JP2008008286A - ベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】逆止弁・ドレーン切替弁付きのベーン式可変バルブタイミング調整機構（ＶＣＴ）において、保持電流学習時間の短縮と学習精度向上とを実現する。
【解決手段】進角室１８の油圧供給油路２８と遅角室１９の油圧供給油路２９に、それぞれ逆止弁３０，３１を設けると共に、各室１８，１９の油圧供給油路２８，２９に、それぞれ逆止弁３０，３１をバイパスするドレーン油路３２，３３を並列に設け、各ドレーン油路３２，３３に、それぞれドレーン切替弁３４，３５を設ける。保持電流学習期間中に油圧制御弁２１の駆動電流（ＯＣＶ電流）をＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じて補正しながら該ＯＣＶ電流を所定のディザ振幅電流値で周期的に振動させるディザ制御を実行する。これにより、保持電流学習期間中にディザ制御によりＯＣＶ電流に対するＶＣＴの応答特性をリニアな特性に近付けて保持電流を精度良く学習する。
【選択図】図１

Description

本発明は、進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ、各油圧室からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置に関する発明である。

近年、車両に搭載される内燃機関においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減等を目的として、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミング（カム軸の進角量）を可変する可変バルブタイミング装置を採用したものが増加しつつある。例えば、ベーン式の可変バルブタイミング装置の基本的な構成は、特許文献１（特開２００１−１５９３３０号公報）に示すように、エンジンのクランク軸に同期して回転するハウジングと、吸気バルブ（又は排気バルブ）のカム軸に連結されたベーンロータとを同軸状に配置し、ハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をベーンロータ外周側のベーン（羽根部）で進角室と遅角室とに区画する。そして、各油圧室の油圧を油圧制御弁で制御して、ハウジングに対してベーンロータを相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の進角量を変化させて、バルブタイミングを可変制御するようにしている。

このようなベーン式の可変バルブタイミング装置では、エンジン運転中に吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するときに、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるフリクショントルクの変動がベーンロータに伝わり、それによって、ベーンロータに対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用する。これにより、ベーンロータが遅角方向にトルク変動を受けると、進角室の作動油が進角室から押し出される圧力を受け、また、ベーンロータが進角方向にトルク変動を受けると、遅角室の作動油が遅角室から押し出される圧力を受けることになる。このため、油圧供給源から供給される油圧が低い低回転領域では、進角室に油圧を供給してカム軸の変位角を進角させようとしても、図３に点線で示すように、ベーンロータが上記トルク変動により遅角方向に押し戻されてしまい、目標進角量に到達するまでの応答時間が長くなってしまうという問題があった。

この問題を解決するために、特許文献２（特開２００３−１０６１１５号公報）に示すように、遅角室の油圧供給油路と進角室の油圧供給油路にそれぞれ逆止弁を設け、ベーンロータがトルク変動を受けても遅角室や進角室からの作動油の逆流を逆止弁によって防止することで、図３に実線で示すように、可変バルブタイミング制御中にベーンロータが目標進角量の方向とは逆方向に戻されることを防止して、可変バルブタイミング制御の応答性を向上させることが考えられている。

この特許文献２の可変バルブタイミング装置では、進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各油圧室に供給する油圧を制御する油圧制御弁（スプール式電磁弁）に、各油圧室のドレーン油路を開閉するドレーン切替弁としての機能を一体化した構成となっている。そして、この油圧制御弁の駆動電流を制御することで、各油圧室に供給する油圧を制御すると同時に、各油圧室のドレーン油路の開放／閉鎖の切り替えを制御して、いずれかの油圧室の油圧を抜く必要があるときに、その油圧室のドレーン油路を開放して当該ドレーン油路を通して油圧を速やかに抜くことができるようにしている。

一般に、ベーン式の可変バルブタイミング装置（以下「ＶＣＴ」と表記する）においては、目標進角量が一定に維持される定常運転中に、ＶＣＴの実進角量を目標進角量付近に保持するのに必要な油圧制御弁の駆動電流を“保持電流”として学習し、この保持電流学習値を基準にして油圧制御弁の駆動電流を制御するようにしている。

従来の保持電流の学習方法としては、特許文献３（特許第３７３３５９６号公報）に示すように、ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差が一定の状態が所定時間継続したときの油圧制御弁の駆動電流を保持電流として学習するようにしたものがある。

また、特許文献４（特開平９−３１７５０３号公報）に示すように、ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差が第１の所定値よりも大きく、且つ、その偏差の変化量が第２の所定値以下になったときの油圧制御弁の駆動電流を保持電流として学習するようにしたものがある。

要するに、従来の保持電流学習方法では、ＶＣＴの実進角量を目標進角量の方向に向けてフィードバック制御して、ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の油圧制御弁の駆動電流を保持電流として学習するようにしている。
特開２００１−１５９３３０号公報（第４頁〜第６頁等） 特開２００３−１０６１１５号公報（第１頁等） 特許第３７３３５９６号公報（第２頁〜第３頁等） 特開平９−３１７５０３号公報（第２頁〜第３頁等）

上述した逆止弁・ドレーン切替弁付きのベーン式ＶＣＴに上記従来の保持電流学習技術を組み合わせて実施した場合の問題点について説明する。
一般に、ベーン式ＶＣＴは、図４に示すように、油圧制御弁の駆動電流（以下「ＯＣＶ電流」と表記する）の変化に対してＶＣＴの進角速度がリニアに変化せず、進角速度が０になるＯＣＶ電流（保持電流）の付近に進角速度が著しく遅くなる領域が存在する。

現在、本出願人が開発している逆止弁・ドレーン切替弁付きのベーン式ＶＣＴにおいては、（１）進角動作領域では、作動油を流入させる進角室側のドレーン切替弁を閉じて、作動油が排出される遅角室側のドレーン切替弁を開くように制御し、（２）遅角動作領域では、作動油を流入させる遅角室側のドレーン切替弁を閉じて、作動油が排出される進角室側のドレーン切替弁を開くように制御し、（３）保持動作領域では、進角室側と遅角室側の両方のドレーン切替弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて両方の油圧室からの作動油の逆流を防止することで、ベーンをその両側から保持する油圧が低下するのを防止して、保持安定性を向上させるようにしている。

この構成では、ドレーン切替弁の開弁／閉弁が切り替えられることによりＶＣＴの進角速度が２箇所で急変し、遅角側の進角速度急変点と進角側の進角速度急変点との間の進角速度が遅い領域が保持動作領域となる。

図４に示すように、逆止弁・ドレーン切替弁付きのベーン式ＶＣＴは、逆止弁・ドレーン切替弁を持たない従来の一般的なベーン式ＶＣＴと比較して、保持動作領域における進角速度変化の勾配が更に小さくなり、ＶＣＴの動きが更に鈍くなる。このため、逆止弁・ドレーン切替弁付きのベーン式ＶＣＴでは、従来の保持電流学習方法によって保持電流（進角速度＝０の時のＯＣＶ電流）を正確に学習するのは困難であり、逆止弁・ドレーン切替弁を持たないものと比較して、保持電流学習値のばらつき（学習誤差）が大きくなることは避けられない。

