JP2004137901A

JP2004137901A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JP2004137901A
Application number: JP2002300625A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Moriya; 守谷　嘉人
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2002-10-15
Filing date: 2002-10-15
Publication date: 2004-05-13

Abstract

【課題】バルブタイミング制御の制御性を更に向上することの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】高圧燃料ポンプ４０は、カムシャフト１１の回転により駆動される。電子制御装置は、そのカムシャフト１１の回転位相を可変とする位相可変機構２０の制御指令値である制御デューティを調整することで、そのカムシャフト１１により開閉駆動される吸気バルブ１７のバルブタイミングを可変制御する。電子制御装置は、機関回転速度及び燃料噴射量に基づき高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクに応じた補正値を算出し、それを用いて制御デューティを補正することで、高圧燃料ポンプ４０の作動状況の変化がバルブタイミング制御に与える影響を低減する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カムシャフトの回転位相を可変とする位相可変機構を備えて機関バルブのバルブタイミングを可変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ものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような内燃機関のバルブタイミング制御装置として、油圧駆動式の位相可変機構を備えるものが広く用いられている。位相可変機構は、機関出力軸であるクランクシャフトとカムシャフトとの間に設けられ、その内部に形成された油室内の油圧制御に基づき動作されるようになっている。そしてその動作により、クランクシャフトの回転位相に対するカムシャフトの回転位相を変更して、機関バルブのバルブタイミングを可変としている。そして開度調節により油圧室に供給される油圧を調整可能な油圧制御弁により上記油室内の油圧を調整することで、カムシャフトの回転位相を変更させたり、保持させたりしてバルブタイミングの制御が行われている。
【０００３】
なお、位相可変機構やその油圧制御弁の出力特性には、公差や経時変化による個体差がある。またそれらの出力特性は、内燃機関の暖機状態や機関回転速度などの機関運転状態によっても変化する。そしてそうした出力特性のばらつきが、バルブタイミング制御の制御性の確保を困難なものとしている。
【０００４】
そこで、カムシャフトの回転位相が保持されているときの油圧制御弁の制御指令値、すなわち保持制御指令値を学習値として記憶更新する学習制御を行うことで、上記出力特性のばらつきの影響を補償してその制御性を確保することがなされている（例えば特許文献１参照）。
【０００５】
更に、そうした学習制御を行うバルブタイミング制御装置でのバルブタイミング制御の制御性の向上に関する次のような技術も提案されている。
機関始動から暖機完了までの期間は、機関温度の上昇と共に油圧制御に用いられるオイルの粘度が低下して、位相可変機構や油圧制御弁の出力特性を大きく変化させる。そこで、機関温度状態により区分けされた領域毎にそれぞれ個別に保持制御指令値の学習を行うことで、機関温度の変化への学習制御の適合を図る技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００６】
また、機関停止時にカムシャフトの回転位相を位相制御範囲内の所定の位相に保持しておくための付勢力を発生するばねが内部に設けられた位相可変機構が知られている。この種の位相可変機構では、カムシャフトの回転位相に応じてばねの付勢力が変化して、回転位相の変更や保持に必要な油圧が変化してしまう。そこでカムシャフトの回転位相の変化に対するばねの付勢力の変化に応じて上記学習値の補正を行うことで、そうした位相可変機構への学習制御の適合を図る技術が提案されてもいる（例えば特許文献３参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−２８４６９９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２３０４３７号公報
【特許文献３】
特開２００１−３１７３８２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このような学習制御の適用により、バルブタイミング制御の制御性は確かに向上される。しかし、内燃機関の暖機状態や上記ばねの付勢力の他にも、位相可変機構本体やその油圧制御弁の出力特性を変化させる因子が存在しており、そうした因子の影響に対するバルブタイミング制御の適合は十分にはなされていなかった。このように上記のような学習制御を行うバルブタイミング制御装置にも、制御性の向上に未だ改善の余地は残されている。
【０００９】
この発明はこうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、バルブタイミング制御の制御性を更に向上することの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にある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段及びその作用効果について以下に記載する。
〔請求項１〕
請求項１に記載の発明は、カムシャフトの回転により駆動されるとともに機関運転状態に応じて作動状況の変化する補機類を備える内燃機関に適用され、前記カムシャフトの回転位相を可変とする位相可変機構を備えて機関バルブのバルブタイミングを可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記補機類の作動状況に基づき補正値を算出し、前記位相可変機構の制御指令値をその補正値を用いて補正する補正手段を備えるものである。
【００１１】
カムシャフトの回転により駆動される、例えば燃料ポンプなどの補機類を備える内燃機関では、その補機類の作動に伴いカムシャフトに作用する負荷トルクが、その作動状況に応じて変化して、その回転位相の変更や保持に必要な位相可変機構の発生トルクの大きさが変化してしまう。その点、上記構成では、そうした補機類の作動状況に基づき算出された補正値を用いて位相可変機構の制御指令値が補正される。これにより、補機類の作動状況に応じた負荷トルクの変化分を補償するように、位相可変機構の発生トルクが適宜調整される。そのため、補機類の作動状況に応じたカムシャフトの回転トルクの変化に拘わらず、カムシャフトの回転位相の変更や保持が適宜に行われるようになる。したがって上記構成によれば、バルブタイミング制御の制御性を更に向上することができる。
【００１２】
〔請求項２〕
請求項２に記載の発明は、カムシャフトの回転により駆動されるとともに機関運転状態に応じて作動状況の変化する補機類を備える内燃機関に適用され、前記カムシャフトの回転位相を可変とする位相可変機構を備えて機関バルブのバルブタイミングを可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記補機類の作動状況に基づき補正値を算出して、前記カムシャフトの回転位相の保持に際して前記位相可変機構に指令される保持制御指令値をその補正値を用いて補正する補正手段を備えるものである。
【００１３】
上記構成では、補機類の作動状況に基づき算出された補正値を用いて、位相可変機構の保持制御指令値が補正される。これにより、補機類の作動状況に応じた負荷トルクの変化分を補償するように、回転位相保持時の位相可変機構の発生トルクが適宜調整される。そのため、補機類の作動状況に応じたカムシャフトの回転トルクの変化に拘わらず、カムシャフトの回転位相の保持が適宜に行われるようになる。したがって上記構成によれば、バルブタイミング制御の制御性を更に向上することができる。
