JP4858340B2 - 可変動弁装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、可変動弁装置の制御装置に関する。

内燃機関の吸気弁や排気弁の開弁特性を油圧アクチュエータによって変化させる可変動弁装置が広く用いられている。一例としては、カムシャフトをタイミングギヤに対し相対的に回転させる油圧アクチュエータを備え、作用角（開弁期間）が一定のままで、弁開閉時期を変化させる可変バルブタイミング機構が知られている。

このような可変動弁装置の制御方法としては、油圧アクチュエータへの油圧を制御する油圧制御弁に対する制御信号のデューティ値を、目標開弁特性と実開弁特性との偏差に応じてフィードバック制御する方法が一般的である。

しかしながら、油温が低くオイルの粘度が高いとき（機関冷間時）や、オイルが劣化している場合などには、油圧回路内での流動抵抗や各摺動部の摩擦抵抗が増大するため、油圧アクチュエータや油圧制御弁の動きが悪くなり易い。その結果、可変動弁装置の応答性が低下することがある。この問題を改善するため、従来、次のような技術が提案されている。

特開２００６−２４４２３０号公報には、油温が常用温度域より低い場合には、油圧制御弁に対する制御信号であるパルス幅変調信号の周波数を常用周波数より低くする技術が開示されている。

また、特開２００３−２５４０１７号公報には、低油温時であって、目標開弁特性と実開弁特性との偏差が大きいときには、油圧制御弁に対する制御信号のデューティ値をフィードバック制御することに代えて、デューティ値を強制駆動用デューティ値（例えば１００％または０％）に所定時間保持する操作を所定の休止時間の間隔で繰り返すインチング制御を行う技術が開示されている。

特開２００６−２４４２３０号公報 特開２００３−２５４０１７号公報 特開２００６−１７００１１号公報 特開平１０−２２７２３５号公報 特開平１１−２３６８３１号公報 特開平１１−２１４２号公報

上記インチング制御は、デューティ値を、油圧アクチュエータへの送油量を高流量とする強制駆動用デューティ値に所定時間保持することができるので、低油温時やオイル劣化時における可変動弁装置の応答性改善に効果的である。

本発明者の知見によれば、応答性を更に改善するためには、油圧アクチュエータの最初の動き出しをすばやくすることが重要である。そして、油圧アクチュエータの最初の動き出しの速さは、インチング制御においてデューティ値が最初に強制駆動用デューティ値に保持されるときの保持時間（以下「初動パルス幅」と称する）に大きく影響される。

しかしながら、初動パルス幅が一律に定められていると、油温が特に低い場合などには、油圧アクチュエータの動き出しを十分に速くすることができないおそれがある。逆に、粘度の低いオイルが使用されている場合などには、油圧アクチュエータが動き過ぎて目標値をオーバーシュートするおそれがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、低温時等であっても、実開弁特性を目標開弁特性に迅速に収束させることのできる可変動弁装置の制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、上記の目的を達成するため、可変動弁装置の制御装置であって、
内燃機関の吸気弁または排気弁の開弁特性を油圧アクチュエータによって変化させる可変動弁装置と、
油温を検出または推定する油温取得手段と、
制御信号のデューティ値に応じて、前記油圧アクチュエータへの油圧を制御する油圧制御弁と、
実開弁特性と目標開弁特性との偏差に基づいて前記デューティ値を算出するデューティ値フィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、
所定のインチング制御実行条件の成立時に、前記デューティ値フィードバック制御に代えて、前記デューティ値を、前記油圧アクチュエータの動作を保持する保持デューティ値と、前記油圧アクチュエータを強制駆動する強制駆動デューティ値との間でパルス状に変化させるインチング制御を行うインチング制御手段と、
油温が所定温度より低い場合に、前記インチング制御開始後の最初のパルス幅を通常時のパルス幅より長い値に設定する初動パルス拡大手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記インチング制御開始後の最初のパルスが立ち上がってから前記油圧アクチュエータが作動し始めるまでの応答遅れ、および／または、前記最初のパルスによる前記油圧アクチュエータの動作速度を取得するアクチュエータ応答性取得手段と、
前記応答遅れが所定時間より短い場合、あるいは前記動作速度が所定速度より速い場合に、前記初動パルス拡大手段により設定された初動パルスを中断または短縮する初動パルス幅補正手段と、
を備えることを特徴とする。

