JP2008255914A - バルブタイミング調整装置及びバルブタイミング調整装置用の電子制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】保持状態から目標位置まで相対回転させる時の応答性向上を図るバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】進遅角切替弁のソレノイド部へ制御電流を出力することで、スプールの切換作動位置を制御するＥＣＵを備える。このＥＣＵは、スプールを強制的に作動させて、保持状態のベーンロータが相対回転を開始する時の制御電流の値である保持限界値Ａmax，Ａminを検出するとともに、保持状態にあるベーンロータを目標アングルTrgAngまで相対回転させるにあたり、検出した保持限界値Ａmax，Ａminに基づきソレノイド部への制御電流を補正する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミング（以下、開閉タイミングのことをバルブタイミングという。）を調整するバルブタイミング調整装置、及びバルブタイミング調整装置用の電子制御装置に関する。

従来、この種のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の駆動軸と、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を開閉駆動する従動軸との回転位相を調整することでバルブタイミングを調整する（特許文献１等参照）。

具体的には、駆動軸及び従動軸の一方とともに回転するハウジングと、他方とともに回転するベーンロータとを備えており、ハウジングに形成された収容室にはベーンロータのベーンが収容されている。そして、ベーンにより収容室を仕切って形成された遅角室及び進角室に供給される作動油により、ハウジングに対して遅角側又は進角側にベーンロータを相対回転駆動させることで、バルブタイミングを調整している。

また、従来のバルブタイミング調整装置は、スプール及びスプールを作動させるソレノイド部を有する電磁式切換弁を備えている。そして、ＥＣＵ（電子制御装置）からソレノイド部に制御電流を出力することによりスプールを作動させ、このスプールの作動により遅角室への作動油の供給と進角室への作動油の供給とを切り換え、これによりベーンロータの相対回転位置を制御している。
特開平８−２８４６９９号公報

ところで、ベーンロータの相対回転を停止させた保持状態となるようにＥＣＵから制御電流を出力するにあたり、保持状態を実現できる制御電流値には幅があり、その幅の範囲（以下、この範囲を不感帯と呼ぶ）内の制御電流値であればその電流値を変更してもベーンロータは停止したままで相対回転しない。このことは、目標相対回転速度にすべく制御電流値を出力しても不感帯の大きさによって到達する相対回転速度が異なってくることを意味する。例えば、図６に例示されるように、ベーンロータの目標相対回転速度を１００℃Ａ／ｓとした場合において、一点鎖線Ｌ１１に示すように不感帯が大きければ最適制御電流値が９００ｍＡになる場合もあり、一点鎖線Ｌ１２に示すように不感帯が小さければ最適制御電流値は７００ｍＡになる場合もある。

そして、従来のＥＣＵは、不感帯の大きさを把握できていないため、保持状態時の制御電流値に対してどれだけ電流値を増大又は減少させれば不感帯の上限値又は下限値に達して相対回転し始めるのかが分からず、保持状態時から目標位置まで相対回転させるにあたっての最適制御電流値を把握できていない。そのため、相対回転させて目標位置に達するまでのスピードを十分に速くすべく最適な制御電流値で制御することができず、保持状態から目標位置まで相対回転させる時の応答性を十分に速くできていない。

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、保持状態から目標位置まで相対回転させる時の応答性向上を図るバルブタイミング調整装置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記載の発明では、駆動軸及び従動軸の一方とともに回転し、収容室を内部に形成しているハウジングと、駆動軸及び従動軸の他方とともに回転し、収容室に収容されるベーンを有し、ベーンにより収容室を仕切って形成された遅角室及び進角室に供給される作動油によりハウジングに対し遅角側又は進角側に相対回転駆動されるベーンロータと、遅角室への作動油の供給と進角室への作動油の供給とを切り換えることでハウジングに対するベーンの相対回転位置を制御するスプール、及びスプールを作動させるソレノイド部を有する電磁式切換弁と、ソレノイド部へ制御電流を出力することで、スプールの切換作動位置を制御する制御手段と、を備える。

そして特に、前記スプールを強制的に作動させて、保持状態の前記ベーンロータが相対回転を開始する時の前記制御電流の値である保持限界値を検出する検出手段と、保持状態にあるベーンロータを目標位置まで相対回転させるにあたり、検出した保持限界値に基づき制御電流を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

上記手段によれば、保持限界値とは無関係に制御電流を決定して出力する場合に比べて、相対回転させて目標位置に達するまでのスピードを十分に速くするように制御電流値を制御することを容易に実現でき、ひいては、保持状態から目標位置まで相対回転させる時の応答性向上を図ることができる。

以下に、保持限界値に基づき制御電流を補正する具体例を説明すると、例えば、検出した保持限界値と保持状態時の制御電流値との偏差（以下、限界値到達量と呼ぶ）を算出する。つまり、保持状態時の制御電流値に対してどれだけ電流値を増大又は減少させれば不感帯の上限値又は下限値に達して相対回転し始めるのかを算出する。そして、この限界値到達量に基づき制御電流を補正することが挙げられる。

この補正についてさらに具体的な例を説明すると、図６に例示されるように目標相対回転速度が１００℃Ａ／ｓ、保持状態時の制御電流値が６００ｍＡの場合において、限界値到達量Ｒ１の５０ｍＡを算出でき、１００℃Ａ／ｓにするには保持限界値Ａmaxから１５０ｍＡを加算すればよいことは予め分かっているため、保持状態時の制御電流値６００ｍＡに１５０ｍＡを加算して７５０ｍＡとし、さらに、算出した限界値到達量Ｒ１の５０ｍＡを７５０ｍＡに加算するように補正して８００ｍＡにする。

以上により、本発明によれば、限界値到達量とは無関係に制御電流を決定して出力する場合に比べて、相対回転させて目標位置に達するまでのスピードを十分に速くするように制御電流値を制御することができる。

因みに、駆動軸の回転位置を検出する駆動側検出センサと、従動軸の回転位置を検出する従動側検出センサとを備え、両センサによりハウジングの回転速度とベーンロータの回転速度とを算出し、これらの両回転速度を比較することにより、ベーンロータの相対回転位置を算出するようにして好適である。

請求項２記載の発明では、制御手段は、ベーンロータの目標相対回転速度の変化に応じて制御電流値を変更するフィードフォワード制御を実行し、補正手段は、保持限界値に基づき変更する制御電流値を補正することを特徴とする。

このように制御電流値をフィードフォワード制御する場合には、保持限界値とは無関係にフィードフォワードで用いる制御量を決定してしまうと、限界値到達量の大きさがそのまま目標相対回転位置と実際の相対回転位置とのずれ量に影響を及ぼすこととなる。つまり、図６を用いて説明した上記具体例の場合には、限界値到達量５０ｍＡを加算する補正を行なわなければ、７５０ｍＡを制御電流値として出力してしまい、この場合には実際の相対回転速度は９０℃Ａ／ｓにしか到達せず、目標相対回転速度１００℃Ａ／ｓと比べて１０℃Ａ／ｓのずれ量が生じてしまう。よって、制御電流値をフィードフォワード制御する場合に本発明を適用すれば、上述した応答性向上の効果が顕著に発揮される。

請求項３記載の発明では、検出手段は、保持限界値を検出するまで、現在の制御電流の値を所定量ずつ加算又は減算させることを繰り返すことを特徴とする。これによれば、保持限界値を検出することを容易に実現できる。

