ティ比ＤＤＯＵＴ（出力制御値）（以下、単に「出力デ
ューティ比ＤＤＯＵＴ」という）が保持デューティ値
（例えば５０％）よりも大きいときには、油圧制御弁１
０のスプールが中立位置から一方の側に移動して進角室
を開放することで、進角室に油圧を供給し、カム位相Ｃ
ＡＩＮを進角させる進角状態になる。逆に、出力デュー
ティ比ＤＤＯＵＴが保持デューティ値よりも小さいとき
には、スプールが中立位置から他方の側に移動して遅角
室を開放することで、遅角室に油圧を供給し、カム位相
ＣＡＩＮを遅角させる遅角状態になる。なお、吸気カム
６ａの可動範囲は例えば６０°クランク角で、最遅角時
にＢＴＤＣ２５°クランク角に、最進角時にＢＴＤＣ８
５°クランク角にそれぞれ位置し、カム位相ＣＡＩＮ
は、最遅角位置で０°クランク角、最進角位置で６０°
クランク角である。

【００１５】また、油圧制御弁１０は、出力デューティ
比ＤＤＯＵＴが保持デューティ値のときには、スプール
が進角室および遅角室を同時に閉鎖する中立位置に位置
する保持状態になり、進角室および遅角室への油圧の供
給が遮断され、吸気カムシャフト６と従動スプロケット
６ｂが一体化されることで、カム位相ＣＡＩＮが、それ
までに制御されていた値に保持される。

【００１６】吸気カムシャフト６のＶＴＣ８と反対側の
端部には、カム角センサ２８（実カム位相検出手段）が
設けられている。このカム角センサ２８は、例えばマグ
ネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されてお
り、吸気カムシャフト６の回転に伴い、所定のクランク
角（例えば１８０°）ごとに、カムパルスＣＡＭをＥＣ
Ｕ２に出力するとともに、ＴＤＣを基準とする吸気カム
６ａのカム角ＣＡＳＶＩＮを検出し、その信号をＥＣＵ
２に出力する。

【００１７】一方、クランクシャフト９には、クランク
角センサ２９（実カム位相検出手段）が設けられてい
る。クランク角センサ２９は、カム角センサ２８と同様
に構成されており、クランクシャフト９の回転に伴い、
所定のクランク角（例えば３０°）ごとに、クランクパ
ルスＣＲＫをＥＣＵ２に出力する。また、クランク角セ
ンサ２９には、基準位置用として、追い歯（図示せず）
が設けられており、この追い歯により、クランクシャフ
トが１回転するごとに１回、基準パルスが出力される。
ＥＣＵ２は、クランクパルスＣＲＫおよびカム角センサ
２８の出力角度ＣＡＳＶＩＮから、実際のカム位相ＣＡ
ＩＮを算出（検出）する（以下、このように実際に検出
されたカム位相を適宜「実カム位相ＣＡＩＮ」とい
う）。また、クランクパルスＣＲＫに基づき、エンジン
回転数ＮＥを求める。

【００１８】また、エンジン３の吸気管３０には、スロ
ットル弁開度センサ３７を取り付けたスロットル弁３１
が設けられており、その下流側にはさらに、インジェク
タ３２、吸気温センサ３３、および吸気圧センサ３４が
取り付けられている。インジェクタ３２の燃料噴射時間
（燃料噴射量）ＴＯＵＴは、ＥＣＵ２からの駆動信号に
よって制御される。

【００１９】吸気温センサ３３は吸気管３０内の吸入空
気の温度である吸気温ＴＡを、吸気圧センサ３４は吸気
管３０内の絶対圧ＰＢＡを、スロットル弁開度センサ３
７はスロットル弁３１の開度（以下「スロットル弁開
度」という）θＴＨをそれぞれ検出し、それらの検出信
号をＥＣＵ２に送る。さらに、エンジン３の本体には、
エンジン水温センサ３５が取り付けられており、エンジ
ン水温センサ３５は、エンジン３のシリンダブロック内
を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出
して、その検出信号をＥＣＵ２に送る。

【００２０】ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、Ｃ
ＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭ（いずれも図示せず）などか
らなるマイクロコンピュータで構成されている。前述し
た各種センサからの検出信号はそれぞれ、Ｉ／Ｏインタ
ーフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに
入力される。また、ＥＣＵ２は、電流検出回路２ａ（実
電流量検出手段）を備えており、この電流検出回路２ａ
により、油圧制御弁１０のコイルに実際に流れている実
電流量ＶＴＣＩＡＣＴが検出される。

【００２１】ＣＰＵは、これらの入力信号に応じて、エ
ンジン３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
データなどや、ＲＡＭに記憶されたデータなどに従っ
て、以下に述べるようにして、ＶＴＣ８の制御（以下
「ＶＴＣ制御」という）を実行する。

【００２２】図２は、このＶＴＣ制御の処理全体の流れ
を示すメインフローである。この制御処理は、所定時間
（例えば１０ｍｓ）ごとに実行される。同図のステップ
１（図では「Ｓ１」と表示。以下同じ）のカム位相フィ
ードバック（Ｆ／Ｂ）制御は、エンジン３の運転状態に
応じて設定した目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤと、カム角
センサ２８などで検出した実カム位相ＣＡＩＮとから、
暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴをフィードバック制御に
より算出する処理である。また、ステップ２の電流フィ
ードバック（Ｆ／Ｂ）制御は、ステップ１で算出した暫
定デューティ比ＤＯＵＴＶＴに基づいて設定した目標電
流値ＶＴＣＩＯＢＪと、電流検出回路２ａで検出した実
電流量ＶＴＣＩＡＣＴとから、油圧制御弁１０に最終的
に出力する出力デューティ比ＤＤＯＵＴを、フィードバ
ック制御により算出する処理である。

【００２３】図３および図４は、カム位相フィードバッ
ク制御処理のサブルーチンを示す。なお、以下の説明で
は、ＲＯＭに個々のデータやテーブル値などとしてあら
かじめ記憶されている固定値については、その先頭に
「＃」を付し、更新される他の変数と区別して表すもの
とする。

【００２４】この制御処理では、まずステップ１１にお
いて、それまでに算出されたカム位相偏差ＤＣＡＩＮＣ
ＭＤ（目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ−実カム位相ＣＡＩ
Ｎ）をカム位相偏差の前回値ＤＣＡＩＮＣＭＤＸとして
ストアする。次いで、ＶＴＣ作動許可フラグＦ＿ＶＴＣ
が「１」であるか否かを判別する（ステップ１２）。こ
のＶＴＣ作動許可フラグＦ＿ＶＴＣは、図示しないサブ
ルーチンにより、ＶＴＣ制御の実行条件が成立している
ときに「１」にセットされるものである。ステップ１２
の答がＮＯ、すなわちＦ＿ＶＴＣ＝０であって、ＶＴＣ
制御の実行条件が成立していないときには、ステップ１
３〜１８に進み、カム位相偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤを値０
に設定する（ステップ１３）とともに、後述するＰＩＤ
フィードバック制御のＩ項（積分項）ＤＶＩＩＮを保持
デューティ学習値ＤＶＴＨＬＤに設定する（ステップ１
４）。この保持デューティ学習値ＤＶＴＨＬＤは、図示
しないサブルーチンにより、ＶＴＣ８や油圧制御弁１０
のハード面のばらつきなどから生じる保持デューティ値
のずれを補正するために、油圧制御弁１０が保持状態に
あるときに得られた暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴを学
習したものである。ステップ１４の実行により、カム位
相フィードバック制御を開始する際に、保持デューティ
学習値ＤＶＴＨＬＤがＩ項ＤＶＩＩＮの初期値として使
用される。

