特許 6443219 電子制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6443219

(24)【登録日】2018年12月7日

(45)【発行日】2018年12月26日

(54)【発明の名称】電子制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02M 59/36 20060101AFI20181217BHJP

   F02D 43/00 20060101ALI20181217BHJP

   F02D 41/04 20060101ALI20181217BHJP

   F02M 51/00 20060101ALI20181217BHJP

   F01L 1/356 20060101ALI20181217BHJP

【ＦＩ】

   F02M59/36

   F02D43/00 301G

   F02D43/00 301Z

   F02D41/04 345B

   F02M51/00 A

   F02M51/00 F

   F01L1/356 E

【請求項の数】7

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2015-105658(P2015-105658)

(22)【出願日】2015年5月25日

(65)【公開番号】特開2016-217315(P2016-217315A)

(43)【公開日】2016年12月22日

【審査請求日】2017年8月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100106149

【弁理士】

【氏名又は名称】矢作 和行

(74)【代理人】

【識別番号】100121991

【弁理士】

【氏名又は名称】野々部 泰平

(74)【代理人】

【識別番号】100145595

【弁理士】

【氏名又は名称】久保 貴則

(72)【発明者】

【氏名】太田 智泰

【審査官】 松永 謙一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１６１１１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２７６４３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２８０１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１９０３８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２６３３７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｍ ３９／００−７１／０４

Ｆ０２Ｄ ４１／００−４１／４０

Ｆ０２Ｄ ４３／００−４５／００

Ｆ０１Ｌ １／３４−１／３５６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関（２００）のバルブ（２０８，２０９）と連動するカムシャフト（２１０，２１１）の、前記内燃機関のクランクシャフト（２０１）に対する相対的な位相差を制御する可変バルブタイミング機構（２２０）、および、前記カムシャフトと連動する加圧機構（２３１，２３２，２３５）により加圧した高圧燃料を前記内燃機関の燃料噴射弁へと圧送する高圧燃料ポンプ（２３０）それぞれを制御する電子制御装置であって、
前記高圧燃料ポンプは、前記加圧機構から前記燃料噴射弁へと圧送する前記高圧燃料の吐出量と燃圧それぞれを開閉タイミングによって定める電磁弁（２３３）を有しており、
所定の算出タイミングにおいて、前記高圧燃料の目標とする前記吐出量と前記燃圧、および、前記内燃機関の回転数に基づいて前記開閉タイミングを算出する開閉タイミング算出部（５１）と、
前記可変バルブタイミング機構の駆動を制御するための制御信号を生成する制御量算出部（５６）および駆動デューティ算出部（５７）と、
前記可変バルブタイミング機構の目標とする前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する相対的な位相差である目標位相を算出する目標位相算出部（６０）と、
前記目標位相算出部によって算出された、前記算出タイミングの前記目標位相と、前記算出タイミングにおける前記目標位相の収束点である要求目標位相との差分値を算出する差分値算出部（６１）と、
前記可変バルブタイミング機構によって、前記算出タイミングの前記目標位相が前記要求目標位相へと変化する応答時間を算出する負荷応答時間算出部（６２）と、
前記目標位相の前記差分値と前記応答時間に基づいて、前記制御信号を補正するための補正量を算出する補正量算出部（６３）と、
前記補正量によって補正された前記制御信号と、前記可変バルブタイミング機構による実際の前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する相対的な位相差である実位相の前記目標位相へと変化する速度の前記制御信号に対する変化率である変位速度変化率と、に基づいて前記開閉タイミングを補正するタイミング補正部（５８，５３，５４）と、を有する電子制御装置。

【請求項2】

前記制御量算出部は、前記可変バルブタイミング機構をＰＤ制御するためのＰ制御量およびＤ制御量を計算し、
前記駆動デューティ算出部は、前記Ｐ制御量および前記Ｄ制御量に基づいて、前記位相差を操作する駆動デューティを前記制御信号として生成し、
前記タイミング補正部は、前記駆動デューティに対する前記位相差の変位速度の変化率を前記変位速度変化率として算出し、前記補正量によって補正された前記制御信号の前記駆動デューティと前記変位速度変化率との乗算により算出された推定変位を前記算出タイミングから前記開閉タイミングまで積算し、その積算値に基づいて前記開閉タイミングを補正する請求項１に記載の電子制御装置。

【請求項3】

前記クランクシャフトの回転角度と前記カムシャフトの回転角度とに基づいて、前記実位相を算出する実位相算出部（５５）を有し、
前記制御量算出部は、前記算出タイミングにおける前記実位相と前記目標位相、および、所定のゲインに基づいて前記Ｐ制御量および前記Ｄ制御量を算出する請求項２に記載の電子制御装置。

【請求項4】

前記補正量算出部は、前記差分値算出部によって算出された前記差分値の絶対値が所定値よりも低い場合、前記補正量をゼロにし、前記差分値の絶対値が前記所定値以上の場合、前記差分値および前記応答時間に基づいて前記補正量を算出する請求項３に記載の電子制御装置。

【請求項5】

前記差分値算出部は、前記要求目標位相から前記算出タイミングの前記目標位相を減算することで得られる前記差分値を算出する請求項４に記載の電子制御装置。

【請求項6】

前記可変バルブタイミング機構は、前記カムシャフトを前記クランクシャフトに対して進角させるための進角室、前記カムシャフトを前記クランクシャフトに対して遅角させるための遅角室、および、前記駆動デューティに応じて前記進角室と前記遅角室の油圧を調整することで、前記カムシャフトの前記クランクシャフトに対する前記位相差を制御する油圧制御部を有し、
前記油圧制御部は、前記進角室および前記遅角室それぞれの油圧を一定に保つことで前記位相差を一定に保ち、前記進角室および前記遅角室のいずれか一方の油圧を他方に比べて高めることで前記カムシャフトを前記クランクシャフトに対して進角若しくは遅角させる請求項２〜５いずれか１項に記載の電子制御装置。