ここで、このように加算又は減算させることを繰り返すことにより保持限界値を検出するにあたり、制御電流のうち保持状態に対して保持限界値を超えた値の側から保持限界値に向けて加算又は減算した場合（図６の矢印Ｐ１参照）と、制御電流のうち保持状態となる値の側から保持限界値に向けて加算又は減算した場合（図６の矢印Ｐ２参照）とでは、異なる保持限界値が検出されることとなる。このことは次の理由による。すなわち、Ｐ１に例示の如く保持限界値を超えた側から検出を行なった場合には、ベーンロータを相対回転させながらその回転が止まる位置での保持限界値を検出するため、ベーンロータとハウジングとの動摩擦等、各種動的摩擦に起因して保持限界値が決まる。これに対し、Ｐ２に例示の如く保持状態となる値の側から検出を行なった場合には、ベーンロータとハウジングとの静止摩擦等、各種静的摩擦に起因して保持限界値が決まる。よって、両検出Ｐ１、Ｐ２手順で検出値に違いが生じる。

この点を鑑み、請求項４記載の発明では、検出手段は、制御電流のうち保持状態となる値の側から保持限界値に向けて加算又は減算させること特徴とするので、保持状態から目標位置まで相対回転させる時の保持限界値を、正確に検出できる。

請求項５記載の発明では、前記所定量が徐々に小さくなるように前記加算又は減算を繰り返すことを特徴とするので、保持限界値を検出するにあたり、保持限界値を大きく超えて加算又は減算してしまうことを抑制できるので、保持限界値をより一層正確に検出できる。

ここで、作動油の温度が低ければ作動油の粘性が高くなり保持状態のベーンロータが相対回転を開始するまでの応答性が悪くなる。つまり、上述の不感帯の幅は作動油温度が低いほど大きくなる。すると、現在の制御電流の値を所定量ずつ加算又は減算させて保持限界値を検出するにあたり、その検出に要する時間が長くなってしまう。換言すれば、作動油の温度が高ければベーンロータの応答性が良くなるため、加算又は減算する所定量が大きすぎることによる正確な保持限界値検出ができない恐れが生じる。

この点を鑑み請求項６記載の発明では、作動油の温度が低いほど所定量を大きくし、作動油の温度が高いほど所定量を小さくすることを特徴とする。そのため、作動油温度が低い場合には保持限界値の検出に要する時間を短縮でき、作動油温度が高い場合には正確な保持限界値の検出を実現できる。

また、請求項７記載の発明では、作動油の温度が低いほど、加算又は減算を繰り返す時間間隔を長くし、作動油の温度が高いほど前記時間間隔を短くするすることを特徴とする。そのため、作動油温度が低い場合には保持限界値の検出に要する時間を短縮でき、作動油温度が高い場合には正確な保持限界値の検出を実現できる。

請求項８記載の発明では、検出手段は、スプールを強制的に作動させるにあたり、ベーンを進角側に相対回転させる進角側強制作動と、遅角側に相対回転させる遅角側強制作動とを実行し、補正手段は、進角側強制作動により検出した進角側保持限界値と、遅角側強制作動により検出した遅角側保持限界値とに基づき制御電流を補正することを特徴とする。これによれば、不感帯の上下限値の一方である進角側保持限界値と、他方である遅角側保持限界値との両限界値に基づき制御電流は補正されるので、保持状態から進角側に相対回転させた場合と遅角側に相対回転させた場合の両方において、目標位置に達するまでのスピードを十分に速くするように制御電流値を制御することができる。

請求項９記載の発明では、制御手段は、検出した進角側保持限界値と遅角側保持限界値との中心の値を算出して記憶することを特徴とする。これによれば、進角側保持限界値と遅角側保持限界値の両方を記憶することに替えて、中心の値のみを記憶するようにできるので、記憶容量を半減できる。特に、温度やエンジン回転速度等の各種条件毎に保持限界値を記憶させる場合には、その記憶点数が膨大になるため、記憶容量半減化の効果がより一層発揮される。

請求項１０記載の発明では、検出手段は、スプールを強制的に作動させるにあたり、進角側強制作動及び遅角側強制作動のいずれか一方を実行して対応する保持限界値を検出した後、進角側強制作動及び遅角側強制作動の他方を実行して対応する保持限界値を検出することを特徴とする。これによれば、進角側強制作動及び遅角側強制作動を交互に繰り返して進角側保持限界値の検索と遅角側保持限界値の検索とを同時進行で行なう場合に比べて、一方の保持限界値については速く検出することができる。

これに対し、請求項１１記載の発明では、検出手段は、スプールを強制的に作動させるにあたり、進角側強制作動及び遅角側強制作動のいずれか一方の強制作動を実行し、対応する保持限界値を検出する前に他方の強制作動を実行するように、進角側強制作動及び遅角側強制作動を交互に実行することを特徴とする。このように、進角側保持限界値の検索と遅角側保持限界値の検索とを同時進行で行なうようにしてもよい。

請求項１２記載の発明では、制御手段は、保持限界値を検出時の条件毎に分類して記憶したマップを有し、補正手段はマップに基づき制御電流を補正し、検出時の条件は、ベーンの実際の相対回転位置、駆動軸の回転速度、及び作動油の温度の少なくとも一つであることを特徴とする。ベーンの実際の相対回転位置、駆動軸の回転速度、及び作動油の温度の条件により保持限界値の検出値は異なるため、これらの条件毎に分類して記憶したマップに基づき制御電流を補正することで、保持状態から目標位置まで相対回転させる時の応答性をより一層向上できる。

また、このように各種条件毎に保持限界値をマップに記憶させようとすると、記憶データ点数が膨大になる。そこで、このようなマップを用いる場合には、制御手段は、検出した進角側保持限界値と遅角側保持限界値との中心の値を算出して記憶するようにすれば、進角側保持限界値と遅角側保持限界値の両方を記憶することに替えて中心の値のみを記憶するようにできるので、記憶容量を半減でき好適である。

請求項１３記載の発明では、マップに記憶された保持限界値に基づき補正された制御電流を出力した結果、ベーンロータの相対回転速度を目標速度まで到達させることができなかった場合には、検出手段による保持限界値の検出を実行してマップを更新し、目標速度まで到達させることができた場合には検出手段による検出を禁止する。これによれば、検出手段による不必要な検出処理を不要にできるため、ユーザの意に反してスプールを強制的に作動させる頻度を低減できる。また、制御手段による不必要な更新処理を不要にできるため、制御手段の処理負担を軽減できる。

請求項１４記載の発明では、電磁式切換弁から遅角室への作動油の流れを許容するとともにその逆流を禁止する遅角側逆止弁、及び電磁式切換弁から進角室への作動油の流れを許容するとともにその逆流を禁止する進角側逆止弁、の少なくとも一方を備えることを特徴とする。このような逆止弁を備える場合には、進角室又は遅角室に作動油を供給するにあたり逆止弁を開弁させるための油圧が要求されるため、逆止弁を備えない場合に比べてベーンロータを相対回転させるために要求される作動油の圧力は高くなる。すると、保持状態時の制御電流に対して大幅に電流値を加算又は減算しなければベーンロータは相対回転しない。このことは、不感帯の幅が大きくなっていることを意味する。よって、上述の如く逆止弁を備える場合に本発明を適用すれば、上述した応答性向上の効果が顕著に発揮される。