一般に、ＯＣＶ電流は、保持電流学習値を基準にしてフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御されるため、目標ＯＣＶ電流は、保持電流学習値にＦ／Ｂ補正電流値を加算した電流値に設定される（目標ＯＣＶ電流＝保持電流学習値＋Ｆ／Ｂ補正電流値）。このため、保持電流学習値の誤差が大きいと、図５に示すように、実進角量と目標進角量との偏差が大きい状態で進角動作が停止して、その時点のＯＣＶ電流を保持電流として学習することになり、真の保持電流からかけ離れた電流値が保持電流として学習される結果となる。このため、再度、実進角量と目標進角量との偏差を小さくするようにＯＣＶ電流をＦ／Ｂ制御して、保持電流を再学習するという処理を複数回繰り返さないと、真の保持電流を学習することができない。このため、真の保持電流を学習するのに必要な学習時間が長くなるという欠点がある。

そこで、本発明の目的は、逆止弁・ドレーン切替弁付きのベーン式ＶＣＴにおいて、保持電流学習時間の短縮と学習精度向上とを実現することができるベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、ベーン式の可変バルブタイミング調整機構（以下「ＶＣＴ」と表記する）のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも１つのベーン収納室の進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ各油圧室（「油圧室」とは「進角室」と「遅角室」のいずれかを意味する）からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ前記逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各ドレーン油路にドレーン切替弁を設けたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置において、前記ＶＣＴの実進角量を目標進角量に保持する保持動作中に、進角室側と遅角室側の両方のドレーン切替弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて両方の油圧室からの作動油の逆流を防止すると共に、前記各油圧室の油圧を制御する油圧制御弁の駆動電流を保持電流学習値に基づいて制御する制御手段と、保持電流学習期間中に前記油圧制御弁の駆動電流（以下「ＯＣＶ電流」と表記する）を前記ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じて補正しながら該ＯＣＶ電流をディザ制御して前記保持電流学習値を更新する保持電流学習手段とを備えた構成としたものである。

本発明のように、保持電流学習期間中にＯＣＶ電流をディザ制御すると、図６に示すように、保持電流付近の進角速度変化の勾配が大きくなって、保持電流付近の領域でも、ＯＣＶ電流に対するＶＣＴの応答特性をリニアな特性に近付けることができる。これにより、保持電流の学習を従来よりも短い時間で精度良く行うことができ、保持電流学習時間の短縮と学習精度向上とを実現することができる。

この場合、請求項２のように、保持電流学習期間中にＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じた補正電流値とディザ振幅電流値と最新の保持電流学習値とに基づいて目標ＯＣＶ電流を設定してディザ制御を実行し、ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の目標ＯＣＶ電流から前記ディザ振幅電流値を除いた電流値を保持電流学習値として学習するようにすると良い。これにより、簡単な処理で保持電流を精度良く学習することができる。

ここで、「ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態」であるか否かは、例えば、（１）目標進角量が一定の状態で、実進角量の変化速度（演算周期当たりの変化量）の絶対値がほぼ０又は所定値以下であるか否かで判定したり、或は、（２）目標進角量が一定の状態で、実進角量と目標進角量との偏差の変化速度（演算周期当たりの変化量）の絶対値がほぼ０又は所定値以下であるか否かで判定したり、或は、（３）ＶＣＴの実進角量又はそのなまし値と目標進角量又はそのなまし値との偏差の絶対値が所定値以上で且つそれらの変化が小さい状態が所定時間継続したか否かで判定しても良い。

また、請求項３のように、ＶＣＴの実進角量又はそのなまし値と目標進角量又はそのなまし値との偏差の絶対値が所定値以上で且つそれらの変化が小さい状態が所定時間継続したときにディザ制御を実行し、そのディザ制御により前記偏差が小さくなって前記ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の目標ＯＣＶ電流からディザ振幅電流値を除いた電流値を保持電流学習値として学習するようにしても良い。このようにすれば、ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差がある程度大きい状態でもディザ制御を開始して保持電流を速やかに学習でき、実進角量を目標進角量に速やかに収束させることができる。

ところで、ディザ振幅電流値やディザ周期（ディザ周波数）は、予め設定した一定値としても良いが、ＶＣＴの応答特性がＶＣＴに供給する油圧や油温（作動油の粘性係数）によって変化することを考慮して、請求項４のように、ディザ振幅電流値及び／又はディザ周期（ディザ周波数）をＶＣＴに供給する油圧及び油温若しくはそれらに相関する情報に基づいて設定するようにしても良い。

このようにすれば、油圧や油温（作動油の粘性係数）の変化に応じてＶＣＴの応答特性が変化するのに追従させてディザ振幅電流値やディザ周期を適正に変化させることができて、油圧や油温（作動油の粘性係数）に左右されない安定した保持電流の学習が可能となる。一般に、ＶＣＴに油圧を供給するオイルポンプは、エンジンの動力によって駆動されるため、エンジン回転速度が高くなるほど、油圧が高くなるという関係がある。従って、油圧の代用情報としてエンジン回転速度を用いても良い。また、油温とエンジン温度とは相関関係があるため、油温の代用情報としてエンジン温度（冷却水温）を用いても良い。

一般に、油圧制御弁はソレノイドで駆動するスプール式電磁弁により構成され、電気的な配線が必要となるため、この油圧制御弁をエンジンのクランク軸に同期して高速回転するＶＣＴの内部に設けることは実質的に不可能である。この関係で、油圧制御弁はＶＣＴの外部に配置されることから、前記特許文献２のように、油圧制御弁によって各油圧室のドレーン油路を開閉する構成では、各油圧室からドレーン油路を開閉する油圧制御弁までの油路（油圧室内に常時連通する油路）の長さが長くなってしまい、その分、応答性が遅くなるという欠点がある。

この欠点を解消するために、請求項５のように、各油圧室のドレーン切替弁を、油圧で駆動されるように構成してＶＣＴのハウジングの内部に設け、各ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁をＶＣＴのハウジングの外部に設けるようにすると良い。この構成では、ドレーン切替弁を小型化できると共にドレーン切替弁への電気的な配線が不要であるため、ドレーン切替弁を逆止弁と共にＶＣＴの内部の狭いスペースにコンパクトに組み付けることが可能になり、設計の自由度が高められると共に、各油圧室の近くにドレーン切替弁を配置することが可能となり、進角・遅角動作時にドレーン油路を油圧室の近くで応答良く開放／閉鎖できる利点がある。

この場合、ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁を、油圧制御弁とは別体に設けるようにしても良いが、請求項６のように、油圧切替弁を油圧制御弁に一体化した構成とすると良い。これにより、部品点数削減、低コスト化、コンパクト化の要求を満たすことができる。

本発明は、ＶＣＴの構成が請求項１とは異なる構成のものにも適用して実施できる。
例えば、請求項７のように、ＶＣＴのハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも１つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁をバイパスする第１のドレーン油路を設けると共に、前記第１のドレーン油路に油圧で駆動される第１のドレーン制御弁を設け、且つ、少なくとも１つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第２の逆止弁と、前記第２の逆止弁をバイパスする第２のドレーン油路を設けると共に、前記第２のドレーン油路に油圧で駆動される第２のドレーン制御弁とを設けた構成としても良い。

このような構成のＶＣＴに対しても、前記請求項１〜６に係る発明を適用して実施できる（請求項７〜１２参照）。

また、請求項１３のように、ＶＣＴのハウジング内に形成された複数のベーン収納室のうちの少なくとも１つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第１の逆止弁を設けると共に、前記第１の逆止弁をバイパスする第１のドレーン油路を設け、少なくとも１つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第２の逆止弁を設けると共に、前記第２の逆止弁をバイパスする第２のドレーン油路を設け、前記ＶＣＴに供給する油圧を制御する油圧制御弁に、前記第１のドレーン油路と前記第２のドレーン油路とを開放／閉鎖するドレーン油路制御機能を一体化した構成としても良い。

