JP2010077921A - 内燃機関のバルブ特性制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気側ＶＶＴ機構と排気側ＶＶＴ機構の同時動作時に、吸気側ＶＶＴ機構の応答性の低下を抑制する。
【解決手段】バルブ特性が目標バルブ特性値となるように流体量制御手段を制御する制御手段を、排気側バルブのバルブ特性を変更する制御量が吸気側バルブのバルブ特性を変更する制御量より小さくなるように構成し、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大や流体供給源の大型化を招くことなく、吸気側バルブ作動機構と排気側バルブ作動機構とが同時に作動するときでも、吸気側バルブ作動機構をその応答性を損なうことなく制御することができ、内燃機関の出力低下を防止する。
【選択図】図８

Description

この発明は、内燃機関の吸気通路及び排気通路に夫々設けられた吸気側バルブ及び排気側バルブのバルブ特性を、内燃機関の運転状態に応じて制御するようにした内燃機関のバルブ特性制御装置に関するものである。

内燃機関の吸気通路に設けられた吸気側バルブ、及び排気通路に設けられた排気側バルブは、カムシャフトの回転に伴って往復動することにより各通路を周期的に開閉する。一般的な内燃機関に於いて、これら各バルブは、各カムシャフトの回転に伴って、カムのプロフィルにより定まる所定のタイミングにて各通路を開閉する。

近年では、内燃機関の出力を向上させる等の目的から、吸気側バルブ及び排気側バルブが開閉するタイミングであるバルブタイミングを、内燃機関の運転状態に応じて変更するようにしたバルブ特性制御装置は周知である。図２０は、一般的なバルブ特性制御装置の構成図である。図２０に於いて、吸気側カムシャフト１０１及び排気側カムシャフト１０２の端部に夫々設けられた一対のバルブタイミング可変機構１０３、１０４と、夫々のバルブタイミング可変機構１０３、１０４内にオイルを供給するためのオイル圧回路１０５と、電子制御装置１０８を備える。

一対のバルブタイミング可変機構１０３、１０４は、吸気側カムシャフト１０１及び排気側カムシャフト１０２に設けられた一対のプーリ本体１０９、１１０に夫々結合されており、これらのプーリ本体１０１、１０２及びタイミングベルト（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）により駆動される。

各バルブタイミング可変機構１０３、１０４は、夫々の内部に一対の圧力室（図示せず）を備え、オイル圧回路１０５から各圧力室に供給されるオイルの圧力に応じて各カムシャフト１０１、１０２を各プーリ本体１０９、１１０に対し相対的に回転させる。これにより、クランクシャフトに対する各カムシャフト１０１、１０２の相対的な回転位相が変化し、吸気側バルブ又は排気側バルブのバルブタイミングが変更される。

オイル圧回路１０５は、オイルパン１１３、オイルポンプ１１４、及びオイルフィルタ１１５を備える。オイルポンプ１１４は、オイルパン１１３のオイルを各オイル通路１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄに圧送し、各バルブタイミング可変機構１０３、１０４の圧力室へ供給する。各オイル通路１０６ａ〜１０６ｄに夫々設けられた電磁バルブ１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄは、各オイル通路１０６ａ〜１０６ｄを開閉することにより、各バルブタイミング可変機構１０３、１０４の圧力室に供給されるオイル量を調節する。

電子制御装置１０８は、回転数センサ等の各種センサ１１６から読み込まれた検出信号に基づいて、即ち、内燃機関の運転状態に基づいて各電磁バルブ１０７ａ〜１０７ｄを通電制御する。これにより、ＥＣＵ１０８は、各圧力室内におけるオイル圧を変更し吸気側バルブ又は排気側バルブのバルブタイミングを制御する。

このように構成されたバルブ特性制御装置によれば、その時々の運転状態に於いて要求される内燃機関の諸特性（出力特性等）に応じて、各バルブのバルブタイミングを変更することが可能である。

しかしながら、このバルブ特性制御装置の場合、各バルブタイミング可変機構１０３、１０４に対して共通のオイルポンプ１１４からオイルを供給するようにしているため、双方のバルブタイミング可変機構１０３、１０４を同時に作動させる際には、バルブタイミング可変機構１０３、１０４のうちの一方にみを作動させる場合と比較して、その各々のバルブタイミング可変機構１０３、１０４に供給されるオイル量が減少する。このため、各バルブタイミング可変機構１０３、１０４に供給されるオイル量が不足し、各バルブタイミング可変機構１０３、１０４の作動速度、換言すれば各バルブのバルブタイミングを変更する際の変更速度が低下し、各バルブのバルブタイミングを運転状態の時間的変化に追従させて適切に変更することが困難となり、バルブタイミング制御における応答性の低下を招く恐れがある。

そこで、オイルポンプ１１４の吐出能力（単位時間当たりの吐出量）を増大させることにより、前述のようなバルブタイミング制御における応答性の低下を防止することが考えられるが、オイルポンプ１１４は、通常、クランクシャフトによって駆動されるため、このような構成はクランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大を招くこととなり、内燃機関の実質的な出力を低下させ、更に、オイルポンプ１１４の大型化、ひいては内燃機関の大型化を招くことになる。

従来、前述のような課題を解決するものとして、内燃機関の運転状態に応じて吸気側バルブ及び排気側バルブの作動態様の目標位相角を設定し、何れか一方のバルブの目標位相角と実位相角との偏差が所定値より大きい場合に、そのバルブの作動を優先させるようにバルブタイミング可変機構を作動させて作動オイル圧の低下を防止し、バルブタイミング制御の応答性の低下を防ぐようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

更に、従来、吸気側及び排気側のバルブのうち、内燃機関の特性値を目標特性値へより速く到達させるバルブ特性を有するバルブをその時の運転状態に基づいて選択し、この選択されたバルブのバルブ特性を変更するための一方のバルブタイミング可変機構を優先的に作動させるようにして内燃機関の特性値をより速く目標特性値に近づけ、クランクシャフトにおける駆動抵抗の増加やオイル供給源の大型化を招くことなく、制御応答性を向上させるようにした技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−２０１８７１号公報 特開平９−３１７５０４号公報

しかしながら、前述の従来の装置のように目標位相角と実位相角との偏差に基づいて優先させるバルブを選択するようにした場合、内燃機関の加速開始時に於いては、排気側バルブの目標位相角と実位相角との偏差が、吸気側バルブの目標位相角と実位相角との偏差よりも大きくなることは十分にあり得るが、その場合、排気側バルブの作動が優先され、吸気側バルブへのオイル量が少なくなるように制御されるため、吸気側バルブと排気側バルブの同時作動時に吸気側バルブの応答速度が低下してしまう。このため、内燃機関の出力低下によりドライバビリティが悪化する状況が発生する。

又、内燃機関の始動時、或いは、アイドル運転時等に於いては、バルブオーバーラップを小さくするために、吸気側バルブのバルブタイミング可変機構のイニシャル位置を最遅角側とし、排気側バルブのバルブタイミング可変機構のイニシャル位置を最進角側とするのが一般的である。この場合、カムシャフトに於けるカム反力が、吸気側バルブのバルブタイミング作動機構ではイニシャル位置からのバルブタイミング進角作動方向への作動を
妨げる方向に働き、排気側バルブのバルブタイミング作動機構ではイニシャル位置からのバルブタイミング遅角作動方向への作動をアシストする方向へ働き、排気側よりも吸気側のバルブタイミング作動機構の応答性が低下する傾向にある。従って、内燃機関の加速時に於いて、双方のバルブタイミング可変機構を同時に作動させる場合に、吸気側バルブのバルブタイミング作動機構の応答性の低下が顕著に現れる。

この発明は、従来の装置に於ける前述のような課題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大、或いはオイル供給源の大型化等を招くことなく、吸気側バルブのバルブ特性の制御応答性の低下を防止することができる内燃機関のバルブ特性制御装置を得ることにある。

この発明による内燃機関のバルブ特性制御装置は、内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路を開閉する吸気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側バルブ作動機構と、前記燃焼室に通じる排気通路を開閉する排気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記排気バルブのバルブ特性を変更する排気側バルブ作動機構と、流体通路を介して前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に流体を供給する流体供給源と、前記流体通路に設けられ前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機に対して夫々供給する流体量を制御する流体量制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記吸気側バルブと前記排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備えた内燃機関のバルブ特性制御装置であって、前記制御手段は、前記排気側バルブのバルブ特性を変更する制御量を前記吸気側バルブのバルブ特性を変更する制御量より小さくすることを特徴とするものである。

又、この発明による内燃機関のバルブ特性制御装置は、内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路を開閉する吸気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側バルブ作動機構と、前記燃焼室に通じる排気通路を開閉する排気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記排気バルブのバルブ特性を変更する排気側バルブ作動機構と、流体通路を介して前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に流体を供給する流体供給源と、前記流体通路に設けられ前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機に対して夫々供給する流体量を制御する流体量制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記吸気側バルブと前記排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備えた内燃機関のバルブ特性制御装置であって、前記制御手段は、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインを、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインよりも小さく設定することを特徴とするものである。

又、この発明による内燃機関のバルブ特性制御装置は、内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路を開閉する吸気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側バルブ作動機構と、前記燃焼室に通じる排気通路を開閉する排気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記排気バルブのバルブ特性を変更する排気側バルブ作動機構と、流体通路を介して前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に流体を供給する流体供給源と、前記流体通路に設けられ前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に対して夫々供給する流体量を制御する流体量制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手
段により検出された運転状態に基づいて前記吸気側バルブと前記排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備えた内燃機関のバルブ特性制御装置であって、前記流体量制御手段は、電磁ソレノイドに供給される制御電流に基づいて前記流体量を制御するように構成され、前記制御手段は、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する前記制御電流の制御値を、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御電流の制御値よりも小さく設定することを特徴とするものである。