【００２５】また、後述する算出デューティ値ＤＶＩＮ
を値０に設定する（ステップ１５）。さらに、後述する
パータベーションタイマＴＤＶＩＮを値０にリセットし
（ステップ１６）、パータベーションフラグＦ＿ＤＶＩ
ＮＰＢを「０」にセットする（ステップ１７）ととも
に、暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴを値０に設定し（ス
テップ１８）、本プログラムを終了する。以上により、
ＶＴＣ制御の実行条件が成立していないときは、暫定デ
ューティ比ＤＯＵＴＶＴが値０に設定されることで、油
圧制御弁１０の作動が禁止され、カム位相ＣＡＩＮは最
遅角位置に保持される。

【００２６】一方、前記ステップ１２の答がＹＥＳ、す
なわちＦ＿ＶＴＣ＝１であって、ＶＴＣ制御の実行条件
が成立しているときには、カム位相フィードバック制御
を実行すべく、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤと実カム位
相ＣＡＩＮとの偏差（ＣＡＩＮＣＭＤ−ＣＡＩＮ）を今
回のカム位相偏差ＤＣＡＩＮＣＭＤとして算出する（ス
テップ１９）。次いで、算出したカム位相偏差ＤＣＡＩ
ＮＣＭＤが値０よりも大きいか否を判別する（ステップ
２０）。この答がＹＥＳ、すなわちＤＣＡＩＮＣＭＤ＞
０であって、目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤが実カム位相
ＣＡＩＮよりも大きいときには、カム位相ＣＡＩＮを進
角側に制御すべく、そのＰ項ゲインＫＶＰ、Ｉ項ゲイン
ＫＶＩおよびＤ項ゲインＫＶＤを、互いに同一の固定値
である進角用ゲイン＃ＫＶＰＡ、＃ＫＶＩＡおよび＃Ｋ
ＶＤＡにそれぞれ設定する（ステップ２１）。

【００２７】一方、前記ステップ２０の答がＮＯ、すな
わちＤＣＡＩＮＣＭＤ≦０であって、目標カム位相ＣＡ
ＩＮＣＭＤが実カム位相ＣＡＩＮ以下のときには、カム
位相ＣＡＩＮを進角側に制御すべく、Ｐ項ゲインＫＶ
Ｐ、Ｉ項ゲインＫＶＩおよびＤ項ゲインＫＶＤを、互い
に同一でかつ上記進角用ゲインと同一の固定値である遅
角用ゲイン＃ＫＶＰＲ、＃ＫＶＩＲおよび＃ＫＶＤＲに
それぞれ設定する（ステップ２２）。なお、上記の例で
は、６つのゲインがすべて同一値に設定されているが、
遅角用ゲインを進角用ゲインよりも大きな値あるいは小
さな値に設定することも可能である。

【００２８】次いで、ステップ２１または２２で算出し
たＰ項ゲインＫＶＰ、Ｉ項ゲインＫＶＩおよびＤ項ゲイ
ンＫＶＤを用い、次式によって、Ｐ項ＤＶＰＩＮ、Ｉ項
ＤＶＩＩＮおよびＤ項ＤＶＤＩＮをそれぞれ算出する
（ステップ２３）。ＤＶＰＩＮ←ＫＶＰ＊ＤＣＡＩＮＣＭＤＤＶＩＩＮ←ＫＶＩ＊ＤＣＡＩＮＣＭＤ＋ＤＶＩＩＮＤＶＤＩＮ←ＫＶＤ＊（ＤＣＡＩＮＣＭＤ−ＤＣＡＩＮ
ＣＭＸ）

【００２９】次に、ステップ２５〜２８において、上記
ステップ２３で算出したＩ項ＤＶＩＩＮのリミット処理
を実行する。すなわち、Ｉ項ＤＶＩＩＮがその上限値＃
ＤＶＬＭＴＩＨ（例えば６５％）よりも大きいか否かを
判別し（ステップ２５）、ＤＶＩＩＮ＞＃ＤＶＬＭＴＩ
Ｈのときには、Ｉ項ＤＶＩＩＮを上限値＃ＤＶＬＭＴＩ
Ｈに設定する（ステップ２６）。ステップ２５の答がＮ
Ｏのときには、Ｉ項ＤＶＩＩＮが下限値＃ＤＶＬＭＴＩ
Ｌ（例えば４５％）よりも小さいか否かを判別し（ステ
ップ２７）、ＤＶＩＩＮ＜＃ＤＶＬＭＴＩＬのときに
は、Ｉ項ＤＶＩＩＮを下限値＃ＤＶＬＭＴＩＬに設定す
る（ステップ２８）。ステップ２７の答がＮＯ、すなわ
ち＃ＤＶＬＭＴＩＬ≦ＤＶＩＩＮ≦＃ＤＶＬＭＴＩＨの
ときには、Ｉ項ＤＶＩＩＮを保持する。以上のＩ項ＤＶ
ＩＩＮのリミット処理の後、Ｐ項ＤＶＰＩＮ、Ｉ項ＤＶ
ＩＩＮおよびＤ項ＤＶＤＩＮを加算して、算出デューテ
ィ値ＤＶＩＮを算出する（ステップ２９）。

【００３０】次いで、ステップ３０〜３９においてパー
タベーション処理を実行する。このパータベーション処
理は、油圧制御弁１０が保持状態にあるときの作動油の
漏れなどに起因するＶＴＣ８の進角室および遅角室の油
圧低下によるカム位相保持力の低下を防止するために、
油圧制御弁１０を中立位置を中心として進角側と遅角側
に交互に往復動（強制振動）させることによって、ＶＴ
Ｃ８の進角室および遅角室に油圧を供給するものであ
る。

