JP3998735B2 - Valve timing adjusting device for internal combustion engine - Google Patents

Valve timing adjusting device for internal combustion engine Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の運転条件に応じて吸気弁や排気弁の開閉タイミング（バルブタイミング）を調整するための内燃機関のバルブタイミング調整装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、特公平１−５９４０６号公報に記載のエンジン吸気量制御装置においては、吸気弁のカム軸とエンジンのクランク軸との間に相対回転位置調節装置を設け、この相対位置調節装置の進角室又は遅角室に対して油圧制御弁を介してオイルポンプから油圧を供給し、この油圧を油圧制御弁で調整することで、進角室と遅角室とを区画するピストンを移動させ、それによってカム軸とクランク軸との間の相対回転位置を調節して、吸気弁のバルブタイミングを調整している。
【０００３】
このバルブタイミング調整装置は、油路切り替え制御と共に油圧制御を開度調整で行う油圧制御弁を採用することによってバルブタイミング調整装置の切り替え速度を任意に制御することができ、クランク軸とカム軸との相対回転角をエンジンの運転状態に応じて連続的に変化させるような目標回転角にも自在に追従させることが可能な構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のバルブタイミング調整装置は、クランク軸とカム軸との目標回転角の変化が緩やかな場合、油圧制御弁の開度を小さく絞って制御するため、少ない油量が油圧制御弁を流れることになる。また、上述の目標回転角が一定の場合でも、バルブタイミング調整装置の油圧回路内の漏れを補う必要があるため、油圧制御弁内を少ない油量が流れ続けることになる。
【０００５】
このように油圧制御弁内を流れる油量が少なくなった場合、油圧制御弁内のオイルの流速が低下するため、オイル中の不純物が沈殿、堆積しやすくなる。またエンジンオイル中を浮遊している切削加工時の切り粉などの異物も油圧制御弁の開度が小さいため、弁を通過することができず、弁内部にたまりやすくなる。
【０００６】
この現象は、劣化したエンジンオイルを使うほど顕著に現れ、油圧制御弁が堆積物により摺動性を損ねたり、異物を噛み込んでロックするという不具合を招くおそれがある。更に、油圧制御弁内に異物の堆積物を残したまま、エンジンを停止し、長時間放置すると、堆積物が弁内に固着し、油圧制御弁が作動不良になるおそれもある。
【０００７】
また、油圧制御弁が異物噛み込み等で正常に作動しない状態で、バルブタイミング制御を続けると、油圧制御弁を無理に動かそうとして過剰な電流を流し続けるおそれがあり、油圧制御弁が過熱し、劣化する原因にもなる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、内燃機関のバルブタイミング調整装置において、油圧制御弁内の不純物や異物の沈殿・堆積を抑えて、その沈殿・堆積物に起因する油圧制御弁の摺動性悪化や異物噛み込みロックを防止することを第１の目的とし、万一、油圧制御弁が作動不良に陥った場合には、油圧制御弁への過剰な通電を禁止し、油圧制御弁の過熱・劣化を防止することを第２の目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の目標バルブタイミングを目標バルブタイミング設定手段により設定すると共に、クランク軸と前記カム軸との相対回転角に基づき吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の実バルブタイミングを実バルブタイミング検出手段により検出し、検出した実バルブタイミングを前記目標バルブタイミングに一致させるようにフィードバック制御するための制御信号を制御信号出力手段から開度調整手段に出力する。この制御信号により、開度調整手段は油圧制御弁の開度を調整し、位相差調整装置への油圧を制御することで、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の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フィードバック制御する。
【００１３】
このような内燃機関のバルブタイミング制御装置において、内燃機関の始動前、アイドル時、停止時の少なくとも一つの状態においてクリーニング要求をクリーニング要求手段から開度調整手段へ出力して、油圧制御弁を開閉させる。これにより、内燃機関の始動前、アイドル時、停止時の少なくとも一つの状態になる毎に、油圧制御弁内がクリーニングされる。
【００１４】
また、クリーニング要求手段からクリーニング要求が有る場合に、制御信号出力手段からの入力を無効として、前記油圧制御弁を強制的に開閉させる。これにより、クリーニング要求が有る毎に油圧制御弁内が確実にクリーニングされる。
【００１５】
また、油圧制御弁を強制的に開閉させて油圧制御弁内をクリーニングする際に、実バルブタイミングの変化量が所定値以内に収まるように油圧制御弁の開放時間を制御する。これにより、油圧制御弁内をクリーニングする際の内燃機関の運転状態の変動を抑えることができる。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の請求項２記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の運転状態に応じて吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の目標バルブタイミングを目標バルブタイミング設定手段により設定すると共に、クランク軸と前記カム軸との相対回転角に基づき吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の実バルブタイミングを実バルブタイミング検出手段により検出し、検出した実バルブタイミングを前記目標バルブタイミングに一致させるようにフィードバック制御するための制御信号を制御信号出力手段から開度調整手段に出力する。また、実バルブタイミングのフィードバック制御の異常の有無を異常判定手段により判定し、異常と判定されたときに開度調整手段により油圧制御弁への通電を所定以下に制限する。これにより、万一、油圧制御弁が作動不良に陥った場合でも、油圧制御弁への通電が過剰にならず、油圧制御弁の過熱・劣化を防止することができる。また、請求項３に係る発明のように、クリーニング要求手段からクリーニング要求が有る場合に、制御信号出力手段からの入力を無効として、前記油圧制御弁を強制的に開閉させると良い。これにより、クリーニング要求が有る毎に油圧制御弁内が確実にクリーニングされる。また、請求項４に係る発明のように、油圧制御弁を強制的に開閉させて油圧制御弁内をクリーニングする際に、実バルブタイミングの変化量が所定値以内に収まるように油圧制御弁の開放時間を制御すると良い。これにより、油圧制御弁内をクリーニングする際の内燃機関の運転状態の変動を抑えることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を車両用ダブルオーバーヘッドカム式内燃機関に適用した実施形態（１）を図１乃至図１２に基づいて説明する。まず、図１に基づいてシステム全体の概略構成を説明する。内燃機関１は、クランク軸２からの動力がタイミングチェーン３により各スプロケット１３ａ、１３ｂを介して排気側カム軸４と吸気側カム軸５とに伝達されるようになっている。吸気側カム軸５には、位相差調整装置４０（図１に斜線で示す領域）が設けられている。また、この吸気側カム軸５には、カム軸位置センサ４４が取り付けられており、クランク軸２には、クランク位置センサ４２が取り付けられている。
【００１８】
ここで、クランク位置センサ４２がクランク軸２の１回転に伴いＮ個の検出パルス信号を発生するとき、カム軸位置センサ４４がカム軸５の１回転に伴い２Ｎ個の検出パルス信号を発生するようになっている。また、カム軸５のタイミング変換角最大値をθｍａｘクランク角とした場合、Ｎ＜３６０度／θｍａｘとなるように検出パルス信号数Ｎが設定されている。これによって、クランク位置センサ４２からの検出パルス信号と、この検出パルス信号に続いて発生するカム軸位置センサ４４からの検出パルス信号との間の相対回転角θにより吸気弁（図示せず）の実バルブタイミングが算出される。
【００１９】
具体的には、クランク位置センサ４２及びカム軸位置センサ４４からの各検出パルス信号が、内燃機関制御装置４６のマイクロコンピュータ４８に入力され、これに基づき実バルブタイミングが演算される。また、図示はしないが、吸気量センサ、水温センサ、スロットルセンサ等の内燃機関運転状態を検出する各種センサから出力される各種検出信号もマイクロコンピュータ４８に入力され、これら各センサデータに基づき吸気弁の目標バルブタイミングが演算される。
【００２０】
また、マイクロコンピュータ４８においては、吸気弁の実バルブタイミングが目標バルブタイミングに一致するようにフィードバック制御演算が行われる。これにより、油圧制御弁３０の駆動用電磁アクチュエータであるリニアソレノイド６４に通電すべき目標電流を表す制御信号が内燃機関制御装置４６の電流制御回路４９に出力される。この電流制御回路４９には、リニアソレノイド６４に流れる電流を検出する電流検出回路（図示せず）が設けられている。そして、電流制御回路４９は、マイクロコンピュータ４８からの制御信号に基づき、検出電流を目標電流に一致させるようにフィードバック制御する。尚、電流フィードバック制御部分をソフトウェア化して、その機能をマイクロコンピュータ４８のソフト処理で実現するようにしても良い。
【００２１】
上述のようなフィードバック制御のもとに油圧制御弁３０が制御される。そして、このように制御される油圧制御弁３０を介してオイルパン２８からの作動油がオイルポンプ２９により圧送され、位相差調整装置４０への作動油量が制御される。
【００２２】
以下、上述した位相差調整装置４０の構成を図２を用いて詳細に説明する。位相差調整装置４０は、内燃機関１のシリンダヘッド２５に取り付けられている。この位相差調整装置４０は略円筒形状のカム軸スリーブ１１を備えており、このカム軸スリーブ１１は、その大径円筒部にてカム軸５の図２にて左端部と同軸的に嵌め合わされている。そして、このカム軸スリーブ１１の中空部隔壁１１ｃはピン１２の圧入及びボルト１０の締着によりカム軸５の端部に連結されている。これにより、カム軸スリーブ１１はカム軸５と一体的に回転する。また、このカム軸スリーブ１１の大径円筒部外周面には、外歯ヘリカルスプライン１１ａが形成されている。
【００２３】
更に、カム軸スリーブ１１は、小径円筒部１１ｂを備えており、この小径円筒部１１ｂは、ハウジング２３の略円筒形状中空部内に同軸的に延出している。尚、ハウジング２３は、そのフランジ部２３ａにて、ボルト２４の締着によりシリンダヘッド２５に取付けられている。
【００２４】
スプロケット１３ａは、カム軸５の環状リブ５ａとカム軸スリーブ１１の大径円筒部の開口端部との間に挟まれた状態にて、カム軸５に相対回転可能に同軸的に軸支されている。このスプロケット１３ａの図２にて左側面には、略円筒形状のスプロケットスリーブ１５が、その各フランジ部を介するピン１４の圧入及びボルト１６の締着により、同軸的に取付けられている。これにより、スプロケットスリーブ１５はスプロケット１３ａと一体的に回転するようになっている。このスプロケットスリーブ１５は円筒部１５ｂを備えており、この円筒部１５ｂは、カム軸スリーブ１１を包囲するようにハウジング２３の中空部内に同軸的に延出している。
【００２５】
この円筒部１５ｂの内周面中間部位には、内歯ヘリカルスプライン１５ａが形成されており、この内歯ヘリカルスプライン１５ａは、カム軸スリーブ１１の外歯ヘリカルスプライン１１ａとは逆方向のねじれを有するように形成されている。尚、外歯ヘリカルスプライン１１ａ及び内歯ヘリカルスプライン１５ａのいずれか一方は、ねじれ角を零とする軸方向に平行な直線歯を有するスプラインにより構成しても良い。
【００２６】
上述したカム軸スリーブ１１の小径円筒部１１ｂとスプロケットスリーブ１５の円筒部１５ｂとの間には、軸方向に略一様な断面を有する環状空間９０が形成されており、この環状空間９０内においては、略円筒形の油圧ピストン１７が、軸方向にかつ液密的に摺動可能に、カム軸スリーブ１１に同軸的に軸支されている。
【００２７】
この油圧ピストン１７の内周面右側部には、カム軸スリーブ１１の外歯ヘリカルスプライン１１ａと噛合する内歯ヘリカルスプライン１７ａが形成されている。一方、油圧ピストン１７の外周面右側部には、スプロケットスリーブ１５の内歯ヘリカルスプライン１５ａと噛合する外歯ヘリカルスプライン１７ｂが形成されている。これにより、これら各両スプライン１７ａ，１７ｂ同士の噛合のもとに、タイミングチェーン３（図１参照）を介してスプロケット１３ａに伝達されるクランク軸２の回転が、スプロケットスリーブ１５、油圧ピストン１７及びカム軸スリーブ１１を経てカム軸５に伝達される。
【００２８】
また、油圧ピストン１７の左端部に形成した環状鍔部の外周縁には、オイルシール７０が、環状空間９０内にて、スプロケットスリーブ１５の円筒部１５ｂの内周面と液密的に接触するように装着されている。尚、油圧ピストン１７の内周面左側部内に断面Ｌ字状に延出するように形成された環状脚部１７ｃは、カム軸スリーブ１１の中央段部（以下、右側ストッパという）に衝突して油圧ピストン１７への右方向の移動を停止する。
【００２９】
上述のようにして、環状空間９０内に油圧ピストン１７が設けられることによって、環状空間９０が二つの室に分割される。これにより、進角側油圧室２２が油圧ピストン１７の左側に形成され、一方、遅角側油圧室３２が油圧ピストン１７の鍔部の右側に形成される。また、これら両油圧室２２，３２間のシールは、上述したオイルシール７０によって確保される。
【００３０】
スプロケットスリーブ１５の左端開口部には、エンドプレート５０が同軸的に取り付けられている。このエンドプレート５０は、円筒部と環状鍔部により断面逆Ｌ字状に形成されており、このエンドプレート５０の環状鍔部は、スプロケットスリーブ１５の左端開口部に同軸的に固着されている。エンドプレート５０の円筒部の外周面には環状溝が形成されており、この環状溝内にはオイルシール７１が装着されている。尚、エンドプレート５０の環状鍔部は、油圧ピストン１７の環状鍔部に突き当たることで同油圧ピストン１７の左方向への移動を停止させるストッパ（以下、左側ストッパという）としての役割をも果たす。
【００３１】
エンドプレート５０及びカム軸スリーブ１１の左側においては、断面コ字状にて環状に形成したリングプレート５１が、ノックピン５３の圧入により、ハウジング２３の環状左側壁内面にカム軸スリーブ１１と同軸的に装着されている。このリングプレート５１のコ字状右側面内には、エンドプレート５０の円筒部及びカム軸スリーブ１１の小径円筒部１１ｂが回転可能に支持されている。
【００３２】