更に、この発明による内燃機関のバルブ特性制御装置は、内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路を開閉する吸気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側バルブ作動機構と、前記燃焼室に通じる排気通路を開閉する排気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記排気バルブのバルブ特性を変更する排気側バルブ作動機構と、流体通路を介して前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に流体を供給する流体供給源と、前記流体通路に設けられ前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機に対して夫々供給する流体量を制御する流体量制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記吸気側バルブと前記排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備えた内燃機関のバルブ特性制御装置であって、前記目標バルブ特性算出手段は、前記排気バルブの目標バルブ特性値を漸次変化させることを特徴とするものである。
この発明に於いて、目標バルブ特性値を漸次変化させるとは、目標バルブ特性値を階段状に順次増大若しくは階段状に順次減少させる場合、又は、目標バルブ特性値を滑らかに順次増大若しくは滑らかに順次減少させる場合の、何れの場合をも含むものである。

この発明による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて吸気側バルブと排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように流体量制御手段を制御する制御手段と備え、前記制御手段は、前記排気側バルブのバルブ特性を変更する制御量を前記吸気側バルブのバルブ特性を変更する制御量より小さくするよう構成されているので、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大や流体供給源の大型化を招くことなく、吸気側バルブ作動機構と排気側バルブ作動機構とが同時に作動するときでも、吸気側バルブ作動機構をその応答性を損なうことなく制御することができ、内燃機関の出力低下を抑制することが可能となる。

又、この発明による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて吸気側バルブと排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように流体量制御手段を制御する制御手段と備え、前記制御手段は、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインを、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインよりも小さく設定するように構成されているので、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大や流体供給源の大型化を招くことなく、吸気側バルブ作動機構と排気側バルブ作動機構とが同時に作動するときでも、吸気側バルブ作動機構をその応答性を損なうことなく制御することができ、内燃機関の出力低下を抑制することが可能となる。
この発明に於いて、望ましくは、前記制御手段は、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値より少ない
領域、若しくは前記内燃機関の回転数が所定値より低い領域、若しくは流体の温度が所定値より低い領域に於いて、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインを前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインよりも小さく設定するように構成される。この場合、吸気側バルブ作動機構と排気側バルブ作動機構が同時に作動するときであっても、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大や流体供給源の大型化を招くことなく、吸気側バルブ作動機構をその応答性を損なうことなく制御することができ、内燃機関の出力低下を抑制することが可能となると共に、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値以上の領域、若しくは前記内燃機関の回転数が所定値以上の領域、若しくは流体の温度が所定値以上の領域では、これら双方のバルブ作動機構の同時動作時であっても吸気側バルブ作動機構の応答性低下への影響が小さいため、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインを、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインと同等として排気側バルブ作動機構の応答性の低下を防ぐことが可能となる。

又、この発明による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて吸気側バルブと排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備え、前記流体量制御手段は、電磁ソレノイドに供給される制御電流に基づいて前記流体量を制御するように構成され、前記制御手段は、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する前記制御電流の制御値を、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御電流の制御値よりも小さく設定するように構成されているので、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大や流体供給源の大型化を招くことなく、吸気側バルブ作動機構と排気側バルブ作動機構とが同時に作動するときでも、吸気側バルブ作動機構をその応答性を損なうことなく制御することができ、内燃機関の出力低下を抑制することが可能となる。
この発明に於いて、望ましくは、前記制御手段は、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値より少ない領域、若しくは前記内燃機関の回転数が所定値より低い領域、若しくは流体の温度が所定値より低い領域に於いて、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する前記制御電流の制御値を、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御電流の制御値よりも小さく設定するように構成される。この場合、吸気側バルブ作動機構と排気側バルブ作動機構が同時に作動するときであっても、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大や流体供給源の大型化を招くことなく、吸気側バルブ作動機構をその応答性を損なうことなく制御することができ、内燃機関の出力低下を抑制することが可能となると共に、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値以上の領域、若しくは前記内燃機関の回転数が所定値以上の領域、若しくは流体の温度が所定値以上の領域では、これら双方のバルブ作動機構の同時動作時であっても吸気側バルブ作動機構の応答性低下への影響が小さいため、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する前記制御電流の制御値を、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御電流の制御値と同等として排気側バルブ作動機構の応答性の低下を防ぐことが可能となる。

更に、この発明による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて吸気側バルブと排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように流体量制御手段を制御する制御手段と備え、前記目標バルブ特性算出手段は、前記排気バルブの目標バルブ特性値を漸次変化させるように構成されているので、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の
増大や流体供給源の大型化を招くことなく、吸気側バルブ作動機構と排気側バルブ作動機構とが同時に作動するときでも、吸気側バルブ作動機構をその応答性を損なうことなく制御することができ、内燃機関の出力低下を抑制することが可能となる。
この発明に於いて、望ましくは、前記目標バルブ特性算出手段は、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値より少ない領域、若しくは前記内燃機関の回転数が所定値より低い領域、若しくは流体の温度が所定値より低い領域に於いて、前記排気バルブの目標バルブ特性値を漸次変化させるように構成される。この場合、吸気側バルブ作動機構と排気側バルブ作動機構が同時に作動するときであっても、クランクシャフトに於ける駆動抵抗の増大や流体供給源の大型化を招くことなく、吸気側バルブ作動機構をその応答性を損なうことなく制御することができ、内燃機関の出力低下を抑制することが可能となると共に、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値以上の領域、若しくは前記内燃機関の回転数が所定値以上の領域、若しくは流体の温度が所定値以上の領域では、これら双方のバルブ作動機構の同時動作時であっても吸気側バルブ作動機構の応答性低下への影響が小さいため、前記排気バルブの目標バルブ特性値を漸次変化させないようにして排気側バルブ作動機構の応答性の低下を防ぐことが可能となる。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブ特性制御装置について説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブ特性制御装置を、車輌用内燃機関としてガソリンエンジン（以下、エンジンと称する）に適用した場合の、エンジンシステムの構成を示す概略構成図である。図１に於いて、エンジンシステムは、大別して、エンジン１０、吸気側カムシャフト１１、排気側カムシャフト１２、これらのカムシャフト１１、１２に夫々設けられた吸気側バルブタイミング可変機構（以下、吸気側ＶＶＴ機構と称する）１３、及び排気側バルブタイミング可変機構（以下、排気側ＶＶＴ機構と称する）１４、クランクシャフト１５、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４を制御するための電子制御装置（以下、ＥＣＵと称する）１６を備えている。

エンジン１０は、シリンダブロック１７と、そのシリンだブロック１７の下側に固定されたオイルパン１８と、シリンだブロック１７の上側に固定されたシリンダヘッド１９とを有する。オイルパン１８は、エンジン１０の各部へ供給する流体としての潤滑オイルを貯留する。シリンダブロック１７は、燃焼室２０ａを含む４個のシリンダ２０を有するが、図２では便宜上その一つのみを図示している。クランクシャフト１５は、シリンダブロック１７により回転可能に支持されている。各シリンダ２０内に設けられたピストン２１は、コンロッド２２を介してクランクシャフト１５に連結されており、ピストン２１が上下動することによってクランクシャフト１５が回転する。

各シリンダ２０に対応してシリンダヘッド１９に設けられた複数の吸気側バルブ２３及び排気側バルブ２４は、燃焼室２０ａに通じる吸気通路２５の吸気ポート２５ａ、及び排気通路２６の排気ポート２６ａを選択的に開閉する。互いに並行に配置された吸気側カムシャフト１１及び排気側カムシャフト１２は、夫々シリンダヘッド１９に回転可能に支持され、夫々の軸方向に配置された一対をなす複数組のカム２７、２８を備える。各カムシャフト１１、１２の回転に伴って、各カム２７、２８は吸気側バルブ２３及び排気側バルブ２４を駆動する。

各カムシャフト１１、１２に設けられた吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４は、夫々吸気側バルブ２３及び排気側バルブ２４が開閉する時期、即ちバルブタイミングを可変とするように作動する。

図２は、吸気側カムシャフト１１の一部分、吸気側ＶＶＴ機構１３、及び吸気側ＶＶＴ機構１３に供給する流体量を制御する吸気側オイルコントロールバルブ（以下、吸気側ＯＣＶと称する）６０を、夫々断面で示す説明図である。この実施の形態１に於いて、排気側カムシャフト１２、排気側ＶＶＴ機構１４、及び排気側ＶＶＴ機構１４に供給する流体量を制御する流体量制御手段としての排気側オイルコントロールバルブ（以下、排気側ＯＣＶと称する）８０は、夫々吸気側カムシャフト１１、吸気側ＶＶＴ機構１３、及び吸気側ＯＣＶ６０と同様の構成を有するので、その説明を省略する。

図２に於いて、吸気側ＶＶＴ機構１３は、プーリ３０、インナキャップ３１、カバー３２、及びリングギヤ３３を備える。シリンダヘッド１９及びベアリングキャップ３４は、吸気側カムシャフト１１をそのジャーナル１１ａに於いて支持する。略円板状に形成されたプーリ３０は、外周に複数の外歯３５を有するとともに、その中央部にボス３６を有する。プーリ３０は、そのボス３６に於いて、吸気側カムシャフト１１の図２の左側の軸方向端部に回転可能に装着されている。

プーリ３０の外歯３５に掛けられたタイミングベルト３７は、図１に示すように排気側ＶＶＴ機構１４のプーリ３８及びクランクシャフト１５のクランクプーリ３９に掛けられており、クランクシャフト１５の回転力を各プーリ３０、３８を介して各カムシャフト１１、１２に伝達する。

プーリ３０に取付けられた有底円筒状のカバー３２は、プーリ３０の一側面及び吸気側カムシャフト１１の先端部を覆っている。カバー３２の内周には、複数の内歯４０が形成されている。この内歯４０は、ヘリカル歯であり、吸気側カムシャフト１１の軸線Ｌに対して所定のねじれ角で傾斜している。吸気側カムシャフト１１の先端部に中空ボルト４１によって固定されたインナキャップ３１は、その外周にカバー３２の内歯４０と同様のヘリカル歯である複数の外歯４２が形成されている。

