JP2010121571A - 可変弁装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、温度環境の変化による可変弁の応答性能を実際に計測し、その計測結果に基づき可変バルブの開閉タイミングを正確に補正する可変弁装置およびその制御方法を提供する。
【解決手段】
吸気弁の閉塞移動によりシリンダ部の加圧室の作動油を排出させる油圧アクチュエータ、開閉作動により油圧アクチュエータへの作動油の給排を制御し、閉作動時に加圧室からの作動油の流出を阻止して吸気弁の閉塞移動を阻止する油圧制御弁を備え、エンジンの今回の制御サイクルで油圧制御弁を閉作動させる信号を所定のクランク角で出力後、油圧制御弁の閉作動に伴う加圧室のサージ圧が所定の閾値を超えた時のクランクシャフトのクランク角を油圧制御弁の動作開始クランク角として求め、該動作開始クランク角に基づき、油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角及び波形の少なくとも何れか一方を補正し、該補正信号を次回の制御サイクルで油圧制御弁に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、可変弁装置およびその制御方法に関するものである。

従来より、車両に搭載されるエンジンには、エンジンの運転状態に応じて吸気弁や排気弁の開閉タイミングを制御し、吸気量や排気量を調整する可変弁装置を備えたものがある。

この可変弁装置には、駆動源として電動モータや油圧を用いたものがあり、油圧で駆動する油圧駆動の可変弁装置では、寒冷時やエンジン始動時などの温度環境によっては、油圧制御の応答性が低下して、可変弁装置の制御精度が低下する場合がある。

可変弁装置の制御精度が低下すると、吸気弁の開閉タイミングが変化して、圧縮比が変化し、燃焼に影響を与える場合がある。

特許文献１には、作動油の粘度により応答性能が変化するバルブ・アクチュエータの応答性能を作動油の粘度の計測結果に基づき決定し、当該決定された応答性能に基づき当該バルブ・アクチュエータを備えた可変バルブの開閉タイミングを補正して制御する可変バルブの制御システムおよび制御方法の技術が開示されている。

また、特許文献２には、エンジン温度、作動油温度、流体温度など、エンジンの温度環境に応じて可変バルブの動作タイミングを制御するエンジンバルブ制御システムおよび制御方法の技術が開示されている。
ＵＳ７１７８４９１号公報 ＵＳ７０５９２８２号公報

上記特許文献１および上記特許文献２に示された技術は、作動油の粘度、またはエンジン温度、作動油温度などの温度環境の計測結果に基づいて、可変バルブの動作タイミングを間接的に推定するものであって、作動油の粘度の変化または温度環境の変化による吸気弁または排気弁の実際の開閉タイミングを計測していないので、エンジンの運転状態や温度環境の変化に対応して、可変バルブの開閉タイミングを正確に補正することができないという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、温度環境の変化による可変弁の応答性能を実際に計測し、その計測結果に基づき可変バルブの開閉タイミングを正確に補正する可変弁装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、エンジンの吸気弁を移動させ、吸気口を開放または閉塞する動弁機構を有し、前記動弁機構により前記吸気口が全閉になるクランク角を可変とする油圧駆動式の可変弁装置において、前記吸気弁の移動によって作動され、前記吸気弁の閉塞移動によってシリンダ部に設けた加圧室の作動油を排出させる油圧アクチュエータと、開閉作動により前記油圧アクチュエータへの作動油の給排を制御し、閉作動したときに前記油圧アクチュエータの加圧室からの作動油の流出を阻止することで前記吸気弁の閉塞移動を阻止する油圧制御弁と、エンジンのクランクシャフトの回転角を示すクランク角を検出するクランク角検出センサと、エンジンの各気筒がそれぞれ上死点に達したことを検出するＴＤＣ検出センサと、前記油圧アクチュエータの加圧室の油圧を検出する油圧検出手段と、前記吸気弁の閉塞移動中に、前記ＴＤＣ検出センサの検出信号、および前記クランク角検出センサの検出信号に基づいて所定のクランク角に達したと判断したとき、前記吸気弁の閉塞移動を停止させて所定の開度で前記吸気口の開放状態を所定の時間だけ保持するために、前記油圧制御弁を閉作動させる信号を出力するコントローラとを具備し、前記コントローラは、今回の制御サイクルで前記油圧制御弁を閉作動させる信号を前記所定のクランク角で出力した後、前記油圧制御弁の閉作動に伴う前記加圧室の油圧のサージ圧を前記油圧検出手段の検出信号により監視し、前記サージ圧が所定の閾値を超えたときのクランク角を前記油圧制御弁の動作開始クランク角として求め、該動作開始クランク角に基づいて、前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角および波形の少なくともいずれか一方を補正し、該補正した信号を次回の制御サイクルで前記油圧制御弁に出力するようにしたことを特徴とする。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記コントローラは、前記油圧制御弁を閉作動させる信号をオフした後に前記吸気弁が閉塞移動を終了する前記吸気口全閉のクランク角が所定の範囲に入るように、前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角および波形の少なくともいずれか一方を補正することを特徴とする。

また、請求項３の発明は、動弁機構によりエンジンの吸気弁を移動させて、吸気口を開放または閉塞し、前記吸気弁の移動によって作動される油圧アクチュエータのシリンダ部に設けた加圧室からの作動油の流出を阻止することにより、前記吸気口が全閉になるクランク角を可変とする可変弁装置の制御方法において、今回の制御サイクルで、前記吸気弁の閉塞移動により前記油圧アクチュエータを作動させて前記油圧アクチュエータの前記加圧室の作動油を排出させ、前記吸気弁の閉塞移動中に、エンジンの各気筒がそれぞれの上死点に達した後、所定のクランク角に達したとき、前記油圧アクチュエータへの作動油の給排を制御する油圧制御弁を閉作動させる信号を前記油圧制御弁に出力して、前記加圧室からの作動油の流出を阻止することで前記吸気弁の閉塞移動を阻止し、前記油圧制御弁を閉作動させる信号を所定の時間だけ出力して、前記吸気弁の閉塞移動を停止させ、所定の開度で前記吸気口の開放状態を所定の時間だけ保持し、前記加圧室からの作動油の流出が阻止されたことに伴う前記加圧室の油圧のサージ圧を監視し、前記サージ圧が所定の閾値を超えたときのクランク角を実際のＶＶＡ動作開始タイミングと見做し、該実際のＶＶＡ動作開始タイミングに基づいて、前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角および波形の少なくともいずれか一方を補正し、次回の制御サイクルで、前記補正した信号を前記油圧制御弁に出力するようにしたことを特徴とする。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングと予め設定された所定のＶＶＡ動作開始タイミングとを比較し、前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングが前記所定のＶＶＡ動作開始タイミングよりも遅いときには、次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角を今回の出力クランク角よりも早めにする補正、および次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力値を今回の出力値よりも大きめにする補正の少なくともいずれか一方をし、前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングが前記所定のＶＶＡ動作開始タイミングよりも早いときには、次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角を今回の出力クランク角よりも遅めにする補正、および次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力値を今回の出力値よりも小さめにする補正の少なくともいずれか一方をすることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項３の発明において、前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングと予め設定された所定のＶＶＡ動作開始タイミングとを比較し、前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングが前記所定のＶＶＡ動作開始タイミングよりも遅いときには、次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力時間を今回の出力時間よりも長めにすると共に、出力クランク角を今回の出力クランク角よりも早めにする補正、または次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力時間を今回の出力時間よりも長めにすると共に、出力値を今回の出力値よりも大きめにする補正のいずれか一方をし、前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングが前記所定のＶＶＡ動作開始タイミングよりも早いときには、次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力時間を今回の出力時間よりも短めにすると共に、出力クランク角を今回の出力クランク角よりも遅めにする補正、または次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力時間を今回の出力時間よりも短めにすると共に、出力値を今回の出力値よりも小さめにする補正のいずれか一方をすることを特徴とする。

本願発明によれば、油圧駆動式の可変弁に対する作動指令が発令されてから当該作動指令に対応する作動が可変弁で実際に実施されるまでの応答性能を計測し、その応答性能に基づき可変弁の開閉タイミングが所定のタイミングに収まるように補正するので、作動油の温度環境に関わらず、可変弁の開閉タイミングを所定のタイミングに、より正確に制御することができる。