また、リングプレート５１の小径側円筒部の外周面に形成した環状溝内には、オイルシール７２が装着されており、このオイルシール７２はリングプレート５１とカム軸スリーブ１１との間のシール性を確保する。一方、上述したオイルシール７１は、エンドプレート５０とリングプレート５１との間のシール性を確保する。これによって、進角側油圧室２２内のシール性が確保される。
【００３３】
リングプレート５１の小径円筒部及びハウジング２３の環状左側壁中空部内には、ボルト５２が同軸的に嵌装されており、このボルト５２は、その右端面にてカム軸スリーブ１１の小径円筒部内周面及び中空部隔壁１１ｃとの間に円筒状空間９１が形成されている。また、ボルト５２の内部には、油圧通路６１ｂが断面Ｔ字状に形成されており、この油圧通路６１ｂは、その軸方向通路部にて円筒状空間９１内に連通している。また、油圧通路６１ｂは、その半径方向通路部の両端にて、ボルト５２の外周面に形成した環状溝内に連通している。
【００３４】
また、ハウジング２３の左壁部内には、油圧通路６１ａが形成されており、この油圧通路６１ａは、ボルト５２の環状溝及び油圧通路６１ｂを介して円筒状空間９１内に連通し、更に、この円筒状空間９１内に開口するようにカム軸スリーブ１１に形成した油圧通路６１ｃを通り遅角側油圧室３２内に連通している。ハウジング２３の左壁部内には、進角側油圧室２２に連通する油圧通路６０が形成されている。これら油圧通路６１ａ，６０は、ハウジング２３の左壁部内に形成されて後述する油圧制御弁３０を収容する円筒状中空部９５内に開口している。また、この円筒状中空部９５内には、油圧供給路６５がその先端部にて開口しており、この油圧供給路６５は内燃機関１のオイルパン２８からオイルポンプ２９によって圧送される作動油を円筒状中空部９５内に供給する。尚、油圧解放路６６は、オイルパン２８内に開口されて、オイルパン２８内に作動油を戻す。
【００３５】
次に、図３を参照して油圧制御弁３０の構成について説明する。油圧制御弁３０は、円筒状中空部９５の内壁により構成されるシリンダ３０ａと、このシリンダ３０ａ内に軸方向へ摺動可能に嵌め合わされた左右一対のランドを有するスプール３１とから構成されたスプール弁である。上記シリンダ３０ａには、油圧通路６１ａに連通する油圧ポート３０ｂと、油圧ポート６０に連通する油圧ポート３０ｃとが形成されている。
【００３６】
更に、このシリンダ３０ａには、油圧供給路６５に連通する吸入ポート３０ｄと、油圧解放路６６に連通する両吐出ポート３０ｅ，３０ｆとが形成されている。そして、これら各油圧ポート３０ｂ，３０ｃ、吸入ポート３０ｄ及び両吐出ポート３０ｅ，３０ｆの連通の切り替え及び連通度（油圧制御弁３０の開度）の制御は、スプール３１のシリンダ３０ａ内における摺動によりなされる。また、シリンダ３０ａの図３にて右端部内には、コイルスプリング３１ａが、スプール３１の右端側にて介装されており、このコイルスプリング３１ａは、常時、スプール３１を図示左方へ付勢している。
【００３７】
一方、シリンダ３０ａの図示左端部内には、リニアソレノイド６４がスプール３１の図示左端側に設けられている。このリニアソレノイド６４に流れる通電電流値に応じて同リニアソレノイド６４に電磁力が誘導されると、この電磁力によりスプール３１がコイルスプリング３１ａの付勢力に抗して右方へ摺動するようになっている。
【００３８】
以下、このように構成した油圧制御弁３０のスプール３１の摺動による各油圧通路の連通の切り替え及び開度制御について説明する。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、スプール３１が、リニアソレノイド６４から電磁力を受け、コイルスプリング３１ａの付勢力に抗して右方へ摺動すると、吸入ポート３０ｄ及び油圧ポート３０ｃがスプール３１の右側ランドの右動により互いに連通して油圧供給路６５と油圧通路６０とを連通させる。このため、オイルポンプ２９からの油圧は進角側油圧室２２内に圧送される。同時に、吐出ポート３０ｅ及び油圧ポート３０ｂが、スプール３１の左側ランドの右方向への移動により連通されて、油圧通路６１ａ及び油圧開放路６６を連通させる。このため、遅角側油圧室３２の油圧が解放される。これによって、油圧ピストン１７が、環状空間９０（図２参照）内にて右方へ押されるため、カム軸５が回転してスプロケット１３ａ即ちクランク軸２に対し相対的に進角する。
【００４０】
また、図３（ｂ）に示すように、スプール３１が中央に位置するときは、油圧ポート３０ｂの吐出ポート３０ｅとの連通及び油圧ポート３０ｃの吸入ポート３０ｄとの連通がスプール３１の左右両側のランドによりそれぞれ遮断される。このため、進角側及び遅角側の各油圧室２２，３２からの作動油の漏れがない場合、油圧ピストン１７の位置がそのまま保持される。従って、スプロケット１３ａとカム軸５との回転位相差、即ち実バルブタイミングは変化しない。
【００４１】
一方、図３（ｃ）に示すように、スプール３１がリニアソレノイド６４からの電磁力の発生停止のもとにコイルスプリング３１ａにより付勢されて左方へ摺動すると、吸入ポート３０ｂ及び油圧ポート３０ｄが、スプール３１の左側ランドの左方向への移動により連通して、油圧供給路６５と油圧通路６１ａとを連通させる。このため、オイルポンプ２９からの油圧は遅角側油圧室３２に圧送される。一方、吐出ポート３０ｆと油圧ポート３０ｃとが、スプール３１の右側ランドの左方向への移動により連通して、油圧通路６０と油圧解放路６６とを連通させる。このため、進角側油圧室２２の油圧が解放される。これによって、油圧ピストン１７が、環状空間９０内にて左方へ押されるため、カム軸５が上述とは逆方向へ回転しスプロケット１３ａ、即ちクランク軸２に対し相対的に遅角する。
【００４２】
また、図３（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）において、ポート３０ｂとポート３０ｅ（又はポート３０ｄ）との間の連通度及びポート３０ｃとポート３０ｄ（又はポート３０ｆ）との間の連通度は、スプール３１の右方向への移動（又は左方向への移動）に伴う左右両側の各ランドの各ポート３０ｂ及び３０ｃに対する開度により制御される。
【００４３】
図４は、内燃機関１のある運転条件での油圧制御弁３０内におけるスプール３１の位置（以下、スプール位置という）と、実バルブタイミング変化速度との関係を表す特性図である。この特性図において、実バルブタイミング変化速度が正の領域が進角方向へ移動している領域に相当し、一方、実バルブタイミング変化速度が負の領域が遅角方向へ移動している領域に相当する。尚、この特性図における横軸のスプール位置はリニアソレノイド電流と比例関係にある。
【００４４】
この特性図において、各符号（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のスプール３１の各位置に対応するスプール位置をそれぞれ示す。符号（ｂ）により示すような実バルブタイミングが変化しない点のリニアソレノイド電流を、以後、保持電流と呼ぶ。この保持電流を基準にしてバルブタイミングを進角させたいときはリニアソレノイド電流を大きくし、逆に遅角させたいときはリニアソレノイド電流を小さくすることで、位相差調整装置４０を制御することができる。
【００４５】
図５は、図１に示す各種センサ、マイクロコンピュータ４８、電流制御回路４９、油圧制御弁３０、位相差調整装置４０、その他各種素子に対応する構成を機能的に分割して示すブロック図である。
【００４６】
目標バルブタイミング算出部１００（目標バルブタイミング設定手段に相当）は、吸気量センサ、水温センサ、スロットル開度センサ等の各種信号より検出した内燃機関運転条件に基づき、目標バルブタイミングを算出する。
【００４７】
実バルブタイミング算出部１０１（実バルブタイミング検出手段に相当）は、クランク位置センサ４２及びカム軸位置センサ４４からの信号に基づき実バルブタイミングを算出する。
【００４８】
制御信号算出部１０２（制御信号出力手段に相当）は、目標バルブタイミング、実バルブタイミングに基づき、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、油圧制御弁３０に通電すべき制御電流を算出する。
【００４９】
制御異常判定部１０３（異常判定手段に相当）は、目標バルブタイミング、実バルブタイミングに基づき、バルブタイミングのフィードバック制御の異常判定をする。
【００５０】
クリーニング条件判定部１０４（クリーニング要求手段に相当）は、出力電流に基づき、油圧制御弁３０に対するクリーニング要求判定をする。
【００５１】
出力電流算出部１０５（開度調整手段に相当）は、実バルブタイミング、制御電流、制御異常判定、クリーニング要求判定に基づき、出力電流を操作することで、油圧制御弁３０の開度を調整し、位相差調整装置４０を作動させる。
【００５２】
電子制御装置４６は、図１に示すように、マイクロコンピュータ４８と電流制御回路４９とを備えている。マイクロコンピュータ４８は、図６乃至図１０に示す各ルーチンを実行することで、図５に示す１０１〜１０５の各機能を実現する。以下、各図６乃至図１０に示す各ルーチンの処理内容を説明する。
【００５３】
図６は、メインルーチン全体の処理の流れを示すフローチャートである。このメインルーチンは、所定時間毎又は所定クランク角毎に繰り返し処理される。マイクロコンピュータ４８は、メインルーチンの処理を開始すると、まずステップ１１０で、クランク位置センサ４２、カム位置センサ４４、冷却水温信号、吸気量信号等の内燃機関運転状態を検出する各種センサの検出信号を読み込む。この後、ステップ１１１で、冷却水温、吸気量、エンジン回転数等の内燃機関運転状態に基づき、マイクロコンピュータ４８のＲＯＭ（図示せず）に格納されたデータを参照して最適な目標バルブタイミングを算出する。
【００５４】
そして、次のステップ１１２で、クランク位置センサ４２及びカム軸位置センサ４４からの信号がマイクロコンピュータ４８へ入力されるタイミングに基づき両信号間の位相差を検出し、実バルブタイミングを算出する。この後、ステップ１１３で、実バルブタイミングのフィードバック制御のための制御電流Ｉｆｂを算出する。この制御電流Ｉｆｂは、保持電流Ｉｈを基準にして目標バルブタイミングｒと実バルブタイミングｙとの制御偏差ｅに応じたＰＤ制御式に基づき次式により算出される。
【００５５】
ｅ＝ｒ−ｙ
Ｉｆｂ＝Ｉｈ＋ｆ（Ｋｐ×ｅ＋Ｋｄ×ｄｅ／ｄｔ）
上記の式において、Ｋｐ，Ｋｄは、それぞれ定数を表す。関数ｆ（ ）は、図４に示すように、実バルブタイミング変化特性が持つ非線形性を補正する関数であり、Ｋｐ×ｅ＋Ｋｄ×ｄｅ／ｄｔに比例した実バルブタイミング変化速度が得られるような、保持電流からの電流変化量を演算するものである。
【００５６】
次のステップ１１４においては、後述する図７に示す制御異常判定ルーチンを実行して実バルブタイミングのフィードバック制御の異常の有無を判定する。この後、ステップ１１５において、後述する図８に示すクリーニング条件判定ルーチンを実行してクリーニング条件が成立したか否かを判定する。
【００５７】
この後、ステップ１１６で、後述する図９に示す出力電流算出ルーチンを実行して、油圧制御弁３０への出力電流を算出し、続くステップ１１７で、この出力電流を油圧制御弁３０へ出力する。これにより、油圧制御弁３０の開度を調整し、オイルパン２８からオイルポンプ２９によって圧送される作動油の位相差調整装置４０への供給量を制御する。
【００５８】
一方、図７は、制御異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、図６のメインプログラムのステップ１１４でサブルーチンコールされる。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ１２０で、目標バルブタイミングｒと実バルブタイミングｙとの差の絶対値｜ｒ−ｙ｜が所定値α以上か否かを判定する。ここで、｜ｒ−ｙ｜＜αの場合には、フィードバック制御が正常と判断され、ステップ１２２へ進み、制御異常状態が継続している時間を計測するフェイル判定カウンタＴｆを「０」にリセットし、続くステップ１２５で、制御異常フラグＸｆａｉｌを正常を示す「０」にセットして制御異常判定処理を終了する。
【００５９】
これに対し、｜ｒ−ｙ｜≧αの場合には、実バルブタイミングのフィードバック制御が異常である可能性がある。この場合には、ステップ１２１へ進んで、フェイル判定カウンタＴｆをカウントアップすることで、制御異常状態が継続している時間を計測する。この後、ステップ１２３で、フェイル判定カウンタＴｆが所定値β以上か否かを判定し、Ｔｆ≧βの場合には、制御異常状態が継続している時間が所定時間以上になったため、制御異常と判定し、ステップ１２４へ進み、制御異常フラグＸｆａｉｌを制御異常を示す「１」にセットして制御異常判定処理を終了する。
【００６０】
一方、Ｔｆ＜βの場合には、制御異常状態が継続している時間が所定時間未満であるため、この段階ではまだ制御異常とは判定せず、ステップ１２５に進み、制御異常フラグＸｆａｉｌを正常を示す「０」に維持して制御異常判定を終了する。これら一連の処理により、実バルブタイミングのフィードバック制御に異常が有るか無いかを判定することができる。
【００６１】
一方、図８は、クリーニング条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、図６のメインルーチンのステップ１１５でサブルーチンコールされる。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ１３０で、エンジン回転数から判断してエンジン始動前又は停止かを判定する。エンジン始動前又は停止のときには、クリーニング条件が成立し、油圧制御弁３０のクリーニングを実行するため、ステップ１３７へ進み、クリーニング要求フラグＸｃｌをクリーニング要求を示す「１」にセットして、クリーニング条件判定処理を終了する。
【００６２】
一方、エンジン始動前又は停止のいずれにも該当しない場合には、ステップ１３１に進み、次のクリーニング条件を判定すべく、スロットル開度信号よりエンジンアイドル状態か否かを判定する。エンジンアイドル状態の場合には、クリーニング条件が成立し、油圧制御弁３０のクリーニングを実行するため、ステップ１３７へ進み、クリーニング要求フラグＸｃｌをクリーニング要求を示す「１」にセットして、クリーニング条件判定処理を終了する。
【００６３】
エンジン始動前、停止、アイドルのいずれにも該当しない場合には、ステップ１３２へ進み、次のクリーニング条件を判定すべく、出力電流Ｉと保持電流Ｉｈとの差が所定値γ以下か否かを判定する。もし、出力電流Ｉが保持電流Ｉｈと等しければ、実バルブタイミングは一定となり、油圧制御弁３０の進角側油圧室２２への油圧ポート３０ｃと、遅角側油圧室３２への油圧ポート３０ｂとが共に閉じている状態である。このことから、出力電流Ｉと保持電流Ｉｈとの差が小さい場合は、油圧制御弁３０の開度が小さいと判断できる。この状態が長く続く場合には、油圧制御弁３０を通過する油量が減少し、エンジンオイル中の不純物・異物が油圧制御弁３０内に沈殿・堆積しやすくなる。
【００６４】