リングギヤ３３は、プーリ３０、カバー３２、及びインナキャップ３１により区画された環状の空間４３内に配置され、内周部及び外周部に内歯４５及び外歯４６を夫々備えている。これらの内歯４５及び外歯４６は、インナキャップ３１の外歯４２及びカバー３２の内歯４０に夫々噛合している。リングギヤ３３は、プーリ３０に伝達された回転力をインナキャップ３１を介して吸気側カムシャフト１１に伝達する。吸気側カムシャフト１１の回転に伴って、各カム２７は吸気側バルブ２３を駆動する。同様に、前述した排気側カムシャフト１２の各カム２８は、排気側カムシャフト１２の回転に伴って排気側バルブ２４を駆動する。

リングギヤ３３は、空間４３の内部を第１の圧力室５０と第２の圧力室５２に区画している。リングギヤ３３よりも先端側（図２の左側）にある第１の圧力室５０には、後述する第１の圧力通路５１を通じてオイルが供給され、リングギヤ３３よりも基端側（図２の右側）にある第２の圧力室５２には、後述する第２の圧力通路５３を通じてオイルが供給される。

ベアリングキャップ３４は、一対のオイル孔５４、５５を有する。ベアリングキャップ３４の各オイル孔５４、５５は、夫々オイル通路５６、５７により吸気側ＯＣＶ６０に通じている。吸気側ＯＣＶ６０は、一対のドレン通路５８ａ、５８ｂによりオイルパン１８に通じるとともに、吐出通路５９によりオイルフィルタ６１及び流体供給源としてのオイルポンプ６２を介してオイルパン１８に通じている。

図１に示すように、オイルポンプ６２は、クランクシャフト１５に連結されており、ク
ランクシャフト１５の回転に伴って駆動され、オイルパン１８に貯留されている流体としてのオイルを吸引し吐出する。オイルポンプ６２から吐出されたオイルは、オイルフィルタ６１を介して、吸気側ＯＣＶ６０からベアリングキャップ３４の各オイル孔５４、５５に選択的に圧送される。

ベアリングキャップ３４に形成されたオイル孔５４、５５のうち、基端側（図２の右側）に位置するオイル孔５４は、ジャーナル１１ａの全周にわたって形成されたオイル溝６３、吸気側カムシャフト１１の内部に形成されたオイル通路６４、及び中空ボルト４１内の中心孔６５を介して第１の圧力室５０に通じている。これらオイル孔５４、オイル溝６３、オイル通路６４、中心孔６５、及びオイル通路５６により前述の第１の圧力通路５１が構成されている。

オイル孔５４、５５のうち先端側（図２の左側）に位置するオイル孔５５は、ジャーナル１１ａの全周にわたって形成されたオイル溝６６、及び吸気側シャフト１１の内部に形成されたオイル通路６７により第２の圧力室５２に通じている。これらオイル孔５５、オイル溝６６、オイル通路６７、及びオイル通路５７により、前述の第２の圧力通路５３が構成されている。この実施の形態１に於ける第１の圧力通路５１、第２の圧力通路５３、吐出通路５９は、この発明の流体通路を構成する。

吸気側ＯＣＶ６０は、オイルポンプ６２から吐出通路５９、第１及び第２の圧力通路５１、５３を介して各圧力室５０、５２に供給されるオイルの量（オイル圧の大きさ）を制御する。吸気側ＯＣＶ６０のケーシング７０は、吐出通路５９に通じるタンクポート７１、ドレン通路５８ａ、５８ｂに通じる一対のリザーバポート７２ａ、７２ｂ、各オイル通路５６、５７に夫々通じる一対の吐出ポート７３、７４を備える。

ケーシング７０は、その内部に於いてスプール７５を往復動可能に収容する。スプール７５は、夫々ポート７１〜７４間でのオイルの流れを遮断する４つのランド７６を有する。スプール７５は、隣接するランド７６間に於いて、夫々ポート７１〜７４間を連通してオイルの流れを許容するパセージ７７ａ、７７ｂ、７７ｃを有する。

吸気側ＯＣＶ６０は、スプール７５による各ポート７１〜７４の連通状態、即ちスプール７５の軸線方向に於ける位置を変更することによって、第１の圧力室５０及び第２の圧力室５２に供給されるオイル圧の大きさを調整する。ケーシング７０の前部に配置されたスプリング７８は、スプール７５を後方（図２の右側）へ付勢し、ケーシング７０の後部に配置された電磁ソレノイド７９は、通電によって励磁されることによりスプール７５を前方（図２の左側）へ付勢する。

図１に示すように、排気側カムシャフト１２に設けられた排気側ＶＶＴ機構１４も前述した吸気側ＶＶＴ機構１３と同様に、吐出通路５９によりオイルフィルタ６１を介しオイルポンプ６２に接続されている。吐出通路に通じる排気側ＯＣＶ８０は、前述した吸気側ＯＣＶ６０と同様の構成を備えており、オイルポンプ６２から排気側ＶＶＴ機構１４の第１及び第２の圧力室（いずれも図示せず）に供給されるオイルの量（オイル圧の大きさ）を制御する。この実施の形態１に於いて、吸気側ＯＣＶ６０、排気側ＯＣＶ８０は、この発明に於ける流体量制御手段を構成する。

エンジン１０は、各種センサ８１〜８４を備える。即ち、図１に示すように、カム角センサ８１、８２は、吸気側カムシャフト１１及び排気側カムシャフト１１に夫々取り付けられたロータ８１ａ、８２ａと、その近傍に対向して配置された電磁ピックアップ８１ｂ、８２ｂとを備える。各ロータ８１ａ、８２ａは円盤状の磁性体からなり、その外周に多数の歯を有する。各電磁ピックアップ８１ｂ、８２ｂは、各カムシャフト１１、１２の回
転に伴い各ロータ８１ａ、８２ａが回転して、その歯が電磁ピックアップ８１ｂ、８２ｂの前方を通過する毎にパルス状の各カム角信号ステップＳＧＩＮ２、ステップＳＧＥＸ２をそれぞれ出力する。

クランク角センサ８３は、クランクシャフト１５に取り付けられたロータ８３ａと、その近傍に対向して配置された電磁ピックアップ８３ｂとを備える。ロータ８３ａは円盤状の磁性体からなり、その外周に等角度毎に多数の歯を有する。電磁ピックアップ８３ｂは、クランクシャフト１５の回転に伴いロータ８３ａが回転してその歯が同ピックアップ８３ｂの前方を通過する毎にパルス状のクランク角信号ステップＳＧ１を出力する。

吸気圧センサ８４は、吸気通路２５に設けられたサージタンク（図示せず）に取り付けられ、真空を基準とした場合のサージタンク内の圧力、即ち吸気圧ＰＭを検出する。この実施の形態１に於いて、カム角センサ８１、８２、クランク角センサ８３、吸気圧センサ８４は、この発明の運転状態検出手段を構成する。

ＥＣＵ１６は、前述した各種センサ８１〜８４による検出値に基いて各ＯＣＶ６０、８０を制御する。ＥＣＵ１６は、中央処理装置（以下、ＣＰＵと称する）８５、読出し専用メモリ（以下、ＲＯＭと称する）８６、ランダムアクセスメモリ（以下、ＲＡＭと称する）８７、バックアップＲＡＭ８８、外部入力回路８９及び外部出力回路９０を備える。バス９１は外部入力各回路８９、外部出力回路９０を互いに接続する。

ＲＯＭ８６は、所定の制御プログラムや初期データを予め記憶する。例えば、ＲＯＭ８６は、後述する図５に示すバルブタイミングを制御するためのプログラムを記憶している。ＣＰＵ８５は、ＲＯＭ８６に記憶された制御プログラム及び初期データに従って各種の演算処理を実行する。ＲＡＭ８７はＣＰＵ８５による演算結果を一時的に記憶する。バックアップＲＡＭ８８はＥＣＵ１６に対する電力供給が停止された後にも、ＲＡＭ８７内の各種データを保持する。

外部入力回路８９には、前述した各カム角センサ８１、８２、クランク角センサ８３、及び吸気圧センサ８４が夫々電気的に接続され、外部出力回路９０には各ＯＣＶ６０、８０が電気的に接続されている。ＣＰＵ８５は、各センサ８１〜８４から外部入力回路８９に入力された各検出信号に基づき、エンジン回転速度ＮＥ、各カムシャフト１１、１２の進角量ＩＰＤ、ＩＰＤ＿ｅｘ等を算出する。ＣＰＵ８５は、これらの算出値に基づき、各ＯＣＶ６０、８０を作動させる。この発明の実施の形態１に於いて、ＣＰＵ８５は、流体量制御手段である吸気側ＯＣＶ６０及び排気側ＯＣＶ８０を制御する制御手段を構成する。

ＣＰＵ８５は、例えば、クランク角センサ８３が出力するクランク角信号ステップＳＧ１の時間間隔を計測することにより、単位時間当たりのクランクシャフト１５の回転数であるエンジン回転速度ＮＥを算出する。ＣＰＵ８５は、各カム角信号ステップＳＧＩＮ２、ステップＳＧＥＸ２の発生と同時にクランク角信号ステップＳＧ１を入力し、その後、予め設定された基準のクランク角信号ステップＳＧ１を入力するまでの同信号ステップＳＧＩＮ２、ステップＳＧＥＸ２のパルス数に基づき、クランクシャフト１５に対する吸気側及び排気側カムシャフト１１、１２の相対的な回転位相、即ち進角量ＩＰＤ、ＩＰＤ＿ｅｘを算出する。各進角量ＩＰＤ、ＩＰＤ＿ｅｘとは、吸気側バルブ２３及び排気側バルブ２４のバルブタイミングの調整のために、各ＶＶＴ機構１３、１４により変更される吸気側及び排気側カムシャフト１１、１２の回転角度である。