請求項１５記載の発明の如く、上述の制御手段を備えるバルブタイミング調整装置用の電子制御装置においても、上述した各種効果が同様に発揮される。

（第１の実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係るバルブタイミング調整装置を図に基づき説明する。本実施形態のバルブタイミング調整装置１は、車両に搭載された内燃機関の吸気弁のバルブタイミングを調整するものである。

はじめに、バルブタイミング調整装置１の構成について説明する。

図１に示すように、駆動側回転体であるハウジング１０は、チェーンスプロケット１１、シューハウジング１２及びフロントプレート１４から構成されている。シューハウジング１２は、仕切部材としての複数のシュー１２ａ（図２参照）と、環状の周壁１３とを有している。フロントプレート１４は、周壁１３を挟んでチェーンスプロケット１１と反対側に位置しており、ボルト１６によってチェーンスプロケット１１及びシューハウジング１２と同軸上に固定されている。チェーンスプロケット１１は、図示しないチェーンにより図示しないエンジンの駆動軸としてのクランクシャフトと結合して駆動力を伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。

従動軸としてのカムシャフト３は、バルブタイミング調整装置１を介しクランクシャフトの駆動力を伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト３は、チェーンスプロケット１１に対し所定の位相差をおいて回動可能にチェーンスプロケット１１に挿入されている。

従動側回転体としてのベーンロータ１５はカムシャフトの回転軸方向端面と当接しており、カムシャフト３及びベーンロータ１５はボルト２３により同軸上に固定されている。ベーンロータ１５とカムシャフト３との回転方向の位置決めは、ベーンロータ１５及びカムシャフト３に位置決めピン２４を嵌合することにより成される。カムシャフト３、ハウジング１０及びベーンロータ１５は、図２に示す矢印Ｉ方向からみて時計方向に回転する。以下この回転方向をクランクシャフトに対するカムシャフト３の進角方向とする。

図２に示すように、複数のシュー１２ａは周壁１３から径方向内側に延びており、周壁１３の回転方向にほぼ等間隔に配置されている。シュー１２ａにより回転方向に所定角度範囲で三箇所形成された間隙にはそれぞれベーン１５ａを収容する扇状の収容室５０が３室形成されている。

ベーンロータ１５は、カムシャフト３と軸方向端面で結合するボス部１５ｂと、ボス部１５ｂの外周側に回転方向にほぼ等間隔に配置されたベーン１５ａとを有している。ベーンロータ１５は、ハウジング１０に対し相対回動可能にハウジング１０内に収容されている。ベーン１５ａは各収容室５０内に回動可能に収容されている。各ベーン１５ａは、各収容室５０を仕切り、各収容室５０を遅角室５１と進角室５５とに二分している。図１に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、ハウジング１０に対するベーンロータ１５の遅角方向、進角方向を表している。

シール部材２５は半径方向に向き合う各シュー１２ａとボス部１５ｂとの間、ならびに各ベーン１５ａと周壁１３の内周壁との間に形成されている摺動隙間に配設されている。シール部材２５は、各シュー１２ａの内周壁及び各ベーン１５ａの外周壁に設けた溝に嵌合しており、シール部材２５は各遅角室５１と各進角室５５との間に作動油が漏れることを防止している。

図１に示すように、ベーン１５ａに収容されたストッパピストン３２が、弾性部材３６に付勢されて、チェーンスプロケット１１に圧入固定された嵌合リング３４に嵌合すると、ハウジング１０に対するベーンロータ１５の相対回動は拘束される。ハウジング１０に対しベーンロータ１５が最遅角位置から進角側に回転するとストッパピストン３２と嵌合リング３４との回転方向位置がずれることにより、ストッパピストン３２は嵌合リング３４に嵌合不能になる。

流体供給源としての油圧ポンプ２０２はオイルパン２００から汲み上げた作動油を供給通路２０４に供給する。進遅角切替弁６０（電磁式切換弁）は、公知の電磁スプール弁であり、軸受２の油圧ポンプ２０２側に設置されている。進遅角切替弁６０は、電子制御装置（ＥＣＵ）７０からソレノイド部６２に供給されるデューティ比制御された制御電流により切換制御される。進遅角切替弁６０のスプール６３は、制御電流のデューティ比に基づいて変位する。このスプール６３の位置により、進遅角切替弁６０は、各遅角室５１及び各進角室５５への作動油の供給、ならびに各遅角室５１及び各進角室５５からの作動油の排出を切り換える。進遅角切替弁６０への通電をオフした状態では、スプリング６４の付勢力によりスプール６３は図１に示す位置にある。

図２に示すように、軸受２により回転を支持されているカムシャフト３の外周壁には、環状通路３１０，３２０，３３０，３４０が形成されている。遅角通路３１１は進遅角切替弁６０から環状通路３１０を通り、進角通路３２１は進遅角切替弁６０から環状通路３２０を通り、カムシャフト３内及びベーンロータ１５のボス部１５ｂ内に形成されている。

図２に示すように、遅角通路３１１は各遅角室５１に対応して分岐する。そして、供給通路２０４から進遅角切替弁６０を介して各遅角室５１に作動油が供給されるとともに、各遅角室５１から流体排出側であるオイルパン２００側に、進遅角切替弁６０を介して排出通路２０６から作動油が排出される。

進角通路３２１は、各進角室５５に対応して分岐している。そして、供給通路２０４から進遅角切替弁６０を介して各進角室５５に作動油が供給されるとともに、各進角室５５から流体排出側であるオイルパン２００側に、進遅角切替弁６０を介して排出通路２０６から作動油が排出される。

以上の通路構成により、油圧ポンプ２０２から各遅角室５１及び各進角室５５に作動油を供給可能になるとともに、各遅角室５１及び各進角室５５からオイルパン２００へ作動油を排出可能になる。

ベーンロータ１５には、進角室５５と進角通路３２１とを接続する進角通路３２２が形成されている。この進角通路３２２には進角側逆止弁９０が備えられており、進角側逆止弁９０は、油圧ポンプ２０２から進角通路３２１を通って進角室５５に作動油が流入することを許可し、進角室５５から進角通路３２１を通って油圧ポンプ２０２側に作動油が逆流することを禁止する。

また、ベーンロータ１５には、遅角室５１と遅角通路３１１とを接続する図示しない進角通路が形成されており、その進角通路には遅角側逆止弁８０が備えられている。遅角側逆止弁８０は、油圧ポンプ２０２から遅角通路３１１を通って遅角室５１に作動油が流入することを許可し、遅角室５１から遅角通路３１１を通って油圧ポンプ２０２側に作動油が逆流することを禁止する。

図２に示すように、進角通路３２１には、進角側逆止弁９０をバイパスして連通させる進角側バイパス通路３２１ａが接続されており、進角側バイパス通路３２１ａには進角側制御弁６０２が設置されている。この進角側制御弁６０２は、ベーンロータ１５を進角側へ相対回転させる進角制御を行うとき進角側バイパス通路３２１ａを遮断し、ベーンロータ１５を遅角側へ相対回転させる遅角制御を行うとき進角側バイパス通路３２１ａを開放する。進角側バイパス通路３２１ａが開放されると、進角室５５内の作動油は進角側バイパス通路３２１ａから進角通路３２１を通じて排出される。