本願発明によれば、可変弁に対する作動指令に対応する作動が可変弁で実施されたことを可変弁の油圧アクチュエータの油圧の計測結果に基づき検知するので、可変弁の実際の作動がより正確に計測され、その計測結果に基づく可変弁の応答性能が、より正確に検知できる。

以下、本発明に係わる可変弁装置およびその制御方法の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明に係わる可変弁装置１を示す概念図であり、本実施例では、可変弁装置１を４サイクルのディーゼルエンジンに適用した場合を想定して説明するが、本発明に係わる可変弁装置は、本実施例に制限されるものではない。

図１に示すように、可変弁装置１は、可変弁装置制御用コントローラ（以下、単にコントローラという）９０、ギャップセンサ２４、ＴＤＣ（＝Ｔｏｐ Ｄｅａｄ Ｃｅｎｔｅｒ）検出センサ７０、油圧検出手段７１、クランク角検出センサ７２および可変弁装置１が適用されたディーゼルエンジン部とで構成されている。

コントローラ９０は、上記各センサによる各種信号の計測結果に基づき本発明に係わる制御を実施する。

ギャップセンサ２４は、コントローラ９０と接続され、後述するピストン２３のロッド部２３ｃの側方に配設されて、ロッド部２３ｃとギャップセンサ２４との間隙を計測し、その計測信号である弁リフト量信号（図１０（ｄ）参照）をコントローラ９０に出力する。

ＴＤＣ検出センサ７０は、コントローラ９０と接続され、ディーゼルエンジン部の各気筒毎に、吸気行程のエンジンピストン８０が上死点に位置したことを検出して、ＴＤＣ検出センサ信号（図１０（ａ）参照）をコントローラ９０に出力する。

油圧検出手段７１は、コントローラ９０と接続され、後述する油圧アクチュエータ２０の加圧室の油圧を計測し、その計測信号である油圧信号（例えば図１０（ｅ）参照）をコントローラ９０に出力する。

クランク角検出センサ７２は、ディーゼルエンジン部のクランクシャフト８２の回転角（以下、「クランク角」という。）を計測し、その計測信号である回転数検出信号（クランク角に応じたパルス数のパルス出力、図１０（ｂ）参照）をコントローラ９０に出力する。

具体的には、例えば、クランク角が０度、３０度、６０度、・・・３６０度、・・などのように所定の回転角度毎にパルス信号が出力され、コントローラ９０はこの出力されるパルス信号を計測することによりクランク角を検知する。

ディーゼルエンジン部は、シリンダブロックとシリンダヘッドとを有しており、シリンダブロックには、エンジンピストン８０を上下方向に摺動可能とする筒状の図示せぬシリンダが設けてある。また、シリンダヘッドには、シリンダ外に挿通する一対の吸気口２と図示せぬ一対の排気口とが設けてある。

一対の吸気口２には、吸気口２を閉塞または開放するように移動する（図１において上下方向）吸気弁３がそれぞれ配設されており、また、一対の排気口には、排気口を閉塞または開放するように移動する排気弁（図示せぬ）がそれぞれ配設されている。

各吸気弁３および各排気弁は、それぞれ傘形状のポペット型弁であり、吸気口２および排気口をそれぞれ閉塞または開放する弁部（傘形状部）３ａと、シリンダヘッドを摺動するステム（棒状部）３ｂとを有している。

各吸気口２をそれぞれ挿通した一対の吸気弁３のステム３ｂには、弁バネ４がそれぞれ装着され、各弁バネ４は、各吸気弁３の弁部３ａが吸気口２を閉塞する方向に付勢してある。

シリンダヘッドの上方には、一対の吸気弁３のステム３ｂ端部を押圧する側面視Ｔ字型のクロスヘッド５を備えている。クロスヘッド５は、各吸気弁３の運動方向と平行に設けたシャフト６に案内され、各吸気弁３の運動方向（図１において上下方向）に昇降可能である。

したがって、クロスヘッド５を下降させると、クロスヘッド５が一対の吸気弁３のステム３ｂ端部を押圧し、各弁バネ４の付勢力に抗して各吸気弁３が吸気口２を開放する方向に移動する。

また、クロスヘッド５の一方の腕５ａには、吸気弁３とクロスヘッド５とが密着するように調整する調整ネジ７を備えている。調整ネジ７は、クロスヘッド５に対して螺進可能であり、一対の吸気弁３のうちの一方の吸気弁３との隙間を調整可能である。

例えば、一対の吸気弁３がそれぞれの吸気口２を同時に開閉するように上記隙間が調整される。

調整ネジ７には、ロックナット８が螺合しており、調整ネジ７の調整後にロックナット８をクロスヘッド５に密着させることにより、調整ネジ７の弛み止めが可能となっている。

クロスヘッド５の上方（図１において）には、ロッカーアーム９が設けてある。ロッカーアーム９は、ロッカーシャフト１０を軸として回動可能であって、一端部（図１における左端部）がクロスヘッド５を押圧する押圧部９ａを成し、他端部が作動部９ｂを成すように構成されている。

ロッカーアーム９の押圧部９ａは、クロスヘッド５の略中央部を押圧可能に配置されており、ロッカーアーム９が反時計方向（図１において）に回動すると、ロッカーアーム９の押圧部９ａがクロスヘッド５を押圧し、吸気弁３が下方に移動して吸気口２を開放する。

一方、ロッカーアーム９が、時計方向（図１において）に回動すると、弁バネ４の付勢力により吸気弁３が上方に移動して吸気口２を閉塞するとともに、クロスヘッド５を上昇させる。

ロッカーアーム９の作動部９ｂには、押圧部９ａとクロスヘッド５との隙間を調整するアジャストスクリュー１１が螺合している。アジャストスクリュー１１は、一端部が半球形状を有し、他端部に雄ネジが形成されている。

また、ロッカーアーム９の作動部９ｂに螺合したアジャストスクリュー１１の他端部には、ロックナット１２が螺合してあり、ロックナット１２をロッカーアーム９に密着させることにより、アジャストスクリュー１１の弛み止めが可能となっている。

アジャストスクリュー１１の半球形状をした一端部は、プッシュロッド１３の一端部に収容してある。

プッシュロッド１３の一端部には、半球形状の凹部１３ａが形成されており、アジャストスクリュー１１の半球形状を有した一端部の収容が可能である。

プッシュロッド１３は、ロッカーアーム９を反時計方向（図１において）に回動させるものである。プッシュロッド１３の他端部１３ｂは、タペットアーム１４の腕部上方に設けたプッシュロッド収容部１４ａに収容されている。

ロッカーアーム９の作動部９ｂとシリンダヘッドとの間には、リターンバネ１５が張架されている。リターンバネ１５は、ロッカーアーム９を時計方向（図１において）に付勢するものであり、アジャストスクリュー１１の一端部をプッシュロッド１３の凹部１３ａに収容した状態を持続可能にしている。

尚、リターンバネ１５は、ロッカーアーム９を時計方向（図１において）に付勢するものであればよく、ロッカーシャフト１０の回りに巻装したねじりコイルバネであってもよい。

この場合には、コイルバネの一端をロッカーアーム９に固定し、他端をシリンダヘッドに固定する。

タペットアーム１４は、タペットシャフト１６を軸として回動可能に取り付けてあり、タペットアーム１４が時計方向（図１において）に回動すると、タペットアーム１４がプッシュロッド１３を押し上げてロッカーアーム９を反時計方向（図１において）に回動させる。

また、タペットアーム１４の腕部下方には、ローラフォロア１７が回転自在に取り付けてあり、ローラフォロア１７の下方には、当該ローラフォロア１７と転がり接触するカム１８が回転可能に設けてある。

カム１８は、エンジンのクランクシャフト８２と連繋して回転し、タペットアーム１４、プッシュロッド１３、ロッカーアーム９およびクロスヘッド５を介して、吸気弁３を吸気口２が開放する方向に移動させることを可能としている。

したがって、カム１８の外形形状（カムプロファイル）により、吸気口２の開放タイミングと、吸気弁３の弁リフト量とが制御される。

尚、本実施例では、説明の便宜上、吸気弁３が吸気口２を開放する方向に移動することを「開放移動」、閉塞する方向に移動することを「閉塞移動」、吸気口２の全閉時の吸気弁３の位置から吸気口２の開放時の吸気弁３の位置までの距離に対応する量を「弁リフト量」といい、「弁リフト量」はその量に対応して正の値で示され、吸気口２が全閉の時の値を０（零）として示される。

