(57)【要約】【課題】電磁ソレノイドへ流す制御電流を高精度で制御することを図るべく、ソレノイド温度を精度良く推定できる機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置を提供する。【解決手段】エンジンのヘッドカバーＥ３内部に収容され、排気バルブ又は吸気バルブの開閉タイミングを調節すべくクランク軸に対するカム軸１４の回転位相差を可変とするＶＣＴ２０（油圧アクチュエータ）と、ＶＣＴ２０へ供給する作動油の流れを制御するＯＣＶ３０（コントロールバルブ）と、エンジンルームＥＲのうちヘッドカバーＥ３の外側に配置され、ＯＣＶ３０の作動を制御する電磁ソレノイド３７と、を備えて構成された機関バルブ制御機構に適用され、エンジンルームＥＲ内において電磁ソレノイド３７へ向けて流れる気流の速度、及びエンジンルーム内温度の少なくとも一方と、エンジン本体温度とに基づいて、電磁ソレノイド３７の温度を推定する。【選択図】      図３
2010127230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の内燃機関を構成するシリンダヘッド又はヘッドカバーの内部に収容され、機関バルブの開閉タイミングを調節すべくクランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とする油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータへ供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、
前記内燃機関が設置された車両の機関ルームのうち前記シリンダヘッド及び前記ヘッドカバーの外側に配置され、前記コントロールバルブの作動を制御する電磁ソレノイドと、
を備えて構成された機関バルブ制御機構に適用され、
前記機関の本体温度又はその温度と相関のある温度を取得する機関本体温度取得手段と、
前記機関ルーム内の温度又はその温度と相関のある温度を取得する機関ルーム温度取得手段と、
前記機関本体温度取得手段により取得した温度、及び前記機関ルーム温度取得手段により取得した温度に基づき、前記電磁ソレノイドの温度を推定するソレノイド温度推定手段と、
を備えることを特徴とする機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置。
【請求項２】
前記機関ルーム内の気流であって、前記電磁ソレノイドへ向けて流れる気流の速度又はその速度と相関のある物理量を取得する気流速度取得手段を備え、
前記ソレノイド温度推定手段は、前記機関ルーム温度及び前記機関本体温度に加え、前記気流速度取得手段により取得した気流速度又はその相関物理量に基づき前記電磁ソレノイドの温度を推定することを特徴とする請求項１に記載の機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置。
【請求項３】
前記ソレノイド温度推定手段は、
前記機関本体温度取得手段により取得した温度、及び前記機関ルーム温度取得手段により取得した温度に基づき、前記気流速度がゼロであった場合における前記電磁ソレノイドの基準温度を算出する基準温度算出手段と、
前記気流速度取得手段により取得した気流速度又はその相関物理量に基づき補正割合を算出する補正割合算出手段と、
前記基準温度算出手段により算出したソレノイド基準温度を前記補正割合算出手段により算出した補正割合に応じて補正することにより、前記ソレノイド温度を算出するソレノイド温度算出手段と、
を有することを特徴とする請求項２に記載の機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置。
【請求項４】
前記補正割合算出手段は、前記気流速度又はその相関物理量に加え、機関の負荷に基づき前記補正割合を算出することを特徴とする請求項３に記載の機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置。
【請求項５】
車両の内燃機関を構成するシリンダヘッド又はヘッドカバーの内部に収容され、機関バルブの開閉タイミングを調節すべくクランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とする油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータへ供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、
前記内燃機関が設置された車両の機関ルームのうち前記シリンダヘッド及び前記ヘッドカバーの外側に配置され、前記コントロールバルブの作動を制御する電磁ソレノイドと、
を備えて構成された機関バルブ制御機構に適用され、
前記機関の本体温度又はその温度と相関のある温度を取得する機関本体温度取得手段と、
前記機関ルーム内の気流であって、前記電磁ソレノイドへ向けて流れる気流の速度又はその速度と相関のある物理量を取得する気流速度取得手段と、
前記機関本体温度取得手段により取得した温度、及び前記気流速度取得手段により取得した気流速度又はその相関物理量に基づき、前記電磁ソレノイドの温度を推定するソレノイド温度推定手段と、
を備えることを特徴とする機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置。
【請求項６】
