JP4425417B2 - エンジンのバルブタイミング制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構を備えたエンジンのバルブタイミング制御装置に関し、詳しくは、可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための油圧制御弁の保持電流値の誤学習を防止するエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構を備えた可変バルブタイミング機構付きエンジンが実用化されており、この種の可変バルブタイミング機構付きエンジンでは、エンジン運転状態に応じて吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更する。
【０００３】
ここで、可変バルブタイミング機構は、一般に、油圧によって駆動される油圧駆動式が採用され、バルブタイミング制御においては、実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するよう可変バルブタイミング機構の油圧を制御する油圧制御弁に対する制御信号をフィードバック制御する。
【０００４】
また、バルブタイミングのフィードバック制御に際しては、油圧制御弁が所定の作動状態で可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持する油圧制御弁の制御電流を保持電流として学習することで、油圧制御弁の製造上のバラツキや油圧制御弁のドレイン量の相違等に起因する目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間の定常的な偏差を解消するようにしている。
【０００５】
保持電流の学習に係わる先行技術としては、例えば、特開平８−１０９８４０号公報に開示の技術があり、この先行技術では、目標電流に対するバルブタイミング変化速度の製品バラツキの上限品に対応する上限値と下限品に対応する下限値とを定め、この上限値と下限値との範囲内で保持電流の学習を行い、保持電流が上限値或いは下限値を逸脱する場合は保持電流の学習を禁止することで、可変バルブタイミング機構に異物が噛み込んだ場合にも、異物除去後に、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの制御偏差が過剰に大きくならないようにしている。
【０００６】
また、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間の定常的な偏差を解消する技術としては、特開平９−２１７６０９号公報に開示の技術があり、この先行技術では、目標相対角変化量(目標進角速度）が所定値以上で、目標相対角変化量と相対角変化量（実進角速度）との偏差が所定値以上のとき、定常的な偏差があると判断して相対回転角（実バルブタイミング）と目標相対回転角（目標バルブタイミング）とに基づいて算出されるフィードバック補正値に対して偏差補正値を加減算し、可変バルブタイミング機構に対する制御量（出力デューティ値）を設定することで、目標相対回転角及び相対回転角が遷移しているにも拘わらず、その間の偏差が解消しないときには、その偏差が解消する方向に可変バルブタイミング機構に対する制御量を補正し、油圧制御弁自体の製造上のバラツキ等に影響されずにバルブタイミングを正確に制御するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、可変バルブタイミング機構の最遅角位置及び最進角位置は、保持電流によりカム位相が保持されるのではなく、可変バルブタイミング機構の機構的なストッパにより保持される。このため、最進角及び最遅角で保持電流を学習すると、誤学習を生じる虞がある。
【０００８】
このような保持電流の誤学習に対し、特開平８−１０９８４０号公報による先行技術では、目標電流に対するバルブタイミング変化速度の製品バラツキの上限品に対応する上限値と下限品に対応する下限値との範囲を逸脱する場合に保持電流の学習を禁止するに過ぎず、最遅角及び最進角において保持電流が学習されることになり、誤学習された保持電流に基づいて油圧制御弁に対する制御電流が設定され、目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を生じ、バルブタイミング制御における制御性が悪化する虞がある。
【０００９】
この場合、可変バルブタイミング機構の最遅角位置及び最進角位置は、製品バラツキ等に起因して位置のバラツキ（誤差）があるため、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域では、保持電流を適正に学習できないことに起因する定常的な偏差が残る可能性があり、特開平９−２１７６０９号公報による先行技術では、フィードバック補正値に偏差補正値を加減算するため、油圧制御弁自体の製造上のバラツキに起因する定常偏差を解消できるものの、最遅角ないし最遅角近傍、及び最進角ないし最進角近傍では、定常的な偏差を解消することは困難である。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域での保持電流の誤学習を防止することにあり、第２の目的は、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域で、保持電流を適正に学習できないことに起因する定常的な偏差を解消することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構を備え、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミングに実バルブタイミングが収束するよう油圧制御弁を電流制御して上記可変バルブタイミング機構を制御するエンジンのバルブタイミング制御装置において、最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値により最遅角側の非学習領域が設定され、最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値により最進角側の非学習領域が設定され、上記非学習領域において上記油圧制御弁に対して上記可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値の学習を禁止する学習禁止手段と、目標バルブタイミングが上記第１の判定閾値よりも遅角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが進角側にある状態が設定時間継続する場合、最遅角ないし最遅角近傍において目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間に進角方向に定常偏差があると判断する定常偏差判断手段と、上記定常偏差判断手段によって定常偏差があると判断されたとき、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に基づくフィードバック電流値と上記保持電流値とによる上記油圧制御弁の制御電流値を遅角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により上記制御電流値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記定常偏差判断手段は、目標バルブタイミングが上記第２の判定閾値よりも進角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが遅角側にある状態が設定時間継続する場合、最進角ないし最進角近傍において遅角方向に定常偏差があると判断し、上記補正手段は、上記制御電流値を進角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により上記制御電流値を補正することを特徴とする。
【００１５】
すなわち、請求項１記載の発明は、最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値により設定される最遅角側の非学習領域、及び最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値により設定される最進角側の非学習領域において、油圧制御弁に対して可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値の学習を禁止することで、保持電流の誤学習による目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を未然に回避し、バルブタイミング制御の制御性悪化を防止する。
その際、目標バルブタイミングが第１の判定閾値よりも遅角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが進角側にある状態が設定時間継続する場合、最遅角ないし最遅角近傍において目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間に進角方向に定常偏差があると判断し、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に基づくフィードバック電流値と保持電流値とによる油圧制御弁の制御電流値を遅角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により制御電流値を補正することで、最遅角ないし最遅角近傍における進角方向の定常偏差を確実に判断し、保持電流を適正に学習できないことに起因して生じる定常偏差を的確に解消する。
【００１８】
更に、請求項２記載の発明は、目標バルブタイミングが第２の判定閾値よりも進角側にあり、且つ、目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが遅角側にある状態が設定時間継続する場合、最進角ないし最進角近傍において遅角方向に定常偏差があると判断して制御電流値を進角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により制御電流値を補正することで、最進角ないし最進角近傍における遅角方向の定常偏差を確実に判断し、このときの定常偏差を的確に解消する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図２１は本発明の実施の一形態に係わり、図１はバルブタイミング制御ルーチンのフローチャート、図２は目標電流値算出ルーチンのフローチャート、図３は保持電流値学習ルーチンのフローチャート、図４は制御電流補正量設定ルーチンのフローチャート、図５及び図６は制御電流値設定ルーチンのフローチャート、図７は排気バルブに対する吸気バルブのバルブタイミングの変化を示す説明図、図８は目標バルブタイミングテーブルの説明図、図９は保持電流の非学習領域での定常偏差を示す説明図、図１０はＰ分テーブルの説明図、図１１はＩ分テーブルの説明図、図１２はＰＩ制御による制御電流値設定の説明図、図１３はクランクパルス、気筒判別パルス、及びカム位置パルスの関係を示すタイムチャート、図１４は可変バルブタイミング機構付きエンジンの全体構成図、図１５は可変バルブタイミング機構の概略構成図、図１６は可変バルブタイミング機構の最進角状態を図１５のＡ−Ａ断面で示す説明図、図１７は可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図１５のＡ−Ａ断面で示す説明図、図１８はクランクロータとクランク角センサの正面図、図１９は吸気カムプーリの背面図、図２０はカムロータとカム位置センサの正面図、図２１は電子制御系の回路構成図である。
【００２０】
先ず、本発明が適用される可変バルブタイミング機構付きエンジンの全体構成について、図１４に従い説明する。同図において、符号１は、可変バルブタイミング機構付きエンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）であり、図においては、ＤＯＨＣ水平対向型４気筒ガソリンエンジンを示す。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に気筒毎に吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。
【００２１】
エンジン１の吸気系としては、各吸気ポート２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介して、アクセルペダルに連動するスロットル弁５ａが介装されたスロットルチャンバ５が連通されている。そして、このスロットルチャンバ５の上流に吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられ、このエアクリーナ７に接続されるエアインテーク通路にチャンバ８が連通されている。
【００２２】
また、吸気管６には、スロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路９が接続されており、このバイパス通路９に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路９を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル制御弁１０が介装されている。
【００２３】
更に、インテークマニホルド３の各気筒の吸気ポート２ａの直上流に、インジェクタ１１が配設されている。また、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１２が、シリンダヘッド２に各気筒毎に配設されている。そして、各点火プラグ１２は、イグナイタ内蔵イグニッションコイル１３に接続されている。
【００２４】
一方、エンジン１の排気系としては、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通するエキゾーストマニホルド１４の集合部に排気管１５が連通され、この排気管１５に触媒コンバータ１６が介装されてマフラ１７に連通されている。
【００２５】
ここで、図１４〜図１７に基づいて、エンジン１の可変バルブタイミング機構について説明する。
【００２６】
エンジン１のクランク軸１８の回転は、左右バンクの各シリンダヘッド２内にそれぞれ配設された各吸気カム軸１９及び各排気カム軸２０に、クランク軸１８に固設されたクランクプーリ２１、タイミングベルト２２、吸気カム軸１９に介装された吸気カムプーリ２３、排気カム軸２０に固設された排気カムプーリ２４等を介して伝達され、クランク軸１８とカム軸１９，２０とが２対１の回転角度となるよう設定されている。そして、吸気カム軸１９に設けられたカム１９ａ、及び排気カム軸２０に設けられた排気カム（図示せず）は、それぞれクランク軸１８と２対１の回転角度に維持される各カム軸１９，２０の回転に基づいて、吸気バルブ２５、排気バルブ２６を開閉駆動する。
【００２７】
図１５に示すように、左右バンクの各吸気カム軸１９と吸気カムプーリ２３との間には、吸気カムプーリ２３と吸気カム軸１９とを相対回動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の回転位相（変位角）を連続的に変更する油圧駆動式可変バルブタイミング機構２７が配設されている。この可変バルブタイミング機構２７は、周知のように、リニアソレノイド弁或いはデューティソレノイド弁等からなる油圧制御弁としてのオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）によって油圧が切換えられるものであり、後述の電子制御装置６０からの駆動信号により作動する。尚、以下において、符号における添え字Ｌ，ＬＨは右バンク、Ｒ，ＲＨは左バンクを表す。
【００２８】
吸気カム軸１９は、シリンダヘッド２及びベアリングキャップ（図示せず）間において回転自在に支持され、吸気カム軸１９の先端部に、図１５〜図１７に示すように、３つのベーン２８ａを有するベーンロータ２８がボルト２９により一体回転可能に取付けられている。
【００２９】
また、吸気カムプーリ２３には、ハウジング３０及びハウジングカバー３１がボルト３２により一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムプーリ２３の外周には、タイミングベルト２２を掛装するための外歯２３ａが多数形成されている。
【００３０】
そして、吸気カム軸１９が回動自在にハウジングカバー３１を貫通し、吸気カム軸１９に固設されたベーンロータ２８の各ベーン２８ａが吸気カムプーリ２３と一体のハウジング３０に形成された３つの扇状空間部３３に回動自在に収納される。各扇状空間部３３は、それぞれベーン２８ａによって進角室３３ａと遅角室３３ｂとに区画される。
【００３１】
進角室３３ａは、それぞれベーンロータ２８、吸気カム軸１９、シリンダヘッド２に形成された進角側オイル通路２８ｂ，１９ｂ，３４を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のＡポート３６ａに連通され、また、遅角室３３ｂは、それぞれベーンロータ２８、吸気カム軸１９、シリンダヘッド２に形成された遅角側オイル通路２８ｃ，１９ｃ，３５を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のＢポート３６ｂに連通されている。
【００３２】
オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、オイルパン３７からオイルポンプ３８、オイルフィルタ３９を介してオイルすなわち所定の油圧が供給されるオイル供給通路４０に接続するオイル供給ポート３６ｃと、２つのドレイン通路４１，４２にそれぞれ連通するドレインポート３６ｄ，３６ｆとを有し、４つのランド及び各ランド間に形成された３つのパッセージを有するスプール３６ｇを軸方向に往復動させることで、Ａポート３６ａ，Ｂポート３６ｂと、オイル供給ポート３６ｃ，ドレインポート３６ｄ又は３６ｆとを選択的に連通する。
【００３３】
本形態においては、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、後述の電子制御装置６０により電流制御されるリニアソレノイドをアクチュエータとして備える４方向制御弁であり、リニアソレノイドの通電電流に比例してスプール３６ｇが軸方向に移動し、オイルの流れ方向を切換えると共にパッセージの開度を調整し、各進角室３３ａ、遅角室３３ｂに供給する油圧の大きさが調整される。
【００３４】
また、符号２８ｄは、ベーンロータ２８のベーン２８ａに挿通されたストッパピンであり、可変バルブタイミング機構２７が最遅角状態のとき（図１７参照）、ハウジング３０に形成された孔３０ａに係合して位置決めを行う。すなわち、ベーンロータ２８の機械的な可動範囲は、図１６に示すように、ベーン２８ａが遅角室３３ｂ側のハウジング３０側壁に当接する最進角位置から、図１７に示すように、ベーン２８ａのストッパピン２８ｄが孔３０ａに係合する最遅角位置までとなる。