クロスヘッド５の上方には、油圧アクチュエータ２０が設けてある。油圧アクチュエータ２０は、ピストン２３のロッド部２３ｃの先端部がクロスヘッド５に当接し、かつ、クロスヘッド５の動作と連動可能に配設してある。

所定のタイミングで、ロッド部２３ｃの先端部がクロスヘッド５を押圧し、上述したカム１８、タペットアーム１４、プッシュロッド１３およびロッカーアーム９の動作に拘わらず、吸気弁３が吸気口２の所定開度での開放状態を持続することができるように構成されている。

本実施例に適用した油圧アクチュエータ２０は、単動式であって、ブロック２１にシリンダ部２２が一体に形成され、作動油の流れを制御する油圧制御弁３０が収容取付可能に構成されている。

油圧制御弁３０は、例えば入力ポート３０ａと出力ポート３０ｂとを有する二ポート電磁開閉弁である。

ブロック２１には、シリンダ部２２と油圧制御弁３０の出力ポート３０ｂとを連通する給排管路２１ｄが形成され、また、アキュームレータ５０の出力ポート５０ａと油圧制御弁３０の入力ポート３０ａとを連通する第１管路２１ｂが形成されている。

油圧アクチュエータ２０のシリンダ部２２には、円筒形の加圧室２２ａが形成されており、前記加圧室２２ａの一端は、ピストン２３の挿入が可能なように開放され、ピストン２３により閉塞されるように構成されている。

また、前記加圧室２２ａの他端は、前記給排管路２１ｄを介して前記油圧制御弁３０の出力ポート３０ｂと連通している。

シリンダ部２２には、軸方向（図１において上下方向）に摺動自在にピストン２３が収容してある。ピストン２３は、シリンダ部２２の外部に進出するロッド部２３ｃを有している。

ロッド部２３ｃは、根元から先端に向けて漸次細くなる態様で形成したテーパー形状を有し、クロスヘッド５を押圧可能である。

ピストン２３のロッド部２３ｃの側方には、前述したように、コントローラ９０に接続されたギャップセンサ２４が設けてあり、このギャップセンサ２４によりロッド部２３ｃとギャップセンサ２４との間隙が計測される。

このギャップセンサ２４は、例えば渦電流を計測することにより、ロッド部２３ｃとの間隙が計測可能である。ロッド部２３ｃがテーパー形状を有することにより、シリンダ部２２からロッド部２３ｃが進出する場合には、前記間隙の減少が計測され、シリンダ部２２にロッド部２３ｃを引き込む場合には、前記間隙の増加が計測される。

コントローラ９０は、ギャップセンサ２４が計測したロッド部２３ｃとの間隙を監視することにより、ロッド部２３ｃの動作が監視可能であり、よって、クロスヘッド５に当接し、かつ、クロスヘッド５の動作と連動するロッド部２３ｃの動作から吸気弁３の動作（移動量）の検出が可能である。

ブロック２１には、前記油圧制御弁３０が取付けられている。油圧制御弁３０は、前述したように、入力ポート３０ａと出力ポート３０ｂとを有する二ポート電磁開閉弁である。

油圧制御弁３０は、通常状態（ソレノイド３０ｄが励磁されていない状態）では、入力ポート３０ａと出力ポート３０ｂが連通し、ソレノイド３０ｄを励磁すると、入力ポート３０ａと出力ポート３０ｂとの連通状態を遮断する。

したがって、油圧制御弁３０の励磁および脱磁を行うことで、油圧制御弁３０は、作動油給排状態と作動油遮断状態とに切り替えることが可能である。

具体的には、作動油を第１管路２１ｂおよび油圧制御弁３０を経由して給排管路２１ｄに供給すると、作動油は前記加圧室２２ａに供給され、この供給された作動油がピストン２３に作用して、ピストン２３がシリンダ部２２から押し出され、ロッド部２３ｃが降下する。

その後、油圧制御弁３０のソレノイド３０ｄを励磁すると、入力ポート３０ａと出力ポート３０ｂの連通状態が遮断され、この状態で、ロッド部２３ｃがシリンダ部２２側（図１において上方）に押し上げられても、前記加圧室２２ａに作動油が封止され、この封止された作動油によりピストン２３の動作は阻止されて停止する。

その後、油圧制御弁３０のソレノイド３０ｄを脱磁すると、入力ポート３０ａと出力ポート３０ｂとが再び連通状態となり、この状態でピストン２３のロッド部２３ｃをシリンダ部２２側に押し上げると、ピストン２３が上昇し、給排管路２１ｄから作動油が流出する。

流出した作動油は、油圧制御弁３０の出力ポート３０ｂおよび入力ポート３０ａ、並びに第１管路２１ｂを経由して、油圧アクチュエータ２０の外部に漸次流出し、ピストン２３がシリンダ部２２の前記加圧室２２ａに収容され、油圧アクチュエータ２０の一連の作用が終了する。

油圧制御弁３０のソレノイド３０ｄは、コントローラ９０に接続されており、コントローラ９０により油圧制御弁３０の励磁タイミングおよび励磁時間が制御される。

尚、コントローラ９０は、油圧制御弁３０をミリセック（１／１０００秒）単位で任意に制御可能である。

油圧アクチュエータ２０の加圧室２２ａには、コントローラ９０に接続された前述の油圧検出手段７１が設けてあり、この油圧検出手段７１により加圧室２２ａの油圧が計測される。

コントローラ９０は、油圧検出手段７１により計測される加圧室２２ａの油圧を監視することで、加圧室２２ａに作動油が封止された時のサージ圧力を検出することができる。

ブロック２１の第１管路２１ｂには、アキュームレータ５０の出力ポート５０ａが接続されている。

アキュームレータ５０は、油圧を蓄圧する蓄圧手段を成すもので、本実施例におけるアキュームレータ５０は、メカニカルなアキュームレータである。

アキュームレータ５０は、上述した出力ポート５０ａと、当該出力ポート５０ａと連通する入力管路５０ｃと、入力管路５０ｃに連通する入力ポート５０ｄとを有しており、入力管路５０ｃには、蓄圧部５２が設けてある。

蓄圧部５２は、アキュームレータ５０本体に形成したシリンダ５５を有している。シリンダ５５は入力管路５０ｃと連通しており、入力ポート５０ｄから供給された作動油、および出力ポート５０ａから供給された作動油が流入可能である。

シリンダ５５の内部には、シリンダ５５の軸方向に摺動するプランジャ５６と、プランジャ５６をシリンダ５５の底壁に向けて（図１において下方に向けて）付勢する圧縮バネ５７とを有している。

したがって、アキュームレータ５０の入力ポート５０ｄから低圧の作動油が供給され、該作動油がプランジャ５６を押圧しても、プランジャ５６は圧縮バネ５７の付勢力に抗することができず、出力ポート５０ａから作動油が流出する。

一方、油圧アクチュエータ２０のシリンダ部２２から流出した作動油で、かつ前記入力ポート５０ｄから供給される作動油よりも高圧な作動油がアキュームレータ５０の出力ポート５０ａから供給されると、該作動油がプランジャ５６を押圧し、プランジャ５６は圧縮バネ５７の付勢力に抗して移動する。このとき、蓄圧部５２には作動油が貯留（蓄圧）される。

これら油圧アクチュエータ２０、油圧制御弁３０、アキュームレータ５０は、図２に示すような油圧回路６０（破線で囲まれた油圧回路）を形成している。油圧回路６０には、エンジンに付随し、かつエンジンに潤滑油を供給する潤滑ユニット６１からアキュームレータ５０の入力ポート５０ｄを経由して低圧な作動油を供給することが可能である。

また、潤滑ユニット６１と油圧回路６０との間には、チェック弁６２が配設されており、このチェック弁６２により油圧回路６０の油圧が前記潤滑ユニット６１の油圧よりも小さい場合にのみ、前記潤滑ユニット６１から油圧回路６０に作動油が供給され、油圧回路６０側から前記潤滑ユニット６１に作動油が流れ込まないようになっている。

また、チェック弁６２と油圧回路６０との間には、リリーフ弁６３が設けてある。リリーフ弁６３は、油圧回路６０の油圧が予め設定した圧力よりも高圧となった場合に、油圧回路６０の作動油をエンジンのオイルパン６４に排出するようになっている。

