JP2009185723A - 可変動弁機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータの異物噛み込みの判定精度を向上させることを目的とする。
【解決手段】本発明は、エンジンの運転状態に応じて油圧コントロールバルブを制御して、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相角である変換角を変位させる可変動弁機構の制御装置であって、前記変換角と、前記エンジンの運転状態に応じて設定される目標変換角と、の差分である変換角偏差を検出する変換角偏差検出手段（Ｓ１）と、前記変換角偏差の積分値を検出する積分値検出手段（Ｓ３）と、前記積分値が第１の所定値より大きいときは、前記油圧コントロールバルブを一時的に往復振動させて、その油圧コントロールバルブの不整動作を解除する不整動作解除手段（Ｓ６）と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は可変動弁機構の制御装置に関する。

可変動弁機構の制御装置は、内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相角（以下「変換角」という）に基づいて、可変動弁機構のアクチュエータ（ソレノイドバルブ）を所定の演算周期でフィードバック制御している。

ここで、可変動弁機構は一般的に油圧によって駆動されており、その油圧はソレノイドバルブのスリーブ内を往復移動するスプール弁によって調整されている。そのため、スリーブとスプール弁との間に作動油中に混入した異物等が噛み込むと、ソレノイドバルブが固着することがある。

そこで、従来の可変動弁機構の制御装置は、このような異物噛み込みの有無を検出して、異物噛み込みが発生していると判断したときには、スプール弁を一時的に往復移動させて、異物を除去していた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２２２０３４号公報

しかしながら、従来の可変動弁機構の制御装置は、ソレノイドバルブの制御デューティが一定時間以上、異常値を示していたときに異物噛み込みが発生していると判定していた。そのため、異物噛み込みが発生していても異常値を示さない場合、例えば異物は噛み込んでいるものの、微小量の油圧が可変動弁機構に供給されている場合などに、異物噛み込みを検出することができなかった。そうすると、可変動弁機構の制御時間が長くなり、運転性能の悪化につながることになる。

本発明はこのような異物噛み込みの判定精度の低さに起因する問題点に着目してなされたものであり、異物噛み込みの判定精度を向上させることを目的とする。

本発明は、以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、エンジンの運転状態に応じて油圧コントロールバルブ（１００）を制御して、クランクシャフトに対するカムシャフト（１１）の相対位相角である変換角を変位させる可変動弁機構（１０）の制御装置（１）であって、前記変換角と、前記エンジンの運転状態に応じて設定される目標変換角と、の差分である変換角偏差を検出する変換角偏差検出手段（Ｓ１）と、前記変換角偏差の積分値を検出する積分値検出手段（Ｓ３）と、前記積分値が第１の所定値より大きいときは、前記油圧コントロールバルブ（１００）を一時的に往復振動させて、その油圧コントロールバルブ（１００）の不整動作を解除する不整動作解除手段（Ｓ６）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、演算周期ごとに変換角偏差を算出して積分値を更新し、その積分値をＮＧクライテリア（第１の所定値）と比較することで油圧コントロールバルブの不整動作の有無を判定している。これにより、変換角偏差が小さい場合、特に異物噛み込みによる不整動作が発生している場合であって、微小量の油圧が可変動弁機構に供給されているときでも、確実に異物噛み込みの有無を判定することができる。したがって、異物噛み込み等の不整動作の判定の精度を向上させることができる。

以下、図面等を参照して本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態による可変動弁機構（Variable valve Timing Control；以下「ＶＴＣ」という）１０を備えたバルブタイミング制御装置１のシステム図である。

ＶＴＣ１０は、吸排気バルブを開閉するカムシャフト１１の一端部に設けられる。

カムシャフト１１は、一端部に設けられたカムシャフト駆動用スプロケット１２を介して、図示しないベルトやチェーンでエンジンのクランクシャフトと連係され、クランクシャフトに連動して軸周りに回転する。カムシャフト１１には、カムシャフト１１と一体となって回転する数枚のベーン１３が接続される。ベーン１３は、カムシャフト駆動用スプロケット１２の内部に同軸的に配置され、所定の回転角の範囲で相対的に回転可能となっている。

