JP2008115729A - 油圧アクチュエータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧アクチュエータ制御装置に関し、制御弁に出力する制御信号の設定域を油圧アクチュエータの動作速度を制御可能な範囲内に限定することを可能にする。
【解決手段】不感帯の上端値Ｄ２及び下端値Ｄ１に基づいて不感帯の中心値（ＯＣＶ中心）を算出する。このＯＣＶ中心、或いは、不感帯の上端値Ｄ２及び下端値Ｄ１を基準にして使用デューティ域（Ｄ３からＤ４までの範囲）を決定する。ＯＣＶに出力すべきＯＣＶ駆動デューティは、この使用デューティ域内において設定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、油圧アクチュエータ制御装置に関し、特に、内燃機関において吸気バルブ或いは排気バルブの開閉タイミングを可変制御するバルブタイミング可変機構に用いて好適の油圧アクチュエータ制御装置に関する。

バルブタイミング可変機構では、クランク軸に対するカム軸の位相角を変化させるための手段として油圧アクチュエータが用いられている。この油圧アクチュエータには、２つの油室、すなわち、進角室と遅角室とが設けられている。進角室への加圧油の供給及び遅角室からの加圧油の排出によってバルブタイミングは進角され、遅角室への加圧油の供給及び進角室からの加圧油の排出によってバルブタイミングは遅角される。

油圧アクチュエータの両油室に対する加圧油の給排は、制御弁（Oil Control Valve：OCV）によって制御されている。制御弁はスリーブ内のスプール弁の位置によって加圧油の給排を制御することができる。スプール弁がスリーブ内の中立域にあるとき、両油室はともに油圧ポンプともオイルタンクとも連通を遮断されている。スプール弁が中立域から一方（進角方向）に移動することで、進角室が油圧ポンプに接続され遅角室がオイルタンクに接続される。スプール弁が中立域から進角方向と逆方向（遅角方向）に移動することで、遅角室が油圧ポンプに接続され進角室がオイルタンクに接続される。スプール弁はソレノイドによって駆動され、その位置はソレノイドに出力されるデューティ（電流値）によって制御されている。

制御弁においてスプール弁が位置する中立域は一定の幅をもって形成されている。スプール弁が中立域を移動している間は、両油室に対する加圧油の給排は行われないか或いは殆ど行われない。このため、バルブタイミング可変機構には、加圧油の供給流量がほぼゼロとなるデューティ、すなわち、現在のバルブタイミングを保持するデューティ付近に、デューティ値の変化に対するバルブタイミングの応答が無い或いは応答性が低い不感帯が存在する。

バルブタイミングを進角させる場合は、制御弁に出力するデューティを保持デューティから増大側に変化させる。逆にバルブタイミングを遅角させる場合は、制御弁に出力するデューティを保持デューティから減少側に変化させる。その際、デューティが不感帯を超えるまではバルブタイミングの変化速度は小さく、デューティが不感帯を超えた時点からバルブタイミングはデューティの値に応じて急激に変化し始める。このように、不感帯の存在はバルブタイミングの制御性に大きな影響を与えている。そこで、以下の特許文献に記載されているように、従来のバルブタイミング制御では学習等の手法によって不感帯を特定し、不感帯を考慮して制御弁のデューティ制御を行っていた。
特開２００１−１６４９６４号公報 特開２００５−９３９３号公報 特開２００３−３３６５２９号公報 特開２００５−１４７０８３号公報 特開２００１−３１７３８２号公報 特開平９−３１７５０３号公報