このような構成のＶＣＴに対しても、前記請求項１〜４に係る発明を適用して実施できる（請求項１３〜１６参照）。

この場合、請求項１７のように、前記第１のドレーン油路に油圧で駆動される第１のドレーン制御弁と、前記第２のドレーン油路に油圧で駆動される第２のドレーン制御弁とを設け、前記油圧制御弁のドレーン油路制御機能による油圧制御によって、前記第１のドレーン制御弁を開弁／閉弁することで前記第１のドレーン油路を開放／閉鎖するとともに、前記第２のドレーン制御弁を開弁／閉弁することで前記第２のドレーン油路を開放／閉鎖するように構成すれば良い。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
まず、図１に基づいてベーン式の可変バルブタイミング調整機構１１の構成を説明する。可変バルブタイミング調整機構１１のハウジング１２は、図示しない吸気側又は排気側のカム軸の外周に回動自在に支持されたスプロケットにボルト１３で締め付け固定されている。これにより、エンジンのクランク軸の回転がタイミングチェーンを介してスプロケットとハウジング１２に伝達され、スプロケットとハウジング１２がクランク軸と同期して回転する。ハウジング１２内には、ベーンロータ１４が相対回動自在に収納され、このベーンロータ１４がボルト１５によりカム軸の一端部に締め付け固定されている。

ハウジング１２の内部には、ベーンロータ１４の外周部の複数のベーン１７を進角方向及び遅角方向に相対回動自在に収納する複数のベーン収納室１６が形成され、各ベーン収納室１６が各ベーン１７によって進角室１８と遅角室１９とに区画されている。

進角室１８と遅角室１９に所定圧以上の油圧が供給された状態では、進角室１８と遅角室１９の油圧でベーン１７が保持されて、クランク軸の回転によるハウジング１２の回転が油圧を介してベーンロータ１４に伝達され、このベーンロータ１４と一体的にカム軸が回転駆動される。エンジン運転中は、進角室１８と遅角室１９の油圧を油圧制御弁２１で制御してハウジング１２に対してベーンロータ１４を相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の進角量（カム軸の変位角）を制御して吸気バルブ（又は排気バルブ）のバルブタイミングを可変する。

また、いずれか１つのベーン１７の両側部には、ハウジング１２に対するベーンロータ１４の相対回動範囲を規制するストッパ部２２，２３が形成され、このストッパ部２２，２３によってカム軸の変位角の最遅角位置と最進角位置が規制されている。また、いずれか１つのベーン１７には、エンジン停止時等にカム軸の進角量を所定のロック位置でロックするためのロックピン２４が設けられ、このロックピン２４がハウジング１２に設けられたロック穴（図示せず）に嵌り込むことで、カム軸の進角量が所定のロック位置でロックされる。このロック位置は、始動に適した位置（例えばカム軸進角量の調整可能範囲の略中間位置）に設定されている。

可変バルブタイミング調整機構１１の油圧制御回路には、オイルパン２６内のオイル（作動油）がオイルポンプ２７により油圧制御弁２１を介して供給される。この油圧制御回路は、油圧制御弁２１の進角圧ポートから吐出されるオイルを複数の進角室１８に供給する油圧供給油路２８と、油圧制御弁２１の遅角圧ポートから吐出されるオイルを複数の遅角室１９に供給する油圧供給油路２９とが設けられている。

そして、進角室１８の油圧供給油路２８と遅角室１９の油圧供給油路２９には、それぞれ各室１８，１９からの作動油の逆流を防止する逆止弁３０，３１が設けられている。本実施例では、１つのベーン収納室１６の進角室１８と遅角室１９の油圧供給油路２８，２９についてのみ逆止弁３０，３１が設けられている。勿論、２つ以上のベーン収納室１６の進角室１８と遅角室１９の油圧供給油路２８，２９にそれぞれ逆止弁３０，３１を設ける構成としていも良い。

各室１８，１９の油圧供給油路２８，２９には、それぞれ逆止弁３０，３１をバイパスするドレーン油路３２，３３が並列に設けられ、各ドレーン油路３２，３３には、それぞれドレーン切替弁３４，３５が設けられている。各ドレーン切替弁３４，３５は、油圧制御弁２１から供給される油圧（パイロット圧）で閉弁方向に駆動されるスプール弁により構成され、油圧が加えられないときには、スプリング４１，４２によって開弁位置に保持される。ドレーン切替弁３４，３５が開弁すると、ドレーン油路３２，３３が開放されて、逆止弁３０，３１の機能が働かない状態となる。ドレーン切替弁３４，３５が閉弁すると、ドレーン油路３２，３３が閉鎖されて、逆止弁３０，３１の機能が有効に働く状態となり、油圧室１８，１９からのオイルの逆流が防止されて油圧室１８，１９の油圧が保持される。

各ドレーン切替弁３４，３５は、電気的な配線が不要であるため、逆止弁３０，３１と共に可変バルブタイミング調整機構１１内部のベーンロータ１４にコンパクトに組み付けられている。これにより、各油圧室１８，１９の近くにドレーン切替弁３４，３５が配置され、進角・遅角動作時に各ドレーン油路３２，３３を各油圧室１８，１９の近くで応答良く開放／閉鎖できるようになっている。

一方、油圧制御弁２１は、リニアソレノイド３６によって駆動されるスプール弁により構成され、進角室１８と遅角室１９に供給する油圧を制御する進角／遅角油圧制御機能３７と、各ドレーン切替弁３４，３５を駆動する油圧を切り替えるドレーン切替制御機能３８（油圧切替弁）とが一体化されている。この油圧制御弁２１のリニアソレノイド３６に通電する電流値（制御デューティ）は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」という）４３によって制御される。

このＥＣＵ４３は、クランク角センサ４４及びカム角センサ４５の出力信号に基づいて吸気バルブ（又は排気バルブ）の実バルブタイミング（実進角量）を演算すると共に、吸気圧センサ、水温センサ等のエンジン運転状態を検出する各種センサの出力に基づいて吸気バルブ（又は排気バルブ）の目標バルブタイミング（目標進角量）を演算する。そして、ＥＣＵ４３は、後述する図８のＶＣＴ制御ルーチンを実行することで、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ように可変バルブタイミング調整機構１１の油圧制御弁２１の駆動電流をフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）する。これにより、進角室１８と遅角室１９の油圧を制御してハウジング１２に対してベーンロータ１４を相対回動させることで、カム軸の進角量を変化させて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。

ところで、エンジン運転中に吸気バルブや排気バルブを開閉駆動するときに、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるトルク変動がベーンロータ１４に伝わり、それによって、ベーンロータ１４に対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用する。これにより、ベーンロータ１４が遅角方向にトルク変動を受けると、進角室１８の作動油が進角室１８から押し出される圧力を受け、ベーンロータ１４が進角方向にトルク変動を受けると、遅角室１９の作動油が遅角室１９から押し出される圧力を受けることになる。このため、油圧供給源であるオイルポンプ２７の吐出油圧が低くなる低回転領域では、逆止弁３０，３１が無いと、進角室１８に油圧を供給してカム軸の変位角を進角させようとしても、図３に点線で示すように、ベーンロータ１４が上記トルク変動により遅角方向に押し戻されてしまい、目標進角量に到達するまでの応答時間が長くなってしまうという問題があった。