カムシャフト駆動用スプロケット１２は、内部に油圧室を有する。この油圧室は、ベーン１３によって進角油圧室１４と遅角油圧室１５とに区切られる。

進角油圧室１４は進角油路２１を介して、遅角油圧室１５は遅角油路２２を介して、それぞれ通路切り換え用のソレノイドバルブ１００に接続される。ソレノイドバルブ１００には、進角油路２１及び遅角油路２２のほかに、オイルパン２３の作動油を供給するオイル供給路２４と、オイルパン２３に作動油を戻すドレン通路２５と、が接続される。オイル供給路２４の途中にはオイルパン２３の作動油を圧送するオイルポンプ２６が配設される。

バルブタイミング制御装置１は、このソレノイドバルブ１００をＯＮ−ＯＦＦ駆動（デューティ制御）し、運転状態に応じてデューティ比を変化させて通路を切り替えることで、進角油圧室１４及び遅角油圧室１５への油圧を適宜変更、保持し、変換角を変更、保持する。これにより、ＶＴＣ１０は、図示しない吸気バルブ又は排気バルブのバルブタイミング（開閉時期）を連続的に変化させる。

コントローラ３０には、クランク角センサ３１と、カム角センサ３２と、水温センサ３３と、が接続される。クランク角センサ３１は、クランクシャフトの角度信号を出力するとともに、クランクシャフトの基準回転位置で基準クランク位置信号を出力する。カム角センサ３２は、カムシャフト１１の基準回転位置で基準カム位置信号を出力する。水温センサ３３は、エンジン水温を出力する。

コントローラ３０は、上記センサ３１，３２によって検出されたクランクシャフトとカムシャフト１１との基準回転位置のずれ角に基づいてＶＴＣ１０の現在の変換角（以下「実変換角」という）θ_nowを算出する。そして、この実変換角θ_nowが、エンジンの運転条件に基づいて設定される目標変換角（規範応答）θ_trgに追従するように、ソレノイドバルブ１００への通電量をフィードバック制御する。

図２は、ソレノイドバルブ１００の詳細を示す断面図である。

ソレノイドバルブ１００は、筒状のスリーブ１０１と、スリーブ内を往復移動するスプール弁１０２と、スプール弁１０２を初期位置の方向（図中右側）に付勢するリターンスプリング１０３と、スプール弁１０２を駆動するアーマチュア１０４と、アーマチュア１０４に駆動力を与えるソレノイド１０５と、を備える。

スリーブ１０１の所定位置には、スプール弁１０２によって開閉される５個のポート１０１ａ〜１０１ｅが形成される。各ポートについて説明すると、ポート１０１ａは、進角油路２１と連通する給排ポートであり、同じくポート１０１ｂは、遅角油路２２と連通する給排ポートである。ポート１０１ｃは、オイル供給路２４と連通するオイル供給ポートである。ポート１０１ｄ及び１０１ｅは、ドレン通路２５と連通するドレンポートである。

スプール弁１０２は、スリーブ１０１の内径に略一致する外径を有し、所定の間隔で形成された３つのランド部１０２ａ〜１０２ｃと、そのランド部の間に形成されるシャフト部１０２ｄ、１０２ｅを備える。また、一端側（図中右側）のランド部１０２ｃには、シャフト部１０２ｅの反対側に、軸径よりも大きい外径を有するバネ受け部１０２ｆが形成される。スプール弁１０２は、スリーブ１０１に摺動自在に支持される。スプール弁１０２は、軸方向に変位して、ランド部１０２ａ〜１０２ｃでスリーブ１０１のポート１０１ａ〜１０１ｅを開閉する。