このように形成された油圧回路６０により、エンジンを始動すると、エンジンに付随した潤滑ユニット６１からチェック弁６２を介してアキュームレータ５０、油圧制御弁３０、油圧アクチュエータ２０の順に低圧な作動油が供給され、油圧制御弁３０、油圧アクチュエータ２０に作動油が充填される。

そして、エンジンの作動に伴って、エンジンピストン８０およびクランクシャフト８２に連繋して、カム１８、タペットアーム１４、プッシュロッド１３、ロッカーアーム９、クロスヘッド５の順に動力が伝達され、エンジンの吸気行程においては、吸気弁３の開放移動または閉塞移動により吸気口２が開閉され、エンジンの圧縮行程、爆発行程、排気行程においては、吸気弁３の閉塞移動により吸気口２が閉塞される。

このように構成された可変弁装置１の動作について、図３乃至図９を参照して説明する。

尚、図３乃至図８は、可変弁装置１の作用を示す模式図であり、図９は、エンジンの吸気行程におけるカムの回転角と弁リフト量との関係を示す図である。

図３に示すように、可変弁装置１が適用されたエンジンの圧縮行程、爆発行程および排気行程では、吸気弁３は、弁バネ４の付勢力により、吸気口２を全閉しており、このときのカム１８の回転角と弁リフト量との関係は、図９の閉塞領域に示されるような関係にあり、カム１８の回転角に関係なく、吸気弁３の弁リフト量の値が０となる。

また、図４に示すように、エンジンの吸気行程が開始されると、クランクシャフト８２と連繋して回転するカム１８から、タペットアーム１４、プッシュロッド１３、ロッカーアーム９、クロスヘッド５の順に動力が伝達され、吸気弁３が下降（開放移動）することにより吸気口２が漸次開放する。

このとき、前記潤滑ユニット６１からの作動油は、油圧制御弁３０、油圧アクチュエータ２０の順に供給され、ピストン２３のロッド部２３ｃがクロスヘッド５と当接しながら下方に漸次進出して、アキュームレータ５０に貯留されている作動油が油圧アクチュエータ２０のシリンダ部２２の加圧室２２ａに漸次供給される。

また、このときのカム１８の回転角と弁リフト量との関係は、図９の開放作用領域に示されるような関係にあり、カム１８の回転角の増加に伴って吸気弁３の弁リフト量が漸次増加する。

尚、ロッド部２３ｃが下方に進出する力は、吸気弁３の弁バネ４の付勢力に抗して吸気弁３を下方に押し下げるだけの力を有しておらず、よってロッド部２３ｃがクロスヘッド５を押圧することで、ロッカーアーム９の作動に拘わることなく吸気弁３を下方に押し下げることはない。

また、アキュームレータ５０に作動油が貯留されていない場合には、エンジンに付随した潤滑ユニット６１からチェック弁６２を介して油圧回路６０に作動油が漸次供給される。

図９に示すように、吸気弁３の開放移動に伴い、吸気弁３の弁リフト量が最大（図中の点Ｐの位置）になると、図５に示すように、吸気口２は全開状態となり、その後、図６に示すように、吸気弁３の弁バネ４およびリターンバネ１５の付勢力により、クロスヘッド５、ロッカーアーム９、プッシュロッド１３、タペットアーム１４がカム１８に追従して作動し、吸気弁３が上方に移動（閉塞移動）して吸気口２を漸次閉塞する。

このときのカム１８の回転角と弁リフト量との関係は、図９の閉塞作用領域Ａ（点Ｐから点Ｑを経由して点Ｒに至る曲線）に示される関係にあり、カム１８の回転角の増加に伴って弁リフト量が漸次減少する。このとき、ピストン２３のロッド部２３ｃはシリンダ部２２内に漸次収容され、よってシリンダ部２２の加圧室２２ａの作動油はアキュームレータ５０に貯留される。

したがって、油圧アクチュエータ２０はピストンポンプの機能を有することになり、作動油が油圧アクチュエータ２０、油圧制御弁３０を介してアキュームレータ５０に貯留される。

そして、図９の閉塞作用領域Ａに示されるように、弁リフト量が最小（図中の点Ｒの位置）になると、即ち、弁リフト量が０の値になると、図７に示すように、吸気弁３は吸気口２を全閉状態にする。

前述の閉塞作用領域Ａ内において、閉塞作用領域Ａ内の所定のクランク角（カム回転角）で、油圧制御弁３０を励磁すると、図８に示すように、油圧制御弁３０の入力ポート３０ａと出力ポート３０ｂの連通状態が遮断され、油圧制御弁３０が作動油給排状態から作動油遮断状態に移行する。

すると、シリンダ部２２の加圧室２２ａに作動油が封止され、ピストン２３は加圧室２２ａに封止された作動油に阻止されて停止する。

すると、停止したピストン２３のロッド部２３ｃがクロスヘッド５を押圧して、図８に示すように、吸気弁３が所定の開度で吸気口２の開放状態を持続し、エンジンの吸気行程における吸気口２の閉塞タイミングが遅延する。

このときのカム１８の回転角と弁リフト量との関係は、図９の閉塞遅延領域に示される関係にあり、油圧制御弁３０が励磁されている所定時間の間は、カム１８の回転角が増加しても吸気弁３の弁リフト量は一定となる。

一方、ロッカーアーム９は、停止したピストン２３のロッド部２３ｃがクロスヘッド５を押圧して吸気弁３が吸気口２を開放状態に持続している場合であっても、リターンバネ１５の付勢力により、プッシュロッド１３と密着して、カム１８の外径形状（カムプロファイル）により制御される。したがって、ロッカーアーム９からプッシュロッド１３が脱落することなく、ロッカーアーム９はクロスヘッド５とロッカーアーム９との間に間隙が生じるように動作する。

予め設定された所定の時間の経過後、油圧制御弁３０を脱磁すると、油圧制御弁３０は入力ポート３０ａと出力ポート３０ｂが連通する状態に切り換えられて、作動油遮断状態から作動油給排状態に移行する。

すると、吸気弁３の弁バネ４の付勢力により、吸気弁３が吸気口２を漸次閉塞し、このとき、クロスヘッド５が上昇してピストン２３のロッド部２３ｃを上方に押圧して、ピストン２３は、再びシリンダ部２２内に漸次収容され、シリンダ部２２の加圧室２２ａの作動油は油圧制御弁３０を経由してアキュームレータ５０に貯留される。

このときのカム１８の回転角と弁リフト量との関係は、図９の閉塞作用領域Ｂに示される関係にあり、カム１８の回転角の増加に伴って弁リフト量が漸次減少する。

そして、閉塞作用領域Ｂに示されるように、弁リフト量が最小（図中の点Ｓの位置）になると、即ち、弁リフト量が０の値になると、前述した図７に示すように、吸気弁３により吸気口２が全閉状態となる。

このように、可変弁装置１は、吸気行程における所定のタイミングで油圧制御弁３０を励磁することで、ピストン２３のロッド部２３ｃの上昇移動および吸気弁３の閉塞移動を停止させ、吸気弁３による吸気口２の閉塞タイミングを遅延させる制御（説明の便宜上、「吸気閉塞遅延制御」という。）が可能であり、この制御をエンジンの運転状態に対応させて実施することで、エンジンの運転状態に適した吸気量の調整が可能である。

ところが、油圧制御弁３０を駆動する作動油の温度が変化すると、油圧制御弁３０の動作速度が変化する場合があり、この動作速度の変化により可変弁の開閉タイミングにずれを生じ、吸気弁３が吸気口２を全閉状態（説明の便宜上、「閉じ端」という。）にするタイミングにばらつきを発生させる場合がある。

そして、この閉じ端タイミングのばらつきは、結果として、圧縮比を変化させ、燃焼に影響を与える場合がある。

そこで、本発明に係わる可変弁装置１の吸気閉塞遅延制御は、以下に説明するように、油圧制御弁３０の動作速度などを示す応答性能が温度環境により変化しても、吸気弁３の閉じ端タイミングのばらつきを抑制するように構成されている。

図１０は、前述した可変弁装置１の動作に伴う各センサで計測される計測信号の一例を示す説明図である。

尚、図１０（ａ）は、ＴＤＣ検出センサ７０で計測されるＴＤＣ検出センサ信号１００の一例を示す図、図１０（ｂ）は、クランク角検出センサ７２で計測される回転数検出信号（パルス信号）１１０の一例を示す図、図１０（ｃ）は、コントローラ９０で生成されて出力される吸気閉塞遅延制御信号（以下、ＶＶＡ起動信号という。）１２０の一例を示す図、図１０（ｄ）は、ギャップセンサ２４で計測される弁リフト量信号１３０の一例を示す図、図１０（ｅ）は、油圧検出手段７１で計測される油圧信号１４０の一例を示す図である。

