JP6505579B2 - 可変バルブタイミング装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を進角または遅角させる可変バルブタイミング装置に係る。

従来から、内燃機関の吸気バルブまたは排気バルブの開閉時期を油圧により進角または遅角させる可変バルブタイミング装置が周知となっている。
この可変バルブタイミング装置においては、以下に説明する可変タイミング部、油圧供給部、位相検出部、および、制御部を備えている。

可変タイミング部は、油圧により回転羽根を進角側または遅角側に回転変位させることで開閉時期を進角または遅角させる。
油圧供給部は、可変タイミング部に油圧を供給する供給ポート、供給ポートの開度を増減する弁体、および、弁体を駆動する電磁ソレノイドを有し、電磁ソレノイドが通電制御されて供給ポートの開度が増減することで油圧の供給を調節する。
位相検出部は、吸気バルブ、または、排気バルブの開閉時期の進角または遅角の程度を示す位相を検出する。
そして、制御部は、内燃機関の運転状態に応じて位相の目標値を算出するとともに、位相検出部から得られる検出値と目標値との比較に基づき、電磁ソレノイドを通電制御する。

ところで、作動油には金属粉等の異物が混入していることがある。このため、例えば、供給ポートを閉じる際にこの異物が供給ポートと弁体の隙間に嵌り込み、供給ポートが完全に閉じずに可変タイミング部に油圧が供給され続け、位相に関して目標値と検出値との間の差分（以下、乖離幅と呼ぶことがある）が大きくなってしまう。
そこで、内燃機関に影響を与えない程度に供給ポートを小さく開き異物を除去する対策が周知となっている。
しかし、このような小さな開度では異物を除去できない可能性がある。

そこで、異物を確実に除去できるように供給ポートの開度を大きくする対策が考えられる。
しかし、供給ポートの開度を大きくしてしまうと、可変タイミング部に油圧が急激に供給されることで位相が短時間で変化し、内燃機関にいわゆる吹け上がりが生じる可能性が高まってしまう。
このため、内燃機関の吹け上がりを抑制しつつ、異物を確実に除去できる構成が望まれている。

なお、特許文献１には、異物除去のために供給ポートの開度を大きくしても吹け上がりを抑制することができる構成が開示されている。
すなわち、特許文献１の可変バルブタイミング装置では、ロックピンを回転羽根に係合させることによって位相の変化を規制している。そして、ロックピンの係合は、可変タイミング部に油圧を供給する油圧供給部とは別の油圧供給部から油圧を供給することによって制御されている。

このため、特許文献１の可変バルブタイミング装置によれば、内燃機関動作中でも位相の変化を規制しながら、供給ポートの開度を大きくすることができるので、吹け上がりを抑制しつつ異物を確実に除去することができる。
しかし、特許文献１の可変バルブタイミング装置は、別途、ロックピン、および、ロックピン用の油圧供給部が必要になり、さらに油圧供給部を制御する制御モードが必要となり構成が複雑となってしまう。

特開２００１-２３４７６８号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、可変バルブタイミング装置において、内燃機関の吹け上がりを抑制しつつ、異物を確実に除去することにある。

本願発明によれば、可変バルブタイミング装置は、内燃機関の吸気バルブの開閉時期を油圧により進遅角させる。
そして、可変バルブタイミング装置は、以下の可変タイミング部、油圧供給部、位相検出部、および、制御部を備える。

可変タイミング部は、油圧により回転羽根を進角側に回転変位させることで開閉時期を進遅角させる。
油圧供給部は、可変タイミング部に油圧を供給する供給ポート、供給ポートの開度を増減する弁体、および、弁体を駆動する電磁ソレノイドを有し、電磁ソレノイドが通電制御されて供給ポートの開度が増減することで油圧の供給を調節する。
位相検出部は、開閉時期の進角の程度を示す位相を検出する。
制御部は、内燃機関の運転状態に応じて位相の目標値を算出するとともに、位相検出部から得られる検出値と目標値との比較に基づき、電磁ソレノイドを通電制御する。

ここで、可変タイミング部は、回転羽根の進角側への回転変位を規制して位相の可変領域を最進角側で画する規制部を有する。
また、制御部は、検出値と目標値との乖離幅に対する許容範囲、および、検出値に対する閾値を設定しており、乖離幅が許容範囲を超えているか否かを判定する第１判定部、および、この第１判定部により乖離幅が許容範囲を超えていると判定されたときに、検出値が閾値に達しているか否かを判定する第２判定部を有している。
さらに、制御部は、電磁ソレノイドに対する通電制御のモードとして、第１判定部により乖離幅が許容範囲を超えていると判定されたときに使用する、少なくとも２つのモードを有している。

この２つのモードの内、一方のモードは、第２判定部により検出値が閾値に達していると判定されたときに使用する特異モードであり、他方のモードは、第２判定部により検出値が閾値に達していないと判定されたときに使用する通常モードである。
そして、特異モードでは、通常モードよりも供給ポートの開度が大きくなるように、電磁ソレノイドを通電制御する。
そして、制御部は、電磁ソレノイドに通電量の指令値を与えることで電磁ソレノイドを通電制御するものであり、特異モードにおける通電量の指令値の時間変化の波形は矩形波であり、通常モードにおける通電量の指令値の時間変化の波形は三角波である。

このため、特異モードを使用することにより、供給ポートの開度を大きくすることができるので、より確実に異物を除去することができる。
また、第２判定部を設けることにより、供給ポートの開度が大きい期間を限定することができる。
すなわち、第２判定部において、閾値を超えたときに特異モードを使用するので、開度が大きい期間は、位相が閾値を超えてから可変領域の最進角値に達するまでの期間に限定される。
このため、特異モードを使用して供給ポートの開度を大きくしても、内燃機関の吹け上がりを抑制することができる。
この結果、可変バルブタイミング装置において、内燃機関の吹け上がりを抑制しつつ、異物を確実に除去することができる。
さらに、例えば、モード実行中の通電量の指令値を０と最大値の間で２値的に変化させた場合に、吸気側特異モードを矩形波とし、吸気側通常モードを三角波とすることで、モード実行中の開度の時間的平均値に関し、吸気側特異モードの方が吸気側通常モードよりも大きくさせやすくなる。