そこで、上記ステップ１３２で、｜Ｉ−Ｉｈ｜≦γと判断された場合（つまり油圧制御弁３０の開度が小さい場合）には、ステップ１３３に進み、弁開度小時間カウンタＴｈをカウントアップすることで、油圧制御弁３０が開度小の状態を継続している時間を計測する。この後、ステップ１３５で、弁開度小時間カウンタＴｈが所定値δ以上か否かを判定し、Ｔｈ≧δの場合には、油圧制御弁３０の開度小の状態が長く続いていることで、油圧制御弁３０内にエンジンオイル中の不純物や異物が堆積しているおそれがあるため、ステップ１３７へ進み、クリーニング要求フラグＸｃｌをクリーニング要求を示す「１」にセットして、クリーニング条件判定処理を終了する。
【００６５】
これに対し、Ｔｈ＜δの場合には、油圧制御弁３０が開度小になっている時間が短く、まだ油圧制御弁３０内のクリーニングは不要であるため、ステップ１３８に進み、クリーニング要求フラグＸｃｌをクリーニング不要を示す「０」にセットして、クリーニング条件判定処理を終了する。
【００６６】
一方、前述したステップ１３２で、｜Ｉ−Ｉｈ｜＞γと判断された場合（つまり油圧制御弁３０の開度が大きい場合）には、ステップ１３４に進み、弁開度小時間カウンタＴｈを「０」にリセットし、続くステップ１３６で、クリーニング動作実行中か否かをクリーニング要求フラグＸｃｌ＝１、かつ、クリーニング終了フラグＸｅｎｄ＝０が成立しているか否かで判定する。もし、クリーニング動作実行中（Ｘｃｌ＝１かつＸｅｎｄ＝０）であれば、クリーニング動作の実行を妨げないよう、このままクリーニング条件判定を終了するが、クリーニング動作実行中でなければ、ステップ１３８へ進み、クリーニング要求フラグＸｃｌをクリーニング不要を示す「０」にセットして、クリーニング条件判定処理を終了する。
【００６７】
これら一連の動作により油圧制御弁３０をクリーニングすることが望ましい、エンジン始動前、停止時、アイドル時、油圧制御弁３０開度小の状態が長時間続いたときを検出し、クリーニング要求を出力電流算出部１０５へ出力することができる。尚、本発明は、クリーニング条件として、▲１▼エンジン始動前、▲２▼停止時、▲３▼アイドル時、▲４▼油圧制御弁３０開度小の状態が長時間続いたときの全ての条件を判定するものに限定されず、上記▲１▼〜▲４▼のうちの１〜３つの条件をクリーニング条件として判定するようにしても良い。
【００６８】
図９は、出力電流算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、図６のメインルーチンのステップ１１６でサブルーチンコールされる。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ１４０で、制御異常フラグＸｆａｉｌが制御異常を示す「１」か否かを判定し、Ｘｆａｉｌ＝１の場合にはバルブタイミングのフィードバック制御異常時の処理をするため、ステップ１４４へ進み、出力電流Ｉを最小値Ｉｍｉｎにセットして出力電流算出処理を終了する。ここで、Ｉｍｉｎは、油圧制御弁３０に通電しても、油圧制御弁３０がほとんど発熱することのない少ない電流である。
【００６９】
これに対し、Ｘｆａｉｌ＝０（制御正常）の場合には、ステップ１４１へ進み、クリーニング要求フラグＸｃｌがクリーニング要求を示す「１」であるか否かを判定し、Ｘｃｌ≠１（クリーニング不要）の場合には、ステップ１４２に進み、クリーニング終了フラグＸｅｎｄ＝０、クリーニングカウンタＣＣ＝０とし、次回のクリーニング実行に備える。そして、次のステップ１４５で、出力電流Ｉをバルブタイミングをフィードバック制御するための制御電流Ｉｆｂに設定し、出力電流算出処理を終了する。
【００７０】
一方、上記ステップ１４１で、クリーニング要求フラグＸｃｌがクリーニング要求を示す「１」である場合には、油圧制御弁３０のクリーニングを実行するため、ステップ１４３へ進み、クリーニング終了フラグＸｅｎｄがクリーニング終了前を示す「０」か否かを判定し、Ｘｅｎｄ＝０（クリーニング終了前）の場合にはステップ１４６に進み、後述する図１０に示すクリーニング電流算出ルーチンを実行して、油圧制御弁３０をクリーニングするためのクリーニング電流Ｉｃを算出し、出力電流算出処理を終了する。
【００７１】
上記ステップ１４３で、Ｘｅｎｄ＝１（クリーニング終了）の場合には、ステップ１４５に進み、出力電流Ｉを、バルブタイミングをフィードバック制御するための制御電流Ｉｆｂに設定し、出力電流算出処理を終了する。
【００７２】
図１１は、この出力電流Ｉと、制御異常フラグＸｆａｉｌ、バルブタイミングの変化の一例を表すタイムチャートである。バルブタイミングのチャートにおいて、実線は実バルブタイミングｙ、点線は目標バルブタイミングｒを表す。この例では、バルブタイミングのチャートのＡ点で、油圧制御弁３０が異物噛み込みによりロックし、その後、Ｂ点で実バルブタイミングｙと目標バルブタイミングｒとの差がαより大きくなり、その状態が時間β以上経過したＣ点で制御異常判定により制御異常フラグＸｆａｉｌ＝１となる。この間の出力電流Ｉの変化は、Ｂ点経過後、無理にフィードバック制御を続けようとして、最大値Ｉｍａｘにまで達している状態がしばらく継続し、油圧制御弁３０の過熱が懸念される状態となる。しかし、Ｃ点で制御異常処理（Ｘｆａｉｌ＝１）により出力電流Ｉが低い値に抑えられ、油圧制御弁３０の過熱が未然に防がれる。
【００７３】
一方、図１０は、クリーニング電流算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、図９の出力電流算出ルーチンのステップ１４６でサブルーチンコールされる。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ１５０で、クリーニングカウンタＣＣ＝０か否かで、クリーニング実行開始タイミングか否かを判定し、ＣＣ＝０（クリーニング実行開始タイミング）の場合にはステップ１５１へ進み、クリーニング実行開始時の処理、つまりクリーニング開始時の実バルブタイミングｙをｙｃとして記憶すると共に、クリーニング時間カウンタＴｃを「０」にリセットし、クリーニングカウンタＣＣを「１」にセットして各種変数の初期化を行い、ステップ１５２へ進む。
【００７４】
上記ステップ１５０で、クリーニングカウンタＣＣ≠０の場合（つまり初期化終了済みの場合）には、直ちにステップ１５２に進み、クリーニング開始時の実バルブタイミングｙｃと現在の実バルブタイミングｙとの差の絶対値が所定値εよりも大きいか否かを判定する。ここで、｜ｙｃ−ｙ｜＞εの場合には、クリーニング処理による実バルブタイミングの変動を抑えるため、現在開口している油路とは反対側の油路を開口させるよう、ステップ１５４へ進み、クリーニング時間カウンタＴｃを「０」にリセットし、クリーニングカウンタＣＣをインクリメントし、ステップ１５６へ進む。
【００７５】
これに対し、上記ステップ１５２で、｜ｙｃ−ｙ｜≦εの場合には、ステップ１５３に進み、クリーニング時間カウンタＴｃが所定値ζよりも大きいか否かを判定し、Ｔｃ＞ζの場合には、ステップ１５４へ進み、クリーニング時間カウンタＴｃをリセットし、クリーニングカウンタＣＣをインクリメントするが、Ｔｃ≦ζの場合には、ステップ１５５へ進み、クリーニング時間カウンタＴｃをカウントアップすることで、油圧制御弁３０の開度大の状態が継続している時間を計測し、ステップ１５６へ進む。
【００７６】
このステップ１５６では、クリーニングカウンタＣＣが１０を越えたか否かを判定し、ＣＣ＞１０の場合には、クリーニング処理終了のために、ステップ１５８へ進み、クリーニング終了フラグＸｅｎｄをクリーニング終了を示す「１」にセットし、クリーニング電流算出処理を終了する。
【００７７】
一方、クリーニングカウンタＣＣが１０以下の場合には、クリーニング処理を継続し、ステップ１５７へ進んで、クリーニングカウンタＣＣが奇数か否かを判定し、ＣＣが奇数の場合には、ステップ１６０へ進み、クリーニング電流Ｉｃを最大値Ｉｍａｘに設定し、ＣＣが偶数の場合には、ステップ１５９へ進み、クリーニング電流Ｉｃを最小値Ｉｍｉｎに設定し、クリーニング電流算出処理を終了する。ここで、Ｉｍａｘは、油圧制御弁３０におけるオイルポンプ２９から位相調節装置４０の進角側油圧室２２への油路を最大にする電流であり、Ｉｍｉｎは油圧制御弁３０におけるオイルポンプ２９から位相調節装置４０の遅角側油圧室３２への油路を最大にする電流である。
【００７８】
これら一連の処理により、クリーニングカウンタＣＣがカウントアップされる度に、油圧制御弁３０のオイルポンプ２９から進角側油圧室２２への油路の開閉と遅角側油圧室３２への油路の開閉が交互にそれぞれ５回ずつ繰り返される。また、実バルブタイミングの変動を監視しながら油路の切り替えを行うことで、実バルブタイミングの変動を抑え、クリーニング処理中のエンジン状態を安定に保つことができる。
【００７９】
以上説明した制御の一例が図１２にタイムチャートで示されている。図１２はクリーニング要求フラグＸｃｌ、クリーニング終了フラグＸｅｎｄ、出力電流Ｉ、バルブタイミングの変化を示している。バルブタイミングのチャートにおいて、実線は実バルブタイミングｙ、点線は目標バルブタイミングｒを表す。この例では、Ｄ点でバルブタイミングが安定し、油圧制御弁３０の開度の小さい状態が時間δ以上継続する。その後、Ｅ点でクリーニング条件が成立し、クリーニング要求フラグＸｃｌ＝１となる。これ以後、出力電流Ｉ＝Ｉｍａｘ，Ｉｍｉｎへのステップ状の変化を交互に繰り返す。この出力電流Ｉのステップ状の変化を合計１０回繰り返した時点（Ｆ点）で、クリーニング終了フラグＸｅｎｄ＝１となり、クリーニング処理が終了する。
【００８０】
この間の実バルブタイミングの変動は、監視されており、その変動が±εの範囲に収められる。つまり、実バルブタイミングの変動が±εに達する毎に、出力電流Ｉを反対側に振り（例えば現在の出力電流ＩがＩｍａｘであればＩｍｉｎへ振り、現在の出力電流ＩがＩｍｉｎであればＩｍａｘへ振り）、その都度、実バルブタイミングの変動方向を反転させてその変動を±εの範囲に収める。
【００８１】
一方、図１３乃至図１８は、本発明の実施形態（２）を示したものである。
【００８２】
図１３は、図１に示す各種センサ、マイクロコンピュータ４８、電流制御回路４９、油圧制御弁３０、位相差調整装置４０、その他各種素子に対応する構成を機能的に分割して示すブロック図である。
【００８３】
目標バルブタイミング算出部１７０（目標バルブタイミング設定手段に相当）は、吸気量センサ、水温センサ、スロットル開度センサ等の各種センサより検出した内燃機関運転条件に基づき、目標バルブタイミングを算出する。
【００８４】
実バルブタイミング算出部１７１（実バルブタイミング検出手段に相当）は、クランク位置センサ４２及びカム軸位置センサ４４からの信号に基づき実バルブタイミングを算出する。
【００８５】
クリーニング条件判定部１７２（クリーニング要求手段に相当）は、出力電流Ｉに基づき、油圧制御弁３０に対するクリーニング要求の有無を判定をする。
【００８６】
制御信号算出部１７３（制御信号出力手段に相当）は、目標バルブタイミング、実バルブタイミング、クリーニング要求の判定結果に基づき、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、油圧制御弁３０に通電すべき制御電流を算出する。
【００８７】
制御異常判定部１７４（異常判定手段に相当）は、目標バルブタイミング、実バルブタイミングに基づき、実バルブタイミングのフィードバック制御の異常の有無を判定をする。
【００８８】
出力電流算出部１７５（開度調整手段に相当）は、実バルブタイミング、制御電流、制御異常判定に基づき、出力電流を操作することで、油圧制御弁３０の開度を調整し、位相差調整装置４０を作動させる。
【００８９】
電子制御装置４６は、図１に示すように、マイクロコンピュータ４８と、電流制御回路４９とを備えている。マイクロコンピュータ４８は、図７及び図１４から図１７に示す各ルーチンを実行することで、図１３に示す１７０〜１７５の各機能を実現する。以下、各ルーチンの処理内容を説明する。
【００９０】
図１４は、メインルーチン全体の処理の流れを示すフローチャートである。このメインルーチンは、所定時間毎又は所定クランク角毎に繰り返し処理される。マイクロコンピュータ４８は、メインルーチンの処理を開始すると、まずステップ１８０で、クランク位置センサ４２、カム位置センサ４４、冷却水温信号、吸気量信号等の内燃機関運転状態を検出する各種センサの検出信号を読み込む。この後、ステップ１８１で、冷却水温、吸気量、エンジン回転数等の内燃機関運転状態に基づき、マイクロコンピュータ４８のＲＯＭ（図示せず）に格納されたデータを参照して最適な目標バルブタイミングを算出する。
【００９１】
そして、次のステップ１８２で、クランク位置センサ４２及びカム軸位置センサ４４からの信号がマイクロコンピュータ４８へ入力されるタイミングに基づき両信号間の位相差を検出し、実バルブタイミングを算出する。この後、ステップ１８３で、後述する図１５に示すクリーニング条件判定ルーチンを実行してクリーニング条件が成立したか否かを判定する。
【００９２】
この後、ステップ１８４で、後述する図１６の制御電流算出ルーチンを実行することで、実バルブタイミングのフィードバック制御のための制御電流Ｉｆｂを算出する。そして、次のステップ１８５で、図７に示す制御異常判定ルーチンを実行することで、実バルブタイミングのフィードバック制御の異常の有無を判定する。この制御異常判定ルーチンの処理内容については、前記実施形態（１）において説明済みであるので、ここでは説明を省略する。
【００９３】
次のステップ１８６では、後述する図１７の出力電流算出ルーチンを実行することで、出力電流を算出する。この後、ステップ１８７で、出力電流が油圧制御弁３０へ出力される。これにより、油圧制御弁３０の開度を調整し、オイルパン２８からオイルポンプ２９によって圧送される作動油の位相差調整装置４０への供給量を制御する。
【００９４】
一方、図１５は、クリーニング条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、図１４のメインルーチンのステップ１８３でサブルーチンコールされる。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ１９０で、出力電流Ｉと保持電流Ｉｈとの差が所定値γ以下か否かを判定する。もし、出力電流Ｉが保持電流Ｉｈと等しければ、実バルブタイミングは一定となり、油圧制御弁３０の進角側油圧室２２への油圧ポート３０ｃと、遅角側油圧室３２への油圧ポート３０ｂとが共に閉じている状態である。このことから、出力電流Ｉと保持電流Ｉｈとの差が小さい場合は、油圧制御弁３０の開度が小さいと判断できる。この状態が長く続くとき、油圧制御弁３０を通過する油量が減少し、エンジンオイル中の不純物が油圧制御弁３０内に沈殿・堆積しやすくなる。
【００９５】
そこで、上記ステップ１９０で、｜Ｉ−Ｉｈ｜≦γと判断された場合（つまり油圧制御弁３０の開度が小さい場合）には、ステップ１９１に進み、弁開度小時間カウンタＴｈをカウントアップすることで、油圧制御弁３０が開度小の状態を継続している時間を計測する。この後、ステップ１９３で、弁開度小時間カウンタＴｈが所定値δ以上か否かを判定し、Ｔｈ≧δの場合には、油圧制御弁３０の開度小の状態が長く続いていることで、油圧制御弁３０内にエンジンオイル中の不純物や異物が堆積しているおそれがあるため、ステップ１９４へ進み、クリーニング要求フラグＸｃｌをクリーニング要求を示す「１」にセットして、クリーニング条件判定を終了する。