遅角通路３１１には、遅角側逆止弁８０をバイパスして連通させる遅角側バイパス通路３１１ａが接続されている。遅角側バイパス通路３１１ａには、ベーンロータ１５を遅角側へ相対回転させる遅角制御を行うとき遅角側バイパス通路３１１ａを遮断し、ベーンロータ１５を進角側へ相対回転させる進角制御を行うとき遅角側バイパス通路３１１ａを開放する遅角側制御弁６０１が設置されている。遅角側バイパス通路３１１ａが開放されると、遅角室５１内の作動油は遅角側バイパス通路３１１ａから遅角通路２１２を通じて排出される（図３及び図６参照）。従って、遅角側バイパス通路３１１ａは排出専用の油路として機能している。

進角側制御弁６０２及び遅角側制御弁６０１はパイロット作動油により作動する切替弁であり、パイロット作動油は油圧ポンプ２０２から進角パイロット通路２３１，２３０を通じて供給される。進角側制御弁６０２及び遅角側制御弁６０１へパイロット作動油の供給した状態では、弾性部材の付勢力に抗して各々のスプールは図３（ａ）に示す位置にある。一方、進角側制御弁６０２へのパイロット作動油を停止すると進角側制御弁６０２のスプールは図３（ｃ）に示す位置にあり、遅角側制御弁６０１へのパイロット作動油を停止すると遅角側制御弁６０１のスプールは図３（ｂ）に示す位置にある。

進角パイロット通路２３１及び遅角パイロット通路２３０には、パイロット作動油の供給と非供給とを切り替えるドレン切替弁６００が設置されている。ドレン切替弁６００は、進遅角切替弁６０と連動して切換制御される。具体的には、ドレン切替弁６００のスプール６３０は、進遅角切替弁６０のスプール６３と連結されており、ソレノイド部６２に入力されるＥＣＵ７０からの制御電流のデューティ比に基づいて変位する。このスプール６３０の位置により、ドレン切替弁６００は、進角側制御弁６０２及び遅角側制御弁６０１へのパイロット油の供給、ならびに進角側制御弁６０２及び遅角側制御弁６０１からのパイロット油の排出を切り換える。ドレン切替弁６００への通電をオフした状態では、スプリング６４の付勢力によりスプール６３０は図３（ｃ）に示す位置にある。

次に、バルブタイミング調整装置１のベーンロータ１５及び各種弁の作動を、図３を用いて説明する。

＜エンジン停止時＞ エンジン停止状態ではストッパピストン３２は嵌合リング３４に嵌合している。エンジンを始動直後の状態では、遅角室５１及び進角室５５に油圧ポンプ２０２から作動油が十分に供給されないので、ストッパピストン３２は嵌合リング３４に嵌合したままであり、クランクシャフトに対しカムシャフトは最遅角位置に保持されている。これにより、作動油が遅角室５１及び進角室５５に供給されるまでの間、カムシャフトが受けるトルク変動によりハウジング１０とベーンロータ１５とが揺動振動して衝突し、打音が発生することを防止する。

＜エンジン始動後＞ エンジン始動後、油圧ポンプ２０２から作動油が十分に供給されると、進角室５５に供給された作動油の圧力によりストッパピストン３２は嵌合リング３４から抜け出し、ハウジング１０に対しベーンロータ１５は相対回動自在となる。そして、各遅角室５１及び各進角室５５に加わる油圧を制御することにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの位相差を調整する。

＜遅角作動時＞ 進遅角切替弁６０への通電をオフした状態では、スプール６３はスプリング６４の付勢力により図３（ｃ）に示す位置にある。この状態において、供給通路２０４から遅角通路３１１及び遅角側逆止弁８０を通じて遅角室５１に作動油が供給される。一方、進角室５５の作動油は、進角側バイパス通路３２１ａ、進角通路３２１、進遅角切替弁６０、排出通路２０６を通りオイルパン２００に排出される。このように各遅角室５１に作動油が供給され、各進角室５５から作動油が排出されることにより、ベーンロータ１５は３室ある遅角室５１から作動油圧を受け、ハウジング１０に対し遅角側に相対回転する。

このように遅角側に相対回転させる時、カムシャフトが受けるトルク変動により、ベーンロータ１５はハウジング１０に対し遅角側及び進角側にトルク変動を受ける。ベーンロータ１５が進角側にトルク変動を受けると、各遅角室５１の作動油は遅角通路３１１に流出する力を受ける。

しかし、本実施形態では、遅角側逆止弁８０が設置されているので、遅角室５１から遅角通路３１１側に作動油は流出しない。したがって、ベーンロータ１５がカムシャフトから進角側にトルク変動を受けても、ハウジング１０に対してベーンロータ１５が目標位相と反対の進角側に戻ることを防止できるので、ベーンロータ１５は遅角側の目標位相に速やかに到達する。

＜進角作動時＞ 次に、進遅角切替弁６０への通電をオンした状態では、スプリング６４の付勢力に抗して加わるソレノイド部６２の電磁力により、スプール６３は図３（ｂ）に示す位置にある。この状態において、供給通路２０４から進角通路３２１及び進角側逆止弁９０を通じて進角室５５に作動油が供給される。一方、遅角室５１の作動油は、遅角側バイパス通路３１１ａ、遅角通路３１１、進遅角切替弁６０、排出通路２０６を通りオイルパン２００に排出される。このように各進角室５５に作動油が供給され、各遅角室５１から作動油が排出されることにより、ベーンロータ１５は、３室ある進角室５５から作動油圧を受け、ハウジング１０に対し進角側に相対回転する。

このように進角側に相対回転させる時、カムシャフトが受けるトルク変動により、ベーンロータ１５はハウジング１０に対し遅角側及び進角側にトルク変動を受ける。ベーンロータ１５が遅角側にトルク変動を受けると、各進角室５５の作動油は進角通路３２１に流出する力を受ける。

しかし、本実施形態では、進角側逆止弁９０が設置されているので、進角室５５から進角通路３２１側に作動油は流出しない。したがって、油圧ポンプ２０２の油圧が低い時にベーンロータ１５がカムシャフトから遅角側にトルク変動を受けても、ハウジング１０に対してベーンロータ１５が目標位相と反対の遅角側に戻ることを防止できるので、ベーンロータ１５は進角側の目標位相に速やかに到達する。

＜中間保持作動時＞ ベーンロータ１５が目標位相に到達すると、ＥＣＵ７０は進遅角切替弁６０に供給する制御電流のデューティ比を制御し、スプール６３を図３（ａ）の中間位置に保持する。その結果、進遅角切替弁６０は、遅角通路３１１及び進角通路３２１と、供給通路２０４及び排出通路２０６との接続を遮断し、各遅角室５１及び各進角室５５からオイルパン２００に作動油が排出されることを防止するので、ベーンロータ１５は目標位相に保持される。

次に、ＥＣＵ７０によるソレノイド部６２の制御内容について、図４のフローチャートを用いて以下に説明する。なお、ＥＣＵ７０のマイコンによる図４に示す処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。また、ＥＣＵ７０は制御手段、検出手段及び補正手段として機能する。

先ず、車両のイグニッションスイッチが運転者によりオン操作されると、図４の処理が実行されてエンジン状態を読み込む（ステップＳ１０）。エンジン状態として読み込まれる値は、エンジン回転速度Ｎｅ、燃焼室に吸入される吸気の温度（吸気温ＴＡ）、吸気量Ｇｎ、油圧ポンプ２０２から吐出される作動油の温度（油温ＯＴ）、ハウジング１０に対するベーンロータ１５の相対回転位置（実アングルActAng）、実アングルの変化量deltaAng等である。

相対回転方向Directに関し、エンジン回転速度Ｎｅ及び吸気量Ｇｎが大きくエンジン負荷が所定値よりも大きい場合には相対回転方向Directを遅角側に設定し、エンジン負荷が所定値よりも小さい場合に進角側に設定する。