可変バルブタイミング装置の説明図である（実施例）。 吸気バルブ系の可変タイミング部の説明図である（実施例）。 吸気バルブ系の油圧供給部の説明図である（実施例）。 吸気バルブ系のスプールの動作説明図である（実施例）。 吸気バルブ系の異物の噛みこみの説明図である（実施例） 吸気バルブ系の位相、および、電磁ソレノイドの通電量の時間変化である（実施例）。 吸気バルブ系の制御フロー図である（実施例）。 排気バルブ系の可変タイミング部の説明図である（実施例）。 排気バルブ系の油圧供給部の説明図である（実施例）。 排気バルブ系のスプールの動作説明図である（実施例）。 排気バルブ系の異物の噛みこみ説明図である（実施例）。 排気バルブ系の位相、および、電磁ソレノイドの通電量の時間変化である（実施例）。 排気バルブ系の制御フロー図である（実施例）。 吸気バルブ系の位相、および、電磁ソレノイドの通電量の時間変化である（変形例）。 吸気バルブ系の振れ幅の説明図である（変形例）。 排気バルブ系の位相、および、電磁ソレノイドの通電量の時間変化である（変形例）。 排気バルブ系の振れ幅の説明図である（変形例）。

以下、発明を実施するための形態を実施例に基づいて説明する。

[実施例の構成]
実施例の可変バルブタイミング装置の構成を、図１〜図４、図８〜図１０を用いて説明する。
可変バルブタイミング装置（以下、可変装置１と呼ぶことがある。）は、内燃機関の吸気バルブ（図示しない。）、および、排気バルブ（図示しない。）の開閉時期を油圧により進角、または、遅角させるものである。

すなわち、可変装置１は、吸気バルブの開閉時期の制御に関わる系統（以下、吸気バルブ系と呼ぶ。）として、可変タイミング部３Ａ、油圧供給部５Ａ、位相検出部７Ａ、および、制御部であるＥＣＵ９を備える。また、可変装置１は、排気バルブの開閉時期の制御に関わる系統（以下、排気バルブ系と呼ぶ。）として、可変タイミング部３Ｂ、油圧供給部５Ｂ、位相検出部７Ｂ、および、吸気バルブの系統と共通のＥＣＵ９を備える。
そして、これらの構成により、可変装置１は、吸気バルブ、および、排気バルブそれぞれの開閉時期の進角、または、遅角の程度を示す位相θＡ、θＢを変更する。
以下、可変装置１の構成の内、吸気バルブ系を先に説明し、その後、排気バルブ系を説明する。

まず、可変装置１は、吸気バルブ系の構成要素として、上記のように可変タイミング部３Ａ、油圧供給部５Ａ、位相検出部７ＡおよびＥＣＵ９を備える。
可変タイミング部３Ａは、図２に示すようにクランク軸（図示しない。）より駆動力が伝達されて回転するハウジング１０Ａと、吸気バルブの開閉を制御するカム軸（図示しない。）に連結されてハウジング１０Ａの内部に収容されるロータ１１Ａとで構成される。
ハウジング１０Ａは、クランク軸から駆動力が伝達されることで、クランク軸と連動して図２に示す進角側方向に回転する。このハウジング１０Ａには、径方向の内側に突出する複数の仕切部１２Ａが略等間隔に設けられ、周方向に隣合う仕切部１２Ａ同士の間に扇状の収容室１３Ａが形成されている。

ロータ１１Ａは、カム軸に固定されるボス部１４Ａと、このボス部１４Ａの径方向外側に突出する複数の回転羽根１５Ａとを有し、この回転羽根１５Ａが収容室１３Ａに配置されて、収容室１３Ａを進角室１６Ａと遅角室１７Ａとに液密的に二分している。
なお、回転羽根１５Ａは、進角室１６Ａに油圧が供給されることにより回転変位して開閉時期を進角させ、遅角室１７Ａに油圧が供給されることにより回転変位して開閉時期を遅角させている。

また、可変タイミング部３Ａは、回転羽根１５Ａの進角側への回転変位を規制して位相θＡの可変領域を最進角側で画する規制部である進角規制部１８Ａと、回転羽根１５Ａの遅角側への回転変位を規制して可変領域を最遅角側で画する規制部である遅角規制部１９Ａとを有する。
ここで、進角規制部１８Ａは、収容室１３Ａの進角側の境界壁であり、回転羽根１５Ａは進角規制部１８Ａに当接することで、進角側への回転変位が規制される。
同様に、遅角規制部１９Ａは、収容室１３Ａの遅角側の境界壁であり、回転羽根１５Ａは遅角規制部１９Ａに当接することで、遅角側への回転変位が規制される。

油圧供給部５Ａは、図３に示すように、例えば、以下に詳説するスリーブ２１Ａ、スプール２２Ａ、リターンスプリング２３Ａ、および、電磁ソレノイド２４Ａ（図１参照。）を具備する電磁駆動式のスプール弁である。
なお、リターンスプリング２３Ａは、スプール２２Ａの軸方向他端側でスリーブ２１Ａとスプール２２Ａとの間にセットされてスプール２２Ａを軸方向一方側（図３の左方向）に付勢する。そして、スプール２２Ａは、電磁ソレノイド２４Ａが非通電の時に、リターンスプリング２３Ａの付勢力により、ストッパ２５Ａに当接している。また、電磁ソレノイド２４Ａは、コイルへの通電により磁気的な吸引力を発生させ、リターンスプリング２３Ａの付勢力に抗してスプール２２Ａを軸方向他方側に駆動する。