前記気流速度取得手段は、前記機関ルームに配置されたラジエータへ送風する冷却ファンの回転速度及び車両速度の少なくとも一方を、前記気流速度の相関物理量として取得することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１つに記載の機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置。
【請求項７】
前記電磁ソレノイド及び前記コントロールバルブはそれぞれ別体に構成され、
前記コントロールバルブは、前記シリンダヘッド又は前記ヘッドカバーの内部に収容され、
前記機関バルブ制御機構は、前記電磁ソレノイドによる作動力を前記コントロールバルブへ伝達する動力伝達部材を備えていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置。
【請求項８】
前記内燃機関の停止時に、前記ソレノイド温度推定手段により推定したソレノイド温度を記憶保持する記憶保持手段と、
前記記憶保持手段により記憶保持されたソレノイド温度、前記内燃機関の停止経過時間、及び機関ルーム外部の外気温度に基づき、前記内燃機関の再始動時における始動時補正量を算出する始動時補正量算出手段と、
前記内燃機関の再始動時に、前記ソレノイド温度推定手段により推定したソレノイド温度を、前記始動時補正量算出手段により算出された始動時補正量に基づき補正する始動時補正手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載の機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置と、前記機関バルブ制御機構と、を備えることを特徴とする機関バルブ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関バルブの開閉タイミングを調節する機関バルブ制御機構に適用された、機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機関バルブ（吸気バルブ又は排気バルブ）の開閉タイミングを調節する機関バルブ制御機構に関し、クランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とする油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータへ供給する作動油の流れを制御するオイルコントロールバルブ（以下「ＯＣＶ」と記載）と、ＯＣＶの作動を制御する電磁ソレノイドと、を備えて構成されたものが周知である（特許文献１等参照）。
【０００３】
油圧アクチュエータの構成の一例を説明すると、クランク軸及びカム軸の一方に連結されるハウジングと、他方に連結されてハウジング内に収容されるベーンロータとを備え、ベーンロータによりハウジング内を仕切って形成された遅角室及び進角室への作動油供給量をＯＣＶで制御する。これにより、ハウジングに対するベーンロータの相対回転位置を目標位置に制御することができ、ひいてはクランク軸に対するカム軸の回転位相差を調節できる。
【特許文献１】特開２００１−２１４７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、油圧アクチュエータを駆動させるにあたり、電磁ソレノイドへ付与する制御信号（デューティ信号）が同じであっても、電磁ソレノイド自体の温度（ソレノイド温度）が異なれば、電磁ソレノイドへ実際に流れる制御電流は変化する。これは、ソレノイド温度に応じて電磁ソレノイドの抵抗値が変化するためと考えられる。そこで、特許文献１には、ソレノイド温度を推定し、その推定温度に応じて電磁ソレノイドへ付与する制御信号を補正する旨が記載されている。
【０００５】
また、機関バルブ制御機構はシリンダヘッド及びヘッドカバーの内部に収容されるのが一般的であるため、ソレノイド温度は機関本体の温度による影響が支配的である。そこで、特許文献１記載の装置では、例えば機関冷却水温度等に基づき機関本体の温度を算出し、算出した機関本体温度に基づきソレノイド温度を推定している。
【０００６】
しかしながら、機関本体温度のみからソレノイド温度を推定する従来装置では、電磁ソレノイドの配置レイアウトによってはその推定誤差が極めて大きくなることが、本発明者が行った各種試験により明らかになった。そして、ソレノイド温度の推定誤差が大きくなれば、電磁ソレノイドへ流す制御電流を精度良く制御できなくなり、その結果、クランク軸に対するカム軸の回転位相差を精度良く制御できなくなるといった不具合が生じる。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、電磁ソレノイドへ流す制御電流を高精度で制御することを図るべく、ソレノイド温度を精度良く推定できる機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００９】