【請求項7】

前記目標位相算出部は、前記算出タイミングにおける前記内燃機関に実際に吸入される実吸入空気量と前記内燃機関の回転数に基づいて前記算出タイミングの前記目標位相を算出するとともに、前記算出タイミングにおける前記内燃機関の目標とする目標吸入空気量と前記内燃機関の回転数に基づいて前記要求目標位相を算出し、
前記負荷応答時間算出部は、前記算出タイミングにおける、スロットル開度、バルブ開度、前記内燃機関の回転数、および、インテークマニホールドの容積に基づいて、前記目標位相の前記応答時間を算出する請求項１〜６いずれか１項に記載の電子制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カムシャフトのクランクシャフトに対する相対的な位相差を制御する可変バルブタイミング機構、および、カムシャフトと連動して加圧した高圧燃料を燃料噴射弁へと圧送する高圧燃料ポンプそれぞれを制御する電子制御装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に示されるように、カムシャフトに同期して作動する容積式燃料ポンプの吐出量を制御する吐出量制御手段と、内燃機関のバルブタイミングを設定するバルブタイミング設定手段と、を備えた燃料ポンプ制御装置が知られている。吐出量制御手段は、燃料ポンプの有効吐出ストロークの開始と終了時期をバルブタイミングの所定期間先の変化予測に応じて、燃料ポンプ吐出量を目標吐出量に制御する。これによりバルブタイミングが変化したとしても、容量式燃料ポンプの吐出量が目標吐出量に制御される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０００−１６１１１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで特許文献１に示される燃料ポンプ制御装置では、所定のクランク角ＶＬＴに達すると、その時点でのバルブタイミングの目標値に基づいて、バルブタイミングの変化を求める。しかしながらバルブタイミングの目標値は、所定のクランク角ＶＬＴから実際に燃料ポンプの有効吐出ストロークの開始と終了時期を操作するまでの間に変化する。そのためにクランク角ＶＬＴで求めたバルブタイミングの変化が実際のバルブタイミングの変化からずれ、燃料ポンプの有効吐出ストロークの開始と終了時期も目標吐出量を達成するためのタイミングからずれることとなる。この結果、容量式燃料ポンプから吐出される高圧燃料の吐出量が目標吐出量からずれる虞がある。

【0005】

そこで本発明は上記問題点に鑑み、高圧燃料の吐出量が目標値からずれることの抑制された電子制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記した目的を達成するための開示された発明の１つは、内燃機関（２００）のバルブ（２０８，２０９）と連動するカムシャフト（２１０，２１１）の、内燃機関のクランクシャフト（２０１）に対する相対的な位相差を制御する可変バルブタイミング機構（２２０）、および、カムシャフトと連動する加圧機構（２３１，２３２，２３５）により加圧した高圧燃料を内燃機関の燃料噴射弁へと圧送する高圧燃料ポンプ（２３０）それぞれを制御する電子制御装置であって、
高圧燃料ポンプは、加圧機構から燃料噴射弁へと圧送する高圧燃料の吐出量と燃圧それぞれを開閉タイミングによって定める電磁弁（２３３）を有しており、
所定の算出タイミングにおいて、高圧燃料の目標とする吐出量と燃圧、および、内燃機関の回転数に基づいて開閉タイミングを算出する開閉タイミング算出部（５１）と、
可変バルブタイミング機構の駆動を制御するための制御信号を生成する制御量算出部（５６）および駆動デューティ算出部（５７）と、
可変バルブタイミング機構の目標とするカムシャフトのクランクシャフトに対する相対的な位相差である目標位相を算出する目標位相算出部（６０）と、
目標位相算出部によって算出された、算出タイミングの目標位相と、算出タイミングにおける目標位相の収束点である要求目標位相との差分値を算出する差分値算出部（６１）と、
可変バルブタイミング機構によって、算出タイミングの目標位相が要求目標位相へと変化する応答時間を算出する負荷応答時間算出部（６２）と、
目標位相の差分値と応答時間に基づいて、制御信号を補正するための補正量を算出する補正量算出部（６３）と、
補正量によって補正された制御信号と、可変バルブタイミング機構による実際のカムシャフトのクランクシャフトに対する相対的な位相差である実位相の目標位相へと変化する速度の制御信号に対する変化率である変位速度変化率と、に基づいて開閉タイミングを補正するタイミング補正部（５８，５３，５４）と、を有する。

【0007】

このように本発明によれば、算出タイミング以降における目標位相の変化量と応答時間に基づいて制御信号を補正し、その補正された制御信号に基づいて電磁弁（２３３）の開閉タイミングを補正している。これによれば、目標位相が時間変化せずに一定とみなして開閉タイミングを補正する構成と比べて、高圧燃料の吐出量と燃圧それぞれが目標値からずれることが抑制される。

【0008】

なお、特許請求の範囲に記載の請求項、および、課題を解決するための手段それぞれに記載の要素に括弧付きで符号をつけている。この括弧付きの符号は実施形態に記載の各構成要素との対応関係を簡易的に示すためのものであり、実施形態に記載の要素そのものを必ずしも示しているわけではない。括弧付きの符号の記載は、いたずらに特許請求の範囲を狭めるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】内燃機関、可変バルブタイミング機構、高圧燃料ポンプ、センサ、および、電子制御装置の概略構成を示す概略図である。

【図2】可変バルブタイミング機構の概略構成を示す斜視図である。

【図3】高圧燃料ポンプの動作を説明するための図表である。

【図4】電磁スピル弁の開閉タイミングとプランジャのリフト量とを示すタイミングチャートである。

【図5】高圧燃料ポンプ制御部と可変バルブタイミング制御部の詳細構成を示すブロック図である。

【図6】変位速度と駆動デューティとの関係を示すグラフ図である。

【図7】目標位相と実位相の変化を示すモデル図である。

【図8】先読み時間を説明するためのモデル図である。

【図9】補正量を示すモデル図である。

【図10】目標位相と実位相の変化を示すモデル図である。

【図11】電子制御装置による電磁スピル弁の開閉タイミングの補正処理を示すフローチャートである。

【図12】電子制御装置による位相変動量の算出処理を示すフローチャートである。

【図13】電子制御装置による補正量の算出処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１〜図１３に基づいて電子制御装置を説明する。その前に、先ず内燃機関２００、可変バルブタイミング機構２２０、高圧燃料ポンプ２３０、および、各種センサ２４１〜２４８を説明する。

【0011】

図１に示すように内燃機関２００は、クランクシャフト２０１、コンロッド２０２、ピストン２０３、シリンダ２０４、燃料噴射弁２０５、吸気管２０６、排気管２０７、吸気バルブ２０８、排気バルブ２０９、吸気カムシャフト２１０、排気カムシャフト２１１、および、タイミングチェーン２１２を有する。クランクシャフト２０１とピストン２０３とがコンロッド２０２を介して連結され、クランクシャフト２０１の回転によってピストン２０３がシリンダ２０４内を上下動する。シリンダ２０４とピストン２０３とによって燃焼室が構成され、この燃焼室に燃料噴射弁２０５から燃料が噴射される。そして図示しないプラグによって火花が生成されることで空気と燃料の混合した混合気体が爆発する。これによってピストン２０３が上下動し、その上下動が車両を運動する出力としてクランクシャフト２０１から車両の出力軸へと伝達される。

【0012】

燃焼室を構成するシリンダ２０４には２つの開口部が形成され、これら２つの開口部の一方に吸気管２０６が連結され、その他方に排気管２０７が連結されている。燃焼室と吸気管２０６との連通は吸気バルブ２０８によって制御され、燃焼室と排気管２０７との連通は排気バルブ２０９によって制御される。

【0013】

吸気バルブ２０８は吸気カムシャフト２１０の吸気カム２１０ａの回転と連動し、排気バルブ２０９は排気カムシャフト２１１の排気カム２１１ａの回転と連動して動作する。カム２１０ａ，２１１ａの回転によりバルブ２０８，２０９が燃焼室から離れるとき、燃焼室の開口部が閉塞される。これによって燃焼室と管２０６，２０７との連通が妨げられる。これとは反対に、バルブ２０８，２０９が燃焼室に近づくとき、燃焼室の開口部が開口される。これによって燃焼室と管２０６，２０７とが連通される。