目標アングルTrgAngは、目標とするベーンロータ１５のハウジング１０に対する相対回転位置である。そして、エンジン負荷が所定値よりも大きいほど目標アングルTrgAngを遅角側に大きく設定して排気バルブとの開弁オーバーラップ量を大きくする。一方、エンジン負荷が所定値よりも小さいほど目標アングルTrgAngを進角側に大きく設定して排気バルブとの開弁オーバーラップ量を小さくする。

規範応答アングルRefAngは、時間経過にともなう相対回転位置の変化の規範であり、例えば、適応制御理論の１つであるモデル規範形適応制御MRACS(Model Reference Adaptive Control System)を用いて算出される。

なお、図５（ａ）は、経過時間にともなう実アングルActAng（実線Ｌ１参照）及び目標アングルTrgAng（実線Ｌ２参照）の変化と、規範応答アングルRefAng（点線Ｌ３参照）及び実アングルの変化量deltaAngとを示すグラフである。

続くステップＳ１１では、エンジン負荷（例えばエンジン回転速度Ｎｅ及び吸気量Ｇｎ）に基づき、目標アングルTrgAng、規範応答アングルRefAng及び相対回転方向Directを算出する。

続くステップＳ１２では、実アングルActAngが目標アングルTrgAngと一致しているか否かを判定することにより、ベーンロータ１５の相対回転の要求有無を判定する。実アングルActAngが目標アングルTrgAngと一致していると判定されれば（Ｓ１２：Ｙｅｓ）処理はリターンに抜け、一致していないと判定されれば（Ｓ１２：Ｎｏ）、続くステップＳ１３及びステップＳ１４において、実アングルActAngが目標アングルTrgAngとなるように、ＥＣＵ７０からソレノイド部６２に出力される制御電流のデューティ比を制御する。

具体的には、ステップＳ１３において、制御電流のデューティ比を決定するにあたり、目標アングルTrgAngの変化量に応じたフィードフォワード制御により決定する。例えば、エンジン負荷が変化して目標アングルTrgAngが図５（ａ）に示すAng１からAng２に変化した場合には、その変化量Ang２−Ang１に応じたフィードフォワードデューティ（以下、ＦＦデューティと記す）を算出する。そして、Ang１を実現している現状のデューティに、算出したＦＦデューティを加算する。このように、本実施形態におけるＦＦデューティはベーンロータ１５の相対回転速度を制御する値であるが、ベーンロータ１５の相対回転位置を制御する値として用いてもよい。

また、ステップＳ１４において、規範応答アングルRefAngと実アングルActAngとの差に応じたフィードバックデューティ（以下、ＦＢデューティと記す）を、ベーンロータ１５の相対回転位置（℃Ａ）に加算又は積算する。このように、本実施形態におけるＦＢデューティはベーンロータ１５の相対回転位置を制御する値であるが、ベーンロータ１５の相対回転速度を制御する値として用いてもよい。

なお、図５（ｂ）は、経過時間にともなうＦＦデューティ（一点鎖線Ｌ４参照）、ＦＢデューティ（点線Ｌ５参照）及び保持デューティ比（実線Ｌ６参照）の変化を示すグラフである。そして、例えば図５（ａ）に示すように目標アングルTrgAngがAng１からAng２に変化した場合には、図５（ｂ）に示すようにAng２に変化した時点における目標アングルTrgAngと実アングルActAngとの差に応じて相対回転速度を大きくするようにＦＦデューティを決定し、決定されたＦＦデューティを所定時間だけデューティ比に反映させる。

さらに、実アングルの変化量deltaAngが規範応答アングルRefAngの変化量よりも大きくなっている期間中はデューティ比を小さくするようにＦＢデューティが決定され、実アングルの変化量deltaAngが規範応答アングルRefAngの変化量よりも小さくなっている期間中はデューティ比を大きくするようにＦＢデューティが決定される。これらのＦＦデューティ及びＦＢデューティにより、実アングルActAngが目標アングルTrgAngになるまでの時間短縮及びオーバーシュート量低減が図られている。

図６は、ベーンロータ１５の相対回転速度（℃Ａ／ｓ）と制御電流値（ｍＡ）との関係を示す特性グラフであり、この例では、制御電流値１０００ｍＡがデューティ比１００％に相当する。そして、ステップＳ１３によるフィードフォワード制御及びステップＳ１４によるフィードバック制御に基づき相対回転速度が算出され、算出した相対回転速度となるように制御電流のデューティ比が制御される。

そして、図５に示すように目標アングルTrgAngがAng１からAng２に変化した後、目標アングルTrgAngに対して所定の幅（図５（ａ）中の２α参照）の範囲に実アングルActAngの値が到達すると、相対回転速度をゼロにしてベーンロータ１５の相対回転を停止させた保持状態となるように、制御電流のデューティ比を決定する。

ここで、相対回転速度をゼロにして保持状態にできる制御電流値には幅（図６中の符号Ｗ参照）があり、その幅Ｗの範囲（不感帯）内の制御電流値であればその電流値を変更してもベーンロータ１５は停止したままで相対回転しない。例えば、図６に例示されるように目標相対回転速度を１００℃Ａ／ｓとした場合において、一点鎖線Ｌ１１に示すように不感帯Ｗが大きければ最適制御電流値が９００ｍＡになる場合もあり、一点鎖線Ｌ１２に示すように不感帯Ｗが小さければ最適制御電流値は７００ｍＡになる場合もある。

このように、不感帯Ｗが存在することに起因して、目標アングルの変化にともない相対回転速度をゼロから目標相対回転速度まで上昇させて進角させるにあたり、進角側保持限界値ＡmaxにＦＦデューティを単純に加算しただけでは、現状の電流値Ａから進角側保持限界値Ａmaxに達するまでに必要なデューティ（限界値到達量Ｒ１）が不足することとなる。遅角させる場合も同様であり、遅角側保持限界値ＡminにマイナスのＦＦデューティを単純に加算しただけでは、現状の電流値Ａから遅角側保持限界値Ａminに達するまでに必要なデューティ（限界値到達量Ｒ２）が不足することとなる。

この点を鑑み、ステップＳ１３にて決定されるＦＦデューティは、保持限界値Ａmax，Ａminに基づき補正されている。具体的には、進角側保持限界値Ａmaxと遅角側保持限界値Ａminとの中心の値（以下、中心保持制御量と呼ぶ）が、ＥＣＵ７０が有するメモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）に記憶されており、この中心保持制御量に基づきＦＦデューティを補正している。

また、不感帯Ｗの幅は作動油の温度（油温ＯＴ）及びエンジン回転速度Ｎｅ等に応じて変化する。そこで本実施形態では、中心保持制御量を、保持限界値Ａmax，Ａminを検出した時の油温ＯＴ及びエンジン回転速度Ｎｅ毎に分類して、図７に示すマップとして記憶させている。

保持限界値Ａmax，Ａminは、バルブタイミング調整装置１が車両に搭載された実車状態にて車両運転中に検出される。そして、検出された保持限界値Ａmax，Ａminに基づき演算して得られた中心保持制御量によりマップの値は学習され、更新される。このような学習処理は、図４に示すようにステップＳ１４の後にサブルーチンとして実行される。