請求項１記載の発明では、シリンダヘッド又はヘッドカバーの内部に収容されクランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とする油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータへ供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、内燃機関が設置された車両の機関ルームのうち前記シリンダヘッド及び前記ヘッドカバーの外側に配置され、前記コントロールバルブの作動を制御する電磁ソレノイドと、を備えて構成された機関バルブ制御機構に適用されたものである。そして、前記機関の本体温度又はその温度と相関のある温度を取得する機関本体温度取得手段と、前記機関ルーム内の温度又はその温度と相関のある温度を取得する機関ルーム温度取得手段と、前記機関本体温度取得手段により取得した温度、及び前記機関ルーム温度取得手段により取得した温度に基づき、前記電磁ソレノイドの温度を推定するソレノイド温度推定手段と、前記ソレノイド温度推定手段により推定したソレノイド温度に基づき、前記電磁ソレノイドへ付与する制御信号を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明者が行った各種試験によれば、電磁ソレノイドがシリンダヘッド及びヘッドカバーの外側に配置されている場合には、ソレノイド温度は、機関本体温度のみならず機関ルーム温度からも大きく影響を受けることが分かった。この点に着目した上記請求項１記載の発明によれば、ソレノイド温度を推定するにあたり、機関本体温度に加え機関ルーム温度に基づき推定するので、ソレノイド温度を精度良く推定できる。よって、電磁ソレノイドへ流す制御電流を高精度で制御できるようになる。
【００１１】
請求項２記載の発明では、前記機関ルーム内の気流であって、前記電磁ソレノイドへ向けて流れる気流の速度又はその速度と相関のある物理量を取得する気流速度取得手段を備え、前記ソレノイド温度推定手段は、前記機関ルーム温度及び前記機関本体温度に加え、前記気流速度取得手段により取得した気流速度又はその相関物理量に基づき前記電磁ソレノイドの温度を推定することを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明者が行った各種試験によれば、ソレノイド温度は、機関ルーム内の気流の状態（気流速度）によっても大きく影響を受けることが分かった。この点に着目した上記請求項２記載の発明によれば、ソレノイド温度を推定するにあたり、機関本体温度及び機関ルーム温度に加え機関ルーム内の気流速度に基づき推定するので、ソレノイド温度をより一層精度良く推定できる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、前記ソレノイド温度推定手段は、前記機関本体温度取得手段により取得した温度、及び前記機関ルーム温度取得手段により取得した温度に基づき、前記気流速度がゼロであった場合における前記電磁ソレノイドの基準温度を算出する基準温度算出手段と、前記気流速度取得手段により取得した気流速度又はその相関物理量に基づき補正割合を算出する補正割合算出手段と、前記基準温度算出手段により算出したソレノイド基準温度を前記補正割合算出手段により算出した補正割合に応じて補正することにより、前記ソレノイド温度を算出するソレノイド温度算出手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
要するに、ソレノイド温度が機関ルーム温度から受ける影響度合いと機関本体温度から受ける影響度合いとのバランスを「補正割合」として算出する。つまり、気流速度が速いほど、ソレノイド温度が機関ルーム温度から受ける影響度合い大きくなるとともに機関本体温度から受ける影響度合いは小さくなる。そして、機関本体温度及び機関ルーム温度に基づき気流速度がゼロであった場合におけるソレノイド基準温度を補正割合に応じて補正することによりソレノイド温度を算出するので、機関ルーム内の気流速度、機関ルーム温度及び機関本体温度に基づきソレノイド温度を推定することを、簡素な制御ロジックで容易に実現できる。
【００１５】
請求項４記載の発明では、前記補正割合算出手段は、前記気流速度又はその相関物理量に加え、機関の負荷（例えば機関回転速度）に基づき前記補正割合を算出することを特徴とする。
【００１６】
ここで、機関本体温度取得手段は、機関本体温度と相関のある温度として機関冷却水の温度又は機関潤滑油の温度を取得することが一例として挙げられるが、これらの相関温度は、機関本体温度が変化しても直ぐには変化せず応答性が悪い。したがって、機関本体温度が変化している時にはソレノイド温度を精度良く推定できなくなることが懸念される。そこで、上記請求項４記載の発明では、先述したバランスとしての「補正割合」を機関の負荷（例えば機関回転速度）に基づき算出するので、例えば、機関回転速度が速く機関本体温度が高くなっていると想定される場合には、ソレノイド温度が機関本体温度から受ける影響度合いを大きくするよう補正割合を算出できるので、上記懸念を解消してソレノイド温度を精度良く推定できる。
【００１７】
請求項５記載の発明では、シリンダヘッド又はヘッドカバーの内部に収容されクランク軸に対するカム軸の回転位相差を可変とする油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータへ供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、内燃機関が設置された車両の機関ルームのうち前記シリンダヘッド及び前記ヘッドカバーの外側に配置され、前記コントロールバルブの作動を制御する電磁ソレノイドと、を備えて構成された機関バルブ制御機構に適用されたものである。そして、前記機関の本体温度又はその温度と相関のある温度を取得する機関本体温度取得手段と、前記機関ルーム内の気流であって、前記電磁ソレノイドへ向けて流れる気流の速度又はその速度と相関のある物理量を取得する気流速度取得手段と、前記機関本体温度取得手段により取得した温度、及び前記気流速度取得手段により取得した気流速度又はその相関物理量に基づき、前記電磁ソレノイドの温度を推定するソレノイド温度推定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明者が行った各種試験によれば、電磁ソレノイドがシリンダヘッド及びヘッドカバーの外側に配置されている場合には、ソレノイド温度は、機関本体温度のみならず機関ルーム内の気流の状態（気流速度）からも大きく影響を受けることが分かった。この点に着目した上記請求項５記載の発明によれば、ソレノイド温度を推定するにあたり、機関本体温度に加え機関ルーム内の気流速度に基づき推定するので、ソレノイド温度を精度良く推定できる。よって、電磁ソレノイドへ流す制御電流を高精度で制御できるようになる。