また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記インチング制御実行条件には、前記偏差が所定の目標偏差より大きいことが含まれ、
前記偏差がプラスである場合の前記目標偏差の絶対値と、前記偏差がマイナスである場合の前記目標偏差の絶対値とが異なる値であることを特徴とする。

また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
油温が所定温度より低い場合に、前記油圧アクチュエータのイニシャル位置からの作動量を制限する制限手段を備えることを特徴とする。

第１の発明によれば、内燃機関の吸気弁または排気弁の開弁特性を油圧アクチュエータによって変化させる可変動弁装置をインチング制御する際に、油温が所定温度より低い場合には、インチング制御開始後の最初のパルス幅（初動パルス幅）を通常時のパルス幅より長い値に設定することができる。これにより、冷間始動直後で油温が低いときであっても、実開弁特性を目標開弁特性へ迅速に近づけることができる。また、エンジン油温はエンジン水温より遅れて上昇するので、初動パルス幅拡大の必要性をエンジン水温に基づいて行うとした場合には、正確な判断ができない。これに対し、第１の発明によれば、エンジン油温に基づいて初動パルス幅拡大の必要性を判断するので、正確に判断することができる。

第２の発明によれば、初動パルスが立ち上がってから油圧アクチュエータが作動し始めるまでの応答遅れ、あるいは、初動パルスによる油圧アクチュエータの動作速度を取得し、その応答遅れが所定時間より短い場合、あるいは動作速度が所定速度より速い場合には、拡大された初動パルスを中断または短縮することができる。粘度が低い種類のオイルが使用されている場合などに、初動パルス幅が拡大されると、油圧アクチュエータが動き過ぎて、実開弁特性が目標開弁特性をオーバーシュートし過ぎるおそれがある。第２の発明によれば、そのようなオーバーシュートをより確実に抑制することができる。

第３の発明によれば、インチング制御実行条件として、目標開弁特性と実開弁特性との偏差が所定の目標偏差より大きいことが含まれており、偏差がプラスである場合の目標偏差の絶対値と、偏差がマイナスである場合の目標偏差の絶対値とが異なる値とされている。第３の発明によれば、実開弁特性が目標開弁特性に近づいてインチング制御からフィードバック制御に切り替わった後、実開弁特性が目標開弁特性をオーバーシュートすることによりフィードバック制御から再度インチング制御へと切り替わること、すなわちハンチングの発生をより確実に抑制することができる。

第４の発明によれば、油温が所定温度より低い場合に、油圧アクチュエータのイニシャル位置からの作動量を制限することができる。このため、油温が低い場合であっても、エンジン停止時、エンジン油圧が低下する前に、油圧アクチュエータをイニシャル位置により確実に戻すことができる。

実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を備えている。

内燃機関１０の各気筒には、それぞれ、ピストン１１と、吸気弁１２と、排気弁１４と、点火プラグ１６と、気筒内に連通する吸気ポート１８および排気ポート２０とが設けられている。

また、内燃機関１０の各気筒には、吸気ポート１８内に燃料を噴射する燃料インジェクタ２２がそれぞれ設けられている。吸気ポート１８は、吸気通路３０に連通している。吸気通路３０の上流端にはエアクリーナ３２が設けられ、空気はエアクリーナ３２を介して吸気通路３０内に取り込まれる。