【００３５】
以上の可変バルブタイミング機構２７には、その作動位置を検出するセンサとして、クランク軸１８に軸着されて同期回転するクランクロータ４３外周の所定クランク角毎の突起４３ａ，４３ｂ，４３ｃ（図１８参照）を検出し、クランク角を表すクランクパルスを出力するクランク角センサ４４と、吸気カム軸１９の後端に固設されて同期回転するカムロータ４５外周の等角度毎の複数の突起４５ａ（図２０参照）を検出し、カム位置を表すカム位置パルスを出力するカム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）とが用いられる。
【００３６】
そして、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスを電子制御装置６０に入力し、該電子制御装置６０によって、クランクパルスとカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の実変位角（実バルブタイミング）を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するよう可変バルブタイミング機構２７をフィードバック制御する。
【００３７】
本実施の形態においては、可変バルブタイミング機構２７を吸気カム軸１９側にのみ設け、図７に示すように、排気バルブ２６の開閉タイミングに対し、吸気バルブ２５の開閉タイミングをエンジン運転状態に応じて変更する。また、本形態で採用するリニアソレノイド式のオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、電子制御装置６０から出力される制御電流が大きいほど、スプール３６ｇが図１６に示すように左方向に移動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を進角させ、制御電流が小さい程、スプール３６ｇが図１７に示すように右方向に移動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を遅角させる。
【００３８】
すなわち、エンジン運転状態に基づいて設定した目標変位角（目標バルブタイミング）に対し、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角が進角しているときには、電子制御装置６０は、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に出力する制御電流を減少して可変バルブタイミング機構２７の作動によりクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を遅角させ、クランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角が遅角しているときには、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に出力する制御電流を増加して可変バルブタイミング機構２７の作動によりクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を進角させる。
【００３９】
オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流が増加すると、スプール３６ｇが図１６に示すように左方向に移動し、Ａポート３６ａとオイル供給ポート３６ｃとが連通して可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａが進角側オイル通路２８ｂ，１９ｂ，３４、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を介してオイル供給通路４０に連通する。また、これと共に、Ｂポート３６ｂとドレインポート３６ｆとが連通することで、可変バルブタイミング機構２７の遅角室３３ｂが遅角側オイル通路２８ｃ，１９ｃ，３５、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を介してドレイン通路４２に連通する。
【００４０】
その結果、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａにオイルが供給されて進角室３３ａに作用する油圧が上昇すると共に、遅角室３３ｂ内のオイルのドレインにより遅角室３３ｂに作用する油圧が低下し、図１６に示すように、ベーンロータ２８が図の時計回り方向に回動し、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角が進角化されて、吸気カム軸１９の吸気カム１９ａによって駆動される吸気バルブ２５の開閉タイミングが進角される。
【００４１】
逆に、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流が減少すると、スプール３６ｇが図１７に示すように右方向に移動し、Ａポート３６ａとドレインポート３６ｄとが連通して可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａが進角側オイル通路２８ｂ，１９ｂ，３４、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を介してドレイン通路４１に連通する。また、これと共に、Ｂポート３６ｂとオイル供給ポート３６ｃとが連通することで、可変バルブタイミング機構２７の遅角室３３ｂが遅角側オイル通路２８ｃ，１９ｃ，３５、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を介してオイル供給通路４０に連通する。
【００４２】
これにより、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａ内のオイルのドレインにより進角室３３ａに作用する油圧が低下すると共に、遅角室３３ｂにオイルが供給されて遅角室３３ｂに作用する油圧が上昇し、図１７に示すように、ベーンロータ２８が図の反時計回り方向に回動し、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角が遅角化されて、吸気カム軸１９の吸気カム１９ａによって駆動される吸気バルブ２５の開閉タイミングが遅角される。
【００４３】
次に、エンジン運転状態を検出するためのセンサ類について説明する。吸気管６のエアクリーナ７の直下流には、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ４７が介装され、スロットルチャンバ５に配設されたスロットル弁５ａにスロットル開度センサ４８が連設されている。
【００４４】
また、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ４９が取付けられ、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路５０に冷却水温センサ５１が臨まされている。そして、触媒コンバータ１６の上流にＯ2センサ５２が配設されている。
【００４５】
また、エンジン１のクランク軸１８に軸着するクランクロータ４３の外周にクランク角センサ４４が対設され、更に、クランク軸１８に対し１／２回転する吸気カムプーリ２３の裏面に気筒判別センサ５３が対設され（図１５参照）、吸気カム軸１９の後端に固設されたカムロータ４５の外周にカム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）が対設されている。
【００４６】
クランクロータ４３は、図１８に示すように、その外周に突起４３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成され、これらの各突起４３ａ，４３ｂ，４３ｃが、各気筒（＃１，＃２気筒と＃３，＃４気筒）の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）θ１，θ２，θ３の位置に形成されている。本形態においては、θ１＝９７°ＣＡ，θ２＝６５°ＣＡ，θ３＝１０°ＣＡである。
【００４７】
また、図１９に示すように、吸気カムプーリ２３の裏面の外周側に、気筒判別用の突起２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが形成され、突起２３ｂが＃３，＃４気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ４の位置に形成され、突起２３ｃが３個の突起で構成されて最初の突起が＃１気筒のＡＴＤＣθ５の位置に形成されている。更に、突起２３ｄが２個の突起で形成され、最初の突起が＃２気筒のＡＴＤＣθ６の位置に形成されている。尚、本形態においては、θ４＝２０°ＣＡ，θ５＝５°ＣＡ，θ６＝２０°ＣＡである。また、これら気筒判別用の突起２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、及び、気筒判別センサ５３は、一方のバンクのみに設けられる。
【００４８】
さらに、本形態で採用するエンジン１が４気筒エンジンであるのに対応して、カムロータ４５は、図２０に示すように、その外周にカム位置検出用の突起４５ａが１８０°ＣＡの等角度毎に１個づつ計４個形成されている。そして、これら各突起４５ａは、可変バルブタイミング機構２７の作動によって、各気筒の圧縮上死点を基準として、θ７＝ＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１０°ＣＡの間で変化する。
【００４９】
尚、図２０においては、ＲＨ側の吸気カム軸１９に固設されているカムロータ４５を示すが、ＬＨ側の吸気カム軸１９にも、同様にカムロータ４５が固設され、その外周にカム位置検出用の突起４５ａが１８０°ＣＡの等角度毎に４個形成されており、これら各突起４５ａは、可変バルブタイミング機構２７の作動によって、各気筒の圧縮上死点を基準として、θ８＝ＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１０°ＣＡの間で変化する。
【００５０】
そして、図１３のタイムチャートに示すように、エンジン運転に伴い、クランク軸１８、吸気カムプーリ２３、及び吸気カム軸１９の回転により、クランクロータ４３及びカムロータ４５が回転して、クランクロータ４３の各突起４３ａ，４３ｂ，４３ｃがクランク角センサ４４によって検出され、クランク角センサ４４からθ１，θ２，θ３（ＢＴＤＣ９７°，６５°，１０°ＣＡ）の各クランクパルスがエンジン１／２回転（１８０°ＣＡ）毎に出力される。また、θ３クランクパルスとθ１クランクパルスとの間で吸気カムプーリ２３の各突起２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが気筒判別センサ５３によって検出され、気筒判別センサ５３から所定数の気筒判別パルスが出力される。
【００５１】
また、可変バルブタイミング機構２７によってクランク軸１８に対し回転位相が変化する右バンク，左バンクの各吸気カム軸１９の後端に固設されたカムロータ４５の各突起４５ａがカム位置センサ４６Ｒ，４６Ｌによって検出され、カム位置センサ４６Ｒ，４６Ｌからそれぞれθ７，θ８のカム位置パルスが出力される。
【００５２】
そして、以下のエンジン制御用の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）６０において、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルスの入力間隔時間に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出し、また、各気筒の燃焼行程順（例えば、＃１気筒→＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒）と、気筒判別センサ５３からの気筒判別パルスをカウンタによって計数した値とのパターンに基づいて、燃焼行程気筒、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒の気筒判別を行う。さらに、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルス（例えば、突起４３ｂに対応するθ２クランクパルス）、及び、カム位置センサ４６Ｒ，４６Ｌから出力されるθ７，θ８カム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の実変位角（実バルブタイミング）を算出する。
【００５３】
ＥＣＵ６０は、前述のインジェクタ１１、点火プラグ１２、アイドル制御弁１０、可変バルブタイミング機構２７に供給する油圧を調節するためのオイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌ等のアクチュエータ類に対する制御量の演算、制御信号の出力、すなわち、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、吸気バルブ２５に対するバルブタイミング制御等を行うものであり、図２１に示すように、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、バックアップＲＡＭ６４、カウンタ・タイマ群６５、及びＩ／Ｏインターフェイス６６がバスラインを介して接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定電圧回路６７、Ｉ／Ｏインターフェイス６６に接続される駆動回路６８、Ａ／Ｄ変換器６９等の周辺回路が内蔵されている。
【００５４】
尚、カウンタ・タイマ群６５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、クランク角センサ信号（クランクパルス）の入力間隔計時用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマが用いられる。
【００５５】
定電圧回路６７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー７０の第１のリレー接点を介してバッテリ７１に接続され、電源リレー７０は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路６８に接続されている。尚、電源リレー７０の第２のリレー接点には、バッテリ７１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。バッテリ７１には、イグニッションスイッチ７２の一端が接続され、このイグニッションスイッチ７２の他端がＩ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートに接続されている。
【００５６】
さらに、定電圧回路６７は、直接、バッテリ７１に接続されており、イグニッションスイッチ７２のＯＮが検出されて電源リレー７０の接点が閉となると、ＥＣＵ６０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ７２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ６４にバックアップ用の電源を供給する。
【００５７】
Ｉ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートには、ノックセンサ４９、クランク角センサ４４、気筒判別センサ５３、カム位置センサ４６Ｒ，４６Ｌ、車速を検出するための車速センサ５４が接続されており、更に、Ａ／Ｄ変換器６９を介して、吸入空気量センサ４７、スロットル開度センサ４８、冷却水温センサ５１、及びＯ2センサ５２が接続されると共に、バッテリ電圧ＶBが入力されてモニタされる。
【００５８】
一方、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の出力ポートには、アイドル制御弁１０、インジェクタ１１、オイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌ、及び、電源リレー７０のリレーコイルが駆動回路６８を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵イグニッションコイル１３のイグナイタ１３ａが接続されている。
【００５９】
ＥＣＵ６０は、ＲＯＭ６２に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／Ｏインターフェイス６６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等をＣＰＵ６１で処理すると共に、ＲＡＭ６３に格納される各種データ、バックアップＲＡＭ６４に格納されている各種学習値データ、及びＲＯＭ６２に記憶されている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火時期、アイドル制御弁１０に対する制御信号のデューティ比、オイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌに対する制御電流値等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。
【００６０】
ここで、上述のように、可変バルブタイミング機構２７によるバルブタイミング制御においては、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルスと、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の実変位角（実バルブタイミング）を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づいて設定した目標バルブタイミングに収束するようオイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌに対する制御電流値を演算し、この制御電流値による制御電流をオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に出力して可変バルブタイミング機構２７をフィードバック制御する。
【００６１】
詳細には、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対する制御電流値は、目標電流値と現在の制御電流値との比較結果に応じた比例積分制御（ＰＩ制御）によって設定され、目標電流値は、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に応じた比例微分制御（ＰＤ制御）によるフィードバック電流値に、可変バルブタイミング機構２７を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値を加算して算出される。