【００３１】まず、エンジン水温ＴＷがその上限値＃Ｔ
ＷＤＶＰＢ（例えば１００℃）よりも高いか否かを判別
する（ステップ３０）。ＴＷ≦＃ＴＷＤＶＰＢのときに
は、作動油温がそれほど高くなく、その高温化による油
圧低下のおそれがないとして、パータベーション処理は
実行せず、ステップ４０に進み、暫定デューティ比ＤＯ
ＵＴＶＴを、ステップ２９で算出した算出デューティ値
ＤＶＩＮに設定する。前記ステップ３０の答がＹＥＳ、
すなわちＴＷ＞＃ＴＷＤＶＰＢのときには、算出デュー
ティ値ＤＶＩＮが、その下限値＃ＤＶＩＰＢＬ（例えば
４５％）以上でかつ上限値＃ＤＶＩＰＢＨ（例えば６０
％）以下であるか否かを判別する（ステップ３１）。こ
の判別は、算出デューティ値ＤＶＩＮが油圧制御弁１０
を保持状態にするような値になっているか否かを判別す
るためのものである。したがって、このステップ３１の
答がＮＯ、すなわちＤＶＩＮ＜＃ＤＶＩＰＢＬまたはＤ
ＶＩＮ＞＃ＤＶＩＰＢＨのときには、パータベーション
処理を実行すべき条件にないとして、前記ステップ４０
に進む。

【００３２】一方、前記ステップ３１の答がＹＥＳ、す
なわち＃ＤＶＩＰＢＬ≦ＤＶＩＮ≦＃ＤＶＩＰＢＨのと
きには、パータベーション処理の実行条件が成立したと
して、ステップ３２以降でこれを実行する。まず、パー
タベーションタイマＴＤＶＩＮのタイマ値が０であるか
否かを判別する（ステップ３２）。このパータベーショ
ンタイマＴＤＶＩＮは、前記ステップ１６において、Ｖ
ＴＣ制御の実行条件外で値０にリセットされていて、ス
テップ３２の最初の答がＹＥＳになるので、次にステッ
プ３３に進み、パータベーションタイマＴＤＶＩＮに所
定時間＃ＴＭＤＶＰＢ（例えば０．１秒）をセットす
る。次いで、パータベーションフラグＦ＿ＤＶＩＮＰＢ
が「１」であるか否かを判別する（ステップ３４）。こ
のパータベーションフラグＦ＿ＤＶＩＮＰＢもまた、前
記ステップ１７で「０」にセットされていて、ステップ
３４の最初の答はＮＯとなるので、次にステップ３５に
進み、パータベーションフラグＦ＿ＤＶＩＮＰＢを
「１」にセットする。ステップ３４の答がＹＥＳのとき
には、逆に「０」にセットする（ステップ３６）。すな
わち、パータベーションフラグＦ＿ＤＶＩＮＰＢは、所
定時間＃ＴＭＤＶＰＢごとに「１」「０」間で反転され
る。

【００３３】前記ステップ３５または３６に続くステッ
プ３７では、パータベーションフラグＦ＿ＤＶＩＮＰＢ
が「１」であるか否を判別し、Ｆ＿ＤＶＩＮＰＢ＝１の
ときには、算出デューティ値ＤＶＩＮに加算量＃ＤＶＩ
ＮＰＢＰ（例えば５％）を加算した値を、暫定デューテ
ィ比ＤＯＵＴＶＴとして設定する（ステップ３８）。一
方、ステップ３７でＦ＿ＤＶＩＮＰＢ＝０のときには、
算出デューティ値ＤＶＩＮから、加算量＃ＤＶＩＮＰＢ
Ｐと同一値の減算量＃ＤＶＩＮＰＢＭ（例えば５％）を
減算した値を、暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴとして設
定する（ステップ３９）。

【００３４】以上のパータベーション処理により、その
実行条件が成立している限り、算出デューティ値ＤＶＩ
Ｎに対する、加算量＃ＤＶＩＮＰＢＰの加算と、減算量
＃ＤＶＩＮＰＢＭの減算とが、所定時間＃ＴＭＤＶＰＢ
の周期で交互に実行される。その結果、油圧制御弁１０
が保持状態にあるときに作動油圧を強制的に補充するこ
とで、ＶＴＣ８の油圧低下によるカム位相保持力の低下
が防止され、油圧制御弁１０が中立位置に確実に保持さ
れる。なお、上記の例では、加算量＃ＤＶＩＮＰＢＰと
減算量＃ＤＶＩＮＰＢＭが同じ値に設定されているが、
カム反力による遅角側への吸気カム６ａの戻り傾向を補
償するために、加算量＃ＤＶＩＮＰＢＰを減算量＃ＤＶ
ＩＮＰＢＭよりも大きな値に設定することも可能であ
る。

【００３５】次いで、前記ステップ３８、３９または４
０に続くステップ４１では、クリーニング許可フラグＦ
＿ＶＴＣＣＬＮが「１」であるか否かを判別する。この
クリーニング許可フラグＦ＿ＶＴＣＣＬＮは、図示しな
いサブルーチンにより、ＶＴＣ８や油圧制御弁１０の固
着防止のために、ＶＴＣ８を最遅角位置から最進角位置
まで強制的に作動させる「クリーニング」の実行条件が
成立しているときに、「１」にセットされるものであ
る。ステップ４１の答がＹＥＳ、すなわちクリーニング
の実行条件が成立しているときには、これを実行すべ
く、暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴをその上限値＃ＤＶ
ＬＭＴＨ（例えば９０％）に設定し（ステップ４２）、
本プログラムを終了する。

【００３６】一方、ステップ４１でＦ＿ＶＴＣＣＬＮ＝
０のときには、暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴのリミッ
ト処理を実行する。すなわち、暫定デューティ比ＤＯＵ
ＴＶＴが前記上限値＃ＤＶＬＭＴＨよりも大きいか否か
を判別し（ステップ４３）、ＤＯＵＴＶＴ＞＃ＤＶＬＭ
ＴＨのときには、前記ステップ４２に進み、暫定デュー
ティ比ＤＯＵＴＶＴを上限値＃ＤＶＬＭＴＨに設定す
る。ステップ４３の答がＮＯのときには、暫定デューテ
ィ比ＤＯＵＴＶＴがその下限値＃ＤＶＬＭＴＬ（例えば
１０％）よりも小さいか否かを判別し（ステップ４
４）、ＤＯＵＴＶＴ＜＃ＤＶＬＭＴＬのときには、暫定
デューティ比ＤＯＵＴＶＴを下限値＃ＤＶＬＭＴＬに設
定する（ステップ４５）。ステップ４４の答がＮＯ、す
なわち＃ＤＶＬＭＴＬ≦ＤＯＵＴＶＴ≦＃ＤＶＬＭＴＨ
のときには、暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴを保持し、
本プログラムを終了する。以上のように、目標カム位相
ＣＡＩＮＣＭＤと実カム位相ＣＡＩＮに応じたカム位相
フィードバック制御により、暫定デューティ比ＤＯＵＴ
ＶＴが算出される。

【００３７】図５は、図２のステップ２で実行される電
流フィードバック制御処理のサブルーチンを示す。前述
したように、この電流フィードバック制御処理は、上述
のようにして算出した暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴに
基づいて、目標電流値ＶＴＣＩＯＢＪを設定するととも
に、この目標電流値ＶＴＣＩＯＢＪと、電流検出回路２
ａで検出した実電流量ＶＴＣＩＡＣＴとから、油圧制御
弁１０に最終的に出力する出力デューティ比ＤＤＯＵＴ
を、フィードバック制御により算出するものである。