ＣＰＵ８５は、単位時間に占める電磁ソレノイド７９への通電時間の割合（以下、デューティ比ＤＩＰＤと称する）を０〜１００％の間で変更することにより、即ちデューティ
制御することにより、吸気側ＯＣＶ６０のスプール７５をケーシング７０内の任意の位置へ移動させる。例えば、吸気側バルブ２３が所定のバルブタイミングをもって開閉している状態から、ＣＰＵ８５が５０％よりも大きなデューティ比ＤＩＰＤをもって電磁ソレノイド７９を通電制御することにより、図３に示すように、スプール７５はスプリング７８の付勢力に抗して前方へ移動し「進角位置」に達する。

スプール７５が「進角位置」に達すると、タンクポート７１及び吐出ポート７３間がパセージ７７ｂにより連通され、オイルポンプ６２から吐出されたオイルが吐出通路５９及び第１の圧力通路５１を通って第１の圧力室５０に供給される。従って、第１の圧力室５０のオイル圧が上昇する。この際、吐出ポート７４及びリザーバポート７２ｂ間はパセージ７７ｃにより連通されるため、第２の圧力室５２内のオイルは、第２の圧力通路５３、ドレン通路５８ｂを通じてオイルパン１８に戻される。従って、第２の圧力室５２のオイル圧が低下する。

その結果、リングギヤ３３に対して第１の圧力室５０から加わるオイル圧が、第２の圧力室５２から加わるオイル圧よりも大きくなり、リングギヤ３３は第２の圧力室５２内のオイル圧に抗して吸気側カムシャフト１１の基端側ヘ移動しながら回転する。この際、インナキャップ３１には、同キャップ３１をプーリ３０に対して相対的に回転させる回転力が作用する。この回転力によって、プーリ３０に対する吸気側カムシャフト１１の回転位相が変更され、吸気側バルブ２３のバルブタイミングが現状よりも早められる（進角される）。

このように、吸気側バルブ２３のバルブタイミングを進角させる場合に於いて、デューティ比ＤＩＰＤが１００％に近い値となる程、吐出ポート７３に於いてランド７６により閉塞される部分が減少する。これにより、吸気側ＶＶＴ機構１３の第１の圧力室５０に供給されるオイルの量が増加するため、バルブタイミングを進角させる速度が増加する。

これに対して、吸気側バルブ２３が所定のバルブタイミングをもって開閉している状態から、例えばＣＰＵ８５が５０％よりも小さいデューティ比ＤＩＰＤをもって電磁ソレノイド７９を通電制御することにより、図２に示すように、スプール７５はスプリング７８の付勢力により後方（図２の右方）へ移動し「遅角位置」に達する。スプール７５が「遅角位置」に達すると、タンクポート７１及び吐出ポート７４間がパセージ７７ｂにより連通され、オイルポンプ６２からのオイルが吐出通路５９及び第２の圧力通路５３を通って第２の圧力室５２に供給され、第２の圧力室５２のオイル圧が上昇する。この際、吐出ポート７３及びリザーバポート７２ａ間はパセージ７７ａにより連通されるため、第１の圧力室５０内のオイルは、第１の圧力通路５１、ドレン通路５８ａを通ってオイルパン１８に戻される。従って、第１の圧力室５０のオイル圧は低下する。

その結果、リングギヤ３３に対して第２の圧力室５２から加わるオイル圧が、第１の圧力室５０から加わるオイル圧よりも大きくなることにより、リングギヤ３３は第１の圧力室５０内のオイル圧に抗して吸気側カムシャフト１１の先端側（図２の左方）ヘ移動しながら回転する。この際、インナキャップ３１には、同キャップ３１をプーリ３０に対して相対的に回転させる回転力が作用する。この回転力によって、プーリ３０に対する吸気側カムシャフト１１の回転位相が変更され、吸気側バルブ２３のバルブタイミングが現状よりも遅らせられる（遅角される）。

このように、吸気側バルブ２３のバルブタイミングを遅角させる場合に於いて、デューティ比ＤＩＰＤが０％に近い値となる程、吐出ポート７４においてランド７６により閉塞される部分が減少する。従って、吸気側ＶＶＴ機構１３の第２の圧力室５２に供給されるオイルの量が増加するため、吸気側バルブ２３のバルブタイミングを遅角する速度が増加
する。

以上のようにバルブタイミングを変更している状態から、ＣＰＵ８５が電磁ソレノイド７９を５０％のデューティ比ＤＩＰＤ（以下、このデューティ比を「保持デューティ比ＤＶＴＨ」と称する）をもって通電制御することにより、図４に示すように、スプール７５はスプリング７８の付勢力と電磁ソレノイド７９の電磁力とが釣り合う「保持位置」に達する。スプール７５が「保持位置」に達すると、各吐出ポート７３、７４は、各ランド７６によって閉塞される。従って、第１の圧力室５０、第２の圧力室５２に対するオイルの供給、及び第１の圧力室５０、第２の圧力室５２からのオイルの排出は行われない。このため、リングギヤ３３は、第１の圧力室５０及び第２の圧力室５２のオイル圧により保持された状態で停止する。その結果、吸気側バルブ２３のバルブタイミングは現状のタイミングに保持される。

以上説明したように、電磁ソレノイド７９に対するデューティ比ＤＩＰＤを変化させて吸気側ＶＶＴ機構１３を作動させることにより、吸気側バルブ２３のバルブタイミングを連続的に変更するとともに、所望のバルブタイミングに保持することができる。

排気側ＶＶＴ機構１４に於いても同様に、排気側ＯＣＶ８０の電磁ソレノイド（図示略）に対するデューティ比ＤＩＰＤ＿ＥＸを変更して排気側ＶＶＴ機構１４を作動させることにより、排気側バルブ２４のバルブタイミングを連続的に変更するとともに、所望のバルブタイミングに保持することができる。

次に、先ず、通常のＶＶＴ機構の制御について、吸気側ＶＶＴ機構を例として図５、図６、図７に基づいて説明する。図５は、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御モードを判定する処理フローチャートである。図６は、制御モード判定処理により目標位置への追従モードである比例・微分制御（以下、ＰＤ制御と称する）モードと判定された場合の処理内容を示すフローチャートである。図７は、制御モード判定処理により目標位置との一致モードである保持モードと判定された場合の処理内容を示すフローチャートである。図５、図６、図７の処理はＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６にプログラムとして記憶されており、所定タイミング毎に実行される。

先ず、図５に示す制御モード判定処理について説明する。ステップステップＳ６０１に於いて吸気側ＶＶＴ機構１３の目標進角量ＩＰｔと吸気側ＶＶＴ機構１３の検出進角量ＩＰｄとの偏差ΔＩＰを演算する。次に、ステップステップＳ６０２に於いて目標進角量ＩＰｔがゼロであるかを判定する。その判定の結果、目標進角量ＩＰｔがゼロの場合、処理はステップステップＳ６０６に移行し、電磁ソレノイド７９の制御電流が最小となり、バルブオーバラップが最小の最遅角位置（排気側ＶＶＴ機構１４の場合は最進角位置）に制御するミニマム電流モードであると判定する。

ステップステップＳ６０２に於いて目標進角量ＩＰｔがゼロより大きいと判定した場合は、ステップＳ６０３に移行し、進角量偏差ΔＩＰが所定値の範囲内（−ＩＰｈ＜ΔＩＰ＜ＩＰｈ）であるか否かを判定する。この判定の結果、進角量偏差ΔＩＰが所定値の範囲内にあれば、目標進角量ＩＰｔと検出進角量ＩＰｄはほぼ一致しているためステップＳ６０５へ移行し、その状態を保持する保持モードであると判定する。

ステップＳ６０３に於いて進角量偏差ΔＩＰが所定値の範囲内になければ、検出進角量ＩＰｄが目標進角量ＩＰｔに追従していないためステップＳ６０４へ移行し、追従させるべく制御を行うＰＤ制御モードであると判定する。このようにして制御モードの判定が完了すれば、図５の処理を終了する。尚、ステップＳ６０３に於ける判定の所定値（−ＩＰｈ）及び（ＩＰｈ）は、バルブタイミングが変動してもドライバビリティや排ガス等に影
響の無い、（−１［ｄｅｇＣＡ］）及び（１［ｄｅｇＣＡ］）程度の値に設定される。

図５に示す制御モード判定処理により、ＰＤ制御モードであると判定された場合、目標進角量ＩＰｔに追従させるために、図６に示すＰＤ制御を行う。即ち、図６に於いて、先ず、ステップＳ７０１に於いて目標進角量ＩＰｔと検出進角量ＩＰｄの偏差ΔＩＰに比例ゲインＩＰｇａｉｎを乗算し、比例値ＩＶｐを算出する。ここで、比例ゲインＩＰｇａｉｎは、検出進角量ＩＰｄが目標進角量ＩＰｔに応答性良く追従するように設定される値であり、エンジンを運転している状態で実際に応答性を確認する等して設定され、ＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６に記憶されている。

次に、ステップＳ７０２に於いて、偏差ΔＩＰと偏差の前回値ΔＩＰ[i-1]との差に微
分ゲインＩＤｇａｉｎを乗算し、微分値ＩＶｄを演算する。ここで、偏差の前回値ΔＩＰ[i-1]とは、所定時間毎に実行される図５の処理の前回に演算された偏差ΔＩＰのことで
ある。微分ゲインも、比例ゲイン同様に設定されており、ＲＯＭ８６に記憶される。

次に、ステップＳ７０３に於いて、比例値ＩＶｐと微分値ＩＶｄを加算して比例微分値ＩＶｐｄとする。そして、ステップＳ７０４に於いて、比例微分値ＩＶｐｄより図１８に示す値が予めＲＯＭ８６内に設定されているテーブルを補間参照し、制御電流偏差ＩＤＡｐｄ[ｍＡ]を算出する。図１８に示すテーブル値は、電磁ソレノイド７９の特性値が設定されており、図１９に示す流量特性を有するスプールタイプのソレノイド弁をエンジンに取り付けた状態で各電流値でのクランク角速度を計測することで得られる特性である。

