JP2019007548A - 動作判定装置および動作判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１油圧室と第２油圧室とを連通する油路が開放したか否かを判定することができる動作判定装置および動作判定方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る動作判定装置は、電磁弁駆動部と、判定部とを備える。電磁弁駆動部は、ソレノイドへの給電状態を切り替えて電磁弁を閉閉させ、第１油圧室と与圧によって第１油圧室よりも高圧になる第２油圧室とを連通する油路を開閉させる。判定部は、ソレノイドへの給電停止に伴ってソレノイドに流れる電流をソレノイドと並列に接続される還流ダイオードを経由してソレノイドへ還流させ、電流の変化に基づいて油路が開放したか否かを判定する。【選択図】図３Ｂ

Description

開示の実施形態は、動作判定装置および動作判定方法に関する。

従来、ソレノイドへ給電することによって電磁弁を閉弁させ、ソレノイドへの給電を停止することによって電磁弁を開弁させることにより、第１油圧室と与圧によって第１油圧室よりも高圧になる第２油圧室とを連通する油路を開閉して油圧を調整する技術がある。

例えば、特許文献１には、油路を通してカムの回転運動を内燃機関の吸排気弁に伝達する場合に、電磁弁を駆動するソレノイドへ供給する駆動電流を制御して油圧を調整することにより吸排気弁の開弁量を調整する技術が開示されている。

特開平５−１０６４１６号公報

しかしながら、電磁弁の開閉によって油圧を調整する従来の技術では、第１油圧室と第２油圧室とを連通する油路が開放したか否かを判定することが困難であった。

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、第１油圧室と第２油圧室とを連通する油路が開放したか否かを判定することができる動作判定装置および動作判定方法を提供することを目的とする。

実施形態の一態様に係る動作判定装置は、電磁弁駆動部と、判定部とを備える。電磁弁駆動部は、ソレノイドへの給電状態を切り替えて電磁弁を閉閉させ、第１油圧室と与圧によって前記第１油圧室よりも高圧になる第２油圧室とを連通する油路を開閉させる。判定部は、前記ソレノイドへの給電停止に伴って前記ソレノイドに流れる電流を前記ソレノイドと並列に接続される還流ダイオードを経由して前記ソレノイドへ還流させ、前記電流の変化に基づいて前記油路が開放したか否かを判定する。

実施形態の一態様に係る動作判定装置および動作判定方法は、第１油圧室と第２油圧室とを連通する油路が開放したか否かを判定することができる。

図１Ａは、実施形態に係る吸気弁の開閉機構および動作判定装置の説明図である。 図１Ｂは、実施形態に係る吸気弁の開閉機構および動作判定装置の説明図である。 図２は、実施形態に係る電磁弁の基本駆動制御の説明図である。 図３Ａは、実施形態に係るソレノイドへ電流を供給する給電回路の一例を示す説明図である。 図３Ｂは、実施形態に係るソレノイドへ電流を供給する給電回路の一例を示す説明図である。 図４は、実施形態に係るソレノイドへの給電が停止される場合の電流の時間変化を示す説明図である。 図５は、実施形態に係るソレノイドへの給電が停止される場合の電流の時間変化および電磁弁の開閉状態を示す説明図である。 図６Ａは、実施形態に係る開弁動作判定手順を示す説明図である。 図６Ｂは、実施形態に係る開弁動作判定手順を示す説明図である。 図６Ｃは、実施形態に係る開弁動作判定手順を示す説明図である。 図７は、実施形態に係る動作判定装置が実行する処理を示すフローチャートである。 図８は、実施形態に係る早閉じ制御中における開弁判定の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する動作判定装置および動作判定方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

以下では、カムの回転運動を内燃機関（以下、「エンジン」と記載する）の吸気弁に伝達する油圧の調整を行う油路が開放したか否かを、実施形態に係る動作判定装置によって判定する場合を例に挙げて説明する。

図１Ａおよび図１Ｂは、実施形態に係る吸気弁の開閉機構１００および動作判定装置１の説明図である。なお、図１Ａには、吸気弁が閉弁した状態を示しており、図１Ｂには、吸気弁が開弁した状態を示している。

図１Ａおよび図１Ｂに示すように、エンジンは、シリンダ１０１とシリンダ１０１の内部に挿入されたピストン１０２とを備える。ピストン１０２は、コンロッド１０３を介してクランクシャフト（図示略）と連結され、シリンダヘッド内を往復運動することによって、クランクシャフトを回転させる。