【００１９】
請求項６記載の発明では、前記気流速度取得手段は、前記機関ルームに配置されたラジエータへ送風する冷却ファンの回転速度及び車両速度の少なくとも一方を、前記気流速度の相関物理量として取得することを特徴とする。
【００２０】
冷却ファンの回転速度が速いほど、電磁ソレノイドへ向かう気流の流量が多くなり、また、車両速度が速いほど、機関ルーム外部から機関ルーム内部へ流入して電磁ソレノイドへ向かう気流の流量が多くなる。これらの点を鑑みた上記請求項６記載の発明によれば、冷却ファンの回転速度及び車両速度の少なくとも一方を気流速度の相関物理量とするので、気流速度を精度良く取得することを容易に実現でき、ひいてはソレノイド温度の推定精度を向上できる。
【００２１】
ところで、上記各発明は、電磁ソレノイドがシリンダヘッド及びヘッドカバーの外側に配置されていることを前提としているが、電磁ソレノイドの全体がシリンダヘッド及びヘッドカバーの外側に配置されている場合に適用できることは勿論のこと、電磁ソレノイドの一部が外側に配置されているものにも適用できる。そして、このように電磁ソレノイドが外側に配置されていれば、請求項７記載の如く、電磁ソレノイド及びコントロールバルブがそれぞれ別体に構成された機関バルブ制御機構に上記各発明を適用させてもよいし、電磁ソレノイドがコントロールバルブと一体に構成された機関バルブ制御機構に上記各発明を適用させてもよい。
【００２２】
請求項８記載の発明では、前記内燃機関の停止時に、前記ソレノイド温度推定手段により推定したソレノイド温度を記憶保持する記憶保持手段と、前記記憶保持手段により記憶保持されたソレノイド温度、前記内燃機関の停止経過時間、及び機関ルーム外部の外気温度に基づき、前記内燃機関の再始動時における始動時補正量を算出する始動時補正量算出手段と、前記内燃機関の再始動時に、前記ソレノイド温度推定手段により推定したソレノイド温度を、前記始動時補正量算出手段により算出された始動時補正量に基づき補正する始動時補正手段と、を備えることを特徴とする。
【００２３】
ここで、機関本体温度取得手段は、機関本体温度と相関のある温度として機関冷却水の温度又は機関潤滑油の温度を取得することが一例として挙げられるが、これらの相関温度は、機関運転中と機関停止直後とでは、その相関関係が変化する。つまり、機関停止直後においては機関冷却水又は潤滑油の循環が止まるので、機関本体により加熱されて、これらの冷却水温度及び潤滑油温度は上昇する。これに対し、実際の機関本体温度は機関停止直後には低下していくので、前記相関関係が変化することとなる。したがって、機関を停止させた直後に再始動させた時には、前記ソレノイド温度推定手段により推定したソレノイド温度を前記相関関係の変化に応じて補正することが望ましい。
【００２４】
上記請求項８記載の発明はこの点を鑑みて為されたものであり、内燃機関の停止時に記憶保持されたソレノイド温度、内燃機関の停止経過時間、及び機関ルーム外部の外気温度に基づき、前記内燃機関の再始動時における始動時補正量を算出し、内燃機関の再始動時には、ソレノイド温度推定手段により推定したソレノイド温度を始動時補正量に基づき補正するので、機関再始動時であってもソレノイド温度を精度良く推定できる。
【００２５】
請求項９記載の発明は、上記機関バルブ制御機構のソレノイド温度推定装置と、前記機関バルブ制御機構と、を備えることを特徴とする機関バルブ制御システムである。この機関バルブ制御システムによれば、上述の各種効果を同様に発揮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明にかかる機関バルブ制御機構の学習装置及び機関バルブ制御システムを、車載ガソリンエンジン（内燃機関）に適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２７】
図１に、本実施形態にかかる機関バルブ制御システムの全体構成を示す。
【００２８】
図示されるように、クランク軸１０の動力は、ベルト１２、可変バルブタイミング機構（ＶＣＴ２０）を介してカム軸１４に伝達される。ＶＣＴ２０は、クランク軸１０と機械的に連結される第１の回転体２１と、カム軸１４と機械的に連結される第２の回転体２２とを備えている。そして、本実施形態では、第２の回転体２２が複数の突起部２２ａを備えて且つ、第１の回転体２１内に第２の回転体２２が収納されている。そして、第２の回転体２２の突起部２２ａと第１の回転体２１の内壁とによって、クランク軸１０に対するカム軸１４の相対的な回転角度（回転位相差）を遅角させるための遅角室２３と、同回転位相差を進角させるための進角室２４とが区画形成されている。なお、ＶＣＴ２０は、更に、第１の回転体２１と第２の回転体２２とを、遅角室２３の容積が最大となる回転位相差（最遅角位置）にて固定するロック機構２５を備えている。
【００２９】
ＶＣＴ２０は、遅角室２３及び進角室２４との間の作動油の流出入によって油圧駆動される油圧アクチュエータである。この作動油の流出入は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ３０）によって制御される。