エアクリーナ３２の下流には、エアフローメータ３３が配置されている。エアフローメータ３３は、吸気通路３０内を流れる吸入空気量GAを検出するセンサである。エアフローメータ３３によれば、内燃機関１０の負荷率eklsm等を算出することができる。

吸気通路３０の下流部は分岐して各気筒の気筒の吸気ポート１８に接続されており、その分岐部にはサージタンク３４が設けられている。吸気通路３０のサージタンク３４の上流にはスロットルバルブ３６が配置されている。スロットルバルブ３６には、その開度を検出するためのスロットルポジションセンサ３７が付設されている。

排気ポート２０には、排気通路４０が接続されている。排気通路４０には、排気ガスを浄化するための触媒４２が設けられている。

内燃機関１０のクランク軸４５の近傍には、クランク軸４５の回転位置（クランク角度）を検出するクランク角センサ４６が設置されている。また、内燃機関１０には、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ４８とが設置されている。

また、内燃機関１０には、吸気カムの位相を変化させることにより吸気弁１２のバルブタイミングを可変とする吸気可変動弁装置５２と、排気カムの位相を変化させることにより排気弁１４のバルブタイミングを可変とする排気可変動弁装置５４とが設けられている。吸気カムシャフトの近傍には、吸気カム角センサ５６が設けられている。この吸気カム角センサ５６によれば、吸気弁１２の実バルブタイミングを検出することができる。同様に、排気カムシャフトの近傍には、排気カム角センサ５８が設けられている。この排気カム角センサ５８によれば、排気弁１４の実バルブタイミングを検出することができる。

本実施形態のシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、それらの各センサの出力に基づいて各アクチュエータの作動を制御することにより、内燃機関１０を制御することができる。

図２乃至図４は、排気可変動弁装置５４の作動を説明するための図である。なお、本実施形態では、本発明を排気可変動弁装置５４の制御に適用した場合を例に説明するが、本発明は吸気可変動弁装置５２にも同様に適用可能である。

図２に示すように、排気可変動弁装置５４は、油圧アクチュエータ６０を有している。油圧アクチュエータ６０のハウジングは、内燃機関１０のクランク軸４５からチェーン等を介して回転駆動されるタイミングギヤ６２に固定されている。一方、油圧アクチュエータ６０のベーン６４は排気カムシャフト（図示せず）に固定されている。これにより、油圧アクチュエータ６０は、排気カムシャフトをタイミングギヤ６２に対し相対的に回転可能になっている。

油圧アクチュエータ６０への油圧は、リニアソレノイドバルブで構成された油圧制御弁（ＯＣＶ）６６により制御される。油圧制御弁６６のスプール弁６８は、図示しないスプリングにより図２中の左方向に付勢されている。油圧制御弁６６に印加される制御信号のデューティ値（以下「ＯＣＶデューティ値」という）は、ＥＣＵ５０によって制御される。そして、スプール弁６８が、ＯＣＶデューティ値に応じて移動することにより、油圧アクチュエータ６０への油圧が制御される。

スプール弁６８が図２に示す位置にあると、油圧アクチュエータ６０の進角側油圧室に油圧が供給される。その結果、ベーン６４がタイミングギヤ６２に対し進角方向に回転し、排気弁１４のバルブタイミングが進角される。

一方、スプール弁６８が図３に示す位置にあると、油圧アクチュエータ６０の遅角側油圧室に油圧が供給される。その結果、ベーン６４がタイミングギヤ６２に対し遅角方向に回転し、排気弁１４のバルブタイミングが遅角される。

また、スプール弁６８が図４に示す位置にあると、油圧アクチュエータ６０への油圧流路が閉鎖され、油圧アクチュエータ６０がその位置で停止する。すなわち、排気弁１４のバルブタイミングが保持される。