これに対して、本実施例では、進角室１８の油圧供給油路２８と遅角室１９の油圧供給油路２９に、それぞれ各室１８，１９からのオイルの逆流を防止する逆止弁３０，３１を設けると共に、各室１８，１９の油圧供給油路２８，２９に、それぞれ逆止弁３０，３１をバイパスするドレーン油路３２，３３を並列に設け、各ドレーン油路３２，３３に、それぞれドレーン切替弁３４，３５を設けた構成となっている。これにより、図２に示すように、遅角動作、保持動作、進角動作に応じて各室１８，１９の油圧が次のように制御される。

［遅角動作］
実バルブタイミングを遅角側の目標バルブタイミングに向けて遅角させる遅角動作中は、進角室１８のドレーン切替弁３４への油圧供給を停止することで、進角室１８のドレーン切替弁３４を開弁して進角室１８の逆止弁３０を機能させない状態にすると共に、遅角室１９のドレーン切替弁３５へ油圧切替弁３８から油圧を加えることで、遅角室１９のドレーン切替弁３５を閉弁して遅角室１９の逆止弁３１を機能させる状態にする。これにより、低油圧時でも、ベーンロータ１４の進角方向へのトルク変動に対して遅角室１９からのオイルの逆流を逆止弁３１により防止しながら効率良く遅角室１９に油圧を供給して遅角応答性を向上させる。

［保持動作］
実バルブタイミングを目標バルブタイミングに保持する保持動作中は、進角室１８と遅角室１９の両方のドレーン切替弁３４，３５へ油圧切替弁３８から油圧を共に加えることで、両方のドレーン切替弁３４，３５を共に閉弁して、進角室１８と遅角室１９の両方の逆止弁３０，３１を機能させる状態にする。この状態では、吸気バルブや排気バルブからカム軸が受けるトルク変動によってベーンロータ１４に対して遅角方向及び進角方向へのトルク変動が作用しても、進角室１８と遅角室１９の両方のオイルの逆流を逆止弁３１により防止して、ベーン１７をその両側から保持する油圧が低下するのを防止して、保持安定性を向上させる。

［進角動作］
実バルブタイミングを進角側の目標バルブタイミングに向けて進角させる進角動作中は、進角室１８のドレーン切替弁３４への油圧切替弁３８から油圧を加えることで、進角室１８のドレーン切替弁３４を閉弁して進角室１８の逆止弁３０を機能させる状態にすると共に、遅角室１９のドレーン切替弁３５への油圧供給を停止することで、遅角室１９のドレーン切替弁３５を開弁して遅角室１９の逆止弁３１を機能させない状態にする。これにより、低油圧時でも、ベーンロータ１４の遅角方向へのトルク変動に対して進角室１８からのオイルの逆流を逆止弁３０により防止しながら効率良く油圧を進角室１８に供給して進角応答性を向上させる。

次に、可変バルブタイミング調整機構１１（以下「ＶＣＴ」という）の応答特性について図４を用いて説明する。図４は、油圧制御弁２１の駆動電流（以下「ＯＣＶ電流」という）とＶＣＴの進角速度との関係を測定して得られたＶＣＴ応答特性の一例を従来のＶＣＴと比較して示している。

本実施例では、進角室１８と遅角室１９の両方に逆止弁３０，３１とドレーン切替弁３４，３５（以下これらを「逆止弁機構」という）を設けているため、ＯＣＶ電流の変化に対してＶＣＴの進角速度がリニアに変化せず、ドレーン切替弁３４，３５の開弁／閉弁が切り替えられることにより進角速度が２箇所で急変する。図４のＶＣＴ応答特性において、遅角側の応答性急変点は、進角室１８のドレーン切替弁３４の開弁／閉弁が切り替えられる点であり、進角側の応答性急変点は、遅角室１９のドレーン切替弁３５の開弁／閉弁が切り替えられる点である。保持動作は、遅角側の応答性急変点と進角側の応答性急変点との間の進角速度が遅い領域で行われる。

本実施例のような逆止弁機構付きのベーン式ＶＣＴは、逆止弁機構を持たない従来の一般的なベーン式ＶＣＴと比較して、保持動作領域における進角速度変化の勾配が更に小さくなり、ＶＣＴの動きが更に鈍くなる。このため、逆止弁機構付きのベーン式ＶＣＴでは、従来の保持電流学習方法によって保持電流（進角速度＝０の時のＯＣＶ電流）を正確に学習するのは困難であり、逆止弁機構を持たないものと比較して、保持電流学習値のばらつき（学習誤差）が大きくなることは避けられない。

この問題を解決するために、本実施例では、図７に示すように、保持電流学習期間中にＯＣＶ電流をＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じてＦ／Ｂ補正しながら該ＯＣＶ電流を所定のディザ振幅電流値で周期的に振動させるディザ制御を実行する。この際、ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じたＦ／Ｂ補正電流値とディザ振幅電流値と最新の保持電流学習値とを加算して目標ＯＣＶ電流を設定してディザ制御を実行する。

目標ＯＣＶ電流＝最新の保持電流学習値＋Ｆ／Ｂ補正電流値＋ディザ振幅電流値
このように、ＯＣＶ電流をディザ制御すると、図６に示すように、保持電流付近の進角速度変化の勾配が大きくなって、保持電流付近の領域でも、ＯＣＶ電流に対するＶＣＴの応答特性をリニアな特性に近付けることができる。

このディザ制御により、ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の目標ＯＣＶ電流から前記ディザ振幅電流値を除いた電流値（前回の保持電流学習値＋Ｆ／Ｂ補正電流値）を新たな保持電流学習値として学習し、これをＥＣＵ４３のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに更新記憶する。

ここで、「ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態」であるか否かは、例えば、（１）目標進角量が一定の状態で、実進角量の変化速度（演算周期当たりの変化量）の絶対値がほぼ０又は所定値以下であるか否かで判定したり、或は、（２）目標進角量が一定の状態で、実進角量と目標進角量との偏差の変化速度（演算周期当たりの変化量）の絶対値がほぼ０又は所定値以下であるか否かで判定したり、或は、（３）ＶＣＴの実進角量又はそのなまし値と目標進角量又はそのなまし値との偏差の絶対値が所定値以上で且つそれらの変化が小さい状態が所定時間継続したか否かで判定しても良い。

更に、本実施例では、ＶＣＴの実進角量なまし値と目標進角量なまし値との偏差の絶対値が所定値以上で且つそれらの変化が小さい状態が所定時間継続したときに、保持電流学習実行条件が成立してディザ制御を開始するようにしている。これにより、ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差がある程度大きい状態でもディザ制御を開始して保持電流を速やかに学習できるようにしている。

図７は、保持電流学習値が真の保持電流よりも小さい状態で目標進角量がステップ的に変化した場合の制御例を示している。この場合、目標進角量がステップ的に変化した時点ｔ1 で、ＶＣＴが目標進角量に向かって進角動作を開始する。この進角動作により、実進角量と目標進角量との偏差が小さくなるに従って、進角速度が低下して、停止判定条件が成立した時点ｔ2 で、ほぼ停止状態とみなし、ほぼ停止状態が継続する時間を計測する。ここで、停止判定条件は、ＶＣＴの実進角量なまし値と目標進角量なまし値との偏差の絶対値が所定値以上で且つ実進角量なまし値と目標進角量なまし値の各々の演算周期当たりの変化量が共に所定値以下であることを条件とする。

この停止判定条件が成立した状態が所定時間Ｋ４継続した時点ｔ3 で、ディザ制御を開始する。ディザ制御により、ＯＣＶ電流に対するＶＣＴの応答特性がリニアな特性に近付くため、使用する保持電流学習値が真の保持電流よりも小さいと、一時的にＶＣＴの変位角が遅角方向に少しだけ変化して実進角量と目標進角量との偏差が増加する。