【００３８】この制御処理では、まずステップ５１にお
いて、ＶＴＣ作動許可フラグＦ＿ＶＴＣが「１」である
か否かを判別する。この答がＮＯ、すなわちＶＴＣ８の
実行条件が成立していないときには、出力デューティ比
ＤＤＯＵＴを、前述した暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴ
の下限値＃ＤＶＬＭＴＬよりも小さな下限値＃ＤＶＴＬ
ＭＴＬ（例えば５％）に設定する（ステップ５２）。一
方、前記ステップ５１の答がＹＥＳ、すなわちＶＴＣ制
御の実行条件が成立しているときには、ステップ５３に
おいて、出力デューティ比ＤＤＯＵＴを電流フィードバ
ック制御により算出する。この算出は、図６に示す出力
デューティ比ＤＤＯＵＴの算出サブルーチンによって行
われる。これについては後述する。

【００３９】次いで、算出した出力デューティ比ＤＤＯ
ＵＴのリミット処理を、ステップ５４〜５６において実
行する。まず、出力デューティ比ＤＤＯＵＴが、前述し
た暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴの上限値＃ＤＶＬＭＴ
Ｈよりも大きな上限値＃ＤＶＴＬＭＴＨ（例えば９５
％）よりも大きいか否かを判別し（ステップ５４）、Ｄ
ＤＯＵＴ＞＃ＤＶＴＬＭＴＨのときには、出力デューテ
ィ比ＤＤＯＵＴを上限値＃ＤＶＴＬＭＴＨに設定する
（ステップ５５）。ステップ５４の答がＮＯのときに
は、出力デューティ比ＤＤＯＵＴが前記下限値＃ＤＶＴ
ＬＭＴＬよりも小さいか否かを判別し（ステップ５
６）、ＤＤＯＵＴ＜＃ＤＶＴＬＭＴＬのときには、前記
ステップ５２に進み、出力デューティ比ＤＤＯＵＴを下
限値＃ＤＶＴＬＭＴＬに設定する。ステップ５６の答が
ＮＯ、すなわち＃ＤＶＴＬＭＴＬ≦ＤＤＯＵＴ≦＃ＤＶ
ＴＬＭＴＨのときには、出力デューティ比ＤＤＯＵＴを
保持する。

【００４０】次いで、ＶＴＣ作動許可フラグＦ＿ＶＴＣ
の今回値を、その前回値フラグＦ＿ＢＵＶＴＣにストア
した（ステップ５７）後、出力デューティ比ＤＤＯＵＴ
を油圧制御弁１０に出力し（ステップ５８）、本プログ
ラムを終了する。

【００４１】図６は、前述した図５のステップ５３で実
行される、出力デューティ比ＤＤＯＵＴを電流フィード
バック制御により算出するためのサブルーチンである。
まず、ステップ６１において、電流検出回路２ａで検出
された、油圧制御弁１０のコイルに実際に流れている実
電流値ＶＴＣＩＡＣＴを読み込む。次いで、ＲＯＭに記
憶されているＶＴＣＩＯＢＪ変換テーブルを用いて、カ
ム位相フィードバック処理で算出した暫定デューティ比
ＤＯＵＴＶＴを目標電流量ＶＴＣＩＯＢＪに変換する。

【００４２】図７は、このＶＴＣＩＯＢＪ変換テーブル
の一例を示している。このテーブルは、油圧制御弁１０
のコイルが常温状態にあるときの、暫定デューティ比Ｄ
ＯＵＴＶＴとそれにより得られるコイルの電流量との最
適な（標準的な）関係を表しており、このテーブルによ
り、目標電流量ＶＴＣＩＯＢＪが、暫定デューティ比Ｄ
ＯＵＴＶＴに対して一義的にかつ最適に設定される。具
体的には、目標電流量ＶＴＣＩＯＢＪは、暫定デューテ
ィ比ＤＯＵＴＶＴが大きいほど、より大きくなるように
リニアに設定されており、例えば、ＤＯＵＴＶＴ値が保
持デューティ値に相当する５０％のときに０．６Ａ、前
述した下限値＃ＤＶＬＭＴＬのときに０．２Ａ、上限値
＃ＤＶＬＭＴＨのときに０．８Ａである。また、ＤＯＵ
ＴＶＴ値が下限値＃ＤＶＬＭＴＬ以下の領域および上限
値＃ＤＶＬＭＴＨ以上の領域は、コイルの電流量をそれ
以上またはそれ以下に変化させても油圧制御弁１０の作
動状態が変化しない飽和領域であるので、前述したよう
に暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴの算出時にリミット処
理されるとともに、このテーブルから除外されている。

【００４３】次いで、上記のように設定した目標電流量
ＶＴＣＩＯＢＪと、ステップ６１で読み込んだ実電流量
ＶＴＣＩＡＣＴとの差（＝ＶＴＣＩＯＢＪ−ＶＴＣＩＡ
ＣＴ）を、電流量偏差ＥＲＲとして算出する（ステップ
６３）。また、実電流量の前回値と今回値の差（＝ＶＴ
ＣＩＡＣＴ（ｎ−１）−ＶＴＣＩＡＣＴ（ｎ））を、実
電流量偏差ＤＥＲＲとして算出する（ステップ６４）。

【００４４】次に、図５のステップ５７でストアしたＶ
ＴＣ作動許可の前回値フラグＦ＿ＢＵＶＴＣが「０」で
あるか否かを判別する（ステップ６５）。この答がＹＥ
Ｓ、すなわち今回のループがＶＴＣの実行条件が成立し
た直後のループであるときには、Ｉ項ＩＦＢＩを初期値
＃ＫＩＦＩＲＳＴ（例えば０％）に設定した（ステップ
６６）後、ステップ６７に進む。また、前記ステップ６
５の答がＮＯ、すなわち今回のループがＶＴＣの実行条
件が成立した２回目以降のループであるときには、ステ
ップ６６をスキップしてステップ６７に進む。

【００４５】このステップ６７では、ステップ６３で算
出した電流量偏差ＥＲＲにＰ項ゲイン＃ＮＫＰ（例えば
０．５）を乗算することによって、Ｐ項ＩＦＢＰを算出
する。次に、電流量偏差ＥＲＲにＩ項ゲイン＃ＮＫＩ
（例えば０．０５）を乗算することによって、Ｉ項の今
回値ＩＦＢＩＮを算出する（ステップ６８）とともに、
この今回値ＩＦＢＩＮを前回値Ｉ項ＩＦＢＩに加算し
て、Ｉ項ＩＦＢＩを算出する（ステップ６９）。