ＯＣＶデューティ値edvtexを保持デューティ値（本実施形態では、５０％とする）とすると、スプール弁６８が図４に示すような位置になり、排気弁１４のバルブタイミングが保持される。一方、ＯＣＶデューティ値edvtexを０％に近づけるほど、スプール弁６８がスプリングの付勢力によって図２に示す位置へ近づくので、油圧アクチュエータ６０を、より速い速度で、進角方向に回転させることができる。逆に、ＯＣＶデューティ値edvtexを１００％に近づけるほど、スプール弁６８がスプリングの付勢力に抗して図３に示す位置へ近づくので、油圧アクチュエータ６０を、より速い速度で、遅角方向に回転させることができる。

エンジン停止時には、スプール弁６８がスプリング力によって図２に示す位置へ移動するので、排気可変動弁装置５４は、最進角状態となる。すなわち、排気可変動弁装置５４では、最進角状態がイニシャル位置となる。以下、排気可変動弁装置５４の目標バルブタイミングを目標値evtext[°CA]と称し、実バルブタイミングを実開度evtex[°CA]と称する。そして、目標値evtextおよび実開度evtexは、それぞれ、イニシャル位置である最進角状態からの遅角量を表すものとする。

［実施の形態１の特徴］
図５は、実施の形態１の特徴を説明するためのタイミングチャートである。図５は、エンジン水温およびエンジン油温が−２０℃の状態から内燃機関１０が始動された場合の例である。図５に示すように、本実施形態では、目標値evtextと実開度evtexとの偏差evtexerが所定の目標偏差（本実施形態では、プラス側５°CA、マイナス側１５°CA）を超えている場合には、その偏差evtexerを迅速に縮小させるべく、インチング制御を実行する。インチング制御では、ＯＣＶデューティ値edvtexを保持デューティ値（５０％）と、強制駆動デューティ値（本実施形態では、１００％、０％とする）との間でパルス状に変化させる。このパルスを以下「インチングパルス」と称する。

そして、偏差evtexerが上記目標偏差以内になった場合には、インチング制御を終了し、実開度evtexを目標値evtextに正確に収束させるべく、偏差evtexerに応じてＯＣＶデューティ値edvtexを算出するデューティ値フィードバック制御を実行する。このデューティ値フィードバック制御は、本実施形態ではＰ制御（比例制御）およびＤ制御（微分制御）の組み合わせであるので、以下「ＰＤ制御」と称する。

図６は、インチング制御においてＯＣＶデューティ値edvtexを強制駆動デューティ値に保持する時間（以下「インチングパルス幅」と称する）を算出するためのマップの一例を示す図である。インチングパルス幅[msec]は、原則として、図６に示すようなマップに従い、エンジン回転数NEと、偏差evtexerとに基づいて算出される。

しかしながら、エンジン油温が特に低い状態では、オイルが高粘度となるため、油圧回路内の流動抵抗や各摺動部の摩擦抵抗が増大し、油圧アクチュエータ６０や油圧制御弁６６の動きが悪くなる。その結果、図５中の破線円Ａで囲った部分に示すように、インチング制御開始後最初のインチングパルス（以下「初動パルス」と称する）が加わってから、実開度evtexが動き始めるまで（油圧アクチュエータ６０が動き始めるまで）に応答遅れ（以下「初動応答遅れ」と称する）が生ずる。このような場合には、図６に示すようなマップで算出される通常のインチングパルス幅では短すぎて、実開度evtexを目標値evtextへ迅速に近づけることができない。そこで、本実施形態では、油温が所定の判定温度より低い場合には、初動パルスの長さ（以下「初動パルス幅」と称する）を通常のインチングパルス幅よりも長くする（例えば１００〜３００msec程度とする）こととした。これにより、図５に示すように、エンジン油温が特に低い状態であっても、油圧アクチュエータ６０を迅速に動き出させることができ、実開度evtexを目標値evtextへ迅速に近づけることができる。