このディザ制御中に、再度、上記停止判定条件が成立するタイミングｔ4 を検出し、以後、この停止判定条件が成立した状態が継続する時間を計測する。そして、この停止判定条件が成立した状態が所定時間Ｋ４継続した時点ｔ5 で、保持電流学習値の更新タイミングと判断して、その時点の目標ＯＣＶ電流からディザ振幅電流値を除いた電流値（前回の保持電流学習値＋Ｆ／Ｂ補正電流値）を新たな保持電流学習値として学習する。その後は、Ｆ／Ｂ制御モードに復帰し、ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じたＦ／Ｂ補正電流値を最新の保持電流学習値に加算して目標ＯＣＶ電流を設定し、実進角量を目標進角量に一致させるようにＦ／Ｂ制御する。

以上説明した本実施例の保持電流学習とＶＣＴ制御は、ＥＣＵ４３によって図８乃至図１０の各ルーチンに従って実行される。以下、これら各ルーチンの処理内容を説明する。

［ＶＣＴ制御ルーチン］
図８のＶＣＴ制御ルーチンは、エンジン運転中に所定周期（例えば５ｍｓ周期）で実行され、特許請求の範囲でいう制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ１０１で、運転条件（例えばエンジン回転速度、負荷、冷却水温等）を検出し、次のステップ１０２で、検出した運転条件に基づいてＶＣＴ制御実行条件が成立しているか否かを判定する。その結果、ＶＣＴ制御実行条件が成立していないと判定されれば、以降の処理を行うことなく、本ルーチンを終了する。ＶＣＴ制御を実行しない場合には、目標進角量ＶＶＴが０（最遅角位置）に維持される。

これに対して、上記ステップ１０２で、ＶＣＴ制御実行条件が成立していると判定されれば、ステップ１０３に進み、クランク角センサ４４の出力信号と、これに続いて発生するカム角センサ４５の出力信号との間の位相差により実進角量ＶＴＡ（最遅角位置から現在位置までの進角量）を算出し、次のステップ１０４で、現在の運転条件（エンジン回転速度、負荷等）に応じてマップ等から目標進角量ＶＴＴを算出する。

この後、ステップ１０５に進み、後述する図９の保持電流学習ルーチンを実行し、保持電流学習値更新タイミングであれば、その時点の目標ＯＣＶ電流ＩＶＴＴからディザ振幅電流値ＩＶＴＴを除いた電流値（前回の保持電流学習値ＩＶＴＨ＋Ｆ／Ｂ補正電流値ＩＶＦＢ）又はそのなまし値を新たな保持電流学習値ＩＶＴＨとして学習し、これをＥＣＵ４３のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに更新記憶する。

この後、ステップ１０６に進み、後述する図１０の目標ＯＣＶ電流算出ルーチンを実行して、保持電流学習値ＩＶＴＨを基準にして目標ＯＣＶ電流ｉＶＶＴを算出する。そして、次のステップ１０７で、ＯＣＶ電流をＯＣＶ目標電流ｉＶＶＴに制御するための制御デューティを算出して本ルーチンを終了する。

［保持電流学習ルーチン］
図９の保持電流学習ルーチンは、上記図８のＶＣＴ制御ルーチンのステップ１０５で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう保持電流学習手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ２０１〜２０３で、停止判定条件が成立しているか否かでＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態であるか否かを判定する。ここで、停止判定条件は、次の３つの条件(1) 〜(3) を全て満たすことである。

(1) 今回の目標進角量なまし値ＶＴＴＳＭ[i] と前回の目標進角量なまし値ＶＴＴＳＭ[i-1] との偏差の絶対値、つまり演算周期当たりの目標進角量なまし値の変化量の絶対値が所定値Ｋ１よりも小さいこと（ステップ２０１）
(2) 今回の実進角量なまし値ＶＴＡＳＭ[i] と前回の実進角量なまし値ＶＴＡＳＭ[i-1] との偏差の絶対値、つまり演算周期当たりの実進角量なまし値の変化量の絶対値が所定値Ｋ２よりも小さいこと（ステップ２０２）
(3) 今回の実進角量なまし値ＶＴＡＳＭ[i] と今回の目標進角量なまし値ＶＴＴＳＭ[i] との偏差の絶対値が所定値Ｋ３よりも大きいこと（ステップ２０３）

尚、上記条件(1) 〜(3) では、目標進角量と実進角量のデータとして、センサ信号のノイズ等による瞬間的な変動の影響を排除するために、それぞれ、なまし値を用いるようにしたが、目標進角量と実進角量をなまし処理せずにそのまま用いるようにしても良い。

上記条件(1) が満たされない場合、つまり演算周期当たりの目標進角量なまし値の変化量の絶対値が所定値Ｋ１以上であれば、ステップ２０１で「Ｎｏ」と判定されて、ステップ２１０に進み、停止判定条件が成立した状態の継続時間をカウントする停止判定時間カウンタＣＶＴＨＥＸを“０”に維持又はリセットすると共に、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸをディザ制御実行中でないことを意味する“０”に維持又はリセットする。

また、上記条件(2) ，(3) のいずれか一方でも満たさない条件がある場合、つまり、演算周期当たりの実進角量なまし値の変化量の絶対値が所定値Ｋ２以上である場合や、実進角量なまし値ＶＴＡＳＭ[i] と目標進角量なまし値ＶＴＴＳＭ[i] との偏差の絶対値が所定値Ｋ３以下である場合は、ステップ２０２又は２０３で「Ｎｏ」と判定されて、ステップ２０９に進み、停止判定条件が成立した状態の継続時間をカウントする停止判定時間カウンタＣＶＴＨＥＸを“０”に維持又はリセットする。

これに対して、上記３つの条件(1) 〜(3) を全て満たす場合（３つのステップ２０１〜２０３の判定結果が全て「Ｙｅｓ」の場合）は、停止判定条件が成立している、つまりＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態であると判断して、ステップ２０４に進み、停止判定時間カウンタＣＶＴＨＥＸを１つインクリメントして、停止判定条件が成立した状態の継続時間を計測する。そして、次のステップ２０５で、停止判定時間カウンタＣＶＴＨＥＸのカウント値（停止判定条件が成立した状態の継続時間）が所定時間Ｋ４以上であるか否かを判定し、所定時間Ｋ４未満であれば、そのまま本ルーチンを終了する。

その後、停止判定時間カウンタＣＶＴＨＥＸのカウント値（停止判定条件が成立した状態の継続時間）が所定時間Ｋ４に達した時点で、上記ステップ２０５で「Ｙｅｓ」と判定されて、ステップ２０６に進み、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸがディザ制御実行中であることを意味する“１”にセットされているか否かを判定する。その結果、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸがディザ制御実行中でないことを意味する“０”にセットされていると判定されれば、ステップ２０８に進み、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸを“１”にセットしてディザ制御を開始すると共に、停止判定時間カウンタＣＶＴＨＥＸを“０”にリセットする（図７のｔ3 時の処理）。

これに対して、上記ステップ２０６で、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸが“１”にセットされていると判定された場合は、ディザ制御実行中に停止判定条件が成立した状態が所定時間Ｋ４継続したことを意味するため、保持電流学習値の更新タイミングと判断して、ステップ２０７に進み、その時点の目標ＯＣＶ電流ＩＶＴＴからディザ振幅電流値ＩＶＴＴを除いた電流値（前回の保持電流学習値ＩＶＴＨ＋Ｆ／Ｂ補正電流値ＩＶＦＢ）又はそのなまし値を新たな保持電流学習値ＩＶＴＨとして学習し、これをＥＣＵ４３のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに更新記憶すると共に、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸを“０”にリセットしてディザ制御を終了し、且つ、停止判定時間カウンタＣＶＴＨＥＸを“０”にリセットする（図７のｔ5 時の処理）。