【００１４】
〔請求項３〕
請求項３に記載の発明は、カムシャフトの回転により駆動されるとともに機関運転状態に応じて作動状況の変化する補機類を備える内燃機関に適用され、前記カムシャフトの回転位相を可変とする位相可変機構を備えて機関バルブのバルブタイミングを可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記カムシャフトの回転位相が保持されているときに前記位相可変機構に指令される制御指令値を学習値として記憶更新する保持制御値学習手段と、前記補機類の作動状況に基づき補正値を算出し、前記学習値の記憶更新に際してその補正値を用いて前記学習値を補正する補正手段と、を備えるものである。
【００１５】
上記構成では、カムシャフトの回転位相が保持されているときに位相可変機構に指令される制御指令値を学習値として記憶更新する保持制御値の学習制御が行われる。ここで回転位相保持時の制御指令値をそのまま学習値として記憶更新してしまえば、そのときの補機類の作動状況に応じた負荷トルクの影響が学習値に反映されてしまい、補機類の作動状況が変化すれば、その学習値の値が不適切となってしまう。
【００１６】
その点、上記構成では、学習値の記憶更新に際して、補機類の作動状況に基づき算出された補正値を用いて学習値が補正される。これにより、記憶更新される学習値から補機類の作動状況の影響が排除されることとなり、補機類の作動状況の変化に拘わらず、その学習値を用いて好適にバルブタイミング制御を行うことができる。したがって上記構成によれば、バルブタイミング制御の制御性を更に向上することができる。
【００１７】
〔請求項４〕
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記バルブタイミングの可変制御を、前記カムシャフトの回転位相の検出値とその目標値との偏差に基づき制御指令値を算出して前記位相可変機構を駆動制御することで行うようにしたものである。
【００１８】
上記構成では、カムシャフトの回転位相の検出値とその目標値との偏差に基づき制御指令値を算出して位相可変機構を駆動制御することで、バルブタイミングの可変制御が行われる。すなわち、カムシャフトの回転位相の検出値に基づくバルブタイミングのフィードバック制御が行われる。上記のような補機類の作動状況の変化は、応答性を低下させるなどのフィードバック制御の制御性に好ましくない影響を与えるが、上記補正手段による補正を行うことで、そうした影響を好適に抑制することができる。
【００１９】
〔請求項５〕
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記補機類の作動状況を反映する機関制御量に基づき前記補正値を算出するように前記補正手段を構成したものである。
【００２０】
補機類の作動状況を直接検出することができなくても、例えば機関回転速度などの機関制御量からその作動状況を概ね把握できることがある。そのような場合、そうした補機類の作動状況を反映する機関制御量に基づき補正値を算出することで、その作動状況に応じた適宜な補正を行うことができる。
【００２１】
〔請求項６〕
請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記補機類の作動制御のために指令される補機制御指令値に基づき前記補正値を算出するように前記補正手段を構成したものである。
【００２２】
補機類の作動を直接制御する場合、その作動制御のために指令される補機制御指令値からその作動状況を的確に把握することができる。よってそうした場合、そうした補機制御指令値に基づき補正値を算出することで、補機類の作動状況に応じた適宜な補正を行うことができる。
【００２３】
〔請求項７〕
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、当該内燃機関に供される燃料を加圧吐出する燃料ポンプを、前記補機類として備えるものである。
【００２４】
カムシャフトの回転により駆動される燃料ポンプを備える内燃機関では、例えば燃料噴射量などの機関運転状態により燃料ポンプの作動状況が変化すると、その負荷トルクが変化してカムシャフトの回転トルクが変化する。そして、そうした回転トルクの変化により、位相可変機構の出力特性にも変化が生じる。上記構成では、そうした燃料ポンプの作動状況に基づき補正値を算出し、それを用いてバルブタイミング制御に係る制御量の補正が行われる。そのため、燃料ポンプの作動状況の変化による影響分を補正値にて吸収して、良好にバルブタイミング制御を行うことができる。
【００２５】
〔請求項８〕
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、燃料噴射量、及び機関回転速度の少なくとも一方に基づき前記補正値を算出するように前記補正手段を構成したものである。
【００２６】
燃料ポンプの作動状況は、その燃料ポンプにより加圧吐出された燃料を用いて行われる燃料噴射の量や機関回転速度に依存して変化する。そのため、上記構成では、燃料ポンプの作動状況に応じた補正値を容易且つ的確に求め、好適にバルブタイミング制御を行うことができる。
【００２７】
〔請求項９〕
請求項９に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、油を加圧吐出するオイルポンプを前記補機類として備えるものである。
【００２８】
カムシャフトの回転により駆動されるオイルポンプを備える内燃機関では、機関運転状態によりそのオイルポンプの作動状況が変化すると、その負荷トルクが変化してカムシャフトの回転トルクが変化する。そして、そうした回転トルクの変化により、位相可変機構の出力特性にも変化が生じる。上記構成では、そうしたオイルポンプの作動状況に基づき補正値を算出し、それを用いてバルブタイミング制御に係る制御量の補正が行われる。そのため、オイルポンプの作動状況の変化による影響分を補正値にて吸収して、良好にバルブタイミング制御を行うことができる。
【００２９】
〔請求項１０〕
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記オイルポンプにより加圧吐出されるオイルの温度、同オイルポンプにより加圧吐出されたオイルの圧力、及び機関回転速度の少なくとも一つに基づき前記補正値を算出するように前記補正手段を構成したものである。
【００３０】
オイルポンプの作動状況は、そのオイルポンプにより加圧吐出されるオイルの温度や、同オイルポンプにより加圧吐出されたオイルの圧力、機関回転速度に依存して変化する。そのため、上記構成では、オイルポンプの作動状況に応じた補正値を容易且つ的確に求め、好適にバルブタイミング制御を行うことができる。
【００３１】
〔請求項１１〕
請求項１１に記載の発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、負圧を発生する負圧ポンプを前記補機類として備えるものである。
【００３２】
カムシャフトの回転により駆動される負圧ポンプを備える内燃機関では、機関運転状態によりその負圧ポンプの作動状況が変化すると、その負荷トルクが変化してカムシャフトの回転トルクが変化する。そして、そうした回転トルクの変化により、位相可変機構の出力特性にも変化が生じる。上記構成では、そうした負圧ポンプの作動状況に基づき補正値を算出し、それを用いてバルブタイミング制御に係る制御量の補正が行われる。そのため、負圧ポンプの作動状況の変化による影響分を補正値にて吸収して、良好にバルブタイミング制御を行うことができる。
【００３３】
〔請求項１２〕
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記負圧ポンプの発生負圧、及び機関回転速度の少なくとも一方に基づき前記補正値を算出するように前記補正手段を構成したものである。
【００３４】
負圧ポンプの作動状況は、その負圧ポンプの発生負圧や機関回転速度に依存して変化する。そのため、上記構成では、負圧ポンプの作動状況に応じた補正値を容易且つ的確に求め、好適にバルブタイミング制御を行うことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
以下、本発明の内燃機関のバルブタイミング制御装置を具体化した実施形態１を、図１〜図１５を参照して説明する。
【００３６】