ところで、エンジン油温は、エンジン水温よりも上昇しにくいので、始動後、エンジン油温はエンジン水温より遅れて上昇する。つまり、始動後、しばらくの間は、エンジン油温は必ずしもエンジン水温と一致しない。このため、初動パルス幅拡大の必要性をエンジン水温に基づいて行うと、正確な判断ができない。これに対し、本実施形態では、エンジン油温に基づいて初動パルス幅拡大の必要性を判断するので、正確に判断することができる。

なお、エンジン油温を取得する方法は、特に限定されず、例えば、油温センサを設けて直接に検出する方法、自動変速機油温から推定する方法、エンジン運転履歴（積算空気量、積算回転数等）から推定する方法など、いかなる方法であっても良い。

ところで、本発明者の知見によれば、前述した初動応答遅れと、油圧アクチュエータ６０が動き始めてからの応答速度（図５中の破線円Ｂで囲った部分の傾き）とは相関を有している。図７は、その相関関係を示す図である。図７に示すように、初動応答遅れが大きいほど、油圧アクチュエータ６０の応答速度は遅く、初動応答遅れが小さいほど、油圧アクチュエータ６０の応答速度は速い。

粘度が低い種類のオイルが使用されている場合などには、エンジン油温が低い場合であっても、油圧アクチュエータ６０の応答速度はある程度速くなる。そのような場合には、初動パルス幅が拡大されると、実開度evtexが目標値evtextを大きくオーバーシュートするおそれがある。そこで、本実施形態では、初動応答遅れを検出し、その初動応答遅れに応じて、拡大された初動パルス幅を補正することとした。すなわち、初動応答遅れが小さい場合には、拡大された初動パルス幅を短縮することとした。また、油圧アクチュエータ６０の応答速度が速く、偏差evtexerが急激に縮小していると判断できる場合には、初動パルスを強制的に中断させることとした。これにより、実開度evtexが目標値evtextをオーバーシュートすることを確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、前述したように、インチング制御の実行条件とする目標偏差を、プラス側５°CA、マイナス側１５°CAと非対称としている。すなわち、図５に示す例では、目標値evtextが２０°CAであるので、実開度evtexが同図中のラインＣ（１５°CA）とラインＤ（３５°CA）との間から外れているとインチング制御が実行され、実開度evtexがラインＣとラインＤとの間に入るとＰＤ制御が実行される。このようにしたことにより、次のような利点がある。

ここで、仮に、本実施形態とは異なり、ラインＤがラインＣと対称に、すなわち２５°CAにあると想定する。実開度evtexが上昇してラインＣ（１５°CA）を超えると、インチング制御が終了してＰＤ制御が開始されるが、その後、実開度evtexは、目標値evtext（２０°CA）を多少なりともオーバーシュートする。このとき、ラインＤが２５°CAにあるとすると、実開度evtexがラインＤを超えてしまい易い。実開度evtexがラインＤを超えてしまうと、ＰＤ制御から再度インチング制御に切り替わり、ＯＣＶデューティ値が０％とされるので、実開度evtexは、急降下する。このようにして、インチング制御とＰＤ制御とが頻繁に切り替わり、図５中の比較例の破線で示すように、実開度evtexがハンチングするおそれがある。

これに対し、本実施形態では、ラインＤがラインＣと対称な位置よりも外側に設定されているので、実開度evtexが目標値evtextをオーバーシュートしたときでも、実開度evtexがラインＤを超えることは確実に防止できるので、ＰＤ制御から再度インチング制御へと切り替わることはない。このため、ハンチングの発生を確実に防止することができる。

ところで、目標値evtextは、原則として、ＥＣＵ５０に予め記憶されたマップに基づき、エンジン回転数NEおよび負荷率eklsmに応じて算出される。しかしながら、本実施形態では、エンジン油温が低い場合には、目標値evtextに制限をかけることとした。具体的には、本実施形態では、エンジン油温が５℃以下である場合には、目標値evtextを２０°CAまでに制限し、エンジン油温が５〜６０℃である場合には、エンジン油温が上昇するにつれて目標値evtextの制限値（上限値）を拡大していき、エンジン油温が６０℃以上になったら、目標値evtextに対する制限を外すこととした。これにより、次のような利点がある。

