(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング制御を行わない時にカム軸位相をその調整可能範囲の略中間のロック位置でロックする中間ロック機構付きの可変バルブタイミング装置において、ロック解除制御時の制御量を適正化して、速やかにロック解除できるようにする。【解決手段】ロック解除制御中に、油圧制御弁の制御量（以下「ロック解除制御量」という）を学習する。更に、ロック解除制御中にロック解除できない時に油圧制御弁のロック解除制御量をロック解除しやすい方向に補正する。また、ロック解除制御中に油圧制御弁のロック解除制御量を補正してもロック解除できない時にロック解除不良（ロック固着）と判定すると共に、ロック解除不良と判定した時にロック状態を保持するように制御する。ロック解除制御中に油圧制御弁のロック解除制御量の補正を所定回数以上繰り返した時、又は、該ロック解除制御量が所定範囲から外れた時に、ロック解除不良と判定する。【選択図】図１３
2006220154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）を変化させてバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置を設け、この可変バルブタイミング装置には、可変バルブタイミング制御を行わない時に前記カム軸位相をその調整可能範囲の略中間のロック位置でロックするロック機構を設け、このロック機構及び前記可変バルブタイミング装置を駆動する油圧を油圧制御弁で制御する内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、
前記油圧制御弁を前記ロック機構をロック解除させるように制御するロック解除制御中に該油圧制御弁の制御量（以下「ロック解除制御量」という）を学習するロック解除学習手段を備えていることを特徴とする内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記ロック解除学習手段は、ロック解除制御中にロック解除できない時に前記油圧制御弁のロック解除制御量をロック解除しやすい方向に補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記ロック解除学習手段は、ロック解除制御中に前記油圧制御弁のロック解除制御量を補正してもロック解除できない時にロック解除不良と判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記ロック解除学習手段は、ロック解除不良と判定した時にロック状態を保持するように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可変バルブタイミング制御装置。
【請求項５】
前記ロック解除学習手段は、ロック解除制御中に前記油圧制御弁のロック解除制御量の補正を所定回数以上繰り返した時、又は、該ロック解除制御量が所定範囲から外れた時に、ロック解除不良と判定することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項６】
前記ロック解除学習手段は、ロック解除不良と判定した時に前記ロック解除制御量の学習値を初期値又は前回のロック解除制御時の学習値に設定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項７】
前記ロック解除学習手段は、ロック解除制御中にロック解除できない時に前記油圧制御弁に供給する油圧が高い運転領域で再度ロック解除制御を行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【請求項８】
前記ロック解除学習手段は、ロック解除制御時の実カム軸位相と目標カム軸位相との偏差に応じて複数のロック解除制御量を学習することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の可変バルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変バルブタイミング装置を備えた内燃機関において、クランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）をその調整可能範囲の略中間のロック位置でロックするロック機構を備えた内燃機関の可変バルブタイミング制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に搭載される内燃機関においては、出力向上、燃費節減、排気エミッション低減を目的として、可変バルブタイミング制御装置を採用したものが増加しつつある。