JP4858619B2 - 機関バルブの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、機関バルブの動作タイミングを調節すべく、クランク軸に対するカム軸の回転位相差を目標値にフィードバック制御する機関バルブの制御装置及び制御システムに関する。

内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とすることで機関バルブの動作タイミングを調節する回転位相差調節手段が周知である。回転位相差調節手段は、可変バルブタイミング機構と、オイルコントロールバルブとを備えている。可変バルブタイミング機構は、通常、クランク軸及びカム軸のそれぞれと連結される回転体を備えており、これら２つの回転体内に、カム軸の回転角度を進角させるための進角室と遅角させるための遅角室とが区画形成されている。オイルコントロールバルブは、進角室及び遅角室のいずれか一方へオイルを供給するとともに他方からオイルを流出させる電磁駆動式のバルブである。

一方、回転位相差を制御する制御装置は、回転位相差を保持する際には、オイルコントロールバルブを操作することで、進角室及び遅角室の双方との間でのオイルの流出入を禁止する。また、回転位相差を所望に可変制御する際には、オイルコントロールバルブを操作することで、進角室及び遅角室のいずれか一方へのオイルの供給量と他方からのオイルの流出量とを調節する。

上記回転位相差の可変制御は、実際には、回転位相差を保持することのできる操作信号である保持学習値を基準としつつ、実際の回転位相差と目標値との差に基づくフィードバック補正量によりオイルコントロールバルブを操作することで行われる。ただし、回転位相差を保持することのできる操作信号は、クランク軸の回転速度やオイルの温度等に応じて変化する。そしてこの変化は、上記フィードバック制御の制御性の低下を招く。

そこで従来は、例えば下記特許文献１に見られるように、回転速度及びオイルの温度によって領域分割された複数の領域の各領域毎に、上記保持学習値を予め設定するものも提案されている。この技術によれば、回転速度やオイルの温度に応じて回転位相差を保持することのできる学習値が変動したとしても、適切な保持学習値を用いることができ、ひいては回転位相差の制御性を高く維持することができる。

しかし、この場合、領域毎に保持学習値を持たなければならないため、保持学習値の適合に膨大な工数を要することとなる。

特開平８−７４５３０号公報

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、機関バルブの動作タイミングを調節すべくクランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とすることで機関バルブの動作タイミングを制御するに際し、適合工数の増大を抑制しつつも回転位相差の制御性を高く維持することのできる機関バルブの制御装置及び制御システムを提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。

請求項１記載の発明は、機関バルブの動作タイミングを調節すべく、クランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とする回転位相差調節手段を備える内燃機関について、前記回転位相差を保持するための前記回転位相差調節手段の操作信号である保持学習値を学習する学習手段と、前記回転位相差の目標値に対する実際の値の差に応じたフィードバック補正量を算出する算出手段と、前記保持学習値を基準としつつ前記フィードバック補正量により前記回転位相差調節手段を操作することで前記実際の値を前記目標値にフィードバック制御する制御手段とを備える機関バルブの制御装置において、前記回転位相差は、所定の条件下、最遅角位置近傍に固定制御されるものであり、前記固定期間が予め定められた期間以上であるとき、前記保持学習値を規定値だけ進角側に変更する変更手段とを備えることを特徴とする。

上記構成では、回転位相差を保持するための操作信号が変化することが想定される条件下、保持学習値を規定値だけ変更する。このため、回転位相差を目標値に追従させるべく変位させる際、回転位相差と目標値との差が増大する側に操作信号の変化が生じていたとしても、これを補償することが可能となる。このため、規定値を適合するという簡易な適合にて、回転位相差の制御性を高く維持することができる。

なお、この規定値による変更は、回転位相差の変化を所望する側に操作信号を変更することで行えばよい。

ここで上記構成において、最遅角位置近傍に固定される期間が長いと、保持学習値が変化している可能性がある。そして、保持学習値が回転位相差を遅角させる側に変化している場合には、固定制御の終了後、回転位相差を進角制御する際に、応答遅れが生じるおそれがある。

この点、上記構成では、上記固定期間が予め定められた期間以上であるとき、回転位相差を保持するための操作信号が変化することが想定される条件が成立したと判断する。そして、この条件が成立したときには、保持学習値を所定値だけ進角側に変更することで、固定期間が終了し、回転位相差を進角側に制御するに際して、応答遅れが生じることを回避することができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記変更手段は、前記固定期間に応じて、前記規定値を可変設定することを特徴とする。