リターンスプリング１０３は、スプール弁１０２のランド部１０２ｃとバネ受け部１０２ｆとを接続する軸１０２ｇの外周に取り付けられる。リターンスプリング１０３は、バネ受け部１０２ｆの図中左側の端面に当接して、スプール弁１０２を図中右側に常時付勢する。

アーマチュア１０４は、スリーブ１０１に接続するハウジング１０６に軸方向へ摺動自在に収容される。アーマチュア１０４には、スプール弁１０２のバネ受け部１０２ｆの図中右側の端面に当接するシャフト１０７が接続される。

ソレノイド１０５は、磁性体金属であり、ボビンに巻着された状態でハウジング１０６の内部に収容される。ソレノイド１０５には、ソレノイド１０５に接続された電源端子１０８から制御電流が供給される。ソレノイド１０５に制御電流を供給すると、アーマチュア１０４が電磁力によって図中軸方向左側へ移動する。これにより、シャフト１０７を介してスプール弁１０２が図中左側に押され、リターンスプリング１０３の付勢力に抗してスプール弁１０２が図中左側へと移動する。

図３は、デューティ比が１００パーセントのとき、５０パーセントのとき及び０パーセントのときの、ソレノイドバルブ１００の状態を示した図である。

まず図３（Ａ）を参照して、デューティ比が１００パーセントのときのソレノイドバルブ１００の状態について説明する。

ソレノイドバルブ１００への通電量を増大させて、デューティ比を１００パーセントにしたときは、アーマチュア１０４が電磁力によって図中軸方向左側へ移動する。これにより、シャフト１０７を介してスプール弁１０２が図中左側に押され、リターンスプリング１０３の付勢力に抗してスプール弁１０２が図中左側へと移動して、このとき最も左側へ移動した状態（進角状態）となる。

その結果、進角油路２１と連通する給排ポート１０１ａとオイル供給路２４と連通するオイル供給ポート１０１ｃとが連通した状態となる。一方で、遅角油路２２と連通する給排ポート１０１ｂとドレンポート１０１ｅとが連通した状態となる。

つまり、図１でソレノイドバルブ１００の通路が通路Ａに切り替わった状態となり、オイルパン２３内の作動油が、進角油路２１を通って進角油圧室１４に供給される状態となる。一方で、遅角油圧室１５の作動油が、遅角油路２２及びドレン通路２５を通ってオイルパン２３に排出される状態となる。これにより、進角油圧室１４の油圧が相対的に高くなり、ベーン１３が遅角油圧室１５の方向に移動する。その結果、変換角が変化し、バルブタイミングが進角する。

次に図３（Ｂ）を参照して、デューティ比が０パーセントのときのソレノイドバルブ１００の状態について説明する。

ソレノイドバルブ１００への通電量を減少させて、デューティ比を０パーセントにしたときは、アーマチュア１０４は電磁力を受けない。したがって、リターンスプリング１０３の付勢力によって、スプール弁１０２は図中右側へと移動して、このとき最も右側へ移動した状態（遅角状態）となる。

その結果、遅角油路２２と連通する給排ポート１０１ｂとオイル供給路２４と連通するオイル供給ポート１０１ｃとが連通した状態となる。一方で、進角油路２１と連通する給排ポート１０１ａとドレンポート１０１ｄとが連通した状態となる。

つまり、図１でソレノイドバルブ１００の通路が通路Ｂに切り替わった状態となり、オイルパン２３内の作動油が、遅角油路２２を通って遅角油圧室１５に供給される状態となる。一方で、進角油圧室１４の作動油が、進角油路２１及びドレン通路２５を通ってオイルパン２３に排出される状態となる。これにより、遅角油圧室１５の油圧が相対的に高くなり、ベーン１３が進角油圧室１４の方向に移動する。その結果、変換角が、ソレノイドバルブ１００への通電量を増大させたときと反対方向に変化し、バルブタイミングが遅角する。