図１は、本実施形態の適用される内燃機関の動弁系の構成を示している。
同図１に示されるように、吸気側及び排気側の２本のカムシャフト１１，１２は、スプロケット１３，１４及びチェーン１５を介して、機関出力軸であるクランクシャフト１６にそれぞれ駆動連結され、クランクシャフト１６が２回転される毎に１回転される。そして両カムシャフト１１，１２の回転に応じて、機関バルブである吸気バルブ１７及び排気バルブ１８が開閉駆動される（同図１では、１気筒分の機関バルブのみを表示）。なお、クランクシャフト１６及び吸気側のカムシャフト１１の近傍には、それらの回転位相をそれぞれ検出するセンサ、すなわちクランクセンサ５１、及びカムセンサ５２がそれぞれ設けられている。
【００３７】
吸気側のカムシャフト１１の近傍には、内燃機関に供される燃料を加圧吐出する高圧燃料ポンプ４０が配設されている。高圧燃料ポンプ４０は、カムシャフト１１に設けられたポンプ駆動用のカム４１を通じて、カムシャフト１１の回転により駆動される。本実施形態では、この高圧燃料ポンプ４０が、上記「補機類」、「燃料ポンプ」に対応する構成となっている。
【００３８】
更にこの内燃機関では、油圧駆動式の位相可変機構２０が、吸気側のカムシャフト１１に設けられている。位相可変機構２０は、チェーン１５の巻掛けられたスプロケット１３とカムシャフト１１とを相対回転させることで、クランクシャフト１６の回転位相に対する相対的なカムシャフト１１の回転位相を可変とする。そしてそうしたカムシャフト１１の回転位相の変更に応じ、吸気バルブ１７の開閉弁時期、すなわちバルブタイミングが変更されるようになっている。
【００３９】
次に、この位相可変機構２０の構造を、その正面断面構造を示す図２を参照して説明する。
同図２に示すように位相可変機構２０は、大きくはベーンロータ２１とケース２２とを有して構成されている。ケース２２はスプロケット１３に一体回転可能に固定されている。ベーンロータ２１は、ケース２２対して相対回動可能な状態で同ケース２２の内部に収容されており、カムシャフト１１に一体回転可能に固定されている。
【００４０】
ベーンロータ２１の外周には、複数の（ここでは４つの）ベーン２３が径方向に突出形成されている。各ベーン２３は、ケース２２の内周に形成された周方向に延びる溝２４内にそれぞれ収容されている。そしてベーン２３により溝２４の内部を区画することで、各ベーン２３の周方向両側にそれぞれ油室が形成されている。ここでは、これらの油室のうち、ベーン２３に対してカムシャフト１１の回転方向側のものを「遅角油室２５」と云い、反回転方向側のものを「進角油室２６」と云う。
【００４１】
これら遅角油室２５及び進角油室２６には、加圧された作動油が供給されるようになっている。そして遅角油室２５と進角油室２６と間の油圧差を変化させることで、ベーン２３の両側に作用する力のバランスが変化して、ベーンロータ２１をケース２２に対して相対回動させる駆動トルクが発生する。この駆動トルクにより、ベーンロータ２１の固定されたカムシャフト１１とケース２２の固定されたスプロケット１３とが相対回動される。
【００４２】
例えば、遅角油室２５の油圧を進角油室２６の油圧よりも十分に大きくすれば、ベーンロータ２１はケース２２に対して、カムシャフト１１の反回転方向に回動する。これにより、カムシャフト１１の回転位相はクランクシャフト１６の回転位相に対して遅角されるようになる。また、進角油室２６の油圧を遅角油室２５の油圧よりも十分に大きくすれば、ベーンロータ２１はケース２２に対して、カムシャフト１１の回転方向に回動し、その結果、カムシャフト１１の回転位相はクランクシャフト１６の回転位相に対して進角されるようになる。
【００４３】
こうしてカムシャフト１１の回転位相を変更することで、同カムシャフト１１により開閉駆動される吸気バルブ１７のバルブタイミングを変更することができる。なお、遅角油室２５及び進角油室２６の油圧を適度に調整して、ベーンロータ２１に作用するトルクをバランスさせれば、クランクシャフト１６の回転位相に対するカムシャフト１１の回転位相を現状に保持することができる。
【００４４】
続いて、この位相可変機構２０の油圧制御系の構成を、図３を参照して説明する。
同図３に示されるオイルポンプ３０は、内燃機関のクランクシャフト１６の回転に応じて駆動され、内燃機関のオイルパン３１内の作動油を吸引し、加圧吐出する。オイルポンプ３０より吐出された作動油は、給油路Ｌ１を通じて油圧制御弁３２に送られる。
【００４５】
ここでは油圧制御弁３２として、５ポート式の電磁駆動弁が採用されている。油圧制御弁３２の各ポートには、上記給油路Ｌ１、作動油をオイルパン３１に還流するドレイン油路Ｌ２、位相可変機構２０の遅角油室２５に接続される遅角油路Ｌ３、及び進角油室２６に接続される進角油路Ｌ４が連結されている。
【００４６】
油圧制御弁３２の内部には、往復摺動可能に配設されたスプール３３と、そのスプール３３を付勢するスプリング３４とが配設されている。更に油圧制御弁３２には、電圧の印加に応じ、スプリング３４の付勢力に抗してスプール３３を吸引する電磁力を発生する電磁ソレノイド３５が設けられている。そして、油圧制御弁３２内部でのスプール３３の位置は、スプリング３４の付勢力と電磁ソレノイド３５の発生する電磁力との釣り合いに応じて決められる。なお、電磁ソレノイド３５に印加される電圧は、デューティ制御されている。こうしたスプール３３の変位により、油圧制御弁３２内部での各ポート間の接続状態、すなわち上記各油路の接続状態が変化する。
【００４７】
位相可変機構２０の遅角油室２５に接続された遅角油路Ｌ３は、スプール３３の変位に応じて給油路Ｌ１及びドレイン油路Ｌ２のいずれかに接続される。遅角油路Ｌ３と給油路Ｌ１とが接続されると、遅角油室２５に作動油が供給されてその内部の油圧が上昇し、遅角油路Ｌ３とドレイン油路Ｌ２とが接続されると、遅角油室２５から作動油が排出されてその内部の油圧が低下する。
【００４８】
また位相可変機構２０の進角油室２６に接続された進角油路Ｌ４は、スプール３３の変位に応じて給油路Ｌ１及びドレイン油路Ｌ２のいずれかに接続される。進角油路Ｌ４と給油路Ｌ１とが接続されると、進角油室２６に作動油が供給されてその内部の油圧が上昇し、遅角油路Ｌ３とドレイン油路Ｌ２とが接続されると、遅角油室２５から作動油が排出されてその内部の油圧が低下する。
【００４９】
更にスプール３３の位置によっては、接続された油路間の連通量（流路面積）が変化され、遅角油室２５及び進角油室２６の作動油の供給流量や排出流量が調整される。なお、本実施形態では、電磁ソレノイド３５に印加される電圧のデューティ比が小さくなるほど、進角油室２６の油圧に対する遅角油室２５の油圧の比が大きくなるように、上記流量が調整されるようになっている。よって、電磁ソレノイド３５に印加する電圧のデューティ比の調整により、位相可変機構２０を駆動して吸気バルブ１７のバルブタイミングを任意に調整可能となる。
【００５０】
したがって本実施形態では、電磁ソレノイド３５に印加する電圧のデューティ比が上記「位相可変機構の制御指令値」に相当する。なお、以下では、電磁ソレノイド３５に印加する電圧のデューティ比を指示する制御指令値を「制御デューティＤＶＴ」という。またここでは、作動油が下記の「位相可変機構に供される作動流体」に、油圧制御弁３２がその作動流体（作動油）の供給圧を制御する下記の「流体圧制御弁」に、それぞれ対応する構成となっている。
【００５１】
次に、本実施形態の適用される内燃機関の燃料供給系の構成を、図４を併せ参照して説明する。
同図４に示されるように、上記高圧燃料ポンプ４０内にはシリンダ４２が形成されており、その内部にはプランジャ４３が配設されている。プランジャ４３は、上記吸気側のカムシャフト１１に設けられたカム４１に当接され、カムシャフト１１の回転に応じてシリンダ４２内を往復摺動されるようになっている。
【００５２】
また高圧燃料ポンプ４０の内部には、シリンダ４２の内周面とプランジャ４３の上端面とにより囲繞された加圧室４４が形成されている。この加圧室４４には、電動式のフィードポンプ４５により、燃料タンク４６内の燃料が導入される。加圧室４４に導入された燃料は、カム４１によるプランジャ４３の押し上げに応じて加圧吐出され、デリバリパイプ４７に圧送される。こうしてデリバリパイプ４７内に貯圧された高圧燃料は、内燃機関の気筒毎に設けられたインジェクタ４８に分配供給される。また、デリバリパイプ４７には、その内部に蓄圧された燃料の圧力（燃圧）を検知する燃圧センサ５４が配設されている。