可変弁装置１の制御は、コントローラ９０により行われており、コントローラ９０は、吸気行程における閉塞遅延制御を実施するために、エンジンの気筒毎に吸気行程のエンジンピストン８０が上死点に位置したら、ＴＤＣ検出センサ７０から出力されるＴＤＣ検出センサ信号１００、クランク角検出センサ７２から出力される回転数検出信号（クランク角に応じたパルス数のパルス信号）１１０、ギャップセンサ２４から出力される弁リフト量信号１３０および油圧検出手段７１から出力される油圧信号１４０を監視し、気筒毎にＴＤＣ検出センサ信号１００が検出されると、回転数検出信号１１０のパルス数のカウントアップを開始するとともに、回転数検出信号１１０に基づきエンジンの回転数を計算する。

この期間の吸気弁３の動作は、弁リフト量信号１３０の閉塞領域および開放作用領域としてギャップセンサ２４により計測され、加圧室２２ａの油圧が油圧信号１４０の作動油給排領域Ａとして油圧検出手段７１により計測される。

カウントアップされたパルス数が予め設定されたパルス数（説明の便宜上、「ＶＶＡ起動設定パルス」という。）１１１（図１０（ｂ）参照）に達すると、コントローラ９０は、油圧制御弁３０を励磁するＶＶＡ起動信号の出力タイミング（説明の便宜上、「励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）」という。）に達したと判断して、ＶＶＡ起動信号１２０を生成して油圧制御弁３０に出力し、油圧制御弁３０を励磁する。

尚、カウントアップされた回転数検出信号１１０のパルス数が、吸気弁３の閉塞移動中にＶＶＡ起動設定パルス１１１に到達するように、ＶＶＡ起動設定パルス１１１は設定されている。

ＶＶＡ起動信号１２０が油圧制御弁３０に出力されると、ＶＶＡ起動信号１２０がオン（ＯＮ）に設定された期間では、ＶＶＡ起動信号１２０の電圧値Ｖｃに対応した励磁電流が油圧制御弁３０に出力されて油圧制御弁３０が励磁され、オフ（ＯＦＦ）に設定された期間では、油圧制御弁３０への励磁電流の出力が停止され、油圧制御弁３０が脱磁される。

したがって、油圧制御弁３０は、ＶＶＡ起動信号１２０により、励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）から予め設定された一定時間（説明の便宜上、「ＶＶＡ保持時間」という。）ＴＷだけ励磁される。

油圧制御弁３０が励磁されると、前述したように、油圧制御弁３０が作動油給排状態から作動油遮断状態に移行し、シリンダ部２２の加圧室２２ａの作動油が封止されて、ピストン２３のロッド部２３ｃが停止するので、ＶＶＡ保持時間ＴＷの間、ロッド部２３ｃが停止して吸気弁３の閉塞移動も停止し、吸気口２の所定開度での開放状態が持続されて、吸気口２の閉塞タイミングが遅延する。

この期間の吸気弁の動作は、弁リフト量信号１３０の閉塞遅延領域として計測され、加圧室２２ａの油圧が油圧信号１４０の作動油遮断領域として計測される。

油圧信号１４０の作動油遮断領域では、クロスヘッド５と当接して上昇移動していたロッド部２３ｃが停止することで、クロスヘッド５の上昇力が前記停止したロッド部２３ｃを押圧し、その圧力が加圧室２２ａの急激な油圧の上昇（サージ圧）として計測され、その後、油圧制御弁３０が脱磁されるまで、圧力振動するような油圧信号として計測される。

ＶＶＡ起動信号１２０のオン（ＯＮ）設定後、ＶＶＡ保持時間ＴＷが経過して、ＶＶＡ起動信号１２０がオフ（ＯＦＦ）に設定されると、油圧制御弁３０への励磁電流の出力が停止され、油圧制御弁３０が脱磁される。

油圧制御弁３０が脱磁されると、油圧制御弁３０は、前述したように、作動油遮断状態から作動油給排状態に移行し、吸気弁３の弁バネ４の付勢力により、吸気弁３が閉塞移動して、吸気口２を漸次閉塞し、その後吸気口２が全閉状態となる。

この期間の吸気弁３の動作は、弁リフト量信号１３０の閉塞作用領域Ｂとして計測され、加圧室２２ａの油圧が油圧信号１４０の作動油給排領域Ｂとして計測される。

ところが、前述したように、油圧制御弁３０の応答性能は、作動油の温度によって変化する場合がある。

図１１は、作動油の温度変化による油圧制御弁３０の応答性能の変化および吸気弁の閉じ端タイミングのばらつきを示す説明図である。

尚、図１１（ａ）は、ＶＶＡ起動信号１２０の一例を示す図、図１１（ｂ）は、作動油のある温度環境におけるＶＶＡ起動信号１２０出力時の弁リフト量信号１３１の一例を示す図、図１１（ｃ）は、作動油の別の温度環境におけるＶＶＡ起動信号１２０出力時の弁リフト量信号１３２の一例を示す図である。

図１１（ｂ）および図１１（ｃ）に示すように、ＶＶＡ起動信号１２０のオン（ＯＮ）設定後、吸気弁３の閉塞移動が停止して、吸気口２の所定開度での開放状態が持続される状態に移行するまでの時間（説明の便宜上、「ＶＶＡ応答性能（ΔＰ）」という。）およびそのＶＶＡ応答性能（ΔＰ）に伴う吸気弁３の閉じ端（即ち、吸気口２の全閉）のタイミング（説明の便宜上、「閉じ端タイミング（Ｓ）」という。）は、作動油がある温度環境の場合には、ＶＶＡ応答性能（ΔＰ）がΔＰ１で、そのときの吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）がＳ１となり、作動油が別の温度環境の場合には、ＶＶＡ応答性能（ΔＰ）がΔＰ２で、そのときの吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）がＳ２となる。

このように、作動油の温度変化によって吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）が変化する場合がある。

この吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）の変化は、前述したように、圧縮比が変化して、燃焼に影響を与える場合がある。

そこで、可変弁装置１のコントローラ９０は、吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）のばらつきを抑制するために、ＶＶＡ起動信号１２０のオン（ＯＮ）設定後、吸気口２の開放状態の持続制御が実際に作動したタイミングを、加圧室２２ａの油圧検出手段７１で検出される油圧信号の計測結果に基づき検知し、その検知されるタイミングが所定の範囲Ｃ１のタイミングに収まるように制御する。

具体的には、ＶＶＡ起動信号１２０のオン（ＯＮ）設定後、加圧室２２ａの油圧が予め設定された所定値（閾値）Ｄ１を越えた時点のクランク角を検出し、当該検出したクランク角が、予め設定された所定のＶＶＡ動作開始クランク角を中心とする所定の範囲Ｃ１内に収まるように、ＶＶＡ起動信号のオン（ＯＮ）、オフ（ＯＦＦ）の設定タイミングまたはＶＶＡ起動信号の出力波形を補正して、吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）のばらつきを抑制するような吸気閉塞遅延制御を実施している。

この本発明に係わる吸気閉塞遅延制御について、図１２乃至図１６を参照して説明する。

図１２および図１３は、吸気閉塞遅延制御の制御手順を示す流れ図であり、図１４乃至図１６は、吸気閉塞遅延制御の制御手順における各センサで計測される計測信号の一例を示す説明図である。

図１２および図１４に示すように、コントローラ９０は、可変弁装置１の油圧制御弁３０を励磁するＶＶＡ起動信号およびその出力タイミング（励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ））を決定するために、ＴＤＣ検出センサ７０から出力されるＴＤＣ検出センサ信号１００（図１４（ａ）参照）、クランク角検出センサ７２から出力される回転数検出信号１１０（図１０（ｂ）参照）、ギャップセンサ２４から出力される弁リフト量信号１３３（図１４（ｄ）の点Ｏ、点Ｐ、点Ｑ１、点Ｓ１で示される弁リフト量信号参照）および油圧検出手段７１から出力される油圧信号１４３（図１４（ｅ）の破線で示される油圧信号参照）を監視し、ＴＤＣ検出センサ信号１００が検出されると（Ｓ１００）、回転数検出信号に基づきエンジンの回転数を計算するとともに、回転数検出信号１１０のパルス数のカウントアップを開始する（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。