【００９６】
これに対し、Ｔｈ＜δの場合には、油圧制御弁３０が開度小になっている時間が短く、まだ油圧制御弁３０内のクリーニングは不要であるため、ステップ１９５に進み、クリーニング要求フラグＸｃｌをクリーニング不要を示す「０」にセットして、クリーニング条件判定を終了する。
【００９７】
一方、前述したステップ１９０で、｜Ｉ−Ｉｈ｜＞γと判断された場合（つまり油圧制御弁３０の開度が大きい場合）には、ステップ１９２に進み、弁開度小時間カウンタＴｈをリセットし、ステップ１９５に進み、クリーニング要求フラグＸｃｌをクリーニング不要を示す「０」にセットして、クリーニング条件判定を終了する。
【００９８】
これら一連の動作により油圧制御弁３０をクリーニングすることが望ましい、油圧制御弁３０開度小の状態が長時間続いたときを検出し、クリーニング要求を出力電流算出部１７３へ出力することができる。
【００９９】
一方、図１６は、制御電流算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、図１４のメインルーチンのステップ１８４でサブルーチンコールされる。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ２００で、目標バルブタイミングｒと実バルブタイミングｙとの制御偏差ｅと、それに対してＰＤ制御式に基づき算出されるＰＤ制御電流Ｉｐｄを次式により演算する。
【０１００】
ｅ＝ｒ−ｙ
Ｉｐｄ＝ｆ（Ｋｐ×ｅ＋Ｋｄ×ｄｅ／ｄｔ）
上記の式において、Ｋｐ，Ｋｄは、それぞれ定数を表す。関数ｆ（ ）は、図４に示すように、実バルブタイミング変化特性が持つ非線形性を補正する関数であり、Ｋｐ×ｅ＋Ｋｄ×ｄｅ／ｄｔに比例した実バルブタイミング変化速度が得られるような、保持電流からの電流変化量を演算する。
【０１０１】
この演算後は、ステップ２０１へ進み、クリーニング要求フラグＸｃｌがクリーニング要求を示す「１」か否かを判定する。もし、クリーニング要求フラグＸｃｌ＝０（クリーニング不要）であれば、ステップ２０２に進み、クリーニング終了フラグＸｅｎｄを「０」にリセットし、次のクリーニング動作に備え、ステップ２０６へ進む。このステップ２０６では、制御電流Ｉｆｂを通常の方法、すなわち、保持電流ＩｈにＰＤ電流Ｉｐｄを加算して制御電流Ｉｆｂを算出し、制御電流算出処理を終了する。
【０１０２】
これに対し、上記ステップ２０１で、クリーニング要求フラグＸｃｌ＝１（クリーニング要求）であれば、ステップ２０３に進み、クリーニング終了フラグＸｅｎｄ＝０かつＰＤ制御電流Ｉｐｄの絶対値が所定値γより大きいか否かを判定し、この条件が成立している時は、ステップ２０４へ進み、クリーニング終了フラグＸｅｎｄをクリーニング終了を示す「１」にセットする。この後、ステップ２０５で、ＰＤ制御電流Ｉｐｄの絶対値が所定値ＩＬよりも大きいか否かを判定し、｜Ｉｐｄ｜≦ＩＬの場合には、油圧制御弁３０の開度の小さい制御電流であるため、油圧制御弁３０の開度を十分に大きくして、クリーニング効果を十分に期待できる制御電流にするように、ステップ２０７へ進む。このステップ２０７では、制御電流Ｉｆｂを保持電流ＩｈからＩＬだけ変化した値として以下の式で算出する。
【０１０３】
Ｉｆｂ＝Ｉｈ＋ＩＬ×ｓｉｇｎ（Ｉｐｄ）
ここで、ｓｉｇｎ（ ）は、（ ）内の数値の正負を算出する関数で、（ ）内の数値が正の場合には「１」を返し、負の場合には「−１」を返す。つまり、ＰＤ制御電流Ｉｐｄが正の場合には、Ｉｆｂ＝Ｉｈ＋ＩＬとなり、ＰＤ制御電流Ｉｐｄが負の場合には、Ｉｆｂ＝Ｉｈ−ＩＬとなる。
【０１０４】
一方、上記ステップ２０３で「Ｎｏ」と判定された場合（つまりＸｅｎｄ＝１又は｜Ｉｐｄ｜≦γの場合）、又はステップ２０５で「Ｙｅｓ」と判定された場合（｜Ｉｐｄ｜＞ＩＬの場合）には、油圧制御弁３０の開度を十分に大きくできる制御電流が通電されるため、通常の制御電流となるようにステップ２０６へ進む。このステップ２０６では、制御電流Ｉｆｂを通常の方法、すなわち、保持電流ＩｈにＰＤ電流Ｉｐｄを加算して制御電流Ｉｆｂを算出し、制御電流算出の処理を終了する。
【０１０５】
これら一連の処理により、バルブタイミングが定常の状態から変化する際、クリーニング要求があれば、必ず所定以上の油圧制御弁３０の開度を保証することができ、十分なクリーニング効果を発揮することができる。
【０１０６】
一方、図１７は出力電流算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、図１４のメインルーチンのステップ１８６でサブルーチンコールされる。本ルーチンの処理が開始されると、まずステップ２１０で、制御異常フラグＸｆａｉｌが制御異常を示す「１」か否かを判定し、Ｘｆａｉｌ＝１の場合には、バルブタイミングのフィードバック制御異常時の処理をするため、ステップ２１１へ進み、出力電流Ｉを最小値Ｉｍｉｎに設定して、出力電流算出処理を終了する。ここで、Ｉｍｉｎは、油圧制御弁３０に通電しても、油圧制御弁３０がほとんど発熱することのない少ない電流である。
【０１０７】
これに対し、上記ステップ２１０で、Ｘｆａｉｌ＝０（正常）の場合には、ステップ２１２に進み、制御電流Ｉを、バルブタイミングをフィードバック制御するための電流Ｉｆｂに設定し、出力電流算出処理を終了する。
【０１０８】
以上説明した実施形態（２）による制御動作を図１８に示すタイムチャートで説明する。このタイムチャートには、クリーニング要求フラグＸｃｌ、出力電流Ｉ、バルブタイミングの変化を示している。バルブタイミングのチャートにおいて、実線は実バルブタイミングｙ、点線は目標バルブタイミングｒを表す。この例では、Ｇ点でバルブタイミングが安定し、以後、油圧制御弁３０の開度の小さい状態が続く。そして、油圧制御弁３０の開度の小さい状態が時間δ以上継続した時点（Ｈ点）で、クリーニング条件が成立し、クリーニング要求フラグＸｃｌ＝１となる。その後、Ｊ点で目標バルブタイミングの進角が始まるため、出力電流を変化させてフィードバック制御することになるが、その際、油圧制御弁３０の開度を所定以上確保するため、出力電流を保持電流ＩｈからＩＬ以上変化させている。これにより、油圧制御弁３０のクリーニング効果が得られる。その後、Ｋ点では制御電流が動いたことにより、クリーニング要求フラグＸｃｌ＝０となり、クリーニングが終了する。
【０１０９】
尚、上述した２つの実施形態（１），（２）おいては、内燃機関１の吸気弁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本発明を適用した例について説明したが、これに代えて、内燃機関１の排気弁の開閉タイミングを調整するもの、或は吸気弁及び排気弁の双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本発明を適用して実施しても良い。
【０１１０】
また、上記実施形態では、クランク軸に同期してカム軸を回転させる伝達機構としてチェーン駆動式を用いたが、ベルト駆動方式やギア駆動方式としても良い。また、本発明の実施にあたっては、車両に限ることなく、自動二輪車や船舶等のオーバヘッドカム式内燃機関に本発明を適用して実施しても良い。
【０１１１】
また、本発明の実施にあたり、オーバーヘッドカム式内燃機関に限らず、オーバーヘッドバルブ式内燃機関にバルブタイミング調整装置を採用し、これに本発明を適用しても良い。
【０１１２】
また、上記実施形態の各ルーチンにおける各ステップの機能は、それぞれ、機能実行手段としてハードロジック構成により実現するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態（１）を示すシステム全体の概略構成図
【図２】位相差調整装置の構成を示す断面図
【図３】油圧制御弁の動作を説明する断面図
【図４】実バルブタイミング変化速度とスプール位置との関係を示す特性図
【図５】制御系の機能ブロック図
【図６】メインルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図７】制御異常判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図８】クリーニング条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図９】出力電流算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１０】クリーニング電流算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】制御異常フラグ、出力電流、バルブタイミングの経時的変化を示すタイムチャート
【図１２】クリーニング要求フラグ、クリーニング終了フラグ、出力電流、バルブタイミングの経時的変化を示すタイムチャート
【図１３】本発明の実施形態（２）における制御系の機能ブロック図
【図１４】メインルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１５】クリーニング条件判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１６】制御電流算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１７】出力電流算出ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１８】クリーニング要求フラグ、出力電流、バルブタイミングの経時的変化を示すタイムチャート
【符号の説明】
１…内燃機関、２…クランク軸、４…排気側カム軸、５…吸気側カム軸、１７…油圧ピストン、２２…進角側油圧室、２８…オイルパン、２９…オイルポンプ、３０…油圧制御弁、３２…遅角側油圧室、４０…位相差調整装置、４２…クランク位置センサ、４４…カム軸位置センサ、４６…内燃機関制御装置、４８…マイクロコンピュータ、４９…電流制御回路、６４…リニアソレノイド、１００…目標バルブタイミング算出部（目標バルブタイミング設定手段）、１０１…実バルブタイミング算出部（実バルブタイミング検出手段）、１０２…制御信号出力部（制御信号出力手段）、１０３…制御異常判定部（異常判定手段）、１０４…クリーニング条件判定部（クリーニング要求手段）、１０５…出力電流算出部（開度調整手段）、１７０…目標バルブタイミング算出部（目標バルブタイミング設定手段）、１７１…実バルブタイミング算出部（実バルブタイミング検出手段）、１７２…クリーニング条件判定部（クリーニング要求手段）、１７３…制御信号出力部（制御信号出力手段）、１７４…制御異常判定部（異常判定手段）、１７５…出力電流算出部（開度調整手段）。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a valve timing adjusting device for an internal combustion engine for adjusting an opening / closing timing (valve timing) of an intake valve or an exhaust valve in accordance with an operating condition of the internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, for example, in an engine intake air amount control device described in Japanese Patent Publication No. 1-59406, a relative rotational position adjusting device is provided between a camshaft of an intake valve and a crankshaft of an engine. The hydraulic pressure is supplied from the oil pump to the advance chamber or retard chamber via the hydraulic control valve, and the piston that partitions the advance chamber and retard chamber is moved by adjusting the hydraulic pressure with the hydraulic control valve. Accordingly, the relative rotational position between the camshaft and the crankshaft is adjusted to adjust the valve timing of the intake valve.
[0003]
This valve timing adjusting device can arbitrarily control the switching speed of the valve timing adjusting device by adopting a hydraulic control valve that performs oil pressure control by adjusting the opening degree together with oil path switching control. It is possible to freely follow the target rotation angle that continuously changes the relative rotation angle according to the operating state of the engine.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the above-described valve timing adjusting device controls the hydraulic control valve by reducing the opening degree of the hydraulic control valve when the change in the target rotation angle between the crankshaft and the camshaft is moderate, so that a small amount of oil flows through the hydraulic control valve. It will be. Even when the target rotational angle is constant, it is necessary to compensate for leakage in the hydraulic circuit of the valve timing adjusting device, so that a small amount of oil continues to flow in the hydraulic control valve.