しかしながら、制御弁に出力しうるデューティ（０〜１００％）のうち、デューティ値の変化に対してバルブタイミングの応答が無くなるのは前述の不感帯だけには限らない。制御弁において進角室と油圧ポンプとを繋ぐ供給通路或いは遅角室とオイルタンクとを繋ぐドレーン通路が全開になったときは、デューティ値をそれ以上に大きくしてもバルブタイミングの変位速度には変化はない。また、制御弁において遅角室と油圧ポンプとを繋ぐ供給通路或いは進角室とオイルタンクとを繋ぐドレーン通路が全開になったときは、デューティ値をそれ以下に小さくしてもバルブタイミングの変位速度には変化はない。バルブタイミングの制御性を高めるためには、バルブタイミングの変位速度を制御可能なデューティの範囲を把握し、それに基づいて制御弁に出力すべきデューティを決定することが望ましい。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、制御弁に出力する制御信号の設定域を油圧アクチュエータの動作速度を制御可能な範囲内に限定することが可能な油圧アクチュエータ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、加圧油の給排によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁とを有し、前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータ制御装置において、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を特定する不感帯特定手段と、
前記不感帯の中心値を基準にして使用信号域を決定する使用信号域決定手段と、
前記制御弁に出力すべき制御信号を前記使用信号域内において設定する制御信号設定手段と、
を備えることを特徴としている。

また、第２の発明は、上記の目的を達成するため、加圧油の給排によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁とを有し、前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータ制御装置において、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を特定する不感帯特定手段と、
前記不感帯の上端値及び下端値を基準にして使用信号域を決定する使用信号域決定手段と、
前記制御弁に出力すべき制御信号を前記使用信号域内において設定する制御信号設定手段と、
を備えることを特徴とする油圧アクチュエータ制御装置。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、
前記制御信号設定手段は、
油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、保持値）を特定する保持値特定手段と、
前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差に基づき、前記制御弁の前記保持値を基準とする制御量を算出する制御量算出手段と、
前記制御量が前記不感帯を超える場合、前記制御量を加圧油の温度に応じて補正する制御量補正手段と、
を含み、前記保持値と補正後の前記制御量とに基づいて前記制御弁に出力すべき制御信号を設定するように構成され、
前記制御量補正手段は、前記制御量が前記不感帯に近いときにはその補正度を小さし、前記制御量が前記不感帯を大きく超えるときにはその補正度を大きくするように構成されていることを特徴としている。

第１の発明によれば、不感帯中心値を基準にして使用信号域が決定され、その信号域内で制御弁に出力すべき制御信号が設定される。この使用信号域を油圧アクチュエータの動作速度を制御可能な範囲に合わせることで、油圧アクチュエータの制御性を向上させることができる。

第２の発明によれば、不感帯の上端値及び下端値を基準にして使用信号域が決定され、その信号域内で制御弁に出力すべき制御信号が設定される。この使用信号域を油圧アクチュエータの動作速度を制御可能な範囲に合わせることで、油圧アクチュエータの制御性を向上させることができる。

また、第３の発明によれば、加圧油の温度に応じた制御量の補正により、加圧油の温度が油圧アクチュエータの制御特性に与える影響を排除することができる。また、制御量が不感帯に近いときにはその補正度を小さくすることで、不感帯の推測誤差が油圧アクチュエータの制御性に与える影響を抑えることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態としての油圧アクチュエータ制御装置が適用されたバルブタイミング可変機構の油圧システムの概略構成を示す図である。本発明は吸気バルブと排気バルブの何れのバルブタイミング可変機構にも適用可能であるが、ここでは吸気バルブのバルブタイミング可変機構に本発明が適用されている。

図１に示すように、バルブタイミング可変機構の油圧システムは、クランク軸に対するカム軸の変位角を変化させるための油圧アクチュエータ２０を備えている。油圧アクチュエータ２０は、クランク軸に同期して回転するハウジング２２と、ハウジング２２内に配置されカム軸に同期して回転するロータ２４を備えている。ハウジング２２の内部には油室２６、２８が形成されている。この油室２６、２８はロータ２４によって進角側油室２６と遅角側油室２８とに区画されている。