前述したように、エンジン停止時、排気可変動弁装置５４（油圧アクチュエータ６０）は、イニシャル位置である最進角状態に戻るように構成されている。排気可変動弁装置５４には、排気カムシャフトとタイミングギヤ６２とをイニシャル位置で固定するロックピンが設けられている。エンジンを停止すると、このロックピンが入ることにより、排気カムシャフトとタイミングギヤ６２とが固定される。これにより、エンジン始動時に、排気カムシャフトとタイミングギヤ６２とが相対回転することを防止することができる。

しかしながら、エンジン油温が低く、オイル粘度が高い場合には、油圧アクチュエータ６０の動作速度が遅くなるので、排気可変動弁装置５４がイニシャル位置に戻る際のスピードも低下する。その結果、排気可変動弁装置５４がイニシャル位置に戻る前に、エンジンの油圧が低下して油圧アクチュエータ６０が停止してしまい、ロックピンが入らないおそれがある。ロックピンが入らないと、次回の始動時に排気可変動弁装置５４がハンチングするという問題がある。

これに対し、本実施形態では、エンジン油温が低い場合には、目標値evtextを制限するので、排気可変動弁装置５４がイニシャル位置から遠い位置にまで動作することを防止することができる。このため、エンジン停止時に排気可変動弁装置５４がイニシャル位置に戻りきれなくなることを確実に防止することができ、上記のような問題を回避することができる。

［実施の形態１における具体的処理］
図８は、上記の機能を実現するために本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。図８に示すルーチンによれば、まず、目標値evtextが算出される（ステップ１００）。このステップ１００では、エンジン回転数NEおよび負荷率eklsmに基づいて目標値evtextが算出され、その目標値evtextが、エンジン油温から算出される制限値を超えている場合には、目標値evtextは、その制限値に修正される。

続いて、インチング制御の実行条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１０２）。具体的には、次の二つの条件が共に満足されている場合に、インチング制御実行条件が成立していると判別される。
（条件１）偏差evtexer＞５°CA、あるいは、偏差evtexer＜−１５°CAであること。
（条件２）エンジン水温が所定領域（例えば６０℃以下）にあるか、あるいは、インチング制御が実行中であること。

上記ステップ１０２で、インチング制御実行条件が成立していると判別された場合には、次に、インチングパルス設定タイミングが到来しているか否かが判別される（ステップ１０４）。そして、インチングパルス設定タイミングが到来していると判別された場合には、インチング制御実行条件が前回不成立で今回成立になったか否かが判別される（ステップ１０６）。このステップ１０６の条件が肯定される場合には、今回のインチングパルスは初動パルスであると判断できる。そこで、この場合には、初動パルスであることを示すインチング初動フラグがＯＮされるとともに、初動パルス幅を計時するための経過時間カウンタがＯＮされる（ステップ１０８）。

上記ステップ１０６の条件が否定された場合、あるいは上記ステップ１０８の処理が終了した場合には、次に、インチング初動フラグがＯＮであるか否かが判別される（ステップ１１０）。そして、インチング初動フラグがＯＮでない場合、つまり２回目以降のインチングパルスである場合には、図６に示すマップに従って、通常のインチングパルス幅が算出される（ステップ１１２）。一方、上記ステップ１１０でインチング初動フラグがＯＮであった場合には、エンジン油温に応じて初動パルス幅を拡大するための処理が実行される（ステップ１１４）。すなわち、このステップ１１４では、前述したように、エンジン油温が所定の判定温度と比較され、エンジン油温がその判定温度より低い場合には、初動パルス幅が、通常のインチングパルス幅よりも長い値（例えば、１００〜３００msec）に設定される。