また、エンジンは、シリンダヘッド内の燃焼室１０４へ空気を吸気する吸気口を開閉する吸気弁１０５と、燃焼室１０４から空気を排気する排気口を開閉する排気弁１０６とを備える。シリンダヘッドの天面には、点火プラグ１０７が設けられる。

吸気弁１０５の開閉機構１００は、第１油圧室２０１と、与圧によって第１油圧室２０１よりも内部が高圧になる第２油圧室２０２と、第１油圧室２０１および第２油圧室２０２の間を連通する油路２０３とを備える。

第１油圧室２０１は、エンジンから油１０が供給されるオイルサプライ２０４と、内部の油圧を蓄圧するアキュムレータ２０５とを備える。また、第２油圧室２０２は、油圧ピストン２１０が連結される。油圧ピストン２１０は、吸気弁１０５に連結される。

また、開閉機構１００は、開弁することによって油路２０３を開放し、閉弁することによって油路２０３を閉塞する電磁弁２０６と、エンジンの回転に連動して回転するカム２０７と、ローラフォロワ２０８と、油圧ポンプ２０９とを備える。

ローラフォロワ２０８は、カム２０７の回転運動に伴って揺動し、油圧ポンプ２０９を押圧する。油圧ポンプ２０９は、ローラフォロワ２０８によって押圧される場合に、第２油圧室２０２へ与圧する。

このとき、図１Ａに示すように、電磁弁２０６が開弁している場合、カム２０７が回転して油圧ポンプ２０９が第２油圧室２０２へ与圧しても、油路２０３が連通されているため、白抜き矢印で示すように、圧力が第１油圧室２０１へ開放される。これにより、吸気弁１０５は、閉塞状態を維持する。

一方、図１Ｂに示すように、電磁弁２０６が閉弁している場合、カム２０７が回転して油圧ポンプ２０９が第２油圧室２０２へ与圧すると、油路２０３が閉塞されているため、白抜き矢印で示すように、圧力が油圧ピストン２１０へ掛かり、吸気弁１０５を押し下げる。これにより、吸気弁１０５が開弁（リフト）し、燃焼室１０４へ空気１１が吸気される。

このように、開閉機構１００は、電磁弁２０６が閉弁され、且つカム２０７が回転して油圧ポンプ２０９が第２油圧室２０２へ与圧する場合に吸気弁１０５を開弁させ、それ以外の場合には、吸気弁１０５を閉弁させる。

動作判定装置１は、電磁弁駆動部２と、判定部３とを備える。電磁弁駆動部２は、電磁弁２０６が備えるソレノイドへ給電することによって電磁弁２０６を閉弁させ、ソレノイドへの給電を停止することによって電磁弁２０６を開弁させる。

判定部３は、ソレノイドへ給電される電磁弁２０６の駆動電流（以下、単に「電流」と記載することがある）の変化に基づいて油路２０３が正常に開放したか否かを判定する。ここでは、判定部３は、電磁弁２０６が正常に開弁した場合に、油路２０３が正常に開放したと判定し、電磁弁２０６が正常に開弁しなかった場合に、油路２０３が正常に開放されなかったと判定する。判定部３が実行する電磁弁２０６の開弁判定手順の一例については、図４〜図６Ｃを参照して後述する。

判定部３は、電磁弁２０６が正常に開弁したか否かの判定結果、および電磁弁２０６の開弁時機を電磁弁駆動部２へ出力する。電磁弁駆動部２は、判定部３から電磁弁２０６が正常に開弁していないことを示す判定結果が入力される場合に、例えば、警告灯（図示略）等によって、その旨を運転者等へ通知する。

また、電磁弁駆動部２は、判定部３から入力される電磁弁２０６の開弁時機が目標の開弁時機からずれている場合、例えば、開弁時機が目標の開弁時機となるように、電磁弁２０６の次回の開弁時機を補正する。

電磁弁駆動部２および判定部３は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力ポートなどを有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。

そして、電磁弁駆動部２は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することによって、電磁弁２０６の駆動制御を行う。また、判定部３は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することによって、電磁弁２０６が正常に開弁したか否かを判定する。

なお、電磁弁駆動部２および判定部３は、それぞれ一部または全部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。

次に、図２を参照し、電磁弁駆動部２が行う電磁弁２０６の基本駆動制御について説明する。図２は、実施形態に係る電磁弁２０６の基本駆動制御の説明図である。なお、図２に示す実線の波形は、ソレノイドに供給される電流の時間変化を示している。また、図２に示す一点鎖線の波形は、カム２０７の回転に伴う吸気弁１０５の開弁量の時間変化を示している。