最後に図３（Ｃ）を参照して、デューティ比が５０パーセントのときのソレノイドバルブ１００の状態について説明する。
ソレノイドバルブ１００への通電量を上記２つの中間にしたとき、すなわちデューティ比を５０パーセントにしたときは、アーマチュア１０４が電磁力によって図中軸方向左側へ移動する。これにより、シャフト１０７を介してスプール弁１０２が図中左側に押され、リターンスプリング１０３の付勢力に抗してスプール弁１０２が図中左側へと移動して、上記進角状態と遅角状態との中間位置に移動した状態となる。

つまり、図１でソレノイドバルブ１００の通路が通路Ｃに切り替わった状態となり、オイル供給ポート１０１ｃとドレンポート１０１ｄ，１０１ｅが、ランド部１０２ａ〜１０２ｃによってそれぞれ閉じられた状態となる。これにより、進角油圧室１４又は遅角油圧室１５への作動油の供給が遮断される。その結果、変換角が変化せず、カムシャフト１１とカムシャフト駆動用スプロケット１２との相対位置がそのまま保持される。

次に図４を参照して、例えばスリーブ１０１とのスプール弁１０２のランド部１０２ｂとの間に作動油中に混入した鉄粉等の異物１１０が噛み込み、スプール弁１０２が固着したときの問題点について説明する。

図４（Ａ）は、進角制御時にスリーブ１０１とランド部１０２ｂとの間に異物１１０が噛み込み、スプール弁１０２がこれ以上図中左側に進むことができず、スプール弁１０２が固着してしまった状態を示す図である。

この状態で固着すると、オイル供給ポート１０１ｃがランド部１０２ｂによって閉じられたままとなって、進角油圧室１４に作動油を供給することができない。また、ドレンポート１０１ｅがランド部１０２ａによって閉じられたままとなって、遅角油圧室１５から作動油を排出することができない。そのため、変換角が変化せず、バルブタイミングを進角させることができなくなる。

ただし、この状態で固着したときは、デューティ制御が終了すると、リターンスプリング１０３の付勢力によって、スプール弁１０２は図中右側に移動して初期状態に戻ることができる。したがって、自然にスリーブ１０１とランド部１０２ｂとの間に噛み込んだ異物１１０を除去するができる。

図４（Ｂ）は、遅角制御時にスリーブ１０１とランド部１０２ｂとの間に異物１１０が噛み込み、スプール弁１０２がこれ以上図中右側に戻ることができず、スプール弁１０２が固着してしまった状態を示す図である。

この状態で固着すると、オイル供給ポート１０１ｃがランド部１０２ｂによって閉じられたままとなって、遅角油圧室１５に作動油を供給することができない。また、ドレンポート１０１ｄがランド部１０２ｃによって閉じられたままとなって、進角油圧室１４から作動油を排出することができない。そのため、変換角が変化せず、バルブタイミングを遅角させることができなくなる。

そして、この状態で固着したときは、デューティ制御が終了しても、スリーブ１０１とランド部１０２ｂとの間に異物１１０が噛み込んだままとなって、スプール弁１０２が図中右側に移動できず初期状態に戻ることができない。

そこで、本実施形態では、このような異物を除去するために、高精度な異物噛み込みの有無判定を実施し、異物１１０の噛み込みがあると判定したときは、スプール弁１０２を一時的に往復移動させて異物１１０を除去する。以下、その異物除去制御について説明する。

図５は、ソレノイドバルブ１００の異物除去制御について説明するフローチャートである。コントローラは、このルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。

ステップＳ１において、コントローラは、実変換角θ_nowと目標変換角θ_trgとの差分である変換角偏差Δθを算出する。変換角偏差Δθは、目標変換角θ_trgが遅角側に設定されたときは正の値となり、目標変換角θ_trgが進角側に設定されたときは負の値となる。