[0005]
When the amount of oil flowing in the hydraulic control valve is reduced in this way, the flow rate of oil in the hydraulic control valve is reduced, so that impurities in the oil are likely to precipitate and accumulate. Further, foreign matter such as cutting powder floating in the engine oil cannot pass through the valve because the opening degree of the hydraulic control valve is small, and is easily accumulated inside the valve.
[0006]
This phenomenon becomes more prominent as the deteriorated engine oil is used, and there is a possibility that the hydraulic control valve may have a problem that the slidability of the hydraulic control valve is deteriorated due to deposits or that foreign matter is caught and locked. Furthermore, if the engine is stopped and left for a long time with foreign matter deposits left in the hydraulic control valve, the deposits may stick to the valve, causing the hydraulic control valve to malfunction.
[0007]
Also, if valve timing control is continued when the hydraulic control valve is not operating normally due to foreign object biting etc., there is a risk that excessive current will continue to flow to try to force the hydraulic control valve to operate, causing the hydraulic control valve to overheat. It also causes deterioration.
[0008]
In view of the above-described problems of the prior art, the present invention provides a valve timing adjustment device for an internal combustion engine, which suppresses precipitation / deposition of impurities and foreign matters in the hydraulic control valve, and controls hydraulic pressure caused by the precipitation / deposition. The primary purpose is to prevent the deterioration of valve slidability and foreign object biting. If the hydraulic control valve malfunctions, excessive energization of the hydraulic control valve is prohibited. The second object is to prevent overheating and deterioration of the hydraulic control valve.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a valve timing adjusting device for an internal combustion engine according to claim 1 of the present invention sets a target valve timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve in accordance with an operating state of the internal combustion engine. The actual valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is detected by the actual valve timing detection means based on the relative rotation angle between the crankshaft and the camshaft, and the detected actual valve timing is detected by the target valve A control signal for feedback control to match the timing is output from the control signal output means to the opening adjustment means. By this control signal, the opening adjustment means adjusts the opening of the hydraulic control valve and controls the hydraulic pressure to the phase difference adjusting device, so that the actual valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve becomes the target valve timing. Feedback control is performed to match.
[0013]
  In such an internal combustion engine valve timing control device,A cleaning request is output from the cleaning requesting means to the opening degree adjusting means in at least one of the states before starting the internal combustion engine, at idling, and at the time of stopping, thereby opening and closing the hydraulic control valve. As a result, the inside of the hydraulic control valve is cleaned every time at least one of the internal combustion engine is started, idle, and stopped.
[0014]
  Also,When there is a cleaning request from the cleaning request means, the input from the control signal output means is invalidated and the hydraulic control valve is forcibly opened and closed. This ensures that the inside of the hydraulic control valve is reliably cleaned every time there is a cleaning request.
[0015]
  Also,When the inside of the hydraulic control valve is cleaned by forcibly opening and closing the hydraulic control valve, the opening time of the hydraulic control valve is controlled so that the change amount of the actual valve timing is within a predetermined value. Thereby, the fluctuation | variation of the driving | running state of an internal combustion engine at the time of cleaning the inside of a hydraulic control valve can be suppressed.
[0016]
  In order to achieve the above object, a valve timing adjusting apparatus for an internal combustion engine according to claim 2 of the present invention sets a target valve timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve in accordance with an operating state of the internal combustion engine. The actual valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve is detected by the actual valve timing detection means based on the relative rotation angle between the crankshaft and the camshaft, and the detected actual valve timing is detected by the target valve A control signal for feedback control to match the timing is output from the control signal output means to the opening adjustment means. Also,Whether or not there is an abnormality in the feedback control of the actual valve timing is determined by the abnormality determining means, and when it is determined to be abnormal, the energization to the hydraulic control valve is limited to a predetermined value or less by the opening adjustment means. As a result, even if the hydraulic control valve malfunctions, energization of the hydraulic control valve does not become excessive, and overheating and deterioration of the hydraulic control valve can be prevented.Further, as in the invention according to claim 3, when there is a cleaning request from the cleaning request unit, it is preferable to forcibly open and close the hydraulic control valve by disabling the input from the control signal output unit. This ensures that the inside of the hydraulic control valve is reliably cleaned every time there is a cleaning request. Further, as in the invention according to claim 4, when cleaning the inside of the hydraulic control valve by forcibly opening and closing the hydraulic control valve, the change amount of the actual valve timing is kept within a predetermined value. It is good to control the opening time. Thereby, the fluctuation | variation of the driving | running state of an internal combustion engine at the time of cleaning the inside of a hydraulic control valve can be suppressed.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment (1) in which the present invention is applied to a vehicle double overhead cam type internal combustion engine will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the entire system will be described with reference to FIG. In the internal combustion engine 1, the power from the crankshaft 2 is transmitted to the exhaust side camshaft 4 and the intake side camshaft 5 via the sprockets 13 a and 13 b by the timing chain 3. The intake side camshaft 5 is provided with a phase difference adjusting device 40 (a region indicated by hatching in FIG. 1). A cam shaft position sensor 44 is attached to the intake side cam shaft 5, and a crank position sensor 42 is attached to the crank shaft 2.
[0018]
Here, when the crank position sensor 42 generates N detection pulse signals with one rotation of the crankshaft 2, the cam shaft position sensor 44 generates 2N detection pulse signals with one rotation of the camshaft 5. It is like that. Further, when the maximum timing conversion angle value of the camshaft 5 is θmax crank angle, the number N of detected pulse signals is set so that N <360 degrees / θmax. As a result, the intake valve (not shown) is driven by the relative rotation angle θ between the detection pulse signal from the crank position sensor 42 and the detection pulse signal from the cam shaft position sensor 44 generated following this detection pulse signal. The actual valve timing is calculated.
[0019]
Specifically, the detection pulse signals from the crank position sensor 42 and the cam shaft position sensor 44 are input to the microcomputer 48 of the internal combustion engine control device 46, and the actual valve timing is calculated based on the detected pulse signals. Although not shown, various detection signals output from various sensors for detecting the operation state of the internal combustion engine, such as an intake air amount sensor, a water temperature sensor, and a throttle sensor, are also input to the microcomputer 48, and the intake valve is based on these sensor data. The target valve timing is calculated.
[0020]
In the microcomputer 48, feedback control calculation is performed so that the actual valve timing of the intake valve coincides with the target valve timing. As a result, a control signal indicating a target current to be supplied to the linear solenoid 64 that is an electromagnetic actuator for driving the hydraulic control valve 30 is output to the current control circuit 49 of the internal combustion engine control device 46. The current control circuit 49 is provided with a current detection circuit (not shown) that detects a current flowing through the linear solenoid 64. The current control circuit 49 performs feedback control based on the control signal from the microcomputer 48 so that the detected current matches the target current. It should be noted that the current feedback control portion may be made into software, and its function may be realized by software processing of the microcomputer 48.
[0021]
The hydraulic control valve 30 is controlled under the feedback control as described above. Then, the hydraulic oil from the oil pan 28 is pumped by the oil pump 29 through the hydraulic control valve 30 controlled in this way, and the hydraulic oil amount to the phase difference adjusting device 40 is controlled.
[0022]
Hereinafter, the configuration of the above-described phase difference adjusting device 40 will be described in detail with reference to FIG. The phase difference adjusting device 40 is attached to the cylinder head 25 of the internal combustion engine 1. The phase difference adjusting device 40 includes a substantially cylindrical cam shaft sleeve 11 which is coaxially fitted to the left end portion of the cam shaft 5 in FIG. ing. The hollow partition wall 11 c of the camshaft sleeve 11 is connected to the end of the camshaft 5 by press-fitting the pin 12 and fastening the bolt 10. As a result, the camshaft sleeve 11 rotates integrally with the camshaft 5. An outer helical spline 11 a is formed on the outer peripheral surface of the large-diameter cylindrical portion of the camshaft sleeve 11.
[0023]
Further, the camshaft sleeve 11 includes a small diameter cylindrical portion 11 b, and the small diameter cylindrical portion 11 b extends coaxially within the substantially cylindrical hollow portion of the housing 23. The housing 23 is attached to the cylinder head 25 by tightening bolts 24 at the flange portion 23a.
[0024]
The sprocket 13a is coaxially supported on the camshaft 5 so as to be relatively rotatable in a state of being sandwiched between the annular rib 5a of the camshaft 5 and the opening end portion of the large-diameter cylindrical portion of the camshaft sleeve 11. ing. A substantially cylindrical sprocket sleeve 15 is coaxially attached to the left side surface of the sprocket 13a in FIG. 2 by press-fitting pins 14 and fastening bolts 16 through the flange portions. Thereby, the sprocket sleeve 15 rotates integrally with the sprocket 13a. The sprocket sleeve 15 includes a cylindrical portion 15 b, and the cylindrical portion 15 b extends coaxially into the hollow portion of the housing 23 so as to surround the camshaft sleeve 11.
[0025]
An internal helical spline 15a is formed at an intermediate portion of the inner peripheral surface of the cylindrical portion 15b. The internal helical spline 15a has a twist in the direction opposite to that of the external helical spline 11a of the camshaft sleeve 11. It is formed as follows. Note that either one of the external-tooth helical spline 11a and the internal-tooth helical spline 15a may be formed by a spline having straight teeth parallel to the axial direction with a twist angle of zero.
[0026]
An annular space 90 having a substantially uniform cross section in the axial direction is formed between the small-diameter cylindrical portion 11 b of the camshaft sleeve 11 and the cylindrical portion 15 b of the sprocket sleeve 15. The substantially cylindrical hydraulic piston 17 is coaxially supported on the camshaft sleeve 11 so as to be slidable in the axial direction and in a liquid-tight manner.
[0027]
An internal helical spline 17 a that meshes with the external helical spline 11 a of the camshaft sleeve 11 is formed on the right side of the inner peripheral surface of the hydraulic piston 17. On the other hand, an outer-tooth helical spline 17 b that meshes with the inner-tooth helical spline 15 a of the sprocket sleeve 15 is formed on the right side of the outer peripheral surface of the hydraulic piston 17. As a result, the rotation of the crankshaft 2 transmitted to the sprocket 13a via the timing chain 3 (see FIG. 1) under the meshing of the splines 17a and 17b, the sprocket sleeve 15, the hydraulic piston 17 and the It is transmitted to the camshaft 5 via the camshaft sleeve 11.
[0028]
An oil seal 70 is in fluid-tight contact with the inner peripheral surface of the cylindrical portion 15 b of the sprocket sleeve 15 in the annular space 90 at the outer peripheral edge of the annular flange formed at the left end portion of the hydraulic piston 17. It is so fitted. An annular leg 17c formed in the left side of the inner peripheral surface of the hydraulic piston 17 so as to extend in an L-shaped cross section collides with a central step (hereinafter referred to as a right stopper) of the camshaft sleeve 11. The rightward movement to the hydraulic piston 17 is stopped.
[0029]
As described above, by providing the hydraulic piston 17 in the annular space 90, the annular space 90 is divided into two chambers. Thereby, the advance side hydraulic chamber 22 is formed on the left side of the hydraulic piston 17, while the retard side hydraulic chamber 32 is formed on the right side of the flange portion of the hydraulic piston 17. Further, the seal between the hydraulic chambers 22 and 32 is ensured by the oil seal 70 described above.
[0030]
An end plate 50 is coaxially attached to the left end opening of the sprocket sleeve 15. The end plate 50 is formed in an inverted L-shaped cross section by a cylindrical portion and an annular flange, and the annular flange of the end plate 50 is coaxially fixed to the left end opening of the sprocket sleeve 15. An annular groove is formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the end plate 50, and an oil seal 71 is mounted in the annular groove. The annular flange of the end plate 50 also serves as a stopper (hereinafter referred to as a left stopper) that stops the movement of the hydraulic piston 17 in the left direction by abutting against the annular flange of the hydraulic piston 17.
[0031]
On the left side of the end plate 50 and the cam shaft sleeve 11, a ring plate 51 formed in an annular shape with a U-shaped cross section is coaxially formed with the cam shaft sleeve 11 on the inner surface of the annular left wall of the housing 23 by press-fitting of the knock pin 53. It is installed. A cylindrical portion of the end plate 50 and a small diameter cylindrical portion 11b of the cam shaft sleeve 11 are rotatably supported in the U-shaped right side surface of the ring plate 51.
[0032]
An oil seal 72 is mounted in an annular groove formed on the outer peripheral surface of the small-diameter side cylindrical portion of the ring plate 51, and the oil seal 72 is sealed between the ring plate 51 and the camshaft sleeve 11. Secure. On the other hand, the oil seal 71 described above ensures a sealing property between the end plate 50 and the ring plate 51. Thereby, the sealing performance in the advance side hydraulic chamber 22 is ensured.
[0033]
A bolt 52 is coaxially fitted in the small diameter cylindrical portion of the ring plate 51 and the annular left side wall hollow portion of the housing 23, and this bolt 52 has an inner periphery of the small diameter cylindrical portion of the camshaft sleeve 11 at its right end surface. A cylindrical space 91 is formed between the surface and the hollow partition wall 11c. Further, a hydraulic passage 61b is formed in a T-shaped cross section inside the bolt 52, and this hydraulic passage 61b communicates with the inside of the cylindrical space 91 at its axial passage portion. The hydraulic passage 61b communicates with an annular groove formed on the outer peripheral surface of the bolt 52 at both ends of the radial passage portion.
[0034]
Further, a hydraulic passage 61a is formed in the left wall portion of the housing 23. The hydraulic passage 61a communicates with the cylindrical space 91 via the annular groove of the bolt 52 and the hydraulic passage 61b. The hydraulic passage 61c formed in the camshaft sleeve 11 is opened so as to open into the cylindrical space 91 and communicates with the retard angle side hydraulic chamber 32. A hydraulic passage 60 communicating with the advance side hydraulic chamber 22 is formed in the left wall portion of the housing 23. These hydraulic passages 61a and 60 are formed in the left wall portion of the housing 23 and open into a cylindrical hollow portion 95 that accommodates a hydraulic control valve 30 described later. In addition, a hydraulic pressure supply passage 65 is opened at the tip of the cylindrical hollow portion 95, and the hydraulic pressure supply passage 65 is hydraulic oil fed by an oil pump 29 from the oil pan 28 of the internal combustion engine 1. Is supplied into the cylindrical hollow portion 95. The hydraulic pressure release path 66 is opened in the oil pan 28 and returns the working oil into the oil pan 28.