【００６２】
保持電流値は、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の製造上のバラツキやドレイン量の個体毎の相違等に起因する目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間の定常的な偏差を解消するため、個別の制御系のオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）毎に学習されるが、最遅角ないし最遅角近傍、及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域では学習が禁止される。
【００６３】
すなわち、可変バルブタイミング機構２７の最遅角位置及び最進角位置は、保持電流によってカム位相が保持されるわけではなく、機械的なストッパによって保持され、また、個体毎に機械的なバラツキが存在する。このため、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域では、保持電流値の学習を禁止して誤学習を防止することで、保持電流の誤学習による目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を未然に回避し、バルブタイミング制御の制御性悪化を防止する。
【００６４】
この場合、保持電流の学習を禁止する非学習領域では、図９の斜線で示すように、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間に定常偏差が残る虞がある。このため、ＥＣＵ６０は、定常偏差を解消するための制御電流値の補正量（制御電流補正量）を設定し、この制御電流補正量を用いてオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対する制御電流値を補正することで、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域での定常偏差を解消するようにしている。
【００６５】
すなわち、ＥＣＵ６０は、バルブタイミング制御機能において本発明に係わる学習禁止手段、定常偏差判断手段、補正手段としての機能を含み、具体的には、図１〜図６に示すルーチンによって各手段の機能を実現する。
【００６６】
以下、ＥＣＵ６０によるバルブタイミング制御に係わる処理について、図１〜図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００６７】
図１は、イグニッションスイッチ７２がＯＮされ、ＥＣＵ６０に電源が投入されてシステムがイニシャライズされた後、所定周期毎（所定時間毎：例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行されるバルブタイミング制御ルーチンであり、先ず、ステップＳ１０１で、図２に示す目標電流値算出ルーチンを実行し、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対するフィードバック制御の目標電流値ＩＴＧＴを算出する。
【００６８】
前述したように、目標電流値ＩＴＧＴは、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミング（目標進角値）ＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの偏差に応じた比例微分制御（ＰＤ制御）によるフィードバック電流値Ｉｆに、保持電流値Ｉｈを加算した電流値である。
【００６９】
保持電流値Ｉｈは、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のスプール３６ｇを、そのランドを以ってＡポート３６ａ及びＢポート３６ｂを閉塞する位置に保持し、シリンダヘッド２側の進角側オイル通路３４、遅角側オイル通路３５を、オイルフロー制御弁３６Ｌ（３６Ｒ）のオイル供給ポート３６ｃ、ドレインポート３６ｄ，３６ｆから遮断することで、可変バルブタイミング機構２７のベーンロータ２８を進角側にも遅角側にも変位させず（移動速度を０とし）、所定のバルブタイミング（カム位相）に収束した定常状態に保持するための電流値であり、後述する図３の保持電流値学習ルーチンにより、個別の制御系のオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）毎に学習される。
【００７０】
次に、ステップＳ１０２へ進み、図４に示す制御電流補正量設定ルーチンを実行し、保持電流値の学習が禁止される最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域での定常偏差を解消するため、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対する制御電流値ＩＶＴの補正量（制御電流補正量）ＩＶＴＣＯＲを設定する。
【００７１】
その後、ステップＳ１０３へ進んで図５及び図６に示す制御電流値設定ルーチンを実行し、前述の制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを用いて保持電流の非学習域における定常偏差を解消したオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流値ＩＶＴを設定すると、ステップＳ１０４で、制御電流値ＩＶＴによる制御電流を駆動回路６８を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に出力すべく制御電流値ＩＶＴをセットし、ルーチンを抜ける。
【００７２】
次に、以上のバルブタイミング制御ルーチンにおける各サブルーチン、すなわち、ステップＳ１０１の目標電流値算出ルーチン、ステップＳ１０２の制御電流補正量設定ルーチン、ステップＳ１０３の制御電流値設定ルーチンについて説明する。
【００７３】
先ず、図２の目標電流値算出ルーチンについて説明する。このルーチンでは、ステップＳ３０１で、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスとクランク角センサ４４から出力されるクランクパルスとに基づき、クランク軸１８に対する吸気カム軸１９の実バルブタイミング（実進角値；実変位角）ＶＴを算出する。
【００７４】
具体的には、クランクパルスによって算出されるエンジン回転数ＮＥから単位角度当たりの回転時間を求め、この単位角度回転当たりの時間に、θ２クランクパルスが入力してからθ７，θ８カム位置パルスが入力するまでの時間を乗算することで、θ２クランクパルスによる基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角に換算することで実バルブタイミングＶＴを算出する。
【００７５】
次いで、ステップＳ３０２へ進み、エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ（＝Ｋ×Ｑ／ＮＥ；Ｑは吸入空気量、Ｋはインジェクタ特性補正定数）とエンジン回転数ＮＥとに基づいてテーブルを検索し、補間計算により目標バルブタイミング（目標進角値；目標変位角）ＶＴＴＧＴを設定する。
【００７６】
すなわち、図８に示すように、バルブタイミング制御領域を、エンジン負荷とエンジン回転数とによる運転状態に応じて４つの領域に分け、それぞれ目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを設定してエンジン１を最適な状態に制御するようにしており、低負荷低回転のアイドル領域においては、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを０°として、吸気バルブ２５の開閉タイミングを進角量＝０°の最遅角状態に制御し、排気バルブ２６と吸気バルブ２５とのオーバラップをなくしてアイドル回転安定化を図る。
【００７７】
また、中負荷運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを小〜中の進角量に設定し、吸気バルブ２５の開閉タイミングを進角側に制御し、排気バルブ２６と吸気バルブ２５とのオーバラップ量を大きくして内部ＥＧＲ率を増加することで、エンジンのポンピングロスを低減して燃費の向上を図る一方、高負荷運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを進角量大に設定して吸気バルブ２５の開閉タイミングを中負荷域よりも進角側に制御し、排気バルブ２６と吸気バルブ２５とのオーバラップを増加させて充填効率及び掃気効率を高め、エンジン出力を向上する。更に、低負荷高回転の運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを進角量小として吸気バルブ２５の開閉タイミングを遅角側に制御し、バルブオーバラップ量を減少させてエンジンの過回転を防止する。
【００７８】
尚、各気筒の吸気バルブ２５、排気バルブ２６のうち、前側の吸気バルブ２５、排気バルブ２６において、排気バルブ２６に対する吸気バルブ２５の最遅角時のバルブオーバラップ量は、例えば、６°ＣＡに設定され、最進角時のバルブオーバラップ量は、例えば５６°ＣＡに設定される。また、各気筒の吸気バルブ２５、排気バルブ２６のうち、後側の吸気バルブ２５、排気バルブ２６において、排気バルブ２６に対する吸気バルブ２５の最遅角時のバルブオーバラップ量は、例えば１０°ＣＡに設定され、最進角時のバルブオーバラップ量は例えば６０°ＣＡに設定される。この場合、各吸気カム軸１９のクランク軸１８（吸気カムプーリ２３）に対する回転位相は、可変バルブタイミング機構２７によって、最大５０°ＣＡ変化する。
【００７９】
その後、ステップＳ３０３へ進み、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴから実バルブタイミングＶＴを減算して制御偏差ΔＶＴを算出すると（ΔＶＴ←ＶＴＴＧＴ−ＶＴ）、ステップＳ３０４で、今回の制御偏差ΔＶＴと前回の制御偏差ΔＶＴＯＬＤとの差分をとって微分偏差ｄΔＶＴ／ｄｔを求め（ｄΔＶＴ／ｄｔ←ΔＶＴ−ΔＶＴＯＬＤ）、ステップＳ３０５へ進む。
【００８０】
ステップＳ３０５では、制御偏差ΔＶＴにＰＤ制御の比例定数Ｋｐを乗算した値と微分偏差ｄΔＶＴ／ｄｔにＰＤ制御の微分定数Ｋｄを乗算した値との和をフィードバック電流値Ｉｆとして算出し、ステップＳ３０６で、フィードバック電流値Ｉｆに保持電流値Ｉｈを加算して目標電流値ＩＴＧＴを算出する（ＩＴＧＴ←Ｉｆ＋Ｉｈ）。その後、ステップＳ３０７へ進み、今回の制御偏差ΔＶＴを次回ルーチン実行時の旧値ΔＶＴＯＬＤとしてＲＡＭ６３にストアしてルーチンを抜ける。
【００８１】
ここで、図３の保持電流値学習ルーチンについて説明する。この保持電流値学習ルーチンルは、所定周期（所定時間）毎に実行され、先ず、ステップＳ４０１で、現在の目標バルブタイミングＶＴＴＧＴが設定値Ａと設定値Ｂとによる領域内にあるか否かを調べる。設定値Ａは、最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値、設定値Ｂは最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値であり、図９に斜線で示すように、設定値Ａにより最遅角側の非学習領域が設定され、設定値Ｂにより最進角側の非学習領域が設定される。
【００８２】
本形態では、ＶＴＴＧＴ＝０°で最遅角、ＶＴＴＧＴ＝５０°で最進角であり、可変バルブタイミング機構２７の個体毎の機械的な位置のバラツキを考慮し、例えばＡ＝２〜５°Ｂ＝４５〜４８°の値がＲＯＭ６２に固定データとしてストアされている。
【００８３】
そして、ＶＴＴＧＴ＜Ａ或いはＶＴＴＧＴ＞Ｂであり、現在のバルブタイミング制御領域が保持電流の学習を禁止する非学習領域である場合には、ステップＳ０１からステップＳ４０６へジャンプして保持電流の学習条件が成立する継続時間を計時するための学習条件成立継続時間カウント値ＣＬＲを０にクリアし、ステップＳ４０７で、今回の実バルブタイミングＶＴを次回ルーチン実行時の旧値ＶＴＯＬＤとしてＲＡＭ６３にストアしてルーチンを抜ける。
【００８４】
また、ステップＳ４０１においてＡ≦ＶＴＴＧＴ≦Ｂであり、現在のバルブタイミング制御領域が保持電流の学習領域内にある場合には、ステップＳ４０１からステップＳ４０２へ進んで今回の実バルブタイミングＶＴと前回の実バルブタイミングＶＴＯＬＤとを比較し、ＶＴ＝ＶＴＯＬＤでバルブタイミングの制御状態が一定か否かを調べる。
【００８５】
そして、ＶＴ≠ＶＴＯＬＤの場合には、ステップＳ４０２から前述のステップＳ４０６，Ｓ４０７を経てルーチンを抜け、ＶＴ＝ＶＴＯＬＤの場合、ステップＳ４０２からステップＳ４０３へ進んで、学習条件成立継続時間カウント値ＣＬＲが設定値ＣＬＳ（例えば、数ｓｅｃ相当値）に達したか否かを調べる。
【００８６】
その結果、ステップＳ４０３において、ＣＬＲ＜ＣＬＳであり、実バルブタイミングが一定の定常状態にある学習条件の継続時間が設定値ＣＬＳにより定まる設定時間に達していない場合、ステップＳ４０４へ進んで学習条件成立継続時間カウント値ＣＬＲをカウントアップし（ＣＬＲ←ＣＬＲ＋１）ステップＳ４０７を経てルーチンを抜ける。
【００８７】
また、ステップＳ４０３において、ＣＬＲ≧ＣＬＳであり、実バルブタイミングが一定の定常状態にある学習条件が設定値ＣＬＳにより定まる設定時間継続した場合、ステップＳ４０３からステップＳ４０５へ進んで、現在の目標電流値ＩＴＧＴを保持電流値Ｉｈとして（Ｉｈ←ＩＴＧＴ）、バックアップＲＡＭ６４の学習値を更新し、前述のステップＳ４０６，Ｓ４０７を経てルーチンを抜ける。尚、保持電流値Ｉｈのイニシャルセット値は、予めシミュレーション或いは実験等によって求めた最適値がセットされる。
【００８８】
すなわち、保持電流の学習領域では、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対する制御電流が目標電流値に制御されてフィードバック電流値Ｉｆが０となり、可変バルブタイミング機構２７が一定の実バルブタイミング（カム位相）を保持する定常状態にある場合、本来、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに一致しなければならないが、経年変化等により保持電流値Ｉｈが変化すると、目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングの定常偏差が生じる。従って、このときの目標電流値ＩＴＧＴを保持電流値Ｉｈとして学習することで定常偏差を無くし、実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させることができる。
【００８９】
次に、図４の制御電流補正量設定ルーチンについて説明する。このルーチンでは、先ず、ステップＳ５０１で、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと最遅角側の設定値Ａとを比較し、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴによるバルブタイミング制御領域が最遅角側の非学習領域か否かを調べ、ＶＴＴＧＴ≧Ａであり、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴが最遅角側の非学習領域にある場合、更に、ステップＳ５０２で目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと最進角側の設定値Ｂとを比較し、最進角側の非学習領域か否かを調べる。
【００９０】
そして、ＶＴＴＧＴ≧Ａ且つＶＴＴＧＴ≦Ｂ、すなわち、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴによるバルブタイミング制御領域が最遅角ないし最遅角近傍でなく、且つ、最進角ないし最進角近傍でもない通常の領域で保持電流の学習領域である場合、ステップＳ５０２からステップＳ５０３へ進んで、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴが保持電流の非学習領域内にある継続時間を計時するためのカウント値Ｎをクリアし（Ｎ←０）、ステップＳ５０４で、制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを実質的に補正無しに対応する０として（ＩＶＴＣＯＲ←０）ルーチンを抜ける。
【００９１】
一方、ステップＳ５０１において、ＶＴＴＧＴ＜Ａであり、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴによるバルブタイミング制御領域が最遅角側の非学習領域である場合、ステップＳ５０１からステップＳ５０５へ進んで目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとを比較し、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対して実バルブタイミングＶＴが進角側にあるか否かを調べる。
【００９２】
その結果、ステップＳ５０５において、ＶＴＴＧＴ≧ＶＴの場合には、前述のステップＳ５０３，Ｓ５０４を経てルーチンを抜け、ＶＴＴＧＴ＜ＶＴの場合、ステップＳ５０６で、カウント値Ｎをカウントアップし（Ｎ←Ｎ＋１）、ステップＳ５０７で、カウント値Ｎが設定値Ｎｓ１（例えば、１〜５ｓｅｃ相当値）を越えたか否かを調べる。
【００９３】
そして、Ｎ≦Ｎｓ１の場合、前述のステップＳ５０４で制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを補正無しの０としてルーチンを抜け、Ｎ＞Ｎｓ１で、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対して実バルブタイミングＶＴが進角側にある時間が設定値Ｎｓ１により定まる設定時間継続した場合には、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの間に最遅角側において定常偏差があると判断し、ステップＳ５０８で、制御電流値ＩＶＴを減少補正し定常偏差に対応してバルブタイミングを遅角補正すべく、制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲに設定値Ｉｃｏｍｐ１（例えば、Ｉｃｏｍｐ１＝−５〜−５０ｍＡ）をセットし、ルーチンを抜ける。
【００９４】