【００５３】
更に高圧燃料ポンプ４０の内部には電磁弁４９が設けられ、その開弁期間Ｔｐによって、デリバリパイプ４７へと圧送される燃料の流量、すなわち高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量が調整されるようになっている。
【００５４】
次に、本実施形態の適用される内燃機関の制御系の構成を、図５を併せ参照して説明する。
同図５に示される電子制御装置５０は、内燃機関の制御に係る各種演算処理を実施する中央演算装置（ＣＰＵ）、そのＣＰＵの実行するプログラムやその演算結果を記憶するメモリ等を備えて構成されている。電子制御装置５０には、上記クランクセンサ５１、カムセンサ５２に加え、アクセルペダルの踏込み量を検知するアクセルセンサ５３、上記デリバリパイプ４７内の燃料の圧力（燃圧）を検知する燃圧センサ５４などの機関運転状態を検出する各種センサ類の検出信号が入力されている。
【００５５】
電子制御装置５０は、それらセンサ類からの検出信号に基づき、内燃機関の各種制御を実行する。例えばインジェクタ４８からの燃料噴射量制御や、高圧燃料ポンプ４０からデリバリパイプ４７への燃料吐出量制御、油圧制御弁３２の駆動制御に基づく吸気バルブ１７のバルブタイミング制御などが、この電子制御装置５０により行われる。
【００５６】
電子制御装置５０による高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量制御は、次のように行われる。まず電子制御装置５０は、各種センサ類の検出結果に基づき、例えば機関負荷ＬＤや燃焼方式などの機関運転状態に応じたデリバリパイプ４７内の燃圧の目標値を算出する。そして電子制御装置５０は、燃圧センサ５４による燃圧の検出値がその算出された目標値に近づくよう、電磁弁４９の開弁期間Ｔｐを調整して高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量をフィードバック制御する。したがって、この内燃機関では、高圧燃料ポンプ４０の作動量、すなわちその作動状況は、機関運転状態に応じて変化する。
【００５７】
さて本実施形態では、上述したように、位相可変機構２０の設けられた吸気側のカムシャフト１１の回転により高圧燃料ポンプ４０を駆動する構成となっているため、その作動状況の変化が、吸気バルブ１７のバルブタイミング制御に影響を与えてしまっている。次に、その理由を説明する。
【００５８】
図６は、所定の機関運転状態での位相可変機構２０の出力特性、すなわち位相可変機構２０の上記制御デューティＤＶＴに対する変位速度の変化特性の一例を示している。なお、同図５では、ケース２２に対するベーンロータ２１の変位速度（回動速度）を、カムシャフト１１の回転方向を正として示している。
【００５９】
同図５に実線で示されるように、制御デューティＤＶＴが所定値よりも大きいときには、位相可変機構２０の変位速度は正となり、ベーンロータ２１がケース２２に対してカムシャフト１１の回転方向、すなわち吸気バルブ１７のバルブタイミングを進角させる方向に回動する。
【００６０】
一方、制御デューティＤＶＴがその所定値よりも小さいときには、位相可変機構２０の変位速度は負となり、ベーンロータ２１がケース２２に対してカムシャフト１１の反回転方向、すなわち吸気バルブ１７のバルブタイミングを遅角させる方向に回動する。また位相可変機構２０の変位速度は、制御デューティＤＶＴが上記所定値から離れるに従って、その絶対値が大きくなる。
【００６１】
更に、制御デューティＤＶＴが上記所定値にあるときには、位相可変機構２０の変位速度は「０」となり、カムシャフト１１の回転位相が現状に保持される。このときの制御デューティＤＶＴを「保持デューティ」という。
【００６２】
ところで、機関運転中の位相可変機構２０のベーンロータ２１には、カムシャフト１１の回転トルクが作用するため、その回転トルクの大きさに応じて位相可変機構２０の出力特性に変化が生じる。一方、この内燃機関では、そのカムシャフト１１によって高圧燃料ポンプ４０を駆動させているため、高圧燃料ポンプ４０の作動状況に応じてカムシャフト１１の回転トルクの大きさが変化する。これにより、ベーンロータ２１に作用するトルクは、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量の変化に応じて変化する。
【００６３】
図７には、遅角油室２５の油圧、進角油室２６の油圧、及び機関回転速度ＮＥを一定としたときの、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量の変化に応じたベーンロータ２１に作用するトルクの推移の例が示されている。高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量が増大してその作動量が大きくなるほど、高圧燃料ポンプ４０の作動に要する負荷トルクが増大し、反回転方向へのカムシャフト１１の回転トルクが増大する。そのため、同図７に示されるように、ベーンロータ２１に作用する遅角方向のトルクは、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量が増大するほど大きくなる。よってこの位相可変機構２０では、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量の増大、すなわちその作動量の増大に応じて、位相可変機構２０の出力特性が、図６に二点鎖線で示されるように上記保持デューティの値が大きくなる側へと変化する。
【００６４】
こうした出力特性の変化は、バルブタイミング制御に好ましくない影響を与える。そこで本実施形態では、高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクの変化分に相当する補正値Ｃを算出し、バルブタイミング制御に係る各種制御指令値をその補正値Ｃにより補正することで、負荷トルクの変化分を補償して、バルブタイミング制御の制御性を好適に保持するようにしている。
【００６５】
以下にそうした本実施形態のバルブタイミング制御の詳細を、図８〜図１４を併せ参照して説明する。
本実施形態でのバルブタイミング制御は、大きくは図８に示される各処理、すなわち目標位相算出処理、補正値算出処理、制御デューティ算出処理、及び学習値更新処理を通じて行われる。これらの処理は、所定クランク角毎の定角割り込み処理として、電子制御装置５０により周期的に実行されている。
【００６６】
「目標位相算出処理」では、クランクセンサ５１の検出信号より算出された機関回転速度ＮＥやアクセルセンサ５３の検出信号などより算出された機関負荷ＬＤなどに基づき、位相可変機構２０の目標位相ＶＴＴの算出が行われる。この目標位相ＶＴＴの算出は、図９に例示されるような目標位相算出マップＭ０１を参照して行われる。
【００６７】
「補正値算出処理」では、上記のような高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクの変化分に相当する制御指令値の補正値Ｃの算出が行われる。
「制御デューティ算出処理」では、油圧制御弁３２に指令される制御デューティＤＶＴの算出が行われる。この制御デューティＤＶＴの算出に際しては、上記補正値算出処理にて算出された補正値Ｃによる補正が行われる。
【００６８】
「学習値更新処理」では、上記保持デューティの学習値である保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨが、上記制御デューティ算出処理にて算出された制御デューティＤＶＴに基づくバルブタイミング制御の結果に基づき記憶更新される。ここでの保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨの更新に際しても、上記補正値算出処理にて算出された補正値Ｃによる補正が行われる。
【００６９】
次に、上記補正値算出処理の詳細を説明する。