[0035]
Next, the configuration of the hydraulic control valve 30 will be described with reference to FIG. The hydraulic control valve 30 is composed of a cylinder 30a constituted by an inner wall of a cylindrical hollow portion 95 and a spool 31 having a pair of left and right lands slidably fitted in the cylinder 30a in the axial direction. It is a valve. The cylinder 30 a is formed with a hydraulic port 30 b that communicates with the hydraulic passage 61 a and a hydraulic port 30 c that communicates with the hydraulic port 60.
[0036]
Further, the cylinder 30 a is formed with a suction port 30 d communicating with the hydraulic pressure supply path 65 and both discharge ports 30 e and 30 f communicating with the hydraulic pressure release path 66. The switching of the communication between the hydraulic ports 30b, 30c, the suction port 30d and the discharge ports 30e, 30f and the control of the degree of communication (opening of the hydraulic control valve 30) are performed by sliding the spool 31 in the cylinder 30a. Made. Further, a coil spring 31a is interposed in the right end portion of the cylinder 30a in FIG. 3, and this coil spring 31a constantly urges the spool 31 to the left in the drawing. ing.
[0037]
On the other hand, a linear solenoid 64 is provided on the left end side of the spool 31 in the illustrated left end portion of the cylinder 30a. When an electromagnetic force is induced in the linear solenoid 64 according to the energization current value flowing through the linear solenoid 64, the spool 31 slides to the right against the biasing force of the coil spring 31a by the electromagnetic force. It has become.
[0038]
Hereinafter, communication switching and opening degree control of each hydraulic passage by sliding of the spool 31 of the hydraulic control valve 30 configured as described above will be described.
[0039]
As shown in FIG. 3A, when the spool 31 receives electromagnetic force from the linear solenoid 64 and slides to the right against the urging force of the coil spring 31a, the suction port 30d and the hydraulic port 30c are connected to the spool 31. The right pressure land of the right side communicates with each other so that the hydraulic pressure supply passage 65 and the hydraulic passage 60 communicate with each other. For this reason, the hydraulic pressure from the oil pump 29 is pumped into the advance side hydraulic chamber 22. At the same time, the discharge port 30e and the hydraulic port 30b are communicated by the movement of the left land of the spool 31 in the right direction, and the hydraulic passage 61a and the hydraulic release path 66 are communicated. For this reason, the hydraulic pressure in the retard side hydraulic chamber 32 is released. As a result, the hydraulic piston 17 is pushed rightward in the annular space 90 (see FIG. 2), so that the camshaft 5 rotates and advances relative to the sprocket 13a, that is, the crankshaft 2.
[0040]
Further, as shown in FIG. 3B, when the spool 31 is located in the center, the communication between the hydraulic port 30b and the discharge port 30e and the communication between the hydraulic port 30c and the suction port 30d are on the left and right sides of the spool 31. Each is blocked by the land. For this reason, when there is no leakage of hydraulic fluid from the hydraulic chambers 22 and 32 on the advance side and the retard side, the position of the hydraulic piston 17 is maintained as it is. Accordingly, the rotational phase difference between the sprocket 13a and the camshaft 5, that is, the actual valve timing does not change.
[0041]
On the other hand, as shown in FIG. 3C, when the spool 31 is urged by the coil spring 31a and slides to the left under the generation stop of the electromagnetic force from the linear solenoid 64, the suction port 30b and the hydraulic port 30d communicates by moving the left land of the spool 31 in the left direction, and communicates the hydraulic pressure supply path 65 and the hydraulic path 61a. For this reason, the hydraulic pressure from the oil pump 29 is pumped to the retard side hydraulic chamber 32. On the other hand, the discharge port 30f and the hydraulic port 30c communicate with each other by the leftward movement of the right land of the spool 31, thereby communicating between the hydraulic passage 60 and the hydraulic release passage 66. For this reason, the hydraulic pressure in the advance side hydraulic chamber 22 is released. As a result, the hydraulic piston 17 is pushed to the left in the annular space 90, so that the camshaft 5 rotates in the opposite direction to the above and is retarded relative to the sprocket 13a, that is, the crankshaft 2.
[0042]
3A, 3B, and 3C, the degree of communication between the port 30b and the port 30e (or port 30d) and the degree of communication between the port 30c and the port 30d (or port 30f). Is controlled by the opening degree with respect to each port 30b and 30c of each land on the left and right sides accompanying the movement of the spool 31 in the right direction (or movement in the left direction).
[0043]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the position of the spool 31 in the hydraulic control valve 30 under a certain operating condition of the internal combustion engine 1 (hereinafter referred to as the spool position) and the actual valve timing change speed. In this characteristic diagram, the region where the actual valve timing change rate is positive corresponds to the region where the actual valve timing change rate is moving in the advance direction, while the region where the actual valve timing change rate is negative is the region where the region is moving in the retard direction. Equivalent to. The spool position on the horizontal axis in this characteristic diagram is proportional to the linear solenoid current.
[0044]
In this characteristic diagram, symbols (a), (b), and (c) indicate spool positions corresponding to the positions of the spool 31 in FIGS. 3 (a), (b), and (c), respectively. The linear solenoid current at the point where the actual valve timing does not change as indicated by the symbol (b) is hereinafter referred to as holding current. The phase difference adjusting device 40 can be controlled by increasing the linear solenoid current when it is desired to advance the valve timing on the basis of this holding current, and by decreasing the linear solenoid current when it is desired to retard the valve timing. it can.
[0045]
FIG. 5 is a block diagram showing functionally divided configurations corresponding to the various sensors, the microcomputer 48, the current control circuit 49, the hydraulic control valve 30, the phase difference adjusting device 40, and other various elements shown in FIG. .
[0046]
A target valve timing calculation unit 100 (corresponding to target valve timing setting means) calculates a target valve timing based on internal combustion engine operating conditions detected from various signals such as an intake air amount sensor, a water temperature sensor, and a throttle opening sensor.
[0047]
An actual valve timing calculation unit 101 (corresponding to an actual valve timing detection unit) calculates actual valve timing based on signals from the crank position sensor 42 and the cam shaft position sensor 44.
[0048]
Based on the target valve timing and the actual valve timing, the control signal calculation unit 102 (corresponding to the control signal output means) calculates a control current to be supplied to the hydraulic control valve 30 so that the actual valve timing matches the target valve timing. .
[0049]
A control abnormality determination unit 103 (corresponding to an abnormality determination unit) determines abnormality of feedback control of the valve timing based on the target valve timing and the actual valve timing.
[0050]
The cleaning condition determination unit 104 (corresponding to a cleaning request unit) determines a cleaning request for the hydraulic control valve 30 based on the output current.
[0051]
The output current calculation unit 105 (corresponding to the opening adjustment means) adjusts the opening of the hydraulic control valve 30 by operating the output current based on the actual valve timing, control current, control abnormality determination, and cleaning request determination. Then, the phase difference adjusting device 40 is operated.
[0052]
As shown in FIG. 1, the electronic control unit 46 includes a microcomputer 48 and a current control circuit 49. The microcomputer 48 implements the functions 101 to 105 shown in FIG. 5 by executing the routines shown in FIGS. 6 to 10. The processing contents of the routines shown in FIGS. 6 to 10 will be described below.
[0053]
FIG. 6 is a flowchart showing the processing flow of the entire main routine. This main routine is repeatedly processed every predetermined time or every predetermined crank angle. When the microcomputer 48 starts the processing of the main routine, first, in step 110, detection signals of various sensors for detecting the operation state of the internal combustion engine such as the crank position sensor 42, the cam position sensor 44, the cooling water temperature signal, the intake air amount signal, and the like. Read. Thereafter, in step 111, the optimum target valve timing is determined by referring to data stored in a ROM (not shown) of the microcomputer 48 based on the operation state of the internal combustion engine such as the cooling water temperature, the intake air amount, and the engine speed. calculate.
[0054]
Then, in the next step 112, based on the timing when the signals from the crank position sensor 42 and the cam shaft position sensor 44 are input to the microcomputer 48, the phase difference between the two signals is detected, and the actual valve timing is calculated. Thereafter, in step 113, a control current Ifb for feedback control of the actual valve timing is calculated. The control current Ifb is calculated by the following equation based on the PD control equation corresponding to the control deviation e between the target valve timing r and the actual valve timing y with reference to the holding current Ih.
[0055]
e = ry
Ifb = Ih + f (Kp × e + Kd × de / dt)
In the above equations, Kp and Kd each represent a constant. As shown in FIG. 4, the function f () is a function for correcting the non-linearity of the actual valve timing change characteristic, and an actual valve timing change speed proportional to Kp × e + Kd × de / dt is obtained. The amount of current change from the holding current is calculated.
[0056]
In the next step 114, a control abnormality determination routine shown in FIG. 7, which will be described later, is executed to determine whether there is an abnormality in the feedback control of the actual valve timing. Thereafter, in step 115, a cleaning condition determination routine shown in FIG. 8 described later is executed to determine whether or not the cleaning condition is satisfied.
[0057]
Thereafter, in step 116, an output current calculation routine shown in FIG. 9 described later is executed to calculate the output current to the hydraulic control valve 30, and in step 117, this output current is output to the hydraulic control valve 30. . Thereby, the opening degree of the hydraulic control valve 30 is adjusted, and the supply amount of the hydraulic oil pressure-fed by the oil pump 29 from the oil pan 28 to the phase difference adjusting device 40 is controlled.
[0058]
On the other hand, FIG. 7 is a flowchart showing the flow of processing of the control abnormality determination routine. This routine is called as a subroutine at step 114 of the main program in FIG. When the processing of this routine is started, first, at step 120, it is determined whether or not the absolute value | ry− | of the difference between the target valve timing r and the actual valve timing y is equal to or greater than a predetermined value α. Here, if | r−y | <α, it is determined that the feedback control is normal, and the process proceeds to step 122 where the fail determination counter Tf that measures the time during which the abnormal control state continues is reset to “0”. In subsequent step 125, the control abnormality flag Xfail is set to “0” indicating normality, and the control abnormality determination process is terminated.
[0059]
On the other hand, when | r−y | ≧ α, the feedback control of the actual valve timing may be abnormal. In this case, the process proceeds to step 121, and the fail determination counter Tf is counted up to measure the time during which the abnormal control state continues. Thereafter, in step 123, it is determined whether or not the fail determination counter Tf is equal to or greater than a predetermined value β. If Tf ≧ β, the time during which the control abnormality state continues is equal to or longer than the predetermined time, so The process proceeds to step 124 where the control abnormality flag Xfail is set to “1” indicating the control abnormality, and the control abnormality determination process is terminated.
[0060]
On the other hand, if Tf <β, the time during which the control abnormality state has continued is less than the predetermined time, so at this stage, it is not yet determined that the control abnormality has occurred, and the process proceeds to step 125 and the control abnormality flag Xfail is set to normal. The control abnormality determination is terminated while maintaining “0” indicating. Through these series of processes, it is possible to determine whether or not there is an abnormality in the feedback control of the actual valve timing.
[0061]
On the other hand, FIG. 8 is a flowchart showing the flow of the cleaning condition determination routine. This routine is called as a subroutine at step 115 of the main routine of FIG. When the processing of this routine is started, first, at step 130, it is determined from the engine speed whether the engine is started or stopped. Before the engine is started or stopped, the cleaning condition is satisfied and the hydraulic control valve 30 is cleaned. Therefore, the process proceeds to step 137, the cleaning request flag Xcl is set to “1” indicating the cleaning request, and the cleaning condition is determined. The process ends.
[0062]
On the other hand, if it does not correspond to either before engine start or stop, the routine proceeds to step 131 where it is determined whether or not the engine is idling based on the throttle opening signal in order to determine the next cleaning condition. In the case of the engine idle state, the cleaning condition is established, and the hydraulic control valve 30 is cleaned. Therefore, the process proceeds to step 137, the cleaning request flag Xcl is set to “1” indicating the cleaning request, and the cleaning condition determination is performed. The process ends.
[0063]
If neither engine stop, engine stop, nor idle is applicable, the routine proceeds to step 132 where it is determined whether the difference between the output current I and the holding current Ih is equal to or less than a predetermined value γ in order to determine the next cleaning condition. judge. If the output current I is equal to the holding current Ih, the actual valve timing is constant, the hydraulic port 30c to the advance side hydraulic chamber 22 of the hydraulic control valve 30, and the hydraulic port 30b to the retard side hydraulic chamber 32. Are both closed. From this, when the difference between the output current I and the holding current Ih is small, it can be determined that the opening degree of the hydraulic control valve 30 is small. When this state continues for a long time, the amount of oil passing through the hydraulic control valve 30 is reduced, and impurities and foreign matters in the engine oil are likely to settle and accumulate in the hydraulic control valve 30.
[0064]
Therefore, when it is determined in step 132 that | I−Ih | ≦ γ (that is, when the opening of the hydraulic control valve 30 is small), the process proceeds to step 133 and the valve opening small time counter Th is counted up. By doing so, the time during which the hydraulic control valve 30 continues to be in the state of a small opening is measured. Thereafter, in step 135, it is determined whether or not the valve opening small time counter Th is greater than or equal to a predetermined value δ. If Th ≧ δ, the state in which the hydraulic control valve 30 is in a small opening state continues for a long time. Therefore, since there is a possibility that impurities and foreign matters in the engine oil have accumulated in the hydraulic control valve 30, the process proceeds to step 137, the cleaning request flag Xcl is set to “1” indicating a cleaning request, and the cleaning condition is determined. The process ends.
[0065]
On the other hand, when Th <δ, since the time during which the hydraulic control valve 30 is small is short and cleaning in the hydraulic control valve 30 is not yet required, the process proceeds to step 138 and the cleaning request flag is set. Xcl is set to “0” indicating that cleaning is not necessary, and the cleaning condition determination process is terminated.