【００４６】次いで、ステップ７０〜７３において、上
記ステップ６９で算出したＩ項ＩＦＢＩのリミット処理
を実行する。すなわち、Ｉ項ＩＦＢＩがその上限値＃Ｋ
ＩＬＭＴＨ（例えば９５％）よりも大きいか否かを判別
し（ステップ７０）、ＩＦＢＩ＞＃ＫＩＬＭＴＨのとき
には、Ｉ項ＩＦＢＩを上限値＃ＫＩＬＭＴＨに設定する
（ステップ７１）。ステップ７０の答がＮＯのときに
は、Ｉ項ＩＦＢＩがその下限値＃ＫＩＬＭＴＬ（例えば
５％）よりも小さいか否かを判別し（ステップ７２）、
ＩＦＢＩ＜＃ＫＩＬＭＴＬのときには、Ｉ項ＩＦＢＩを
下限値＃ＫＩＬＭＴＬに設定する（ステップ７３）。ス
テップ７２の答がＮＯ、すなわち＃ＫＩＬＭＴＬ≦ＩＦ
ＢＩ≦＃ＫＩＬＭＴＨのときには、Ｉ項ＩＦＢＩを保持
する。

【００４７】次に、ステップ６４で算出した実電流量偏
差ＤＥＲＲにＤ項ゲイン＃ＮＫＤ（例えば０．０１）を
乗算することによって、Ｄ項ＩＦＢＤを算出する。最後
に、これまでに算出したＰ項ＩＦＢＰ、Ｉ項ＩＦＢＩお
よびＤ項ＩＦＢＤを加算して、出力デューティ比ＤＤＯ
ＵＴを算出し（ステップ７５）、本プログラムを終了す
る。

【００４８】以上のように、本実施形態によれば、実カ
ム位相ＣＡＩＮが目標カム位相ＣＡＩＮＣＭＤに一致す
るように、暫定デューティ比ＤＯＵＴＶＴをフィードバ
ック制御するだけでなく、そのようにして算出した暫定
デューティ比ＤＯＵＴＶＴを、ＶＴＣＩＯＢＪ変換テー
ブルを用いて最適な目標電流量ＶＴＣＩＯＢＪに変換
し、油圧制御弁１０のコイルの実電流量ＶＴＣＩＡＣＴ
が目標電流量ＶＴＣＩＯＢＪに一致するように、最終的
な出力デューティ比ＤＤＯＵＴをフィードバック制御す
る。すなわち、コイルの実電流量ＶＴＣＩＡＣＴを直
接、検出するとともに、これが最適な目標電流量ＶＴＣ
ＩＯＢＪになるように出力デューティ比ＤＤＯＵＴを電
流フィードバック制御するので、コイルの温度条件をす
べて加味しながら、その変化による油圧制御弁１０の挙
動のばらつきを適切に補償できる。したがって、コイル
の温度条件にかかわらず、油圧制御弁１０およびＶＴＣ
８の動作を最適に制御でき、その結果、カム位相のフィ
ードバック制御の精度を向上させることができる。

【００４９】また、前述したように、出力デューティ比
ＤＤＯＵＴの上限値＃ＤＶＴＬＭＴＨが、暫定デューテ
ィ比ＤＯＵＴＶＴの上限値＃ＤＶＬＭＴＨよりも大きな
値に設定されるとともに、出力デューティ比ＤＤＯＵＴ
の下限値＃ＤＶＴＬＭＴＬが、暫定デューティ比ＤＯＵ
ＴＶＴの下限値＃ＤＶＬＭＴＬよりも小さな値に設定さ
れていて、出力デューティ比ＤＤＯＵＴのとり得る範囲
が拡大されているので、前述したコイルの温度変化によ
る制御可能範囲のずれに対応して、出力デューティ比Ｄ
ＤＯＵＴを適切に制御することができる。

【００５０】次に、図８〜図１１を参照しながら、ＶＴ
Ｃ制御に関連する故障検知の方法について説明する。図
８は、油圧制御弁１０のコイル系統の断線やショートな
どによる故障を検知するプログラムのフローチャートで
ある。本プログラムは、実電流量ＶＴＣＩＡＣＴの読込
み後、出力デューティ比ＤＤＯＵＴが算出された後に実
行される。まず、ＶＴＣ故障フラグＦ＿ＦＳＡが「１」
であるか否かを判別する（ステップ８１）。このＶＴＣ
故障フラグＦ＿ＦＳＡは、ＶＴＣ８の故障が検知された
ときに「１」にセットされるものである。したがって、
ステップ８１の答がＹＥＳのときには、油圧制御弁１０
のコイル系統の故障判別は実行せず、そのまま本プログ
ラムを終了する。

【００５１】一方、ステップ８１の答がＮＯのときに
は、出力デューティ比ＤＤＯＵＴがその判定しきい値＃
ＤＤＶＴＦＳＬＭ（例えば４０％）よりも大きいか否か
（ステップ８２）、および実電流値ＶＴＣＩＡＣＴがそ
の判定しきい値＃ＩＡＣＴＦＳＬＭ（例えば２００ｍ
Ａ）よりも大きいか否か（ステップ８３）をそれぞれ判
別する。ステップ８２の答がＮＯのとき（ＤＤＯＵＴ≦
＃ＤＤＶＴＦＳＬＭ）には、出力デューティ比ＤＤＯＵ
Ｔがあまり大きくなく、故障判定を実行する条件にない
として、ステップ８４に進み、ダウンカウントタイマで
ある異常検知タイマＴＦＳＡに所定時間＃ＴＭＦＳＡ
（例えば０．５秒）をセットし（ステップ８４）、本プ
ログラムを終了する。また、ステップ８３の答がＮＯ
で、ＶＴＣＩＡＣＴ≧＃ＩＡＣＴＦＳＬＭのときには、
油圧制御弁１０のコイルに電流が十分に流れており、正
常に作動していると判定して、前記ステップ８４を実行
する。

【００５２】一方、ステップ８３の答がＹＥＳ、すなわ
ちＤＤＯＵＴ＞＃ＤＤＶＴＦＳＬＭで、かつＶＴＣＩＡ
ＣＴ＜＃ＩＡＣＴＦＳＬＭのときには、異常検知タイマ
ＴＦＳＡのタイマ値が０であるか否かを判別する（ステ
ップ８５）。この答がＮＯのときには、そのまま本プロ
グラムを終了する一方、ＴＦＳＡ＝０のときには、油圧
制御弁１０のコイル系統に故障が発生していると判定し
て、そのことを表すためにコイル系統故障フラグＦ＿Ｆ
ＳＤＡを「１」にセットし（ステップ８６）、本プログ
ラムを終了する。以上のように、判定しきい値＃ＤＤＶ
ＴＦＳＬＭよりも大きな出力デューティ比ＤＤＯＵＴが
出力されているにもかかわらず、コイルに判定しきい値
＃ＩＡＣＴＦＳＬＭよりも小さな電流量の電流しか流れ
ておらず、かつ、そのような異常な状態が所定時間＃Ｔ
ＭＦＳＡ継続した場合に、コイル系統が故障していると
判定する。これにより、油圧制御弁１０のコイル系統の
故障検知を適切に行うことができる。