【００３０】
ＯＣＶ３０は、図示しない油圧ポンプから供給経路３１及び遅角経路３２又は進角経路３３を介して遅角室２３又は進角室２４へと作動油を供給する。また、ＯＣＶ３０は、遅角室２３又は進角室２４から遅角経路３２又は進角経路３３及び排出経路３４を介して図示しないオイルパンへと作動油を流出させる。そして、上記遅角経路３２又は進角経路３３と供給経路３１又は排出経路３４との流路面積は、スプール３５によって調節される。すなわち、スプール３５は、スプリング３６によって、図中、右側に押されており且つ、電磁ソレノイド３７によって図中、左側に向かう力が付与される。このため、電磁ソレノイド３７に制御信号を付与して且つ、この制御信号のデューティ（Ｄｕｔｙ）を調節することで、電磁ソレノイド３７に流れる制御電流を調節し、スプール３５の変位量を操作することが可能となる。
【００３１】
例えば、スプリング３６がスプールを図中右側方向に押す力が、電磁ソレノイド３７の磁界がスプール３５を逆方向に変位させる力よりも大きいときには、スプール３５が図中右側方向に変位する。そして、スプール３５が図示される位置よりも右側に変位すると、油圧ポンプから供給経路３１、遅角経路３２を介して遅角室２３に作動油が供給され、且つ進角室２４から進角経路３３及び排出経路３４を介してオイルパンへ作動油が排出される。これにより、第２の回転体２２は、図中、時計周りの逆方向に回転する。
【００３２】
一方、電磁ソレノイド３７の磁界がスプール３５を図中左側方向に変位させる力が、スプリング３６がスプール３５を図中右側方向に押す力よりも大きいときには、スプール３５が図中左側方向に変位する。そして、スプール３５が図示される位置よりも左側に変位すると、油圧ポンプから供給経路３１、進角経路３３を介して進角室２４に作動油が供給され、且つ遅角室２３から遅角経路３２及び排出経路３４を介してオイルパンへ作動油が排出される。これにより、第２の回転体２２は、図中、時計周りに回転する。
【００３３】
ただし、図示されるように、スプール３５が遅角経路３２及び進角経路３３を塞ぐ位置にあるときには、遅角室２３及び進角室２４との間の作動油の流出入が停止され、回転位相差が保持される。
【００３４】
電磁ソレノイド３７へ付与する制御信号のデューティを調節する電子制御装置（ＥＣＵ４０）は、マイクロコンピュータ（マイコン４１）を主体として構成されている。そして、クランク軸１０の回転角度を検出するクランク角センサ４２の検出値や、カム軸１４の回転角度を検出するカム角センサ４３の検出値、吸入空気量を検出するエアフローメータ４４（図３参照）の検出値等、内燃機関の各種運転状態の検出値を取り込み、これに基づき各種演算を行い、演算結果に基づきＯＣＶ３０等の内燃機関の各種アクチュエータの作動を制御する。
【００３５】
上記ＶＣＴ２０、ＯＣＶ３０及び電磁ソレノイド３７から機関バルブ制御機構が構成されており、上述の如く電磁ソレノイド３７へ付与する制御信号のデューティをＥＣＵ４０が調節することにより、ＶＣＴ２０の回転位相差が調節され、クランク軸１０に対するカム軸１４の回転位相差が調節される。その結果、内燃機関の排気バルブ又は吸気バルブの開閉タイミングが調節されることとなる。
【００３６】
以下、電磁ソレノイド３７へ出力する制御信号（デューティ信号）をＥＣＵ４０のマイコン４１が算出するにあたり、その算出の手法について説明する。
【００３７】
制御信号は、ＶＣＴ２０の回転位相差をフィードバック制御するよう算出されている。先ず、このフィードバック制御について詳細に説明する。マイコン４１は、クランク角センサ４２の検出値と、カム角センサ４３の検出値とに基づいて、クランク軸１０に対するカム軸１４の実際の回転角度差である実進角量を算出する。また、クランク角センサ４２の検出値に基づいて算出されるエンジン回転速度と、エアフローメータ４４により検出されるエンジン負荷を示すパラメータ（吸入空気量等）とに基づいて、ＶＣＴ２０の回転位相差の目標値（目標進角量）を算出する。この目標進角量は、内燃機関の燃焼状態を良好なものとする上で最適な値に適合されている。なお、内燃機関の始動時においては、ＶＣＴ２０の駆動開始に必要な油圧ポンプの吐出圧となるまで、吸気側ＶＣＴ２０の場合については回転位相差を最遅角位置に固定し、排気側ＶＣＴ２０の場合については回転位相差を最進角位置に固定することが望ましい。
【００３８】
そして、算出した実進角量と目標進角量とに基づいて、ＶＣＴ２０の操作量を算出する。詳しくは、実進角量と目標進角量との偏差に基づく比例微分制御によって、フィードバック操作量を算出する。そして、このフィードバック操作量を電磁ソレノイド３７への通電量に換算して、ＯＣＶ３０を駆動するための制御電流値を算出し、この制御電流値をデューティ値に換算する。
【００３９】
なお、回転位相差を保持させるに要する電磁ソレノイド３７への制御電流値（保持電流値）は、各種条件によって変化する。すなわち、作動油温度が異なれば、作動油の粘性が変化することに起因して保持電流値は異なってくる。そこで本実施形態では、回転位相差を保持するための保持電流値を、作動油温度の所定領域毎に学習し、且つ、学習した保持電流値を基準として上述したフィードバック制御を実行することで、回転位相差を早期に目標値に近づけることを図っている。
【００４０】
また、電磁ソレノイド３７へ付与する制御信号（デューティ信号）が同じであっても、電磁ソレノイド３７自体の温度（ソレノイド温度）が異なれば、電磁ソレノイド３７へ実際に流れる制御電流値は変化する。これは、ソレノイド温度に応じて電磁ソレノイド３７の抵抗値が変化するためと考えられる。そこで本実施形態では、ソレノイド温度を推定し、その推定温度に応じて電磁ソレノイド３７へ付与する制御信号を補正している。