[0066]
On the other hand, when it is determined at step 132 that | I−Ih |> γ (that is, when the opening degree of the hydraulic control valve 30 is large), the routine proceeds to step 134 where the valve opening degree small time counter Th is set to “ Then, in step 136, whether or not the cleaning operation is being performed is determined by whether or not the cleaning request flag Xcl = 1 and the cleaning end flag Xend = 0 are satisfied. If the cleaning operation is being executed (Xcl = 1 and Xend = 0), the cleaning condition determination is finished as it is so as not to prevent the execution of the cleaning operation. If the cleaning operation is not being executed, the process proceeds to step 138. The cleaning request flag Xcl is set to “0” indicating that cleaning is not necessary, and the cleaning condition determination process is terminated.
[0067]
It is desirable to clean the hydraulic control valve 30 by a series of these operations. Before the engine is started, when it is stopped, at idle, when the hydraulic control valve 30 is kept open for a long time, the cleaning request is output as an output current. The data can be output to the calculation unit 105. In the present invention, the cleaning conditions are as follows: (1) before starting the engine, (2) when stopped, (3) at idle, and (4) when the hydraulic control valve 30 has a small opening for a long time. The conditions are not limited to those for determining conditions, and one to three conditions among the above (1) to (4) may be determined as cleaning conditions.
[0068]
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of processing of the output current calculation routine. This routine is called as a subroutine at step 116 of the main routine of FIG. When the processing of this routine is started, it is first determined in step 140 whether or not the control abnormality flag Xfail is “1” indicating a control abnormality. If Xfail = 1, the processing at the time of valve timing feedback control abnormality is determined. Therefore, the process proceeds to step 144, the output current I is set to the minimum value Imin, and the output current calculation process is ended. Here, Imin is a small current that hardly generates heat even when the hydraulic control valve 30 is energized.
[0069]
On the other hand, if Xfail = 0 (control normal), the process proceeds to step 141 to determine whether the cleaning request flag Xcl is “1” indicating a cleaning request, and Xcl ≠ 1 (cleaning unnecessary). In this case, the process proceeds to step 142 where the cleaning end flag Xend = 0 and the cleaning counter CC = 0 are set in preparation for the next cleaning execution. In the next step 145, the output current I is set to a control current Ifb for feedback control of the valve timing, and the output current calculation process is terminated.
[0070]
On the other hand, if the cleaning request flag Xcl is “1” indicating the cleaning request in step 141, the process proceeds to step 143 in order to execute the cleaning of the hydraulic control valve 30, and the cleaning end flag Xend is set before the cleaning end. In the case of Xend = 0 (before the end of cleaning), the process proceeds to step 146, and a cleaning current calculation routine shown in FIG. 10 described later is executed to clean the hydraulic control valve 30. Cleaning current Ic is calculated, and the output current calculation process is terminated.
[0071]
If Xend = 1 (cleaning end) in step 143, the process proceeds to step 145, where the output current I is set to the control current Ifb for feedback control of the valve timing, and the output current calculation process is terminated.
[0072]
FIG. 11 is a time chart showing an example of changes in the output current I, the control abnormality flag Xfail, and the valve timing. In the valve timing chart, the solid line represents the actual valve timing y, and the dotted line represents the target valve timing r. In this example, at the point A in the valve timing chart, the hydraulic control valve 30 is locked due to foreign object engagement, and thereafter, at point B, the difference between the actual valve timing y and the target valve timing r becomes larger than α, and this state , The control abnormality flag Xfail = 1 is set by the control abnormality determination at the point C where the time β has elapsed. The change in the output current I during this period is a state in which the feedback control is forcibly continued after the point B elapses, and the state of reaching the maximum value Imax continues for a while, and overheating of the hydraulic control valve 30 is concerned. . However, the output current I is suppressed to a low value by the control abnormality process (Xfail = 1) at the point C, and overheating of the hydraulic control valve 30 is prevented beforehand.
[0073]
On the other hand, FIG. 10 is a flowchart showing a process flow of the cleaning current calculation routine. This routine is called as a subroutine at step 146 of the output current calculation routine of FIG. When processing of this routine is started, first, at step 150, it is determined whether or not the cleaning execution start timing is based on whether or not the cleaning counter CC = 0, and if CC = 0 (cleaning execution start timing), step 150 is performed. 151, the process at the start of cleaning execution, that is, the actual valve timing y at the start of cleaning is stored as yc, the cleaning time counter Tc is reset to “0”, and the cleaning counter CC is set to “1”. Various variables are initialized, and the process proceeds to step 152.
[0074]
In step 150, if the cleaning counter CC ≠ 0 (that is, if the initialization has been completed), the process immediately proceeds to step 152, where the absolute difference between the actual valve timing yc at the start of cleaning and the current actual valve timing y is absolute. It is determined whether or not the value is larger than a predetermined value ε. Here, if | yc−y |> ε, the process proceeds to step 154 so as to open the oil path opposite to the currently opened oil path in order to suppress fluctuations in the actual valve timing due to the cleaning process. Then, the cleaning time counter Tc is reset to “0”, the cleaning counter CC is incremented, and the process proceeds to Step 156.
[0075]
On the other hand, if | yc−y | ≦ ε in step 152, the process proceeds to step 153, where it is determined whether or not the cleaning time counter Tc is larger than a predetermined value ζ. Proceeds to step 154, resets the cleaning time counter Tc, and increments the cleaning counter CC. However, if Tc ≦ ζ, the process proceeds to step 155 to increment the cleaning time counter Tc, thereby increasing the hydraulic control valve. The time during which the large opening degree of 30 continues is measured, and the process proceeds to Step 156.
[0076]
In step 156, it is determined whether or not the cleaning counter CC has exceeded 10. If CC> 10, the process proceeds to step 158 to end the cleaning process, and the cleaning end flag Xend is set to “1” indicating the end of cleaning. To finish the cleaning current calculation process.
[0077]
On the other hand, if the cleaning counter CC is 10 or less, the cleaning process is continued, and the process proceeds to step 157 to determine whether or not the cleaning counter CC is an odd number. If CC is an odd number, the process proceeds to step 160. When the cleaning current Ic is set to the maximum value Imax and CC is an even number, the process proceeds to step 159, the cleaning current Ic is set to the minimum value Imin, and the cleaning current calculation process is ended. Here, Imax is a current that maximizes the oil path from the oil pump 29 in the hydraulic control valve 30 to the advanced hydraulic chamber 22 of the phase adjusting device 40, and Imin is the phase from the oil pump 29 in the hydraulic control valve 30. This is the current that maximizes the oil passage to the retarding hydraulic chamber 32 of the adjusting device 40.
[0078]
Through this series of processes, each time the cleaning counter CC is counted up, the oil passage 29 from the oil pump 29 of the hydraulic control valve 30 is opened and closed, and the oil passage to the retard side hydraulic chamber 32 is opened. Opening and closing is repeated 5 times alternately. Further, by switching the oil passage while monitoring the fluctuation of the actual valve timing, the fluctuation of the actual valve timing can be suppressed and the engine state during the cleaning process can be kept stable.
[0079]
An example of the control described above is shown in a time chart in FIG. FIG. 12 shows changes in the cleaning request flag Xcl, the cleaning end flag Xend, the output current I, and the valve timing. In the valve timing chart, the solid line represents the actual valve timing y, and the dotted line represents the target valve timing r. In this example, the valve timing is stable at point D, and the state where the opening degree of the hydraulic control valve 30 is small continues for time δ or more. Thereafter, the cleaning condition is established at point E, and the cleaning request flag Xcl = 1. Thereafter, stepwise changes to the output current I = Imax and Imin are repeated alternately. When this step change in the output current I is repeated a total of 10 times (point F), the cleaning end flag Xend = 1 and the cleaning process ends.
[0080]
Changes in actual valve timing during this period are monitored, and the fluctuations fall within a range of ± ε. That is, every time the actual valve timing fluctuation reaches ± ε, the output current I is swung to the opposite side (for example, if the current output current I is Imax, it is swung to Imin, and if the current output current I is Imin, Imax Each time, the direction of fluctuation of the actual valve timing is reversed to keep the fluctuation within the range of ± ε.
[0081]
On the other hand, FIGS. 13 to 18 show the embodiment (2) of the present invention.
[0082]
FIG. 13 is a block diagram showing functionally divided configurations corresponding to the various sensors, the microcomputer 48, the current control circuit 49, the hydraulic control valve 30, the phase difference adjusting device 40, and other various elements shown in FIG. .
[0083]
A target valve timing calculation unit 170 (corresponding to target valve timing setting means) calculates a target valve timing based on internal combustion engine operating conditions detected by various sensors such as an intake air amount sensor, a water temperature sensor, and a throttle opening sensor.
[0084]
An actual valve timing calculation unit 171 (corresponding to an actual valve timing detection unit) calculates an actual valve timing based on signals from the crank position sensor 42 and the cam shaft position sensor 44.
[0085]
The cleaning condition determination unit 172 (corresponding to the cleaning request unit) determines whether there is a cleaning request for the hydraulic control valve 30 based on the output current I.
[0086]
The control signal calculation unit 173 (corresponding to the control signal output means) energizes the hydraulic control valve 30 so that the actual valve timing matches the target valve timing based on the target valve timing, the actual valve timing, and the determination result of the cleaning request. The power control current is calculated.
[0087]
A control abnormality determination unit 174 (corresponding to an abnormality determination unit) determines whether there is an abnormality in feedback control of the actual valve timing based on the target valve timing and the actual valve timing.
[0088]
The output current calculation unit 175 (corresponding to the opening adjustment means) adjusts the opening of the hydraulic control valve 30 by operating the output current based on the actual valve timing, the control current, and the control abnormality determination, and adjusts the phase difference. The device 40 is activated.
[0089]
As shown in FIG. 1, the electronic control unit 46 includes a microcomputer 48 and a current control circuit 49. The microcomputer 48 implements the functions 170 to 175 shown in FIG. 13 by executing the routines shown in FIGS. 7 and 14 to 17. The processing contents of each routine will be described below.
[0090]
FIG. 14 is a flowchart showing the flow of processing of the entire main routine. This main routine is repeatedly processed every predetermined time or every predetermined crank angle. When the microcomputer 48 starts the processing of the main routine, first, in step 180, detection signals of various sensors for detecting the operation state of the internal combustion engine such as the crank position sensor 42, the cam position sensor 44, the cooling water temperature signal, the intake air amount signal, and the like. Read. Thereafter, in step 181, the optimum target valve timing is determined by referring to data stored in a ROM (not shown) of the microcomputer 48 based on the operating state of the internal combustion engine such as the cooling water temperature, the intake air amount, the engine speed, and the like. calculate.
[0091]
In the next step 182, the phase difference between the two signals is detected based on the timing when the signals from the crank position sensor 42 and the cam shaft position sensor 44 are input to the microcomputer 48, and the actual valve timing is calculated. Thereafter, in step 183, a cleaning condition determination routine shown in FIG. 15 described later is executed to determine whether or not the cleaning condition is satisfied.
[0092]
Thereafter, in step 184, a control current Ifb for feedback control of actual valve timing is calculated by executing a control current calculation routine of FIG. In the next step 185, the control abnormality determination routine shown in FIG. 7 is executed to determine whether or not there is an abnormality in the feedback control of the actual valve timing. Since the processing content of this control abnormality determination routine has already been described in the embodiment (1), description thereof is omitted here.
[0093]
In the next step 186, an output current is calculated by executing an output current calculation routine of FIG. Thereafter, in step 187, the output current is output to the hydraulic control valve 30. Thereby, the opening degree of the hydraulic control valve 30 is adjusted, and the supply amount of the hydraulic oil pressure-fed by the oil pump 29 from the oil pan 28 to the phase difference adjusting device 40 is controlled.
[0094]
On the other hand, FIG. 15 is a flowchart showing a processing flow of the cleaning condition determination routine. This routine is called as a subroutine at step 183 of the main routine of FIG. When the processing of this routine is started, first, at step 190, it is determined whether or not the difference between the output current I and the holding current Ih is equal to or smaller than a predetermined value γ. If the output current I is equal to the holding current Ih, the actual valve timing is constant, the hydraulic port 30c to the advance side hydraulic chamber 22 of the hydraulic control valve 30, and the hydraulic port 30b to the retard side hydraulic chamber 32. Are both closed. From this, when the difference between the output current I and the holding current Ih is small, it can be determined that the opening degree of the hydraulic control valve 30 is small. When this state continues for a long time, the amount of oil passing through the hydraulic control valve 30 decreases, and impurities in the engine oil tend to precipitate and accumulate in the hydraulic control valve 30.
[0095]
Therefore, when it is determined in step 190 that | I−Ih | ≦ γ (that is, when the opening degree of the hydraulic control valve 30 is small), the process proceeds to step 191 to count up the valve opening degree small time counter Th. By doing so, the time during which the hydraulic control valve 30 continues to be in the state of a small opening is measured. Thereafter, in step 193, it is determined whether or not the valve opening small time counter Th is equal to or larger than a predetermined value δ. If Th ≧ δ, the state where the hydraulic control valve 30 is in a small opening state continues for a long time. Therefore, since there is a possibility that impurities and foreign matters in the engine oil are accumulated in the hydraulic control valve 30, the process proceeds to step 194, and the cleaning request flag Xcl is set to “1” indicating a cleaning request to determine the cleaning condition. Exit.
[0096]
On the other hand, when Th <δ, since the time during which the hydraulic control valve 30 is small is short and cleaning in the hydraulic control valve 30 is not yet required, the process proceeds to step 195 and the cleaning request flag is set. Xcl is set to “0” indicating that cleaning is not necessary, and the cleaning condition determination is terminated.
[0097]
On the other hand, when it is determined in step 190 that | I−Ih |> γ (that is, when the opening of the hydraulic control valve 30 is large), the process proceeds to step 192 to reset the valve opening small time counter Th. In step 195, the cleaning request flag Xcl is set to “0” indicating that cleaning is not necessary, and the cleaning condition determination is completed.
[0098]
It is desirable to clean the hydraulic control valve 30 by a series of these operations, and it is possible to detect when the hydraulic control valve 30 is in a small opening state for a long time and to output a cleaning request to the output current calculation unit 173.