電磁弁駆動部２は、例えば、時刻ｔ３で電磁弁２０６を閉弁する場合には、まず、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、ソレノイドへプレ給電を行う。このとき、電磁弁駆動部２は、ソレノイドへ供給しても電磁弁２０６が開弁しない最大の電流をソレノイドへ供給する。

その後、電磁弁駆動部２は、時刻ｔ２からソレノイドへ電磁弁２０６を閉弁駆動する突入電流の供給を開始する。これにより、時刻ｔ２から電磁弁２０６が閉弁を開始する。このように、電磁弁駆動部２は、ソレノイドへプレ給電を行った後に突入電流を供給することにより、プレ給電を行わない場合に比べて、ソレノイドへ供給する電流が突入電流に達するタイミングに誤差が生じることを抑制することができる。

その後、電磁弁２０６の閉弁動作に伴うソレノイドの自己誘電によって逆起電力が生じるため、電磁弁２０６が閉弁動作中にソレノイドに供給される電流が低減する。そして、時刻ｔ３で電磁弁２０６が完全に閉弁し、閉弁動作が停止すると、ソレノイドに供給される電流が再度増大を開始する。

その後、電磁弁駆動部２は、時刻ｔ４で突入電流の供給を終了させ、時刻ｔ５までの間、電磁弁２０６の閉弁状態を維持する維持電流をソレノイドへ供給する。このとき、電磁弁駆動部２は、電磁弁２０６が開弁しない最小の電流をソレノイドへ供給する。

そして、電磁弁２０６の閉弁中にカム２０７が回転し、第２油圧室２０２へ与圧されると、図２に一点鎖線で示すように吸気弁１０５が開弁し、さらにカム２０７が回転すると吸気弁１０５が閉弁する。

電磁弁駆動部２は、吸気弁１０５の閉弁に伴って時刻ｔ５でソレノイドへの給電を停止する。これにより、電磁弁２０６が開弁し、第２油圧室２０２の与圧が解放される。電磁弁駆動部２は、かかる電磁弁２０６の開閉制御をエンジンの回転数や負荷率に応じた周期で繰り返し行う。

そして、判定部３は、電磁弁２０６が開弁される目標の開弁時機で電磁弁２０６が正常に開弁したか否かを判定する。具体的には、判定部３は、電磁弁２０６の開弁に伴ってソレノイドに流れる電流を、電磁弁駆動部２によって、ソレノイドと並列に接続される還流ダイオードを経由してソレノイドへ還流させることにより、ソレノイドに流れる電流を緩やかに低減させる。そして、判定部３は、この緩やかに低減する電流の変化に基づいて、電磁弁２０６が正常に開弁したか否かを判定する。

次に、図３Ａおよび図３Ｂを参照し、ソレノイドへ電流を供給する給電回路の一例について説明する。図３Ａおよび図３Ｂは、実施形態に係るソレノイドへ電流を供給する給電回路の一例を示す説明図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂに示す回路は同一の回路である。図３Ａに示す太線矢印は、ソレノイドＬへ電流を供給する経路を示している。

また、図３Ａに示す点線矢印は、ソレノイドＬへの給電を即座に停止（以下、「ダイナミッククランプ」と記載する）する場合の電流の流れを示している。また、図３Ｂに示す点線矢印は、ソレノイドＬへの給電を緩やかに低減して停止（以下、「ダイオード還流」と記載する）する場合の電流の流れを示している。

図３Ａに示すように、給電回路は、バッテリＢＡＴとソレノイドＬとの間に接続される第１トランジスタＴｒ１と、グランドＧＮＤとソレノイドＬとの間に接続される第２トランジスタＴｒ２と、ソレノイドＬと並列に接続される還流ダイオードＤ１を備える。

また、給電回路は、第２トランジスタＴｒ２のベースとコレクタとの間にツェナーダイオードＤ２が接続され、第２トランジスタＴｒ２のベースとエミッタとの間に抵抗Ｒが接続される。

電磁弁駆動部２は、第１トランジスタＴｒ１および第２トランジスタＴｒ２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことによって、ソレノイドＬへの給電開始および給電停止を行う。具体的には、電磁弁駆動部２は、ソレノイドＬへ給電を開始する場合、第１トランジスタＴｒ１および第２トランジスタＴｒ２をＯＦＦからＯＮにする。これにより、図３Ａに太線矢印で示すように電流が流れ、ソレノイドＬへ給電される。