スリーブ２１Ａは、例えば、内周にスプール２２Ａを軸方向に摺動自在となるように収容する筒状体である。また、スリーブ２１Ａは、油圧ポンプＰの吐出口に接続する導入ポート２７Ａ、進角室１６Ａに接続する進角ポート２８Ａ、遅角室１７Ａに接続する遅角ポート２９Ａ、および、ドレインに通じるドレインポート３０Ａを具備する。なお、ドレインポート３０Ａは、スリーブ２１Ａの軸方向他方側を貫通する貫通孔となっている。また、油圧ポンプＰは、例えば、クランク軸によって駆動される機械ポンプであり、内燃機関の運転中、オイルパンＯＰから作動油を汲み上げて導入ポート２７Ａに供給する。
また、導入ポート２７Ａ、進角ポート２８Ａ、遅角ポート２９Ａ、および、ドレインポート３０Ａを特段区別しない場合はそれぞれ単にポート２７Ａ、２８Ａ、２９Ａ、３０Ａと呼ぶことがある。

スプール２２Ａは、例えば、ポート２７Ａ、２８Ａ、２９Ａ、３０Ａ間の連通状態を切り替える弁体であり、以下に説明する中空３１Ａ、中空開口３２Ａ、３３Ａ、および周溝３４Ａ、３５Ａ、３６Ａを有する。
中空３１Ａは、スプール２２Ａと同軸に設けられてスプール２２Ａの軸方向他端でスリーブ２１Ａの内周に開放されており、ドレインポート３０Ａと常時連通する。
中空開口３２Ａ、３３Ａは、それぞれ、周溝３４Ａ〜３６Ａの軸方向一方側、他方側に設けられ、中空３１Ａをスプール２２Ａの外周面で開放する。

そして、中空開口３２Ａは、遅角ポート２９Ａと連通することにより、中空３１Ａを介して遅角ポート２９Ａとドレインポート３０Ａとを連通させる（図４（ｃ）参照。）。
また、中空開口３３Ａは、進角ポート２８Ａと連通することにより、中空３１Ａを介して進角ポート２８Ａとドレインポート３０Ａとを連通させる（図４（ａ）参照。）。

周溝３４Ａ〜３６Ａは、中空開口３２Ａ、３３Ａの間に、軸方向他方側に向かって周溝３４Ａ→周溝３５Ａ→周溝３６Ａの順に存在する。
そして、周溝３４Ａは導入ポート２７Ａと遅角ポート２９Ａとを連通させ（図４（ａ）参照。）、周溝３５Ａは導入ポート２７Ａと進角ポート２８Ａとを連通させる（図４（ｃ）参照。）。また、周溝３６Ａは、中空３１Ａおよび中空開口３３Ａを介して、進角ポート２８Ａとドレインポート３０Ａとを連通させる（図４（ａ）参照。）。

以下、油圧供給部５Ａの動作を説明する。
電磁ソレノイド２４Ａへの通電を開始すると、スプール２２Ａがストッパ２５Ａから離れて軸方向他方側に移動を開始する。そして、電磁ソレノイド２４Ａの通電量ＩＳＡを増やしていくと、まず、遅角ポート２９Ａが導入ポート２７Ａに連通し、かつ、進角ポート２８Ａがドレインポート３０Ａに連通する（図４（ａ）参照。）。この状態では、遅角室１７Ａに作動油が供給されつつ進角室１６Ａから作動油が排出されるので、ロータ１１Ａがハウジング１０Ａに対し遅角側に相対回転し、位相θＡが遅角側に変化する。
以下、遅角ポート２９Ａが導入ポート２７Ａに連通し、かつ、進角ポート２８Ａがドレインポート３０Ａに連通する状態を遅角動作状態と呼ぶ。

引き続き、通電量ＩＳＡを増やしていくと、進角ポート２８Ａおよび遅角ポート２９Ａが両方とも導入ポート２７Ａおよびドレインポート３０Ａのいずれにも連通しなくなる（図４（ｂ）参照。）。この状態では、進角室１６Ａおよび遅角室１７Ａへの作動油の流出入が止まるので、ロータ１１Ａがハウジング１０Ａに対し相対回転しなくなり、位相θＡが保持される。
以下、進角ポート２８Ａおよび遅角ポート２９Ａが両方とも導入ポート２７Ａおよびドレインポート３０Ａのいずれにも連通しない状態を保持動作状態と呼ぶ。

さらに、通電量ＩＳＡを増やしていくと、進角ポート２８Ａが導入ポート２７Ａに連通し、かつ、遅角ポート２９Ａがドレインポート３０Ａに連通する（図４（ｃ）参照。）。この状態では、進角室１６Ａに作動油が供給されつつ遅角室１７Ａから作動油が排出されるので、ロータ１１Ａがハウジング１０Ａに対し進角側に相対回転し、位相θＡが進角側に変化する。
以下、進角ポート２８Ａが導入ポート２７Ａに連通し、かつ、遅角ポート２９Ａがドレインポート３０Ａに連通する状態を進角動作状態と呼ぶ。

以上により、油圧供給部５Ａでは、通電量ＩＳＡに応じて、ポート２７Ａ〜３０Ａの連通の状態が、遅角動作状態、保持動作状態および進角動作状態の３つの状態の間で切り替わる。

位相検出部７Ａは、吸気バルブの位相θＡを検出する。
より具体的には、図１に示すように、位相検出部７Ａは、クランク軸の回転角を検出するクランク角センサ３９、および、吸気バルブ側のカム軸の回転角を検出するカム角センサ４０Ａを備える。
そして、これらの検出値からＥＣＵ９によって位相θＡが算出され、位相θＡの検出値としている。