ステップＳ２において、コントローラは、変換角偏差Δθが所定誤差の範囲内か否かを判定する。変換角偏差Δθが所定誤差の範囲内であれば、実変換角θ_nowと目標変換角θ_trgが一致しているとみなし、今回の処理を終了する。一方で、変換角偏差Δθが所定誤差の範囲を超えていれば、異物噛み込みの可能性があるとして、ステップＳ３に処理を移行する。

ステップＳ３において、コントローラは、変換角偏差Δθの積算値である積分値θを算出する。具体的には、前回の処理までの変換角偏差Δθの積分値θに、今回の処理で算出した変換角偏差Δθを積算する。

ステップＳ４において、コントローラは、積分値θが所定のＮＧクライテリアより大きいか否かを判定する。コントローラは、積分値θがＮＧクライテリアより大きければ、異物噛み込みが発生していると判定してステップＳ５に処理を移行する。一方で、ＮＧクライテリアより小さければ、今回の処理を終了する。

ステップＳ５において、コントローラは、積分値θをリセットして初期値０に戻す。

ステップＳ６において、コントローラは、異物を除去するために、ソレノイドバルブ１００のスプール弁１０２を一時的に往復移動させる。具体的には、所定時間の間、デューティ比を所定の周期で０パーセントと１００パーセントとに切り替える。この異物除去動作の往復周期は、吸排気弁のバルブタイミングが不用意に変動することのないように、ＶＴＣ１０の応答時間に対して十分に短い周期（例えば１０ヘルツ程度）に設定される。

図６は、本実施形態によるソレノイドバルブ１００の異物除去制御の動作を示すタイムチャートである。なお、図５のフローチャートとの対応を明確にするため、フローチャートのステップ番号を併記して説明する。

時刻ｔ１で、目標変換角θ_trgが遅角側に設定されると（図６（Ａ））、コントローラは、実変換角θ_nowをその目標変換角θ_trgに一致させるべく、ソレノイドバルブ１００への通電量を減少させてデューティ比を０パーセントにする（図６（Ｂ））。これにより、正常時であれば、実変換角θ_nowが目標変換角θ_trgに追従していく。しかし、異物噛み込みが発生すると、スプール弁１０２が固着してしまって実変換角θ_nowが変化せず、実変換角θ_nowを目標変換角θ_trgに追従させることができない（図６（Ａ））。

そこで本実施形態では、異物噛み込みの有無を判定するため、演算周期ごとに実変換角θ_nowと目標変換角θ_trgとの差分である変換角偏差Δθを算出している（Ｓ１）。時刻ｔ１で変換角偏差Δθが算出されると、変換角偏差Δθが所定の誤差範囲を超えているか否かが判定される（Ｓ２）。基本的に実変換角θ_nowと目標変換角θ_trgとが略一致していれば、変換角偏差Δθが所定の誤差範囲内であると判定される。

時刻ｔ１において、実変換角θ_nowと目標変換角θ_trgとが一致していないので（図６（Ａ））、コントローラは、変換角偏差Δθが所定の誤差範囲を超えていると判定する（Ｓ２でＹｅｓ）。変換角偏差Δθが所定の誤差範囲を超えていると判定したときは、その後、積分値θの前回値に今回算出した変換角偏差Δθを積算して、積分値θを更新する（図６（Ｃ）；Ｓ３）。そして、更新した積分値θと所定のＮＧクライテリアとの大小を比較する（Ｓ４）。時刻ｔ１において、積分値θはＮＧクライテリアを超えていないので、異物噛み込みが発生しているとは判定せず、そのまま処理を終了する（図６（Ｃ）；Ｓ４でＮｏ）。