【0014】

カムシャフト２１０，２１１はタイミングチェーン２１２を介してクランクシャフト２０１と連結されている。したがってクランクシャフト２０１が回転するとそれにともなってカムシャフト２１０，２１１も回転する。そしてカムシャフト２１０，２１１の回転に伴ってバルブ２０８，２０９も燃焼室に対して上下動し、それによって燃焼室と管２０６，２０７との連通も制御される。

【0015】

本実施形態に係る内燃機関２００は吸気、圧縮、膨張、排気の４工程で１サイクルを成す４サイクルエンジンである。吸気工程にてピストン２０３が上死点側から下死点側へと運動するとともに、吸気バルブ２０８が燃焼室に近づき燃焼室と吸気管２０６とが連通される。これにより空気が燃焼室へと流入される。またこの際に燃料噴射弁２０５から霧状の燃料が燃焼室へと噴射される。圧縮工程にてピストン２０３が下死点側から上死点側へと運動するとともに、吸気バルブ２０８が燃焼室から離れて燃焼室と排気管２０６との連通が阻止される。これにより燃焼室内にて混合気体が圧縮される。膨張工程にてプラグから火花が生成され、混合気体が爆発する。この爆発によってピストン２０３が上死点側から下死点側へと運動する。最後に、排気工程にてピストン２０３が下死点側から上死点側へと運動するとともに、排気バルブ２０９が燃焼室に近づき燃焼室と排気管２０７とが連通される。これにより燃焼室内の排気ガスが排気管２０７へと排出される。

【0016】

上記したように吸気、圧縮、膨張、排気の各工程において、バルブ２０８，２０９はピストン２０３の上下動（シャフト２０１，２１０，２１１の回転）に追随して動作する。そして各工程はクランクシャフト２０１の回転角度（クランク角）によって定まっている。しかしながら車両の運転状況によっては、最適な出力を得るべく、バルブ２０８，２０９の運動（カムシャフト２１０，２１１の回転角度）を上記の各工程（クランク角）に対して相対的にずらすことが考えられる。

【0017】

これを実現するために、カムシャフト２１０，２１１のクランクシャフト２０１に対する相対的な回転の位相差を制御する可変バルブタイミング機構２２０がカムシャフト２１０，２１１それぞれに設けられている。可変バルブタイミング機構２２０により上記の位相差を調整することで、バルブ２０８，２０９による燃焼室の開口部の開閉タイミング（以下、バルブタイミングと示す）が制御される。

【0018】

図２に示すように可変バルブタイミング機構２２０は、ハウジング部２２１とベーン部２２２を有する。吸気側の可変バルブタイミング機構２２０のベーン部２２２は、吸気カムシャフト２１０に固定され、ハウジング部２２１には上記のタイミングチェーン２１２が連結される。そしてベーン部２２２とハウジング部２２１とによって油の貯留される進角室と遅角室とが構成されている。進角室と遅角室との油圧が同一である場合、ベーン部２２２はハウジング部２２１に対して相対的に回転せず、吸気カムシャフト２１０のクランクシャフト２０１に対する回転の位相差は一定に保たれる。しかしながら進角室と遅角室との油圧に差がある場合、ベーン部２２２はハウジング部２２１に対して相対的に回転し、吸気カムシャフト２１０がクランクシャフト２０１に対して相対的に回転する。進角室を遅角室よりも油圧を大きくすると、吸気カムシャフト２１０はクランクシャフト２０１に対して進角する。それとは逆に遅角室を進角室よりも油圧を大きくすると、吸気カムシャフト２１０がクランクシャフト２０１に対して遅角する。これによりバルブタイミングが調整される。排気側の可変バルブタイミング機構２２０についても、排気カムシャフト２１１に対して同様の構成および動作を行う。したがってその記載を省略する。以下においては説明が煩雑となることを避けるため、２つのカムシャフト２１０，２１１の内、吸気カムシャフト２１０を主として記載する。

【0019】

なお、進角室と遅角室の油圧の調整は、図示しないソレノイドのスプールを移動させることで成される。このスプールの移動は、後述する駆動デューティによって決定される。なお上記のソレノイドが特許請求の範囲に記載の油圧制御部に相当する。

【0020】

上記したように吸気工程において燃料噴射弁２０５から燃焼室へと燃料が噴射されるが、この燃料は図１に示す高圧燃料ポンプ２３０から図示しないコモンレールを介して燃料噴射弁２０５へと供給される。図３に示すように高圧燃料ポンプ２３０は、プランジャ２３１、シリンダ２３２、電磁スピル弁２３３、逆止弁２３４、および、ばね２３５を有する。プランジャ２３１は吸気カムシャフト２１０の回転と連動してシリンダ２３２内を上下動する。シリンダ２３２は電磁スピル弁２３３を介して図示しない燃料タンクに連結され、逆止弁２３４を介してコモンレールに連結されている。プランジャ２３１とシリンダ２３２とによって燃料を貯留する燃料室が構成され、この燃料室の容積がプランジャ２３１の上下動によって変動する。この結果、燃料室に貯留される燃料の量も変化する。図３では燃料をハッチングによって示している。なお、プランジャ２３１、シリンダ２３２、および、ばね２３５が特許請求の範囲に記載の加圧機構に相当する。そして電磁スピル弁２３３が特許請求の範囲に記載の電磁弁に相当する。

【0021】

プランジャ２３１は吸気カムシャフト２１０のポンプカム２３６によって、ばね２３５の復元力に抵抗しながらシリンダ２３２内を上昇する。電磁スピル弁２３３が開状態の場合、燃料室と燃料タンクとが連通される。したがってプランジャ２３１の上昇によって燃料室の容積が減少したとしても燃料タンクへと燃料が戻され、燃料室内の燃料は加圧されない。そのために逆止弁２３４は閉状態となっており、コモンレールへの燃料の圧送は行われない。

【0022】

図３の（ａ）欄にて実線矢印で示すように、プランジャ２３１がシリンダ２３２内を上昇しきった後にばね２３５の復元力によって下降し始めると、電磁スピル弁２３３を介して燃料タンクから燃料室へと燃料が供給される。そしてプランジャ２３１がシリンダ２３２内を下降しきると、燃料室の容積が最大となり、燃料室が燃料によって満たされる。

【0023】

図３の（ｂ）欄にて実線矢印で示すように、プランジャ２３１がシリンダ２３２内を下降しきった後に上昇し始めると、燃料室の容積が減少するとともに、電磁スピル弁２３３を介して燃料室から燃料タンクへと燃料が戻される。

【0024】

そして図３の（ｃ）欄にて実線矢印で示すように、プランジャ２３１がシリンダ２３２内を上昇して燃料室の容積（燃料噴射弁２０５にて噴射される燃料の吐出量）が車両の運転状況に適した目標値に達すると、電磁スピル弁２３３が閉状態となる。これにより燃料室内の燃料が加圧され、逆止弁２３４が開状態となる。この結果、燃料室内にて高圧となった燃料（高圧燃料）が逆止弁２３４を介してコモンレールへと圧送され、燃料噴射弁２０５から高圧燃料が噴射される。