油圧アクチュエータ２０は、油室２６、２８へ加圧油が供給されてハウジング２２に対するロータ２４の回転角が変化することにより動作する。進角側油室２６へ加圧油が供給されるときには、油圧アクチュエータ２０はクランク軸に対するカム軸の変位角を進角側に変化させるように動作し、遅角側油室２８へ加圧油が供給されるときにはクランク軸に対するカム軸の変位角を遅角側に変化させるように動作する。このとき、加圧油が供給されない側の油室からは、加圧油が供給される側の油室の拡大に伴い内部の加圧油が押し出されて排出されるようになっている。

油圧アクチュエータ２０に供給される加圧油は、エンジンにより駆動されるオイルポンプ３０から圧送される。オイルポンプ３０と油圧アクチュエータ２０との間にはオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶ）１０が設けられている。ＯＣＶ１０は４ポートスプール弁であって、スリーブ１８内のスプール１２の位置によって、油圧アクチュエータ２０の両油室２６、２８に対する加圧油の給排を制御することができる。ＯＣＶ１０のＡポートは油圧アクチュエータ２０の進角側油室２６に接続され、Ｂポートは遅角側油室２８に接続されている。また、ＯＣＶ１０のＰポートはオイルポンプ３０に接続され、Ｒポートはオイルタンク３２に接続されている。

スプール１２は、移動方向の一方の端部をスプリング１６によって支持され、他方の端部をソレノイド１４によって支持されている。スリーブ１８内でのスプール１２の位置は、ソレノイド１４に供給する駆動電流のデューティ（以下、ＯＣＶ駆動デューティという）によって制御することができる。

図２は、ＯＣＶ１０の各流路の開口径とＯＣＶ駆動デューティとの関係を示す図である。ＯＣＶ１０の流路には、ＡポートとＰポートとが連通することで形成される進角供給路と、ＡポートとＲポートとが連通することで形成される進角ドレーン路と、ＢポートとＰポートとが連通することで形成される遅角供給路と、ＢポートとＲポートとが連通することで形成される遅角ドレーン路とがある。ＯＣＶ駆動デューティの大きさに応じてスプール１２が移動し、スプール１２の位置によって各流路の開口径が変化する。

図１に示すスプール１２の位置では、Ａ、ＢポートとＰ、Ｒポートとの連通が遮断されて両油室２６、２８に対する加圧油の給排は実質的に行わない。以下、Ａ、ＢポートとＰ、Ｒポートとの連通が遮断されるスプール１２の動作域を中立域という。この中立域の幅はＯＣＶ１０の構造によって決まる。図２において、Ｄ１からＤ２までのＯＣＶ駆動デューティの範囲がＯＣＶ１０の中立域である。

スプール１２が中立域にある状態においてＯＣＶ駆動デューティを増大させると、スプール１２はソレノイド１４に押されて移動する。これにより、ＡポートがＰポートに連通し、ＢポートがＲポートに連通する。図２に示すように、ＯＣＶ駆動デューティの増大に応じて進角供給路と遅角ドレーン路の各開口径は次第に拡大していき、やがてＯＣＶ駆動デューティがある値Ｄ４に達したとき、進角供給路と遅角ドレーン路の各開口径はそれぞれ最大径に達する。このとき、スプール１２は進角方向の限界位置まで移動している。以下、進角供給路と遅角ドレーン路とがともに開口するスプール１２の動作域を進角域という。図２において、Ｄ２よりも大きいＯＣＶ駆動デューティの範囲がＯＣＶ１０の進角域である。

逆に、スプール１２が中立域にある状態においてＯＣＶ駆動デューティを低下させると、スプール１２はスプリング１６に押されて移動する。これにより、ＡポートがＲポートに連通し、ＢポートがＰポートに連通する。図２に示すように、ＯＣＶ駆動デューティの減少に応じて遅角供給路と進角ドレーン路の各開口径は次第に拡大していき、やがてＯＣＶ駆動デューティがある値Ｄ３まで低下したとき、遅角供給路と進角ドレーン路の各開口径はそれぞれ最大径に達する。このとき、スプール１２は遅角方向の限界位置まで移動している。以下、遅角供給路と進角ドレーン路とがともに開口するスプール１２の動作域を遅角域という。図２において、Ｄ１よりも小さいＯＣＶ駆動デューティの範囲がＯＣＶ１０の遅角域である。