次に、ステップＳ７０５に於いて、保持モード制御時の目標進角量ＩＰｔと検出進角量ＩＰｄとが一致している状態での電流値を学習した保持電流学習値ＩＡｌｒｎと制御電流偏差ＩＤＡｐｄを加算して最終的な制御電流値ＩＡｐｄとする。目標進角量ＩＰｔと検出進角量ＩＰｄとが一致している状態での電流値は、部品のばらつき等によって変化するため、保持電流学習値として学習することで、ばらつきによる制御応答性への影響をなくするようにしており、図１８に示すデータは、目標進角量ＩＰｔと検出進角量ＩＰｄとが一致する位置をゼロとして設定されている。そして、ステップＳ７０６に於いて制御電流値ＩＡｐｄをデューティ値に変換して電磁ソレノイド７９へ出力する。

図５に示す制御モード判定処理により保持モードと判定された場合には、制御電流値を微小変化させるための積分制御を行うことで、より精度良く検出進角量を目標進角量に追従させる制御を行なう。即ち、図５に示す制御モード判定処理により保持モードであると判定された場合は、図７に示す保持モード時の制御内容を実行する。

図７に於いて、先ず、ステップＳ８０１では、目標進角量ＩＰｔと検出進角量ＩＰｄとの偏差ΔＩＰに積分ゲインＩＩｇａｉｎを乗算し、これを積分値の前回値ＩＤＡｉ[i-1]
に加算し、積分値ＩＤＡｉを求める。ここで、積分ゲインＩＩｇａｉｎは、比例ゲイン、微分ゲインと同様予め設定された値である。又、積分値の前回値ＩＤＡｉ[i-1]は、所定
タイミング毎に実行される図７の処理の前回に演算された積分値である。次に、ステップＳ８０２に於いて、保持電流学習値ＩＡｌｒｎに積分値ＩＤＡｉを加算して、制御電流値ＩＡｉを算出し、その制御電流値ＩＡｉをステップＳ８０３にて吸気側ＯＣＶ６０の電磁ソレノイド７９に出力する。

図５に示す制御モード判定処理によりミニマム電流モードであると判定された場合には、バルブタイミングがバルブオーバラップ最小位置となるように、電磁ソレノイド７９への制御電流値が最小での制御を行う。ここで、最小電流は無通電状態（０［ｍＡ］）でも良いが、バルブタイミングが進角方向に動作しない電流値での１００［ｍＡ］程度にしておくと、ミニマム電流モードからＶＶＴ機構を動作させるＰＤモードに移行した場合のレ
スポンスが良好となる。

以上のように、図５で判定した制御モードにより制御方法を変更してバルブの出力電流値をコントロールすることにより制御精度が向上する。

通常時の排気側ＶＶＴ機構１４の制御については図示していないが、その制御フローは前述の吸気側ＶＶＴ機構１３の制御の場合と同様であり、図５に対応する制御フローにより排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量と検出進角量とに基づいて制御モードを判定し、その判定結果に基づいて、図６に対応する制御フローによるＰＤモード、図７に対応する制御フローによる保持モード、或いはミニマム電流モードに制御を行う。

ここで、吸気側ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４とを同時に作動させた場合には、吸気側ＶＶＴ機構１３のみ、若しくは排気側ＶＶＴ機構１４のみの作動に対し、必要オイル量が減少するためオイル圧低下が大きくなり、制御応答性が低下する場合がある。

一般的に、吸気側バルブ２３のバルブタイミングは、エンジン１０の出力トルクを向上させる点、燃費を向上させる点に於いてその寄与度が大きく、一方、排気側バルブ２４のバルブタイミングは、エミッション悪化を抑制する点に於いてその寄与度が大きいことが知られている。

そこでこの発明の実施の形態１に係る内燃機関のバルブ特性制御装置は、排気側ＶＶＴ機構１４の制御量を吸気側ＶＶＴ機構１３の制御量よりも小さくして、吸気側ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４とを同時に作動させた場合の吸気側ＶＶＴ機構１３の制御応答性低下を抑制するようにしたものである。

この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ特性制御装置に於いて、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御は、前述の吸気側ＶＶＴ機構１３に於ける図５乃至図７により説明した制御と同一であるが、排気側ＶＶＴ機構１４の制御は以下の通りとなる。尚、この排気側ＶＶＴ機構１４の制御のフローについては、前述の吸気側ＶＶＴ機構１３の制御の場合に於ける図５、図６、図７に示すフローチャートと実質的には同様であり、以下の説明では、そのうちのＰＤモード時と判定した場合の制御を、排気側ＶＶＴ機構１４の制御であることを示す「＿ｅｘ」を付加して具体的に説明する。

図８は、この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ特性制御装置に於ける排気側ＶＶＴ機構の進角制御の場合の具体的制御内容を示すフローチャートである。図８に於いて、ステップＳ９０１により目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘとの偏差ΔＩＰ＿ｅｘに比例ゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘを乗算して比例値ＩＶｐ＿ｅｘを算出する。ここで、比例ゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘは、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御を示す図６のフローチャートのステップＳ７０１で用いられるゲインＩＰｇａｉｎよりも小さな値がＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６に記憶されている。

次に、ステップＳ９０２に於いて、偏差ΔＩＰ＿ｅｘと偏差の前回値ΔＩＰ＿ｅｘ[i-1]との差に微分ゲインＩＤｇａｉｎ＿ｅｘを乗算して微分値ＩＶｄ＿ｅｘを演算する。こ
の微分ゲインＩＤｇａｉｎ＿ｅｘも、ステップＳ９０１に於ける比例ゲイン同様に、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御を示す図６のフローチャートのステップＳ７０２で用いられるゲインＩＤｇａｉｎよりも小さな値としてＲＯＭ８６に記憶されている。

次に、ステップＳ９０３に於いて、比例値ＩＶｐ＿ｅｘと微分値ＩＶｄ＿ｅｘを加算して比例微分値ＩＶｐｄ＿ｅｘとする。そして、ステップＳ９０４に於いて、比例微分値ＩＶｐｄ＿ｅｘより図１８に示す値が予めＲＯＭ８６内に設定されているテーブルを補間参
照し、制御電流偏差ＩＤＡｐｄ＿ｅｘ[ｍＡ]を算出する。前述したように図１８に示すテーブル値は、電磁ソレノイド７９の特性値が設定されており、図１９に示す流量特性を有するスプールタイプのソレノイド弁をエンジンに取り付けた状態で各電流値でのクランク角速度を計測することで得られる特性である。

次に、ステップＳ９０５に於いて、保持モード制御時の目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘとが一致している状態での電流値を学習した保持電流学習値ＩＡｌｒｎ＿ｅｘと制御電流偏差ＩＤＡｐｄ＿ｅｘを加算して最終的な制御電流値ＩＡｐｄ＿ｅｘとする。目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘとが一致している状態での電流値は、部品のばらつき等によって変化するため、保持電流学習値として学習することで、ばらつきによる制御応答性への影響をなくするようにしており、図１８に示すデータは、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘとが一致する位置をゼロとして設定されている。そして、ステップＳ９０６に於いて制御電流値ＩＡｐｄ＿ｅｘをデューティ値に変換して排気側ＯＣＶ８０の電磁ソレノイドへ出力する。

前述の図５に対応する制御モード判定処理により保持モードと判定された場合には、前述の図７に示す吸気側ＶＶＴ機構１３の保持モードの制御の場合と同様に、制御電流値を微小変化させるための積分制御を行うことで、より精度良く検出進角量を目標進角量に追従させる制御を行なう。

以上のように、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインに対して小さく設定することにより、吸気ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４の同時動作時に、吸気側ＶＶＴ機構１３の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。これにより、商品性を大きく左右するエンジン１０の出力低下を抑制することが可能となる。

尚、前述では排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインに対して小さな値とする場合について述べたが、排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する電磁ソレノイドの制御電流の制御値を、吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する電磁ソレノイドの制御電流の制御値よりも小さく設定するようにしてもよい。即ち、具体的には、排気側ＶＶＴ機構１４の制御電流偏差ＩＤＡｐｄ＿ｅｘ[ｍＡ]を算出するためのテーブル値を、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御電流偏差ＩＤＡｐｄ[ｍＡ]を算出するためのテーブル値より小さな値としても良い。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２による内燃機関のバルブ特性制御装置について説明する。実施の形態２による内燃機関のバルブ特性制御装置は、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４の両方へ供給される流体量が所定値より少ない領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインより小さくするようにしたものである。ここで判断の基準となる流体供給量の所定値は、例えば、ＶＶＴ機構の制御応答性が許容値以下に低下するに至る供給量とする。その他については実施の形態1の
場合と同様である。

図９は、この発明の実施の形態２による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を示すフローチャートである。図９に於いて、ステップＳ１００１では、先ず、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４へ供給される流体量（オイル量）が少ない領域かどうか判断する。その判断の結果、供給される流体量が少ない領域であると判断された場合は、ステップＳ９０１へ進み、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘの偏差ΔＩＰ＿ｅｘに比例ゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘを乗算して比例値ＩＶｐ＿ｅｘを算出する。ここで、比例ゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘは、前述の図８に示すステップＳ９０１で用いられる
ゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘと同様であり、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御を示す図６のフローチャートのステップＳ７０１で用いられるゲインＩＰｇａｉｎよりも小さな値がＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６に記憶されている。

次に、ステップＳ９０２に於いて偏差ΔＩＰ＿ｅｘと偏差の前回値ΔＩＰ＿ｅｘ[i-1]
との差に、微分ゲインＩＤｇａｉｎ＿ｅｘを乗算して微分値ＩＶｄ＿ｅｘを演算する。この微分ゲインＩＤｇａｉｎ＿ｅｘも、前述の図８のステップＳ９０２で用いられる微分ゲインＩＤｇａｉｎ＿ｅｘと同様であり、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御を示す図６のフローチャートのステップＳ７０２で用いられるゲインＩＰｇａｉｎよりも小さな値がＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６に記憶されている。