時刻ｔ２及び時刻ｔ３で、さらに目標変換角θ_trgが遅角側に設定されるが（図６（Ａ））、異物噛み込みが発生してスプール弁１０２が固着しているので、依然として実変換角θ_nowを目標変換角θ_trgに追従させることができない（図６（Ａ）。しかし、この間もコントローラは、演算周期ごとに変換角偏差Δθを算出し、積分値θを更新している（Ｓ１，Ｓ２でＹｅｓ，Ｓ３）。そして、更新した積分値θと所定のＮＧクライテリアとの大小を比較している（Ｓ４）。時刻ｔ２及び時刻ｔ３においても、積分値θはＮＧクライテリアを超えていないので、異物噛み込みが発生しているとは判定せず、そのまま処理を終了する（図６（Ｃ）；Ｓ４でＮｏ）。

時刻ｔ４で、積分値θが所定のＮＧクライテリアを超えると、コントローラは異物噛み込みが発生していると判定する（Ｓ４でＹｅｓ）。そして、積分値θを０にリセットした後（Ｓ５）、時刻ｔ５までの所定時間の間、デューティ比を所定の周期で０パーセントと１００パーセントとに切り替える。これにより、ソレノイドバルブ１００のスプール弁１０２を一時的に往復移動させて、スリーブ１０１とスプール弁１０２とに間に噛み込んだ異物を除去する（Ｓ６）。

ここで、図６（Ｄ）に示す従来例のように、変換角偏差ΔθとＮＧクライテリアとを比較して異物噛み込みを判定しようとすると、過渡的に変換角偏差ΔθがＮＧクライテリアを超えた場合などを除外して誤判定を防止するために、変換角偏差ΔθがＮＧクライテリアを超えてから一定時間経過したことを確認する必要があった。

また、従来例の場合、変換角偏差ΔθがＮＧクライテリアを超えなければ、異物噛み込みが発生していると判定することができない。そのため、異物噛み込みが発生していても、変換角偏差Δθが小さければ、異物噛み込みが発生していると判定することができなかった。特に、異物噛み込みが発生している場合であっても、作動油が微小にリークして遅角油圧室１５に供給されているときなどは、変換角偏差Δθが小さくなりがちである。

これに対して本実施形態では、演算周期ごとに変換角偏差Δθを算出して積分値θを更新し、その積分値θをＮＧクライテリアと比較することで異物噛み込みの有無を判定している。そのため、従来例のように一定時間の経過を確認する必要がなく、積分値θがＮＧクライテリアを超えた時点で異物噛み込みの判定ができる。したがって、異物噛み込みの発生を判定するのに必要な時間を短くすることができる。

また、変換角偏差Δθが小さい場合であっても、演算周期ごとに積算して積分値θに反映させているので、積分値θがＮＧクライテリアを超えたときは、確実に異物噛み込みの発生を判定できる。これにより、高精度な異物噛み込みの発生判定ができる。

さらに、従来例のように、変換角偏差ΔθがＮＧクライテリアを超えているか否かを択一的に判定して異物噛み込みを判定する場合には、過渡的な応答により誤検出のおそれがあるが、本実施形態のように、積分値θを検出することで、変換角偏差Δθの時間的変化をみることができるので、誤検出を防止できる。

以上説明した本実施形態によれば、演算周期ごとに変換角偏差Δθを算出して積分値θを更新し、その積分値θをＮＧクライテリアと比較することで異物噛み込みの有無を判定することとした。

これにより、変換角偏差Δθが小さい場合、特に異物噛み込みが発生している場合であって、作動油が微小にリークして遅角油圧室１５に供給されているときなどにおいても、確実に異物噛み込みの有無を判定することができる。したがって、異物噛み込みの判定の精度を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態によるソレノイドバルブ１００の異物除去制御について説明する。本発明の第２実施形態は、異物噛み込みの誤検出手段を追加した点で、第１実施形態と相違する。以下、その相違点について説明する。なお、前述した第１実施形態と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を用いて重複する説明を適宜省略する。