【0025】

上記したように高圧燃料ポンプ２３０は吸気カムシャフト２１０と連動して動作する。そして高圧燃料ポンプ２３０の噴射タイミングは吸入工程であり、これはクランクシャフト２０１の回転角度（クランク角）に連動している。したがって上記したように可変バルブタイミング機構２２０によって吸気カムシャフト２１０のクランクシャフト２０１に対する位相差（以下、単に位相差と示す）を制御すると、高圧燃料ポンプ２３０から吐出される高圧燃料の吐出量と燃圧とが目標値からずれる虞がある。

【0026】

図４に位相差がゼロの場合におけるプランジャ２３１のシリンダ２３２内における上下動量（リフト量）を破線で示し、進角した場合のプランジャ２３１のリフト量を実線で示す。また、高圧燃料の吐出量をハッチングで示す。高圧燃料の吐出量は、電磁スピル弁２３３が閉状態になったタイミングから、プランジャのリフト量が最大になるタイミングまでによって決定される。

【0027】

可変バルブタイミング機構２２０による位相差の制御を何ら考慮しない場合、電磁スピル弁２３３の開閉タイミングは破線で示すプランジャ２３１のリフト量（吸気カムシャフト２１０の回転角度）に基づいて決定される。したがって電磁スピル弁２３３の開閉タイミングを位相差の制御を何ら考慮せずに定めた場合において、実線で示すように吸気カムシャフト２１０がクランクシャフト２０１に対して進角すると、高圧燃料ポンプ２３０の吐出量が減少することとなる。そこで電磁スピル弁２３３の開閉タイミングを上記の進角に合わせて補正する。そうすると図４にて一点鎖線で囲んで示す高圧燃料の吐出量の減少が補われ、高圧燃料の吐出量と燃圧とが目標値からずれることが抑制される。このような制御を電子制御装置１００が行う。

【0028】

電子制御装置１００は、上記の可変バルブタイミング機構２２０を制御しつつ、高圧燃料の吐出量と燃圧とが目標値からずれることが抑制されるように高圧燃料ポンプ２３０（電磁スピル弁２３３）を制御する。このような制御を行なうための値が図１に示す各種センサ２４１〜２４８によって検出される。

【0029】

図１に示すように、車両にはカム角センサ２４１、クランク角センサ２４２、燃圧センサ２４３、温度センサ２４４、吸入空気量センサ２４５、スロットル開度センサ２４６、アクセルセンサ２４７、および、バルブセンサ２４８が設けられている。カム角センサ２４１はカムシャフト２１０，２１１の回転角度に応じたカム角信号を生成する。クランク角センサ２４２はクランクシャフト２０１の回転角度に応じたクランク角信号を生成する。燃圧センサ２４３は高圧燃料ポンプ２３０からコモンレールへと圧送される高圧燃料の燃圧を検出する。温度センサ２４４は、内燃機関２００の冷却水の温度を検出する。吸入空気量センサ２４５は吸気管２０６から燃焼室へと実際に吸入される空気量（実吸入空気量）を検出する。スロットル開度センサ２４６はスロットルバルブ２０６ａの開度を検出する。アクセルセンサ２４７はアクセルの踏み込み量を検出する。バルブセンサ２４８は吸気バルブ２０８の開度を検出する。これらセンサ２４１〜２４８の各種センサ信号が電子制御装置１００に入力される。

【0030】

なお、吸気管２０６のインテークマニホールドの容積が可変の場合、インテークマニホールドの容積の可変を検出するセンサも内燃機関２００に設けられ、その検出結果が電子制御装置１００に入力される。電子制御装置１００は可変に応じたインテークマニホールドの容積を記憶しており、上記のセンサの検出結果に応じたインテークマニホールドの容積を読み出す。また、インテークマニホールドの容積が可変ではない場合、電子制御装置１００はインテークマニホールドの容積を固定値として記憶している。

【0031】

次に、電子制御装置１００を説明する。図１に示すように電子制御装置１００は、目標高圧燃料算出部１０、目標吸入空気量算出部２０、高圧燃料ポンプ制御部３０、および、可変バルブタイミング制御部４０を有する。

【0032】

目標高圧燃料算出部１０は、上記のセンサによって検出されるクランク角信号（エンジン回転数）、燃圧、および、アクセルの踏み込み量や実吸入空気量に基づいて、高圧燃料ポンプ２３０の目標とする吐出量（目標吐出量）と目標とする燃圧（目標燃圧）を算出する。目標高圧燃料算出部１０には図示しないコモンレール内の燃料圧力が入力されており、この燃料圧力が所定値に保たれるように、目標高圧燃料算出部１０は目標吐出量と目標燃圧を算出する。

【0033】

目標吸入空気量算出部２０は、上記のセンサによって検出されるエンジン回転数、スロットル開度、アクセル踏み込み量、および、バルブ開度に基づいて、燃焼室への目標とする吸入空気量（目標吸入空気量）を算出する。

【0034】

高圧燃料ポンプ制御部３０は、高圧燃料ポンプ２３０の電磁スピル弁２３３の開閉を制御する。そして可変バルブタイミング制御部４０は、実位相が目標位相へ変化されるように可変バルブタイミング機構２２０の進角室と遅角室の油圧をＰＤ制御する。図１では機能を明示するために上記の制御部３０，４０を区別して記載しているが、図５ではこれらを一体のもとして記載している。

【0035】

図５に制御部３０，４０の詳細構成を示す。制御部３０，４０は、合計１３個の算出部５１〜６３を有する。この算出部５１〜６３は、それぞれがハード的若しくはソフト的に分離しているわけではなく、その機能を区別して示すために分離して示している。そのため図５では算出部５１〜６３それぞれを名称ではなく、機能で表記している。なお、敢えて制御部３０，４０と算出部５１〜６３との包含関係とを明示すると、高圧燃料ポンプ制御部３０は算出部５１〜５４を有し、可変バルブタイミング制御部４０は算出部５５〜６３を有する。また、高圧燃料ポンプ制御部３０が推定変位算出部５８を有しても良い。

【0036】

開閉タイミング算出部５１は、目標吐出量、目標燃圧、および、エンジン回転数に基づいて電磁スピル弁２３３の開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを算出する。開閉タイミング算出部５１は、クランク角が所定の算出タイミングＰＳＣＡＬに達すると、上記の情報に基づいて開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを算出する。図４に示すように、この開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇは、吸気カムシャフト２１０のクランクシャフト２０１に対する位相差を考慮した値とはなっていない。

【0037】

待機時間算出部５２は、算出タイミングＰＳＣＡＬから開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇに至るまでの待機時間Ｔｃ，Ｔｏを算出する。図４に示すように、Ｔｃ＝Ｃａｎｇ−ＰＳＣＡＬであり、Ｔｏ＝Ｏａｎｇ−ＰＳＣＡＬである。