上記構成において、保持学習値の変化幅は、固定期間に応じて変動する可能性がある。この点、上記構成では、固定期間に応じて規定値を可変設定することで、固定期間に基づき想定される保持学習値の変化を補償する適切な規定値を設定することができる。特に、想定される変化に見合った規定値とすることで、保持学習値を過度に変化させることを回避することもできる。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記所定の条件が、前記内燃機関の稼動停止時であり、前記回転位相差調節手段が、前記回転位相差をその最遅角値近傍にて機械的に保持する保持機構を備えて構成され、前記変更手段は、前記稼動停止の時間が予め定められた時間以上であるとき、前記保持学習値を前記規定値だけ進角側に変更することを特徴とする。

上記構成では、稼動停止時間が長いときに保持学習値を進角側に変更することで、保持学習値が特に変化しやすい内燃機関の稼動停止の後の再始動以降、回転位相差を進角側に制御する際にその応答遅れを抑制することができる。

請求項４記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記所定の条件が、前記内燃機関のアイドル運転時であることを特徴とする。

上記構成において、アイドル運転時においては、回転位相差が最遅角位置に固定されるために、内燃機関の出力が不必要に大きくなることを回避することができる。ただし、アイドル運転が長期化すればするほど、回転位相差を保持するための操作信号が変化する可能性が高くなる。この点、上記構成では、アイドル運転時間が長いときに保持学習値を規定値だけ進角側に変更することで、アイドル運転の終了後、回転位相差を進角側に制御する際の応答遅れを抑制することができる。

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記規定値が、前記回転位相差を保持するための操作信号の値として想定される変動量内で設定されてなることを特徴とする。

上記構成では、回転位相差を保持するための操作信号の値として想定される変動量内で規定値を設定することで、保持学習値を過度に変化させることを回避することができ、ひいては回転位相差を目標値へと制御するに際してオーバーシュート等が生じることを好適に回避することができる。

本実施形態にかかる機関バルブの制御システムの構成を示す図。 同実施形態にかかるＯＣＶの操作信号とカム角変位速度との関係を示す図。 同実施形態にかかる回転位相差の制御の処理手順を示すフローチャート。 同制御の態様を示すタイムチャート。 従来の制御の問題点を示すタイムチャート。 第２の実施形態にかかる回転位相差の制御の処理手順を示すフローチャート。 第３の実施形態における回転位相差の固定処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態にかかる回転位相差の制御の処理手順を示すフローチャート。 第４の実施形態にかかる回転位相差の制御の処理手順を示すフローチャート。

（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる機関バルブの制御装置及び制御システムをガソリン機関に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

図１に、本実施形態にかかる機関バルブの制御システムの全体構成を示す。

図示されるように、クランク軸１０の動力は、ベルト１２、可変バルブタイミング機構２０を介してカム軸１４に伝達される。可変バルブタイミング機構２０は、クランク軸１０と機械的に連結される第１の回転体２１と、カム軸１４と機械的に連結される第２の回転体２２とを備えている。そして、本実施形態では、第２の回転体２２が複数の突起部２２ａを備えて且つ、第１の回転体２１内に第２の回転体２２が収納されている。そして、第２の回転体２２の突起部２２ａと第１の回転体２１の内壁とによって、クランク軸１０に対するカム軸１４の相対的な回転角度（回転位相差）を遅角させるための遅角室２３と、同回転位相差を進角させるための進角室２４とが区画形成されている。なお、可変バルブタイミング機構２０は、更に、第１の回転体２１と第２の回転体２２とを、遅角室２３の容積が最大となる回転位相差（最遅角位置）にて固定するロック機構２５を備えている。

可変バルブタイミング機構２０は、遅角室２３及び進角室２４との間のオイルの流出入によって油圧駆動される。このオイルの流出入は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ３０）によって調節される。

ＯＣＶ３０は、図示しない油圧ポンプから供給経路３１及び遅角経路３２又は進角経路３３を介して遅角室２３又は進角室２４へとオイルを供給する。また、ＯＣＶ３０は、遅角室２３又は進角室２４から遅角経路３２又は進角経路３３及び排出経路３４を介して図示しないオイルパンへとオイルを流出させる。そして、上記遅角経路３２又は進角経路３３と供給経路３１又は排出経路３４との流路面積は、スプール３５によって調節される。すなわち、スプール３５は、スプリング３６によって、図中、左側に押されており且つ、電磁ソレノイド３７によって図中、右側に向かう力が付与される。このため、電磁ソレノイド３７に操作信号を付与して且つ、この操作信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）を調節することで、スプール３５の変位量を操作することが可能となる。