【００５３】図９は、アラインメントチェック、すなわ
ちクランク角に対するカム角の位相ずれの異常を検知す
るプログラムのフローチャートである。この位相ずれの
異常検知は、ＶＴＣ８が停止され、最遅角状態にあると
きに、カム角センサ２８の出力角度ＣＡＳＶＩＮが、ク
ランク角センサ２９のクランクパルスＣＲＫに対して正
規な状態で出力されているか否かに基づいて、行われ
る。本プログラムではまず、ステップ９１において、指
定された故障がすでに検知され、確定済みであるか否か
を判別し、この答がＹＥＳのときには、そのまま本プロ
グラムを終了する。ステップ９１の答がＮＯのときに
は、ＶＴＣ作動許可フラグＦ＿ＶＴＣが「０」であるか
否かを判別する（ステップ９２）。この答がＮＯ、すな
わちＶＴＣ８が作動中であるときには、最遅角移行待ち
タイマＴＣＡＭＺＰに所定時間＃ＴＭＣＡＭＺＰ（例え
ば１０ｍｓ）をセットする（ステップ９３）。この最遅
角移行待ちタイマＴＣＡＭＺＰは、ＶＴＣ８が停止後に
最遅角状態に確実に移行するのを待つためのものであ
る。次いで、後述する異常検知タイマＴＦＳＣおよび正
常検知タイマＴＯＫＣにそれぞれ所定時間＃ＴＭＦＳＣ
（例えば１００ｍｓ）をセットし（ステップ９４、９
５）、本プログラムを終了する。

【００５４】一方、前記ステップ９２の答がＹＥＳ、す
なわちＶＴＣ８が停止中であるときには、アラインメン
ト判定通過フラグＦ＿ＦＩＲＳＴが「１」であるか否か
を判別する（ステップ９６）。このアラインメント判定
通過フラグＦ＿ＦＩＲＳＴは、イグニッションＯＮ時に
「０」にリセットされるとともに、後述するように、カ
ム角センサ２８の出力角度ＣＡＳＶＩＮを用いたアライ
ンメントチェックが一度でも行われると、ステップ１０
５で「１」にセットされるものである。ステップ９６の
答がＹＥＳ、すなわち、エンジン３の始動後にアライン
メントチェックがすでに行われているときには、最遅角
移行待ちタイマＴＣＡＭＺＰのタイマ値が０であるか否
か、すなわちＶＴＣ８の停止後、所定時間＃ＴＭＣＡＭ
ＺＰが経過したか否かを判別する（ステップ９７）。こ
の答がＮＯのときには、前記ステップ９４および９５を
実行し、本プログラムを終了する。

【００５５】ステップ９７の答がＹＥＳのとき、すなわ
ちＶＴＣ８の停止後、所定時間＃ＴＭＣＡＭＺＰが経過
したときには、ステップ９８以降に進み、アラインメン
トチェック処理を実行する。また、前記ステップ９６の
答がＮＯ、すなわちアラインメント判定通過フラグＦ＿
ＦＩＲＳＴ＝０のときには、イグニッションＯＮ直後
で、ＶＴＣ８が最遅角状態にあるとして、ステップ９７
をスキップして、ステップ９８以降に進む。

【００５６】このステップ９８では、エンジン回転数Ｎ
Ｅがその下限値＃ＮＥＰＨＡＳＥＬ（例えば５００ｒｐ
ｍ）以上であるか否かを判別し、ステップ９９では、エ
ンジン回転数の変化量ＤＮＥ、すなわちエンジン回転数
ＮＥの今回値と前回値の差（＝ＮＥ（ｎ）−ＮＥ（ｎ−
１））が、その上限値＃ＤＮＥＰＨＡＳＥＬ（例えば１
０ｒｐｍ）以下であるか否かを判別する。これらの答の
いずれかがＮＯ、すなわちＮＥ＜＃ＮＥＰＨＡＳＥＬま
たはＤＮＥ＞＃ＤＮＥＰＨＡＳＥＬのときには、エンジ
ン３が安定した回転状態にないとして、アラインメント
チェックは実行せず、前記ステップ９４、９５を実行
し、本プログラムを終了する。

【００５７】一方、前記ステップ９８、９９の答がいず
れもＹＥＳのときには、カム角センサ２８の出力角度Ｃ
ＡＳＶＩＮと所定値＃ＣＡＩＮＺＰＳとの差の絶対値｜
ＣＡＳＶＩＮ−＃ＣＡＩＮＺＰＳ｜が、その判定しきい
値＃ＦＳＷＣよりも小さいか否かを判別する（ステップ
１００）。この所定値＃ＣＡＩＮＺＰＳは、ＶＴＣ８の
最遅角状態における基準値を表すものとして、例えばＢ
ＴＤＣ２０°に設定されており、また、判定しきい値＃
ＦＳＷＣは、例えば従動スプロケット６ｂの２山分に相
当する１０°に設定されている。

【００５８】このステップ１００の答がＹＥＳ、すなわ
ち｜ＣＡＳＶＩＮ−＃ＣＡＩＮＺＰＳ｜＜＃ＦＳＷＣの
ときには、出力角度ＣＡＳＶＩＮが所定の角度範囲内で
出力されており、アラインメントが正常であると判定し
て、異常検知タイマＴＦＳＣを前記ステップ９４と同様
にセットする（ステップ１０１）とともに、初期アライ
ンメントフラグＦ＿ＥＮＶＴＣを「１」にセットする
（ステップ１０２）。この初期アラインメントフラグＦ
＿ＥＮＶＴＣは、図示しないＶＴＣ制御の実行条件判定
処理において、その成立条件の１つとして用いられる。

【００５９】次いで、正常検知タイマＴＯＫＣのタイマ
値が０であるか否か、すなわちステップ１００で正常と
判定された後、所定時間＃ＴＭＦＳＣが経過したか否か
を判別する（ステップ１０３）。この答がＮＯのときに
は、前記ステップ１０５に進み、アラインメント判定通
過フラグＦ＿ＦＩＲＳＴを「１」にセットする。一方、
前記ステップ１０３の答がＹＥＳのときには、アライン
メントが正常であることが確定したとして、そのことを
表すために、アラインメント正常フラグＦ＿ＯＫＣを
「１」にセットした（ステップ１０４）後、前記ステッ
プ１０５を実行し、本プログラムを終了する。

【００６０】以上のように、ＶＴＣ８が最遅角状態にあ
る場合において、カム角センサ９８の出力角度ＣＡＳＶ
ＩＮが、所定値＃ＣＡＩＮＺＰＳおよび判定しきい値＃
ＦＳＷＣで規定される所定の角度範囲内にあるときに、
アラインメントが正常であると判定するとともに、その
ような状態が所定時間＃ＴＭＦＳＣ継続したときに、ア
ラインメントの正常状態が確定したと判定する。これに
より、アラインメントの正常検知を適切にかつ安定して
行うことができる。