図３は、バルブタイミング可変機構におけるＯＣＶ駆動デューティと油圧アクチュエータ２０の変位速度（クランク軸に対するカム軸の変位角の変化速度）との関係を示す特性線図である。この図に示すように、バルブタイミング可変機構には、油圧アクチュエータ２０の変位速度がゼロに保持されるデューティ（以下、保持デューティ）Ｄ０の付近に、デューティ値の変化に対して変位速度の変化が小さい、つまり、デューティ値の変化に対する応答性が低い不感帯が存在する。スプール１２が中立域内にあるときのＯＣＶ駆動デューティの範囲、つまり、Ｄ１からＤ２までの範囲が不感帯となる。不感帯の中心をＯＣＶ中心という。ＯＣＶ中心デューティは必ずしも保持デューティＤ０には一致しない。

ＯＣＶ駆動デューティが不感帯の上端Ｄ２を超えて増大すると、油圧アクチュエータ２０の変位速度は進角側に増大し始め、ＯＣＶ駆動デューティの変化に対して線形に変化する。これは、スプール１２の動作域が中立域から進角域に入ったことによる。しかし、ＯＣＶ駆動デューティがＤ４まで増大した時点で油圧アクチュエータ２０の変位速度は最大進角速度に達し、それ以上ＯＣＶ駆動デューティを増大させても変位速度には変化は生じない。

逆に、ＯＣＶ駆動デューティが不感帯の下端Ｄ１を超えて低下すると、油圧アクチュエータ２０の変位速度は遅角側に増大し始め、ＯＣＶ駆動デューティの変化に対して線形に変化する。これは、スプール１２の動作域が中立域から遅角域に入ったことによる。しかし、ＯＣＶ駆動デューティがＤ３まで低下した時点で油圧アクチュエータ２０の変位速度は最大遅角速度に達し、それ以上ＯＣＶ駆動デューティを減少させても変位速度には変化は生じない。

ＯＣＶ１０の制御は、制御装置４０によって行われる。制御装置４０は、クランク軸に対するカム軸の目標変位角を設定し、実際の変位角（制御変位角）と目標変位角との偏差に基づいてＯＣＶ駆動デューティを算出する。制御装置４０は、算出したＯＣＶ駆動デューティを制御信号としてＯＣＶ１０に出力する。なお、目標変位角はエンジンの運転状態に応じた最適なバルブタイミングを得るための変位角であり、エンジンの運転状態をパラメータとするマップから決定される。制御変位角は、クランク角センサ４２の出力信号とカム角センサ４４の出力信号とから計算することができる。

制御装置４０は、図３中に示す各特徴値Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を求め、これら各特徴値を考慮に入れてＯＣＶ１０に出力すべきＯＣＶ駆動デューティを決定する。以下、各特定値Ｄ０、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４の算出方法について説明する。

［保持デューティＤ０］
保持デューティＤ０は、ＯＣＶ１０のデューティ制御を通じた学習によって特定することができる。本発明を実施するにあたっては保持デューティの学習方法には限定はなく、従来提案されている方法の何れを用いてもよい。一例としては、目標変位角が一定時間を超えて変化していない状態で、制御変位角にも一定時間を超えて変化がないとき、その時点でのＯＣＶ駆動デューティの値を取得し、その値を保持デューティＤ０として学習することができる。或いは、取得したＯＣＶ駆動デューティの値を時間方向に平滑処理した値を保持デューティＤ０として学習してもよい。制御装置４０によって保持デューティＤ０が学習されることによって、第３の発明の「保持値特定手段」が実現される。