カウントアップされたパルス数が予め設定されたパルス数（ＶＶＡ起動設定パルス１１１）（図１０（ｂ）参照）に達すると（Ｓ１０３でＹＥＳ）、前述した励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）に達したと判断して、この励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）の情報を図示せぬ記憶装置に記憶させるとともに、ＶＶＡ起動信号１２３（図１４（ｂ）参照）のオン指令を油圧制御弁３０に出力して油圧制御弁３０を励磁する（Ｓ１０４）。

前記励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）の情報は、例えば、上記ＴＤＣ検出センサ信号１００を検出してからＶＶＡ起動信号１２３がオフ（ＯＦＦ）からオン（ＯＮ）に設定されるまでの時間（または、回転数検出信号１１０のパルス数に基づくクランク角でもよい）で示される。

ＶＶＡ起動信号１２３が油圧制御弁３０に出力されると、油圧制御弁３０がＶＶＡ起動信号１２３に基づき励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）の時点からＶＶＡ保持時間ＴＷだけ励磁される。
尚、Ｓ１０３において、カウントアップされたパルス数がＶＶＡ起動設定パルス１１１に達していない場合は（Ｓ１０３でＮＯ）、回転数検出信号１１０のパルス数がＶＶＡ起動設定パルス１１１に達するまで待機する。

Ｓ１０４において、油圧制御弁３０が励磁されると、シリンダ部２２の加圧室２２ａの作動油が封止され、ピストン２３のロッド部２３ｃの上昇移動および吸気弁３の閉塞移動が停止し、所定の開度で吸気口２の開放状態が持続され、その間の吸気弁３の動作が弁リフト量信号１３３としてギャップセンサ２４により計測される。

また、そのときには、クロスヘッド５の上昇力に応じた押圧がロッド部２３ｃに加わり、その圧力により加圧室２２ａの油圧が急激に上昇（サージ圧）して、図１４（ｅ）に示すような油圧信号１４３のサージ圧信号Ｍ１として油圧検出手段７１により計測される。

油圧信号１４３のサージ圧信号Ｍ１が計測された時間（またはクランク角）ＰＭ１は、実際に吸気弁３の閉塞移動が停止し、所定の開度で吸気口２の開放状態の持続が開始されたことを示している。

次に、Ｓ１０５において、 監視している油圧信号１４３の計測値が予め設定された閾値Ｄ１を超えたことを検出すると、即ち、油圧信号１４３のサージ圧信号Ｍ１を検出すると、そのときの時間（またはクランク角）をサージ圧信号Ｍ１の立ち上がり時間（またはクランク角）ＰＭ１（説明の便宜上、「ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃ）」という。）と見做して、ＴＤＣ検出センサ信号１００を検出した時点からの時間（またはクランク角）として検出する。

Ｓ１０６において、ＶＶＡ保持時間Ｔｗが経過するまで待機し、ＶＶＡ保持時間Ｔｗが経過すると（ＹＥＳ）、Ｓ１０７においてＶＶＡ起動信号をオフする。

次に、Ｓ１０８において、前記求めた実際のＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃ）と、予め設定された所定の基準ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃｓ）とに基づき、今回の制御サイクルでのＶＶＡ応答性能（ΔＰ）をＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）として次式により算出する（Ｓ１０８）。

ＶＶＡ応答性能（ΔＰ）＝ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃ）−基準ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃｓ） （１）式。

ここで、ＶＶＡ応答性能（ΔＰ，ΔＰ１）は、基準ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃｓ）を応答性判断の基準としており、したがって実際のＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃ）の大きさにより、正または負の値をとる。また、ここでは、一つの気筒について、ＴＤＣ検出時点から次回のＴＤＣ検出時点までの制御期間を「制御サイクル」と呼ぶ。

ＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）が算出されると、当該ＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）が予め設定された所定の範囲Ｃ１（Ｃ１：０≦｜ΔＰ｜＜αの範囲、０＜α）内にあるか否かを判定し（Ｓ１０９）、範囲Ｃ１内にある場合は（Ｓ１０９でＹＥＳ）、今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３と同一の出力タイミング（励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ））で、ＶＶＡ起動信号１２３と同一波形のＶＶＡ起動信号を油圧制御弁３０に出力する制御を次回の制御サイクルの各気筒毎の制御時に実施する（Ｓ１１０）。

即ち、ＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）が所定の範囲Ｃ１内であれば、そのＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）に伴う吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）が閉じ端タイミングのばらつきの許容範囲内にあると見做されるため、次回の制御サイクルのための励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）およびＶＶＡ起動信号の波形の補正は不要である。

尚、前記所定の範囲Ｃ１とは、ＶＶＡ応答性能（ΔＰ）の大きさが許容される範囲を示す値であり、この範囲内に含まれる閉じ端タイミングのばらつきであれば、エンジンの燃焼に影響を与えない範囲を示す値である。

一方、前記算出されたＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）が所定の範囲Ｃ１内でない場合は（Ｓ１０９でＮＯ）、Ｓ１１１に移行する。図１３に示すように、Ｓ１１１においては、当該ＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）の絶対値に相当するクランク角の大きさが吸気行程の制御範囲（吸気行程で本可変弁装置の制御が可能なクランク角の範囲）の３０％未満、または３０％以上６０％未満、または６０％以上の何れの範囲内にあるかを判別する。そして、前記ＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）の絶対値に相当するクランク角の大きさが前記制御範囲の３０％未満の場合は（Ｓ１１２でＹＥＳ）、今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３の出力タイミング（励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ））と同一タイミングで、ＶＶＡ起動信号１２３の波形をＶＶＡ起動信号１２４（図１４（ｃ）参照）の波形に補正して次回の制御サイクルで油圧制御弁３０に出力するように、次回の制御サイクルにおける各気筒毎のＶＶＡ起動信号１２４の出力タイミングと波形を設定する（Ｓ１１３）。

具体的には、次回の制御サイクルで油圧制御弁３０に出力するＶＶＡ起動信号１２４の出力タイミングを今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３の励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）と同様とし、かつ、ＶＶＡ起動信号１２３の出力電圧Ｖｃに所定の調整電圧ΔＶを加算した電圧をＶＶＡ起動信号１２４の出力電圧として、油圧制御弁３０の応答性能を改善し、吸気弁３の閉じ端タイミングが所定の範囲のタイミングに収まるように補正する。

ここで、調整電圧ΔＶの絶対値は経験値であり、その符号はＶＶＡ応答性能（ΔＰ，ΔＰ１）の符号と同じである。したがって、ＶＶＡ応答性能（ΔＰ，ΔＰ１）が正のときは、ＶＶＡ起動信号１２４の出力電圧＝Ｖｃ＋｜ΔＶ｜、ＶＶＡ応答性能（ΔＰ，ΔＰ１）が負のときは、ＶＶＡ起動信号１２４の出力電圧＝Ｖｃ−｜ΔＶ｜、となる。

尚、ＶＶＡ起動信号１２３，１２４の出力電圧の大きさは、作動温度許容範囲において油圧制御弁３０が油圧力に抗して正常に作動できる所定範囲内に設定されるものとする。

このように補正することで、次回の制御サイクルでは、油圧信号１４４（図１４（ｅ）参照）の計測値として前記所定の閾値Ｄ１を超えるようなサージ圧信号Ｍ２が検出され、そのサージ圧信号Ｍ２の立ち上がり時間（またはクランク角）ＰＭ２（ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃ２））と、前記基準ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃｓ）とに基づき（１）式により算出されるＶＶＡ応答性能（ΔＰ）が、今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３を出力した場合のΔＰ１から、ＶＶＡ起動信号１２４を出力した場合のΔＰｔ（＝Ｐａｃ２−Ｐａｃｓ、｜ΔＰｔ｜＜｜ΔＰ１｜）へと改善することが期待される。

その結果、吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）がＳ１からＳｔ（図１４（ｄ）参照）へ変化して、エンジン回転数やエンジン負荷などのエンジンの運転状態に応じた一定の閉じ端タイミング（クランク角）Ｓｔに調整される。