上記ＯＣＶ３０の操作による上記回転位相差の制御は、電子制御装置（ＥＣＵ４０）によって行われる。ＥＣＵ４０は、マイクロコンピュータを主体として構成されている。そして、クランク軸１０の回転角度を検出するクランク角センサ４２の検出値や、カム軸１４の回転角度を検出するカム角センサ４４の検出値、吸入空気量を検出するエアフローメータ４６の検出値等、内燃機関の各種運転状態の検出値を取り込み、これに基づき各種演算を行い、演算結果に基づきＯＣＶ３０等の内燃機関の各種アクチュエータを操作する。

なお、ＥＣＵ４０は、上記各種演算に用いるデータを記憶保持すべく、常時記憶保持メモリ４１等の各種メモリを備えている。ここで、常時記憶保持メモリ４１とは、ＥＣＵ４０の起動スイッチの有無にかかわらず、データを常時保持するメモリである。この常時記憶保持メモリ４１としては、例えばＥＣＵ４０の起動スイッチの状態にかかわらず常時給電状態とされるバックアップメモリや、給電の有無にかかわらずデータを保持するメモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）などがある。

以下、ＥＣＵ４０による回転位相差の制御について詳述する。

スプリング３６がスプールを図中右側方向に押す力が、電磁ソレノイド３７の磁界がスプール３５を逆方向に変位させる力よりも大きいときには、スプール３５が図中左側方向に変位する。そして、スプール３５が図示される位置よりも左側に変位すると、油圧ポンプから供給経路３１、遅角経路３２を介して遅角室２３にオイルが供給され、且つ進角室２４から進角経路３３及び排出経路３４を介してオイルパンへオイルが排出される。これにより、第２の回転体２２は、図中、時計周りの逆方向に回転する。

一方、電磁ソレノイド３７の磁界がスプール３５を右方向に変位させる力が、スプリング３６がスプールを図中左側方向に押す力よりも大きいときには、スプール３５が図中右側方向に変位する。そして、スプール３５が図示される位置よりも右側に変位すると、油圧ポンプから供給経路３１、進角経路３３を介して進角室２４にオイルが供給され、且つ遅角室２３から遅角経路３２及び排出経路３４を介してオイルパンへオイルが排出される。これにより、第２の回転体２２は、図中、時計周りに回転する。

ただし、図示されるように、スプール３５が遅角経路３２及び進角経路３３を塞ぐ位置にあるときには、遅角室２３及び進角室２４との間のオイルの流出入が停止され、回転位相差が保持される。

ＥＣＵ４０では、ＯＣＶ３０の電磁ソレノイド３７に通電することで、スプール３５の開度を操作し、回転位相差を制御する。図２に、電磁ソレノイド３７に対する操作信号のＤｕｔｙと、クランク軸１０に対するカム軸１４の変位速度との関係を示す。

図示されるように、ＤｕｔｙがＤ０であるときに、変位速度がゼロとなる。換言すれば、ＤｕｔｙがＤ０であるときに、回転位相差が保持される。一方、ＤｕｔｙがＤ０よりも小さいときには、カム軸１４が遅角側に変位するようになり、しかも、Ｄｕｔｙが小さいほど遅角側変位速度が大きくなる。これに対し、ＤｕｔｙがＤ０よりも大きいときには、カム軸１４が進角側に変位するようになり、しかも、Ｄｕｔｙが大きいほど進角側変位速度が大きくなる。

このため、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙである「Ｄ０」を保持学習値として学習して且つ、保持学習値を基準として回転位相差を目標値にフィードバック制御することで、回転位相差を目標値に適切に制御することができる。しかし、この場合、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙが変化し得ることが問題となる。すなわち、例えばクランク軸１０の回転速度が変動すると、回転位相差を保持するための値は変化し得る。

そこで、本実施形態では、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙが変化することが想定される条件下、保持学習値を規定値だけ変更する。以下、図３に基づき、これについて説明する。

図３は、本実施形態にかかる回転位相差の制御の処理手順である。この処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、まずステップＳ１０において、クランク軸１０の回転速度や吸入空気量等の内燃機関の運転状態に基づき、クランク軸１０に対するカム軸１４の回転位相差の目標値である目標進角値ＶＶＴａを算出する。なお、この目標進角値ＶＶＴａは、進角側に行くほど大きい値として定義されている。

続くステップＳ１２では、クランク角センサ４２の検出値とカム角センサ４４の検出値とに基づき、クランク軸１０に対するカム軸１４の実際の回転位相差である実進角値ＶＶＴｒを算出する。

続くステップＳ１４においては、実進角値ＶＶＴｒに対する目標進角値ＶＶＴａの差の絶対値が所定値β未満であるか否かを判断する。この所定値βは、実進角値ＶＶＴｒと目標進角値ＶＶＴａとの差に基づく比例制御を行う閾値を定めるものである。