［不感帯下端デューティＤ１及び上端デューティＤ２］
ＯＣＶ１０の不感帯下端デューティＤ１及び上端デューティＤ２は、ＯＣＶ１０のデューティ制御を通じた学習によって特定することができる。本発明を実施するにあたっては不感帯の学習方法には限定はなく、従来提案されている方法の何れを用いてもよい。本実施の形態では、図４のフローチャートに示すルーチンによって、ＯＣＶ１０の不感帯下端デューティＤ１及び上端デューティＤ２が学習される。制御装置４０によって図４に示すルーチンが実行されることによって、第１及び第２の発明の「不感帯特定手段」が実現される。なお、このルーチンは、制御装置４０によって一定の周期で実行される。

図４に示すルーチンの最初のステップＳ１００では、油圧アクチュエータ２０の変位速度が算出され、その絶対値が所定値以下か否か判定される。つまり、油圧アクチュエータ２０の制御変位角が一定値或いは略一定値に保持されているか否か判定される。なお、油圧アクチュエータ２０の変位速度は、制御変位角の前回値と今回値との差として算出することができる。変位速度の絶対値が所定値よりも大きい場合、本ルーチンは終了する。

ステップＳ１００において変位速度の絶対値が所定値以下と判定された場合には、続いてステップＳ１０２の判定が行われる。ステップＳ１０２では、現在のＯＣＶ駆動デューティが保持デューティＤ０よりも小さいか否か判定される。ＯＣＶ駆動デューティが保持デューティＤ０よりも小さい場合には、ステップＳ１０４に進む。一方、ＯＣＶ駆動デューティが保持デューティＤ０以上の場合には、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１０４では、現在のＯＣＶ駆動デューティが現在の不感帯下端デューティＤ１よりも小さいか否か判定される。ＯＣＶ駆動デューティが現在の不感帯下端デューティＤ１よりも小さければ、ステップＳ１０６に進んで不感帯下端デューティＤ１の更新が行われる。一方、ＯＣＶ駆動デューティが現在の不感帯下端デューティＤ１以上であれば、ステップＳ１０８に進んで不感帯下端デューティＤ１の更新が行われる。ステップＳ１０６及びＳ１０８では、フローチャート中に式で示すように、現在のＯＣＶ駆動デューティが時間方向に平滑処理され、その平滑値が新たな不感帯下端デューティＤ１として算出される。ステップＳ１０６とステップＳ１０８とでは、平滑化係数の大きさに差が有り、ステップＳ１０８で使用される平滑化係数ＢのほうがステップＳ１０６で使用される平滑化係数Ａよりも格段に大きい値に設定されている。

ステップＳ１１０では、現在のＯＣＶ駆動デューティが現在の不感帯上端デューティＤ２よりも大きいか否か判定される。ＯＣＶ駆動デューティが現在の不感帯上端デューティＤ２よりも大きければ、ステップＳ１１２に進んで不感帯上端デューティＤ２の更新が行われる。一方、ＯＣＶ駆動デューティが現在の不感帯上端デューティＤ１以下であれば、ステップＳ１１４に進んで不感帯上端デューティＤ２の更新が行われる。ステップＳ１１２及びＳ１１４では、フローチャート中に式で示すように、現在のＯＣＶ駆動デューティが時間方向に平滑処理され、その平滑値が新たな不感帯上端デューティＤ２として算出される。ステップＳ１１２とステップＳ１１４とでは、平滑化係数の大きさに差が有り、ステップＳ１１４で使用される平滑化係数ＢのほうがステップＳ１１２で使用される平滑化係数Ａよりも格段に大きい値に設定されている。

［遅角供給路及び進角ドレーン路全開デューティＤ３］
遅角供給路及び進角ドレーン路が全開となるデューティＤ３は、次の式（１）によって算出される。式（１）において、ＯＣＶ中心デューティは、不感帯下端デューティＤ１と不感帯上端デューティＤ２との平均値として算出される。また、定数Ｃ１は、ＯＣＶ１０の構造から決まる定数である。
全開デューティＤ３＝ＯＣＶ中心デューティ−定数Ｃ１ ・・・（１）