例えば、ベーン方式の可変バルブタイミング制御装置の基本的な構成は、図１５に示すように、エンジンのクランク軸に同期して回転するハウジング１と、吸気（又は排気）バルブのカム軸に連結されたロータ２とを同軸状に配置し、ハウジング１に形成された流体室３をロータ２に設けられたベーン４で進角室５と遅角室６とに区画する。そして、進角室５と遅角室６の油圧を油圧制御弁で制御してハウジング１とロータ２（ベーン４）とを相対回動させることで、クランク軸に対するカム軸の回転位相（カム軸位相）を変化させて、バルブタイミングを可変制御するようにしている。
【０００３】
従来のベーン方式の可変バルブタイミング制御装置は、始動時のベーン４の振動による騒音を防止するために、エンジン停止時（油圧低下時）に、カム軸位相を最も遅角させた最遅角位相で、ハウジング１とロータ２（ベーン４）との相対回動をロックピン７でロックするようにしている。従って、始動時には、最遅角位相で始動することになるため、最遅角位相は、始動に適した位相に設定されている。
【０００４】
しかしながら、この構成では、最遅角位相が始動時の位相（ロック位置）で制限されてしまうため、バルブタイミング（カム軸位相）の調整可能範囲がロック位置で制限されてしまい、バルブタイミングの調整可能範囲が狭いという欠点がある。
【０００５】
そこで、特許文献１（特開平９−３２４６１３号公報）に示すように、エンジン停止時のロック位置をカム軸位相の調整可能範囲の略中間位置に設定することで、バルブタイミング（カム軸位相）の調整可能範囲を拡大することが提案されている。
【特許文献１】特開平９−３２４６１３号公報（第１頁〜第２頁等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ロック位置は、製造誤差等により固体差（ばらつき）がある。また、ロック解除制御中には、ロックピン７にロック解除方向の油圧をかけるが、ロック位置の製造ばらつきや油圧制御弁の製造ばらつき等によってロック解除制御時の油圧が必ずしもロック解除に適した油圧とはならず、ロック解除が遅れてバルブタイミングの制御に悪影響を及ぼすという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、本発明の目的は、油圧制御弁のロック解除制御時の制御量を適正化して、速やかにロック解除できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相（以下「カム軸位相」という）を変化させてバルブタイミングを可変する可変バルブタイミング装置を設け、この可変バルブタイミング装置には、可変バルブタイミング制御を行わない時に前記カム軸位相をその調整可能範囲の略中間のロック位置でロックするロック機構を設け、このロック機構及び前記可変バルブタイミング装置を駆動する油圧を油圧制御弁で制御する内燃機関の可変バルブタイミング制御装置において、前記油圧制御弁を前記ロック機構をロック解除させるように制御するロック解除制御中に、油圧制御弁の制御量（以下「ロック解除制御量」という）をロック解除学習手段により学習するようにしたものである。このようにすれば、ロック位置の製造ばらつきや油圧制御弁の製造ばらつき等が大きくても、個々のシステムの特性に合わせて油圧制御弁のロック解除制御量を適正化することができ、ロック解除性能を向上することができる。
【０００９】
この場合、請求項２のように、ロック解除制御中にロック解除できない時に油圧制御弁のロック解除制御量をロック解除しやすい方向に補正すると良い。このようにすれば、ロック解除をより確実に行うことができる。
【００１０】
更に、請求項３のように、ロック解除制御中に油圧制御弁のロック解除制御量を補正してもロック解除できない時にロック解除不良（ロック固着）と判定するようにしても良い。このようにすれば、ロック解除制御量の誤学習を防止できると共に、新たなセンサ等を付加することなく、ロック解除不良を検出することができる。
【００１１】
この場合、請求項４のように、ロック解除不良（ロック固着）と判定した時にロック状態を保持するように制御すると良い。このようにすれば、ロック解除不良が発生した時に無駄な油圧フィードバック制御を行わずに済むと共に、カム軸位相をロック位置に固定した状態で、それに応じた運転を行うことができる。
【００１２】