図７は、本発明の第２実施形態によるソレノイドバルブ１００の異物除去制御について説明するフローチャートである。

ステップＳ２１において、コントローラは、積算値θに今回算出した変換角偏差Δθを積算すると、積算値θの絶対値が小さくなるか否かを判定する。コントローラは、積算値θの絶対値が小さくなると判定したときは今回の処理を終了し、大きくなると判定したときはステップＳ３に処理を移行する。

ステップＳ２２において、コントローラは、ＶＴＣ１０の作動が許可されているか否かを判定する。ＶＴＣ１０の作動が許可される条件としては、クランク角センサ３１やカム角センサ３２などのＶＴＣ１０の制御に使用される数値等を検出するセンサ類が故障していないこと、ＶＴＣ１０を実際に駆動するアクチュエータ類が故障していなこと、又は動弁制御を禁止したい運転領域でないこと、などが挙げられる。コントローラは、ＶＴＣ１０の作動が許可されているときはステップＳ２３に処理を移行し、ＶＴＣ１０の作動が禁止されているときはステップＳ２４に処理を移行する。

ステップＳ２３において、コントローラは、所定値ｔｅｍｐの値をａに設定し、所定時間ｔｅｍｐ２の値をｔ１に設定する。

ステップＳ２４において、コントローラは、所定値ｔｅｍｐの値をｂ（＞ａ）に設定し、所定時間ｔｅｍｐ２の値をｔ２（＞ｔ１）に設定する。

ステップＳ２５において、コントローラは、変換角偏差Δθが所定値ｔｅｍｐより大きいか否かを判定する。コントローラは、変換角偏差Δθが所定値ｔｅｍｐより大きければ
ステップＳ２７に処理を移行し、小さければステップＳ２６に処理を移行する。

ステップＳ２６において、コントローラは、カウントタイマＴ＿ｃｏｕｎｔが所定時間ｔｅｍｐ２より大きいか否かを判定する。カウントタイマＴ＿ｃｏｕｎｔは演算周期ごとに、その演算周期が加算されていった値であり、カウントタイマＴ＿ｃｏｕｎｔが０に設定されてからの経過時間を表すものである。コントローラは、カウントタイマＴ＿ｃｏｕｎｔが所定時間ｔｅｍｐ２より大きければステップＳ２７に処理を移行し、小さければ今回の処理を終了する。

ステップＳ２７において、コントローラは、積分値θをリセットして初期値０に戻す。

ステップＳ２８において、コントローラは、カウントタイマＴ＿ｃｏｕｎｔをリセットして初期値０に戻す。

このように、本実施形態では、変換角偏差Δθが所定値（ｔｅｍｐ）以内の状態が一定時間（ｔｅｍｐ２）以上継続したときは（Ｓ２５でＮｏ，Ｓ２６でＹｅｓ）、積分値θをリセットして初期値０に戻す（Ｓ２７）。ここでいう所定値ｔｅｍｐは、ステップＳ２の所定誤差よりは大きい値であるが、異物噛み込みは発生していないと判断できる程度の小さい値である。

しかし、変換角偏差Δθが所定値ｔｅｍｐより小さい場合であっても、このような状態が長く続けば、いずれは積分値θがＮＧクライテリアを超えてしまい、異物噛み込みが発生していると誤検出をしてしまう。したがって、このような状態が一定時間以上続いた場合には、積分値θをリセットして初期値０に戻すことで、異物噛み込みの誤検出を防止できる。

また、前記所定値ｔｅｍｐと、所定時間ｔｅｍｐ２の値を、ＶＴＣ１０の作動が許可されているときと（Ｓ２３）、禁止されているときと（Ｓ２４）、で別設定している。ここでコントローラは、本制御とは別に、所定の運転状態のときにカムシャフト１１を基準位置まで回転させて、そのときのカム角センサ３２の出力を基準出力として学習する学習制御を行っている。ＶＴＣ１０の作動が禁止されているときは、誤学習が行われる可能性がある。そこで、本実施形態のように、ＶＴＣ１０の作動が禁止されているときは、許可されているときよりも、所定値ｔｅｍｐと、所定時間ｔｅｍｐ２をやや大きめに設定してマージンを設けることで、異物噛み込みの誤検出を防止できる。