【0038】

位相変動量算出部５３は、後述する推定変位Ｖｔｅに基づいて、算出タイミングＰＳＣＡＬから開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇに至るまでの吸気カムシャフト２１０のクランクシャフト２０１に対する位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯを算出する。推定変位Ｖｔｅは微小時間Δｔ当たりに吸気カムシャフト２１０がクランクシャフト２０１に対して変位することの期待される推定量である。この推定変位Ｖｔｅを閉弁待機時間Ｔｃまで積算した値が閉弁位相変動量ｄＶＴＣであり、推定変位Ｖｔｅを開弁待機時間Ｔｏまで積算した値が開弁位相変動量ｄＶＴＯである。位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯが特許請求の範囲に記載の積算値に相当する。

【0039】

補正タイミング算出部５４は、開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯに基づいて補正する。図４に示すように、補正された閉タイミング（補正Ｃａｎｇ）はＣａｎｇ−ｄＶＴＣであり、補正された開タイミング（補正Ｏａｎｇ）はＯａｎｇ−ｄＶＴＯである。この開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇの補正により、高圧燃料の吐出量が目標吸入吐出量からずれることが抑制されるとともに、高圧燃料の燃圧が目標燃圧からずれることが抑制される。

【0040】

実位相算出部５５は、クランク角とカム角とに基づいて、吸気カムシャフト２１０のクランクシャフト２０１に対する実際の位相差（以下、実位相ＶＴａｃｔと示す）を算出する。実位相算出部５５は、算出タイミングＰＳＣＡＬにおける実位相ＶＴａｃｔを算出する。

【0041】

制御量算出部５６は、可変バルブタイミング機構２２０をＰＤ制御するためのＰ制御量とＤ制御量とを算出するものである。制御量算出部５６の算出する制御量は、後述の補正量を加味した値となっている。そのためにこの制御量は、特許請求の範囲に記載のＰ制御量およびＤ制御量とは異なる。制御量算出部５６の算出する制御量は、後述の現在目標位相ＶＴｅＲｅｑに基づくＰ制御量およびＤ制御量を補正量によって補正した値である。これに対して特許請求の範囲に記載の制御量は、現在目標ＶＴｅＲｅｑに基づくＰ制御量およびＤ制御量である。これら制御量に関しては先読み時間Ｔｅを説明した後に詳説する。なお、以下においては駆動デューティ、推定変位、および、補正量を記述するが、これらに関しても制御量と同様にして先読み時間Ｔｅを説明した後に説明する。

【0042】

駆動デューティ算出部５７は、制御量算出部５６によって算出された制御量に基づいて、駆動デューティを算出するものである。この駆動デューティによって可変バルブタイミング機構２２０の進角室と遅角室の油圧が制御され、位相差が制御（操作）される。駆動デューティが特許請求の範囲に記載の制御信号に相当する。

【0043】

推定変位算出部５８は、駆動デューティの入力による位相差の推定変位Ｖｔｅを算出するものである。上記したように推定変位Ｖｔｅは、微小時間Δｔの間に吸気カムシャフト２１０がクランクシャフト２０１に対して変位することの期待される推定量である。算出部５３，５４，５８によって特許請求の範囲に記載のタイミング補正部が構成されている。

【0044】

変位速度算出部５９は、算出タイミングＰＳＣＡＬにおける駆動デューティに対する吸気カムシャフト２１０がクランクシャフト２０１に対して変位する速さの変化率を算出するものである。変位速度算出部５９には、駆動デューティに対する吸気カムシャフト２１０のクランクシャフト２０１に対する位相の変位速度の変化率マップの記憶されたメモリ５９ａが接続されている。上記したようにスプールが移動することで進角室と遅角室の油圧差が決定され、それによって吸気カムシャフト２１０がクランクシャフト２０１に対して進角若しくは遅角する。そしてその油圧はオイル温度（オイル圧力）に依存する。

【0045】

図６に実線と破線で示すように、駆動デューティに対する位相の変位速度は、可変バルブタイミング機構２２０内のオイル温度（オイル圧力）によって変化する。したがって変位速度算出部５９は温度センサ２４４によって検出された内燃機関２００の冷却水温度に基づいて上記のオイル温度を検出し、そのオイル温度に基づいてオイル圧力を検出する。そして変位速度算出部５９は検出したオイル圧力に対応する変位速度変化率Ｖｓをメモリ５９ａから取り出す。この変位速度変化率Ｖｓは図６においてθ１，θ２で示すように、駆動デューティに対して、微小時間Δｔにおける位相変化の傾きとして表される。換言すれば、変位速度変化率Ｖｓは、単位駆動デューティ当たりの微小時間Δｔにおける位相変位速度として表される。なお図６に示すように駆動デューティが保持デューティに等しい場合、位相差は変化しない。したがって駆動デューティが保持デューティに等しい場合、変位速度変化率Ｖｓはゼロである。

【0046】

目標位相算出部６０は、ＰＳＣＡＬ時における、実吸入空気量、目標吸入空気量、および、エンジン回転数に基づいて、可変バルブタイミング機構２２０の目標とする位相差（以下、目標位相と示す）を算出する。目標位相算出部６０には、目標位相の変位マップの記憶されたメモリ６０ａが接続されている。吸入空気量とエンジン回転数に対する目標位相は予め設定されており、その設定値が上記の位相差の変位マップとして予めメモリ６０ａに記憶されている。目標位相算出部６０は上記した実吸入空気量とエンジン回転数に基づいた算出タイミングＰＳＣＡＬ時の目標位相（現在目標位相ＶＴｃＲｅｑ）と、目標吸入空気量とエンジン回転数に基づいた目標位相の収束点（要求目標位相ＶＴａＲｅｑ）とをメモリ６０ａから取り出す。なお、図４に示すように閉タイミングＣａｎｇと開タイミングＯａｎｇとは異なる。そのため厳密に言えば閉タイミングＣａｎｇにおける要求目標位相と開タイミングＯａｎｇにおける要求目標位相とは異なる。しかしながら本実施形態では両者を等しいとして、上記の要求目標位相ＶＴａＲｅｑを算出する。

【0047】

差分値算出部６１は、現在目標位相ＶＴｃＲｅｑと要求目標位相ＶＴａＲｅｑの差分値ΔＶＴＲｅｑを算出する。ΔＶＴＲｅｑ＝ＶＴａＲｅｑ−ＶＴｃＲｅｑである。

【0048】

負荷応答時間算出部６２は、スロットル開度、バルブ開度、エンジン回転数、および、インテークマニホールドの容積に基づいて、負荷応答時間Ｔｌｓを算出する。負荷応答時間算出部６２には、上記した４つの情報によって決定される吸入負荷に対して目標位相がＶＴｃＲｅｑから収束点であるＶＴａＲｅｑへと変化するのに要する負荷応答時間Ｔｌｓのマップの記憶されたメモリ６２ａが接続されている。負荷応答時間算出部６２は、算出タイミングＰＳＣＡＬにおける上記の４つの情報に基づいて、負荷応答時間Ｔｌｓをメモリ６２ａから取り出す。