ＥＣＵ９は、内燃機関の運転状態に応じて位相θＡの目標値を算出するとともに、位相θＡに関し、検出値を目標値に一致させるように、電磁ソレノイド２４Ａを通電制御する。
つまり、位相θＡに関して目標値が検出値よりも進角側である場合、ＥＣＵ９は、油圧供給部５Ａにおいて進角動作状態が実現するように通電量ＩＳＡを制御して位相θＡの検出値を進角側に変化させる。逆に、位相θＡに関して目標値が検出値よりも遅角側である場合、ＥＣＵ９は、油圧供給部５Ａにおいて遅角動作状態が実現するように通電量ＩＳＡを制御して位相θＡの検出値を遅角側に変化させる。

次に、可変装置１は、排気バルブ系の構成要素として、上記のように可変タイミング部３Ｂ、油圧供給部５Ｂ、位相検出部７ＢおよびＥＣＵ９を備える。
可変タイミング部３Ｂ、油圧供給部５Ｂは、それぞれ可変タイミング部３Ａ、油圧供給部５Ａと同一構成であり、説明を省略する（図８〜１０参照。）。なお、以下の説明では、可変タイミング部３Ｂに含まれる構成要素の符号は、可変タイミング部３Ａにおける同一の構成要素と、符号の添え字の部分をＡからＢに変えることで区別する。また、油圧供給部５Ｂに含まれる構成要素についても、同様の方式で油圧供給部５Ａに含まれる構成要素と区別する。

また、位相検出部７Ｂは、排気バルブの位相θＢを検出するものであり、吸気バルブ系と共通のクランク角センサ３９、および、排気バルブ側のカム軸の回転角を検出するカム角センサ４０Ｂとを備える。そして、これらの検出値からＥＣＵ９によって位相θＢが算出され、位相θＢの検出値としている。さらに、排気バルブ系では、ＥＣＵ９により、油圧供給部５Ｂを利用した位相θＢの制御が行われるが、この制御は、油圧供給部５Ａを用いた位相θＡの制御と同様である。

[実施例の特徴]
実施例の特徴の内、吸気バルブ系の特徴を先に説明し、その後、排気バルブ系の特徴を説明する。
まず、吸気バルブ系の特徴を説明する。吸気バルブ系の特徴の説明では、油圧供給部５Ａの状態を進角動作状態から保持動作状態に移行するときに、油圧供給部５Ａにおいて異物ｐＡの噛み込みが発生し、進角ポート２８Ａと導入ポート２７Ａとの連通が完全に遮断されない事態を想定する。この場合、異物ｐＡの噛み込みは、例えば、周溝３５Ａを形成する軸方向他方側の壁と、進角ポート２８Ａの内周開口における軸方向一方側の壁との間に異物が挟まることで生じると推定できる（図５参照。）。

このような事態が生じると、油圧供給部５Ａにおいて、進角室１６Ａに作動油が流入し続け、位相θＡが目標値を超えて進角側に変化し続けてしまう。
そこで、ＥＣＵ９は、油圧供給部５Ａにおける異物ｐＡの噛み込み対応として、許容範囲εＡおよび閾値θＡｃを設定するとともに、許容範囲εＡを利用する第１判定部４３、および、閾値θＡｃを利用する第２判定部４５を有する。さらに、ＥＣＵ９は、噛み込んだ異物ｐＡを除去するため、電磁ソレノイド２４Ａに対する通電制御のモードに関して、吸気側特異モードおよび吸気側通常モードの２つのモードを有する。

まず、許容範囲εＡは、位相θＡにおける検出値と目標値との乖離幅δＡに対して設定されるものであり、第１判定部４３は、乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えているか否かを判定する。
また、閾値θＡｃは、位相θＡの検出値に対して設定されるものであり、第２判定部４５は、第１判定部４３により乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えていると判定されたときに、検出値が閾値θＡｃに達しているか否かを判定する。

吸気側特異モードおよび吸気側通常モードは、第１判定部４３により乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えていると判定されたときに使用するモードである。さらに、吸気側特異モードは、第２判定部４５により検出値が閾値θＡｃに達していると判定されたときに使用するモードであり、吸気側通常モードは、第２判定部４５により検出値が閾値θＡｃに達していないと判定されたときに使用するモードである。

そして、吸気側特異モードでは、吸気側通常モードよりも進角ポート２８Ａの開度が大きくなるように、電磁ソレノイド２４Ａを通電制御する。
ここで、進角ポート２８Ａの開度とは、進角ポート２８Ａと導入ポート２７Ａとの連通の程度を示すものである。そして、進角ポート２８Ａの開度を、例えば、異物ｐＡを挟んでいる２つの壁（周溝３５Ａの軸方向他方側の壁と、進角ポート２８Ａの内周開口における軸方向一方側の壁）の軸方向の距離として定義することができる。

また、吸気側特異モードと吸気側通常モードとの開度の差は、例えば、吸気側特異モードと吸気側通常モードとの間で、通電量ＩＳＡの指令値の時間変化パターンを異ならせることで設定している。具体的には、吸気側特異モードにおける時間変化パターンを矩形波とし、吸気側通常モードにおける時間変化のパターンを三角波とすることで、吸気側特異モードの方が吸気側通常モードよりも開度が大きくなるように設定している。すなわち、吸気側特異モードを矩形波とし、吸気側通常モードを三角波とすることで、モード実行中の開度の時間的平均値に関し、吸気側特異モードの方が吸気側通常モードよりも大きくなるように設定している。

さらに、閾値θＡｃは、回転羽根１５Ａが進角規制部１８Ａに当接するときの位相θＡの値として設定されている。つまり、閾値θＡｃは、位相θＡの可変領域の最進角側の境界値（最進角値θＡＬ）である（図２参照。）。

次に、排気バルブ系の特徴を説明する。排気バルブ系の特徴の説明では、油圧供給部５Ｂの状態を進角動作状態から保持動作状態に移行するときに、異物の噛み込みが発生して、遅角ポート２９Ｂと導入ポート２７Ｂとの連通が完全に遮断されない事態を想定する。この場合、異物の噛み込みは、例えば、周溝３４Ｂを形成する軸方向一方側の壁と、遅角ポート２９Ｂの内周開口における軸方向他方側の壁との間に異物が挟まることで生じると推定できる（図１１参照。）。