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態よりも一層異物噛み込みの判定の精度を向上させることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

例えば、ソレノイドバルブ１００の不整動作は、異物噛み込みによって発生する固着に限らず、スプール弁１０２のスティックや、ソレノイド１０５の電磁力不足によって発生する固着等であってもよい。

可変動弁機構を備えたバルブタイミング制御装置のシステム図である。 ソレノイドバルブの詳細を示す断面図である。 デューティ比が１００パーセントのとき、５０パーセントのとき及び０パーセントのときの、ソレノイドバルブの状態を示した図である。 異物が噛み込み、スプール弁が固着したときの問題点について説明する図である。 ソレノイドバルブの異物除去制御について説明するフローチャートである。 第１実施形態によるソレノイドバルブの異物除去制御の動作を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施形態によるソレノイドバルブの異物除去制御について説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ 可変動弁機構
１１ カムシャフト
１００ ソレノイドバルブ（油圧コントロールバルブ）
１０１ スリーブ
１０２ スプール弁
１０３ リターンスプリング
１０４ アーマチュア
１０５ ソレノイド
Ｓ１ 変換角偏差検出手段
Ｓ３ 積分値検出手段
Ｓ６ 異物除去手段

Claims (7)

1. エンジンの運転状態に応じて油圧コントロールバルブを制御して、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相角である変換角を変位させる可変動弁機構の制御装置であって、
   前記変換角と、前記エンジンの運転状態に応じて設定される目標変換角と、の差分である変換角偏差を検出する変換角偏差検出手段と、
   前記変換角偏差の積分値を検出する積分値検出手段と、
   前記積分値が第１の所定値より大きいときは、前記油圧コントロールバルブを一時的に往復振動させて、その油圧コントロールバルブの不整動作を解除する不整動作解除手段と、
   を備えることを特徴とする可変動弁機構の制御装置。
2. 一定時間以上、前記変換角偏差が第２の所定値よりも小さかったときは、前記積分値を初期値０に戻す
   ことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁機構の制御装置。
3. 前記可変動弁機構の作動許可判定手段を備え、
   前記作動許可判定手段が前記可変動弁機構の作動を許可しているときの前記第２の所定値は、前記作動許可判定手段が前記可変動弁機構の作動を禁止しているときの前記第２の所定値よりも小さい
   ことを特徴とする請求項２に記載の可変動弁機構の制御装置。
4. 前記可変動弁機構の作動許可判定手段を備え、
   前記作動許可判定手段が前記可変動弁機構の作動を許可しているときの前記一定時間は、前記作動許可判定手段が前記可変動弁機構の作動を禁止しているときの前記一定時間よりも小さい
   ことを特徴とする請求項２に記載の可変動弁機構の制御装置。
5. 前記不整動作解除手段は、所定時間デューディ比を所定の周期で大小変化させることで、前記油圧コントロールバルブを一時的に往復振動させて、その油圧コントロールバルブの不整動作を解除する
   ことを特徴とする請求項１から４までのいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置。
6. 前記所定の周期は、前記可変動弁機構の応答時間に対して十分短い時間である
   ことを特徴とする請求項５に記載の可変動弁機構の制御装置。
7. 前記油圧コントロールバルブは、
   筒状のスリーブと、
   前記スリーブ内を往復移動するスプール弁と、
   前記スプール弁を初期位置に付勢するリターンスプリングと、
   前記リターンスプリングの付勢力に抗してスプール弁を駆動するアーマチュアと、
   前記アーマチュアに駆動力を備えるソレノイドと、
   を備えることを特徴とする請求項１から６までのいずれか１つに記載の可変動弁機構の制御装置。

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