図１０は、補正値算出処理における電子制御装置５０の処理手順を示すフローチャートである。電子制御装置５０は、本処理に移行すると、まずステップＳ１０１にて、機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量Ｑを読み込む。ここでの燃料噴射量Ｑは、内燃機関の燃料噴射制御に係る電子制御装置５０の別途の処理にて、機関回転速度ＮＥや機関負荷ＬＤなどに基づき算出されている。そして続くステップＳ１０２において、その読み込まれた機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量Ｑに基づき、図１１に例示されるような補正値算出マップＭ０２を参照して、補正値Ｃの算出が行われる。ここでの補正値Ｃは、高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクが大きくなるほど、その値が大きくなるように設定されるようになっている。
【００７０】
なお上述したように、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量は、デリバリパイプ４７内の燃圧が目標燃圧に保持されるようにフィードバック制御されている。そのため、燃料噴射量Ｑが増大すれば、噴射された燃料をデリバリパイプ４７に補充して目標燃圧を保持すべく、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量も増大されることとなる。また高圧燃料ポンプ４０の出力特性は、それを駆動するカムシャフト１１の回転速度、ひいてはそれを決める機関回転速度ＮＥに依存性を有している。
【００７１】
したがって、機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量Ｑからは、現状における高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクの大きさを、概算的に求めることができる。すなわち、機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量Ｑは、補機類である高圧燃料ポンプ４０の作動状況を反映する機関制御量となっている。そのため、上記のように、それら機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量Ｑに基づき、高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクの影響分に相当する制御指令値の補正値Ｃを算出することができる。
【００７２】
なお、機関回転速度ＮＥ及び燃料噴射量Ｑと高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクとの対応関係は、予め実験などにより求めることができる。上記補正値算出マップＭ０２は、そうした実験の結果などに基づき適宜に設定されている。
【００７３】
続いて、上記制御デューティ算出処理の詳細を説明する。
図１２は、制御デューティ算出処理における電子制御装置５０の処理手順を示すフローチャートである。電子制御装置５０は本処理に移行すると、まずステップＳ１２１において、上記目標位相算出処理にて求められた目標位相ＶＴＴ、及び位相可変機構２０の実位相ＶＴを読み込む。ここでの実位相ＶＴは、クランクセンサ５１及びカムセンサ５２の検出信号より求められている。
【００７４】
続くステップＳ１２２では、目標位相ＶＴＴと実位相ＶＴとの偏差に基づき制御デューティＤＶＴを算出する。ここでは制御デューティＤＶＴは、目標位相ＶＴＴと実位相ＶＴとの差Δ（＝ＶＴＴ−ＶＴ）、保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨ、及び補正値Ｃに基づき、次の数式（１）より算出されている。
【００７５】
【数１】
ＤＶＴ←ＫＰ・Δ＋ＫＤ・ｄΔ／ｄｔ＋ＧＤＶＴＨ＋Ｃ　　…（１）
ここで「ｄΔ／ｄｔ」は上記差Δの微分値を示している。また「ＫＰ」はフィードバック比例ゲインを、「ＫＤ」はフィードバック微分ゲインをそれぞれ示している。
【００７６】
電子制御装置５０は、こうして算出された制御デューティＤＶＴを用いて油圧制御弁３２を制御する。これにより位相可変機構２０は、その実位相ＶＴが目標位相ＶＴＴに近づくようフィードバック制御される。
【００７７】
このように、この制御デューティ算出処理では、上記補正値算出処理にて算出された補正値Ｃを用いて制御デューティＤＶＴが補正されている。ここでは補正値Ｃによって制御デューティＤＶＴは、高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクが大きくなるほどその値が大きくなる側に、すなわち進角側に補正される。この補正値Ｃにより高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクの影響分が吸収されるため、負荷トルクの変化が生じても、制御の乱れを生じることなく良好に位相可変機構２０の位相フィードバック制御を行うことができる。
【００７８】
次に、上記学習値更新処理の詳細を説明する。
図１３は、上記学習値更新処理における電子制御装置５０の処理手順を示すフローチャートである。電子制御装置５０は、本処理に移行すると、まずステップＳ１３１において、実位相ＶＴ、目標位相ＶＴＴ、補正値Ｃ、及び制御デューティＤＶＴを読み込む。そして、続くステップＳ１３２において、目標位相ＶＴＴと実位相ＶＴとの偏差（｜ＶＴＴ−ＶＴ｜）が上記所定値α以下であるか否かを判断する。そしてここで上記偏差が所定値αを超えていれば（Ｓ１３２：ＹＥＳ）、電子制御装置５０はそのまま本処理を終了する。
【００７９】
なお、ここでの所定値αは、位相保持時におけるカムシャフト１１の回転位相の許容誤差に相当する値が設定されている。この許容誤差は、カムシャフト１１のカム駆動トルクの変動に伴う位相の微変動も考慮して決められている。ここでは、そうした所定値αとして「３°ＣＡ」が設定されている。
【００８０】
よって、上記偏差が所定値α以下であれば（Ｓ１３２：ＹＥＳ）、実位相ＶＴが目標位相ＶＴＴにほぼ合致した状態にあると判断できる。このとき、電子制御装置５０は、ステップＳ１３３において、バルブタイミング制御が安定した定常状態にあるか否かを判断する。ここでは、実位相ＶＴ及び制御デューティＤＶＴの変化量がそれぞれ、一定期間、所定値以下に保持されていたことをもって、定常状態にあると判断している。ここで定常状態になければ（Ｓ１３３：）、電子制御装置５０はそのまま本処理を終了する。
【００８１】
一方、定常状態にあれば（Ｓ１３４：ＹＥＳ）、位相可変機構２０は、その実位相ＶＴが目標位相ＶＴＴにほぼ合致した状態で安定している。そこで電子制御装置５０は、ステップＳ１３４において、そのときの制御デューティＤＶＴから上記補正値Ｃを減算して新たな保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨを算出し、メモリ内に記憶更新する。
【００８２】
このようにこの学習値更新処理では、上記補正値算出処理にて算出された補正値Ｃを用いて記憶更新される保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨが補正されている。そのため、本実施形態では、記憶更新される保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨには、高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクの影響分が加味されないようになる。
【００８３】
図１４は、以上説明した本実施形態でのバルブタイミング制御の制御態様の一例を示している。ここでは、保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨは適正に学習されており、目標位相ＶＴＴは一定に保持された状態にあるときの制御態様が示されている。
【００８４】
同図１４の時刻ｔ１に、位相可変機構２０の実位相ＶＴと目標位相ＶＴＴとが合致すると、制御デューティＤＶＴの比例項（ＫＰ・Δ）及びフィードバック微分項（ＫＤ・ｄΔ／ｄｔ）の値は共に「０」となり、保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨに補正値Ｃを加算したものがその値に設定される。そしてその時刻ｔ１以降、位相可変機構２０の実位相ＶＴは、目標位相ＶＴＴにほぼ合致した状態に保持されている。
【００８５】