また、ステップＳ５０１でＶＴＴＧＴ≧ＡによりステップＳ５０２へ進み、ステップＳ５０２においてＶＴＴＧＴ＞Ｂの場合、すなわち、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴによるバルブタイミング制御領域が最進角側の非学習領域である場合、ステップＳ５０２からステップＳ５０９へ進み、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとを比較して目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対して実バルブタイミングＶＴが遅角側にあるか否かを調べる。
【００９５】
その結果、ステップＳ５０９において、ＶＴＴＧＴ≦ＶＴの場合には、前述のステップＳ５０３，Ｓ５０４を経てルーチンを抜け、ＶＴＴＧＴ＞ＶＴの場合、ステップＳ５１０で、カウント値Ｎをカウントアップし（Ｎ←Ｎ＋１）、ステップＳ５１１で、カウント値Ｎが設定値Ｎｓ２（例えば、１〜５ｓｅｃ相当値）を越えたか否かを調べる。
【００９６】
そして、Ｎ≦Ｎｓ２の場合、前述のステップＳ５０４で制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを補正無しの０としてルーチンを抜け、Ｎ＞Ｎｓ２で、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対して実バルブタイミングＶＴが遅角側にある時間が設定値Ｎｓ２により定まる設定時間継続した場合には、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの間に最進角側において定常偏差があると判断し、ステップＳ５１２で、制御電流値ＩＶＴを増加補正し定常偏差に対応してバルブタイミングを進角補正すべく、制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲに設定値Ｉｃｏｍｐ２（例えば、Ｉｃｏｍｐ２＝５〜５０ｍＡ）をセットし、ルーチンを抜ける。
【００９７】
以上の制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲは、図５及び図６の制御電流値設定ルーチンにおいて、目標電流値ＩＴＧＴに加算され、ＰＩ制御によって設定される制御電流値ＩＶＴに対する補正が行われる。以下、制御電流値設定ルーチンについて説明する。
【００９８】
制御電流値設定ルーチンでは、先ず、ステップＳ６００で、目標電流値ＩＴＧＴに制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを加算して目標電流値ＩＴＧＴを更新し（ＩＴＧＴ←ＩＴＧＴ＋ＩＶＴＣＯＲ）、保持電流の非学習領域での定常偏差に対する補正を行う。
【００９９】
次いで、ステップＳ６０１へ進んで目標電流値ＩＴＧＴに対する制御電流値ＩＶＴの偏差ΔＩを算出し（ΔＩ←ＩＴＧＴ−ＩＶＴ）、ステップＳ６０２で、偏差ΔＩの絶対値と許容値Ｉｓとを比較し、制御電流値ＩＶＴがＰＩ制御における制御許容範囲（不感帯）内に収束しているか否かを調べる。
【０１００】
そして、ステップＳ６０２において、｜ΔＩ｜＜Ｉｓで制御電流値ＩＶＴが制御許容範囲内に収束している場合には、ステップＳ６０３，Ｓ６０４で、ＰＩ制御における積分成分（Ｉ分）Ｉｉ、比例成分（Ｐ分）Ｉｐをそれぞれ０にクリアし、ステップＳ６２２へ進む。ステップＳ６２２では、現在の制御電流値ＩＶＴにＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉを加算して新たな制御電流値ＩＶＴに更新し（ＩＶＴ←ＩＶＴ＋Ｉｐ＋Ｉｉ）、ステップＳ６２３以降で制御電流値ＩＶＴの上下限規制を行う。
【０１０１】
すなわち、ステップＳ６２３で、制御電流値ＩＶＴが下限値ＩＭＩＮ（例えば、ＩＭＩＮ＝１００ｍＡ）より小さいか否かを調べる。そして、ＩＶＴ＜ＩＭＩＮの場合、ステップＳ６２４で制御電流値ＩＶＴを下限値ＩＭＩＮに下限規制して（ＩＶＴ←ＩＭＩＮ）ルーチンを抜け、ＩＶＴ≧ＩＭＩＮの場合、ステップＳ６２５で制御電流値ＩＶＴが上限値ＩＭＡＸ（例えば、ＩＭＡＸ＝１０００ｍＡ）より大きいか否かを調べる。
【０１０２】
その結果、ステップＳ６２５において、ＩＶＴ≦ＩＭＡＸの場合には、制御電流値ＩＶＴが上下限の許容範囲内であるため、ステップＳ６２５からルーチンを抜け、ＩＶＴ＞ＩＭＡＸの場合、ステップＳ６２６で制御電流値ＩＶＴを上限値ＩＭＡＸに上限規制し（ＩＶＴ←ＩＭＡＸ）、ルーチンを抜ける。
【０１０３】
一方、ステップＳ６０２において｜ΔＩ｜≧Ｉｓであり、制御電流値ＩＶＴが制御許容範囲内に収束していない場合には、ステップＳ６０５へ進んで制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとを比較し、現在、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴに対して上側にあるか下側にあるかを調べる。
【０１０４】
その結果、ＩＶＴ＞ＩＴＧＴであり、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴより大きい場合、ステップＳ６０５からステップＳ６０６へ進み、反転判別フラグＦＬＧＲＴＮが１にセットされているか否かを調べる。反転判別フラグＦＬＧＲＴＮは、前回までに制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴを越えていたか否かを示すフラグであり、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴを越えた後、１にセットされ、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴ以下になった後、０にクリアされる。
【０１０５】
従って、ステップＳ６０５においてＩＶＴ＞ＩＴＧＴであり、且つステップＳ６０６でＦＬＧＲＴＮ＝０の場合、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴに対して下側から上側に反転した反転初回であると判断してステップＳ６０７へ進み、偏差ΔＩの絶対値に基づきＰ分テーブルＴＢＬＰを参照し、図１０に示すように、偏差ΔＩの絶対値が増加するに応じて段階的に大きくなるＰ分のダウン量ＰＤＷＮを設定する（ＰＤＷＮ←ＴＢＬＰ（｜ΔＩ｜））。
【０１０６】
そして、ステップＳ６０８で、Ｐ分Ｉｐによる反転初回のマイナス側へのスキップを実行すべくダウン量ＰＤＷＮのマイナス値を今回のＰ分Ｉｐとし（Ｉｐ←−ＰＤＷＮ）、ステップＳ６０９でＩ分Ｉｉを０とした後（Ｉｉ←０）、ステップＳ６１３で反転判別フラグＦＬＧＲＴＮをセットし（ＦＬＧＲＴＮ←１）、前述のステップＳ６２２でＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉにより制御電流値ＩＶＴを更新した後、ステップＳ６２３〜Ｓ６２６で制御電流値ＩＶＴを上下限規制してルーチンを抜ける。
【０１０７】
また、ステップＳ６０６でＦＬＧＲＴＮ＝１であり、既に反転初回のＰ分Ｉｐによるスキップがなされている場合、ステップＳ６０６からステップＳ６１０へ進み、偏差ΔＩの絶対値に基づきＩ分テーブルＴＢＬＩを参照して、図１１に示すように、Ｐ分テーブルＴＢＬＰと同様、偏差ΔＩの絶対値の増加に応じて段階的に大きくなるＩ分のダウン量ＩＤＷＮを設定する（ＩＤＷＮ←ＴＢＬＩ（｜ΔＩ｜）；但し、ＩＤＷＮ＜ＰＤＷＮ）。
【０１０８】
そして、ステップＳ６１１で、演算周期毎にＩ分Ｉｉにより制御電流を漸次減少させるべく、ダウン量ＩＤＷＮのマイナス値を今回のＩ分Ｉｉとし（Ｉｉ←−ＩＤＷＮ）、ステップＳ６１２でＰ分Ｉｐを０とした後（Ｉｐ←０）、ステップＳ６１３で反転判別フラグＦＬＧＲＴＮをセットし、前述のステップＳ６２２でＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉにより制御電流値ＩＶＴを更新した後、ステップＳ６２３〜Ｓ６２６で制御電流値ＩＶＴを上下限規制してルーチンを抜ける。
【０１０９】
次に、制御電流値ＩＶＴが制御許容範囲を外れて目標電流値ＩＴＧＴ以下である場合、ステップＳ６０１からステップＳ６０２を経てステップＳ６０５でＩＶＴ≦ＩＴＧＴによりステップＳ６１４へ進み、反転判別フラグＦＬＧＲＴＮの値を参照する。そして、ＦＬＧＲＴＮ＝１の場合、すなわち、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴに対して上側から下側に反転した反転初回である場合、ステップＳ６１５へ進み、偏差ΔＩの絶対値に基づき図１０に示すＰ分テーブルＴＢＬＰを参照してＰ分のアップ量ＰＵＰを設定する（ＰＵＰ←ＴＢＬＰ（｜ΔＩ｜））。
【０１１０】
そして、ステップＳ６１６で、Ｐ分Ｉｐによる反転初回のプラス側へのスキップを実行すべくアップ量ＰＵＰを今回のＰ分Ｉｐとし（Ｉｐ←ＰＵＰ）、ステップＳ６１７でＩ分Ｉｉを０とした後（Ｉｉ←０）、ステップＳ６２１で反転判別フラグＦＬＧＲＴＮをクリアし（ＦＬＧＲＴＮ←０）、前述のステップＳ６２２でＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉにより制御電流値ＩＶＴを更新した後、ステップＳ６２３〜Ｓ６２６で制御電流値ＩＶＴを上下限規制してルーチンを抜ける。
【０１１１】
また、ステップＳ６１４でＦＬＧＲＴＮ＝０であり、既に反転初回のＰ分Ｉｐによるスキップがなされている場合、ステップＳ６１４からステップＳ６１８へ進み、偏差ΔＩの絶対値に基づき図１１に示すＩ分テーブルＴＢＬＩを参照してＩ分のアップ量ＩＵＰを設定する（ＩＵＰ←ＴＢＬＩ（｜ΔＩ｜））。
【０１１２】
そして、ステップＳ６１９で、演算周期毎にＩ分Ｉｉにより制御電流を漸次増加させるべく、アップ量ＩＵＰを今回のＩ分Ｉｉとし（Ｉｉ←ＩＵＰ）、ステップＳ６２０でＰ分Ｉｐを０とした後（Ｉｐ←０）、ステップＳ６２１で反転判別フラグＦＬＧＲＴＮをクリアし、前述のステップＳ６２２でＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉにより制御電流値ＩＶＴを更新した後、ステップＳ６２３〜Ｓ６２６で制御電流値ＩＶＴを上下限規制してルーチンを抜ける。
【０１１３】
すなわち、図１２に示すように、目標電流値ＩＴＧＴが上昇した場合、先ず、制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとの偏差ΔＩに応じて設定されるアップ量ＰＵＰをＰ分Ｉｐとして制御電流値ＩＶＴをステップ的に増加させ、その後、演算周期毎に、制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとの偏差ΔＩに応じて設定されるアップ量ＩＵＰをＩ分Ｉｉとして、制御周期毎にＩ分Ｉｉずつ制御電流値ＩＶＴを漸次的に増加させることで、制御電流値ＩＶＴが許容値Ｉｓによる許容幅内に収束するよう制御する。
【０１１４】
一方、目標電流値ＩＴＧＴが低下した場合には、制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとの偏差ΔＩに応じて設定されるダウン量ＰＤＷＮのマイナス値をＰ分Ｉｐとして制御電流値ＩＶＴをステップ的に減少させ、その後、演算周期毎に、制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとの偏差ΔＩに応じて設定されるダウン量ＩＤＷＮのマイナス値をＩ分Ｉｉとして、制御周期毎にＩ分Ｉｉずつ制御電流値ＩＶＴを漸次的に減少させる。
【０１１５】
この場合、バルブタイミング制御領域が最遅角側の保持電流値の非学習領域にあり進角方向に定常偏差がある場合には、目標電流値ＩＴＧＴが設定値Ｉｃｏｍｐ１によってマイナス設定された制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲによって減少補正されるため、ＰＩ制御によるオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流値ＩＶＴが減少し、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａの油圧が低下すると共に遅角室３３ｂの油圧が上昇して実バルブタイミングが遅角化され、最遅角側の保持電流値の非学習領域における目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対する実バルブタイミングの定常偏差が解消される。
【０１１６】
同様に、バルブタイミング制御領域が最進角側の保持電流値の非学習領域にあり遅角方向に定常偏差がある場合には、目標電流値ＩＴＧＴが設定値Ｉｃｏｍｐ２によってプラス設定された制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲによって増加補正されるため、ＰＩ制御によるオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流値ＩＶＴが増加し、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａの油圧が上昇すると共に遅角室３３ｂの油圧が低下して実バルブタイミングが進角化され、最進角側の保持電流値の非学習領域における目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対する実バルブタイミングの定常偏差が解消される。
【０１１７】
すなわち、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域での保持電流の誤学習による目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を未然に回避し、バルブタイミング制御の制御性悪化を防止すると共に、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域で、保持電流を適正に学習できないことに起因する定常的な偏差を解消することができる。
【０１１８】
尚、本形態では、制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを目標電流値ＩＴＧＴに加算することでＰＩ制御によって設定される制御電流値ＩＶＴを補正するようにしているが、目標電流値ＩＴＧＴには制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを加算せず、ＰＩ制御によって設定された後の制御電流値ＩＶＴを、制御電流補正量ＩＶＣＯＲによって直接補正するようにしても良い。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値により設定される最遅角側の非学習領域、及び最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値により設定される最進角側の非学習領域において、油圧制御弁に対して可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値の学習を禁止するので、保持電流の誤学習による目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を未然に回避し、バルブタイミング制御における制御性悪化を防止することができる。
【０１２０】
その際、目標バルブタイミングが第１の判定閾値よりも遅角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが進角側にある状態が設定時間継続する場合、最遅角ないし最遅角近傍において進角方向に定常偏差があると判断して制御電流値を遅角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により制御電流値を補正するので、最遅角ないし最遅角近傍における進角方向の定常偏差を確実に判断し、保持電流を適正に学習できないことに起因して生じる定常偏差を的確に解消することができる。
【０１２２】
更に、請求項２記載の発明によれば、目標バルブタイミングが第２の判定閾値よりも進角側にあり、且つ、目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが遅角側にある状態が設定時間継続する場合、最進角ないし最進角近傍において遅角方向に定常偏差があると判断して制御電流値を進角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により制御電流値を補正するので、請求項１記載の発明の効果に加え、最進角ないし最進角近傍における遅角方向の定常偏差を確実に判断し、このときの定常偏差を的確に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルブタイミング制御ルーチンのフローチャート
【図２】目標電流値算出ルーチンのフローチャート
【図３】保持電流値学習ルーチンのフローチャート
【図４】制御電流補正量設定ルーチンのフローチャート
【図５】制御電流値設定ルーチンのフローチャート
【図６】制御電流値設定ルーチンのフローチャート（続き）
【図７】排気バルブに対する吸気バルブのバルブタイミングの変化を示す説明図
【図８】目標バルブタイミングテーブルの説明図
【図９】保持電流の非学習領域での定常偏差を示す説明図
【図１０】Ｐ分テーブルの説明図
【図１１】Ｉ分テーブルの説明図、
【図１２】ＰＩ制御による制御電流値設定の説明図
【図１３】クランクパルス、気筒判別パルス、及びカム位置パルスの関係を示すタイムチャート
【図１４】可変バルブタイミング機構付きエンジンの全体構成図
【図１５】可変バルブタイミング機構の概略構成図
【図１６】可変バルブタイミング機構の最進角状態を図１５のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図１７】可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図１５のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図１８】クランクロータとクランク角センサの正面図
【図１９】吸気カムプーリの背面図
【図２０】カムロータとカム位置センサの正面図
【図２１】電子制御系の回路構成図
【符号の説明】
１ …可変バルブタイミング機構付きエンジン
２７…可変バルブタイミング機構
３６Ｒ（３６Ｌ）…オイルフロー制御弁（油圧制御弁）
６０…ＥＣＵ（学習禁止手段、定常偏差判断手段、補正手段）
ＶＴＴＧＴ…目標バルブタイミング
ＶＴ…実バルブタイミング
ＩＶＴ…制御電流値
Ｉｆ…フィードバック電流値
Ｉｈ…保持電流値
ＩＶＴＣＯＲ…制御電流補正量（補正量）
Ａ…設定値（第１の判定閾値）
Ｂ…設定値（第２の判定閾値）