【００４１】
以下、本実施形態の要部である、ソレノイド温度の推定手法について説明する。
【００４２】
先ず、電磁ソレノイド３７の配置レイアウトについて図２及び図３を用いて説明する。図２は、車両前方部分に形成されたエンジンルームＥＲ（機関ルーム）を車両の側方から見た模式図であり、図３は、エンジンルームＥＲを上方から見た模式図である。
【００４３】
図示されるように、内燃機関は主に、ピストンが摺動するシリンダを形成するシリンダブロックＥ１、燃焼室を形成するシリンダヘッドＥ２、シリンダヘッドＥ２の上側に取り付けられてカム軸１４等を上方から覆うヘッドカバーＥ３、シリンダブロックＥ１の下側に取り付けられてエンジン潤滑油を貯留するたオイルパンＥ４、等を備えて構成されている。
【００４４】
そして、ＶＣＴ２０及びＯＣＶ３０は、シリンダヘッドＥ２及びヘッドカバーＥ３の内部に収容されており、電磁ソレノイド３７は、シリンダヘッドＥ２及びヘッドカバーＥ３の外側に配置されている。つまり、電磁ソレノイド３７及びＯＣＶ３０はそれぞれ別体に構成されており、ヘッドカバーＥ３の外側に位置する電磁ソレノイド３７の作動力は、ヘッドカバーＥ３の内側に位置するＯＣＶ３０へピン３８（動力伝達部材）を介して伝達される。
【００４５】
上記別体の構成について、図１を用いて詳細に説明すると、ＯＣＶ３０は、スプール３５を内部に収容するハウジング３５ａを有しており、電磁ソレノイド３７は、前記ハウジング３５ａとは別体に形成されたケース３７ａ内に収容されている。また、ケース３７ａ内にはプランジャ３７ｂが収容されており、このプランジャ３７ｂは、電磁ソレノイド３７へ通電すると電磁ソレノイド３７との間に生じる反発力により図１中の左側に作動する。
【００４６】
プランジャ３７ｂとスプール３５とはピン３８で連結されており、通電時のプランジャ３７ｂの作動力はピン３８を介してスプール３５へ伝達される。動力伝達部材としてのピン３８は、ヘッドカバーＥ３に形成された貫通穴Ｅ３ａに配置されており、電磁ソレノイド３７を収容するケース３７ａは、ヘッドカバーＥ３に取り付けられている。また、図３に示すように、電磁ソレノイド３７はヘッドカバーＥ３のうち車両前方側の部分に位置しており、電磁ソレノイド３７及びＯＣＶ３０はカム軸１４と同一軸上に配置されている。
【００４７】
なお、図３に例示するエンジンはＶ型エンジンであるため吸気側及び排気側のそれぞれについてカム軸１４を２本有している。そのため、各々のカム軸１４に対してＶＣＴ２０、ＯＣＶ３０及び電磁ソレノイド３７が備えられている。
【００４８】
このように、電磁ソレノイド３７がヘッドカバーＥ３の外側に配置されていると、ソレノイド温度は、エンジンの本体温度のみならずエンジンルームＥＲ内の温度からも大きく影響を受ける。しかも、エンジンルームＥＲ内において電磁ソレノイド３７へ向けて流れる気流の速度（以下、「気流速度」と記載）に応じて、ソレノイド温度がエンジンルーム温度から受ける影響度合いと、エンジン本体温度から受ける影響度合いとのバランスは変化する。これらの知見を鑑み、本実施形態では、エンジン本体温度、エンジンルーム温度、及び気流速度に基づきソレノイド温度を推定する。
【００４９】
次に、ソレノイド温度の推定手法について詳細に説明する。
【００５０】
図４〜図８は、ソレノイド温度を推定する処理手順を示すフローチャートであり、図４は、エンジン運転中に実行されるメインルーチン処理、図５、図６及び図８は図４のサブルーチン処理、図７は、エンジン停止中に実行される処理を示す。これらの処理は、ＥＣＵ４０のマイコン４１により、例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００５１】
先ず、図４のステップＳ１０（補正割合算出手段）において、ソレノイド温度がエンジンルーム温度から受ける影響度合いと、エンジン本体温度から受ける影響度合いとのバランスである「補正割合」を、エンジンルームＥＲ内において電磁ソレノイド３７へ向けて流れる気流の速度等に基づき算出する。
【００５２】
図５は、前記ステップＳ１０のサブルーチンであり、前記補正割合を算出する処理手順を示すものである。この補正割合は、電磁ソレノイド３７へ向けて流れる気流の速度に応じて変化するものである。そのため、図５のステップＳ１１（気流速度取得手段）では先ず、以下の如く気流速度を算出する。
【００５３】
ここで、エンジンルームＥＲ内にはフロントグリル５０から外部の空気が走行風として流入する（図２参照）。そして、フロントグリル５０から流入する走行風の風量は、車両の速度が速いほど多くなり、ひいては、電磁ソレノイド３７へ向けて流れる気流の速度も速くなる。
【００５４】
また、エンジンルームＥＲ内のうちフロントグリル５０と対向する位置には、エンジン冷却水とエンジンルームＥＲ内の空気とを熱交換して冷却水を冷却するためのラジエータ５１が配置されており（図２及び図３参照）、ラジエータ５１と対向する位置には、ラジエータ５１に空気を送風するための冷却ファン５２が配置されている。そして、冷却ファン５２の回転速度が速いほど、電磁ソレノイド３７へ向けて流れる気流の速度も速くなる。
【００５５】
なお、冷却ファン５２は電動モータ５３により駆動される電動駆動式であり、この冷却ファンモータ５３の作動はＥＣＵ４０のマイコン４１により制御されている（図１参照）。具体的には、ＥＣＵ４０は、冷却水の温度を検出するセンサ４５から入力される検出値に基づき冷却水温度を算出し、算出した冷却水温度に応じて冷却ファン５２の回転速度を可変とするよう冷却ファンモータ５３へ供給する電力をデューティ制御している。