ステップＳ１４において肯定判断されると、比例制御を行うほどには上記差の絶対値が大きくないと判断して、ステップＳ１６に移行する。ステップＳ１６においては、実進角値ＶＶＴｒに対する目標進角値ＶＶＴａの差の絶対値が所定値α未満であるか否かを判断する。この所定値αは、保持学習値を微修正するための積分制御を行う閾値を定めるものである。

ステップＳ１６において否定判断されるときには、ステップＳ１８において、目標進角値ＶＶＴａが実進角値ＶＶＴｒより大きいか否かを、換言すれば目標進角値ＶＶＴａが実進角値ＶＶＴｒよりも進角側にあるか否かを判断する。そして、進角側にあると判断されるときには、ステップＳ２０において、保持学習値に所定値αを加算することで、実進角値ＶＶＴｒが進角側に変位するように補正する。これに対し、遅角側にあると判断されるときには、ステップＳ２２において、保持学習値から所定値βを減算することで、保持学習値を、実進角値ＶＶＴｒが遅角側に変位するように補正する。

上記ステップＳ１６において肯定判断されるときや、ステップＳ２０，Ｓ２２の処理が完了するときには、ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では、ＯＣＶ３０を操作する際のＤｕｔｙを保持学習値とする。そして、ステップＳ２６では、ステップＳ２４にて設定されたＤｕｔｙの操作信号によりＯＣＶ３０を操作する。

一方、上記ステップＳ１４において否定判断されるときには、上記比例制御によって実進角値ＶＶＴｒを目標進角値ＶＶＴａにフィードバック制御する。ここではまず、ステップＳ２８において、目標進角値ＶＶＴａの変化量（の絶対値）が所定値γ未満か否かを判断する。ここで、変化量は、前回算出された目標進角値ＶＶＴａ（ｎ−１）と今回算出された目標進角値ＶＶＴａ（ｎ）とを用いて、「ＶＶＴａ（ｎ）−ＶＶＴａ（ｎ−１）」と算出される。また、所定値γは、保持学習値が変化することが想定される条件が成立するか否かを判断するための値である。すなわち、目標進角値ＶＶＴａは、ステップＳ１０において内燃機関の運転状態に基づき算出されるものであるため、目標進角値ＶＶＴａの変化量が大きくなることは、クランク軸１０の回転速度等の内燃機関の運転状態が大きく変化することを意味する。

そして、ステップＳ２８において変化量の絶対値が所定値γ以上であるときには、保持学習値が変化することが想定される条件が成立したと判断し、ステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０においては、変化量が正であるか否かを、換言すれば目標進角値ＶＶＴａが進角側に変化したか否かを判断する。そして、正であると判断される場合には、ステップＳ３２において、保持学習値を規定値Ｋだけ増加補正する。これにより、保持学習値は、実進角値ＶＶＴｒを進角側に変位させる方向に補正される。一方、変化量が負であると判断される場合には、ステップＳ３４において、保持学習値を規定値Ｋだけ減少補正する。これにより、保持学習値は、実進角値ＶＶＴｒを遅角側に変位させる方向に補正される。

上記規定値は、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙとして変動し得ると想定される範囲内の値として設定する。詳しくは、様々なオイルの温度において回転速度等の運転状態の変化による上記保持するためのＤｕｔｙの変動量として想定される最大量程度の値に設定される。

ステップＳ３２，３４の処理が完了するときや、上記ステップＳ２８において肯定判断されるときには、ステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６においては、目標進角値ＶＶＴａが実進角値ＶＶＴｒよりも小さいか否かを、換言すれば、目標進角値ＶＶＴａに対して実進角値ＶＶＴｒが進角しているか否かを判断する。そして、進角していると判断されるときには、ステップＳ３８において、実進角値ＶＶＴｒに対する目標進角値ＶＶＴａの差Δに、比例ゲインＫ２を乗算することで、フィードバック補正量を算出する。これに対し、遅角していると判断されるときには、ステップＳ４０において、実進角値ＶＶＴｒに対する目標進角値ＶＶＴａの差Δに、比例ゲインＫ３を乗算することで、フィードバック補正量を算出する。なお、実進角値ＶＶＴｒに対する目標進角値ＶＶＴａの差Δの符号に応じて各別の比例ゲインＫ２、Ｋ３を用いるのは、可変バルブタイミング機構２０において回転位相差を進角側に制御するために要する力と遅角側に制御するために要する力とが異なることによる。このため、進角側及び遅角側の制御を同等に行うために、各別の比例ゲインＫ２、Ｋ３を設定した。