[0099]
On the other hand, FIG. 16 is a flowchart showing the flow of processing of the control current calculation routine. This routine is called as a subroutine at step 184 of the main routine of FIG. When the processing of this routine is started, first, at step 200, the control deviation e between the target valve timing r and the actual valve timing y and the PD control current Ipd calculated based on the PD control equation are obtained by the following equation. Calculate.
[0100]
e = ry
Ipd = f (Kp × e + Kd × de / dt)
In the above equations, Kp and Kd each represent a constant. As shown in FIG. 4, the function f () is a function for correcting the non-linearity of the actual valve timing change characteristic, and an actual valve timing change speed proportional to Kp × e + Kd × de / dt is obtained. The amount of current change from the holding current is calculated.
[0101]
After this calculation, the process proceeds to step 201 to determine whether or not the cleaning request flag Xcl is “1” indicating a cleaning request. If the cleaning request flag Xcl = 0 (cleaning unnecessary), the process proceeds to step 202, the cleaning end flag Xend is reset to “0”, and the process proceeds to step 206 in preparation for the next cleaning operation. In step 206, the control current Ifb is calculated in a normal manner, that is, the control current Ifb is calculated by adding the PD current Ipd to the holding current Ih, and the control current calculation process is terminated.
[0102]
On the other hand, if the cleaning request flag Xcl = 1 (cleaning request) in step 201, the process proceeds to step 203, and whether or not the cleaning end flag Xend = 0 and the absolute value of the PD control current Ipd is greater than the predetermined value γ. If this condition is satisfied, the routine proceeds to step 204, where the cleaning end flag Xend is set to “1” indicating the end of cleaning. Thereafter, in step 205, it is determined whether or not the absolute value of the PD control current Ipd is larger than a predetermined value IL. If | Ipd | ≦ IL, a control current with a small opening of the hydraulic control valve 30 is used. Therefore, the process proceeds to step 207 so that the opening degree of the hydraulic control valve 30 is sufficiently increased to obtain a control current that can sufficiently expect the cleaning effect. In this step 207, the control current Ifb is calculated by the following equation as a value changed from the holding current Ih by IL.
[0103]
Ifb = Ih + IL × sign (Ipd)
Here, sign () is a function for calculating the positive / negative of the numerical value in (), and returns “1” if the numerical value in () is positive, and returns “−1” if it is negative. That is, if the PD control current Ipd is positive, Ifb = Ih + IL, and if the PD control current Ipd is negative, Ifb = Ih−IL.
[0104]
On the other hand, if “No” is determined in step 203 (that is, if Xend = 1 or | Ipd | ≦ γ), or if “Yes” is determined in step 205 (| Ipd |> IL). Since the control current that can sufficiently increase the opening degree of the hydraulic control valve 30 is energized, the routine proceeds to step 206 so that the normal control current is obtained. In this step 206, the control current Ifb is calculated by a normal method, that is, the control current Ifb is calculated by adding the PD current Ipd to the holding current Ih, and the control current calculation process is ended.
[0105]
Through these series of processes, when the valve timing changes from the steady state, if there is a cleaning request, the opening degree of the hydraulic control valve 30 exceeding a predetermined value can be guaranteed without fail, and a sufficient cleaning effect can be exhibited. it can.
[0106]
On the other hand, FIG. 17 is a flowchart showing the flow of processing of the output current calculation routine. This routine is called as a subroutine at step 186 of the main routine of FIG. When the processing of this routine is started, first, at step 210, it is determined whether or not the control abnormality flag Xfail is “1” indicating a control abnormality. If Xfail = 1, the valve timing feedback control abnormality is detected. In order to perform the process, the process proceeds to step 211, the output current I is set to the minimum value Imin, and the output current calculation process is terminated. Here, Imin is a small current that hardly generates heat even when the hydraulic control valve 30 is energized.
[0107]
On the other hand, if Xfail = 0 (normal) in step 210, the process proceeds to step 212, where the control current I is set to the current Ifb for feedback control of the valve timing, and the output current calculation process ends. To do.
[0108]
The control operation according to the embodiment (2) described above will be described with reference to the time chart shown in FIG. This time chart shows changes in the cleaning request flag Xcl, output current I, and valve timing. In the valve timing chart, the solid line represents the actual valve timing y, and the dotted line represents the target valve timing r. In this example, the valve timing is stabilized at the point G, and thereafter, the state where the opening degree of the hydraulic control valve 30 is small continues. The cleaning condition is satisfied and the cleaning request flag Xcl is set to 1 at a time (point H) when the small opening of the hydraulic control valve 30 continues for time δ or more. After that, since the advance of the target valve timing starts at point J, feedback control is performed by changing the output current. At that time, the output current is held to secure the opening degree of the hydraulic control valve 30 to a predetermined value or more. The current Ih is changed more than IL. Thereby, the cleaning effect of the hydraulic control valve 30 is obtained. Thereafter, since the control current is moved at the point K, the cleaning request flag Xcl = 0 and the cleaning is completed.
[0109]
In the above-described two embodiments (1) and (2), the example in which the present invention is applied to the valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing timing of the intake valve of the internal combustion engine 1 has been described. Thus, the present invention may be applied to a device that adjusts the opening / closing timing of the exhaust valve of the internal combustion engine 1 or a valve timing adjusting device that adjusts the opening / closing timing of both the intake valve and the exhaust valve.
[0110]
In the above embodiment, the chain drive system is used as the transmission mechanism for rotating the camshaft in synchronization with the crankshaft. However, a belt drive system or a gear drive system may be used. Further, the present invention may be implemented by applying the present invention to an overhead cam type internal combustion engine such as a motorcycle or a ship without being limited to a vehicle.
[0111]
In implementing the present invention, a valve timing adjusting device may be adopted not only for an overhead cam type internal combustion engine but also for an overhead valve type internal combustion engine, and the present invention may be applied to this.
[0112]
Further, the function of each step in each routine of the above embodiment may be realized by a hardware logic configuration as a function execution unit.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an entire system showing an embodiment (1) of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a phase difference adjusting device
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the operation of a hydraulic control valve
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the actual valve timing change speed and the spool position.
FIG. 5 is a functional block diagram of the control system.
FIG. 6 is a flowchart showing a process flow of a main routine.
FIG. 7 is a flowchart showing a process flow of a control abnormality determination routine.
FIG. 8 is a flowchart showing a process flow of a cleaning condition determination routine.
FIG. 9 is a flowchart showing a process flow of an output current calculation routine.
FIG. 10 is a flowchart showing a process flow of a cleaning current calculation routine.
FIG. 11 is a time chart showing changes over time in a control abnormality flag, output current, and valve timing.
FIG. 12 is a time chart showing changes over time in a cleaning request flag, a cleaning end flag, an output current, and a valve timing.
FIG. 13 is a functional block diagram of a control system in the embodiment (2) of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart showing the flow of processing of the main routine.
FIG. 15 is a flowchart showing a process flow of a cleaning condition determination routine.
FIG. 16 is a flowchart showing a process flow of a control current calculation routine.
FIG. 17 is a flowchart showing a flow of processing of an output current calculation routine.
FIG. 18 is a time chart showing changes over time in a cleaning request flag, output current, and valve timing.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Internal combustion engine, 2 ... Crankshaft, 4 ... Exhaust side camshaft, 5 ... Intake side camshaft, 17 ... Hydraulic piston, 22 ... Advance side hydraulic chamber, 28 ... Oil pan, 29 ... Oil pump, 30 ... Hydraulic pressure Control valve, 32 ... retard side hydraulic chamber, 40 ... phase difference adjusting device, 42 ... crank position sensor, 44 ... camshaft position sensor, 46 ... internal combustion engine control device, 48 ... microcomputer, 49 ... current control circuit, 64 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Linear solenoid, 100 ... Target valve timing calculation part (target valve timing setting means), 101 ... Actual valve timing calculation part (actual valve timing detection means), 102 ... Control signal output part (control signal output means), 103 ... Control Abnormality determination unit (abnormality determination unit), 104 ... cleaning condition determination unit (cleaning request unit), 105 ... output current calculation unit (opening adjustment unit), 17 ... target valve timing calculation section (target valve timing setting means), 171 ... actual valve timing calculation section (actual valve timing detection means), 172 ... cleaning condition determination section (cleaning request means), 173 ... control signal output section (control signal) (Output means), 174... Control abnormality determination section (abnormality determination means), 175... Output current calculation section (opening adjustment means).

Claims (4)

内燃機関のクランク軸とカム軸との間の位相差を油圧に応じて調整する位相差調整装置と、
前記位相差調整装置への油圧を制御する油圧制御弁と、
前記油圧制御弁の開度を調整する開度調整手段と、
前記クランク軸と前記カム軸との相対回転角に基づき吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、
内燃機関の運転状態に応じて前記吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の目標バルブタイミングを設定する目標バルブタイミング設定手段と、
前記実バルブタイミングを前記目標バルブタイミングに一致させるようにフィードバック制御するための制御信号を前記開度調整手段に出力する制御信号出力手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング調整装置において、
前記内燃機関の始動前、アイドル時、停止時の少なくとも一つの状態においてクリーニング要求を前記開度調整手段へ出力するクリーニング要求手段を備え、
前記開度調整手段は、前記クリーニング要求手段からクリーニング要求が有る場合に、前記制御信号出力手段からの入力を無効として、前記油圧制御弁を強制的に開閉させるとともに、前記油圧制御弁を強制的に開閉させる際に、前記実バルブタイミングの変化量が所定値以内に収まるように前記油圧制御弁の開放時間を制御することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング調整装置。A phase difference adjusting device for adjusting the phase difference between the crankshaft and the camshaft of the internal combustion engine in accordance with the hydraulic pressure;
A hydraulic control valve for controlling the hydraulic pressure to the phase difference adjusting device;
Opening adjustment means for adjusting the opening of the hydraulic control valve;
An actual valve timing detecting means for detecting an actual valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve based on a relative rotation angle between the crankshaft and the camshaft;
Target valve timing setting means for setting a target valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve in accordance with the operating state of the internal combustion engine;
In a valve timing adjusting apparatus for an internal combustion engine, comprising: a control signal output means for outputting a control signal for feedback control so as to make the actual valve timing coincide with the target valve timing, to the opening degree adjusting means,
Cleaning request means for outputting a cleaning request to the opening degree adjusting means in at least one state before starting, idling, and stopping the internal combustion engine;
The opening adjustment means forcibly opens and closes the hydraulic control valve and forcibly opens the hydraulic control valve when the cleaning request is issued from the cleaning request means and invalidates the input from the control signal output means. A valve timing adjusting device for an internal combustion engine , wherein the opening time of the hydraulic control valve is controlled so that the amount of change in the actual valve timing falls within a predetermined value when the valve is opened and closed . 内燃機関のクランク軸とカム軸との間の位相差を油圧に応じて調整する位相差調整装置と、
前記位相差調整装置への油圧を制御する油圧制御弁と、
前記油圧制御弁の開度を調整する開度調整手段と、
前記クランク軸と前記カム軸との相対回転角に基づき吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の実バルブタイミングを検出する実バルブタイミング検出手段と、
内燃機関の運転状態に応じて前記吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の目標バルブタイミングを設定する目標バルブタイミング設定手段と、
前記実バルブタイミングを前記目標バルブタイミングに一致させるようにフィードバック制御するための制御信号を前記開度調整手段に出力する制御信号出力手段とを備えた内燃機関のバルブタイミング調整装置において、
前記内燃機関の始動前、アイドル時、停止時の少なくとも一つの状態においてクリーニング要求を前記開度調整手段へ出力するクリーニング要求手段と、
前記実バルブタイミングのフィードバック制御の異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
前記油圧制御弁は、前記開度調整手段からの通電により制御され、
前記開度調整手段は、前記クリーニング要求手段からクリーニング要求が有る場合に、前記油圧制御弁を開閉させ、前記異常判定手段により前記実バルブタイミングのフィードバック制御が異常と判定されたときに前記油圧制御弁への通電を所定以下に制限することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング調整装置。A phase difference adjusting device for adjusting the phase difference between the crankshaft and the camshaft of the internal combustion engine in accordance with the hydraulic pressure;
A hydraulic control valve for controlling the hydraulic pressure to the phase difference adjusting device;
Opening adjustment means for adjusting the opening of the hydraulic control valve;
An actual valve timing detecting means for detecting an actual valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve based on a relative rotation angle between the crankshaft and the camshaft;
Target valve timing setting means for setting a target valve timing of at least one of the intake valve and the exhaust valve in accordance with the operating state of the internal combustion engine;
In a valve timing adjusting apparatus for an internal combustion engine, comprising: a control signal output means for outputting a control signal for feedback control so as to make the actual valve timing coincide with the target valve timing, to the opening degree adjusting means,
Cleaning request means for outputting a cleaning request to the opening adjustment means in at least one state before starting, idling, and stopping the internal combustion engine ;
An abnormality determining means for determining whether there is an abnormality in the feedback control of the actual valve timing ,
The hydraulic control valve is controlled by energization from the opening adjustment means,
The opening adjustment means opens and closes the hydraulic control valve when there is a cleaning request from the cleaning request means, and the hydraulic control when the feedback control of the actual valve timing is determined to be abnormal by the abnormality determination means A valve timing adjusting device for an internal combustion engine , wherein energization of the valve is limited to a predetermined value or less . 前記開度調整手段は、前記クリーニング要求手段からクリーニング要求が有る場合に、前記制御信号出力手段からの入力を無効として、前記油圧制御弁を強制的に開閉させることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。The opening adjustment means, when from the cleaning request means there is a cleaning request as invalid input from said control signal output means to claim 2, wherein the forcibly opening and closing the hydraulic pressure control valve A valve timing adjusting device for an internal combustion engine as described. 前記開度調整手段は、前記クリーニング要求手段からクリーニング要求が有る場合に、前記制御信号出力手段からの入力を無効として、前記油圧制御弁を強制的に開閉させる際に、前記実バルブタイミングの変化量が所定値以内に収まるように前記油圧制御弁の開放時間を制御することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。The opening adjustment means changes the actual valve timing when the hydraulic control valve is forcibly opened and closed by invalidating the input from the control signal output means when there is a cleaning request from the cleaning request means. 4. The valve timing adjusting device for an internal combustion engine according to claim 3 , wherein the opening time of the hydraulic control valve is controlled so that the amount falls within a predetermined value.
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