この場合、請求項５のように、ロック解除制御中に油圧制御弁のロック解除制御量の補正を所定回数以上繰り返した時、又は、該ロック解除制御量が所定範囲から外れた時に、ロック解除不良と判定するようにすると良い。このようにすれば、ロック解除不良が検出された時点で、ロック解除制御量の補正を中止することができ、無駄な補正を行わずに済む。
【００１３】
更に、請求項６のように、ロック解除不良と判定した時にロック解除制御量の学習値を初期値（例えば設計中央値）又は前回のロック解除制御時の学習値に設定するようにすると良い。これにより、ロック解除不良時のロック解除制御量の学習値を適正値に戻すことができ、ロック解除制御量の誤学習を防止できる。
【００１４】
また、請求項７のように、ロック解除制御中にロック解除できない時に油圧制御弁に供給する油圧が高い運転領域で再度ロック解除制御を行うようにすると良い。つまり、油圧制御弁に供給する油圧が高い運転領域で再度ロック解除制御を行えば、ロック機構に作用させるロック解除方向の油圧を大きくすることができ、ロック解除の抵抗力が少し重くなっている程度であれば、ロック解除することができる。
【００１５】
また、請求項８のように、ロック解除制御時の実カム軸位相と目標カム軸位相との偏差に応じて複数のロック解除制御量を学習するようにしても良い。このようにすれば、ロック解除後に実カム軸位相を目標カム軸位相に速やかに収束させることができるように、ロック解除制御量を学習することができ、実カム軸位相の目標カム軸位相への収束性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を吸気バルブの可変バルブタイミング制御装置に適用した一実施形態を図１乃至図１４に基づいて説明する。図１に示すように、内燃機関であるＤＯＨＣエンジン１１は、クランク軸１２からの動力がタイミングチェーン１３により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の進角量を調整する可変バルブタイミング装置１８が設けられている。
【００１７】
また、吸気側カム軸１６の外周側には、気筒判別のために複数のカム角でカム角信号を出力するカム角センサ１９が設置され、一方、クランク軸１２の外周側には、所定のクランク角毎にクランク角信号を出力するクランク角センサ２０が設置されている。これらカム角センサ１９及びクランク角センサ２０の出力信号は、エンジン制御回路２１に入力され、このエンジン制御回路２１によって吸気バルブの実バルブタイミングが演算されると共に、クランク角センサ２０の出力パルスの周波数からエンジン回転速度が演算される。また、エンジン運転状態を検出する各種センサ（吸気圧センサ２２、水温センサ２３、スロットルセンサ２４等）の出力信号がエンジン制御回路２１に入力される。
【００１８】
このエンジン制御回路２１は、これら各種の入力信号に基づいて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、可変バルブタイミング制御を行い、吸気バルブの実バルブタイミング（吸気側カム軸１６の実進角量）を目標バルブタイミング（目標進角量）に一致させるように可変バルブタイミング装置１８をフィードバック制御する。この可変バルブタイミング装置１８の油圧制御回路には、オイルパン２７内のオイルがオイルポンプ２８により油圧制御弁２９を介して供給され、その油圧を油圧制御弁２９によって制御することで、吸気バルブの実バルブタイミングが制御される。
【００１９】
次に、図２乃至図７に基づいて中間ロック機構付きの可変バルブタイミング装置１８の構成を説明する。可変バルブタイミング装置１８のハウジング３１は、吸気側カム軸１６の外周に回動自在に支持されたスプロケット１４にボルト３２で締め付け固定されている。これにより、クランク軸１２の回転がタイミングチェーン１３を介してスプロケット１４とハウジング３１に伝達され、スプロケット１４とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転する。
【００２０】
一方、吸気側カム軸１６は、シリンダヘッド３３とベアリングキャップ３４により回転可能に支持され、この吸気側カム軸１６の一端部に、ロータ３５がストッパ３６を介してボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。
【００２１】