ステップＳ３８、Ｓ４０の処理が完了するときには、ステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では、保持学習値にフィードバック補正量を加算することでＤｕｔｙを設定し、上記ステップＳ２６に移行する。

なお、この図３に示す一連の処理において、保持学習値は、上記常時記憶保持メモリ４１に記憶される。

上記態様にて目標進角値ＶＶＴａの変化量の絶対値が大きいときに実進角値ＶＶＴｒとの差を抑制する側に保持学習値を規定値Ｋだけ変更することで、簡易な適合にて実進角値ＶＶＴｒの応答性を高めることができる。図４に、目標進角値ＶＶＴａが変化するときの本実施形態の制御態様を示す。詳しくは、図４（ａ）に、回転位相差の推移を示し、図４（ｂ）に、Ｄｕｔｙの推移を示す。

図４（ａ）に一点鎖線にて示される目標進角値ＶＶＴａが増加すると、これに伴い、Ｄｕｔｙが増加される。これは、保持学習値がＫだけ増加されることと、フィードバック補正量が増大することに起因している。そして、実進角値ＶＶＴｒが目標進角値ＶＶＴａに近似する時刻ｔ２以降、比例制御が停止され、Ｄｕｔｙが保持学習値に設定される。そして、目標進角値ＶＶＴａと実進角値ＶＶＴｒとの差に応じて保持学習値が補正されることで、保持学習値が新たに学習され更新される。

ここで、規定値Ｋは、上述したように、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙに想定される変動量の最大値程度に設定するために、この規定値Ｋの適合を簡易に行うことが可能である。しかもこれにより、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙが変化したとしても、この変化による実進角値ＶＶＴｒの目標進角値ＶＶＴａへの追従遅れを好適に抑制することができる。

これに対し、例えば特開平１１−６３６４３号公報に見られるように、目標進角値ＶＶＴａを変化させるときにＤｕｔｙを最大値又は最小値に固定する場合には、固定期間の適合に多大な工数を要することとなる。図５に上記公報の場合の制御態様を示す。なお、図５（ａ１）、図５（ａ２）は、先の図４（ａ）と対応しており、図５（ｂ１）、図５（ｂ２）は、先の図４（ｂ）と対応している。

すなわち、図５（ａ１）及び図５（ｂ１）に示されるように、固定期間が長いと、実進角値ＶＶＴｒがオーバーシュートし、また、図５（ａ２）及び図５（ｂ２）に示されるように、固定期間が短いと、制御の応答性が低下する。そして、適切な固定期間は、運転状態に応じて変化するため、各運転状態毎に適切な固定時間を適合する必要が生じる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（１）回転位相差を保持するためのＤｕｔｙが変化することが想定される条件下、保持学習値を規定値Ｋだけ変更した。これにより、回転位相差を目標値に追従させるべく変位させる際、保持するためのＤｕｔｙが実進角値ＶＶＴｒと目標進角値ＶＶＴａとの差を増大する側に変化していたとしても、これを補償することが可能となる。このため、規定値Ｋを適合するという簡易な適合にて、回転位相差の制御性を高く維持することができる。

（２）実進角値ＶＶＴｒと目標進角値ＶＶＴａとの差Δの絶対値が所定以上であって且つ目標進角値ＶＶＴａの変化量の絶対値が所定値γ以上であることを条件として、目標進角値ＶＶＴａの変化に追従する側に保持学習値を変更した。これにより、応答性の低下が特に顕著となりやすい状況下において、応答性の低下を好適に抑制することができる。

（３）規定値Ｋを、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙに想定される変動量の最大値程度に設定することで、保持学習値を過度に変化させることを好適に抑制することができ、ひいては実進角値ＶＶＴｒを目標進角値ＶＶＴａへと制御するに際してオーバーシュート等が生じることを好適に回避することができる。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図６に、本実施形態にかかる回転位相差の制御の処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図６において、先の図３と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

本実施形態では、先の図３に示したステップＳ２８において、目標進角値ＶＶＴａの変化量の絶対値が所定値γ以上であると判断されると、ステップＳ３２ａやステップＳ３４ａにおいて、保持学習値を、変化量に応じて可変設定する。これは、目標進角値ＶＶＴａの変化量が内燃機関の運転状態の変化度合いによって定まることから、目標進角値ＶＶＴａの変化量によって、上記変化度合いを把握することができ、ひいては、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙの変動量を把握することができることによる。このため、例えば変化量の絶対値が大きいほどＤｕｔｙの変動量が大きくなり得るとして、規定値Ｋを大きな値とする。なお、この規定値Ｋの最大値は、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙの変動量として想定される最大値程度とすることが望ましい。