上記ステップ１０４でインチングパルス設定タイミングが到来していないと判別された場合、あるいは、上記ステップ１１２または１１４の処理が終了した場合には、次に、インチング初動フラグがＯＮであるか否かが再度判別される（ステップ１１６）。そして、インチング初動フラグがＯＮであると判別された場合には、初動応答遅れに応じて、初動パルス幅を補正する処理が実行される（ステップ１１８）。図９は、このステップ１１８の処理を示すサブルーチンのフローチャートである。このサブルーチンによれば、まず、初動応答遅れ時間が算出される（ステップ１２０）。初動応答遅れ時間は、上記ステップ１０８の経過時間カウンタがＯＮされてから排気カム角センサ５８によって油圧アクチュエータ６０が動き始めたことが検出された時点までの時間とした算出される。次いで、その初動応答送れ時間と、図７に示すマップとに基づいて、油圧アクチュエータ６０の応答速度が算出（推定）される（ステップ１２２）。そして、その応答速度に基づいて、初動パルス幅が補正される（ステップ１２４）。具体的には、応答速度が高いほど、初動パルス幅が短くなるように、上記ステップ１１４で算出された初動パルス幅が短縮される。

上記ステップ１１６でインチング初動フラグがＯＮでないと判別された場合、あるいは上記ステップ１１８（図９）の処理が終了した場合には、次に、偏差evtexerの絶対値が１０°CAを超えているか、あるいは、油圧アクチュエータ６０の応答速度が所定の判定値αを超えているかが判別される（ステップ１２６）。そして、そのうちの少なくとも一方の条件が満足されている場合には、偏差大履歴フラグがＯＮされる（ステップ１２８）。

上記ステップ１２６の条件が否定された場合、あるいは上記ステップ１２８の処理が終了した場合には、次に、初動パルス中断条件が成立しているか否かが判別される（ステップ１３０）。具体的には、次の４つの条件が共に満足されている場合に、初動パルス中断条件が成立していると判別される。
（条件１）初動パルスが拡大されていること。
（条件２）インチング初動フラグがＯＮであること。
（条件３）偏差大履歴フラグがＯＮであること。
（条件４）偏差evtexerの絶対値が１０°CA未満であること。

上記の４条件からなる初動パルス中断条件が成立していると認められた場合には、偏差evtexerが急激に縮小しているので、オーバーシュートを抑制するためには、初動パルスを中断することが好ましいと判断できる。そこで、この場合には、初動パルスを中断する処理が実行され（ステップ１３２）、次いで、インチング初動フラグおよび偏差大履歴フラグが共にＯＦＦとされる（ステップ１３４）。

上記ステップ１３０の条件が否定された場合、あるいは上記ステップ１３４の処理が終了した場合には、次に、インチングパルス終了タイミングが到来しているか否かが判別され（ステップ１３６）、インチングパルス終了タイミングが到来している場合には、インチング初動フラグがＯＦＦとされる（ステップ１３８）。

一方、上記ステップ１０２で、インチング実行条件が成立していないと判別された場合には、ＰＤ制御が実行される（ステップ１４０）。すなわち、偏差evtexerに基づき、ＯＣＶデューティ値edvtexが算出される。次いで、インチング初動フラグおよび偏差大履歴フラグが共にＯＦＦとされる（ステップ１４２）。

上記ステップ１３６の条件が否定された場合、あるいは上記ステップ１３８または１４２の処理が終了した場合には、次に、油圧制御弁６６に対し、ＯＣＶデューティ値edvtexに基づく制御信号が出力される（ステップ１４４）。この場合、ＯＣＶデューティ値edvtexは、インチング制御実行中であれば強制駆動デューティ値または保持デューティ値とされ、ＰＤ制御実行中であれば上記ステップ１４０で算出された値とされる。