尚、保持電流学習値ＩＶＴＨは、目標進角量ＶＴＴの領域毎又はエンジン運転領域毎に学習するようにしても良い。

［目標ＯＣＶ電流算出ルーチン］
図１０の目標ＯＣＶ電流算出ルーチンは、前記図８のＶＣＴ制御ルーチンのステップ１０６で実行されるサブルーチンであり、特許請求の範囲でいう制御手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まずステップ３０１で、ＥＣＵ４３の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶されている保持電流学習値ＩＶＴＨを読み込み、次のステップ３０２で、現在の実進角量ＶＴＡと目標進角量ＶＴＴとの偏差に応じてＰＤ制御等によりＦ／Ｂ補正電流値ＩＶＦＢを算出する。

この後、ステップ３０３に進み、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸが“１”にセットされているか否か（ディザ制御実行中であるか否か）を判定し、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸが“０”であれば、Ｆ／Ｂ制御中であると判断して、ステップ３０６に進み、保持電流学習値ＩＶＴＨにＦ／Ｂ補正電流値ＩＶＦＢを加算してＦ／Ｂ制御の目標ＯＣＶ電流ＩＶＴＴを求める。
Ｆ／Ｂ制御の目標ＯＣＶ電流ＩＶＴＴ＝ＩＶＴＨ＋ＩＶＦＢ

これに対して、ディザ制御実行フラグＸＤＺＥＸが“１”であれば、ディザ制御中であると判断して、ステップ３０４に進み、ディザ振幅電流値ＩＶＤＺとディザ周期（ディザ周波数）を算出する。このディザ振幅電流値ＩＶＤＺとディザ周期は、予め設定した一定値としても良いが、ＶＣＴの応答特性がＶＣＴに供給する油圧や油温（作動油の粘性係数）によって変化することを考慮して、ディザ振幅電流値ＩＶＤＺ及び／又はディザ周期をＶＣＴに供給する油圧及び油温若しくはそれらに相関する情報に基づいて設定するようにしても良い。

このようにすれば、油圧や油温（作動油の粘性係数）の変化に応じてＶＣＴの応答特性が変化するのに追従させてディザ振幅電流値ＩＶＤＺやディザ周期を適正に変化させることができ、油圧や油温（作動油の粘性係数）に左右されない安定した保持電流の学習が可能となる。一般に、ＶＣＴに油圧を供給するオイルポンプ２７は、エンジンの動力によって駆動されるため、エンジン回転速度が高くなるほど、油圧が高くなるという関係がある。従って、油圧の代用情報としてエンジン回転速度を用いても良い。また、油温とエンジン温度とは相関関係があるため、油温の代用情報としてエンジン温度（冷却水温）を用いても良い。

また、ディザ制御の振動中心値（ＩＶＴＨ＋ＩＶＦＢ）は、図６のＶＣＴ応答特性において、遅角側の応答性急変点と進角側の応答性急変点との間の進角速度が遅い領域内に位置するため、ディザ振幅電流値ＩＶＤＺは、進角速度が遅い領域の幅の半分以上の振幅に設定すると良い。このようにすれば、ディザ制御の振動範囲の幅が進角速度が遅い領域の幅からはみ出すようになるので、ディザ制御によるＶＣＴ応答特性向上の効果を大きくすることができる。

この後、ディザ制御中は、ステップ３０５に進み、保持電流学習値ＩＶＴＨにＦ／Ｂ補正電流値ＩＶＦＢとディザ振幅電流値ＩＶＤＺを加算してディザ制御の目標ＯＣＶ電流ＩＶＴＴを求める。
ディザ制御の目標ＯＣＶ電流ＩＶＴＴ＝ＩＶＴＨ＋ＩＶＦＢ＋ＩＶＴＨ

以上説明した本実施例によれば、保持電流学習期間中（ディザ制御期間中）にＯＣＶ電流をＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じてＦ／Ｂ補正しながら該ＯＣＶ電流を所定のディザ振幅電流値で周期的に振動させるディザ制御を実行するようにしたので、保持電流学習期間中にディザ制御によりＯＣＶ電流に対するＶＣＴの応答特性をリニアな特性に近付けることができて、保持電流の学習を従来よりも短い時間で精度良く行うことができ、保持電流学習時間の短縮と学習精度向上とを実現することができる。

尚、図９の保持電流学習ルーチンでは、ディザ制御開始前の停止判定条件とディザ制御中の停止判定条件とを同一の条件に設定したが、両者の停止判定条件を異ならせるようにしても良い。或は、停止判定時間カウンタＣＶＴＨＥＸのカウント値（停止判定条件が成立した状態の継続時間）の判定しきい値（Ｋ４）をディザ制御開始前とディザ制御中とで異ならせるようにしても良い。

また、図９の保持電流学習ルーチンにおいて、ステップ２０３で判定する条件（実進角量なまし値ＶＴＡＳＭ[i] と目標進角量なまし値ＶＴＴＳＭ[i] との偏差の絶対値が所定値Ｋ３よりも大きいこと）を停止判定条件から除外して、ステップ２０１、２０２で判定する２つの条件(1) 、(2) のみを停止判定条件としても良い。或は、ステップ２０２の代わりに、実進角量と目標進角量との偏差の変化速度（演算周期当たりの変化量）の絶対値が所定値以下であることを停止判定条件の１つとしても良い。

また、本実施例では、各油圧室のドレーン切替弁３４，３５を、油圧で駆動されるように構成してＶＣＴ１１のハウジング１２の内部に設け、各ドレーン切替弁３４，３５を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁３８をＶＣＴのハウジング１２の外部に設けるようにしたので、ドレーン切替弁３４，３５を小型化できると共に、ドレーン切替弁３４，３５への電気的な配線が不要であるため、ドレーン切替弁３４，３５を逆止弁３０，３１と共にＶＣＴの内部の狭いスペースにコンパクトに組み付けることが可能になり、設計の自由度が高められると共に、各油圧室１８，１９の近くにドレーン切替弁３４，３５を配置することが可能となり、進角・遅角動作時にドレーン油路３２，３３を油圧室の近くで応答良く開放／閉鎖できる利点がある。

しかも、本実施例では、油圧切替弁３８を油圧制御弁２１に一体化した構成としているため、部品点数削減、低コスト化、コンパクト化の要求を満たすことができる。
しかしながら、本発明は、油圧切替弁３８を、油圧制御弁２１とは別体に設けるようにしても良いことは言うまでもない。

本発明は、図１に示される可変バルブタイミング調整機構１１の構成に限定されず、例えば、図１１又は図１２に示される他の実施例の可変バルブタイミング調整機構７１，７２に適用することもできる。

図１１に示される可変バルブタイミング調整機構７１においては、図１に示される可変バルブタイミング調整機構１１に対して以下の点が相違している。なお、図１１において図１と同等の構成部品については同じ符号を付して説明を省略する。