また、電磁弁駆動部２は、判定部３による電磁弁２０６の開弁判定が行われない場合に、ソレノイドＬへの給電を停止するときにはダイナミッククランプを行う。具体的には、電磁弁駆動部２は、ダイナミッククランプを行う場合、第１トランジスタＴｒ１および第２トランジスタＴｒ２をＯＮからＯＦＦにする。

これにより、ソレノイドＬの自己誘電により逆起電力が発生し、図３Ａに点線で示すようにサージ電流が流れる。このとき、第２トランジスタＴｒ２は、ＯＦＦだがサージ電流の電圧がツェナーダイオードＤ２の降伏電圧を超えるとサージ電流がツェナーダイオードＤ２を通過して第２トランジスタＴｒ２のベースに電圧が掛かり、第２トランジスタＴｒ２が一時的にＯＮになる。

こうして、電磁弁駆動部２は、サージ電流のエネルギーを第２トランジスタＴｒ２によって瞬時に消費させることによって、ダイナミッククランプを行う。電磁弁駆動部２は、ダイナミッククランプを行うことにより、ソレノイドＬへの給電を即座に停止させることができるので、エンジンが高回転状態や高負荷率状態で動作する場合に、即座に吸気弁１０５を閉弁させ、吸気弁１０５の次回の開弁に備えることができる。

また、電磁弁駆動部２は、判定部３による電磁弁２０６の開弁判定が行われる場合に、ソレノイドＬへの給電を停止するときにはダイオード還流を行う。具体的には、電磁弁駆動部２は、ダイオード還流を行う場合、第１トランジスタＴｒ１をＯＮからＯＦＦにし、第２トランジスタＴｒ２をＯＮのまま維持させる。

これにより、電磁弁駆動部２は、図３Ｂに点線で示すように、ソレノイドＬの自己誘電により発生するサージ電流を、還流ダイオードＤ１を経由してソレノイドＬへ還流させ、サージ電流を緩やかに低減させてソレノイドＬへの給電を停止することができる。

判定部３は、このとき、ダイオード還流によって緩やかに低減する電流の変化に基づいて、電磁弁２０６の開弁判定を行う。次に、図４〜図６Ｃを参照し、判定部３が電磁弁２０６の開弁判定を行う手順について説明する。

図４は、実施形態に係るソレノイドＬへの給電が停止される場合の電流の時間変化を示す説明図である。図５は、実施形態に係るソレノイドＬへの給電が停止される場合の電流の時間変化および電磁弁２０６の開閉状態を示す説明図である。図６Ａ〜図６Ｃは、実施形態に係る開弁動作判定手順を示す説明図である。

図４には、ダイナミッククランプが行われる場合に、ソレノイドＬに流れる電流の時間変化を示している。図５には、ダイオード還流が行われる場合に、ソレノイドＬに流れる電流の時間変化を上段に示しており、下段に電磁弁２０６の開閉状態を示している。

図４に示すように、ダイナミッククランプが行われる場合、ソレノイドＬへの通電が遮断されると、電流は即座に減少する。これに対して、図５に示すように、ダイオード還流が行われる場合、ソレノイドＬへの通電が遮断されると、電流は緩やかに減少する。

このとき、電流の減少による電磁弁２０６の開弁動作に伴うソレノイドＬの自己誘電によって、ソレノイドＬに流れる電流が一時的に増加する（浮き上がる）。その後、電磁弁２０６の開弁が完了すると、ソレノイドＬの自己誘電が終了するため、ソレノイドＬを流れる電流が再度減少を開始する。

ただし、電磁弁２０６は、ソレノイドＬへの通電が遮断される時点で、何らかの原因によって既に開弁していることがある。例えば、電磁弁２０６は、閉弁時の突入電流が不足していた場合には、閉弁時に閉弁できずに異常開弁したままとなることがある。

また、電磁弁２０６は、正常に閉弁されたとしても、その後、閉弁状態を維持するためにソレノイドＬへ供給される維持電流が不足していた場合には、油圧に負けて異常開弁したままになることがある。

このような場合に、ソレノイドＬへの通電が遮断されると、電磁弁２０６が既に開弁状態となっており電磁弁２０６が動作しないため、ソレノイドＬによる自己誘電が発生しない。したがって、ソレノイドＬを流れる電流は浮き上がることなく減少する。

そこで、判定部３は、ソレノイドＬへの通電がダイオード還流によって遮断され、電流が減少後に増大する場合に、電磁弁２０６が開弁を開始したと判定する。これにより、判定部３は、電磁弁２０６が閉弁した状態から正常に開弁を開始したことを的確に判定することができる。

その後、判定部３は、電流が減少後に増大した後、再度減少を開始する時機を電磁弁２０６の開弁が完了した時機と判定する。これにより、判定部３は、電磁弁２０６の正確な開弁時機を判定することができる。