このような事態が生じると、遅角室１７Ｂに作動油が流入し続け、位相θＢが目標値を超えて遅角側に変化し続けてしまう。
そこで、ＥＣＵ９は、異物ｐＢの噛み込み対応として、許容範囲εＢおよび閾値θＢｃを設定するとともに、許容範囲εＢを利用する第３判定部４７、および、閾値θＢｃを利用する第２判定部４９を有する。さらに、ＥＣＵ９は、噛み込んだ異物ｐＢを除去するため、電磁ソレノイド２４Ｂに対する通電制御のモードに関して、排気側特異モードおよび排気側通常モードの２つのモードを有する。

まず、許容範囲εＢは、位相θＢにおける検出値と目標値との乖離幅δＢに対して設定されるものであり、第３判定部４７は、乖離幅δＢが許容範囲εＢを超えているか否かを判定する。
また、閾値θＢｃは、位相θＢの検出値に対して設定されるものであり、第４判定部４９は、第３判定部４７により乖離幅δＢが許容範囲εＢを超えていると判定されたときに、検出値が閾値θＢｃに達しているか否かを判定する。

排気側特異モードおよび排気側通常モードは、第３判定部４７により乖離幅δＢが許容範囲εＢを超えていると判定されたときに使用するモードである。さらに、排気側特異モードは、第４判定部４９により検出値が閾値θＢｃに達していると判定されたときに使用するモードであり、排気側通常モードは、第４判定部４９により検出値が閾値θＢｃに達していないと判定されたときに使用するモードである。

そして、排気側特異モードでは、排気側通常モードよりも遅角ポート２９Ｂの開度が大きくなるように、電磁ソレノイド２４Ｂを通電制御する。
ここで、遅角ポート２９Ｂの開度とは、遅角ポート２９Ｂと導入ポート２７Ｂとの連通の程度を示すものである。そして、遅角ポート２９Ｂの開度を、例えば、異物ｐＢを挟んでいる２つの壁（周溝３４Ｂの軸方向一方側の壁と、遅角ポート２９Ｂの内周開口における軸方向他方側の壁）の軸方向の距離として定義することができる。

また、排気側特異モードと排気側通常モードとの開度の差は、例えば、排気側特異モードと排気側通常モードとの間で、通電量ＩＳＢの指令値の時間変化パターンを異ならせることで設定している。具体的には、排気側特異モードにおける時間変化パターンを矩形波とし、排気側通常モードにおける時間変化のパターンを三角波とすることで、排気側特異モードの方が排気側通常モードよりも開度が大きくなるように設定している。すなわち、排気側特異モードを矩形波とし、排気側通常モードを三角波とすることで、モード実行中の開度の時間的平均値に関し、排気側特異モードの方が排気側通常モードよりも大きくなるように設定している。

さらに、閾値θＢｃは、回転羽根１５Ｂが遅角規制部１９Ｂに当接するときの位相θＢの値として設定されている。つまり、閾値θＢｃは、位相θＢの可変領域の最遅角側の境界値（最遅角値θＢＬ）である（図８参照）。

[実施例の制御方法]
実施例の制御方法の内、吸気バルブ系に関わる部分について図６および図７に基づいて説明する。
なお、図６において、θＡ＊は位相θＡの目標値、ＴＮＡは吸気側通常モードの実行期間、ＴＳＡは吸気側特異モードの実行期間を示す。
まず、ステップＳ１００で、乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えているか否かを判定する。そして、乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えていると判定した場合（ＹＥＳ；図６の時間ｔ０参照。）、ステップＳ１１０に移行する。また、乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えていないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１００の判定が繰り返される。なお、ステップＳ１００が第１判定部４３の機能に相当する。

次に、ステップＳ１１０で、位相θＡの検出値が閾値θＡｃに達しているか否かを判定する。そして、位相θＡの検出値が閾値θＡｃに達していないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１２０に移行して吸気側通常モードを実行する（図６の期間ＴＮＡ参照。）。
なお、パルスノイズの影響を除去するため、ステップＳ１１０のＮＯ判定と同時に吸気側通常モードを実行するのではなく、ＮＯ判定の期間が所定期間継続した後に、吸気側通常モードを実行するようにしてもよい。そして、吸気側通常モードの実行後にステップＳ１４０に移行する。

また、ステップＳ１１０で位相θＡの検出値が閾値θＡｃに達している判定した場合（ＹＥＳ；図６の時間ｔ１参照。）、Ｓ１３０に移行して吸気側特異モードを実行する（図６の期間ＴＳＡ参照。）。
なお、パルスノイズの影響を除去するため、ステップＳ１１０のＹＥＳ判定と同時に吸気側特異モードを実行するのではなく、ＹＥＳ判定の期間が所定期間継続した後に、吸気側特異モードを実行するようにしてもよい。そして、吸気側特異モードの実行後にＳ１４０に移行する。
なお、ステップＳ１１０が第２判定部４５の機能に相当する。

次に、ステップＳ１４０で、異物を除去することができたか否かを判定する。
そして、異物を除去することができたと判定した場合（ＹＥＳ）、フローを終了する。また、異物を除去することができなかったと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ１１０に戻る。
なお、異物を除去することができたか否かは、例えば、通電量ＩＳＡを一時的に０にして位相θＡが遅角側に変化するか否かで判定することができる。

次に、実施例の制御方法の内、排気バルブ系に関わる部分について図１２および図１３に基づいて説明する。
なお、図１２において、θＢ＊は位相θＢの目標値、ＴＮＢは排気側通常モードの実行期間、ＴＳＢは排気側特異モードの実行期間を示す。
まず、ステップＳ２００で、乖離幅δＢが許容範囲εＢの値を超えているか否かを判定する。そして、乖離幅δＢが許容範囲εＢを超えていると判定した場合（ＹＥＳ；図１２の時間ｔ０参照。）、ステップＳ２１０に移行する。また、乖離幅δＢが許容範囲εＢを超えていないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ２００の判定が繰り返される。なお、ステップＳ２００が第３判定部４７の機能に相当する。