ここで、そうした状態の保持された時刻ｔ２において、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量が増大されたものとする。このときには、燃料吐出量の増大により高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクが増大し、その分、反回転方向へのカムシャフト１１の回転トルクが増大する。そしてその結果、位相可変機構２０では、そのベーンロータ２１に作用する遅角側へのトルクが増大し、位相の保持に要する制御デューティＤＶＴ、すなわち保持デューティも増加することとなる。
【００８６】
このとき、本実施形態では、高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクが増大に応じて補正値Ｃが増大され、それにより制御デューティＤＶＴの不足分が補償される。そのため、負荷トルクの変化に拘わらず、制御の乱れを生じさせずに位相可変機構２０の位相を保持した状態が継続されるようになる。
【００８７】
なお、こうした本実施形態では、電子制御装置５０が、上記補正手段、保持制御値学習手段に相当する構成となっている。
以上説明した本実施形態によれば、次のような効果が得られるようになる。
【００８８】
（１）本実施形態では、高圧燃料ポンプ４０の作動状況に基づき補正値Ｃを算出し、制御デューティＤＶＴをその補正値Ｃを用いて補正している。そのため、高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクの変化に応じたカムシャフト１１の回転トルクの変化に拘わらず、バルブタイミング制御の制御性を好適に保持することができる。また上記補正により、位相可変機構２０の位相を保持する際に指令される制御デューティＤＶＴ、すなわち保持デューティも、結果として上記補正値Ｃにより補正されることとなるため、回転トルクの変化に拘わらず、カムシャフト１１の回転位相の保持を適宜に行うことができるようにもなる。したがって、高圧燃料ポンプ４０の作動状況が変化しても、応答性の低下などを招くことなく好適に位相可変機構２０の位相フィードバック制御を行える。
【００８９】
（２）本実施形態では、保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨの記憶更新に際し、上記補正値Ｃを用いてその保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨを補正している。そのため、記憶更新された保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨから高圧燃料ポンプ４０の作動状況の影響が排除され、その作動状況の変化に拘わらず、その保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨを用いて好適にバルブタイミング制御を行うことができる。
【００９０】
（３）本実施形態では、機関回転速度ＮＥと燃料噴射量Ｑとに基づき、補正値Ｃを求めている。これにより、制御デューティＤＶＴの高圧燃料ポンプ４０の負荷トルク分に相当する補正値Ｃを、容易且つ適切に求めることができる。
【００９１】
（実施形態２）
以下、本発明を具体化した実施形態２を、実施形態１との相違点を中心に、図１５〜図１７を併せ参照して説明する。
【００９２】
ここでは、内燃機関のカムシャフト１１に、図１５に示されるタイプの位相可変機構１２０の配設された構成について説明する。
図１５に示される位相可変機構１２０は、ベーンロータ１２１と、スプロケット１３に一体回転可能に固定されたケース１２２とを備えて構成されている。ベーンロータ１２１に形成された複数の（同図１５では３つの）ベーン１２３は、ケース１２２の内周に形成された溝１２４内にそれぞれ収容されている。なお、同図１５には、ケース１２２に対してベーンロータ１２１がカムシャフト１１の回転方向に最大限回動されたときの状態が、すなわち吸気バルブ１７のバルブタイミングを最も進角させたときの状態が示されている。
【００９３】
この位相可変機構１２０では、各ベーン１２３のカムシャフト１１の回転方向には、ベーンロータ１２１をカムシャフト１１の反回転方向に、すなわちバルブタイミングを遅角させる方向に回動させる油圧が導入される遅角油室１２５が形成されている。一方、各ベーン１２３は、溝１２４内に配設されたスプリング１２７によって、カムシャフト１１の回転方向に、すなわちバルブタイミングを進角させる方向にそれぞれ付勢されている。
【００９４】
よって、この位相可変機構１２０では、各ベーン１２３に対する遅角油室１２５内の油圧に基づく力とスプリング１２７の付勢力との釣り合いに応じて、ケース１２２に対してベーンロータ１２１が回動され、カムシャフト１１の回転位相が変更される構成となっている。すなわち、この位相可変機構１２０では、遅角油室１２５内の油圧制御により、カムシャフト１１の回転位相が調整されている。
【００９５】
そうした遅角油室１２５の油圧制御は、図３の油圧制御弁３２に準じた構成の油圧制御弁により行われる。ただし、この位相可変機構１２０には進角油室が存在しないため、油圧制御弁を３ポート式の電磁駆動弁で構成することができる。
【００９６】
なお、本実施形態においても、ベーンロータ１２１の固定されたカムシャフト１１の回転に応じて、高圧燃料ポンプ４０（図１、図４等参照）を駆動するようにしている。そのため、この位相可変機構１２０でも、高圧燃料ポンプ４０の作動状況に応じてベーンロータ１２１に作用するトルクが変化する。
【００９７】
図１６は、遅角油室１２５内の油圧を「０」とし、機関回転速度ＮＥを一定としたときの、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量の変化に応じたベーンロータ１２１に作用するトルクの推移の例を示している。この位相可変機構１２０のベーンロータ１２１は、カムシャフト１１の回転トルクに加え、スプリング１２７の付勢力の作用を受けており、遅角油室１２５内の油圧が無ければ、進角側、すなわちカムシャフト１１の反回転方向に常時付勢されている。一方、高圧燃料ポンプ４０の作動に伴う負荷トルクは、遅角側、すなわちカムシャフト１１の回転方向に作用する。そのため、この位相可変機構１２０では、同図１６に示されるように、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量が増大するほど、ベーンロータ２１に作用する遅角方向のトルクが小さくなるようになる。したがって、この位相可変機構１２０では、高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量の増大、すなわちその作動量の増大に応じて、位相可変機構２０の出力特性が、図１８に二点鎖線で示されるように上記保持デューティの値が小さくなる側へと変化する。
【００９８】
こうした位相可変機構１２０に実施形態１のバルブタイミング制御を適用する場合には、補正値Ｃの設定態様を次のように変更すれば良い。すなわち、補正値Ｃを負の値とするとともに、その値の絶対値が高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクが大きくなるほど大きくなるように設定すれば良い。この場合に制御デューティＤＶＴは、補正値Ｃによって、高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクが大きくなるほどその値が小さくなる側に、すなわち遅角側に補正される。このように補正を行えば、上記のような位相可変機構１２０においても実施形態１と同様のバルブタイミング制御を行うことができる。
【００９９】
（実施形態３）
以下、本発明を具体化した実施形態３を、上記各実施形態との相違点を中心に、図１８を併せ参照して説明する。
【０１００】
上述したように高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量制御は、その電磁弁４９の開弁期間Ｔｐを制御指令値として行われている。すなわち、この開弁期間Ｔｐが、補機類である高圧燃料ポンプ４０の作動制御のために指令される補機制御指令値となっている。よってそうした電磁弁４９の開弁期間Ｔｐに基づけば、より的確に高圧燃料ポンプ４０の燃料吐出量を、すなわちその作動量を把握することができる。そこで本実施形態では、上記補正値Ｃの算出に用いる制御パラメータとして、高圧燃料ポンプ４０の電磁弁４９の開弁期間Ｔｐを使用するようにしている。
【０１０１】