上述した実施の形態１では、作用角（開弁期間）が一定のままで弁開閉時期を変化させる可変バルブタイミング機構の制御に本発明を適用した場合を例に説明したが、本発明は、それ以外の各種の可変動弁装置（例えば、作用角を連続可変する可変動弁装置等）の制御に適用可能である。

上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１４０の処理を実行することにより前記第１の発明における「デューティ値フィードバック制御手段」が、図８に示すルーチンの処理を実行することにより前記第１の発明における「インチング制御手段」が、上記ステップ１１４の処理を実行することにより前記第１の発明における「初動パルス拡大手段」が、上記ステップ１２０，１２２の処理を実行することにより前記第２の発明における「アクチュエータ応答性取得手段」が、上記ステップ１２４の処理を実行することにより前記第２の発明における「初動パルス幅補正手段」が、上記ステップ１００の処理を実行することにより前記第４の発明における「制限手段」が、それぞれ実現されている。

本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。 排気可変動弁装置の作動を説明するための図である。 排気可変動弁装置の作動を説明するための図である。 排気可変動弁装置の作動を説明するための図である。 本発明の実施の形態１の特徴を説明するためのタイミングチャートである。 インチングパルス幅を算出するためのマップの一例を示す図である。 初動応答遅れと油圧アクチュエータの応答速度との相関関係を示す図である。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。 本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。

符号の説明

１０ 内燃機関
１２ 吸気弁
１４ 排気弁
１６ 点火プラグ
２２ 燃料インジェクタ
３０ 吸気通路
３３ エアフローメータ
３６ スロットルバルブ
４０ 排気通路
４８ 水温センサ
５０ ＥＣＵ
５２ 吸気可変動弁装置
５４ 排気可変動弁装置
５６ 吸気カム角センサ
５８ 排気カム角センサ
６０ 油圧アクチュエータ
６２ タイミングギヤ
６４ ベーン
６６ 油圧制御弁

Claims (4)

1. 内燃機関の吸気弁または排気弁の開弁特性を油圧アクチュエータによって変化させる可変動弁装置と、
   油温を検出または推定する油温取得手段と、
   制御信号のデューティ値に応じて、前記油圧アクチュエータへの油圧を制御する油圧制御弁と、
   実開弁特性と目標開弁特性との偏差に基づいて前記デューティ値を算出するデューティ値フィードバック制御を行うフィードバック制御手段と、
   所定のインチング制御実行条件の成立時に、前記デューティ値フィードバック制御に代えて、前記デューティ値を、前記油圧アクチュエータの動作を保持する保持デューティ値と、前記油圧アクチュエータを強制駆動する強制駆動デューティ値との間でパルス状に変化させるインチング制御を行うインチング制御手段と、
   油温が所定温度より低い場合に、前記インチング制御開始後の最初のパルス幅を通常時のパルス幅より長い値に設定する初動パルス拡大手段と、
   を備えることを特徴とする可変動弁装置の制御装置。
2. 前記インチング制御開始後の最初のパルスが立ち上がってから前記油圧アクチュエータが作動し始めるまでの応答遅れ、および／または、前記最初のパルスによる前記油圧アクチュエータの動作速度を取得するアクチュエータ応答性取得手段と、
   前記応答遅れが所定時間より短い場合、あるいは前記動作速度が所定速度より速い場合に、前記初動パルス拡大手段により設定された初動パルスを中断または短縮する初動パルス幅補正手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１記載の可変動弁装置の制御装置。
3. 前記インチング制御実行条件には、前記偏差が所定の目標偏差より大きいことが含まれ、
   前記偏差がプラスである場合の前記目標偏差の絶対値と、前記偏差がマイナスである場合の前記目標偏差の絶対値とが異なる値であることを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁装置の制御装置。
4. 油温が所定温度より低い場合に、前記油圧アクチュエータのイニシャル位置からの作動量を制限する制限手段を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の可変動弁装置の制御装置。

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