【００５６】
そして、上述のステップＳ１１では、冷却ファンモータ５３へのデューティ比に基づき冷却ファン５２の回転速度を算出するとともに、車速センサ４６から入力される検出値に基づき車両速度を算出する。そして、算出した冷却ファン５２の回転速度及び車両速度に基づき、電磁ソレノイド３７へ向けて流れる気流速度を算出する。
【００５７】
ここで、気流速度が速いほど、ソレノイド温度がエンジンルーム温度から受ける影響度合いが大きくなる。また、エンジン負荷が高いほど、ソレノイド温度がエンジン本体温度から受ける影響度合いが大きくなる。そこで、続くステップＳ１２では、ステップＳ１１で算出した気流速度及びエンジン負荷に基づき先述した補正割合を算出する。なお、エンジン負荷については、エンジン回転速度や吸入空気量等に基づき算出すればよい。
【００５８】
図４の説明に戻り、続くステップＳ２０（ソレノイド温度推定手段）では、ステップＳ１０で算出した補正割合を用いてソレノイド温度を推定する。図６は、前記ステップＳ２０のサブルーチンであり、先ずステップＳ２１において、エンジン本体温度及びエンジンルーム内温度に基づき、気流速度がゼロであると仮定した場合におけるソレノイド温度（以下、「基準ソレノイド温度」と記載）を推定する。つまり、補正割合を用いずにソレノイド温度を推定する。このステップＳ２１での処理は、「機関本体温度取得手段」「機関ルーム温度取得手段」「基準温度算出手段」に相当する。
【００５９】
なお、エンジン本体温度（厳密にはシリンダヘッドＥ２及びヘッドカバーＥ３の温度）については、エンジン冷却水及びエンジン潤滑油の温度に基づき算出する。また、本実施形態では熱線式のエアフローメータ４４を採用しており、エンジンルーム内温度については、熱線式エアフローメータ４４が有する吸気温センサ４４ａの検出値に基づき算出する。ちなみに、エアフローメータ４４は、エンジンルームＥＲ内に配置された吸気管（図示せず）に設置されており、エンジンルームＥＲ内のうちエンジンよりも車両前方側に位置している。
【００６０】
続くステップＳ２２（ソレノイド温度算出手段）では、ステップＳ２１で算出した基準ソレノイド温度を、ステップＳ１０で算出した補正割合で補正する。この補正により、気流速度を加味したソレノイド温度が算出（推定）される。
【００６１】
図４の説明に戻り、続くステップＳ３０ではエンジン始動時であるか否かを判定し、エンジン始動時であると判定された場合（Ｓ３０：ＹＥＳ）には、続くステップＳ４０（始動時補正手段）において、以下に説明する始動時補正を実施する。
【００６２】
ここで、図６のステップＳ２１で用いるエンジン本体温度は、エンジン本体温度と相関のある温度として冷却水温度又は潤滑油温度から算出しているが、これらの相関温度は、エンジン運転中とエンジン停止直後とではその相関関係が変化する。つまり、エンジン停止直後においては冷却水又は潤滑油の循環が止まるので、エンジン本体により加熱されて、これらの冷却水温度及び潤滑油温度は上昇する。これに対し、実際のエンジン本体温度はエンジン停止直後には低下していくので、前記相関関係が変化することとなる。
【００６３】
そこで、上記ステップＳ４０では、エンジン停止直後に再始動した場合に、ステップＳ２２で算出したソレノイド温度に対して始動時補正を実施する。よって、ステップＳ３０における判定では、エンジンを始動させてから冷却水温度の上昇速度が所定速度以内になると想定される時点までの期間について、エンジン始動時として判定している。
【００６４】
図７は、上記始動時補正に用いられる始動時補正量を算出する処理手順を示すフローチャートであり、この処理は、エンジン停止中に、マイコン４１により例えば所定周期で繰り返し実行される。先ず、図７のステップＳ４０１では、ステップ２２で算出したソレノイド温度のうち、エンジン停止時におけるソレノイド温度をマイコン４１のメモリに記憶保持させる。続くステップＳ４０２では、外気温度センサ４７にて検出される、エンジンルームＥＲ外部の外気温度、及びエンジン停止経過時間を取得する。
【００６５】
続くステップＳ４０３（始動時補正量算出手段）では、ステップＳ４０１で記憶保持させた停止時ソレノイド温度、ステップＳ４０２で取得した外気温度及び停止経過時間に基づき、始動時補正量を算出する。つまり、エンジン再始動時のソレノイド温度については、これらの停止時ソレノイド温度、外気温度及び停止経過時間に基づき算出すれば、ステップＳ２２で算出した値よりも高精度で算出できるはずである。よって、停止時ソレノイド温度、外気温度及び停止経過時間に基づき算出した始動時補正量により、ステップＳ２２で算出したソレノイド温度に対して始動時補正を実施すれば、エンジンを再始動させた時のソレノイド温度の算出精度を向上できる。
【００６６】
図４の説明に戻り、続くステップＳ５０では、ステップＳ２２で算出したソレノイド温度、又はステップＳ４０にて始動時補正が為された後のソレノイド温度に対し、なまし処理を実施する。図８は、前記ステップＳ５０のサブルーチンであり、先ずステップＳ５１において、エンジンルームＥＲ内の気流速度及びエンジン負荷に基づき、なまし係数を算出する。この算出では、図５のステップＳ１１で算出した気流速度を用いる。また、エンジン負荷については、エンジン回転速度や吸入空気量等に基づき算出すればよい。
【００６７】