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構を備えたエンジンのバルブタイミング制御装置に関し、詳しくは、可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための油圧制御弁の保持電流値の誤学習を防止するエンジンのバルブタイミング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する可変バルブタイミング機構を備えた可変バルブタイミング機構付きエンジンが実用化されており、この種の可変バルブタイミング機構付きエンジンでは、エンジン運転状態に応じて吸気バルブと排気バルブとの少なくとも一方のバルブタイミングを連続的に変更する。
【０００３】
ここで、可変バルブタイミング機構は、一般に、油圧によって駆動される油圧駆動式が採用され、バルブタイミング制御においては、実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するよう可変バルブタイミング機構の油圧を制御する油圧制御弁に対する制御信号をフィードバック制御する。
【０００４】
また、バルブタイミングのフィードバック制御に際しては、油圧制御弁が所定の作動状態で可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持する油圧制御弁の制御電流を保持電流として学習することで、油圧制御弁の製造上のバラツキや油圧制御弁のドレイン量の相違等に起因する目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間の定常的な偏差を解消するようにしている。
【０００５】
保持電流の学習に係わる先行技術としては、例えば、特開平８−１０９８４０号公報に開示の技術があり、この先行技術では、目標電流に対するバルブタイミング変化速度の製品バラツキの上限品に対応する上限値と下限品に対応する下限値とを定め、この上限値と下限値との範囲内で保持電流の学習を行い、保持電流が上限値或いは下限値を逸脱する場合は保持電流の学習を禁止することで、可変バルブタイミング機構に異物が噛み込んだ場合にも、異物除去後に、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの制御偏差が過剰に大きくならないようにしている。
【０００６】
また、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間の定常的な偏差を解消する技術としては、特開平９−２１７６０９号公報に開示の技術があり、この先行技術では、目標相対角変化量(目標進角速度）が所定値以上で、目標相対角変化量と相対角変化量（実進角速度）との偏差が所定値以上のとき、定常的な偏差があると判断して相対回転角（実バルブタイミング）と目標相対回転角（目標バルブタイミング）とに基づいて算出されるフィードバック補正値に対して偏差補正値を加減算し、可変バルブタイミング機構に対する制御量（出力デューティ値）を設定することで、目標相対回転角及び相対回転角が遷移しているにも拘わらず、その間の偏差が解消しないときには、その偏差が解消する方向に可変バルブタイミング機構に対する制御量を補正し、油圧制御弁自体の製造上のバラツキ等に影響されずにバルブタイミングを正確に制御するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、可変バルブタイミング機構の最遅角位置及び最進角位置は、保持電流によりカム位相が保持されるのではなく、可変バルブタイミング機構の機構的なストッパにより保持される。このため、最進角及び最遅角で保持電流を学習すると、誤学習を生じる虞がある。
【０００８】
このような保持電流の誤学習に対し、特開平８−１０９８４０号公報による先行技術では、目標電流に対するバルブタイミング変化速度の製品バラツキの上限品に対応する上限値と下限品に対応する下限値との範囲を逸脱する場合に保持電流の学習を禁止するに過ぎず、最遅角及び最進角において保持電流が学習されることになり、誤学習された保持電流に基づいて油圧制御弁に対する制御電流が設定され、目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を生じ、バルブタイミング制御における制御性が悪化する虞がある。
【０００９】
この場合、可変バルブタイミング機構の最遅角位置及び最進角位置は、製品バラツキ等に起因して位置のバラツキ（誤差）があるため、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域では、保持電流を適正に学習できないことに起因する定常的な偏差が残る可能性があり、特開平９−２１７６０９号公報による先行技術では、フィードバック補正値に偏差補正値を加減算するため、油圧制御弁自体の製造上のバラツキに起因する定常偏差を解消できるものの、最遅角ないし最遅角近傍、及び最進角ないし最進角近傍では、定常的な偏差を解消することは困難である。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、第１の目的は、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域での保持電流の誤学習を防止することにあり、第２の目的は、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域で、保持電流を適正に学習できないことに起因する定常的な偏差を解消することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構を備え、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミングに実バルブタイミングが収束するよう油圧制御弁を電流制御して上記可変バルブタイミング機構を制御するエンジンのバルブタイミング制御装置において、最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値により最遅角側の非学習領域が設定され、最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値により最進角側の非学習領域が設定され、上記非学習領域において上記油圧制御弁に対して上記可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値の学習を禁止する学習禁止手段と、目標バルブタイミングが上記第１の判定閾値よりも遅角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが進角側にある状態が設定時間継続する場合、最遅角ないし最遅角近傍において目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間に進角方向に定常偏差があると判断する定常偏差判断手段と、上記定常偏差判断手段によって定常偏差があると判断されたとき、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に基づくフィードバック電流値と上記保持電流値とによる上記油圧制御弁の制御電流値を遅角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により上記制御電流値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記定常偏差判断手段は、目標バルブタイミングが上記第２の判定閾値よりも進角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが遅角側にある状態が設定時間継続する場合、最進角ないし最進角近傍において遅角方向に定常偏差があると判断し、上記補正手段は、上記制御電流値を進角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により上記制御電流値を補正することを特徴とする。
【００１５】
すなわち、請求項１記載の発明は、最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値により設定される最遅角側の非学習領域、及び最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値により設定される最進角側の非学習領域において、油圧制御弁に対して可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値の学習を禁止することで、保持電流の誤学習による目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を未然に回避し、バルブタイミング制御の制御性悪化を防止する。
その際、目標バルブタイミングが第１の判定閾値よりも遅角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが進角側にある状態が設定時間継続する場合、最遅角ないし最遅角近傍において目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間に進角方向に定常偏差があると判断し、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に基づくフィードバック電流値と保持電流値とによる油圧制御弁の制御電流値を遅角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により制御電流値を補正することで、最遅角ないし最遅角近傍における進角方向の定常偏差を確実に判断し、保持電流を適正に学習できないことに起因して生じる定常偏差を的確に解消する。
【００１８】
更に、請求項２記載の発明は、目標バルブタイミングが第２の判定閾値よりも進角側にあり、且つ、目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが遅角側にある状態が設定時間継続する場合、最進角ないし最進角近傍において遅角方向に定常偏差があると判断して制御電流値を進角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により制御電流値を補正することで、最進角ないし最進角近傍における遅角方向の定常偏差を確実に判断し、このときの定常偏差を的確に解消する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図２１は本発明の実施の一形態に係わり、図１はバルブタイミング制御ルーチンのフローチャート、図２は目標電流値算出ルーチンのフローチャート、図３は保持電流値学習ルーチンのフローチャート、図４は制御電流補正量設定ルーチンのフローチャート、図５及び図６は制御電流値設定ルーチンのフローチャート、図７は排気バルブに対する吸気バルブのバルブタイミングの変化を示す説明図、図８は目標バルブタイミングテーブルの説明図、図９は保持電流の非学習領域での定常偏差を示す説明図、図１０はＰ分テーブルの説明図、図１１はＩ分テーブルの説明図、図１２はＰＩ制御による制御電流値設定の説明図、図１３はクランクパルス、気筒判別パルス、及びカム位置パルスの関係を示すタイムチャート、図１４は可変バルブタイミング機構付きエンジンの全体構成図、図１５は可変バルブタイミング機構の概略構成図、図１６は可変バルブタイミング機構の最進角状態を図１５のＡ−Ａ断面で示す説明図、図１７は可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図１５のＡ−Ａ断面で示す説明図、図１８はクランクロータとクランク角センサの正面図、図１９は吸気カムプーリの背面図、図２０はカムロータとカム位置センサの正面図、図２１は電子制御系の回路構成図である。
【００２０】
先ず、本発明が適用される可変バルブタイミング機構付きエンジンの全体構成について、図１４に従い説明する。同図において、符号１は、可変バルブタイミング機構付きエンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）であり、図においては、ＤＯＨＣ水平対向型４気筒ガソリンエンジンを示す。このエンジン１のシリンダブロック１ａの左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けられ、各シリンダヘッド２に気筒毎に吸気ポート２ａと排気ポート２ｂとが形成されている。
【００２１】
エンジン１の吸気系としては、各吸気ポート２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテークマニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチャンバ４を介して、アクセルペダルに連動するスロットル弁５ａが介装されたスロットルチャンバ５が連通されている。そして、このスロットルチャンバ５の上流に吸気管６を介してエアクリーナ７が取付けられ、このエアクリーナ７に接続されるエアインテーク通路にチャンバ８が連通されている。
【００２２】
また、吸気管６には、スロットル弁５ａをバイパスするバイパス通路９が接続されており、このバイパス通路９に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路９を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転数を制御するアイドル制御弁１０が介装されている。
【００２３】
更に、インテークマニホルド３の各気筒の吸気ポート２ａの直上流に、インジェクタ１１が配設されている。また、先端の放電電極を燃焼室に露呈する点火プラグ１２が、シリンダヘッド２に各気筒毎に配設されている。そして、各点火プラグ１２は、イグナイタ内蔵イグニッションコイル１３に接続されている。
【００２４】
一方、エンジン１の排気系としては、シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通するエキゾーストマニホルド１４の集合部に排気管１５が連通され、この排気管１５に触媒コンバータ１６が介装されてマフラ１７に連通されている。
【００２５】
ここで、図１４〜図１７に基づいて、エンジン１の可変バルブタイミング機構について説明する。
【００２６】
エンジン１のクランク軸１８の回転は、左右バンクの各シリンダヘッド２内にそれぞれ配設された各吸気カム軸１９及び各排気カム軸２０に、クランク軸１８に固設されたクランクプーリ２１、タイミングベルト２２、吸気カム軸１９に介装された吸気カムプーリ２３、排気カム軸２０に固設された排気カムプーリ２４等を介して伝達され、クランク軸１８とカム軸１９，２０とが２対１の回転角度となるよう設定されている。そして、吸気カム軸１９に設けられたカム１９ａ、及び排気カム軸２０に設けられた排気カム（図示せず）は、それぞれクランク軸１８と２対１の回転角度に維持される各カム軸１９，２０の回転に基づいて、吸気バルブ２５、排気バルブ２６を開閉駆動する。
【００２７】
図１５に示すように、左右バンクの各吸気カム軸１９と吸気カムプーリ２３との間には、吸気カムプーリ２３と吸気カム軸１９とを相対回動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の回転位相（変位角）を連続的に変更する油圧駆動式可変バルブタイミング機構２７が配設されている。この可変バルブタイミング機構２７は、周知のように、リニアソレノイド弁或いはデューティソレノイド弁等からなる油圧制御弁としてのオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）によって油圧が切換えられるものであり、後述の電子制御装置６０からの駆動信号により作動する。尚、以下において、符号における添え字Ｌ，ＬＨは右バンク、Ｒ，ＲＨは左バンクを表す。
【００２８】
吸気カム軸１９は、シリンダヘッド２及びベアリングキャップ（図示せず）間において回転自在に支持され、吸気カム軸１９の先端部に、図１５〜図１７に示すように、３つのベーン２８ａを有するベーンロータ２８がボルト２９により一体回転可能に取付けられている。
【００２９】
また、吸気カムプーリ２３には、ハウジング３０及びハウジングカバー３１がボルト３２により一体回転可能に取付けられている。また、吸気カムプーリ２３の外周には、タイミングベルト２２を掛装するための外歯２３ａが多数形成されている。
【００３０】
そして、吸気カム軸１９が回動自在にハウジングカバー３１を貫通し、吸気カム軸１９に固設されたベーンロータ２８の各ベーン２８ａが吸気カムプーリ２３と一体のハウジング３０に形成された３つの扇状空間部３３に回動自在に収納される。各扇状空間部３３は、それぞれベーン２８ａによって進角室３３ａと遅角室３３ｂとに区画される。
【００３１】
進角室３３ａは、それぞれベーンロータ２８、吸気カム軸１９、シリンダヘッド２に形成された進角側オイル通路２８ｂ，１９ｂ，３４を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のＡポート３６ａに連通され、また、遅角室３３ｂは、それぞれベーンロータ２８、吸気カム軸１９、シリンダヘッド２に形成された遅角側オイル通路２８ｃ，１９ｃ，３５を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のＢポート３６ｂに連通されている。
【００３２】
オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、オイルパン３７からオイルポンプ３８、オイルフィルタ３９を介してオイルすなわち所定の油圧が供給されるオイル供給通路４０に接続するオイル供給ポート３６ｃと、２つのドレイン通路４１，４２にそれぞれ連通するドレインポート３６ｄ，３６ｆとを有し、４つのランド及び各ランド間に形成された３つのパッセージを有するスプール３６ｇを軸方向に往復動させることで、Ａポート３６ａ，Ｂポート３６ｂと、オイル供給ポート３６ｃ，ドレインポート３６ｄ又は３６ｆとを選択的に連通する。
【００３３】
本形態においては、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、後述の電子制御装置６０により電流制御されるリニアソレノイドをアクチュエータとして備える４方向制御弁であり、リニアソレノイドの通電電流に比例してスプール３６ｇが軸方向に移動し、オイルの流れ方向を切換えると共にパッセージの開度を調整し、各進角室３３ａ、遅角室３３ｂに供給する油圧の大きさが調整される。
【００３４】
また、符号２８ｄは、ベーンロータ２８のベーン２８ａに挿通されたストッパピンであり、可変バルブタイミング機構２７が最遅角状態のとき（図１７参照）、ハウジング３０に形成された孔３０ａに係合して位置決めを行う。すなわち、ベーンロータ２８の機械的な可動範囲は、図１６に示すように、ベーン２８ａが遅角室３３ｂ側のハウジング３０側壁に当接する最進角位置から、図１７に示すように、ベーン２８ａのストッパピン２８ｄが孔３０ａに係合する最遅角位置までとなる。
【００３５】