次に、ステップＳ９０３に於いて、比例値ＩＶｐ＿ｅｘと微分値ＩＶｄ＿ｅｘを加算して比例微分値ＩＶｐｄ＿ｅｘとする。そして、ステップＳ９０４に於いて、比例微分値ＩＶｐｄ＿ｅｘより図１８に示す値が予めＲＯＭ８６内に設定されているテーブルを補間参照し、制御電流偏差ＩＤＡｐｄ＿ｅｘ[ｍＡ]を算出する。前述したように図１８に示すテーブル値は、電磁ソレノイド７９の特性値が設定されており、図１９に示す流量特性を有するスプールタイプのソレノイド弁をエンジンに取り付けた状態で各電流値でのクランク角速度を計測することで得られる特性である。

次に、ステップＳ９０５に於いて、保持モード制御時の目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘとが一致している状態での電流値を学習した保持電流学習値ＩＡｌｒｎ＿ｅｘと制御電流偏差ＩＤＡｐｄ＿ｅｘを加算して最終的な制御電流値ＩＡｐｄ＿ｅｘとする。目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘとが一致している状態での電流値は、部品のばらつき等によって変化するため、保持電流学習値として学習することで、ばらつきによる制御応答性への影響をなくするようにしており、図１８に示すデータは、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘとが一致する位置をゼロとして設定されている。そして、ステップＳ９０６に於いて制御電流値ＩＡｐｄ＿ｅｘをデューティ値に変換して排気側ＯＣＶ８０の電磁ソレノイドへ出力する。

以上のように、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４へ供給される流体量が少ない領域の場合は、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインより小さく設定することにより、吸気側ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４の同時動作時に、吸気側ＶＶＴ機構１３の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。

一方、ステップＳ１００１に於ける判断の結果、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４へ供給される流体量（オイル量）が少ない領域ではないと判断された場合は、ステップＳ１００２に進む。ステップＳ１００２では、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘと検出進角量ＩＰｄ＿ｅｘの偏差ΔＩＰ＿ｅｘに比例ゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘ１を乗算して比例値ＩＶｐ＿ｅｘを算出する。ここで、比例ゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘ１は、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御を示す図６のフローチャートのステップＳ７０１で用いられるゲインＩＰｇａｉｎと同一であり、ステップＳ９０１で用いられるゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘよりも大きな値がＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６に記憶されている。

次に、ステップＳ１００３に於いて偏差ΔＩＰ＿ｅｘと偏差の前回値ΔＩＰ＿ｅｘ[i-1]との差に、微分ゲインＩＤｇａｉｎ＿ｅｘ１を乗算して微分値ＩＶｄ＿ｅｘを演算する
。この微分ゲインＩＤｇａｉｎ＿ｅｘ１も、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御を示す図６のフローチャートのステップＳ７０２で用いられる微分ゲインＩＤｇａｉｎと同一であり、ステップＳ９０２で用いられるゲインＩＰｇａｉｎ＿ｅｘよりも大きな値がＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６に記憶されている。

次に、ステップＳ１００４に於いて、比例値ＩＶｐ＿ｅｘと微分値ＩＶｄ＿ｅｘを加算して比例微分値ＩＶｐｄ＿ｅｘとし、ステップＳ９０４に進む。ステップＳ９０４乃至ステップＳ９０６は、前述の通りである。

以上述べたように、この発明の実施の形態２による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４の両方へ供給される流体量が少ない領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインよりも小さくするようにしたので、吸気ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４の同時動作時に、吸気側ＶＶＴ機構１３の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。これにより、商品性を大きく左右するエンジン１０の出力低下を抑制することが可能となる。

又、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４へ供給される流体量が多い領域では、排気側ＶＶＴ機構の制御ゲインは吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインと同様であるので、排気側ＶＶＴ機構１４の応答性を低下させることがなく、吸気側ＶＶＴ機構１３と同様の応答性を備えることが可能となる。

尚、前述では排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインに対して小さな値とする場合について述べたが、排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する電磁ソレノイドの制御電流の制御値を、吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する電磁ソレノイドの制御電流の制御値よりも小さく設定するようにしてもよい。即ち、具体的には、排気側ＶＶＴ機構１４の制御電流偏差ＩＤＡｐｄ＿ｅｘ[ｍＡ]を算出するためのテーブル値を、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御電流偏差ＩＤＡｐｄ[ｍＡ]を算出するためのテーブル値より小さな値としても良い。

実施の形態３．
実施の形態２による内燃機関のバルブ特性制御装置では、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４へ供給される流体量が少ない領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを小さくして制御したが、実施の形態３による内燃機関のバルブ特性制御装置は、エンジン１０の回転数が所定値より低い領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインよりも小さくして制御するようにしたものである。その他については実施の形態２の場合と同様である。

図１０は、この発明の実施の形態３による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を示すフローチャートである。図１０に於いて、ステップＳ１１０１ではエンジン１０の回転数が所定値より低い領域であるか否かを判断する。ここで判断の基準となるエンジン回転数の所定値は、例えば、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４へのオイル供給量がこれらのＶＶＴ機構の制御応答性が許容値以下に低下するに至る供給量となる近傍の回転数とする。

ステップＳ１１０１での判断の結果、エンジン１０の回転数が、前述のようにＶＶＴ機構へ供給される流体量が許容値より少なくなると考えられる所定値より低いと判断すれば、ステップＳ９０１へ進む。ステップＳ９０１乃至ステップＳ９０６での処理は、前述の実施の形態２に於ける図９のステップＳ９０１乃至Ｓ９０６と同様である。

以上のように、エンジン１０の回転数が所定値より低い領域である場合は、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインより小さく設定することにより、吸気側ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４の同時動作時にでも、吸気側ＶＶＴ機構１３の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。

一方、ステップＳ１１０１に於ける判断の結果、エンジン１０の回転数が所定値以上であると判断された場合は、ステップＳ１００２に進む。ステップＳ１００２乃至ステップＳ１００４での処理は、前述の実施の形態２に於ける図９のステップＳ９０１乃至ステップＳ９０６と同様である。

以上述べたように、この発明の実施の形態３による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、エンジン１０の回転数が、ＶＶＴ機構へ供給される流体量が許容値より少なくなると考えられる所定値より小さい領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインよりも小さくするようにしたので、吸気ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４が同時に動作しても、吸気側ＶＶＴ機構１３の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。これにより、商品性を大きく左右するエンジン１０の出力低下を抑制することが可能となる。

尚、前述では排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインに対して小さな値とする場合について述べたが、排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する電磁ソレノイドの制御電流の制御値を、吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する電磁ソレノイドの制御電流の制御値よりも小さく設定するようにしてもよい。即ち、具体的には、排気側ＶＶＴ機構１４の制御電流偏差ＩＤＡｐｄ＿ｅｘ[ｍＡ]を算出するためのテーブル値を、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御電流偏差ＩＤＡｐｄ[ｍＡ]を算出するためのテーブル値より小さな値としても良い。

実施の形態４．
実施の形態３による内燃機関のバルブ特性制御装置では、エンジン１０の回転数が所定値より低い領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインよりも小さくして制御するようにしたが、実施の形態４による内燃機関のバルブ特性制御装置は、エンジン１０のオイルの温度が所定値より高い領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインよりも小さくして制御するようにしたものである。その他については実施の形態２の場合と同様である。

図１１は、この発明の実施の形態４による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を示すフローチャートである。図１１に於いて、ステップＳ１２０１ではエンジンのオイルの温度が所定値より高いか否かを判断する。ここで判断の基準となる温度の所定値は、例えば、ＶＶＴ機構へのオイルの供給量がＶＶ地機構の制御応答性が許容値以下に低下するに至る供給量となる近傍の温度とする。

ステップＳ１２０１での判断の結果、オイルの温度がＶＶＴ機構へ供給される流体量が許容値より少なくなると考えられる所定値より高いと判断すれば、ステップＳ９０１へ進む。ステップＳ９０１乃至ステップＳ９０６での処理は、前述の実施の形態２に於ける図９のステップＳ９０１乃至Ｓ９０６と同様である。

以上のように、オイルの温度が所定値より高い領域である場合は、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインより小さく設定することにより、吸気側ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４の同時動作時でも、吸気側ＶＶＴ機構１３の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。

一方、ステップＳ１２０１に於ける判断の結果、オイルの温度が所定値以下であると判断された場合は、ステップＳ１００２に進む。ステップＳ１００２乃至ステップＳ１００４での処理は、前述の実施の形態２に於ける図９のステップＳ９０１乃至ステップＳ９０６と同様である。

以上述べたように、この発明の実施の形態４による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、オイルの温度が、ＶＶＴ機構へ供給される流体量が許容値より少なくなると考えられる所定値より高い領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインよりも小さくするようにしたので、吸気ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４が同時に動作しても、吸気側ＶＶＴ機構１３の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。これにより、商品性を大きく左右するエンジン１０の出力低下を抑制することが可能となる。

尚、前述では排気側ＶＶＴ機構１４の制御ゲインを吸気側ＶＶＴ機構１３の制御ゲインに対して小さな値とする場合について述べたが、排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する電磁ソレノイドの制御電流の制御値を、吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する電磁ソレノイドの制御電流の制御値よりも小さく設定するようにしてもよい。即ち、具体的には、排気側ＶＶＴ機構１４の制御電流偏差ＩＤＡｐｄ＿ｅｘ[ｍＡ]を算出するためのテーブル値を、吸気側ＶＶＴ機構１３の制御電流偏差ＩＤＡｐｄ[ｍＡ]を算出するためのテーブル値より小さな値としても良い。

実施の形態５．
実施の形態５による内燃機関のバルブ特性制御装置は、吸気側ＶＶＴ機構と排気側ＶＶＴ機構の同時動作時に供給される流体量が少ない領域において、排気側ＶＶＴ機構の目標進角量（バルブの目標位置）に制限をかけることにより、吸気側ＶＶＴ機構と排気側ＶＶＴ機構の同時動作時にでも吸気側ＶＶＴ機構の応答性が低下しないようにしたものである。