図１８は、本実施形態での補正値算出処理における電子制御装置５０の処理手順を示すフローチャートである。電子制御装置５０は、本処理に移行すると、まずステップＳ１８１において、高圧燃料ポンプ４０の電磁弁４９の開弁期間Ｔｐ、及び機関回転速度ＮＥを読み込む。そして続くステップＳ１８２において、それら開弁期間Ｔｐ及び機関回転速度ＮＥに基づき補正値Ｃを算出する。こうした補正値Ｃの算出は、例えばそれら開弁期間Ｔｐ及び機関回転速度ＮＥと高圧燃料ポンプ４０の負荷トルクに応じた補正値Ｃとの対応関係を予め記憶した補正値算出マップＭ０３を用いることで行える。
【０１０２】
こうした本実施形態では、高圧燃料ポンプ４０の作動を直接指示する補機制御指令値である電磁弁４９の開弁期間Ｔｐに基づき補正値Ｃを算出しているため、高圧燃料ポンプ４０の作動状況に応じた補正を、より的確に行うことができる。
【０１０３】
なお、実施形態１〜３は以下のように変更して実施することもできる。
・高圧燃料ポンプ４０の作動状況、すなわちその負荷トルクの大きさを十分に把握可能であれば、補正値Ｃの算出に用いられる制御パラメータの一部を省くようにしても良い。すなわち、機関回転速度ＮＥのみ、燃料噴射量Ｑのみ、あるいは開弁期間Ｔｐのみに基づき補正値Ｃを求めるようにしても良い。
【０１０４】
・高圧燃料ポンプ４０の作動状況、すなわちその負荷トルクの大きさを十分に把握可能であれば、機関回転速度ＮＥ、燃料噴射量Ｑ及び開弁期間Ｔｐ以外の制御パラメータを、補正値Ｃの算出に用いられる制御パラメータの一部、若しくはそのすべてに代えて補正値Ｃを求めるようにしても良い。
【０１０５】
（実施形態４）
以下、本発明を具体化した実施形態４を、上記各実施形態との相違点を中心に、図１９を併せ参照して説明する。
【０１０６】
内燃機関によっては、位相可変機構の作動油を発生するオイルポンプを、カムシャフトの回転により駆動するようにしたものがある。このようなオイルポンプを位相可変機構の設けられたカムシャフトにより駆動させる場合、そのオイルポンプの作動状況に応じて位相可変機構の出力特性が変化されてしまう。こうしたカムシャフトの回転により駆動される補機類としてオイルポンプを備える構成においても、次のように補正値Ｃを算出することで、上記各実施形態と同様のバルブタイミング制御が可能となる。
【０１０７】
図１９は、本実施形態における本実施形態での補正値算出処理における電子制御装置５０の処理手順を示すフローチャートである。電子制御装置５０は、本処理に移行すると、まずステップＳ１９１において、オイルポンプにより加圧吐出されるオイルの温度（油温Ｔｈｏ）、同オイルポンプにより加圧吐出されたオイルの圧力（油圧Ｐｏ）、及び機関回転速度ＮＥを読み込む。油温Ｔｈｏは、作動油の循環系路内、又は作動油の貯留されたオイルパン内の作動油の温度を検出する温度センサの検出信号より求めることができる。また油圧Ｐｏは、オイルポンプ下流側の作動油循環系路の内圧を検出する圧力センサの検出信号より求めることができる。
【０１０８】
そして続くステップＳ１９２において、それら油温Ｔｈｏ、油圧Ｐｏ及び機関回転速度ＮＥに基づき補正値Ｃを算出する。こうした補正値Ｃの算出は、例えば油温Ｔｈｏ、油圧Ｐｏ及び機関回転速度ＮＥとオイルポンプの負荷トルクに応じた補正値Ｃとの対応関係を予め記憶した補正値算出マップＭ０４を用いることで行える。
【０１０９】
なお、油温Ｔｈｏが低いほど、加圧吐出する作動油の粘度が増加するため、オイルポンプの負荷トルクは大きくなる。また発生する油圧Ｐｏが大きくなるほど、オイルポンプの負荷トルクは大きくなる。更に、上記高圧燃料ポンプ４０の場合と同様に、オイルポンプの負荷トルクの大きさは、それを駆動するカムシャフトの回転速度に、ひいては機関回転速度ＮＥに依存性を有している。よって補正値算出マップＭ０４は、そうした傾向を反映するように適宜に設定すれば良い。
【０１１０】
こうした本実施形態でも、上記各実施形態と同様のバルブタイミング制御を行える。ちなみに、オイルポンプの作動状況、すなわちその負荷トルクの大きさを十分に把握可能であれば、補正値Ｃの算出に用いられる制御パラメータから、油温Ｔｈｏ、油圧Ｐｏ及び機関回転速度ＮＥの一部を省いても良い。またそうした把握が可能であれば、それらの一部、若しくはそれらのすべてに代えて、その他の制御パラメータを用いるようにしても良い。
【０１１１】
（実施形態５）
以下、本発明を具体化した実施形態５を、上記各実施形態との相違点を中心に、図２０を併せ参照して説明する。
【０１１２】
内燃機関やその内燃機関の搭載された車両の多くでは、スロットルバルブでの絞りにより、吸気通路内に発生する負圧、すなわち大気圧未満の気圧を用いて駆動するアクチュエータ類を備えている。一方、ディーゼル機関や成層燃焼を実施する内燃機関などでは、機関運転中にスロットルバルブの絞り量を大きくする機会が比較的少なく、吸気通路内で発生する負圧だけでは、必要な負圧の確保が困難となることがある。
【０１１３】
そこで、そうした内燃機関では、負圧を発生する負圧ポンプをカムシャフトの回転により駆動して、必要な負圧を確保することがある。そのような構成では、その負圧ポンプの作動状況に応じて位相可変機構の出力特性が変化されてしまう。こうしたカムシャフトの回転により駆動される補機類として負圧ポンプを備える構成においても、次のように補正値Ｃを算出することで、上記各実施形態と同様のバルブタイミング制御が可能となる。
【０１１４】
図２０は、本実施形態における本実施形態での補正値算出処理における電子制御装置５０の処理手順を示すフローチャートである。電子制御装置５０は、本処理に移行すると、まずステップＳ２０１において、機関回転速度ＮＥと、負圧ポンプにより発生された負圧（発生負圧Ｐｎ）を読み込む。発生負圧Ｐｎは、負圧ポンプにより発生された負圧をその負圧により作動するアクチュエータ類に導く負圧管の内圧を検出する圧力センサの検出信号より求めることができる。
【０１１５】
続くステップＳ２０２では、それら機関回転速度ＮＥ及び発生負圧Ｐｎに基づき補正値Ｃを算出する。こうした補正値Ｃの算出は、例えば発生負圧Ｐｎ及び機関回転速度ＮＥと負圧ポンプの負荷トルクに応じた補正値Ｃとの対応関係を予め記憶した補正値算出マップＭ０５を用いることで行える。
【０１１６】
なお、発生負圧Ｐｎが大きくなるほど、オイルポンプの負荷トルクは大きくなる。また負圧ポンプの負荷トルクの大きさは、それを駆動するカムシャフトの回転速度に、ひいては機関回転速度ＮＥに依存性を有している。よって補正値算出マップＭ０５は、そうした傾向を反映するように適宜に設定すれば良い。
【０１１７】
こうした本実施形態でも、上記各実施形態と同様のバルブタイミング制御を行える。ちなみに、負圧ポンプの作動状況、すなわちその負荷トルクの大きさを十分に把握可能であれば、補正値Ｃの算出に用いられる制御パラメータから、発生負圧Ｐｎ及び機関回転速度ＮＥのいずれかを省いても良い。またそうした把握が可能であれば、それらのいずれか、若しくはその双方に代えて、その他の制御パラメータを用いるようにしても良い。
【０１１８】
なお、以上説明した各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・目標位相算出処理、制御デューティ算出処理、及び学習値更新処理の各処理の詳細は、適宜変更しても良い。例えば目標位相ＶＴＴや制御デューティＤＶＴの算出態様、あるいは保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨの更新態様などを適宜に変更しても良い。いずれにせよ、制御デューティＤＶＴや保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨを補正値Ｃにより補正すれば、補機類の作動状況の変化に拘わらず、好適なバルブタイミング制御を行うことができる。
【０１１９】
・保持デューティ学習値ＧＤＶＴＨの学習を行わずにバルブタイミング制御を行う構成にも、本発明は適用可能である。その場合にも、補正値Ｃを用いて位相可変機構の制御デューティＤＶＴを補正すれば、補機類の作動状況の変化に左右されない好適なバルブタイミング制御を行うことができる。
【０１２０】
・油圧制御弁の作動をデューティ制御以外の制御で行う構成にも、本発明は適用可能である。その場合にも、そうした油圧制御弁の作動制御に係る制御指令値を、補機類の作動状況に応じた補正値を用いて補正すれば、やはり補機類の作動状況の変化に左右されない好適なバルブタイミング制御を行うことができる。
【０１２１】