まず、図１の油圧制御弁２１は１つのリニアソレノイド３６により進角／遅角油圧制御機能３７とドレーン切替制御機能３８とを駆動しているが、図１１では、進角／遅角油圧制御機能を実現する第１の油圧制御弁３７とドレーン切替制御機能を実現する第２の油圧制御弁３８とにそれぞれソレノイド３６，５１を設け、各ソレノイド３６，５１をそれぞれ別のＥＣＵ４３，５２によって独立して制御する構成としている。一方のＥＣＵ４３は、ＶＣＴ実変位角と目標変位角との偏差に応じて第１の油圧制御弁３７の電流を制御し、他方のＥＣＵ５２は、第２の油圧制御弁３８の電流を制御して、各ドレーン切替弁（ドレーン制御弁）３４，３５を駆動する油圧を制御する。

ドレーン切替弁３４，３５については、図１では、油圧が加えられていないときには、スプリング４１，４２によって開弁位置に保持される、いわゆるノーマリ・オープン型（常開型）の切替弁を用いている。これに対して、図１１では、油圧が加えられていないときに、スプリング４１，４２によって閉弁位置に保持される、いわゆるノーマリ・クローズ型（常閉型）の切替弁を用いている。またこれに伴い、ドレーン切替制御機能３８も、図１ではドレーン切替弁３４，３５を閉弁するときに油圧を供給する構成となっているが、図１１ではドレーン切替弁３４，３５を閉弁するときに油圧供給を停止する構成となっている。

また、図１においては、ある１つのベーン１７で仕切られた１つのベーン収納室１６の進角室１８及び遅角室１９に対応する油圧供給通路２８，２９に逆止弁３０，３１及びドレーン切替弁３４，３５を設ける構成としているが、図１１では、あるベーン収納室１６の進角室１８に対する油圧供給通路２８と別のベーン収納室１６の遅角室１９に対する油圧供給通路２９とに逆止弁３０，３１及びドレーン切替弁３４，３５を設けている。

この構成では、ＶＣＴ変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、進角室１８側と遅角室１９側の両方のドレーン切替弁３４，３５を閉じて進角室１８側と遅角室１９側の両方の逆止弁３０，３１を有効に機能させて進角室１８及び遅角室１９からの作動油の逆流を防止するように第２の油圧制御弁３８を制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構７１へ供給する油圧を制御する第１の油圧制御弁３７の制御電流を所定の保持電流に制御する。

一方、可変バルブタイミング調整機構７１を進角動作させる場合は、作動油を流入させる進角室側のドレーン切替弁を閉じて、作動油が排出される遅角室側のドレーン切替弁を開くように第２の油圧制御弁３８を制御し、可変バルブタイミング調整機構７１を遅角動作させる場合は、作動油を流入させる遅角室側のドレーン切替弁を閉じて、作動油が排出される進角室側のドレーン切替弁を開くように第２の油圧制御弁３８を制御する。要するに、進角・遅角動作中には、その変位方向に応じて進角室１８側と遅角室１９側のいずれか一方のドレーン切替弁３４又は３５を開いていずれか一方の逆止弁３０又は３１が機能しないように第２の油圧制御弁３８を制御すると共に、前記第１の油圧制御弁３７の制御電流を制御して可変バルブタイミング調整機構７１へ供給する油圧を可変することでＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させる。

以上のように構成した図１１の可変バルブタイミング調整機構７１に対しても本発明を適用することができる。

次に、図１２の可変バルブタイミング調整機構７２の構成について、図１との相違点を中心に説明する。図１２においても、図１１と同様に図１と同等の構成部品については同じ符号が付されている。

まず、図１においては進角／遅角油圧制御機能３７のための油路を切換える弁とドレーン切替制御機能３８のための油路を切換える弁との２つの弁を備える構成としている。これに対して、図１２においては、１つの油圧制御弁６０で進角／遅角油圧制御機能とドレーン切替制御機能とを達成する構成としている。また、このために油圧供給通路２８，２９を油圧制御弁６０と逆止弁３０，３１との間で分岐させ、各々ドレーン切替弁（ドレーン制御弁）３４，３５と接続する構成としている。

この構成では、ＶＣＴ変位角を目標変位角に保持する保持動作中には、油圧制御弁６０の制御電流を所定の保持電流に制御して、進角室１８側と遅角室１９側の両方のドレーン切替弁３４，３５を閉じて進角室１８側と遅角室１９側の両方の逆止弁３０，３１を有効に機能させて進角室１８及び遅角室１９からの作動油の逆流を防止するように制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構７２へ供給する油圧を制御する。

一方、ＶＣＴ変位角を進角方向又は遅角方向に変位させる進角・遅角動作中には、油圧制御弁６０の制御電流を制御して、その変位方向に応じて進角室１８側と遅角室１９側のいずれか一方のドレーン切替弁３４又は３５を開いていずれか一方の逆止弁３０又は３１が機能しないように制御すると共に、可変バルブタイミング調整機構７２へ供給する油圧を可変することでＶＣＴ変位角を目標変位角に向けて変位させる。

以上のように構成した図１２の可変バルブタイミング調整機構７２に対しても本願発明を適用することができる。

本発明の一実施例における可変バルブタイミング調整機構とその油圧制御回路を概略的に示す図である。 可変バルブタイミング調整機構の遅角動作、保持動作、進角動作を説明するための図である。 逆止弁の有無による進角作動時のＶＣＴ応答速度の相違を説明するための特性図である。 逆止弁付きの可変バルブタイミング調整機構の応答特性の一例を逆止弁無しのものと比較して示す特性図である。 従来の保持電流学習方法を説明するためのタイムチャートである。 ディザ制御を行った時の逆止弁付きの可変バルブタイミング調整機構の応答特性の一例をディザ制御を行わない場合と比較して示す特性図である。 本発明の一実施例における保持電流学習方法を説明するためのタイムチャートである。 ＶＣＴ制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 保持電流学習ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 目標ＯＣＶ電流算出ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 本発明の他の実施例（その１）における可変バルブタイミング調整機構とその油圧制御回路を概略的に示す図である。 本発明の他の実施例（その２）における可変バルブタイミング調整機構とその油圧制御回路を概略的に示す図である。

符号の説明

１１…可変バルブタイミング調整機構（ＶＣＴ）、１２…ハウジング、１４…ベーンロータ、１６…ベーン収納室、１７…ベーン、１８…進角室、１９…遅角室、２１…油圧制御弁、２４…ロックピン、２７…オイルポンプ、２８，２９…油圧供給油路、３０，３１…逆止弁、３２，３３…ドレーン油路、３４，３５…ドレーン切替弁（ドレーン制御弁）、３７…進角／遅角油圧制御機能（第１の油圧制御弁）、３８…ドレーン切替制御機能（油圧切替弁，第２の油圧制御弁）、４３…ＥＣＵ（制御手段，保持電流学習手段）、４４…クランク角センサ、４５…カム角センサ、５２…ＥＣＵ、６０…油圧制御弁、７１，７２…可変バルブタイミング調整機構

Claims (17)