先ず、吸気側ＶＶＴ機構１３の目標進角量ＩＰｔの算出の仕方について説明する。図１２は、吸気側ＶＶＴ機構１３の目標進角量ＩＰｔの算出処理を示すフローチャートである。図１２に示す処理は、ＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６にプログラムとして記憶されており、所定タイミング毎に実行される。図１２に於いて、目標進角量ＩＰｔは、ステップＳ１３０１にて、吸気圧センサ８４の入力から算出された吸気圧ＰＭと、エンジン１０の回転数とにより、予めＲＯＭ８６内に設定されているマップを補間参照し算出される。

次に、排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘの算出の仕方について説明する。図１３は、排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘの算出処理を示すフローチャートである。図１３に示す処理は、ＥＣＵ１６内のＲＯＭ８６にプログラムとして記憶されており、所定タイミング毎に実行される。

図１３に於いて、先ず、ステップＳ１４０１にて、吸気圧ＰＭとエンジン１０の回転数から、予めＲＯＭ８６内に設定されているマップを補間参照し、暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐを算出する。次に、ステップＳ１４０２にて制限カウンタの値に「−１」を加える、つまり、「１」を減ずる。次にステップＳ１４０３に於いて制限カウンタの値が「０」か否かを判断し、制限カウンタのカウント値が「０」の場合は、ステップＳ１４０４へ進む。

ステップＳ１４０４では、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘの制限値である上限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍａｘと下限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍｉｎを算出する。ここで、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘの上限値（ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍａｘ）は、前回の目標進角量ＩＰｔ[i-1]に進角側変化制限量
ＩＰｔ＿ｕｐを加算したものであり、下限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍｉｎは、前回の目標進角量ＩＰｔ[i-1]に遅角側変化制限量ＩＰｔ＿ｄｎを減算したものである。進角側変化制限量
ＩＰｔ＿ｕｐ、及び遅角側変化制限量ＩＰｔ＿ｄｎは、エンジン１０の回転数から、予めＲＯＭ８６内に設定されているマップを補間参照して求めたものである。ステップＳ１４
０３による判断の結果、制限カウンタの値が「０」でなかった場合は、目標進角量の上限値、下限値の値は更新しない。

次に、ステップＳ１４０５に於いて、ステップＳ１４０１で算出した暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐに対して、目標進角量上限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍａｘと下限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍｉｎによりクリップ処理を行い、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘの算出を行う。

次に、ステップＳ１４０６に進み、制限カウンタの値が「０」か否かを判断し、制限カウンタの値が「０」であった場合はステップＳ１４０７へ進み、暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐと、目標進角量の前回値ＩＰｔ＿ｅｘ[i-1]を比較し、制限値以上か否かを
判断する。即ち、具体的には、下記条件となる。
（ＩＰＴ＿ｅｘ＿ｔｍｐ）−（ＩＰｔ＿ｅｘ[i-1]）＞ＩＰｔ＿ｕｐ
又は、
（ＩＰｔ＿ｅｘ[i-1]）−（ＩＰＴ＿ｅｘ＿ｔｍｐ）＞ＩＰｔ＿ｄｎ

ステップＳ１４０７での判断の結果、前記の条件が成立している場合は、ステップＳ１４０８へ進み、制限カウンタの値を「５」にセットする。尚、制限カウンタにセットする値は、所定の値とはせずにエンジン１０の運転状態により変更するようにしても良い。

以上、排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量制限処理についてフローチャートにより説明したが、次に、その排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量制限処理を、動作チャートを用いて具体的に説明する。図１４は、排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量制限処理を説明する動作チャートである。図１４に於いて、破線は、暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐを示しており、階段状に上昇する実線は、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘを示している。又、下部の、のこぎり状の実腺は、制限カウンタの値を示している。

図１４に於いて、先ず、時点ｔ１に於いて、破線で示す暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐを、エンジン１０の運転状態が変化することを踏まえて大きな値に算出する（図１３のステップＳ１４０１）。又、この時点ｔ１に於いて制限カウンタの値は「５」にセットされる。次に、時点ｔ１〜ｔ２の間に於いて、所定のタイミング毎に制限カウンタの値に「−１」を加えて（ステップＳ１４０２）、その都度、制限カウンタの値が「０」であるか否かを判断する（ステップＳ１４０３）。制限カウンタの値は、この複数回の所定のタイミング毎に「−１」が加えられ、その都度、「４」、「３」、「２」、「１」、「０」と減少して行く。

前述の所定のタイミング毎の判断に於いて制限カウンタの値が「０」でないと判断したときは、算出した暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐの値は、進角側変化制限量ＩＰｔ＿ｕｐより大きいため、目標進角量上限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍａｘによりクリップされた値が、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘとなる。つまり、時点ｔ１から時点ｔ２までの間では、目標進角量上限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍａｘによりクリップされた値が、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘとして維持される。

時点ｔ２に於いて制限カウンタの値が「−１」が加えられることにより「０」となり、この時点ｔ２にて、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘの制限値である上限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍａｘと下限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍｉｎが更新される（ステップＳ１４０４）。又、時点ｔ２に於いて、暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐと、目標進角量の前回値ＩＰｔ＿ｅｘ[i-1]
を比較し、進角側変化制限量ＩＰｔ＿ｕｐ以上か否かを判断する（ステップＳ１４０７）。時点ｔ２では、
（ＩＰＴ＿ｅｘ＿ｔｍｐ）−（ＩＰｔ＿ｅｘ[i-1]）＞ＩＰｔ＿ｕｐ
であるので、制限カウンタの値を「５」にセットする。

以降、時点ｔ２〜ｔ３、ｔ３〜ｔ４、ｔ４〜ｔ５、ｔ５〜ｔ６の間で、時点ｔ１〜ｔ２の間と同様の処理により、順次、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘが階段状に更新される。

時点ｔ６以降では、
（ＩＰＴ＿ｅｘ＿ｔｍｐ）−（ＩＰｔ＿ｅｘ[i-1]）＞ＩＰｔ＿ｕｐ
の条件を満たさなくなり（ステップＳ１４０７）、制限カウンタの値は「０」のままとなる。又、図１４の例では、この時点ｔ６に於いて、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘは暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐと一致することになる。

このように、目標進角量がクリップされた直後、制限カウンタの値を「５」をセットし、所定時間毎にこれを減算し、制限カウンタの値が「０」になった時点で、目標進角量上限側（ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍａｘ）が更新され、それに従い、目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘが更新された目標進角量上限値ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｍａｘによりクリップさる。これを繰り返して、最終的に目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘが暫定目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘ＿ｔｍｐと一致するように処理されるものである。

以上説明したように、排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘの変化量を制限することにより、吸気ＶＶＴ機構１３と排気ＶＶＴ機構１４の同時動作時に、吸気側ＶＶＴ機構１３の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。

次に、吸気側ＶＶＴ機構１３と排気側ＶＶＴ機構１４の両方へ供給される流体量が少ない領域に於いて、排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘの変化量に制限をかけるようにしたこの発明の実施の形態５による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作ついて説明する。図１５は、この発明の実施の形態５による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するフローチャートである。

図１５に於いて、ステップＳ１６０１により、先ず、両ＶＶＴ機構１３、１４へ供給される流体量が少ない領域か否かを判断する。ステップＳ１６０１にて供給される流体量が少ない領域であると判断された場合、ステップＳ１４０１へ進み、前述の図１３により説明した目標進角量の変化量を制限する処理を実施する。その詳細は図１３で説明したとおりであり、図１５に於けるステップＳ１４０１〜Ｓ１４０８は、図１３に於けるステップＳ１４０１〜Ｓ１４０８と同一である。

ステップＳ１６０１にて供給される流体量が少ない領域ではないと判断した場合は、ステップＳ１３０１に進み、図１２にて説明した吸気圧センサ８４の入力から算出された吸気圧ＰＭと、エンジン１０の回転数により予めＲＯＭ８６内に設定されているマップを補間参照して目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘを算出する。

尚、図示していないが、前述のようにして得られた目標進角量ＩＰｔ＿ｅｘに基づき、前述の図５に対応する制御フローにより排気側ＶＶＴ機構１４の目標進角量と検出進角量とに基づいて制御モードを判定し、その判定結果に基づいて、ＰＤモード、保持モード、或いはミニマム電流モードの制御が行われる。

以上のように、この発明の実施の形態５に係る内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、排気側ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量に制限をかけることにより、吸気側ＶＶＴ機構と排気側ＶＶＴ機構の同時動作時であっても、吸気側ＶＶＴ機構の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。更に、両ＶＶＴ機構へ供給される流体量が多い領域では、両ＶＶＴ機構の同時動作時の吸気側ＶＶＴ機構の応答性低下への影響が小さいため、排気側ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量の制限を外し、排気側ＶＶＴ機構の応答性を向
上させることが可能となる。

実施の形態６．
実施の形態５では、吸気側ＶＶＴ機構と排気側ＶＶＴ機構の同時動作時に供給される流体量が少ない領域において、排気側ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量に制限をかけるようにしたが、実施の形態６による内燃機関のバルブ特性制御装置は、内燃機関の回転数が低い領域に於いて排気側ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量に制限をかけるようにしたものである。

図１６は、この発明の実施の形態６による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を示すフローチャートである。図１６に於いて、ステップＳ１７０１ではエンジン１０の回転数が所定値より低い領域であるか否かを判断する。ここで判断の基準となるエンジン回転数の所定値は、例えば、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４へのオイル供給量がこれらのＶＶＴ機構の制御応答性が許容値以下に低下するに至る供給量となる近傍の回転数とする。