例えば、図６Ａに示すように、判定部３は、ダイオード還流が開始されると、まず、電流が減少を開始した後、電流が浮き上がる第１変曲点Ａを検知する。これにより、判定部３は、電磁弁２０６が正常に開弁を開始したと判定することができる。

その後、図６Ｂに示すように、判定部３は、電流が再度減少を開始する第２変曲点Ｂを検知する。そして、図６Ｃに示すように、判定部３は、第２変曲点Ｂを検知した時機Ｔｂを電磁弁２０６の開弁が正常に完了した時機として検出する。

このように、判定部３は、電磁弁２０６の基本駆動制御に含まれる電磁弁２０６を開弁する制御でダイオード還流を行わせ、そのときにソレノイドＬに流れる電流の時間変化に基づいて、電磁弁２０６が正常に開弁したか否かを判定する。これにより、判定部３は、油圧を調整する電磁弁２０６が開弁したか否かを判定することができる。

また、判定部３は、ダイオード還流によって給電を停止させ、ソレノイドＬを流れる電流が減少後に増大する場合に、電磁弁２０６が開弁したと判定する。これにより、判定部３は、電磁弁２０６が正常に開弁を開始したか否かを正確に判定することができる。

また、判定部３は、ダイオード還流によって給電を停止させ、ソレノイドＬを流れる電流が減少後に増大した後、電流が再度減少を開始する時機を電磁弁２０６の開弁が完了した時機と判定する。これにより、判定部３は、電磁弁２０６が正常に開弁を完了した時機を正確に判定することができる。

また、判定部３は、検知した第１変曲点Ａおよび第２変曲点Ｂを検知に基づいて、油１０の粘性を推定することもできる。具体的には、前述したように、ダイオード還流によってソレノイドＬの給電を停止すると、電流は緩やかに減少する。

このとき、電流の減少による電磁弁２０６の開弁動作に伴うソレノイドＬの自己誘電によって、ソレノイドＬに流れる電流が一時的に増加する（浮き上がる）。その後、電磁弁２０６の開弁が完了すると、ソレノイドＬの自己誘電が終了するため、ソレノイドＬを流れる電流が再度減少を開始する。

ここで、油１０の粘性が比較的小さい場合、油１０が電磁弁２０６を押し開く力が比較的弱く、電磁弁２０６の開弁速度が比較的遅いため、電流の浮き上がりが比較的小さくなる。

一方、油１０の粘性が比較的大きい場合、油１０が電磁弁２０６を押し開く力が比較的強く、電磁弁２０６の開弁速度が比較的速いため、電流の浮き上がりが比較的大きくなる。

このように、ダイオード還流を行う場合、電流が浮き上がる波形の傾き（電流の増大率）と、油１０の粘性との間には相関関係がある。そこで、判定部３は、図６Ｃに示すように、検知した第１変曲点Ａと第２変曲点Ｂとを結ぶ直線Ｃの傾きを導出する。

さらに、判定部３は、かかる電流が浮き上がる傾きと、油１０の粘性とを対応付けた情報を予め記憶し、導出した傾きに対応付けられた粘性を油１０の粘性として推定することができる。

そして、判定部３は、推定した油１０の粘性と、先に判定した電磁弁２０６の開弁時機とに基づいて、吸気弁１０５の閉弁時機を推定する。具体的には、前述したように、油１０の粘性が小さい場合には、電磁弁２０６の開弁速度が比較的遅く、粘性が大きい場合には、電磁弁２０６の開弁速度が比較的速い。

このため、判定部３は、油温が低い場合や油１０の経年劣化等によって、油１０の粘性が新品の状態よりも大きくなった場合には、電磁弁２０６の開弁時機から推定した吸気弁１０５の閉弁時機よりも早い時機を吸気弁１０５の開弁時機と推定する。これにより、判定部３は、油１０の粘性を考慮して、吸気弁１０５の正確な閉弁時機を推定することができる。

また、判定部３は、推定した吸気弁１０５の閉弁時機を電磁弁駆動部２へ出力する。電磁弁駆動部２は、判定部３から入力される吸気弁１０５の閉弁時機が目標の開弁時機と異なる場合に、吸気弁１０５の閉弁時機が目標の閉弁時機となるように、電磁弁２０６の次回の開弁時機を補正する。これにより、電磁弁駆動部２は、油１０の粘性に応じた適切な時機に吸気弁１０５を閉弁させることができる。