以上の可変バルブタイミング機構２７には、その作動位置を検出するセンサとして、クランク軸１８に軸着されて同期回転するクランクロータ４３外周の所定クランク角毎の突起４３ａ，４３ｂ，４３ｃ（図１８参照）を検出し、クランク角を表すクランクパルスを出力するクランク角センサ４４と、吸気カム軸１９の後端に固設されて同期回転するカムロータ４５外周の等角度毎の複数の突起４５ａ（図２０参照）を検出し、カム位置を表すカム位置パルスを出力するカム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）とが用いられる。
【００３６】
そして、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスを電子制御装置６０に入力し、該電子制御装置６０によって、クランクパルスとカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の実変位角（実バルブタイミング）を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づき設定した目標バルブタイミングに収束するよう可変バルブタイミング機構２７をフィードバック制御する。
【００３７】
本実施の形態においては、可変バルブタイミング機構２７を吸気カム軸１９側にのみ設け、図７に示すように、排気バルブ２６の開閉タイミングに対し、吸気バルブ２５の開閉タイミングをエンジン運転状態に応じて変更する。また、本形態で採用するリニアソレノイド式のオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）は、電子制御装置６０から出力される制御電流が大きいほど、スプール３６ｇが図１６に示すように左方向に移動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を進角させ、制御電流が小さい程、スプール３６ｇが図１７に示すように右方向に移動してクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を遅角させる。
【００３８】
すなわち、エンジン運転状態に基づいて設定した目標変位角（目標バルブタイミング）に対し、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルス、及び、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角が進角しているときには、電子制御装置６０は、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に出力する制御電流を減少して可変バルブタイミング機構２７の作動によりクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を遅角させ、クランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角が遅角しているときには、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に出力する制御電流を増加して可変バルブタイミング機構２７の作動によりクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角を進角させる。
【００３９】
オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流が増加すると、スプール３６ｇが図１６に示すように左方向に移動し、Ａポート３６ａとオイル供給ポート３６ｃとが連通して可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａが進角側オイル通路２８ｂ，１９ｂ，３４、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を介してオイル供給通路４０に連通する。また、これと共に、Ｂポート３６ｂとドレインポート３６ｆとが連通することで、可変バルブタイミング機構２７の遅角室３３ｂが遅角側オイル通路２８ｃ，１９ｃ，３５、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を介してドレイン通路４２に連通する。
【００４０】
その結果、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａにオイルが供給されて進角室３３ａに作用する油圧が上昇すると共に、遅角室３３ｂ内のオイルのドレインにより遅角室３３ｂに作用する油圧が低下し、図１６に示すように、ベーンロータ２８が図の時計回り方向に回動し、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角が進角化されて、吸気カム軸１９の吸気カム１９ａによって駆動される吸気バルブ２５の開閉タイミングが進角される。
【００４１】
逆に、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流が減少すると、スプール３６ｇが図１７に示すように右方向に移動し、Ａポート３６ａとドレインポート３６ｄとが連通して可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａが進角側オイル通路２８ｂ，１９ｂ，３４、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を介してドレイン通路４１に連通する。また、これと共に、Ｂポート３６ｂとオイル供給ポート３６ｃとが連通することで、可変バルブタイミング機構２７の遅角室３３ｂが遅角側オイル通路２８ｃ，１９ｃ，３５、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）を介してオイル供給通路４０に連通する。
【００４２】
これにより、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａ内のオイルのドレインにより進角室３３ａに作用する油圧が低下すると共に、遅角室３３ｂにオイルが供給されて遅角室３３ｂに作用する油圧が上昇し、図１７に示すように、ベーンロータ２８が図の反時計回り方向に回動し、吸気カムプーリ２３に対する吸気カム軸１９の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角が遅角化されて、吸気カム軸１９の吸気カム１９ａによって駆動される吸気バルブ２５の開閉タイミングが遅角される。
【００４３】
次に、エンジン運転状態を検出するためのセンサ類について説明する。吸気管６のエアクリーナ７の直下流には、ホットワイヤ或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量センサ４７が介装され、スロットルチャンバ５に配設されたスロットル弁５ａにスロットル開度センサ４８が連設されている。
【００４４】
また、エンジン１のシリンダブロック１ａにノックセンサ４９が取付けられ、シリンダブロック１ａの左右両バンクを連通する冷却水通路５０に冷却水温センサ５１が臨まされている。そして、触媒コンバータ１６の上流にＯ2センサ５２が配設されている。
【００４５】
また、エンジン１のクランク軸１８に軸着するクランクロータ４３の外周にクランク角センサ４４が対設され、更に、クランク軸１８に対し１／２回転する吸気カムプーリ２３の裏面に気筒判別センサ５３が対設され（図１５参照）、吸気カム軸１９の後端に固設されたカムロータ４５の外周にカム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）が対設されている。
【００４６】
クランクロータ４３は、図１８に示すように、その外周に突起４３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成され、これらの各突起４３ａ，４３ｂ，４３ｃが、各気筒（＃１，＃２気筒と＃３，＃４気筒）の圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）θ１，θ２，θ３の位置に形成されている。本形態においては、θ１＝９７°ＣＡ，θ２＝６５°ＣＡ，θ３＝１０°ＣＡである。
【００４７】
また、図１９に示すように、吸気カムプーリ２３の裏面の外周側に、気筒判別用の突起２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが形成され、突起２３ｂが＃３，＃４気筒の圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）θ４の位置に形成され、突起２３ｃが３個の突起で構成されて最初の突起が＃１気筒のＡＴＤＣθ５の位置に形成されている。更に、突起２３ｄが２個の突起で形成され、最初の突起が＃２気筒のＡＴＤＣθ６の位置に形成されている。尚、本形態においては、θ４＝２０°ＣＡ，θ５＝５°ＣＡ，θ６＝２０°ＣＡである。また、これら気筒判別用の突起２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、及び、気筒判別センサ５３は、一方のバンクのみに設けられる。
【００４８】
さらに、本形態で採用するエンジン１が４気筒エンジンであるのに対応して、カムロータ４５は、図２０に示すように、その外周にカム位置検出用の突起４５ａが１８０°ＣＡの等角度毎に１個づつ計４個形成されている。そして、これら各突起４５ａは、可変バルブタイミング機構２７の作動によって、各気筒の圧縮上死点を基準として、θ７＝ＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１０°ＣＡの間で変化する。
【００４９】
尚、図２０においては、ＲＨ側の吸気カム軸１９に固設されているカムロータ４５を示すが、ＬＨ側の吸気カム軸１９にも、同様にカムロータ４５が固設され、その外周にカム位置検出用の突起４５ａが１８０°ＣＡの等角度毎に４個形成されており、これら各突起４５ａは、可変バルブタイミング機構２７の作動によって、各気筒の圧縮上死点を基準として、θ８＝ＢＴＤＣ４０°ＣＡ〜ＡＴＤＣ１０°ＣＡの間で変化する。
【００５０】
そして、図１３のタイムチャートに示すように、エンジン運転に伴い、クランク軸１８、吸気カムプーリ２３、及び吸気カム軸１９の回転により、クランクロータ４３及びカムロータ４５が回転して、クランクロータ４３の各突起４３ａ，４３ｂ，４３ｃがクランク角センサ４４によって検出され、クランク角センサ４４からθ１，θ２，θ３（ＢＴＤＣ９７°，６５°，１０°ＣＡ）の各クランクパルスがエンジン１／２回転（１８０°ＣＡ）毎に出力される。また、θ３クランクパルスとθ１クランクパルスとの間で吸気カムプーリ２３の各突起２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが気筒判別センサ５３によって検出され、気筒判別センサ５３から所定数の気筒判別パルスが出力される。
【００５１】
また、可変バルブタイミング機構２７によってクランク軸１８に対し回転位相が変化する右バンク，左バンクの各吸気カム軸１９の後端に固設されたカムロータ４５の各突起４５ａがカム位置センサ４６Ｒ，４６Ｌによって検出され、カム位置センサ４６Ｒ，４６Ｌからそれぞれθ７，θ８のカム位置パルスが出力される。
【００５２】
そして、以下のエンジン制御用の電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）６０において、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルスの入力間隔時間に基づいてエンジン回転数ＮＥを算出し、また、各気筒の燃焼行程順（例えば、＃１気筒→＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒）と、気筒判別センサ５３からの気筒判別パルスをカウンタによって計数した値とのパターンに基づいて、燃焼行程気筒、燃料噴射対象気筒や点火対象気筒の気筒判別を行う。さらに、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルス（例えば、突起４３ｂに対応するθ２クランクパルス）、及び、カム位置センサ４６Ｒ，４６Ｌから出力されるθ７，θ８カム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の実変位角（実バルブタイミング）を算出する。
【００５３】
ＥＣＵ６０は、前述のインジェクタ１１、点火プラグ１２、アイドル制御弁１０、可変バルブタイミング機構２７に供給する油圧を調節するためのオイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌ等のアクチュエータ類に対する制御量の演算、制御信号の出力、すなわち、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、吸気バルブ２５に対するバルブタイミング制御等を行うものであり、図２１に示すように、ＣＰＵ６１、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３、バックアップＲＡＭ６４、カウンタ・タイマ群６５、及びＩ／Ｏインターフェイス６６がバスラインを介して接続されるマイクロコンピュータを中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定電圧回路６７、Ｉ／Ｏインターフェイス６６に接続される駆動回路６８、Ａ／Ｄ変換器６９等の周辺回路が内蔵されている。
【００５４】
尚、カウンタ・タイマ群６５は、フリーランカウンタ、気筒判別センサ信号（気筒判別パルス）の入力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイマ、点火用タイマ、定期割込みを発生させるための定期割込み用タイマ、クランク角センサ信号（クランクパルス）の入力間隔計時用タイマ、及びシステム異常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカウンタ・タイマが用いられる。
【００５５】
定電圧回路６７は、２回路のリレー接点を有する電源リレー７０の第１のリレー接点を介してバッテリ７１に接続され、電源リレー７０は、そのリレーコイルの一端が接地され、リレーコイルの他端が駆動回路６８に接続されている。尚、電源リレー７０の第２のリレー接点には、バッテリ７１から各アクチュエータに電源を供給するための電源線が接続されている。バッテリ７１には、イグニッションスイッチ７２の一端が接続され、このイグニッションスイッチ７２の他端がＩ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートに接続されている。
【００５６】
さらに、定電圧回路６７は、直接、バッテリ７１に接続されており、イグニッションスイッチ７２のＯＮが検出されて電源リレー７０の接点が閉となると、ＥＣＵ６０内の各部へ電源を供給する一方、イグニッションスイッチ７２のＯＮ，ＯＦＦに拘らず、常時、バックアップＲＡＭ６４にバックアップ用の電源を供給する。
【００５７】
Ｉ／Ｏインターフェイス６６の入力ポートには、ノックセンサ４９、クランク角センサ４４、気筒判別センサ５３、カム位置センサ４６Ｒ，４６Ｌ、車速を検出するための車速センサ５４が接続されており、更に、Ａ／Ｄ変換器６９を介して、吸入空気量センサ４７、スロットル開度センサ４８、冷却水温センサ５１、及びＯ2センサ５２が接続されると共に、バッテリ電圧ＶBが入力されてモニタされる。
【００５８】
一方、Ｉ／Ｏインターフェイス６６の出力ポートには、アイドル制御弁１０、インジェクタ１１、オイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌ、及び、電源リレー７０のリレーコイルが駆動回路６８を介して接続されると共に、イグナイタ内蔵イグニッションコイル１３のイグナイタ１３ａが接続されている。
【００５９】
ＥＣＵ６０は、ＲＯＭ６２に記憶されている制御プログラムに従って、Ｉ／Ｏインターフェイス６６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの検出信号、及びバッテリ電圧等をＣＰＵ６１で処理すると共に、ＲＡＭ６３に格納される各種データ、バックアップＲＡＭ６４に格納されている各種学習値データ、及びＲＯＭ６２に記憶されている固定データ等に基づき、燃料噴射量、点火時期、アイドル制御弁１０に対する制御信号のデューティ比、オイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌに対する制御電流値等を演算し、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回転数制御、バルブタイミング制御等のエンジン制御を行う。
【００６０】
ここで、上述のように、可変バルブタイミング機構２７によるバルブタイミング制御においては、クランク角センサ４４から出力されるクランクパルスと、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスとに基づいて基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の実変位角（実バルブタイミング）を算出し、この実バルブタイミングがエンジン運転状態に基づいて設定した目標バルブタイミングに収束するようオイルフロー制御弁３６Ｒ，３６Ｌに対する制御電流値を演算し、この制御電流値による制御電流をオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に出力して可変バルブタイミング機構２７をフィードバック制御する。
【００６１】
詳細には、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対する制御電流値は、目標電流値と現在の制御電流値との比較結果に応じた比例積分制御（ＰＩ制御）によって設定され、目標電流値は、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に応じた比例微分制御（ＰＤ制御）によるフィードバック電流値に、可変バルブタイミング機構２７を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値を加算して算出される。
【００６２】
保持電流値は、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の製造上のバラツキやドレイン量の個体毎の相違等に起因する目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間の定常的な偏差を解消するため、個別の制御系のオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）毎に学習されるが、最遅角ないし最遅角近傍、及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域では学習が禁止される。