また、前記算出されたＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）の絶対値に相当するクランク角の大きさが前記吸気行程の制御範囲の３０％以上６０％未満の場合は（Ｓ１１２でＮＯ、かつＳ１１４でＹＥＳ）、図１５（ｃ）のＶＶＡ起動信号１２６に示すように、ＶＶＡ起動信号１２６の出力タイミングを今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３（図１５（ｂ）参照）の励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）よりもΔＰ２だけ早めたタイミング（Ｐｃｏｍ１）に補正し、ＶＶＡ起動信号１２３の波形をＶＶＡ起動信号１２６（図１５（ｃ）参照）の波形に補正して油圧制御弁３０に出力するように、次回の制御サイクルにおける各気筒毎のＶＶＡ起動信号１２６の出力タイミングと波形を設定する（Ｓ１１５）。

ここで、ΔＰ２は、今回の制御サイクルで求めた前記ＶＶＡ応答性能ΔＰ１に所定の係数Ｋ１（０＜Ｋ１＜１）を掛けて求めたものであり、係数Ｋ１の大きさは経験値である。 したがって、ΔＰ２はΔＰ１と同符号である。

具体的には、次回の制御サイクルで油圧制御弁３０に出力するＶＶＡ起動信号１２６の出力タイミングを今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３の励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）よりもΔＰ２だけ早めたタイミング（Ｐｃｏｍ１）とし、かつ、ＶＶＡ起動信号１２６の出力電圧をＶＶＡ起動信号１２３の出力電圧Ｖｃに所定の調整電圧ΔＶを加算した電圧として、油圧制御弁３０の応答性能を改善し、吸気弁３の閉じ端タイミングが所定の範囲のタイミングに収まるように補正する。

ここで、「ΔＰ２だけ早めたタイミング」とは、ΔＰ２が正のときにはΔＰ２だけ早め、ΔＰ２が負のときには｜ΔＰ２｜だけ遅くしたタイミングである。また、上記で求めたＶＶＡ起動信号１２６の出力タイミングは、本可変弁装置の制御を正常に実施できるような所定の制御可能範囲内に設定されるものとする。

尚、ＶＶＡ応答性能（ΔＰ，ΔＰ１）の符号に応じて前記調整電圧ΔＶの符合が決まり、ＶＶＡ起動信号１２６の出力電圧を算出する仕方は前記と同様である。

このように補正することで、次回の制御サイクルでは、油圧信号１４６（図１５（ｅ）参照）の計測値として前記所定の閾値Ｄ１を超えるようなサージ圧信号Ｍ４が検出され、そのサージ圧信号Ｍ４の立ち上がり時間（またはクランク角）ＰＭ４（ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃ４））と、前記基準ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃｓ）とに基づき（１）式により算出されるＶＶＡ応答性能（ΔＰ）が、今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３を出力した場合のΔＰ１から、ＶＶＡ起動信号１２６を出力した場合のΔＰｔ（＝Ｐａｃ４−Ｐａｃｓ、｜ΔＰｔ｜＜｜ΔＰ１｜）へと改善することが期待される。

その結果、吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）がＳ２からＳｔ（図１５（ｄ）参照）へ変化して、エンジン回転数やエンジン負荷などのエンジンの運転状態に応じた一定の閉じ端タイミング（クランク角）Ｓｔに調整される。

また、前記算出されたＶＶＡ応答性能（ΔＰ１）の絶対値に相当するクランク角の大きさが前記吸気行程の制御範囲の６０％以上の場合は（Ｓ１１４でＮＯ）、図１６（ｃ）にＶＶＡ起動信号１２８として示すように、ＶＶＡ起動信号１２８の出力タイミングを今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３（図１６（ｂ）参照）の励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）よりもΔＰ３だけ早めたタイミングに補正し、ＶＶＡ起動信号１２３と同様な波形のＶＶＡ起動信号１２８（図１６（ｃ）参照）を油圧制御弁３０に出力するように、次回の制御サイクルにおける各気筒毎のＶＶＡ起動信号１２８の出力タイミングと波形を設定する（Ｓ１１６）。

ここで、ΔＰ３は、今回の制御サイクルで求めた前記ＶＶＡ応答性能ΔＰ１に所定の係数Ｋ２（０＜Ｋ２＜１）を掛けて求めたもので、係数Ｋ２の大きさは経験値であり、Ｋ２＞Ｋ１としている。したがって、ΔＰ３はΔＰ１と同符号で、｜ΔＰ３｜＞｜ΔＰ２｜である。

具体的には、次回の制御サイクルで油圧制御弁３０に出力するＶＶＡ起動信号１２８の出力タイミングを今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３の励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ）よりもΔＰ３だけ早めたタイミング（Ｐｃｏｍ２）とし、かつ、ＶＶＡ起動信号１２８の出力電圧をＶＶＡ起動信号１２３の出力電圧Ｖｃと同様な電圧値に設定して、吸気弁３の閉じ端タイミングが所定の範囲のタイミングに収まるように補正する。

ここで、「ΔＰ３だけ早めたタイミング」とは、ΔＰ３が正のときにはΔＰ３だけ早め、ΔＰ３が負のときには｜ΔＰ３｜だけ遅くしたタイミングである。また、前述と同様に、上記で求めたＶＶＡ起動信号１２８の出力タイミングは、本可変弁装置の制御を正常に実施できるような所定の制御可能範囲内に設定されるものとする。

このように補正することで、次回の制御サイクルでは、油圧信号１４８（図１６（ｅ）参照）の計測値として前記所定の閾値Ｄ１を超えるようなサージ圧信号Ｍ６が検出され、そのサージ圧信号Ｍ６の立ち上がり時間（またはクランク角）ＰＭ６（ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃ６））と、前記基準ＶＶＡ動作開始タイミング（Ｐａｃｓ）とに基づき（１）式により算出されるＶＶＡ応答性能（ΔＰ）が、今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２３を出力した場合のΔＰ１から、ＶＶＡ起動信号１２８を出力した場合のΔＰｔ（＝Ｐａｃ６−Ｐａｃｓ、｜ΔＰｔ｜＜｜ΔＰ１｜）へと改善する。

その結果、吸気弁３の閉じ端タイミング（Ｓ）がＳ３からＳｔ（図１６（ｄ）参照）へ変化して、エンジン回転数やエンジン負荷などのエンジンの運転状態に応じた一定の閉じ端タイミング（クランク角）Ｓｔに調整される。

これまでの説明では、吸気閉塞遅延制御におけるＶＶＡ起動信号を補正する方法として、本制御のＶＶＡ起動信号に対して、その出力タイミング（励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ））を変更する場合と、その出力電圧を増減して出力波形を変更する場合とを例に示したが、以下のような他の補正を行っても良い。

他の補正の仕方として、図１７（ａ）に示すように、次回の制御サイクル時のために補正するＶＶＡ起動信号の波形を今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号に対して、電圧の大きさは同一で、ＶＶＡ保持時間ＴＷをΔＴだけ長く（ＶＶＡ保持時間ＴＷを｜ΔＴ｜だけ増減する）したＶＶＡ起動信号１２９ａの波形で補正してもよい。ここで、ΔＴは、ΔＰに応じて設定される調整量であり、その符号はΔＰと同じである。したがって、ΔＰ＞０のときは、ＶＶＡ保持時間ＴＷはΔＴだけ長く、ΔＰ＜０のときは、ＶＶＡ保持時間ＴＷは｜ΔＴ｜だけ短く設定される。

この場合は、例えば、作動油の温度変化によりＶＶＡ応答性能（ΔＰ）が変化して、吸気口２の開放状態の持続開始の動作が遅れた場合、本来、大きな開度で吸気口２の開放状態が持続されるべき制御が開度が小さくなった状態で吸気口２の開放状態が持続されるように制御されるので、その分の吸気量の変化をＶＶＡ保持時間ＴＷをΔＴだけ長くして補うように補正し、かつ、吸気弁３の閉じ端タイミングが所定の範囲に収まるようにＶＶＡ起動信号１２９ａの出力タイミング（励磁指示タイミング（Ｐｃｏｍ））を早めに出力するように変更する。

また、図１７（ｂ）に示すように、次回の制御サイクル時のために補正するＶＶＡ起動信号の波形を今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号に対して、電圧の大きさを増減し、かつ、ＶＶＡ保持時間ＴＷをΔＴだけ長く（ＶＶＡ保持時間ＴＷを｜ΔＴ｜だけ増減する）したＶＶＡ起動信号１２９ｂの波形で補正してもよい。ここで、ΔＴは、前記と同様に設定される調整量であり、ΔＰの符号に応じてＶＶＡ保持時間ＴＷを｜ΔＴ｜だけ増減して設定する仕方も前記同様である。