ステップＳ１７０１での判断の結果、エンジン１０の回転数が、前述のように両ＶＶＴ機構へ供給される流体量が許容値より少なくなると考えられる所定値より低いと判断すれば、ステップＳ１４０１へ進む。ステップＳ１４０１乃至ステップＳ１４０８での処理は、前述の実施の形態５に於いて図１３乃至図１５により説明した処理と同様である。

以上のように、この発明の実施の形態６による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、エンジン１０の回転数が、ＶＶＴ機構へ供給される流体量が許容値より少なくなると考えられる所定値より小さい領域に於いて、排気ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量に制限をかけることにより、吸気ＶＶＴ機構と排気ＶＶＴ機構の同時動作時に、吸気側ＶＶＴ機構の応答性を大きく損なうことなく制御することが可能となる。更に、両ＶＶＴ機構へ供給される流体量が多い領域では、同時動作時の吸気側ＶＶＴ機構の応答性低下への影響が小さいため、排気側ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量の制限をはずし、排気側ＶＶＴ機構の応答性を向上させることが可能となる。

実施の形態７．
実施の形態６による内燃機関のバルブ特性制御装置は、内燃機関の回転数が低い領域に於いて排気側ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量に制限をかけるようにしたものである。その他については実施の形態６の場合と同様である。

図１７は、この発明の実施の形態７による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を示すフローチャートである。図１７に於いて、ステップＳ１８０１ではエンジン１０のオイルの温度が所定値より高いか否かを判断する。ここで判断の基準となる温度の所定値は、例えば、吸気側ＶＶＴ機構１３及び排気側ＶＶＴ機構１４へのオイルの供給量が、ＶＶ地機構の制御応答性が許容値以下に低下するに至る供給量となる近傍の温度とする。

ステップＳ１８０１での判断の結果、オイルの温度がＶＶＴ機構へ供給される流体量が許容値より少なくなると考えられる所定値より高いと判断すれば、ステップＳ１４０１へ進む。ステップＳ１４０１乃至ステップＳ１４０８での処理は、前述の実施の形態５に於いて図１３乃至図１５により説明した処理と同様である。

この発明の実施の形態７による内燃機関のバルブ特性制御装置によれば、オイルの温度がＶＶＴ機構へ供給される流体量が許容値より少なくなると考えられる所定値より小さい領域に於いて、排気ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量に制限をかけることにより、吸気ＶＶＴ機構と排気ＶＶＴ機構の同時動作時に、吸気側ＶＶＴ機構の応答性を大きく損なうこ
となく制御することが可能となる。更に、両ＶＶＴ機構へ供給される流体量が多い領域では、同時動作時の吸気側ＶＶＴ機構の応答性低下への影響が小さいため、排気側ＶＶＴ機構の目標進角量の変化量の制限をはずし、排気側ＶＶＴ機構の応答性を向上させることが可能となる。

尚、前述の実施の形態１乃至７の説明に於いては全てＶＶＴ機構の進角制御の場合について述べたが、遅角制御の場合は進角を遅角に対応させることで同様に制御可能であるで説明を省略する。

この発明の実施の形態１乃至７に係る内燃機関のバルブ特性制御装置を車輌用ガソリンエンジンに適用した場合の、エンジンシステムの構成を示す概略構成図である。 図１に示すエンジンシステムの一部分を断面にて示す説明図である。 図１に示すエンジンシステムの吸気側ＯＣＶを断面にて示す説明図である。 図１に示すエンジンシステムの吸気側ＯＣＶを断面にて示す説明図である。 この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態２による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。

この発明の実施の形態３による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態４による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態５による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態５による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態５による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのタイムチャートである。 この発明の実施の形態５による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態６による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態７による内燃機関のバルブ特性制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態１の動作説明に供するための説明図図である。 この発明の実施の形態１の動作説明に供するための説明図図である。 一般的なバルブ特性制御装置の構成図である。

符号の説明

１０ エンジン １１ 吸気側カムシャフト
１２ 排気側カムシャフト １３ 吸気側ＶＶＴ機構
１４ 排気側ＶＶＴ機構 １５ クランクシャフト
１６ ＥＣＵ １７ シリンダブロック
１８ オイルパン １９ シリンダヘッド
２０ シリンダ ２１ ピストン
２２ コンロッド ２３ 吸気側バルブ
２４ 排気側バルブ ２５ 吸気通路
２６ 排気通路 ２７、２８ カム
３０、３８ プーリ ３１ インナキャップ
３２ カバー ３３ リングギヤ
３４ ベアリングキャップ ３５、４２、４６ 外歯
３６ ボス ３７ タイミングベルト
４０、４５ 内歯 ５０ 第１の圧力室
５１ 第１の圧力通路 ５２ 第２の圧力室
５３ 第２の圧力通路 ５４、５５ オイル孔
５６、５７、６４ オイル通路 ５９ 吐出通路
６０ 吸気側ＯＣＶ ６２ オイルポンプ
６３ オイル溝 ６５ 中心孔
７０ ケーシング ７１ タンクポート
７２ａ、７２ｂ リザーバポート ７３、７４ 吐出ポート
７５ スプール ７７ａ、７７ｂ、７７ｃ パセージ
７８ スプリング ７９ 電磁ソレノイド
８０ 排気側ＯＣＶ ８１、８２ カム角センサ
８３ クランク角センサ ８３ａ ロータ
８４ 吸気圧センサ ８５ ＣＰＵ
８６ ＲＯＭ ８７ ＲＡＭ
８８ バックアップＲＡＭ ８９ 外部入力各回路
９０ 外部出力回路 ９１ バス

Claims (14)

1. 内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路を開閉する吸気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側バルブ作動機構と、前記燃焼室に通じる排気通路を開閉する排気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記排気バルブのバルブ特性を変更する排気側バルブ作動機構と、流体通路を介して前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に流体を供給する流体供給源と、前記流体通路に設けられ前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に対して夫々供給する流体量を制御する流体量制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記吸気側バルブと前記排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備えた内燃機関のバルブ特性制御装置であって、
   前記制御手段は、前記排気側バルブのバルブ特性を変更する制御量を前記吸気側バルブのバルブ特性を変更する制御量より小さくすることを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
2. 内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路を開閉する吸気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側バルブ作動機構と、前記燃焼室に通じる排気通路を開閉する排気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記排気バルブのバルブ特性を変更する排気側バルブ作動機構と、流体通路を介して前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に流体を供給する流体供給源と、前記流体通路に設けられ前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に対して夫々供給する流体量を制御する流体量制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記吸気側バルブと前記排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備えた内燃機関のバルブ特性制御装置であって、
   前記制御手段は、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインを、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインよりも小さく設定することを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
3. 前記制御手段は、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値より少ない領域に於いて、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインを前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインよりも小さく設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
4. 前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定値より低い領域に於いて、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインを前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインよりも小さく設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
5. 前記制御手段は、前記流体の温度が所定値より低い領域に於いて、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインを前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御ゲインよりも小さく設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
6. 内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路を開閉する吸気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側バルブ作動機構と、前記燃焼室に通じ
   る排気通路を開閉する排気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記排気バルブのバルブ特性を変更する排気側バルブ作動機構と、流体通路を介して前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に流体を供給する流体供給源と、前記流体通路に設けられ前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に対して夫々供給する流体量を制御する流体量制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記吸気側バルブと前記排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備えた内燃機関のバルブ特性制御装置であって、
   前記流体量制御手段は、電磁ソレノイドに供給される制御電流に基づいて前記流体量を制御するように構成され、前記制御手段は、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する前記制御電流の制御値を、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御電流の制御値よりも小さく設定することを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
7. 前記制御手段は、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値より少ない領域に於いて、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する前記制御電流の制御値を、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御電流の制御値よりも小さく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バルブ特性制御装置。
8. 前記制御手段は、前記内燃機関の回転数が所定値より低い領域に於いて、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する前記制御電流の制御値を、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御電流の制御値よりも小さく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バルブ特性制御装置。
9. 前記制御手段は、前記流体の温度が所定値より低い領域に於いて、前記排気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する前記制御電流の制御値を、前記吸気側バルブ作動機構に供給する流体量を制御する制御電流の制御値よりも小さく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バルブ特性制御装置。
10. 内燃機関の燃焼室に通じる吸気通路を開閉する吸気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記吸気バルブのバルブ特性を変更する吸気側バルブ作動機構と、前記燃焼室に通じる排気通路を開閉する排気側バルブと、流体圧力によって駆動され前記排気バルブのバルブ特性を変更する排気側バルブ作動機構と、流体通路を介して前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に流体を供給する流体供給源と、前記流体通路に設けられ前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構と前記排気側バルブ作動機構に対して夫々供給する流体量を制御する流体量制御手段と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段により検出された運転状態に基づいて前記吸気側バルブと前記排気側バルブのバルブ特性についての目標バルブ特性値を夫々算出する目標バルブ特性算出手段と、前記夫々のバルブ特性が前記夫々の目標バルブ特性値となるように前記流体量制御手段を制御する制御手段と備えた内燃機関のバルブ特性制御装置であって、
    前記目標バルブ特性算出手段は、前記排気バルブの目標バルブ特性値を漸次変化させることを特徴とする内燃機関のバルブ特性制御装置。
11. 前記目標バルブ特性算出手段は、前記流体供給源から前記吸気側バルブ作動機構及び前記排気側バルブ作動機構の双方へ供給される流体量が所定値より少ない領域に於いて、前記排気バルブの目標バルブ特性値を漸次変化させることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
12. 前記目標バルブ特性算出手段は、前記内燃機関の回転数が所定値より低い領域に於いて、前記排気バルブの目標バルブ特性値を漸次変化させることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
13. 前記目標バルブ特性算出手段は、前記流体の温度が所定値より低い領域に於いて、前記排気バルブの目標バルブ特性値を漸次変化させることを特徴とする請求項１０に記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。
14. 前記目標バルブ特性算出手段は、算出した目標バルブ特性値に所定量の制限を加えることにより前記目標バルブ特性値を漸次変化させることを特徴とする請求項１０乃至１３の何れかに記載の内燃機関のバルブ特性制御装置。

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