【００６３】
すなわち、可変バルブタイミング機構２７の最遅角位置及び最進角位置は、保持電流によってカム位相が保持されるわけではなく、機械的なストッパによって保持され、また、個体毎に機械的なバラツキが存在する。このため、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域では、保持電流値の学習を禁止して誤学習を防止することで、保持電流の誤学習による目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を未然に回避し、バルブタイミング制御の制御性悪化を防止する。
【００６４】
この場合、保持電流の学習を禁止する非学習領域では、図９の斜線で示すように、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間に定常偏差が残る虞がある。このため、ＥＣＵ６０は、定常偏差を解消するための制御電流値の補正量（制御電流補正量）を設定し、この制御電流補正量を用いてオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対する制御電流値を補正することで、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域での定常偏差を解消するようにしている。
【００６５】
すなわち、ＥＣＵ６０は、バルブタイミング制御機能において本発明に係わる学習禁止手段、定常偏差判断手段、補正手段としての機能を含み、具体的には、図１〜図６に示すルーチンによって各手段の機能を実現する。
【００６６】
以下、ＥＣＵ６０によるバルブタイミング制御に係わる処理について、図１〜図６に示すフローチャートに従って説明する。
【００６７】
図１は、イグニッションスイッチ７２がＯＮされ、ＥＣＵ６０に電源が投入されてシステムがイニシャライズされた後、所定周期毎（所定時間毎：例えば、１０ｍｓｅｃ毎）に実行されるバルブタイミング制御ルーチンであり、先ず、ステップＳ１０１で、図２に示す目標電流値算出ルーチンを実行し、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対するフィードバック制御の目標電流値ＩＴＧＴを算出する。
【００６８】
前述したように、目標電流値ＩＴＧＴは、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミング（目標進角値）ＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの偏差に応じた比例微分制御（ＰＤ制御）によるフィードバック電流値Ｉｆに、保持電流値Ｉｈを加算した電流値である。
【００６９】
保持電流値Ｉｈは、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）のスプール３６ｇを、そのランドを以ってＡポート３６ａ及びＢポート３６ｂを閉塞する位置に保持し、シリンダヘッド２側の進角側オイル通路３４、遅角側オイル通路３５を、オイルフロー制御弁３６Ｌ（３６Ｒ）のオイル供給ポート３６ｃ、ドレインポート３６ｄ，３６ｆから遮断することで、可変バルブタイミング機構２７のベーンロータ２８を進角側にも遅角側にも変位させず（移動速度を０とし）、所定のバルブタイミング（カム位相）に収束した定常状態に保持するための電流値であり、後述する図３の保持電流値学習ルーチンにより、個別の制御系のオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）毎に学習される。
【００７０】
次に、ステップＳ１０２へ進み、図４に示す制御電流補正量設定ルーチンを実行し、保持電流値の学習が禁止される最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域での定常偏差を解消するため、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対する制御電流値ＩＶＴの補正量（制御電流補正量）ＩＶＴＣＯＲを設定する。
【００７１】
その後、ステップＳ１０３へ進んで図５及び図６に示す制御電流値設定ルーチンを実行し、前述の制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを用いて保持電流の非学習域における定常偏差を解消したオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流値ＩＶＴを設定すると、ステップＳ１０４で、制御電流値ＩＶＴによる制御電流を駆動回路６８を介してオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に出力すべく制御電流値ＩＶＴをセットし、ルーチンを抜ける。
【００７２】
次に、以上のバルブタイミング制御ルーチンにおける各サブルーチン、すなわち、ステップＳ１０１の目標電流値算出ルーチン、ステップＳ１０２の制御電流補正量設定ルーチン、ステップＳ１０３の制御電流値設定ルーチンについて説明する。
【００７３】
先ず、図２の目標電流値算出ルーチンについて説明する。このルーチンでは、ステップＳ３０１で、カム位置センサ４６Ｒ（４６Ｌ）から出力されるカム位置パルスとクランク角センサ４４から出力されるクランクパルスとに基づき、クランク軸１８に対する吸気カム軸１９の実バルブタイミング（実進角値；実変位角）ＶＴを算出する。
【００７４】
具体的には、クランクパルスによって算出されるエンジン回転数ＮＥから単位角度当たりの回転時間を求め、この単位角度回転当たりの時間に、θ２クランクパルスが入力してからθ７，θ８カム位置パルスが入力するまでの時間を乗算することで、θ２クランクパルスによる基準クランク角に対する吸気カム位置の回転位相、すなわちクランク軸１８に対する吸気カム軸１９の変位角に換算することで実バルブタイミングＶＴを算出する。
【００７５】
次いで、ステップＳ３０２へ進み、エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ（＝Ｋ×Ｑ／ＮＥ；Ｑは吸入空気量、Ｋはインジェクタ特性補正定数）とエンジン回転数ＮＥとに基づいてテーブルを検索し、補間計算により目標バルブタイミング（目標進角値；目標変位角）ＶＴＴＧＴを設定する。
【００７６】
すなわち、図８に示すように、バルブタイミング制御領域を、エンジン負荷とエンジン回転数とによる運転状態に応じて４つの領域に分け、それぞれ目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを設定してエンジン１を最適な状態に制御するようにしており、低負荷低回転のアイドル領域においては、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを０°として、吸気バルブ２５の開閉タイミングを進角量＝０°の最遅角状態に制御し、排気バルブ２６と吸気バルブ２５とのオーバラップをなくしてアイドル回転安定化を図る。
【００７７】
また、中負荷運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを小〜中の進角量に設定し、吸気バルブ２５の開閉タイミングを進角側に制御し、排気バルブ２６と吸気バルブ２５とのオーバラップ量を大きくして内部ＥＧＲ率を増加することで、エンジンのポンピングロスを低減して燃費の向上を図る一方、高負荷運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを進角量大に設定して吸気バルブ２５の開閉タイミングを中負荷域よりも進角側に制御し、排気バルブ２６と吸気バルブ２５とのオーバラップを増加させて充填効率及び掃気効率を高め、エンジン出力を向上する。更に、低負荷高回転の運転領域では、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴを進角量小として吸気バルブ２５の開閉タイミングを遅角側に制御し、バルブオーバラップ量を減少させてエンジンの過回転を防止する。
【００７８】
尚、各気筒の吸気バルブ２５、排気バルブ２６のうち、前側の吸気バルブ２５、排気バルブ２６において、排気バルブ２６に対する吸気バルブ２５の最遅角時のバルブオーバラップ量は、例えば、６°ＣＡに設定され、最進角時のバルブオーバラップ量は、例えば５６°ＣＡに設定される。また、各気筒の吸気バルブ２５、排気バルブ２６のうち、後側の吸気バルブ２５、排気バルブ２６において、排気バルブ２６に対する吸気バルブ２５の最遅角時のバルブオーバラップ量は、例えば１０°ＣＡに設定され、最進角時のバルブオーバラップ量は例えば６０°ＣＡに設定される。この場合、各吸気カム軸１９のクランク軸１８（吸気カムプーリ２３）に対する回転位相は、可変バルブタイミング機構２７によって、最大５０°ＣＡ変化する。
【００７９】
その後、ステップＳ３０３へ進み、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴから実バルブタイミングＶＴを減算して制御偏差ΔＶＴを算出すると（ΔＶＴ←ＶＴＴＧＴ−ＶＴ）、ステップＳ３０４で、今回の制御偏差ΔＶＴと前回の制御偏差ΔＶＴＯＬＤとの差分をとって微分偏差ｄΔＶＴ／ｄｔを求め（ｄΔＶＴ／ｄｔ←ΔＶＴ−ΔＶＴＯＬＤ）、ステップＳ３０５へ進む。
【００８０】
ステップＳ３０５では、制御偏差ΔＶＴにＰＤ制御の比例定数Ｋｐを乗算した値と微分偏差ｄΔＶＴ／ｄｔにＰＤ制御の微分定数Ｋｄを乗算した値との和をフィードバック電流値Ｉｆとして算出し、ステップＳ３０６で、フィードバック電流値Ｉｆに保持電流値Ｉｈを加算して目標電流値ＩＴＧＴを算出する（ＩＴＧＴ←Ｉｆ＋Ｉｈ）。その後、ステップＳ３０７へ進み、今回の制御偏差ΔＶＴを次回ルーチン実行時の旧値ΔＶＴＯＬＤとしてＲＡＭ６３にストアしてルーチンを抜ける。
【００８１】
ここで、図３の保持電流値学習ルーチンについて説明する。この保持電流値学習ルーチンルは、所定周期（所定時間）毎に実行され、先ず、ステップＳ４０１で、現在の目標バルブタイミングＶＴＴＧＴが設定値Ａと設定値Ｂとによる領域内にあるか否かを調べる。設定値Ａは、最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値、設定値Ｂは最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値であり、図９に斜線で示すように、設定値Ａにより最遅角側の非学習領域が設定され、設定値Ｂにより最進角側の非学習領域が設定される。
【００８２】
本形態では、ＶＴＴＧＴ＝０°で最遅角、ＶＴＴＧＴ＝５０°で最進角であり、可変バルブタイミング機構２７の個体毎の機械的な位置のバラツキを考慮し、例えばＡ＝２〜５°Ｂ＝４５〜４８°の値がＲＯＭ６２に固定データとしてストアされている。
【００８３】
そして、ＶＴＴＧＴ＜Ａ或いはＶＴＴＧＴ＞Ｂであり、現在のバルブタイミング制御領域が保持電流の学習を禁止する非学習領域である場合には、ステップＳ０１からステップＳ４０６へジャンプして保持電流の学習条件が成立する継続時間を計時するための学習条件成立継続時間カウント値ＣＬＲを０にクリアし、ステップＳ４０７で、今回の実バルブタイミングＶＴを次回ルーチン実行時の旧値ＶＴＯＬＤとしてＲＡＭ６３にストアしてルーチンを抜ける。
【００８４】
また、ステップＳ４０１においてＡ≦ＶＴＴＧＴ≦Ｂであり、現在のバルブタイミング制御領域が保持電流の学習領域内にある場合には、ステップＳ４０１からステップＳ４０２へ進んで今回の実バルブタイミングＶＴと前回の実バルブタイミングＶＴＯＬＤとを比較し、ＶＴ＝ＶＴＯＬＤでバルブタイミングの制御状態が一定か否かを調べる。
【００８５】
そして、ＶＴ≠ＶＴＯＬＤの場合には、ステップＳ４０２から前述のステップＳ４０６，Ｓ４０７を経てルーチンを抜け、ＶＴ＝ＶＴＯＬＤの場合、ステップＳ４０２からステップＳ４０３へ進んで、学習条件成立継続時間カウント値ＣＬＲが設定値ＣＬＳ（例えば、数ｓｅｃ相当値）に達したか否かを調べる。
【００８６】
その結果、ステップＳ４０３において、ＣＬＲ＜ＣＬＳであり、実バルブタイミングが一定の定常状態にある学習条件の継続時間が設定値ＣＬＳにより定まる設定時間に達していない場合、ステップＳ４０４へ進んで学習条件成立継続時間カウント値ＣＬＲをカウントアップし（ＣＬＲ←ＣＬＲ＋１）ステップＳ４０７を経てルーチンを抜ける。
【００８７】
また、ステップＳ４０３において、ＣＬＲ≧ＣＬＳであり、実バルブタイミングが一定の定常状態にある学習条件が設定値ＣＬＳにより定まる設定時間継続した場合、ステップＳ４０３からステップＳ４０５へ進んで、現在の目標電流値ＩＴＧＴを保持電流値Ｉｈとして（Ｉｈ←ＩＴＧＴ）、バックアップＲＡＭ６４の学習値を更新し、前述のステップＳ４０６，Ｓ４０７を経てルーチンを抜ける。尚、保持電流値Ｉｈのイニシャルセット値は、予めシミュレーション或いは実験等によって求めた最適値がセットされる。
【００８８】
すなわち、保持電流の学習領域では、オイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）に対する制御電流が目標電流値に制御されてフィードバック電流値Ｉｆが０となり、可変バルブタイミング機構２７が一定の実バルブタイミング（カム位相）を保持する定常状態にある場合、本来、実バルブタイミングが目標バルブタイミングに一致しなければならないが、経年変化等により保持電流値Ｉｈが変化すると、目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングの定常偏差が生じる。従って、このときの目標電流値ＩＴＧＴを保持電流値Ｉｈとして学習することで定常偏差を無くし、実バルブタイミングを目標バルブタイミングに一致させることができる。
【００８９】
次に、図４の制御電流補正量設定ルーチンについて説明する。このルーチンでは、先ず、ステップＳ５０１で、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと最遅角側の設定値Ａとを比較し、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴによるバルブタイミング制御領域が最遅角側の非学習領域か否かを調べ、ＶＴＴＧＴ≧Ａであり、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴが最遅角側の非学習領域にある場合、更に、ステップＳ５０２で目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと最進角側の設定値Ｂとを比較し、最進角側の非学習領域か否かを調べる。
【００９０】
そして、ＶＴＴＧＴ≧Ａ且つＶＴＴＧＴ≦Ｂ、すなわち、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴによるバルブタイミング制御領域が最遅角ないし最遅角近傍でなく、且つ、最進角ないし最進角近傍でもない通常の領域で保持電流の学習領域である場合、ステップＳ５０２からステップＳ５０３へ進んで、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴが保持電流の非学習領域内にある継続時間を計時するためのカウント値Ｎをクリアし（Ｎ←０）、ステップＳ５０４で、制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを実質的に補正無しに対応する０として（ＩＶＴＣＯＲ←０）ルーチンを抜ける。
【００９１】
一方、ステップＳ５０１において、ＶＴＴＧＴ＜Ａであり、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴによるバルブタイミング制御領域が最遅角側の非学習領域である場合、ステップＳ５０１からステップＳ５０５へ進んで目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとを比較し、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対して実バルブタイミングＶＴが進角側にあるか否かを調べる。
【００９２】
その結果、ステップＳ５０５において、ＶＴＴＧＴ≧ＶＴの場合には、前述のステップＳ５０３，Ｓ５０４を経てルーチンを抜け、ＶＴＴＧＴ＜ＶＴの場合、ステップＳ５０６で、カウント値Ｎをカウントアップし（Ｎ←Ｎ＋１）、ステップＳ５０７で、カウント値Ｎが設定値Ｎｓ１（例えば、１〜５ｓｅｃ相当値）を越えたか否かを調べる。
【００９３】
そして、Ｎ≦Ｎｓ１の場合、前述のステップＳ５０４で制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを補正無しの０としてルーチンを抜け、Ｎ＞Ｎｓ１で、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対して実バルブタイミングＶＴが進角側にある時間が設定値Ｎｓ１により定まる設定時間継続した場合には、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの間に最遅角側において定常偏差があると判断し、ステップＳ５０８で、制御電流値ＩＶＴを減少補正し定常偏差に対応してバルブタイミングを遅角補正すべく、制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲに設定値Ｉｃｏｍｐ１（例えば、Ｉｃｏｍｐ１＝−５〜−５０ｍＡ）をセットし、ルーチンを抜ける。
【００９４】
また、ステップＳ５０１でＶＴＴＧＴ≧ＡによりステップＳ５０２へ進み、ステップＳ５０２においてＶＴＴＧＴ＞Ｂの場合、すなわち、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴによるバルブタイミング制御領域が最進角側の非学習領域である場合、ステップＳ５０２からステップＳ５０９へ進み、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとを比較して目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対して実バルブタイミングＶＴが遅角側にあるか否かを調べる。
【００９５】
その結果、ステップＳ５０９において、ＶＴＴＧＴ≦ＶＴの場合には、前述のステップＳ５０３，Ｓ５０４を経てルーチンを抜け、ＶＴＴＧＴ＞ＶＴの場合、ステップＳ５１０で、カウント値Ｎをカウントアップし（Ｎ←Ｎ＋１）、ステップＳ５１１で、カウント値Ｎが設定値Ｎｓ２（例えば、１〜５ｓｅｃ相当値）を越えたか否かを調べる。
【００９６】