次に、ステップＳ２１０で、位相θＢの検出値が閾値θＢｃに達しているか否かを判定する。そして、位相θＢの検出値が閾値θＢｃに達していないと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ２２０に移行して排気側通常モードを実行する（図１２の期間ＴＮＢ参照。）。
なお、パルスノイズの影響を除去するため、ステップＳ２１０のＮＯ判定と同時に排気側通常モードを実行するのではなく、ＮＯ判定の期間が所定期間継続した後に、排気側通常モードを実行するようにしてもよい。そして、排気側通常モードの実行後にステップＳ２４０に移行する。

また、ステップＳ２１０で位相θＢの検出値が閾値θＢｃに達している判定した場合（ＹＥＳ；図１２の時間ｔ１参照。）、Ｓ２３０に移行して排気側特異モードを実行する（図１２の期間ＴＳＢ参照。）。
なお、パルスノイズの影響を除去するため、ステップＳ２１０のＹＥＳ判定と同時に排気側特異モードを実行するのではなく、ＹＥＳ判定の期間が所定期間継続した後に、排気側特異モードを実行するようにしてもよい。そして、排気側特異モードの実行後にＳ２４０に移行する。
なお、ステップＳ２１０が第４判定部４９の機能に相当する。

次に、ステップＳ２４０で、異物を除去することができたか否かを判定する。
そして、異物を除去することができたと判定した場合（ＹＥＳ）、フローを終了する。また、異物を除去することができなかったと判定した場合（ＮＯ）、ステップＳ２１０に戻る。
なお、異物を除去することができたか否かは、例えば、通電量ＩＳＢを一時的に最大値にして位相θＢが進角側に変化するか否かで判定することができる。

〔実施例の効果〕
実施例の可変装置１において、可変タイミング部３Ａは、回転羽根１５Ａの進角側への回転変位を規制して位相θＡの可変領域を最進角側で画する進角規制部１８Ａを有する。
また、ＥＣＵ９は、検出値と目標値との乖離幅δＡに対する許容範囲εＡ、および、検出値に対する閾値θＡｃを設定しており、乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えているか否かを判定する第１判定部４３、および、第１判定部４３により乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えていると判定されたときに、検出値が閾値θＡｃに達しているか否かを判定する第２判定部４５を有している。
さらに、ＥＣＵ９は、電磁ソレノイド２４Ａに対する通電制御のモードとして、第１判定部４３により乖離幅δＡが許容範囲εＡを超えていると判定されたときに使用する、少なくとも２つのモードを有している。

この２つのモードの内、一方のモードは、第２判定部４５により検出値が閾値θＡｃに達していると判定されたときに使用する吸気側特異モードであり、他方のモードは、第２判定部４５により検出値が閾値に達していないと判定されたときに使用する吸気側通常モードである。
そして、吸気側特異モードでは、吸気側通常モードよりも進角ポート２８Ａの開度が大きくなるように、電磁ソレノイド２４Ａを通電制御する。

このため、吸気側特異モードを使用することにより、進角ポート２８Ａの開度を大きくすることができるので、より確実に異物を除去することができる。
また、第２判定部４５を設けることにより、進角ポート２８Ａの開度が大きい期間を限定することができる。
すなわち、第２判定部４５において、閾値θＡｃを超えたときに吸気側特異モードを使用するので、開度が大きい期間は、位相θＡが閾値θＡｃを超えてから可変領域の最進角値θＡＬに達するまでの期間に限定される。
このため、吸気側特異モードを使用して進角ポート２８Ａの開度を大きくしても、内燃機関の吹け上がりを抑制することができる。
この結果、可変装置１において、内燃機関の吹け上がりを抑制しつつ、異物を確実に除去することができる。

実施例の可変装置１において、閾値θＡｃは、位相θＡの可変領域の最進角値θＡＬである。
これにより、吸気側特異モードを使用することにより、進角ポート２８Ａの開度を大きくしても進角規制部１８Ａにより位相θＡは進角しないので、内燃機関の吹け上がりをさらに抑制できる。

また、実施例の可変装置１において、ＥＣＵ９は、電磁ソレノイド２４Ａに通電量ＩＳＡの指令値を与えることで電磁ソレノイド２４Ａを通電制御するものであり、吸気側特異モードにおける通電量の指令値の時間変化の波形は矩形波であり、吸気側通常モードにおける通電量の指令値の時間変化の波形は三角波である。
これにより、例えば、モード実行中の通電量の指令値を０と最大値の間で２値的に変化させた場合に、吸気側特異モードを矩形波とし、吸気側通常モードを三角波とすることで、モード実行中の開度の時間的平均値に関し、吸気側特異モードの方が吸気側通常モードよりも大きくさせやすくなる。

実施例の可変装置１において、可変タイミング部３Ｂは、回転羽根１５Ｂの遅角側への回転変位を規制して位相θＢの可変領域を最遅角側で画する遅角規制部１９Ｂを有する。
また、ＥＣＵ９は、検出値と目標値との乖離幅δＢに対する許容範囲、および、検出値に対する閾値θＢｃを設定しており、乖離幅δＢが許容範囲εＢを超えているか否かを判定する第３判定部４７、および、第３判定部４７により乖離幅δＢが許容範囲εＢを超えていると判定されたときに、検出値が閾値θＢｃに達しているか否かを判定する第４判定部４９を有している。
さらに、ＥＣＵ９は、電磁ソレノイド２４Ｂに対する通電制御のモードとして、第３判定部４７により乖離幅δＢが許容範囲を超えていると判定されたときに使用する、少なくとも２つのモードを有している。