以上説明した本実施形態によれば、先の第１の実施形態の上記（１）、（２）の効果に加えて、更に、以下の効果が得られるようになる。

（４）目標進角値ＶＶＴａの変化量に応じて規定値Ｋを可変設定することで、保持学習値の過度な変更を回避することができ、ひいては、回転位相差の制御性をいっそう向上させることができる。

（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第２の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

内燃機関の運転時には、基本的には、先の図６に示したステップＳ１０において目標進角値ＶＶＴａが算出され、実進角値ＶＶＴｒをこれに追従させるように制御した。しかし、実際には、目標進角値ＶＶＴａへの制御が常時なされているわけではなく、図７に示すように、実進角値ＶＶＴｒが最遅角位置にて固定されることもある。

図７に、本実施形態にかかる実進角値ＶＶＴｒの制御の処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。

この一連の処理では、アイドル安定化制御がなされているとき（ステップＳ５０：ＹＥＳ）と、イグニッションスイッチがオフに切り替えられたとき（ステップＳ５２：ＹＥＳ）とに、ステップＳ５４において、実進角値ＶＶＴｒを最遅角位置に固定制御する。

ここで、イグニッションスイッチがオフに切り替えられたときには、ＯＣＶ３０を操作することで実進角値ＶＶＴｒを最遅角位置まで制御し、ロック機構２５により実進角値ＶＶＴｒを固定する制御を、ＥＣＵ４０による後処理の１つとして実行する。この制御が完了するときには、ＯＣＶ３０に対するＤｕｔｙ制御を停止する。

また、アイドル安定化制御時には、内燃機関の出力を抑制すべく実進角値ＶＶＴｒを最遅角位置まで制御すべく、ＯＣＶ３０を操作する。この処理が完了すると、ＯＣＶ３０に対するＤｕｔｙ制御を停止してもよいが、保持学習値よりも小さい所定のＤｕｔｙの操作信号にてＯＣＶ３０を操作してもよい。

上記態様にて実進角値ＶＶＴｒを固定すると、実進角値ＶＶＴｒを再度制御する際、保持学習値が変化するおそれがある。すなわち、例えば、イグニッションスイッチがオフとされても保持学習値は常時記憶保持メモリ４１にて保持されるものの、内燃機関の再始動時には、オイルの温度が変化しているなどの理由により、保持学習値が、実進角値ＶＶＴｒを保持するためのＤｕｔｙとして適切な値とならないおそれがある。また、アイドル時にあっても、オイルの温度が変化するなどすると、保持学習値が変化し、アイドル安定化制御から通常運転へと切り替わり実進角値ＶＶＴｒの制御が再開されるときには、保持学習値が適切な値とならないおそれがある。

そこで本実施形態では、こうした状況下、保持学習値を変更する。図８に、本実施形態にかかる回転位相差の制御の処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図８において、先の図６と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、先の図６に示したステップＳ１０、Ｓ１２の処理が完了すると、ステップＳ６０において、機関停止時間Ｔ１が所定時間εよりも長かったか否かを判断する。ここで、機関停止時間Ｔ１は、イグニッションスイッチがオフとされてから再度オンとされるまでの時間であり、ＥＣＵ４０によって計時される。また、所定時間εは、上記ＯＣＶ３０のオイルの温度が変化する等により回転位相差を保持するための値が変化すると想定される時間を判断するための値である。なお、この処理では、再始動後、この図８に示す一連の処理が初めてなされるとき以外は否定判断される。

そして、所定時間ε以下であると判断されるときには、ステップＳ６４において、常時記憶保持メモリ４１に記憶されている保持学習値を保持する。これに対し、所定時間εよりも長いと判断されるときには、ステップＳ６２において、保持学習値を、規定値Ｋだけ増加補正する。ここで、増加側に補正するのは、再始動時には先の図７に示した処理により実進角値ＶＶＴｒが最遅角位置とされているため、実進角値ＶＶＴｒの制御は、進角側への制御となることによる。

規定値Ｋは、機関停止時間Ｔ１に応じて可変設定される。これは、機関停止時間Ｔ１が長いほどオイルの温度変化量が大きくなることなどに起因して、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙの変動量も大きくなる可能性があるためである。このため、本実施形態では、機関停止時間Ｔ１が長いほど規定値Ｋを大きな値に設定する。なお、規定値Ｋの最大値は、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙの変動量として想定される最大値程度とすることが望ましい。