そして、Ｎ≦Ｎｓ２の場合、前述のステップＳ５０４で制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを補正無しの０としてルーチンを抜け、Ｎ＞Ｎｓ２で、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対して実バルブタイミングＶＴが遅角側にある時間が設定値Ｎｓ２により定まる設定時間継続した場合には、目標バルブタイミングＶＴＴＧＴと実バルブタイミングＶＴとの間に最進角側において定常偏差があると判断し、ステップＳ５１２で、制御電流値ＩＶＴを増加補正し定常偏差に対応してバルブタイミングを進角補正すべく、制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲに設定値Ｉｃｏｍｐ２（例えば、Ｉｃｏｍｐ２＝５〜５０ｍＡ）をセットし、ルーチンを抜ける。
【００９７】
以上の制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲは、図５及び図６の制御電流値設定ルーチンにおいて、目標電流値ＩＴＧＴに加算され、ＰＩ制御によって設定される制御電流値ＩＶＴに対する補正が行われる。以下、制御電流値設定ルーチンについて説明する。
【００９８】
制御電流値設定ルーチンでは、先ず、ステップＳ６００で、目標電流値ＩＴＧＴに制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを加算して目標電流値ＩＴＧＴを更新し（ＩＴＧＴ←ＩＴＧＴ＋ＩＶＴＣＯＲ）、保持電流の非学習領域での定常偏差に対する補正を行う。
【００９９】
次いで、ステップＳ６０１へ進んで目標電流値ＩＴＧＴに対する制御電流値ＩＶＴの偏差ΔＩを算出し（ΔＩ←ＩＴＧＴ−ＩＶＴ）、ステップＳ６０２で、偏差ΔＩの絶対値と許容値Ｉｓとを比較し、制御電流値ＩＶＴがＰＩ制御における制御許容範囲（不感帯）内に収束しているか否かを調べる。
【０１００】
そして、ステップＳ６０２において、｜ΔＩ｜＜Ｉｓで制御電流値ＩＶＴが制御許容範囲内に収束している場合には、ステップＳ６０３，Ｓ６０４で、ＰＩ制御における積分成分（Ｉ分）Ｉｉ、比例成分（Ｐ分）Ｉｐをそれぞれ０にクリアし、ステップＳ６２２へ進む。ステップＳ６２２では、現在の制御電流値ＩＶＴにＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉを加算して新たな制御電流値ＩＶＴに更新し（ＩＶＴ←ＩＶＴ＋Ｉｐ＋Ｉｉ）、ステップＳ６２３以降で制御電流値ＩＶＴの上下限規制を行う。
【０１０１】
すなわち、ステップＳ６２３で、制御電流値ＩＶＴが下限値ＩＭＩＮ（例えば、ＩＭＩＮ＝１００ｍＡ）より小さいか否かを調べる。そして、ＩＶＴ＜ＩＭＩＮの場合、ステップＳ６２４で制御電流値ＩＶＴを下限値ＩＭＩＮに下限規制して（ＩＶＴ←ＩＭＩＮ）ルーチンを抜け、ＩＶＴ≧ＩＭＩＮの場合、ステップＳ６２５で制御電流値ＩＶＴが上限値ＩＭＡＸ（例えば、ＩＭＡＸ＝１０００ｍＡ）より大きいか否かを調べる。
【０１０２】
その結果、ステップＳ６２５において、ＩＶＴ≦ＩＭＡＸの場合には、制御電流値ＩＶＴが上下限の許容範囲内であるため、ステップＳ６２５からルーチンを抜け、ＩＶＴ＞ＩＭＡＸの場合、ステップＳ６２６で制御電流値ＩＶＴを上限値ＩＭＡＸに上限規制し（ＩＶＴ←ＩＭＡＸ）、ルーチンを抜ける。
【０１０３】
一方、ステップＳ６０２において｜ΔＩ｜≧Ｉｓであり、制御電流値ＩＶＴが制御許容範囲内に収束していない場合には、ステップＳ６０５へ進んで制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとを比較し、現在、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴに対して上側にあるか下側にあるかを調べる。
【０１０４】
その結果、ＩＶＴ＞ＩＴＧＴであり、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴより大きい場合、ステップＳ６０５からステップＳ６０６へ進み、反転判別フラグＦＬＧＲＴＮが１にセットされているか否かを調べる。反転判別フラグＦＬＧＲＴＮは、前回までに制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴを越えていたか否かを示すフラグであり、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴを越えた後、１にセットされ、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴ以下になった後、０にクリアされる。
【０１０５】
従って、ステップＳ６０５においてＩＶＴ＞ＩＴＧＴであり、且つステップＳ６０６でＦＬＧＲＴＮ＝０の場合、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴに対して下側から上側に反転した反転初回であると判断してステップＳ６０７へ進み、偏差ΔＩの絶対値に基づきＰ分テーブルＴＢＬＰを参照し、図１０に示すように、偏差ΔＩの絶対値が増加するに応じて段階的に大きくなるＰ分のダウン量ＰＤＷＮを設定する（ＰＤＷＮ←ＴＢＬＰ（｜ΔＩ｜））。
【０１０６】
そして、ステップＳ６０８で、Ｐ分Ｉｐによる反転初回のマイナス側へのスキップを実行すべくダウン量ＰＤＷＮのマイナス値を今回のＰ分Ｉｐとし（Ｉｐ←−ＰＤＷＮ）、ステップＳ６０９でＩ分Ｉｉを０とした後（Ｉｉ←０）、ステップＳ６１３で反転判別フラグＦＬＧＲＴＮをセットし（ＦＬＧＲＴＮ←１）、前述のステップＳ６２２でＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉにより制御電流値ＩＶＴを更新した後、ステップＳ６２３〜Ｓ６２６で制御電流値ＩＶＴを上下限規制してルーチンを抜ける。
【０１０７】
また、ステップＳ６０６でＦＬＧＲＴＮ＝１であり、既に反転初回のＰ分Ｉｐによるスキップがなされている場合、ステップＳ６０６からステップＳ６１０へ進み、偏差ΔＩの絶対値に基づきＩ分テーブルＴＢＬＩを参照して、図１１に示すように、Ｐ分テーブルＴＢＬＰと同様、偏差ΔＩの絶対値の増加に応じて段階的に大きくなるＩ分のダウン量ＩＤＷＮを設定する（ＩＤＷＮ←ＴＢＬＩ（｜ΔＩ｜）；但し、ＩＤＷＮ＜ＰＤＷＮ）。
【０１０８】
そして、ステップＳ６１１で、演算周期毎にＩ分Ｉｉにより制御電流を漸次減少させるべく、ダウン量ＩＤＷＮのマイナス値を今回のＩ分Ｉｉとし（Ｉｉ←−ＩＤＷＮ）、ステップＳ６１２でＰ分Ｉｐを０とした後（Ｉｐ←０）、ステップＳ６１３で反転判別フラグＦＬＧＲＴＮをセットし、前述のステップＳ６２２でＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉにより制御電流値ＩＶＴを更新した後、ステップＳ６２３〜Ｓ６２６で制御電流値ＩＶＴを上下限規制してルーチンを抜ける。
【０１０９】
次に、制御電流値ＩＶＴが制御許容範囲を外れて目標電流値ＩＴＧＴ以下である場合、ステップＳ６０１からステップＳ６０２を経てステップＳ６０５でＩＶＴ≦ＩＴＧＴによりステップＳ６１４へ進み、反転判別フラグＦＬＧＲＴＮの値を参照する。そして、ＦＬＧＲＴＮ＝１の場合、すなわち、制御電流値ＩＶＴが目標電流値ＩＴＧＴに対して上側から下側に反転した反転初回である場合、ステップＳ６１５へ進み、偏差ΔＩの絶対値に基づき図１０に示すＰ分テーブルＴＢＬＰを参照してＰ分のアップ量ＰＵＰを設定する（ＰＵＰ←ＴＢＬＰ（｜ΔＩ｜））。
【０１１０】
そして、ステップＳ６１６で、Ｐ分Ｉｐによる反転初回のプラス側へのスキップを実行すべくアップ量ＰＵＰを今回のＰ分Ｉｐとし（Ｉｐ←ＰＵＰ）、ステップＳ６１７でＩ分Ｉｉを０とした後（Ｉｉ←０）、ステップＳ６２１で反転判別フラグＦＬＧＲＴＮをクリアし（ＦＬＧＲＴＮ←０）、前述のステップＳ６２２でＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉにより制御電流値ＩＶＴを更新した後、ステップＳ６２３〜Ｓ６２６で制御電流値ＩＶＴを上下限規制してルーチンを抜ける。
【０１１１】
また、ステップＳ６１４でＦＬＧＲＴＮ＝０であり、既に反転初回のＰ分Ｉｐによるスキップがなされている場合、ステップＳ６１４からステップＳ６１８へ進み、偏差ΔＩの絶対値に基づき図１１に示すＩ分テーブルＴＢＬＩを参照してＩ分のアップ量ＩＵＰを設定する（ＩＵＰ←ＴＢＬＩ（｜ΔＩ｜））。
【０１１２】
そして、ステップＳ６１９で、演算周期毎にＩ分Ｉｉにより制御電流を漸次増加させるべく、アップ量ＩＵＰを今回のＩ分Ｉｉとし（Ｉｉ←ＩＵＰ）、ステップＳ６２０でＰ分Ｉｐを０とした後（Ｉｐ←０）、ステップＳ６２１で反転判別フラグＦＬＧＲＴＮをクリアし、前述のステップＳ６２２でＰ分Ｉｐ及びＩ分Ｉｉにより制御電流値ＩＶＴを更新した後、ステップＳ６２３〜Ｓ６２６で制御電流値ＩＶＴを上下限規制してルーチンを抜ける。
【０１１３】
すなわち、図１２に示すように、目標電流値ＩＴＧＴが上昇した場合、先ず、制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとの偏差ΔＩに応じて設定されるアップ量ＰＵＰをＰ分Ｉｐとして制御電流値ＩＶＴをステップ的に増加させ、その後、演算周期毎に、制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとの偏差ΔＩに応じて設定されるアップ量ＩＵＰをＩ分Ｉｉとして、制御周期毎にＩ分Ｉｉずつ制御電流値ＩＶＴを漸次的に増加させることで、制御電流値ＩＶＴが許容値Ｉｓによる許容幅内に収束するよう制御する。
【０１１４】
一方、目標電流値ＩＴＧＴが低下した場合には、制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとの偏差ΔＩに応じて設定されるダウン量ＰＤＷＮのマイナス値をＰ分Ｉｐとして制御電流値ＩＶＴをステップ的に減少させ、その後、演算周期毎に、制御電流値ＩＶＴと目標電流値ＩＴＧＴとの偏差ΔＩに応じて設定されるダウン量ＩＤＷＮのマイナス値をＩ分Ｉｉとして、制御周期毎にＩ分Ｉｉずつ制御電流値ＩＶＴを漸次的に減少させる。
【０１１５】
この場合、バルブタイミング制御領域が最遅角側の保持電流値の非学習領域にあり進角方向に定常偏差がある場合には、目標電流値ＩＴＧＴが設定値Ｉｃｏｍｐ１によってマイナス設定された制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲによって減少補正されるため、ＰＩ制御によるオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流値ＩＶＴが減少し、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａの油圧が低下すると共に遅角室３３ｂの油圧が上昇して実バルブタイミングが遅角化され、最遅角側の保持電流値の非学習領域における目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対する実バルブタイミングの定常偏差が解消される。
【０１１６】
同様に、バルブタイミング制御領域が最進角側の保持電流値の非学習領域にあり遅角方向に定常偏差がある場合には、目標電流値ＩＴＧＴが設定値Ｉｃｏｍｐ２によってプラス設定された制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲによって増加補正されるため、ＰＩ制御によるオイルフロー制御弁３６Ｒ（３６Ｌ）の制御電流値ＩＶＴが増加し、可変バルブタイミング機構２７の進角室３３ａの油圧が上昇すると共に遅角室３３ｂの油圧が低下して実バルブタイミングが進角化され、最進角側の保持電流値の非学習領域における目標バルブタイミングＶＴＴＧＴに対する実バルブタイミングの定常偏差が解消される。
【０１１７】
すなわち、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域での保持電流の誤学習による目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を未然に回避し、バルブタイミング制御の制御性悪化を防止すると共に、最遅角ないし最遅角近傍及び最進角ないし最進角近傍のバルブタイミング制御領域で、保持電流を適正に学習できないことに起因する定常的な偏差を解消することができる。
【０１１８】
尚、本形態では、制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを目標電流値ＩＴＧＴに加算することでＰＩ制御によって設定される制御電流値ＩＶＴを補正するようにしているが、目標電流値ＩＴＧＴには制御電流補正量ＩＶＴＣＯＲを加算せず、ＰＩ制御によって設定された後の制御電流値ＩＶＴを、制御電流補正量ＩＶＣＯＲによって直接補正するようにしても良い。
【０１１９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値により設定される最遅角側の非学習領域、及び最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値により設定される最進角側の非学習領域において、油圧制御弁に対して可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値の学習を禁止するので、保持電流の誤学習による目標バルブタイミングに対する実バルブタイミングのズレや収束性の悪化等を未然に回避し、バルブタイミング制御における制御性悪化を防止することができる。
【０１２０】
その際、目標バルブタイミングが第１の判定閾値よりも遅角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが進角側にある状態が設定時間継続する場合、最遅角ないし最遅角近傍において進角方向に定常偏差があると判断して制御電流値を遅角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により制御電流値を補正するので、最遅角ないし最遅角近傍における進角方向の定常偏差を確実に判断し、保持電流を適正に学習できないことに起因して生じる定常偏差を的確に解消することができる。
【０１２２】
更に、請求項２記載の発明によれば、目標バルブタイミングが第２の判定閾値よりも進角側にあり、且つ、目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが遅角側にある状態が設定時間継続する場合、最進角ないし最進角近傍において遅角方向に定常偏差があると判断して制御電流値を進角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により制御電流値を補正するので、請求項１記載の発明の効果に加え、最進角ないし最進角近傍における遅角方向の定常偏差を確実に判断し、このときの定常偏差を的確に解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルブタイミング制御ルーチンのフローチャート
【図２】目標電流値算出ルーチンのフローチャート
【図３】保持電流値学習ルーチンのフローチャート
【図４】制御電流補正量設定ルーチンのフローチャート
【図５】制御電流値設定ルーチンのフローチャート
【図６】制御電流値設定ルーチンのフローチャート（続き）
【図７】排気バルブに対する吸気バルブのバルブタイミングの変化を示す説明図
【図８】目標バルブタイミングテーブルの説明図
【図９】保持電流の非学習領域での定常偏差を示す説明図
【図１０】Ｐ分テーブルの説明図
【図１１】Ｉ分テーブルの説明図、
【図１２】ＰＩ制御による制御電流値設定の説明図
【図１３】クランクパルス、気筒判別パルス、及びカム位置パルスの関係を示すタイムチャート
【図１４】可変バルブタイミング機構付きエンジンの全体構成図
【図１５】可変バルブタイミング機構の概略構成図
【図１６】可変バルブタイミング機構の最進角状態を図１５のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図１７】可変バルブタイミング機構の最遅角状態を図１５のＡ−Ａ断面で示す説明図
【図１８】クランクロータとクランク角センサの正面図
【図１９】吸気カムプーリの背面図
【図２０】カムロータとカム位置センサの正面図
【図２１】電子制御系の回路構成図
【符号の説明】
１ …可変バルブタイミング機構付きエンジン
２７…可変バルブタイミング機構
３６Ｒ（３６Ｌ）…オイルフロー制御弁（油圧制御弁）
６０…ＥＣＵ（学習禁止手段、定常偏差判断手段、補正手段）
ＶＴＴＧＴ…目標バルブタイミング
ＶＴ…実バルブタイミング
ＩＶＴ…制御電流値
Ｉｆ…フィードバック電流値
Ｉｈ…保持電流値
ＩＶＴＣＯＲ…制御電流補正量（補正量）
Ａ…設定値（第１の判定閾値）
Ｂ…設定値（第２の判定閾値）
Claims (2)
- エンジンのクランク軸とカム軸との間の回転位相を調整する油圧駆動式可変バルブタイミング機構を備え、エンジン運転状態に基づく目標バルブタイミングに実バルブタイミングが収束するよう油圧制御弁を電流制御して上記可変バルブタイミング機構を制御するエンジンのバルブタイミング制御装置において、
最遅角側の誤学習を防止するための第１の判定閾値により最遅角側の非学習領域が設定され、
最進角側の誤学習を防止するための第２の判定閾値により最進角側の非学習領域が設定され、
上記非学習領域において上記油圧制御弁に対して上記可変バルブタイミング機構を所定のカム位相で定常状態に保持するための保持電流値の学習を禁止する学習禁止手段と、
目標バルブタイミングが上記第１の判定閾値よりも遅角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが進角側にある状態が設定時間継続する場合、最遅角ないし最遅角近傍において目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの間に進角方向に定常偏差があると判断する定常偏差判断手段と、
上記定常偏差判断手段によって定常偏差があると判断されたとき、目標バルブタイミングと実バルブタイミングとの偏差に基づくフィードバック電流値と上記保持電流値とによる上記油圧制御弁の制御電流値を遅角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により上記制御電流値を補正する補正手段とを備えたことを特徴とするエンジンのバルブタイミング制御装置。 - 上記定常偏差判断手段は、目標バルブタイミングが上記第２の判定閾値よりも進角側にあり、且つ目標バルブタイミングに対して実バルブタイミングが遅角側にある状態が設定時間継続する場合、最進角ないし最進角近傍において遅角方向に定常偏差があると判断し、
上記補正手段は、上記制御電流値を進角方向に補正するための補正量を設定し、該補正量により上記制御電流値を補正することを特徴とする請求項１記載のエンジンのバルブタイミング制御装置。
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