【0049】

補正量算出部６３は、目標位相がＶＴｅＲｅｑからＶＴａＲｅｑへと変化することによる、現在目標位相ＶＴｅＲｅｑに基づいて生成されたＰ制御量とＤ制御量のずれを補正するための補正量を算出する。先ず補正量算出部６３は、差分値ΔＶＴＲｅｑの絶対値が所定値ＶＴＲよりも大きいか否かを判定する。差分値ΔＶＴＲｅｑの絶対値が所定値ＶＴＲよりも大きい場合、補正量算出部６３は差分値ΔＶＴＲｅｑと負荷応答時間Ｔｌｓとに基づいて補正量を具体的に算出し、その逆の場合に補正量をゼロにする。

【0050】

図７に実線で示すように、要求目標位相ＶＴａＲｅｑが現在目標位相ＶＴｃＲｅｑよりも大きい場合、ΔＶＴＲｅｑは正となり、負荷応答時間Ｔｌｓの間に目標位相はＶＴｃＲｅｑからＶＴａＲｅｑへと上昇する。このように目標位相が上昇した場合、破線で示すように実位相もそれに追随して上昇する。図示しないが、これとは反対に、要求目標位相ＶＴａＲｅｑが現在目標位相ＶＴｃＲｅｑよりも小さい場合、ΔＶＴＲｅｑは負となり、負荷応答時間Ｔｌｓの間に目標位相はＶＴｃＲｅｑからＶＴａＲｅｑへと減少する。このように目標位相が減少した場合、実位相もそれに追随して減少する。

【0051】

次に、上記した制御量、駆動デューティ、推定変位、および、補正量を説明するために、先読み時間Ｔｅを図８に基づいて説明する。図８に示すように先読み時間Ｔｅは微小時間Δｔを順次加算した値である。先読み時間をＴｅｉと表記し、添え字ｉの値が１ずつ増大するごとに微小時間Δｔずつ増加すると定義すると、Ｔｅ１＝Δｔ、Ｔｅ２＝２Δｔ、…と表すことができる。したがって上記の微小時間Δｔと待機時間Ｔｃ，Ｔｏとは和の記号をΣとすると、閉弁待機時間Ｔｃ＝ΣｃΔｔ、開弁待機時間Ｔｏ＝ΣｏΔｔと表すことができる。ここでΣｃの添え字ｃは先読み時間Ｔｅが閉弁待機時間Ｔｃになるまでを示し、Σｏの添え字ｏは先読み時間Ｔｅが開弁待機時間Ｔｏになるまでを示す。上記の定義により、待機時間Ｔｃ，Ｔｏと先読み時間Ｔｅとは、次のように表すことができる。すなわち、上記の添え字ｉがｃの時の先読み時間をＴｅｃとすると、Ｔｅｃ＝Ｔｃと表すことができ、添え字ｉがｏの時の先読み時間をＴｅｏとすると、Ｔｅｏ＝Ｔｏと表すことができる。

【0052】

補正量算出部６３は、先読み時間Ｔｅｉの添え字ｉの値が変化するごとに補正量を算出する。すなわち、現在目標位相ＶＴｅＲｅｑに基づいて生成されたＰ制御量の補正量（Ｐ補正量）として、（ΔＶＴＲｅｑ／Ｔｌｓ）×Ｔｅｉを算出する。そして現在目標位相ＶＴｅＲｅｑに基づいて生成されたＤ制御量の補正量（Ｄ補正量）として、Ｐ制御量の偏差（微分値）を算出する。図９に概念的に示すように、先読み時間Ｔｅｉの添え字ｉが増大するごとにＰ補正量の絶対値は順次増大する。

【0053】

ただし補正量算出部６３は、先読み時間Ｔｅが負荷応答時間Ｔｌｓに至るまでは上記のように補正量を算出するが、先読み時間Ｔｅが負荷応答時間Ｔｌｓ以上となった場合、Ｐ補正量＝ΔＶＴＲｅｑとする。したがってこの場合、Ｐ補正量は固定値となるのでＤ補正量はゼロとなる。なお図１０に示すように閉弁待機時間Ｔｃが負荷応答時間Ｔｌｓよりも短く、図示しないが開弁待機時間Ｔｏが負荷応答時間Ｔｌｓよりも短い場合、先読み時間Ｔｅが負荷応答時間Ｔｌｓに至ることはない。そのためにＰ補正量は上記のように固定値にはならず、Ｄ補正量はゼロとはならない。また補正量算出部６３は、差分値ΔＶＴＲｅｑが所定値ＶＴＲよりも大きい場合は上記のように補正量を算出するが、小さい場合は補正量をゼロにする。

【0054】

制御量算出部５６は、上記のＰ補正量とＤ補正量を加味したＰ制御量とＤ制御量を算出する。Ｐ制御量とＤ制御量は次の様に示される。すなわち、Ｐ制御量＝（（ＶＴｃＲｅｑ−ＶＴ）＋Ｐ補正量）×Ｐゲイン項であり、Ｄ制御量＝（（ＶＴｃＲｅｑ−ＶＴ）偏差＋Ｄ補正量）×Ｄゲイン項である。ここで、現在目標位相ＶＴｃＲｅｑ、Ｐゲイン項、Ｄゲイン項は算出タイミングＰＳＣＡＬ時に一意に決定される一定値である。これに対して上記したようにＰ補正量とＤ補正量は先読み時間Ｔｅに依存する値である。

【0055】

補正量がゼロの場合、制御量算出部５６の算出するＰ制御量は（ＶＴｃＲｅｑ−ＶＴ）×Ｐゲイン項、Ｄ制御量は（ＶＴｃＲｅｑ−ＶＴ）偏差×Ｄゲイン項となる。これは上記した現在目標位相ＶＴｅＲｅｑに基づくＰ制御量およびＤ制御量であり、特許請求の範囲に記載のＰ制御量およびＤ制御量と等しい。

【0056】

上記したように制御量にはＶＴが含まれている。このＶＴは、先読み時間Ｔｅ＝Δｔの時において、初期値として実位相Ｖｔａｃｔが入力される。そしてその後は、後述の積算変位Ｖｔｅｓｔが順次先読み時間Ｔｅの変化に応じて入力される。これにより順次Ｐ制御量とＤ制御量とが更新される。

【0057】

駆動デューティ算出部５７は、上記のＰ制御量とＤ制御量に基づき、先読み時間Ｔｅ時の駆動デューティを算出する。

【0058】

推定変位算出部５８は、先読み時間Ｔｅ時の駆動デューティと変位速度変化率Ｖｓとを乗算することで、先読み時間Ｔｅ時の位相の変位量を推定する。この乗算値が推定変位Ｖｔｅである。