ステップＳ６２、Ｓ６４の処理が完了すると、先の図６に示したステップＳ１４に移行する。そして、ステップＳ１４において肯定判断されるときには、先の図６のステップＳ１６〜Ｓ２６の処理を行い、また、ステップＳ１４において否定判断されるときには、先の図６のステップＳ３６〜Ｓ４２、Ｓ２６の処理を行なう。

以上説明した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

（５）機関停止時間Ｔ１が所定時間ε以上であるとき、保持学習値を規定値Ｋだけ進角側に変更することで、再始動後において、実進角値ＶＶＴｒを進角側に制御する際にその応答遅れを抑制することができる。

（６）最遅角での固定期間（機関停止時間Ｔ１）に応じて、規定値Ｋを可変設定した。これにより、固定期間に基づき想定される保持学習値の変化を補償する適切な規定値Ｋを設定することができる。そして、想定される変化に見合った規定値Ｋとすることで、保持学習値を過度に変化させることを回避することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第３の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

図９に、本実施形態にかかる回転位相差の制御の処理手順を示す。この処理は、ＥＣＵ４０により、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図９において、先の図８と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。

この一連の処理では、先の図８のステップＳ６０に代えて、ステップＳ６０ａにおいて、実進角値ＶＶＴｒを最遅角位置にて固定制御した固定時間Ｔ２が所定時間φよりも長いか否かを判断する。ここで、固定時間Ｔ２は、先の図７に示した処理によりアイドル時に実進角値ＶＶＴｒが最遅角位置に制御されてから固定制御が継続されている時間である。また、所定時間φは、上記ＯＣＶ３０のオイルの温度が変化する等により保持学習値が変化すると想定される時間を判断するための値である。なお、この処理は、アイドル安定化制御が終了し、図９の処理が開始されるときの初回の処理時以外には、否定判断される。

そして、所定時間φ以下であると判断されるときには、ステップＳ６４ａにおいて、常時記憶保持メモリ４１に記憶されている保持学習値を保持する。これに対し、所定時間φよりも長いと判断されるときには、ステップＳ６２ａにおいて、保持学習値を、規定値Ｋだけ増加補正する。ここで、増加側に補正するのは、アイドル安定化制御時には先の図７に示した処理により実進角値ＶＶＴｒが最遅角位置とされており、アイドル安定化制御が終了し実進角値ＶＶＴｒの制御が開始されるときには、この制御が進角側への制御となることによる。

規定値Ｋは、時間Ｔ２に応じて可変設定される。これは、アイドル安定化制御の時間が長いほどオイルの温度変化量が大きくなることなどに起因して、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙの変動量も大きくなる可能性があるためである。このため、本実施形態では、時間Ｔ２が長いほど規定値Ｋを大きな値に設定する。なお、規定値Ｋの最大値は、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙの変動量として想定される最大値程度とすることが望ましい。

ステップＳ６２ａ、Ｓ６４ａの処理が完了すると、先の図８に示した処理と同様、ステップＳ１４以降の処理を行う。

以上説明した本実施形態によれば、先の第３の実施形態の上記（６）の効果に加えて、更に以下の効果が得られるようになる。

（７）アイドル安定化制御時における実進角値ＶＶＴｒの最遅角位置での固定制御の時間Ｔ２が所定時間φ以上であるとき、保持学習値を規定値Ｋだけ進角側に変更することで、アイドル運転の終了後、実進角値ＶＶＴｒを進角側に制御する際の応答遅れを抑制することができる。

（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

・上記第３や上記第４の実施形態において、規定値Ｋを固定期間に応じて可変設定しなくてもよい。この場合、規定値Ｋは、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙの変動量として想定される最大値程度とすることが望ましい。

・上記第１及び第２の実施形態において、目標進角値ＶＶＴａの変化量の絶対値が所定値γ以上であるときに保持学習値を規定値Ｋだけ変更したが、実進角値ＶＶＴｒに対する目標進角値ＶＶＴａの差の絶対値が所定値β以上であるときに常に保持学習値を変更してもよい。なお、この際、所定値βの値については、上記第１及び第２の実施形態における値とは相違させ、回転位相差を保持するための値が変化すると想定されるか否かを判断する値とすることが望ましい。

・上記第１及び第２の実施形態において、実進角値ＶＶＴｒよりも目標進角値ＶＶＴａの方が進角側にある場合、又は遅角側にある場合にのみ保持学習値を規定値Ｋだけ変更する処理を行なってもよい。この場合、通常、可変バルブタイミング機構２０にあっては実進角値ＶＶＴｒを進角させるときの方が遅角させるときよりも大きな力を要することに鑑みれば、実進角値ＶＶＴｒよりも目標進角値ＶＶＴａの方が進角側にある場合にのみ保持学習値を規定値Ｋだけ変更してもよい。