［進角供給路及び遅角ドレーン路全開デューティＤ４］
進角供給路及び遅角ドレーン路が全開となるデューティＤ４は、次の式（２）によって算出される。式（２）において、定数Ｃ２は、ＯＣＶ１０の構造から決まる定数である。
全開デューティＤ４＝ＯＣＶ中心デューティ＋定数Ｃ２ ・・・（２）

ＯＣＶ駆動デューティの変化に対して油圧アクチュエータ２０の応答性に変化が有るのは、遅角供給路及び進角ドレーン路が全開となる全開デューティＤ３から、進角供給路及び遅角ドレーン路が全開となるデューティＤ４までの範囲である。この範囲を超えるＯＣＶ駆動デューティをＯＣＶ１０に出力しても、油圧アクチュエータ２０の応答性には変化はない。そこで、制御装置４０は、Ｄ３からＤ４までの範囲をＯＣＶ制御に使用するデューティ域として設定する。これは、制御装置４０が有する第１の発明の「使用信号域決定手段」としての機能である。

制御装置４０は、上記の使用デューティ域（Ｄ３からＤ４までの範囲）内でＯＣＶ１０に出力すべきＯＣＶ駆動デューティを決定する。これは、制御装置４０が有する第１の発明の「制御信号設定手段」としての機能である。このように、ＯＣＶ制御に使用するデューティ域を油圧アクチュエータ２０の変位速度を制御可能な範囲に合わせることで、油圧アクチュエータ２０の制御性を向上させることができる。

次に、上記の使用デューティ域内でのＯＣＶ駆動デューティの決定方法について説明する。制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０の制御変位角と目標変位角との偏差に基づくフィードバック制御によってＯＣＶ１０のデューティ制御を行う。フィードバック制御にはＰＤ制御が用いられる。

ＯＣＶ駆動デューティの決定においては加圧油の油温が考慮される。これは、油温がＯＣＶ１０の制御特性に影響を与えるためである。図５は、油温が４０℃の場合と９０℃の場合とでＯＣＶ駆動デューティと油圧アクチュエータ２０の変位速度との関係を比較した図である。この図に示すように、油温が４０℃の場合は９０℃の場合に比較してＯＣＶ駆動デューティの変化に対する変位速度の変化が大きく、また、デューティ１００％の変位速度（最大変位速度）も大きい。

制御装置４０には、ある基準油温（例えば９０℃）において適合された偏差とＰ制御量との関係が予めマップデータとして記憶されている。Ｐ制御量とは、ＰＤ制御におけるＰ制御とＤ制御のうちＰ制御の制御量を意味する。また、制御装置４０には、ＯＣＶ駆動デューティが０％のときの変位速度と油温との関係、及び、ＯＣＶ駆動デューティが１００％のときの変位速度と油温との関係がそれぞれマップデータとして記憶されている。制御装置４０は、これらのマップデータを利用し、加圧油の油温に応じてＯＣＶ駆動デューティを決定する。

制御装置４０は、マップデータを用いて偏差に応じた基本Ｐ制御量を算出し、保持デューティＤ０に加算する。これは、制御装置４０が有する第３の発明の「制御量算出手段」としての機能である。保持デューティＤ０に基本Ｐ制御量を加算した値が、油温による温度補正前のＯＣＶ駆動デューティ（以下、補正前ＯＣＶ駆動デューティ）となる。補正前ＯＣＶ駆動デューティが、不感帯内にある場合、つまり、不感帯下端デューティＤ１より大きく上端デューティＤ２より大きい場合には、油温による温度補正は行わない。不感帯内では油温が制御特性に与える影響は小さいからである。