【００６１】また、前述したように、アラインメント判
定通過フラグＦ＿ＦＩＲＳＴ＝０（ステップ９６：Ｎ
Ｏ）のときには、イグニッションＯＮ直後で、ＶＴＣ８
が最遅角状態にあるとして、ステップ９７をスキップす
ることにより、最遅角移行待ち用の所定時間＃ＴＭＣＡ
ＭＺＰの経過を待つことなく、ステップ１００のアライ
ンメントチェックを早期に行える。さらに、そのチェッ
クによりアラインメントが正常と判定されたときに、所
定時間＃ＴＭＦＳＣの経過を待つことなく即座に、初期
アラインメントフラグＦ＿ＥＮＶＴＣを「１」に設定す
る（ステップ１０２）ので、この初期アラインメントフ
ラグＦ＿ＥＮＶＴＣの成立を実行条件の１つとするＶＴ
Ｃ制御を、早期に開始することができる。なお、このよ
うな制御を行うと、例えばイグニッションＯＦＦ直後に
再始動するような場合には、ＶＴＣ８が最遅角状態に移
行する途中でステップ１００のアラインメントチェクが
実行される可能性があるが、その場合には、正常検知タ
イマＴＯＫＣがタイムアップするまでは正常と確定され
ないので、誤判定が生じることはない。

【００６２】一方、前記ステップ１００の答がＮＯ、す
なわち｜ＣＡＳＶＩＮ−＃ＣＡＩＮＺＰＳ｜≧＃ＦＳＷ
Ｃのときには、出力角度ＣＡＳＶＩＮが所定の角度範囲
から外れており、この状態でＶＴＣ制御を実行すると、
実際に得られる排気ガス特性やエンジン出力がそれらの
設定と大きく異なってしまうおそれがあるとして、アラ
インメントが異常であると判定する。次いで、正常検知
タイマＴＯＫＣを前記ステップ９５と同様にセットする
（ステップ１０６）とともに、異常検知タイマＴＦＳＣ
のタイマ値が０であるか否か、すなわちステップ１００
で異常と判定された後、所定時間＃ＴＭＦＳＣが経過し
たか否かを判別する（ステップ１０７）。この答がＮＯ
のときには、前記ステップ１０５に進み、アラインメン
ト判定通過フラグＦ＿ＦＩＲＳＴを「１」にセットする
一方、ＹＥＳのときには、アラインメントが異常である
ことが確定したとして、そのことを表すために、アライ
ンメント正常フラグＦ＿ＯＫＣを「０」にセットする
（ステップ１０８）とともに、アラインメント異常フラ
グＦ＿ＦＳＤＣを「１」にセットした（ステップ１０
９）後、前記ステップ１０５を実行し、本プログラムを
終了する。

【００６３】以上のように、ＶＴＣ８が最遅角状態にあ
るときの出力角度ＣＡＳＶＩＮが所定の角度範囲から外
れているときに、アラインメントが異常であると判定す
るとともに、そのような状態が所定時間＃ＴＭＦＳＣ継
続したときに、アラインメントの異常が確定したと判定
する。これにより、アラインメントの異常検知を適切に
かつ安定して行うことができる。

【００６４】図１０および図１１は、カム角センサ２８
の断線およびショートやノイズおよび歯抜けなどによる
故障を検知するプログラムのフローチャートである。こ
の故障検知は、カム角センサ２８のカムパルスＣＡＭ
が、クランク角センサ２９のクランクパルスＣＲＫに対
して正規な状態で出力されているか否に基づいて、行わ
れる。本プログラムではまず、ステップ１１１におい
て、指定された故障がすでに検知され、確定済みである
か否かを判別し、この答がＹＥＳのときには、そのまま
本プログラムを終了する。ステップ１１１の答がＮＯの
ときには、エンジン回転数ＮＥがその下限値＃ＦＳＮＥ
ＰＨ（例えば５００ｒｐｍ）以上であるか否かを判別し
（ステップ１１２）、ＮＥ＜＃ＦＳＮＥＰＨのときに
は、本プログラムを終了する。

【００６５】ステップ１１２の答がＹＥＳ、すなわちＮ
Ｅ≧＃ＦＳＮＥＰＨのときには、クランク角センサ２９
の断線検知カウンタＣＦＳ０４Ａのカウント値がその所
定回数＃ＣＨＫＣＮＤＡ（例えば１０）よりも小さいか
否か（ステップ１１３）、およびノイズ検知カウンタＣ
ＦＳ０４Ｂのカウント値がその所定回数＃ＣＨＫＣＮＤ
Ｂ（例えば１０）よりも小さいか否か（ステップ１１
４）を、それぞれ判別する。これらの答のいずれかがＹ
ＥＳ、すなわちクランク角センサ２９の断線検知または
ノイズ検知の実行中であるときには、本プログラムを終
了する。ステップ１１３および１１４の答がいずれもＮ
Ｏのときには、クランクステージ番号ＣＲＳＴＧが値０
であるか否かを判別する（ステップ１１５）。このクラ
ンクステージ番号ＣＲＳＴＧは、クランク角センサ２９
の前述した追い歯が検出されたときにステージ「０」に
設定されるとともに、その後、クランクパルスＣＲＫが
検出されるごとに、すなわちクランク角３０°ごとに、
ステージ番号が「１」ずつ加算されることで、０〜１１
が順次、割り当てられるものであり、したがって、ＣＲ
ＳＴＧ＝０は、クランクシャフト９が１回転するごとに
１回、所定のクランク角度区間で現れる。

【００６６】このステップ１１５の答がＹＥＳのときに
は、カムパルスカウンタＣＣＡＭＰＬＳのカウント値が
０または２であるか否かを判別する（ステップ１１
６）。このカムパルスカウンタＣＣＡＭＰＬＳは、カム
パルスＣＡＭの入力により割込み実行される図１１のサ
ブルーチンのステップ１３２でインクリメントされると
ともに、後述するステップ１２０で「０」にリセットさ
れるものである。すなわち、ステップ１１６でのカムパ
ルスカウンタＣＣＡＭＰＬＳのカウント値は、クランク
角の前回および今回の０ステージ間におけるカムパルス
ＣＡＭの検出回数を表す。前述したように、カム角セン
サ２８は、クランク角１８０°ごとにカムパルスＣＡＭ
を出力するように設計されているので、それが正常であ
れば、ＣＣＡＭＰＬＳ値は２となる。

【００６７】したがって、前記ステップ１１６の答がＮ
Ｏ、すなわちカムパルスカウンタＣＣＡＭＰＬＳのカウ
ント値が０または２のいずれでもなく、奇数のときに
は、カム角センサ２８にノイズまたは歯抜けによる異常
が生じているとして、ノイズ検知カウンタＣＦＳＢをデ
クリメントする（ステップ１１７）。なお、このノイズ
検知カウンタＣＦＳＢは、イグニッションＯＮ時に初期
値＃ＦＳＮＢ（例えば５０）にリセットされるものであ
る。次いで、ノイズ検知カウンタＣＦＳＢのカウント値
が０であるか否かを判別し（ステップ１１８）、この答
がＮＯのときには、ステップ１２０に進み、カムパルス
カウンタＣＣＡＭＰＬＳを「０」にリセットする。一
方、ステップ１１８の答がＹＥＳのとき、すなわちステ
ップ１１６においてカムパルスカウンタＣＣＡＭＰＬＳ
のカウント値が０または２のいずれでもない状態が、初
期値＃ＦＳＮＢに等しい回数、検出されたときには、カ
ム角センサ２８にノイズまたは歯抜けによる故障が生じ
ていると判定して、そのことを表すために、ノイズ／歯
抜け故障フラグＦ＿ＦＳＤＢを「１」にセットした（ス
テップ１１９）後、前記ステップ１２０に進む。