【0059】

以上に示したように補正量算出部６３によって先読み時間Ｔｅ時における目標位相の変化に基づく補正量が算出される。そして制御量算出部５６によって先読み時間Ｔｅ時の補正量に基づく制御量が算出される。そして駆動デューティ算出部５７によって先読み時間Ｔｅ時の制御量に基づく駆動デューティが算出される。最後に推定変位算出部５８によって先読み時間Ｔｅ時の駆動デューティに基づく推定変位Ｖｔｅが算出される。

【0060】

この先読み時間Ｔｅ時の推定変位Ｖｔｅが位相変動量算出部５３に順次入力される。位相変動量算出部５３は先読み時間Ｔｅが閉弁待機時間Ｔｃとなるまで推定変位Ｖｔｅを積算することで閉弁位相変動量ｄＶＴＣを算出する。同様にして位相変動量算出部５３は、先読み時間Ｔｅが開弁待機時間Ｔｏとなるまで推定変位Ｖｔｅを積算することで開弁位相変動量ｄＶＴＯを算出する。換言すれば、位相変動量算出部５３は、閉弁待機時間Ｔｃまで推定変位Ｖｔｅを時間積分することで閉弁位相変動量ｄＶＴＣを算出し、開弁待機時間Ｔｏまで推定変位Ｖｔｅを時間積分することで開弁位相変動量ｄＶＴＯを算出する。

【0061】

なお、位相変動量算出部５３は推定変位Ｖｔｅを積算するごとに、その積算した積算変位Ｖｔｅｓｔを制御量算出部５６に出力する。これにより随時ＶＴが更新され、先読み時間Ｔｅ時のＰ制御量とＤ制御量が算出される。

【0062】

次に、電子制御装置１００による開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇの補正処理を図１１〜図１３に基づいて説明する。以下においては上記の算出部５１〜６３を特に区別せずに、一括して電子制御装置１００として記載する。

【0063】

電子制御装置１００は算出タイミングＰＳＣＡＬに至ると、開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを算出するとともにその補正処理を行う。ステップＳ１００において電子制御装置１００は、算出タイミングＰＳＣＡＬにおける開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを算出する。上記したように開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇは目標吐出量、目標燃圧、および、エンジン回転数に基づく値であり、吸気カムシャフト２１０のクランクシャフト２０１に対する位相差を考慮した値とはなっていない。開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２００へと進む。

【0064】

ステップＳ２００へ進むと電子制御装置１００は、算出タイミングＰＳＣＡＬから開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇまでに吸気カムシャフト２１０がクランクシャフト２０１に対して変位する位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯを算出する。この位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯの算出処理は後で図１２，１３に基づいて詳説する。位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ３００へと進む。

【0065】

ステップＳ３００へ進むと電子制御装置１００は、位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯに基づいて開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを補正する。電子制御装置１００はＣａｎｇ−ｄＶＴＣを計算することで補正Ｃａｎｇを算出し、Ｏａｎｇ−ｄＶＴＯを計算することで補正Ｏａｎｇを算出する。これにより、吐出量と燃圧が目標値からずれることが抑制される。

【0066】

次に、図１２，１３に基づいてステップＳ２００を説明する。図１２に示すように、ステップＳ２０１において電子制御装置１００は、算出タイミングＰＳＣＡＬから開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇに至るまでの待機時間Ｔｃ，Ｔｏを算出する。電子制御装置１００はＣａｎｇ−ＰＳＣＡＬを計算することで閉弁待機時間Ｔｃを算出し、Ｏａｎｇ−ＰＳＣＡＬを計算することで開弁待機時間Ｔｏを算出する。待機時間Ｔｃ，Ｔｏを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２０２へと進む。

【0067】

ステップＳ２０２へ進むと電子制御装置１００は、クランク角とカム角とに基づいて、算出タイミングＰＳＣＡＬにおける実位相ＶＴａｃｔを算出する。実位相ＶＴａｃｔを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２０３へと進む。

【0068】

ステップＳ２０３へ進むと電子制御装置１００は、オイル温度に基づいて、算出タイミングＰＳＣＡＬにおける変位速度変化率Ｖｓを算出する。変位速度変化率Ｖｓを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２０４へと進む。

【0069】

ステップＳ２０４へ進むと電子制御装置１００は、実吸入空気量、目標吸入空気量、および、エンジン回転数に基づいて、算出タイミングＰＳＣＡＬにおける現在目標位相ＶＴｃＲｅｑと要求目標位相ＶＴａＲｅｑを算出する。目標位相ＶＴｃＲｅｑ，ＶＴａＲｅｑを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２０５へと進む。

【0070】

ステップＳ２０５へ進むと電子制御装置１００は、要求目標位相ＶＴａＲｅｑから現在目標位相ＶＴｃＲｅｑを減算して差分値ΔＶＴＲｅｑを算出する。また電子制御装置１００は、スロットル開度、バルブ開度、エンジン回転数、および、インテークマニホールドの容積に基づいて、負荷応答時間Ｔｌｓを算出する。そして電子制御装置１００は、差分値ΔＶＴＲｅｑと負荷応答時間Ｔｌｓに基づいて、先読み時間Ｔｅ時におけるＰ補正量とＤ補正量を算出する。補正量を算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２０６へと進む。この補正量の算出については図１３に基づいて後で詳説する。

【0071】

ステップＳ２０６へ進むと電子制御装置１００は、先読み時間Ｔｅ時におけるＰ制御量とＤ制御量を算出する。上記したように、Ｐ制御量は（（ＶＴｃＲｅｑ−ＶＴ）＋Ｐ補正量）×Ｐゲイン項であり、Ｄ制御量は（（ＶＴｃＲｅｑ−ＶＴ）偏差＋Ｄ補正量）×Ｄゲイン項である。ただしＶＴは先読み時間Ｔｅ＝Δｔの場合において実位相Ｖｔａｃｔであり、それ以降の先読み時間Ｔｅでは、後述のステップＳ２０９にて算出される積算変位Ｖｔｅｓｔである。制御量を算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２０７へと進む。

【0072】

ステップＳ２０７へ進むと電子制御装置１００は、Ｐ制御量とＤ制御量に基づいて、先読み時間Ｔｅ時における駆動デューティを算出する。駆動デューティを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２０８へと進む。

【0073】

ステップＳ２０８へ進むと電子制御装置１００は、駆動デューティと変位速度変化率Ｖｓとに基づいて、先読み時間Ｔｅ時における推定変位ＶＴｅを算出する。推定変位ＶＴｅを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２０９へと進む。

【0074】

ステップＳ２０９へ進むと電子制御装置１００は、推定変位Ｖｔｅを積算することで、積算変位Ｖｔｅｓｔを算出する。積算変位ＶＴｅｓｔを算出すると、電子制御装置１００はステップＳ２１０へと進む。

【0075】

ステップＳ２１０へ進むと電子制御装置１００は、推定変位Ｖｔｅの積算が待機時間Ｔｃ，Ｔｏまで行われたか否かを判定する。換言すれば、先読み時間Ｔｅが待機時間Ｔｃ，Ｔｏに至ったか否かを判定する。至っていない場合、電子制御装置１００はステップＳ２０５へと戻り、至っている場合、電子制御装置１００は位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯが算出されたと判定し、図１１のステップＳ３００へと進む。