また、電磁弁駆動部２は、補正した電磁弁２０６の開弁時機を記憶して次回以降に電磁弁２０６を開放させる場合の開弁時機とする。これにより、電磁弁駆動部２は、油１０の粘性が変動しない限り、継続的に油１０の粘性に応じた適切な時機に吸気弁１０５を閉弁させることができる。

また、判定部３は、ダイオード還流によって給電を停止させ、ソレノイドＬを流れる電流が減少後に増大しない場合に、電磁弁２０６が閉弁していなかったと判定する。これにより、判定部３は、電磁弁２０６の異常開弁を判定することができる。そして、判定部３は、電磁弁２０６が閉弁していなかったと判定した場合、その旨を示す情報を電磁弁駆動部２へ出力する。

電磁弁駆動部２は、判定部３によって電磁弁２０６が閉弁していなかったと判定された場合、電磁弁２０６の閉弁を開始するためにソレノイドＬへ供給する突入電流および電磁弁２０６の閉弁状態を維持するためにソレノイドＬへ供給する維持電流を増大させる。これにより、電磁弁駆動部２は、次回以降の制御で電磁弁２０６の異常開弁を防止することができる。

また、電磁弁駆動部２は、電流を増大させてソレノイドＬへ供給した後、判定部３によって電磁弁２０６が閉弁したと判定された場合に、ソレノイドＬへ供給した電流を記憶して次回以降にソレノイドＬへ供給する電流とする。これにより、電磁弁駆動部２は、電磁弁２０６の異常開弁を継続的に防止することができる。

次に、図７を参照し、動作判定装置１が実行する処理について説明する。図７は、実施形態に係る動作判定装置１が実行する処理を示すフローチャートである。動作判定装置１は、電磁弁２０６の開弁時機になった場合に、図７に示す処理を実行する。

具体的には、図７に示すように、動作判定装置１は、まず、動作判定実施条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ１０１）。このとき、動作判定装置１は、エンジンの回転数、エンジンの負荷率、可変バルブ機構の変位角、油温、および油圧に基づいて動作判定実施条件が成立したか否かを判定する。

例えば、動作判定装置１は、エンジンが高回転状態または高負荷率状態である場合、ダイオード還流を行うと、ソレノイドＬへの次回の通電時に電流が残存する可能性があるため動作判定実施条件が成立しないと判定する。

そして、動作判定装置１は、動作判定実施条件が成立しないと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｎｏ）、ダイナミッククランプを実施して（ステップＳ１０６）処理を終了する。また、動作判定装置１は、動作判定実施条件が成立したと判定した場合（ステップＳ１０１，Ｙｅｓ）、ダイオード還流を実施する（ステップＳ１０２）。

続いて、動作判定装置１は、ソレノイドＬを流れる電流の第１変曲点Ａ（図６Ａ参照）を検知する（ステップＳ１０３）。その後、動作判定装置１は、ソレノイドＬを流れる電流の第２変曲点Ｂ（図６Ｂ参照）を検知する（ステップＳ１０４）。

そして、動作判定装置１は、第２変曲点Ｂの検知時機を電磁弁２０６の開弁時機として検出し（ステップＳ１０５）、処理を終了する。

上述したように、実施形態に係る動作判定装置１は、電磁弁駆動部２と、判定部３とを備える。電磁弁駆動部２は、ソレノイドＬへ給電により電磁弁２０６を閉弁させ、ソレノイドＬへの給電を停止することにより電磁弁２０６を開弁させて、第１油圧室２０１と与圧によって第１油圧室２０１よりも高圧になる第２油圧室２０２とを連通する油路２０３を開閉させる。

判定部３は、電磁弁２０６の開弁に伴ってソレノイドＬに流れる電流をソレノイドＬと並列に接続される還流ダイオードＤ１を経由してソレノイドＬへ還流させ、電流の変化に基づいて、電磁弁２０６が開弁したか否かを判定する。これにより、動作判定装置１は、油圧を調整する電磁弁２０６が開弁したか否かを的確に判定することができる。

なお、これまで、電磁弁駆動部２が吸気弁１０５の閉弁と略同時にソレノイドＬへの給電をダイオード還流によって緩やかに停止させる期間に、判定部３が電磁弁２０６の開弁判定を行う場合について説明したが、開弁推定タイミングはこれに限定されるものではない。

例えば、電磁弁駆動部２は、エンジンの始動時やアイドリング時等、エンジンが低回転状態で動作する場合には、第２油圧室２０２内が与圧されている期間に、吸気弁１０５を図２に示した閉弁時機よりも早く閉弁させる所謂早閉じ制御を行う。