次に、本実施形態の要部である中心保持制御量の検出手順について、学習処理のサブルーチンを示す図８を用いて説明する。

先ず、ステップＳ２１及びステップＳ２２において、ベーンロータ１５の挙動が少なく安定した状態であるか否かを判定し、安定していると判定された場合にはステップＳ２３以降にて保持限界値Ａmin，Ａmaxの検出を行い、安定していないと判定された場合には学習処理Ｓ２０のサブルーチンを終了する。

具体的には、実アングルActAngと目標アングルTrgAngとの偏差が所定量α（図５参照）以下であり（Ｓ２１：ＮＯ）、かつ、実アングルの変化量deltaAngの絶対値が所定量β以下であると判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）には、ベーンロータ１５の挙動が安定した状態であると判断し、ステップＳ２３に進む。

図５（ｂ）中の実線Ｌ６は、図３（ａ）に示す保持動作時にソレノイド部６２に供給する制御電流のデューティ比（以下、保持制御量HoldDutyと呼ぶ）の変化を示す。そしてステップＳ２３では、現時点における保持制御量HoldDutyを初期保持制御量HoldDuty０としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。

そして、保持動作時において、ソレノイド部６２に供給する制御電流のデューティ比を変動させることにより、スプール６３を強制的に作動させて、保持状態のベーンロータ１５が相対回転を開始する時の制御電流の値である保持限界値Ａmin，Ａmaxを検出する。具体的には、ステップＳ２４〜Ｓ２６では、デューティ比を徐々に減少させて遅角側に強制的に作動させることにより遅角側保持限界値Ａminを検出する。ステップＳ２７〜Ｓ２９では、デューティ比を徐々に増大させて進角側に強制的に作動させることにより進角側保持限界値Ａmaxを検出する。

より具体的には、先ずステップＳ２４において、ステップＳ１０で読み込まれた相対回転方向Direct、油温ＯＴ及びエンジン回転速度Ｎｅに基づき探索制御量SearchDutyを算出する。そして、初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDutyだけ減算した制御量（デューティ比）の制御電流をソレノイド部６２に出力する。

図９は、図５中の符号II部分を示す部分拡大図であり、図９に例示される場合においては、初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDutyだけ減算しても（図９（ｂ）参照）、減算後の制御量は不感帯Ｗの範囲の値であるため、図９（ａ）の符号Ｗ１に示すように実アングルActAngは変化しない。

続くステップＳ２５では、実アングルの変化量deltaAngの絶対値が所定量β（≒０）より小さいか否かを判定し、｜deltaAng｜＜βであると判定された場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）にはステップＳ２４の処理を繰り返す。そして、探索制御量SearchDutyだけ減算した結果実アングルActAngの変化量が所定量β以上に大きくなった場合、つまり、｜deltaAng｜＜βでないと判定された場合（Ｓ２５：ＮＯ）には、不感帯Ｗ１を超えて遅角側保持限界値Ａminよりも小さい制御量になったことを意味する。

そこで、このように｜deltaAng｜＜βでないと判定された場合（Ｓ２５：ＮＯ）には、続くステップＳ２６において、現時点での保持制御量HoldDutyを遅角側保持限界値Ａminとみなし、第１の保持制御量HoldDuty１としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。これにより、遅角側保持限界値Ａminが検出される。

次に、ステップＳ２７において、ステップＳ１０で読み込まれた相対回転方向Direct、油温ＯＴ及びエンジン回転速度Ｎｅに基づき探索制御量SearchDutyを算出する。そして、初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDutyだけ加算した制御量（デューティ比）の制御電流をソレノイド部６２に出力する。

図９に例示される場合においては、初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDutyだけ加算しても（図９（ｂ）参照）、加算後の制御量は不感帯Ｗの範囲の値であるため、図９（ａ）の符号Ｗ２に示すように実アングルActAngは変化しない。

続くステップＳ２８では、実アングルの変化量deltaAngの絶対値が所定量β（≒０）より小さいか否かを判定し、｜deltaAng｜＜βであると判定された場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）にはステップＳ２７の処理を繰り返す。そして、探索制御量SearchDutyだけ加算した結果実アングルActAngの変化量が所定量β以上に大きくなった場合、つまり、｜deltaAng｜＜βでないと判定された場合（Ｓ２８：ＮＯ）には、不感帯Ｗ２を超えて進角側保持限界値Ａmaxよりも大きい制御量になったことを意味する。

そこで、このように｜deltaAng｜＜βでないと判定された場合（Ｓ２８：ＮＯ）には、続くステップＳ２９において、現時点での保持制御量HoldDutyを進角側保持限界値Ａmaxとみなし、第２の保持制御量HoldDuty２としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。これにより、進角側保持限界値Ａmaxが検出される。

次に、ステップＳ３０において、第１の保持制御量HoldDuty１及び第２の保持制御量HoldDuty２の平均値を演算し、その平均値を中心保持制御量MidHoldとする。そして、ステップＳ３１において、ステップＳ３０にて得られた中心保持制御量MidHoldを、保持限界値Ａmax，Ａminを検出した時の油温ＯＴ及びエンジン回転速度Ｎｅ毎に分類して、図７に示すマップに記憶させる。

以上により、本実施形態によれば、保持動作時においてソレノイド部６２に供給する制御電流のデューティ比を強制的に変動させて、保持状態のベーンロータ１５が相対回転を開始する時の制御量（デューティ比）である保持限界値Ａmax，Ａminを検出する。そして、検出した保持限界値Ａmax，Ａmin（第１及び第２の保持制御量HoldDuty１， HoldDuty２）から演算された中心保持制御量MidHoldをマップに記憶する。そして、このマップに基づきＦＦデューティを補正する。

具体的には、実アングルActAngを目標アングルTrgAngに近づけるようにベーンロータ１５が相対回転させるにあたり、マップの中心保持制御量MidHoldに基づき限界値到達量Ｒ１，Ｒ２を算出し、限界値到達量Ｒ１，Ｒ２が大きいほどＦＦデューティを大きくするように補正する。これにより、実アングルActAngが目標アングルTrgAngに達するまでのスピードを十分に速くするように制御することを容易に実現でき、ひいては、目標アングルTrgAngまで相対回転させる時の応答性向上を図ることができる。

（第２の実施形態）
上記第１の実施形態では、ステップＳ２４〜Ｓ２６にてスプール６３を遅角側に強制作動させて遅角側保持限界値Ａminを検出した後に、ステップＳ２７〜Ｓ２９にてスプール６３を進角側に強制作動させて進角側保持限界値Ａmaxを検出している。これに対し、本実施形態では、スプール６３を強制作動させるにあたり、進角側への強制作動及び遅角側への強制作動のいずれか一方の強制作動を実行し、対応する保持限界値を検出する前に他方の強制作動を実行するように、進角側強制作動及び遅角側強制作動を交互に実行する。

図１０を用いて具体的に説明すると、図１０の場合には、先ず、初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDuty(1)だけ減算した保持制御量を出力して遅角側強制作動を実行し、その後、初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDuty(2)だけ加算した保持制御量を出力して進角側強制作動を実行する。その後、探索制御量SearchDuty(3)，(4)による減算と加算を交互に繰り返す。

そして、遅角側強制作動時に｜deltaAng｜＜βでないと判定された場合には、遅角側強制作動を終了するとともに、現時点での保持制御量HoldDutyを遅角側保持限界値Ａminとみなし、第１の保持制御量HoldDuty１としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。これにより、遅角側保持限界値Ａminが検出される。一方、進角側強制作動時に｜deltaAng｜＜βでないと判定された場合には、進角側強制作動を終了するとともに、現時点での保持制御量HoldDutyを進角側保持限界値Ａmaxとみなし、第２の保持制御量HoldDuty２としてＲＡＭ等のメモリに記憶する。これにより、進角側保持限界値Ａmaxが検出される。