この場合は、例えば、作動油の温度変化によりＶＶＡ応答性能（ΔＰ）が変化して、吸気口２の開放状態の持続開始の動作が遅れた場合、本来、大きな開度で吸気口２の開放状態が持続されるべき制御が開度が小さくなった状態で吸気口２の開放状態が持続されるように制御されるので、次回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号１２９ｂの出力電圧を今回の制御サイクルのＶＶＡ起動信号の出力電圧Ｖｃに所定の調整電圧ΔＶだけ加算して求めることにより油圧制御弁３０の応答性能を改善して、吸気弁３の閉じ端タイミングが所定の範囲に収まるように制御し、かつ、吸気量の変化をＶＶＡ保持時間ＴＷをΔＴだけ長くして補うように補正する。

以上のように、本発明にかかる可変弁装置は、エンジン弁の動作を可変とするエンジン弁装置に有用であり、特に、ディーゼルエンジンのエンジン弁の技術に適用可能である

本発明に係わる可変弁装置１を示す概念図である。 油圧回路６０の一例を示す図である。 可変弁装置１の作用を示す模式図である。 可変弁装置１の作用を示す模式図である。 可変弁装置１の作用を示す模式図である。 可変弁装置１の作用を示す模式図である。 可変弁装置１の作用を示す模式図である。 可変弁装置１の作用を示す模式図である。 吸気行程におけるカムの回転角と弁リフト量との関係を示す図である。 可変弁装置１の動作に伴う各センサで計測される計測信号の一例を示す説明図である。 作動油の温度変化による油圧制御弁３０の応答性能の変化および吸気弁の閉じ端タイミングのばらつきを示す説明図である。 吸気閉塞遅延制御の制御手順を示す流れ図である。 吸気閉塞遅延制御の制御手順を示す流れ図である。 吸気閉塞遅延制御の制御手順における各センサで計測される計測信号の一例を示す説明図である。 閉じ端ばらつき抑制制御の制御方法の説明図である。 閉じ端ばらつき抑制制御の制御方法の説明図である。 補正されたＶＶＡ起動信号の一例を示す図である。

符号の説明

１ 可変弁装置、２ 吸気口、３ 吸気弁、２０ 油圧アクチュエータ、２２ シリンダ部、２２ａ 加圧室、２３ ピストン、２３ｃ ロッド部、２４ ギャップセンサ、３０ 油圧制御弁、３０ａ 入力ポート、３０ｂ 出力ポート、５０ アキュームレータ、５０ａ 出力ポート、５２ 蓄圧部、６０ 油圧回路、６１ 潤滑ユニット、６２ チェック弁、６３ リリーフ弁、６４ オイルパン、７０ ＴＤＣ検出センサ、７１ 油圧検出手段、７２ クランク角検出センサ、８０ エンジンピストン、８１ コンロッド、８２ クランクシャフト、９０ コントローラ、

Claims (5)

1. エンジンの吸気弁を移動させ、吸気口を開放または閉塞する動弁機構を有し、
   前記動弁機構により前記吸気口が全閉になるクランク角を可変とする油圧駆動式の可変弁装置において、
   前記吸気弁の移動によって作動され、前記吸気弁の閉塞移動によってシリンダ部に設けた加圧室の作動油を排出させる油圧アクチュエータと、
   開閉作動により前記油圧アクチュエータへの作動油の給排を制御し、閉作動したときに前記油圧アクチュエータの加圧室からの作動油の流出を阻止することで前記吸気弁の閉塞移動を阻止する油圧制御弁と、
   エンジンのクランクシャフトの回転角を示すクランク角を検出するクランク角検出センサと、
   エンジンの各気筒がそれぞれ上死点に達したことを検出するＴＤＣ検出センサと、
   前記油圧アクチュエータの加圧室の油圧を検出する油圧検出手段と、
   前記吸気弁の閉塞移動中に、前記ＴＤＣ検出センサの検出信号、および前記クランク角検出センサの検出信号に基づいて所定のクランク角に達したと判断したとき、前記吸気弁の閉塞移動を停止させて所定の開度で前記吸気口の開放状態を所定の時間だけ保持するために、前記油圧制御弁を閉作動させる信号を出力するコントローラとを具備し、
   前記コントローラは、今回の制御サイクルで前記油圧制御弁を閉作動させる信号を前記所定のクランク角で出力した後、前記油圧制御弁の閉作動に伴う前記加圧室の油圧のサージ圧を前記油圧検出手段の検出信号により監視し、前記サージ圧が所定の閾値を超えたときのクランク角を前記油圧制御弁の動作開始クランク角として求め、該動作開始クランク角に基づいて、前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角および波形の少なくともいずれか一方を補正し、該補正した信号を次回の制御サイクルで前記油圧制御弁に出力するようにした
   ことを特徴とする可変弁装置。
2. 前記コントローラは、前記油圧制御弁を閉作動させる信号をオフした後に前記吸気弁が閉塞移動を終了する前記吸気口全閉のクランク角が所定の範囲に入るように、前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角および波形の少なくともいずれか一方を補正する
   ことを特徴とする請求項１記載の可変弁装置。
3. 動弁機構によりエンジンの吸気弁を移動させて、吸気口を開放または閉塞し、
   前記吸気弁の移動によって作動される油圧アクチュエータのシリンダ部に設けた加圧室からの作動油の流出を阻止することにより、前記吸気口が全閉になるクランク角を可変とする可変弁装置の制御方法において、
   今回の制御サイクルで、
   前記吸気弁の閉塞移動により前記油圧アクチュエータを作動させて前記油圧アクチュエータの前記加圧室の作動油を排出させ、
   前記吸気弁の閉塞移動中に、エンジンの各気筒がそれぞれの上死点に達した後、所定のクランク角に達したとき、前記油圧アクチュエータへの作動油の給排を制御する油圧制御弁を閉作動させる信号を前記油圧制御弁に出力して、前記加圧室からの作動油の流出を阻止することで前記吸気弁の閉塞移動を阻止し、
   前記油圧制御弁を閉作動させる信号を所定の時間だけ出力して、前記吸気弁の閉塞移動を停止させ、所定の開度で前記吸気口の開放状態を所定の時間だけ保持し、
   前記加圧室からの作動油の流出が阻止されたことに伴う前記加圧室の油圧のサージ圧を監視し、前記サージ圧が所定の閾値を超えたときのクランク角を実際のＶＶＡ動作開始タイミングと見做し、
   該実際のＶＶＡ動作開始タイミングに基づいて、前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角および波形の少なくともいずれか一方を補正し、
   次回の制御サイクルで、前記補正した信号を前記油圧制御弁に出力するようにした
   ことを特徴とする可変弁装置の制御方法。
4. 前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングと予め設定された所定のＶＶＡ動作開始タイミングとを比較し、
   前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングが前記所定のＶＶＡ動作開始タイミングよりも遅いときには、次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角を今回の出力クランク角よりも早めにする補正、および次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力値を今回の出力値よりも大きめにする補正の少なくともいずれか一方をし、
   前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングが前記所定のＶＶＡ動作開始タイミングよりも早いときには、次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力クランク角を今回の出力クランク角よりも遅めにする補正、および次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力値を今回の出力値よりも小さめにする補正の少なくともいずれか一方をする
   ことを特徴とする請求項３記載の可変弁装置の制御方法。
5. 前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングと予め設定された所定のＶＶＡ動作開始タイミングとを比較し、
   前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングが前記所定のＶＶＡ動作開始タイミングよりも遅いときには、次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力時間を今回の出力時間よりも長めにすると共に、出力クランク角を今回の出力クランク角よりも早めにする補正、または次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力時間を今回の出力時間よりも長めにすると共に、出力値を今回の出力値よりも大きめにする補正のいずれか一方をし、
   前記実際のＶＶＡ動作開始タイミングが前記所定のＶＶＡ動作開始タイミングよりも早いときには、次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力時間を今回の出力時間よりも短めにすると共に、出力クランク角を今回の出力クランク角よりも遅めにする補正、または次回の制御サイクルの前記油圧制御弁を閉作動させる信号の出力時間を今回の出力時間よりも短めにすると共に、出力値を今回の出力値よりも小さめにする補正のいずれか一方をする
   ことを特徴とする請求項３記載の可変弁装置の制御方法。

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