・第３及び第４の実施形態の双方の制御を行うようにしてもよく、また、第１又は第２の実施形態の制御と、第３及び第４の実施形態の少なくとも一方の制御とを組み合わせてもよい。

・機関停止時やアイドル安定化制御時に最遅角位置近傍に回転位相差を固定するものに限らない。この場合であっても、機関停止後の再始動時やアイドル安定化制御の終了時等において、実進角値ＶＶＴｒを目標進角値ＶＶＴａに制御するに際し、その変位の方向に保持学習値を規定値だけ変更することは有効である。

・回転位相差を保持するための操作信号が変化すると想定される条件を判断する手法としては、上記各実施形態で例示したものに限らない。例えば、クランク軸１０の回転速度の変化量が所定以上であるときとしてもよく、また、オイルの温度と相関を有する内燃機関の冷却水の温度の変化が所定以上であるときとしてもよい。

・上記各実施形態及びその変形例では、規定値Ｋを、回転位相差を保持するためのＤｕｔｙに想定される変動量内で設定したがこれに限らない。例えば第２の実施形態において、目標進角値ＶＶＴａへの実進角値ＶＶＴｒの追従性を向上させるべく、上記変動量の最大値よりも大きな値の規定値Ｋを設定して、目標進角値ＶＶＴａと実進角値ＶＶＴｒとの差を抑制する側に保持学習値を変更してもよい。これによれば、規定値Ｋによりフィードフォワード制御をすることができるため、フィードバック制御のゲインの設定をより適切に行うことができる。すなわち、フィードバック制御のみの場合、そのゲインを、応答性の向上と制御ハンチングの抑制という互いにトレードオフの関係にある２つの要求を満足させる値に適合しなければならないが、フィードフォワード制御を取り入れることで、フィードバックゲインを制御ハンチングの抑制を優先した値とすることができる。

・回転位相差調節手段を構成する可変バルブタイミング機構２０やＯＣＶ３０の構造は、図１に例示したものに限らない。例えば、第２の回転体２２を収容する第１の回転体２１がカム軸１４と一体的に回転するものであってもよい。また、回転位相差調節手段のアクチュエータの操作信号は、Ｄｕｔｙ信号に限らず、例えば電流信号であってもよい。こうした場合であっても、可変バルブタイミング機構２０による回転位相差を保持するための操作信号が変動する場合には、本発明の適用は有効である。また、回転位相差調節手段が油圧駆動式である場合、オイルの温度によってオイルの粘性が変化し、ひいては回転位相差を保持するための操作信号が変動するため、本発明の適用が特に有効である。

１０…クランク軸、１４…カム軸、２０…可変バルブタイミング機構（回転位相差調節手段の構成要素）、３０…オイルコントロールバルブ（回転位相差調節手段の構成要素）、４０…ＥＣＵ（機関バルブの制御装置の一実施形態）。

Claims (5)

1. 機関バルブの動作タイミングを調節すべく、クランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とする回転位相差調節手段を備える内燃機関について、前記回転位相差を保持するための前記回転位相差調節手段の操作信号である保持学習値を学習する学習手段と、前記回転位相差の目標値に対する実際の値の差に応じたフィードバック補正量を算出する算出手段と、前記保持学習値を基準としつつ前記フィードバック補正量により前記回転位相差調節手段を操作することで前記実際の値を前記目標値にフィードバック制御する制御手段とを備える機関バルブの制御装置において、
   前記回転位相差は、所定の条件下、最遅角位置近傍に固定制御されるものであり、
   前記固定期間が予め定められた期間以上であるとき、前記保持学習値を規定値だけ進角側に変更する変更手段を備えることを特徴とする機関バルブの制御装置。
2. 前記変更手段は、前記固定期間に応じて、前記規定値を可変設定することを特徴とする請求項１記載の機関バルブの制御装置。
3. 前記所定の条件が、前記内燃機関の稼動停止時であり、
   前記回転位相差調節手段が、前記回転位相差をその最遅角値近傍にて機械的に保持する保持機構を備えて構成され、
   前記変更手段は、前記稼動停止の時間が予め定められた時間以上であるとき、前記保持学習値を前記規定値だけ進角側に変更することを特徴とする請求項１又は２記載の機関バルブの制御装置。
4. 前記所定の条件が、前記内燃機関のアイドル運転時であることを特徴とする請求項１又は２記載の機関バルブの制御装置。
5. 前記規定値が、前記回転位相差を保持するための操作信号の値として想定される変動量内で設定されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の機関バルブの制御装置。

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