（第３の実施形態）
初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDutyだけ徐々に加算又は減算させるにあたり、上記第１の実施形態では、同じ探索制御量SearchDutyだけ徐々に加算又は減算させている。これに対し本実施形態では、探索制御量SearchDutyが徐々に小さくなるように減算又は加算を繰り返している。

図１１を用いて具体的に説明すると、先ず、初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDuty(1)，(2)，(3)だけ徐々に減算するにあたり、探索制御量SearchDuty(2)を探索制御量SearchDuty(1)よりも小さい値に設定し、探索制御量SearchDuty(3)を探索制御量SearchDuty(2)よりも小さい値に設定している。そして、このような遅角側強制作動時に｜deltaAng｜＜βでないと判定されると、現時点での保持制御量HoldDutyが第１の保持制御量HoldDuty１として記憶される。これにより、遅角側保持限界値Ａminが検出される。

次に、初期保持制御量HoldDuty０から探索制御量SearchDuty(4)，(5)，(6)だけ徐々に加算するにあたり、探索制御量SearchDuty(5)を探索制御量SearchDuty(4)よりも小さい値に設定し、探索制御量SearchDuty(6)を探索制御量SearchDuty(5)よりも小さい値に設定している。そして、このような進角側強制作動時に｜deltaAng｜＜βでないと判定されると、現時点での保持制御量HoldDutyが第２の保持制御量HoldDuty２として記憶される。これにより、進角側保持限界値Ａmaxが検出される。

以上により、本実施形態によれば、保持限界値Ａmin，Ａmaxを検出するにあたり、保持限界値Ａmin，Ａmaxを大きく超えて加算又は減算してしまうことを抑制できるので、保持限界値Ａmin，Ａmaxを正確に検出できる。

（第４の実施形態）
上記第１の実施形態では、保持限界値Ａmin，Ａmaxを検出する時の油温ＯＴの値に拘わらず探索制御量SearchDutyを設定しているが、本実施形態では、油温ＯＴが低いほど探索制御量SearchDutyを大きく設定している。

図１２を用いて具体的に説明すると、図中の実線は、油温ＯＴが０℃の場合における保持デューティ比の変化を示し、図中の点線は、油温ＯＴが８０℃の場合における保持デューティ比の変化を示す。そして、油温ＯＴが０℃の場合における探索制御量SearchDuty(1)は、油温ＯＴが８０℃の場合における探索制御量SearchDuty(2)よりも大きく設定されている。

また、探索制御量SearchDutyを加算又は減算した時点から、さらに探索制御量SearchDutyを加算又は減算するまでの探索時間SearchTimeに関し、本実施形態では、油温ＯＴが低いほど探索時間SearchTimeを長く設定している。具体的には、油温ＯＴが０℃の場合における探索時間SearchTime(1)は、油温ＯＴが８０℃の場合における探索時間SearchTime(2)よりも長く設定されている。

ここで、油温ＯＴが低ければ作動油の粘性が高くなり保持状態のベーンロータ１５が相対回転を開始するまでの応答性が悪くなる。つまり、不感帯Ｗの幅は油温ＯＴが低いほど大きくなる。すると、現在の保持制御量を探索制御量SearchDutyずつ加算又は減算させて保持限界値Ａmin，Ａmaxを検出するにあたり、その検出に要する時間が長くなってしまう。換言すれば、油温ＯＴが高ければベーンロータ１５の応答性が良くなるため、加算又は減算する探索制御量SearchDutyが大きすぎることによる正確な保持限界値Ａmin，Ａmaxの検出ができない恐れが生じる。

これに対し、本実施形態によれば、油温ＯＴが低いほど、探索制御量SearchDutyを大きく設定するとともに、探索時間SearchTimeを長く設定している。そのため、油温ＯＴが低い場合には保持限界値Ａmin，Ａmaxの検出に要する時間を短縮でき、油温ＯＴが高い場合には正確な保持限界値Ａmin，Ａmaxの検出を実現できる。

（その他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、上記各実施形態の特徴的構造をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。また、例えば次のように実施しても良い。
・上記第１の実施形態では遅角側保持限界値Ａmin及び進角側保持限界値Ａmaxの両方を検出しているが、いずれか一方のみを検出するようにしてもよい。
・上記第１の実施形態では、遅角側保持限界値Ａmin及び進角側保持限界値Ａmaxの平均値を中心保持制御量MidHoldとしてマップに記憶させているが、中心保持制御量MidHoldを演算することを廃止して、遅角側保持限界値Ａmin及び進角側保持限界値Ａmaxをマップに記憶させるようにしてもよい。
・上記第１の実施形態では、中心保持制御量MidHoldを条件ごとに分類してマップに記憶させており、上記条件として油温ＯＴ及びエンジン回転速度Ｎｅを適用させているが、この条件以外にも、例えば、保持限界値Ａmax，Ａminを検出した時の実アングルActAngを条件として分類し、マップに記憶させるようにしてもよい。
・上記第１の実施形態では、ステップＳ２１，Ｓ２２においてベーンロータ１５の挙動が少なく安定していることを条件として保持限界値Ａmin，Ａmaxの検出を実行しているが、この条件に次の条件を加えて検出を実行するようにしてもよい。すなわち、マップに記憶された中心保持制御量MidHoldに基づきＦＦデューティを補正した結果、ベーンロータ１５を目標アングルTrgAngまで到達させることができなかったことを検出の条件とする。したがって、目標アングルTrgAngまで到達させることができた場合には保持限界値Ａmin，Ａmaxの検出を禁止する。これによれば、不必要な検出処理を不要にできるため、ユーザの意に反してスプール６３を強制的に作動させる頻度を低減できる。また、ＥＣＵ７０のマイコンによる不必要なマップ更新処理を不要にできるため、マイコンの処理負担を軽減できる。
・上記第１の実施形態では、遅角側逆止弁８０及び進角側逆止弁９０を備えたバルブタイミング調整装置１に本発明を適用させているが、これらの逆止弁８０，９０を備えていないバルブタイミング調整装置１であっても本発明を適用できることは勿論である。

ここで、このような逆止弁８０，９０を備える場合には、進角室５５又は遅角室５１に作動油を供給するにあたり逆止弁８０，９０を開弁させるための油圧が要求されるため、逆止弁８０，９０を備えない場合に比べてベーンロータ１５を相対回転させるために要求される作動油の圧力は高くなる。すると、保持状態時の保持制御量に対して大幅にデューティ比を加算又は減算しなければベーンロータ１５は相対回転しない。このことは、不感帯Ｗの幅が大きくなっていることを意味する。よって、遅角側逆止弁８０及び進角側逆止弁９０を備える場合に本発明を適用すれば、上述した応答性向上の効果が顕著に発揮される。
・上記第１の実施形態では、加算又は減算させることを繰り返すことにより保持限界値Ａmax，Ａminを検出するにあたり、保持状態の時に検出を実行している。つまり、制御量が不感帯Ｗにある時に強制作動を実行している（図６の矢印Ｐ２参照）。これに対し、図３（ｂ）（ｃ）に示す遅角作動時又は進角作動時に検出を実行してもよい。つまり、制御量が不感帯Ｗにない時に不感帯Ｗに近づくように加算又は減算させるようにしてもよい（図６の矢印Ｐ１参照）。