判定部３は、電磁弁駆動部２が早閉じ制御を行う場合に、電磁弁２０６の開弁判定を行うことにより、電磁弁２０６の開弁時機をより正確に検出することができる。次に、図８を参照し、早閉じ制御中における電磁弁２０６の開弁判定について説明する。

図８は、実施形態に係る早閉じ制御中における開弁判定の説明図である。なお、図８の上段には、早閉じ制御中の吸気弁１０５の開弁量を実線で示し、基本制御（所謂フルリフト制御）中の吸気弁１０５の開弁量を一点鎖線で示している。

また、図８の中段には、ダイナミッククランプによって早閉じ制御を行った場合に、ソレノイドＬを流れる電流の時間変化を実線で示し、ダイナミッククランプによって基本制御を行った場合に、ソレノイドＬへ供給される電流の時間変化を一点鎖線で示している。また、図８の下段には、ダイオード還流によって早閉じ制御を行った場合に、ソレノイドＬを流れる電流の時間変化を示している。

図８の中段に一点鎖線で示すように、ダイナミッククランプによって基本制御を行った場合、カム２０７が与圧している間、ソレノイドＬに電流が供給されて電磁弁２０６が閉弁状態を維持する。このため、吸気弁１０５の開弁量は、図８の上段に一点鎖線で示すように、カム２０７による与圧に応じた開弁量となる。

一方、図８の中段に実線で示すように、ダイナミッククランプによって早閉じ制御を行った場合、カム２０７による与圧の途中でソレノイドＬへの給電が停止され、電磁弁２０６が開弁される。

このため、電磁弁２０６の開弁後は、カム２０７による与圧が第１油圧室２０１へ開放されるので、第２油圧室２０２への与圧が低下する。これにより、吸気弁１０５の開弁量は、図８の上段に実線で示すように、基本制御の場合よりも小さくなる。

このように、電磁弁駆動部２は、早閉じ制御を行うことにより、吸気弁１０５の開弁量を小さくすることによって、スロットルを絞ることなく吸気量を絞ることができる。したがって、電磁弁駆動部２は、スロットルを全開にさせた状態で、吸気弁１０５により吸気量を絞ることによって、ピストン１０２（図１Ａ参照）によるポンピングロスを低減させ、エンジンの低燃費化を実現することができる。

そして、判定部３は、かかる早閉じ制御中に、電磁弁駆動部２によってダイオード還流を実施させ、ソレノイドＬを流れる電流に基づいて、電磁弁２０６が開弁したか否かを判定する。このとき、電磁弁２０６は、ダイオード還流が開始されると開弁するが、カム２０７による与圧が継続されているため、カム２０７による与圧が終了する時機に開弁される基本制御の場合よりも開弁速度が速くなる。

このため、図８の下段の四角枠内に示すように、ソレノイドＬに流れる電流の浮き上がりがより顕著に表れる。これにより、判定部３は、第２変曲点Ｂ（図６Ｂ）のより正確な位置を検知することができるので、電磁弁２０６の開弁時機をより正確に検出することができる。

なお、早閉じ制御中にダイオード還流を実施した場合、ソレノイドＬを流れる電流が緩やかに低減するが、電磁弁２０６の閉弁状態を維持する維持電流よりも少ない。このため、電磁弁２０６は、正常に開弁されるので、吸気弁１０５の挙動に影響を与えることがない。

なお、上述した実施形態では、カムの回転運動をエンジンの吸気弁１０５に伝達する油圧の調整を行う電磁弁２０６が開弁したか否かを、実施形態に係る動作判定装置１によって判定する場合を例に挙げたが、実施形態に係る開弁判定手順は、任意の電磁弁による水圧および油圧制御に適用可能である。

例えば、実施形態に係る開弁判定手順は、インジェクタ、フューエルポンプ、およびオートマティックトランスミッションの電磁弁による水圧および油圧制御に適用することができる。

また、上述した実施形態では、ソレノイドＬへ通電することで電磁弁２０６が閉弁して油路２０３を閉塞し、ソレノイドＬへの通電を停止することで電磁弁２０６が開弁して油路２０３を開放するシステムを例に挙げたが、これは一例である。

実施形態に係る動作判定装置１は、例えば、ソレノイドＬへ通電することで電磁弁２０６が開弁して油路２０３を閉塞し、ソレノイドＬへの通電を停止することで電磁弁２０６が閉弁して油路２０３を開放するシステムに適用することも可能である。