図３及び図４に示すように、ハウジング３１の内部には、複数の流体室４０が形成され、各流体室４０が、ロータ３５の外周部に形成されたベーン４１によって進角室４２と遅角室４３とに区画されている。そして、ロータ３５の外周部とベーン４１の外周部には、それぞれシール部材４４が装着され、各シール部材４４が板ばね４５（図２参照）によって外周方向に付勢されている。これにより、ロータ３５の外周面とハウジング３１の内周面との隙間及びベーン４１の外周面と流体室４０の内周面との隙間がシール部材４４でシールされている。
【００２２】
図２に示すように、吸気側カム軸１６の外周部に形成された環状の進角溝４６と遅角溝４７が、それぞれ油圧制御弁２９の所定ポートに接続され、エンジン１１の動力でオイルポンプ２８が駆動されることにより、オイルパン２７から汲み上げたオイルが油圧制御弁２９を介して進角溝４６や遅角溝４７に供給される。進角溝４６に接続された進角油路４８は、吸気側カム軸１６の内部を貫通してロータ３５の左側面に形成された円弧状進角油路４９（図３参照）に連通するように形成され、この円弧状進角油路４９が各進角室４２に連通している。一方、遅角溝４７に接続された遅角油路５０は、吸気側カム軸１６の内部を貫通してロータ３５の右側面に形成された円弧状遅角油路５１（図４参照）に連通するように形成され、この円弧状遅角油路５１が各遅角室４３に連通している。
【００２３】
油圧制御弁２９は、ソレノイド５３とスプリング５４で弁体を駆動する４ポート３位置切換弁であり、弁体の位置を、進角室４２に油圧を供給する位置と、遅角室４３に油圧を供給する位置と、進角室４２と遅角室４３のいずれにも油圧を供給しない位置との間で切り換えるようになっている。ソレノイド５３の通電停止時には、スプリング５４によって弁体が進角室４２に油圧を供給する位置に自動的に切り換えられ、カム軸位相を進角させる方向に油圧が働くようになっている。
【００２４】
進角室４２と遅角室４３に所定圧以上の油圧が供給された状態では、進角室４２と遅角室４３の油圧でベーン４１が固定されて、クランク軸１２の回転によるハウジング３１の回転がオイルを介してロータ３５（ベーン４１）に伝達され、ロータ３５と一体的に吸気側カム軸１６が回転駆動される。エンジン運転中は、進角室４２と遅角室４３の油圧を油圧制御弁２９で制御してハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）とを相対回動させることで、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の回転位相（以下「カム軸位相」という）を制御して吸気バルブのバルブタイミングを可変する。尚、スプロケット１４には、進角制御時にロータ３５を進角方向に相対回動させる油圧力をばね力で補助するねじりコイルばね５５（図２参照）が収容されている。
【００２５】
また、図３及び図４に示すように、いずれか１つのベーン４１の両側部には、ハウジング３１に対するロータ３５（ベーン４１）の相対回動範囲を規制するストッパ部５６が形成され、このストッパ部５６によってカム軸位相の最遅角位相と最進角位相が規制されている。更に、他のベーン４１に形成されたロックピン収容孔５７には、ハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）との相対回動をロックするためのロックピン５８が収容され、このロックピン５８がハウジング３１に設けられたロック穴５９（図２参照）に嵌り込むことで、カム軸位相がその調整可能範囲の略中間位置（ロック位置）でロックされる。このロック位置は、始動に適した位置に設定されている。
【００２６】
図６及び図７に示すように、ロックピン５８は、ロックピン収容孔５７の内周に嵌合された円筒部材６１内に摺動可能に挿入され、スプリング６２によってロック方向（突出方向）に付勢されている。また、ロックピン５８の中央外周部に形成された弁部６３によって、円筒部材６１とロックピン５８との隙間が、ロック油圧室６４とロック解除保持用の油圧室６５とに区画されている。そして、ロック油圧室６４とロック解除保持用の油圧室６５に進角室４２から油圧を供給するために、ベーン４１には、進角室４２に連通するロック油路６６とロック解除保持用の油路６７が形成されている。また、ハウジング３１には、ロック穴５９と遅角室４３とを連通するロック解除油路６８が形成されている。
【００２７】
図６に示すように、ロックピン５８のロック時には、ロックピン５８の弁部６３がロック解除保持用の油路６７を塞いで、ロック油路６６をロック油圧室６４に連通させた状態となる。これにより、進角室４２からロック油圧室６４に油圧が供給され、この油圧とスプリング６２によってロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込んだ状態に保持され、カム軸位相がロック位置でロックされる。