1. ベーン式の可変バルブタイミング調整機構（以下「ＶＣＴ」と表記する）のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも１つのベーン収納室の進角室の油圧供給油路と遅角室の油圧供給油路に、それぞれ各油圧室（「油圧室」とは「進角室」と「遅角室」のいずれかを意味する）からの作動油の逆流を防止する逆止弁を設けると共に、各油圧室の油圧供給油路に、それぞれ前記逆止弁をバイパスするドレーン油路を並列に設け、各ドレーン油路にドレーン切替弁を設けたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置において、
   前記ＶＣＴの実進角量を目標進角量に保持する保持動作中に、進角室側と遅角室側の両方のドレーン切替弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて両方の油圧室からの作動油の逆流を防止すると共に、前記各油圧室の油圧を制御する油圧制御弁の駆動電流を保持電流学習値に基づいて制御する制御手段と、
   保持電流学習期間中に前記油圧制御弁の駆動電流を前記ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じて補正しながら該駆動電流をディザ制御して前記保持電流学習値を更新する保持電流学習手段と
   を備えていることを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
2. 前記保持電流学習手段は、前記保持電流学習期間中に前記ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じた補正電流値とディザ振幅電流値と最新の保持電流学習値とに基づいて前記油圧制御弁の目標電流値を設定して前記ディザ制御を実行し、前記ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の前記油圧制御弁の目標電流値から前記ディザ振幅電流値を除いた電流値を前記保持電流学習値として学習することを特徴とする請求項１に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
3. 前記保持電流学習手段は、前記ＶＣＴの実進角量又はそのなまし値と目標進角量又はそのなまし値との偏差の絶対値が所定値以上で且つそれらの変化が小さい状態が所定時間継続したときに前記ディザ制御を実行し、そのディザ制御により前記偏差が小さくなって前記ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の前記油圧制御弁の目標電流値から前記ディザ振幅電流値を除いた電流値を前記保持電流学習値として学習することを特徴とする請求項２に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
4. 前記保持電流学習手段は、ディザ振幅電流値及び／又はディザ周期を前記ＶＣＴに供給する油圧及び油温若しくはそれらに相関する情報に基づいて設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
5. 前記各ドレーン切替弁は、油圧で駆動されるように構成されて前記ＶＣＴのハウジングの内部に設けられ、
   前記各ドレーン切替弁を駆動する油圧を切り替える油圧切替弁が前記ＶＣＴのハウジングの外部に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
6. 前記油圧切替弁は、前記油圧制御弁に一体化されていることを特徴とする請求項５に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
7. ベーン式の可変バルブタイミング調整機構（以下「ＶＣＴ」と表記する）のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内をそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画し、少なくとも１つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁をバイパスする第１のドレーン油路を設けると共に、前記第１のドレーン油路に油圧で駆動される第１のドレーン制御弁を設け、且つ、少なくとも１つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第２の逆止弁と、前記第２の逆止弁をバイパスする第２のドレーン油路を設けると共に、前記第２のドレーン油路に油圧で駆動される第２のドレーン制御弁とを設けたベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置において、
   前記ＶＣＴの実進角量を目標進角量に保持する保持動作中に、進角室側と遅角室側の両方のドレーン制御弁を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて両方の油圧室からの作動油の逆流を防止すると共に、前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する第１の油圧制御弁の駆動電流を保持電流学習値に基づいて制御する制御手段と、
   保持電流学習期間中に前記第１の油圧制御弁の駆動電流を前記ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じて補正しながら該駆動電流をディザ制御して前記保持電流学習値を更新する保持電流学習手段と、
   を備えていることを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
8. 前記保持電流学習手段は、前記保持電流学習期間中に前記ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じた補正電流値とディザ振幅電流値と最新の保持電流学習値とに基づいて前記油圧制御弁の目標電流値を設定して前記ディザ制御を実行し、前記ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の前記油圧制御弁の目標電流値から前記ディザ振幅電流値を除いた電流値を前記保持電流学習値として学習することを特徴とする請求項７に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
9. 前記保持電流学習手段は、前記ＶＣＴの実進角量又はそのなまし値と目標進角量又はそのなまし値との偏差の絶対値が所定値以上で且つそれらの変化が小さい状態が所定時間継続したときに前記ディザ制御を実行し、そのディザ制御により前記偏差が小さくなって前記ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の前記油圧制御弁の目標電流値から前記ディザ振幅電流値を除いた電流値を前記保持電流学習値として学習することを特徴とする請求項８に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
10. 前記保持電流学習手段は、ディザ振幅電流値及び／又はディザ周期を前記ＶＣＴに供給する油圧及び油温若しくはそれらに相関する情報に基づいて設定することを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
11. 前記各ドレーン制御弁は、油圧で駆動されるように構成されて前記ＶＣＴのハウジングの内部に設けられ、
    前記各ドレーン制御弁を駆動する油圧を制御する第２の油圧制御弁が前記ＶＣＴのハウジングの外部に設けられていることを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
12. 前記第１の油圧制御弁と前記第２の油圧制御弁とを駆動する軸が一体化されていることを特徴とする請求項１１に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
13. ベーン式の可変バルブタイミング調整機構（以下「ＶＣＴ」と表記する）のハウジング内に形成された複数のベーン収納室内がそれぞれベーンによって進角室と遅角室とに区画されており、少なくとも１つのベーン収納室内の進角室の油圧供給油路に設けられ、前記進角室からの作動油の逆流を防止する第１の逆止弁と、前記第１の逆止弁をバイパスする第１のドレーン油路と、少なくとも１つのベーン収納室の遅角室の油圧供給油路に設けられ、前記遅角室からの作動油の逆流を防止する第２の逆止弁と、前記第２の逆止弁をバイパスする第２のドレーン油路と、
    前記ＶＣＴに供給する油圧を制御する油圧制御弁に、前記第１のドレーン油路と前記第２のドレーン油路とを開放／閉鎖するドレーン油路制御機能を一体化したベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置において、
    前記ＶＣＴの実進角量を目標進角量に保持する保持動作中に、進角室側と遅角室側の両方のドレーン油路を閉じて進角室側と遅角室側の両方の逆止弁を有効に機能させて両方の油圧室からの作動油の逆流を防止すると共に、前記ＶＣＴへ供給する油圧を制御する前記油圧制御弁の駆動電流を保持電流学習値に基づいて制御する制御手段と、
    保持電流学習期間中に前記油圧制御弁の駆動電流を前記ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じて補正しながら該駆動電流をディザ制御して前記保持電流学習値を更新する保持電流学習手段と、
    を備えていることを特徴とするベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
14. 前記保持電流学習手段は、前記保持電流学習期間中に前記ＶＣＴの実進角量と目標進角量との偏差に応じた補正電流値とディザ振幅電流値と最新の保持電流学習値とに基づいて前記油圧制御弁の目標電流値を設定して前記ディザ制御を実行し、前記ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の前記油圧制御弁の目標電流値から前記ディザ振幅電流値を除いた電流値を前記保持電流学習値として学習することを特徴とする請求項１３に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
15. 前記保持電流学習手段は、前記ＶＣＴの実進角量又はそのなまし値と目標進角量又はそのなまし値との偏差の絶対値が所定値以上で且つそれらの変化が小さい状態が所定時間継続したときに前記ディザ制御を実行し、そのディザ制御により前記偏差が小さくなって前記ＶＣＴの進角／遅角動作がほぼ停止した状態になったと判断されるときに、その時点の前記油圧制御弁の目標電流値から前記ディザ振幅電流値を除いた電流値を前記保持電流学習値として学習することを特徴とする請求項１４に記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
16. 前記保持電流学習手段は、ディザ振幅電流値及び／又はディザ周期を前記ＶＣＴに供給する油圧及び油温若しくはそれらに相関する情報に基づいて設定することを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。
17. 前記第１のドレーン油路に油圧で駆動される第１のドレーン制御弁と、前記第２のドレーン油路に油圧で駆動される第２のドレーン制御弁とを設け、
    前記油圧制御弁のドレーン油路制御機能による油圧制御によって、前記第１のドレーン制御弁を開弁／閉弁することで前記第１のドレーン油路を開放／閉鎖するとともに、前記第２のドレーン制御弁を開弁／閉弁することで前記第２のドレーン油路を開放／閉鎖することを特徴とする請求項１３乃至１６のいづれかに記載のベーン式の可変バルブタイミング調整機構の制御装置。

Images