ここで、矢印Ｐ１に示すように作動時に検出を行なった場合には、ベーンロータ１５を相対回転させながらその回転が止まる位置での保持限界値Ａmin，Ａmaxを検出するため、ハウジング１０の周壁１３とベーンロータ１５との動摩擦や、シュー１２ａとボス部１５ｂとの動摩擦等、各種動的摩擦に起因して保持限界値Ａmin，Ａmaxが決まる。これに対し、Ｐ２に示すように保持時に検出を行なった場合には、各種静的摩擦に起因して保持限界値Ａmin，Ａmaxが決まる。よって、保持時に検出を行なう上記第１の実施形態によれば、保持限界値Ａmin，Ａmaxを正確に検出でき、好適である。

本発明の第１の実施形態に係るバルブタイミング調整装置を示す縦断面図。 図１のバルブタイミング調整装置を示す横断面図。 図２のバルブタイミング調整装置の作動状態を示す模式図。 図１のＥＣＵによりベーンロータの作動を制御する処理内容を示すフローチャート。 （ａ）は、経過時間にともなう実アングルActAng及び目標アングルTrgAngの変化と、規範応答アングルRefAng及び実アングルの変化量deltaAngとを示すグラフであり、（ｂ）は、経過時間にともなうＦＦデューティ、ＦＢデューティ及び保持デューティ比の変化を示すグラフ。 図１に係るベーンロータの相対回転速度と制御電流値との関係を示すグラフ。 図４の処理に用いるマップを示す図。 図４のサブルーチンを示すフローチャート。 図５のII部分を示す部分拡大図。 本発明の第２の実施形態に係るバルブタイミング調整装置に関し、経過時間にともなう保持デューティ比の変化を示すグラフ。 本発明の第３の実施形態に係るバルブタイミング調整装置に関し、経過時間にともなう保持デューティ比の変化を示すグラフ。 本発明の第４の実施形態に係るバルブタイミング調整装置に関し、経過時間にともなう保持デューティ比の変化を示すグラフ。

符号の説明

１…バルブタイミング調整装置、３…カムシャフト、１０…ハウジング、１５…ベーンロータ、１５ａ…ベーン、５０…収容室、５１…遅角室、５５…進角室、６０…進遅角切替弁、６２…ソレノイド部、６３…スプール、７０…ＥＣＵ（制御手段、検出手段、補正手段）、８０…遅角側逆止弁、９０…進角側逆止弁、Ａmax…進角側保持限界値、Ａmin…遅角側保持限界値、HoldDuty…保持制御量、MidHold…中心保持制御量、Ｒ１，Ｒ２…限界値到達量、SearchTime…探索時間（時間間隔）、SearchDuty…探索制御量（所定量）、Ｗ，Ｗ１，Ｗ２…不感帯。

Claims (15)

1. 内燃機関の駆動軸から吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置において、
   前記駆動軸及び前記従動軸の一方とともに回転し、収容室を内部に形成しているハウジングと、
   前記駆動軸及び前記従動軸の他方とともに回転し、前記収容室に収容されるベーンを有し、前記ベーンにより前記収容室を仕切って形成された遅角室及び進角室に供給される作動油により前記ハウジングに対し遅角側又は進角側に相対回転駆動されるベーンロータと、
   前記遅角室への作動油の供給と前記進角室への作動油の供給とを切り換えることで前記ハウジングに対する前記ベーンの相対回転位置を制御するスプール、及び前記スプールを作動させるソレノイド部を有する電磁式切換弁と、
   前記ソレノイド部へ制御電流を出力することで、前記スプールの切換作動位置を制御する制御手段と、
   前記スプールを強制的に作動させて、保持状態の前記ベーンロータが相対回転を開始する時の前記制御電流の値である保持限界値を検出する検出手段と、
   前記保持状態にある前記ベーンロータを目標位置まで相対回転させるにあたり、検出した前記保持限界値に基づき前記制御電流を補正する補正手段と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記制御手段は、前記ベーンロータの目標相対回転速度の変化に応じて制御電流値を変更するフィードフォワード制御を実行し、
   前記補正手段は、前記保持限界値に基づき変更する制御電流値を補正することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記検出手段は、前記保持限界値を検出するまで、現在の前記制御電流の値を所定量ずつ加算又は減算させることを繰り返すこと特徴とする請求項１又は２のバルブタイミング調整装置。
4. 前記検出手段は、前記制御電流のうち前記保持状態となる値の側から前記保持限界値に向けて前記加算又は減算させること特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記所定量が徐々に小さくなるように前記加算又は減算を繰り返すことを特徴とする請求項３又は４に記載のバルブタイミング調整装置。
6. 前記作動油の温度が低いほど前記所定量を大きくし、前記作動油の温度が高いほど前記所定量を小さくすることを特徴とする請求項３乃至５のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置。
7. 前記作動油の温度が低いほど前記加算又は減算を繰り返す時間間隔を長くし、前記作動油の温度が高いほど前記時間間隔を短くすることを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置。
8. 前記検出手段は、前記スプールを強制的に作動させるにあたり、前記ベーンを進角側に相対回転させる進角側強制作動と、遅角側に相対回転させる遅角側強制作動とを実行し、
   前記補正手段は、前記進角側強制作動により検出した進角側保持限界値と、前記遅角側強制作動により検出した遅角側保持限界値とに基づき前記制御電流を補正することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置。
9. 前記制御手段は、検出した前記進角側保持限界値と前記遅角側保持限界値との中心の値を算出して記憶することを特徴とする請求項８に記載のバルブタイミング調整装置。
10. 前記検出手段は、前記スプールを強制的に作動させるにあたり、前記進角側強制作動及び前記遅角側強制作動のいずれか一方を実行して対応する保持限界値を検出した後、前記進角側強制作動及び前記遅角側強制作動の他方を実行して対応する保持限界値を検出することを特徴とする請求項８又は９に記載のバルブタイミング調整装置。
11. 前記検出手段は、前記スプールを強制的に作動させるにあたり、前記進角側強制作動及び前記遅角側強制作動のいずれか一方の強制作動を実行し、対応する保持限界値を検出する前に他方の強制作動を実行するように、前記進角側強制作動及び前記遅角側強制作動を交互に実行することを特徴とする請求項８又は９に記載のバルブタイミング調整装置。
12. 前記制御手段は、前記保持限界値を検出時の条件毎に分類して記憶したマップを有し、
    前記補正手段は前記マップに基づき前記制御電流を補正し、
    前記検出時の条件は、前記ベーンの実際の相対回転位置、前記駆動軸の回転速度、及び前記作動油の温度の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置。
13. 前記マップに記憶された前記保持限界値に基づき補正された前記制御電流を出力した結果、前記ベーンロータの相対回転速度を目標速度まで到達させることができなかった場合には、前記検出手段による保持限界値の検出を実行して前記マップを更新し、目標速度まで到達させることができた場合には前記検出手段による検出を禁止することを特徴とする請求項１２に記載のバルブタイミング調整装置。
14. 前記電磁式切換弁から前記遅角室への作動油の流れを許容するとともにその逆流を禁止する遅角側逆止弁、及び前記電磁式切換弁から前記進角室への作動油の流れを許容するとともにその逆流を禁止する進角側逆止弁、の少なくとも一方を備えることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれかに記載の制御手段を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置用の電子制御装置。

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