【００２８】
エンジン停止中は、ロック油圧室６４の油圧（進角室４２の油圧）が低下するが、スプリング６２によってロックピン５８がロック位置に保持される。従って、エンジン始動は、ロックピン５８がロック位置に保持された状態で行われ、エンジン始動後に、オイルポンプ２８の吐出圧がある程度上昇した時点で、ロック解除制御が行われる。このロック解除制御により、ロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が高くなると、その油圧によって次のようにしてロックピン５８のロックが解除される。エンジン始動後のロック解除制御により、遅角室４３からロック解除油路６８を通してロック穴５９に供給される油圧（ロック解除方向の力）が、ロック油圧室６４の油圧（進角室４２の油圧）とスプリング６２のばね力との合力（ロック方向の力）よりも大きくなると、ロック穴５９の油圧によってロックピン５８がロック穴５９から押し出されて図７のロック解除位置に移動し、ロックピン５８のロックが解除される。
【００２９】
このロック解除状態では、図７に示すように、ロックピン５８の弁部６３がロック油路６６を塞いで、ロック解除保持用の油路６７をロック解除保持用の油圧室６５に連通させた状態となる。これにより、進角室４２からロック解除保持用の油圧室６５に油圧が供給され、このロック解除保持用の油圧室６５の油圧（進角室４２の油圧）とロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）とによってロックピン５８がスプリング６２に抗してロック解除位置に保持される。
【００３０】
エンジン運転中は、進角室４２と遅角室４３のいずれかの油圧が高くなっているため、その油圧でロックピン５８がロック解除位置に保持され、ハウジング３１とロータ３５とが相対回動可能な状態（つまり可変バルブタイミング制御が可能な状態）に保持される。      
【００３１】
エンジン運転中は、エンジン制御回路２１は、クランク角センサ２０及びカム角センサ１９の出力信号に基づいて吸気バルブの実バルブタイミング（吸気側カム軸１６の実カム軸位相）を演算すると共に、吸気圧センサ２２、水温センサ２３等のエンジン運転状態を検出する各種センサの出力に基づいて吸気バルブの目標バルブタイミング（吸気側カム軸１７の目標カム軸位相）を演算する。そして、吸気バルブ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可変バルブタイミング装置１８の油圧制御弁２９をフィードバック制御する。これにより、進角室４２と遅角室４３の油圧を制御してハウジング３１とロータ３５とを相対回動させることで、カム軸位相を変化させて吸気バルブ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。
【００３２】
その後、エンジン１１を停止させる際に、エンジン回転速度が低下すると、オイルポンプ２８の吐出圧が低下するため、進角室４２や遅角室４３の油圧が低下してくる。これにより、ロック解除保持用の油圧室６５の油圧（進角室４２の油圧）とロック穴５９の油圧（遅角室４３の油圧）が低下して、スプリング６２のばね力がこれらの油圧に打ち勝つようになると、スプリング６２のばね力によってロックピン５８が突出してロック穴５９に嵌まり込むようになる。但し、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込むには、両者の位置が一致していること、つまり、カム軸位相がロック位置に一致していることが条件となる。
【００３３】
エンジン１１が停止する際には、エンジン回転速度（オイルポンプ２８の回転速度）が低下して油圧が低下するため、カム軸１６の負荷トルクによりカム軸位相が自然に遅角側に変化していき、その過程で、図６に示すように、ロックピン５８をロック穴５９に嵌まり込ませて、カム軸位相をロック位置でロックする。しかし、エンジン１１が停止する際に、既にカム軸位相がロック位置よりも遅角側にあると、油圧低下によりカム軸位相が遅角側に変化していっても、ロックピン５８がロック穴５９に到達しないため、カム軸位相をロック位置でロックできない。
【００３４】