この２つのモードの内、一方のモードは、第４判定部４９により検出値が閾値θＢｃに達していると判定されたときに使用する排気側特異モードであり、他方のモードは、第４判定部４９により検出値が閾値に達していないと判定されたときに使用する排気側通常モードである。
そして、排気側特異モードでは、排気側通常モードよりも遅角ポート２９Ｂの開度が大きくなるように、電磁ソレノイド２４Ｂを通電制御する。

このため、排気側特異モードを使用することにより、遅角ポート２９Ｂの開度を大きくすることができるので、より確実に異物を除去することができる。
また、第４判定部４９を設けることにより、遅角ポート２９Ｂの開度が大きい期間を限定することができる。
すなわち、第４判定部４９において、閾値θＢｃを超えたときに排気側特異モードを使用するので、開度が大きい期間は、位相θＢが閾値θＢｃを超えてから可変領域の最遅角値θＢＬに達するまでの期間に限定される。
このため、排気側特異モードを使用して遅角ポート２９Ｂの開度を大きくしても、内燃機関の吹け上がりを抑制することができる。
この結果、可変装置１において、内燃機関の吹け上がりを抑制しつつ、異物を確実に除去することができる。

実施例の可変装置１において、閾値θＢｃは、位相θＢの可変領域の最進角値θＢＬである。
これにより、排気側特異モードを使用することにより、遅角ポート２９Ｂの開度を大きくしても遅角規制部１９Ｂにより位相θＢは遅角しないので、内燃機関の吹け上がりをさらに抑制できる。

また、実施例の可変装置１において、ＥＣＵ９は、電磁ソレノイド２４Ｂに通電量の指令値を与えることで電磁ソレノイド２４Ｂを通電制御するものであり、排気側特異モードにおける通電量の指令値の時間変化の波形は矩形波であり、排気側通常モードにおける通電量の指令値の時間変化の波形は三角波である。
これにより、例えば、モード実行中の通電量の指令値を０と最大値の間で２値的に変化させた場合に、排気側特異モードを矩形波とし、排気側通常モードを三角波とすることで、モード実行中の開度の時間的平均値に関し、排気側特異モードの方が排気側通常モードよりも大きくさせやすくなる。

［変形例］
本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
実施例においては、閾値θＡｃとして最進角値θＡＬを設定していたが、図１４に示すように最進角値θＡＬより遅角側に閾値θＡｃを設定してもよい。
この場合、実験ベンチ等で閾値θＡｃから進角しても内燃機関の吹け上がりの影響の少ない範囲を予め求めることで閾値θＡｃを設定することができる。
これにより、吸気側特異モードを実施できる位相範囲を増やすことができ、進角ポート２８Ａの開度を大きくできる領域を増やすことができ、異物除去をより確実に行うことができる。
また、図１４に示すように、最進角値θＡＬに達する前に吸気側特異モードを実施できるため、早期に異物除去を完了させることもできる。

ここで、位相は目標値θＡ＊に対して、振れを生じることがあるが、最進角値θＡＬ付近ではロータ１１Ａの回転羽根１５Ａが進角規制部１８Ａに衝突を繰り返してしまう懸念がある。そこで、目標値θＡ＊に対する位相の進角側の振れを振れ幅ａＡとすると、閾値θＡｃは、位相の可変領域の最進角側の境界値θＡＬと、境界値θＡＬから振れ幅ａＡだけ遅角側に設けられた振れ幅値θＡａとの間に設定されることが好ましい。
なお、振れ幅ａＡは、実験ベンチ等で予め求めることができる。

これにより、回転羽根１５Ａが進角規制部１８Ａに衝突を繰り返す懸念のある領域内にある場合に回転羽根１５Ａを進角規制部１８Ａに強制的に押し当てることができ、回転羽根１５Ａの進角規制部１８Ａへの衝突の繰り返しを抑制することができ、回転羽根１５Ａが進角規制部１８Ａの摩耗を抑制することができる（図１５参照。）。

同様に、図１６に示すように最遅角値θＢＬより進角側に閾値θＢｃを設定してもよい。
これにより、排気側特異モードを実施できる位相範囲を増やすことができ、遅角ポート２９Ｂの開度を大きくできる領域を増やすことができ、異物除去をより確実に行うことができる。
また、図１６に示すように、最遅角値θＢＬに達する前に排気側特異モードを実施できるため、早期に異物除去を完了させることもできる。

ここで、吸気バルブ系と同様に、位相は目標値θＢ＊に対して、振れを生じることがあるが、目標値θＢ＊に対する位相の進角側の振れを振れ幅ａＢとすると、閾値θＢｃは、位相の可変領域の最遅角側の境界値θＢＬと、境界値θＢＬから振れ幅ａＢだけ進角側に設けられた振れ幅値θＢａとの間に設定されることが好ましい（図１７参照。）。

また、実施例においては、特異モードの前に通常モードが実行されていたが、特異モードと通常モードとは個別に実行されてもよいため、特異モードの前に必ずしも通常モードが実行されていなければならないわけではない。このため、特異モードが単独で実行されてもよい。

また、実施例における通常モードの電流の増減回数、特異モードにおける電流の増減回数に特にこの回数に拘るものではなく、電流の増減回数は１回だけでもよく、異なる複数回の回数であってもよい。

１ 可変装置（可変バルブタイミング装置） ３Ａ 可変タイミング部
５Ａ 油圧供給部 ７Ａ 位相検出部 ９ ＥＣＵ（制御部） １５Ａ 回転羽根
１８Ａ 進角規制部（規制部） ２２Ａ スプール（弁体） ２４Ａ 電磁ソレノイド
４３ 第１判定部 ４５ 第２判定部 θＡ 位相 δＡ 乖離幅 εＡ 許容範囲

Claims (6)