・カムシャフトの回転により駆動される補機類として、上記高圧燃料ポンプ４０、オイルポンプ、及び負圧ポンプ以外の補記類を備える構成にも、本発明は適用可能である。そうした場合にも、その補機類の作動状況（負荷トルク）に応じて補正値を算出し、それを用いて油圧制御弁の制御指令値の補正を行えば、同様に好適なバルブタイミング制御を行うことができる。
【０１２２】
・例えば、ヘリカルギア式などのその他のタイプの油圧駆動式位相可変機構を備える構成にも、本発明は適用可能である。また電動式などの油圧以外の駆動方式を採用する位相可変機構を備える構成にも、本発明は適用できる。そうした構成においても、カムシャフトの回転位相の変更や保持に要するその位相可変機構の発生トルクを決定する制御指令値を上記のような補正値を用いて補正すれば、上記実施形態と同様の好適なバルブタイミング制御が可能となる。
【０１２３】
以上説明した各実施形態から把握される技術思想を以下に記載する。
（イ）前記位相可変機構は、同位相可変機構に供される作動流体の供給圧の制御に応じて駆動制御される流体圧駆動式の位相可変機構である請求項１〜１２のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【０１２４】
（ロ）前記位相可変機構の駆動制御は、前記作動流体の供給圧を制御する流体圧制御弁の制御を通じて行われる上記（イ）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【０１２５】
（ハ）前記流体圧制御弁の制御は、当該流体圧制御弁の駆動電力のデューティ制御を通じて行われる上記（ロ）に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【０１２６】
（ニ）前記補機類の作動状況とは、同補機類の作動に伴い前記カムシャフトに作用する負荷トルクの大きさである請求項１〜１２、及び上記（イ）〜（ハ）のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１の適用される内燃機関の動弁系の斜視図。
【図２】同実施形態１における位相可変機構の正面断面構造を示す断面図。
【図３】同位相可変機構の油圧制御系の模式図。
【図４】同内燃機関の燃料供給系の模式図。
【図５】同内燃機関の電気的構成のブロック図。
【図６】実施形態１の位相可変機構の出力特性の一例を示すグラフ。
【図７】同位相可変機構の負荷トルクの変化態様の一例を示すグラフ。
【図８】実施形態１におけるバルブタイミング制御の制御ブロック図。
【図９】同制御に用いられる目標位相算出マップの設定例を示す模式図。
【図１０】実施形態１における補正値算出処理のフローチャート。
【図１１】同処理に用いられる補正値算出マップの設定例を示す模式図。
【図１２】実施形態１における制御デューティ算出処理のフローチャート。
【図１３】実施形態１における保持デューティ学習処理のフローチャート。
【図１４】実施形態１での制御態様の一例を示すタイムチャート。
【図１５】実施形態２における位相可変機構の正面断面構造を示す断面図。
【図１６】同位相可変機構の負荷トルクの変化態様例を示すグラフ。
【図１７】実施形態２の位相可変機構の出力特性の一例を示すグラフ。
【図１８】実施形態３における補正値算出処理のフローチャート。
【図１９】実施形態４における補正値算出処理のフローチャート。
【図２０】実施形態５における補正値算出処理のフローチャート。
【符号の説明】
１１…カムシャフト（吸気側）、１２…カムシャフト（排気側）、１３，１４…スプロケット、１５…チェーン、１６…クランクシャフト、１７…吸気バルブ、１８…排気バルブ、２０，１２０…位相可変機構、２１，１２１…ベーンロータ、２２，１２２…ケース、２３，１２３…ベーン、２４，１２４…溝、２５，１２５…遅角油室、２６…進角油室、３０…オイルポンプ、３１…オイルパン、３２…油圧制御弁３２…スプール、３４…スプリング、３５…電磁ソレノイド、４０…高圧燃料ポンプ、４１…カム、４２…シリンダ、４３…プランジャ、４４…加圧室、４５…フィードポンプ、４６…燃料タンク、４７…デリバリパイプ、４８…インジェクタ、５０…電子制御装置、５１…クランクセンサ、５２…カムセンサ、５３…アクセルセンサ、５４…燃圧センサ、Ｌ１…給油路、Ｌ２…ドレイン油路、Ｌ３…遅角油路、Ｌ４…進角油路。

Claims

カムシャフトの回転により駆動されるとともに機関運転状態に応じて作動状況の変化する補機類を備える内燃機関に適用され、前記カムシャフトの回転位相を可変とする位相可変機構を備えて機関バルブのバルブタイミングを可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記補機類の作動状況に基づき補正値を算出し、前記位相可変機構の制御指令値をその補正値を用いて補正する補正手段を備える
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。
カムシャフトの回転により駆動されるとともに機関運転状態に応じて作動状況の変化する補機類を備える内燃機関に適用され、前記カムシャフトの回転位相を可変とする位相可変機構を備えて機関バルブのバルブタイミングを可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記補機類の作動状況に基づき補正値を算出して、前記カムシャフトの回転位相の保持に際して前記位相可変機構に指令される保持制御指令値をその補正値を用いて補正する補正手段を備える
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。
カムシャフトの回転により駆動されるとともに機関運転状態に応じて作動状況の変化する補機類を備える内燃機関に適用され、前記カムシャフトの回転位相を可変とする位相可変機構を備えて機関バルブのバルブタイミングを可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記カムシャフトの回転位相が保持されているときに前記位相可変機構に指令される制御指令値を学習値として記憶更新する保持制御値学習手段と、
前記補機類の作動状況に基づき補正値を算出し、前記学習値の記憶更新に際してその補正値を用いて前記学習値を補正する補正手段と、
を備え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。
前記バルブタイミングの可変制御は、前記カムシャフトの回転位相の検出値とその目標値との偏差に基づき制御指令値を算出して前記位相可変機構を駆動制御することで行われる請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記補正手段は、前記補機類の作動状況を反映する機関制御量に基づき前記補正値を算出する請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記補正手段は、前記補機類の作動制御のために指令される補機制御指令値に基づき前記補正値を算出する請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記補機類は、当該内燃機関に供される燃料を加圧吐出する燃料ポンプである請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記補正手段は、燃料噴射量、及び機関回転速度の少なくとも一方に基づき前記補正値を算出する請求項７に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記補機類は、油を加圧吐出するオイルポンプである請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記補正手段は、前記オイルポンプにより加圧吐出されるオイルの温度、同オイルポンプにより加圧吐出されたオイルの圧力、及び機関回転速度の少なくとも一つに基づき前記補正値を算出する請求項９に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記補機類は、負圧を発生する負圧ポンプである請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
前記補正手段は、前記負圧ポンプの発生負圧、及び機関回転速度の少なくとも一方に基づき前記補正値を算出する請求項１１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。