【0076】

図１２に示すようにステップＳ２０５〜ステップＳ２１０はループとなっている。この１ループは上記した微小時間Δｔごとに行われる。電子制御装置１００は先読み時間Ｔｅが待機時間Ｔｃ，Ｔｏに至るまでステップＳ２０５〜ステップＳ２１０を順次繰り返す。こうすることで推定変位Ｖｔｅを待機時間Ｔｃ，Ｔｏまで積算し、位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯを算出する。

【0077】

次に、図１３に基づいてステップＳ２０５を説明する。図１３に示すように、ステップＳ２１１において電子制御装置１００は、現在目標位相ＶＴｃＲｅｑと要求目標位相ＶＴａＲｅｑの差分値ΔＶＴＲｅｑの絶対値が、所定値ＶＴＲ以上か否かを判定する。差分値ΔＶＴＲｅｑが所定値ＶＴＲ以上の場合、電子制御装置１００はステップＳ２１２へと進む。これとは反対に差分値ΔＶＴＲｅｑが所定値ＶＴＲよりも小さい場合、電子制御装置１００はステップＳ２１３へと進む。

【0078】

ステップＳ２１２へ進むと電子制御装置１００は、先読み時間Ｔｅが、負荷応答時間Ｔｌｓ以下か否かを判定する。先読み時間Ｔｅが負荷応答時間Ｔｌｓ以下の場合、電子制御装置１００はステップＳ２１４へと進む。これとは反対に先読み時間Ｔｅが負荷応答時間Ｔｌｓよりも大きい場合、電子制御装置１００はステップＳ２１５へと進む。

【0079】

ステップＳ２１４へ進むと電子制御装置１００は、ΔＶＴＲｅｑ×Ｔｅ／Ｔｌｓを計算することでＰ補正量を算出する。次いで電子制御装置１００はＰ補正量の微小時間Δｔ当たりの偏差（微分値）を計算することでＤ補正量を算出する。

【0080】

これとは異なり、図１２のステップＳ２０５〜Ｓ２１０を繰り返した結果、ステップＳ２１２において先読み時間Ｔｅが負荷応答時間Ｔｌｓ以上であると判定してステップＳ２１５に進むと電子制御装置１００は、Ｐ補正量＝ΔＶＴＲｅｑ、Ｄ補正量＝０と固定する。

【0081】

またフローを少し遡り、ステップＳ２１１において差分値ΔＶＴＲｅｑが所定値ＶＴＲよりも小さいと判定してステップＳ２１３に進むと電子制御装置１００は、Ｐ補正量＝０、Ｄ補正量＝０と固定する。

【0082】

以上に示したように差分値ΔＶＴＲｅｑが所定値ＶＴＲよりも小さい場合、補正量はゼロになる。しかしながら差分値ΔＶＴＲｅｑが所定値ＶＴＲ以上の場合、少なくともＰ補正量は有限の値となる。先読み時間Ｔｅが負荷応答時間Ｔｌｓ以下の場合、Ｐ補正量はΔＶＴＲｅｑ×Ｔｅ／Ｔｌｓで表され、Ｄ補正量はその偏差で表される。しかしながら先読み時間Ｔｅが負荷応答時間Ｔｌｓよりも大きくなると、Ｐ補正量＝ΔＶＴＲｅｑ、Ｄ補正量＝０と固定される。

【0083】

次に、本実施形態に係る電子制御装置１００の作用効果を説明する。上記したように、算出タイミングＰＳＣＡＬ以降における目標位相の変化量（差分値ΔＶＴＲｅｑ）と負荷応答時間Ｔｌｓに基づいて補正量を算出し、その補正量に基づいて制御量を算出する。そしてその制御量に基づいて微小時間Δｔにおける位相の推定変位Ｖｔｅを算出し、その推定変位Ｖｔｅを待機時間Ｔｃ，Ｔｏまで積算して位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯを算出する。最後にこの位相変動量ｄＶＴＣ，ｄＶＴＯに基づいて開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを補正する。これによれば、目標位相が時間変化せずに一定とみなして開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇを補正する構成と比べて、高圧燃料の吐出量と燃圧それぞれが目標値からずれることが抑制される。

【0084】

目標位相の差分値ΔＶＴＲｅｑの絶対値が所定値ＶＴＲよりも低い場合、補正量をゼロにし、差分値ΔＶＴＲｅｑの絶対値が所定値ＶＴＲ以上の場合、差分値ΔＶＴＲｅｑおよび負荷応答時間Ｔｌｓに基づいて補正量を算出する。

【0085】

これによれば目標位相の時間変動が安定していない場合に制御量を補正した結果、開閉タイミングＣａｎｇ，Ｏａｎｇの補正精度が低下し、それによって高圧燃料の吐出量と燃圧それぞれが目標値からさらにずれることが抑制される。

【0086】

差分値ΔＶＴＲｅｑの絶対値が所定値以上の場合、ＶＴａＲｅｑ−ＶＴｃＲｅｑを計算することで得られた差分値ΔＶＴＲｅｑ、および、負荷応答時間Ｔｌｓに基づいて補正量を算出する。これによれば目標位相が減少する時間変化をしている場合に制御量を減算補正し、その逆に目標位相が増大する時間変化をしている場合に制御量を増大補正することができる。

【0087】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

【0088】

本実施形態において変位速度算出部５９は、温度センサ２４４によって検出された内燃機関２００の冷却水温度に基づいて可変バルブタイミング機構２２０のオイル温度を検出する例を示した。しかしながら可変バルブタイミング機構２２０のオイル温度若しくはオイル圧力を直接測定するセンサが設けられている場合、変位速度算出部５９はそのセンサの出力に基づいて、吸気カムシャフト２１０のクランクシャフト２０１に対する変位速度変化率Ｖｓを算出しても良い。

【0089】

本実施形態ではカムシャフト２１０，２１１それぞれに可変バルブタイミング機構２２０が連結された例を示した。しかしながらカムシャフト２１０，２１１のいずれか一方のみに可変バルブタイミング機構２２０が連結された構成を採用することもできる。

【0090】

本実施形態では吸気カムシャフト２１０と高圧燃料ポンプ２３０とが連動する構成を示した。しかしながらこれとは異なり、排気カムシャフト２１１と高圧燃料ポンプ２３０とが連動する構成を採用することもできる。

【符号の説明】

【0091】

４０…可変バルブタイミング制御部、５１…開閉タイミング算出部、５３…位相変動量算出部、５４…補正タイミング算出部、５８…推定変位算出部、６０…目標位相算出部、６３…補正量算出部、１００…電子制御装置、２００…内燃機関、２０１…クランクシャフト、２０８…吸気バルブ、２０９…排気バルブ、２１０…吸気カムシャフト、２１１…排気カムシャフト、２２０…可変バルブタイミング機構、２３０…高圧燃料ポンプ、２３１…プランジャ、２３２…シリンダ、２３５…ばね、２３３…電磁スピル弁

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】