続くステップＳ５２では、ステップＳ５１で算出したなまし係数を用いて、算出したソレノイド温度に対するなまし処理を実施する。このなまし処理は、ソレノイド温度の算出に用いた各種検出値（例えば吸気温度、冷却水温度、潤滑油温度、車両速度等）が急激に変化した場合において、ソレノイド温度の算出値が急激に変化することを緩和させる処理である。詳細には、時系列データを平滑化する演算処理がなまし処理に相当し、同なまし処理には単純移動平均、加重移動平均、指数平滑移動平均などの移動平均処理が含まれる。例えば、ステップＳ２２で算出したソレノイド温度のうち最新値及び過去値（過去ｎ回までの値）を用いて平均化するようなまし処理を実行すればよい。
【００６８】
以上により、本実施形態によれば、電磁ソレノイド３７がシリンダヘッドＥ２及びヘッドカバーＥ３の外側に配置されている場合において、エンジン本体温度に加えエンジンルーム温度に基づき基準ソレノイド温度を算出する（Ｓ２１）ので、エンジン本体温度のみからソレノイド温度を算出する従来手法に比べて、ソレノイド温度を精度良く推定できる。
【００６９】
しかも、エンジンルームＥＲ内において電磁ソレノイド３７へ向けて流れる気流の速度に基づき基準ソレノイド温度を補正する（Ｓ２２）ので、ソレノイド温度がエンジンルーム温度から受ける影響度合いと、エンジン本体温度から受ける影響度合いとのバランス（補正割合）を加味してソレノイド温度を算出（推定）するので、その算出精度を向上できる。さらに、前記補正割合を算出するにあたり、気流速度に加えてエンジン負荷に基づき算出するので、ソレノイド温度の算出（推定）精度を向上できる。
【００７０】
また、エンジン再始動時にソレノイド温度を算出する場合には、停止時ソレノイド温度、外気温度及び停止経過時間に基づき算出した始動時補正量により、ステップＳ２２で算出したソレノイド温度に対して始動時補正を実施する（Ｓ４０）ので、エンジン再始動時のソレノイド温度の算出精度を向上できる。
【００７１】
また、ステップＳ２２で算出したソレノイド温度、又はステップＳ４０にて始動時補正が為された後のソレノイド温度に対し、なまし処理を実施する（Ｓ５０）ので、ソレノイド温度の推定値が、実際のソレノイド温度の変化に反して急激に変化してしまうことを抑制できる。
【００７２】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００７３】
・図２に示す冷却ファン５２には電動モータ５３で駆動される電動駆動式が採用されているが、クランク軸１０の駆動力をベルト等で冷却ファン５２に伝達して駆動させるベルト駆動式を採用してもよい。この場合には、エンジン回転速度に基づき冷却ファンの回転速度を算出すればよい。
【００７４】
・ヘッドカバーＥ３の外側にさらにエンジンカバーが装着されている場合には、エンジンカバーの外側に電磁ソレノイド３７を配置したものに本発明を適用することが望ましい。要するに、電磁ソレノイド３７がエンジンルームＥＲ内に露出しているものに本発明を適用することが望ましい。
【００７５】
・図１に示す上記実施形態では、電磁ソレノイド３７の全体がヘッドカバーＥ３の外側に位置しているものに本発明を適用させているが、例えば、貫通穴Ｅ３ａ内に電磁ソレノイド３７が配置されている場合等、電磁ソレノイド３７の一部がヘッドカバーＥ３の外側に位置しているものにも本発明は適用できる。
【００７６】
・図２に示す上記実施形態では、電磁ソレノイド３７をヘッドカバーＥ３に取り付けているが、例えばシリンダヘッドＥ２に取り付けるようにしてもよい。
【００７７】
・フロントグリル５０を開閉する開閉装置が装着された車両の場合には、図５のステップＳ１１にて気流速度を算出するにあたり、前記開閉装置によるフロントグリル５０の開閉状態に基づき気流速度を算出することが望ましい。また、エンジンルームＥＲ内の気流の向きを変更する可動式ガイド板がエンジンルームＥＲ内に配置されている車両の場合には、前記ガイド板の作動位置に基づき気流速度を算出することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の一実施形態にかかる機関バルブ制御システムの全体構成を示す図。
【図２】電磁ソレノイドの配置レイアウトを説明するための、エンジンルームを車両の側方から見た模式図。
【図３】電磁ソレノイドの配置レイアウトを説明するための、エンジンルームを上方から見た模式図。
【図４】ソレノイド温度を推定する処理手順を示すフローチャート。
【図５】図４のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図６】図４のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【図７】図４の処理で用いられる始動時補正量を算出するフローチャート。
【図８】図４のサブルーチン処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７９】
１０…クランク軸、１４…カム軸、２０…ＶＣＴ（油圧アクチュエータ）、３０…ＯＣＶ（コントロールバルブ）、３７…電磁ソレノイド、３８…ピン（動力伝達部材）、Ｅ２…シリンダヘッド、Ｅ３…ヘッドカバー、Ｓ１０…補正割合算出手段、Ｓ１１…気流速度取得手段、Ｓ２０…ソレノイド温度推定手段、Ｓ２１…機関本体温度取得手段、機関ルーム温度取得手段、基準温度算出手段、Ｓ２２…ソレノイド温度算出手段、Ｓ４０…始動時補正手段、Ｓ４０３…始動時補正量算出手段。
【図１】
2010127230.tif 000003
【図２】
2010127230.tif 000004
【図３】
2010127230.tif 000005
【図４】
2010127230.tif 000006
【図５】
2010127230.tif 000007
【図６】
2010127230.tif 000008
【図７】
2010127230.tif 000009
【図８】
2010127230.tif 000010