また、実施形態に係る動作判定装置１は、例えば、ソレノイドＬへ通電することで電磁弁２０６が開弁して油路２０３を開放し、ソレノイドＬへの通電を停止することで電磁弁２０６が閉弁して油路２０３を閉塞するシステムに適用することも可能である。

また、実施形態に係る動作判定装置１は、例えば、ソレノイドＬへ通電することで電磁弁２０６が閉弁して油路２０３を開放し、ソレノイドＬへの通電を停止することで電磁弁２０６が開弁して油路２０３を閉塞するシステムに適用することも可能である。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 動作判定装置
２ 電磁弁駆動部
３ 判定部
１００ 開閉機構
１０１ シリンダ
１０２ ピストン
１０３ コンロッド
１０４ 燃焼室
１０５ 吸気弁
１０６ 排気弁
１０７ 点火プラグ
２０１ 第１油圧室
２０２ 第２油圧室
２０３ 油路
２０４ オイルサプライ
２０５ アキュムレータ
２０６ 電磁弁
２０７ カム
２０８ ローラフォロワ
２０９ 油圧ポンプ
２１０ 油圧ピストン
Ａ 第１変曲点
Ｂ 第２変曲点
ＢＡＴ バッテリ
Ｄ１ 還流ダイオード
Ｄ２ ツェナーダイオード
ＧＮＤ グランド
Ｌ ソレノイド
Ｒ 抵抗
Ｔｒ１ 第１トランジスタ
Ｔｒ２ 第２トランジスタ

Claims (10)

1. ソレノイドへの給電状態を切り替えて電磁弁を閉閉させ、第１油圧室と与圧によって前記第１油圧室よりも高圧になる第２油圧室とを連通する油路を開閉させる電磁弁駆動部と、
   前記ソレノイドへの給電停止に伴って前記ソレノイドに流れる電流を前記ソレノイドと並列に接続される還流ダイオードを経由して前記ソレノイドへ還流させ、前記電流の変化に基づいて前記油路が開放したか否かを判定する判定部と
   を備えることを特徴とする動作判定装置。
2. 前記判定部は、
   前記電流が減少後に増大する場合に、前記油路が開放したと判定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の動作判定装置。
3. 前記判定部は、
   前記電流が減少後に増大した後、前記電流が再度減少を開始する時機を前記油路の開放が完了した時機と判定する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の動作判定装置。
4. 前記判定部は、
   前記電磁弁の閉弁中に前記第２油圧室が与圧されることによって開弁して内燃機関へ吸気し、前記第２油圧室の与圧が解放されることによって閉弁する吸気弁の閉弁時機を、前記電流の変化から推定する油の粘性と前記油路の開放時機とに基づいて推定する
   ことを特徴とする請求項３に記載の動作判定装置。
5. 前記電磁弁駆動部は、
   前記判定部によって推定される前記吸気弁の閉弁時機が目標の閉弁時機と異なる場合に、前記油路の次回の開放時機を補正する
   ことを特徴とする請求項４に記載の動作判定装置。
6. 前記電磁弁駆動部は、
   補正した前記油路の開放時機を記憶して次回以降に前記油路を開放させる場合の開放時機とする
   ことを特徴とする請求項５に記載の動作判定装置。
7. 前記判定部は、
   前記電流が減少後に増大しない場合、前記油路が閉塞していなかったと判定する
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の動作判定装置。
8. 前記電磁弁駆動部は、
   前記判定部によって前記油路が閉塞していなかったと判定された場合、前記油路の閉塞を開始させるために前記ソレノイドへ供給する電流、および前記油路の閉塞状態を維持させるために前記ソレノイドへ供給する電流を増大させる
   ことを特徴とする請求項７に記載の動作判定装置。
9. 前記電磁弁駆動部は、
   増大させた前記電流を前記ソレノイドへ供給した後、前記判定部によって前記油路が閉塞したと判定された場合に、前記ソレノイドへ供給した電流を記憶して次回以降に前記ソレノイドへ供給する電流とする
   ことを特徴とする請求項８に記載の動作判定装置。
10. コンピュータが実行する動作判定方法であって、
    ソレノイドへの給電状態を切り替えて電磁弁を開閉させ、第１油圧室と与圧によって前記第１油圧室よりも高圧になる第２油圧室とを連通する油路を開閉させる電磁弁駆動工程と、
    前記ソレノイドへの給電停止に伴って前記ソレノイドに流れる電流を前記ソレノイドと並列に接続される還流ダイオードを経由して前記ソレノイドへ還流させ、前記電流の変化に基づいて前記油路が開放したか否かを判定する判定工程と
    を含むことを特徴とする動作判定方法。

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