補正前ＯＣＶ駆動デューティが不感帯下端デューティＤ１以下の場合には、ＯＣＶ駆動デューティに対して油温による温度補正が行われる。制御装置４０が有する第３の発明の「制御量補正手段」としての機能である。具体的には、次の式（３）に示すように、基本Ｐ制御量に温度補正係数Ｅを乗算した値がＰ制御量として算出される。そして、保持デューティＤ０にＰ制御量を加算した値が、ＯＣＶ駆動デューティとしてＯＣＶ１０に出力される。ただし、保持デューティＤ０にＰ制御量を加算した値が全開デューティＤ３以下になるときには、ＯＣＶ駆動デューティは全開デューティＤ３に設定される。
Ｐ制御量＝基本Ｐ制御量×温度補正係数Ｅ ・・・（３）

温度補正係数Ｅは、補正前ＯＣＶ駆動デューティの大きさに応じて設定される。補正前ＯＣＶ駆動デューティが不感帯下端デューティＤ１に等しいとき、温度補正係数Ｅは１に設定される。補正前ＯＣＶ駆動デューティが全開デューティＤ３以下のとき、温度補正係数Ｅは定数Ｅ０に設定される。定数Ｅ０は、次の式（４）に示すように、前述のマップデータを用いて油温Ｘに応じた値に設定される。なお、加圧油の油温Ｘは、オイルポンプ３０とＯＣＶ１０とを結ぶ油圧ライン上に配置された油温センサ４６によって測定することができる。
定数Ｅ０＝（９０℃のときのデューティ０％の変位速度）／（Ｘ℃のときのデューティ０％の変位速度） ・・・（４）

補正前ＯＣＶ駆動デューティが不感帯下端デューティＤ１から全開デューティＤ３までの範囲内にある場合、温度補正係数Ｅは、補正前ＯＣＶ駆動デューティの不感帯下端デューティＤ１に対する偏差に応じて決定される。具体的には、補正前ＯＣＶ駆動デューティが不感帯下端デューティＤ１から全開デューティＤ３に近付くに従い、温度補正係数Ｅは１から定数Ｅ０に向けて連続的に或いは段階的に変更される。

補正前ＯＣＶ駆動デューティが不感帯下端デューティＤ２以上の場合には、ＯＣＶ駆動デューティに対して油温による温度補正が行われる。制御装置４０が有する第３の発明の「制御量補正手段」としての機能である。具体的には、次の式（５）に示すように、基本Ｐ制御量に温度補正係数Ｆを乗算した値がＰ制御量として算出される。そして、保持デューティＤ０にＰ制御量を加算した値が、ＯＣＶ駆動デューティとしてＯＣＶ１０に出力される。ただし、保持デューティＤ０にＰ制御量を加算した値が全開デューティＤ４以上になるときには、ＯＣＶ駆動デューティは全開デューティＤ４に設定される。
Ｐ制御量＝基本Ｐ制御量×温度補正係数Ｆ ・・・（５）

温度補正係数Ｆは、補正前ＯＣＶ駆動デューティの大きさに応じて設定される。補正前ＯＣＶ駆動デューティが不感帯上端デューティＤ２に等しいとき、温度補正係数Ｅは１に設定される。補正前ＯＣＶ駆動デューティが全開デューティＤ４以上のとき、温度補正係数Ｆは定数Ｆ０に設定される。定数Ｆ０は、次の式（６）に示すように、前述のマップデータを用いて油温Ｘに応じた値に設定される。
定数Ｆ０＝（９０℃のときのデューティ１００％の変位速度）／（Ｘ℃のときのデューティ１００％の変位速度） ・・・（６）

補正前ＯＣＶ駆動デューティが不感帯上端デューティＤ２から全開デューティＤ４までの範囲内にある場合、温度補正係数Ｆは、補正前ＯＣＶ駆動デューティの不感帯上端デューティＤ２に対する偏差に応じて決定される。具体的には、補正前ＯＣＶ駆動デューティが不感帯上端デューティＤ２から全開デューティＤ４に近付くに従い、温度補正係数Ｆは１から定数Ｆ０に向けて連続的に或いは段階的に変更される。