【００６８】一方、前記ステップ１１６の答がＹＥＳ、
すなわちカムパルスカウンタＣＣＡＭＰＬＳのカウント
値が０または２である場合には、それらのうちカウント
値＝０のときは、断線またはショートによりカムパルス
ＣＡＭが検出されない異常状態であるので、前記ステッ
プ１２０に続くステップ１２１以降で、その判定を行
う。すなわち、断線検知カウンタＣＦＳＡをデクリメン
トする（ステップ１２１）とともに、そのカウント値が
０であるか否かを判別する（ステップ１２２）。この断
線検知カウンタＣＦＳＡは、図１１のサブルーチンのス
テップ１３１において、すなわちカムパルスＣＡＭが入
力されるごとに、初期値＃ＦＳＮＡ（例えば５０）にリ
セットされる。したがって、カムパルスＣＡＭが正規に
入力されている場合には、断線検知カウンタＣＦＳＡ
は、ステップ１２１でデクリメントされても、初期値＃
ＦＳＮＡにリセットされ、値０にはならないので、ステ
ップ１２２の答がＮＯとなることで、カム角センサ２８
が正常と判定する。この場合は、そのまま本プログラム
を終了する。

【００６９】一方、カムパルスＣＡＭが入力されていな
い場合には、断線検知カウンタＣＦＳＡは、初期値＃Ｆ
ＳＮＡにリセットされない状態で、ステップ１２１でデ
クリメントされ続ける。そして、そのような状態が初期
値＃ＦＳＮＡに等しい回数、生じた時点で、ステップ１
２２の答がＹＥＳとなるので、カム角センサ２８に断線
またはショートによる故障が生じていると判定して、そ
のことを表すために、断線／ショート故障フラグＦ＿Ｆ
ＳＤＡＡを「１」にセットし（ステップ１２３）、本プ
ログラムを終了する。

【００７０】以上のような手法により、カム角センサ２
８の故障検知を適切に行えるとともに、故障の原因を、
ノイズおよび歯抜けと断線およびショートとに分けて識
別でき、また、それらを表すフラグを別個に設定するこ
とができる。

【００７１】なお、本発明は、説明した実施形態に限定
されることなく、種々の態様で実施することができる。
例えば、実施形態では、電流位相フィードバック制御の
Ｐ項ゲイン＃ＮＫＰ、Ｉ項ゲイン＃ＮＫＩおよびＤ項ゲ
イン＃ＮＫＤが、固定値として設定されているが、目標
電流量ＶＴＣＩＯＢＪと実電流量ＶＴＣＩＡＣＴの大小
関係（電流量偏差ＥＲＲの正負）を判別し、目標電流量
ＶＴＣＩＯＢＪが実電流量ＶＴＣＩＡＣＴよりも大きい
ときのゲインを、小さいときのゲインよりも大きな値に
設定するようにしてもよい。これにより、前述したコイ
ルの温度変化による油圧制御弁１０の感受性の変化に対
応して、出力デューティ比ＤＤＯＵＴをより適切に制御
することができる。

【００７２】また、実施形態は、吸気カム位相を可変と
したバルブタイミング制御装置に本発明を適用した例で
あるが、本発明は、排気カム位相を可変としたものに適
用できることは、もちろんである。

【００７３】

【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関のバル
ブタイミング制御装置は、カム位相を制御するための制
御弁をそのコイルの温度条件にかかわらず適切に制御で
き、それにより、カム位相のフィードバック制御の精度
を向上させることができるなどの効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態による内燃機関のバルブタ
イミング制御装置の概略構成図である。

【図２】図１の制御装置によるＶＴＣ制御のメインフロ
ーである。

【図３】図２のカム位相フィードバック制御のサブルー
チンのフローチャートである。

【図４】図３の残りの部分のフローチャートである。

【図５】図２の電流フィードバック制御のサブルーチン
のフローチャートである。

【図６】図５で実行される出力デューティ比のＰＩＤフ
ィードバック制御のサブルーチンのフローチャートであ
る。

【図７】暫定デューティ比を目標電流量に変換するテー
ブルの一例である。

【図８】油圧制御弁のコイル系統の故障検知を実行する
プログラムのフローチャートである。

【図９】アラインメントチェックを実行するプログラム
のフローチャートである。

【図１０】カム角センサの故障検知を実行するプログラ
ムのフローチャートである。

【図１１】カムパルスカウンタのカウント処理などを実
行するプログラムのフローチャートである。

【符号の説明】

１制御装置（バルブタイミング制御装置）２ＥＣＵ（実カム位相検出手段、目標カム位相設定手
段、カム位相フィードバック制御手段、目標電流量設定
手段、電流フィードバック制御手段）２ａ電流検出回路（実電流検出手段）３エンジン（内燃機関）４吸気バルブ５排気バルブ６ａ吸気カム７ａ排気カム８カム位相可変機構９クランクシャフト１０油圧制御弁（制御弁）２８カム角センサ（実カム位相検出手段）２９クランク角センサ（実カム位相検出手段）ＣＡＩＮ実カム位相ＣＡＩＮＣＭＤ目標カム位相ＤＯＵＴＶＴ暫定デューティ比（制御値）ＤＤＯＵＴ出力デューティ比（出力制御値）ＶＴＣＩＯＢＪ目標電流量ＶＴＣＩＡＣＴ実電流量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G018 AB02 BA09 BA29 BA33 CA18 DA20 DA57 EA22 FA07 GA00 GA36 3G092 AA11 BB06 DA10 DG05 DG09 EB08 EC04 FA06 FB04 GA08 HA06Z HA13X HE03Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】クランクシャフトに対する吸気カムおよ
び排気カムの少なくとも一方の位相であるカム位相を変
更することにより、バルブタイミングを制御する内燃機
関のバルブタイミング制御装置であって、カム位相を変更するカム位相可変機構と、コイルを有し、このコイルに流れる電流量に応じて前記
カム位相可変機構を駆動する制御弁と、実際のカム位相を検出する実カム位相検出手段と、運転状態に応じて目標カム位相を設定する目標カム位相
設定手段と、前記電流量を制御するための制御値を、前記実カム位相
が前記目標カム位相になるようにフィードバック制御す
るカム位相フィードバック制御手段と、当該フィードバック制御により求めた前記制御値に基づ
いて目標電流量を設定する目標電流量設定手段と、前記制御弁の前記コイルに実際に流れている実電流量を
検出する実電流量検出手段と、前記電流量を制御するために前記制御弁に出力される出
力制御値を、前記実電流量が前記目標電流量になるよう
にフィードバック制御する電流フィードバック制御手段
と、を備えていることを特徴とする内燃機関のバルブタイミ
ング制御装置。