1. 内燃機関の吸気バルブの開閉時期を油圧により進遅角させる可変バルブタイミング装置（１）において、
   油圧により回転羽根（１５Ａ）を進角側に回転変位させることで前記開閉時期を進遅角させる可変タイミング部（３Ａ）と、
   この可変タイミング部に油圧を供給する供給ポート（２８Ａ）、この供給ポートの開度を増減する弁体（２２Ａ）、および、この弁体を駆動する電磁ソレノイド（２４Ａ）を有し、この電磁ソレノイドが通電制御されて前記供給ポートの開度が増減することで油圧の供給を調節する油圧供給部（５Ａ）と、
   前記開閉時期の進角の程度を示す位相（θＡ）を検出する位相検出部（７Ａ）と、
   前記内燃機関の運転状態に応じて前記位相の目標値を算出するとともに、前記位相検出部から得られる検出値と前記目標値との比較に基づき、前記電磁ソレノイドを通電制御する制御部（９）とを備え、
   前記可変タイミング部は、前記回転羽根の進角側への回転変位を規制して前記位相の可変領域を最進角側で画する規制部（１８Ａ）を有し、
   前記制御部は、
   前記検出値と前記目標値との乖離幅（δＡ）に対する許容範囲（εＡ）、および、前記検出値に対する閾値（θＡｃ）を設定しており、
   前記乖離幅が前記許容範囲を超えているか否かを判定する第１判定部（４３）、および、この第１判定部により前記乖離幅が前記許容範囲を超えていると判定されたときに、前記検出値が前記閾値に達しているか否かを判定する第２判定部（４５）を有し、
   さらに、前記電磁ソレノイドに対する通電制御のモードとして、前記第１判定部により前記乖離幅が前記許容範囲を超えていると判定されたときに使用する、少なくとも２つのモードを有し、
   この２つのモードの内、一方のモードは、前記第２判定部により前記検出値が前記閾値に達していると判定されたときに使用する特異モードであり、
   他方のモードは、前記第２判定部により前記検出値が前記閾値に達していないと判定されたときに使用する通常モードであり、
   前記特異モードでは、前記通常モードよりも前記供給ポートの開度が大きくなるように、前記電磁ソレノイドを通電制御し、
   前記制御部は、前記電磁ソレノイドに通電量の指令値を与えることで前記電磁ソレノイドを通電制御するものであり、
   前記特異モードにおける前記通電量の指令値の時間変化の波形は矩形波であり、
   前記通常モードにおける前記通電量の指令値の時間変化の波形は三角波であることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
2. 請求項１に記載の可変バルブタイミング装置において、
   前記閾値は、前記位相の可変領域の最進角側の境界値（θＡＬ）であることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
3. 請求項１に記載の可変バルブタイミング装置において、
   前記目標値に対する前記位相の進角側の振れを振れ幅（ａＡ）とすると、
   前記閾値は、前記位相の可変領域の最進角側の境界値と、前記境界値から前記振れ幅だけ遅角側に設けられた振れ幅値（θＡａ）との間に設定されることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
4. 内燃機関の排気バルブの開閉時期を油圧により進遅角させる可変バルブタイミング装置（１）において、
   油圧により回転羽根（１５Ｂ）を遅角側に回転変位させることで前記開閉時期を進遅角させる可変タイミング部（３Ｂ）と、
   この可変タイミング部に油圧を供給する供給ポート（２９Ｂ）、この供給ポートの開度を増減する弁体（２２Ｂ）、および、この弁体を駆動する電磁ソレノイド（２４Ｂ）を有し、この電磁ソレノイドが通電制御されて前記供給ポートの開度が増減することで油圧の供給を調節する油圧供給部（５Ｂ）と、
   前記開閉時期の遅角の程度を示す位相（θＢ）を検出する位相検出部（７Ｂ）と、
   前記内燃機関の運転状態に応じて前記位相の目標値を算出するとともに、前記位相検出部から得られる検出値と前記目標値との比較に基づき、前記電磁ソレノイドを通電制御する制御部（９）とを備え、
   前記可変タイミング部は、前記回転羽根の遅角側への回転変位を規制して前記位相の可変領域を最進角側で画する規制部（１９Ｂ）を有し、
   前記制御部は、
   前記検出値と前記目標値との乖離幅（δＢ）に対する許容範囲（εＢ）、および、前記検出値に対する閾値（θＢｃ）を設定しており、
   前記乖離幅が前記許容範囲を超えているか否かを判定する第３判定部（４７）、および、この第３判定部により前記乖離幅が前記許容範囲を超えていると判定されたときに、前記検出値が前記閾値に達しているか否かを判定する第４判定部（４９）を有し、
   さらに、前記電磁ソレノイドに対する通電制御のモードとして、前記第３判定部により前記乖離幅が前記許容範囲を超えていると判定されたときに使用する、少なくとも２つのモードを有し、
   この２つのモードの内、一方のモードは、前記第４判定部により前記検出値が前記閾値に達していると判定されたときに使用する特異モードであり、
   他方のモードは、前記第４判定部により前記検出値が前記閾値に達していないと判定されたときに使用する通常モードであり、
   前記特異モードでは、前記通常モードよりも前記供給ポートの開度が大きくなるように、前記電磁ソレノイドを通電制御し、
   前記制御部は、前記電磁ソレノイドに通電量の指令値を与えることで前記電磁ソレノイドを通電制御するものであり、
   前記特異モードにおける前記通電量の指令値の時間変化の波形は矩形波であり、
   前記通常モードにおける前記通電量の指令値の時間変化の波形は三角波であることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
5. 請求項４に記載の可変バルブタイミング装置において、
   前記閾値は、前記位相の可変領域の最遅角側の境界値（θＢＬ）であることを特徴とする可変バルブタイミング装置。
6. 請求項４に記載の可変バルブタイミング装置において、
   前記目標値に対する前記位相の遅角側の振れを振れ幅（ａＢ）とすると、
   前記閾値は、前記位相の可変領域の最遅角側の境界値と、前記境界値から前記振れ幅だけ進角側に設けられた振れ幅値（θＢａ）との間に設定されることを特徴とする可変バルブタイミング装置。

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