このようにしてＯＣＶ駆動デューティを決定することで、油温が油圧アクチュエータ２０の制御特性に与える影響を排除することができる。また、保持デューティＤ０と基本Ｐ制御量との合算値が不感帯を超える場合、その合算値が不感帯に近いときには温度補正係数Ｅ、Ｆによる基本Ｐ制御量の補正度を小さくすることで、不感帯の推測誤差が油圧アクチュエータ２０の制御性に与える影響を抑えることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。

遅角供給路及び進角ドレーン路が全開となるデューティＤ３は、次の式（７）によって算出してもよい。また、進角供給路及び遅角ドレーン路が全開となるデューティＤ４は、次の式（８）によって算出してもよい。式（７）、式（８）において、定数Ｃ３、Ｃ４は、ＯＣＶ１０の構造から決まる定数である。
全開デューティＤ３＝不感帯下端デューティＤ１−定数Ｃ３ ・・・（７）
全開デューティＤ４＝不感帯上端デューティＤ２＋定数Ｃ４ ・・・（８）

本発明はバルブタイミング可変機構に限らず、２つの油室を備えて各油室に対する加圧油の給排によって動作を制御される油圧アクチュエータを用いる油圧システムであれば、広く適用することができる。また、油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁は、図１に示すＯＣＶ１０のような電磁式の制御弁には限らない。パイロット圧によって駆動されるパイロット式の制御弁でもよい。

本発明の実施の形態としての油圧アクチュエータ制御装置が適用されたバルブタイミング可変機構の油圧システムの概略構成を示す図である。 ＯＣＶの各流路の開口径とＯＣＶ駆動デューティとの関係を示す特性線図である。 バルブタイミング可変機構におけるＯＣＶ駆動デューティと油圧アクチュエータの変位速度との関係を示す特性線図である。 本発明の実施の形態において実施される不感帯下端デューティ及び上端デューティの学習のためのルーチンを示すフローチャートである。 油温がＯＣＶの制御特性に与える影響について説明するための図である。

符号の説明

１０ ＯＣＶ
１２ スプール
１４ ソレノイド
１６ スプリング
１８ スリーブ
２０ 油圧アクチュエータ
２２ ハウジング
２４ ロータ
２６ 進角側油室
２８ 遅角側油室
３０ オイルポンプ
３２ オイルタンク
４０ 制御装置
４２ クランク角センサ
４４ カム角センサ
４６ 油温センサ

Claims (3)

1. 加圧油の給排によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁とを有し、前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータ制御装置において、
   制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を特定する不感帯特定手段と、
   前記不感帯の中心値を基準にして使用信号域を決定する使用信号域決定手段と、
   前記制御弁に出力すべき制御信号を前記使用信号域内において設定する制御信号設定手段と、
   を備えることを特徴とする油圧アクチュエータ制御装置。
2. 加圧油の給排によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁とを有し、前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータ制御装置において、
   制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を特定する不感帯特定手段と、
   前記不感帯の上端値及び下端値を基準にして使用信号域を決定する使用信号域決定手段と、
   前記制御弁に出力すべき制御信号を前記使用信号域内において設定する制御信号設定手段と、
   を備えることを特徴とする油圧アクチュエータ制御装置。
3. 前記制御信号設定手段は、
   油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、保持値）を特定する保持値特定手段と、
   前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差に基づき、前記制御弁の前記保持値を基準とする制御量を算出する制御量算出手段と、
   前記制御量が前記不感帯を超える場合、前記制御量を加圧油の温度に応じて補正する制御量補正手段と、
   を含み、前記保持値と補正後の前記制御量とに基づいて前記制御弁に出力すべき制御信号を設定するように構成され、
   前記制御量補正手段は、前記制御量が前記不感帯に近いときにはその補正度を小さくし、前記制御量が前記不感帯を大きく超えるときにはその補正度を大きくするように構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の油圧アクチュエータ制御装置。

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