そこで、エンジン制御回路２１は、エンジン停止時等、カム軸位相をロック位置でロックさせる必要がある時に、カム軸位相をロックのために進角させるように油圧制御弁２９を制御する（以下、この制御を「ロック制御」という）。ロック制御中は、油圧制御弁２９のソレノイド５３の通電を停止して、油圧制御弁２９のスプリング５４によって弁体を進角室４２に油圧を供給する位置に切り換え、カム軸位相を進角させる方向に油圧を作用させると同時に、遅角室４３の油圧をドレインに排出させる。この際、エンジン停止指令後は、燃料噴射が停止されるため、エンジン回転速度（オイルポンプ回転速度）が低下して油圧が低下していくが、アイドリング可能なエンジン回転速度であれば、前述したねじりコイルばね５５の進角方向のばね力を補助として油圧によりカム軸位相の進角制御が可能となる。尚、ロック制御開始時に、既にカム軸位相がロック位置よりも進角側にある場合は、上述したカム軸位相の進角制御を行わないようにしても良い。
また、エンジン制御回路２１は、ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図８に示すロック位置学習プログラムを所定時間毎又は所定クランク角毎に実行することで、ロック制御中に実カム軸位相ＶＴに基づいてロック位置を学習するロック位置学習手段としての役割を果たす。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、実カム軸位相の今回値ＶＴ(i) と前回値ＶＴ(i-1) との偏差から実カム軸位相変化量ΔＶＴを算出する。
ΔＶＴ＝ＶＴ(i) −ＶＴ(i-1)
【００３５】
次のステップ１０２で、実カム軸位相ＶＴをなまし処理した実カム軸位相なまし値ＶＴＳＭ(i) を次式により算出する。
ＶＴＳＭ(i) ＝ＶＴＳＭ(i-1) ＋｛ＶＴ(i) −ＶＴＳＭ(i-1) ｝／Ｓ１
ここで、ＶＴＳＭ(i-1) は前回の実カム軸位相なまし値、Ｓ１はなまし定数である。
【００３６】
この後、ステップ１０３で、ロック制御中で且つ実カム軸位相変化量ΔＶＴの絶対値が所定値Ｋ１より小さいか否かによって、実カム軸位相ＶＴの変化が小さくなったか否かを判定する。ロック制御中でない場合や、実カム軸位相変化量ΔＶＴが所定値Ｋ１以上である場合は、明らかにロック状態ではないので、以降の学習処理を行うことなく、本プログラムを終了する。
【００３７】
一方、ロック制御中で且つ実カム軸位相変化量ΔＶＴの絶対値が所定値Ｋ１より小さい場合は、実カム軸位相ＶＴがロック状態に近付いているので、次のようにしてロック位置を学習する。まず、ステップ１０４で、学習回数カウンタでカウントしたロック位置の学習回数ＣＧＲが所定値Ｋ２より少ないか否かを判定し、学習回数ＣＧＲが所定値Ｋ２より少なければ、ステップ１０５に進み、今回の実カム軸位相なまし値ＶＴＳＭ(i) と前回のロック位置学習値ＧＲＯＫ(i-1) との偏差が所定値Ｋ３より大きいか否かを判定する。
【００３８】
今回の実カム軸位相なまし値ＶＴＳＭ(i) と前回のロック位置学習値ＧＲＯＫ(i-1) との偏差が所定値Ｋ３より大きい場合は、実カム軸位相なまし値ＶＴＳＭ(i) がまだ一定値に収束していない（つまりカム軸位相がロックされていない）と判断して、ステップ１０６に進み、実カム軸位相なまし値ＶＴＳＭ(i) を用いてロック位置学習値ＧＲＯＫ(i) を次のなまし処理式により算出する。
ＧＲＯＫ(i) ＝ＧＲＯＫ(i-1) ＋｛ＶＴＳＭ(i) −ＧＲＯＫ(i-1) ｝／Ｓ２
【００３９】
ここで、Ｓ２はなまし定数である。ロック位置学習値ＧＲＯＫ(i) の算出後、ステップ１０７に進み、ロック位置学習値ＧＲＯＫ(i) が許容される製造ばらつきの範囲内（所定値Ｋ４＜ＧＲＯＫ(i) ＜所定値Ｋ５）であるか否かを判定し、この範囲内であれば、ステップ１０８に進み、学習回数ＣＧＲのカウンタをインクリメントして本プログラムを終了する。もし、ロック位置学習値ＧＲＯＫ(i) が許容される製造ばらつきの範囲から外れていれば、ロック位置以外の位置で固着したと判断して、ステップ１０９に進み、ロック位置学習値ＧＲＯＫ(i) をリセットしてロック位置学習値ＧＲＯＫ(i) を初期値（設計中央値）又は前回のロック制御時の学習値に設定する。
【００４０】
学習回数ＣＧＲが所定値Ｋ２に達する前に、今回の実カム軸位相なまし値ＶＴＳＭ(i) と前回のロック位置学習値ＧＲＯＫ(i-1) との偏差が所定値Ｋ３以下になれば、実カム軸位相なまし値ＶＴＳＭ(i) が一定値に収束した（つまりカム軸位相がロックされた）と判断して、ステップ１１０に進み、学習完了フラグをオン（ＯＮ）し、次のステップ１１１で、学習回数ＣＧＲのカウンタをクリアして本プログラムを終了する。
【００４１】
これに対し、今回の実カム軸位相なまし値ＶＴＳＭ(i) と前回のロック位置学習値ＧＲＯＫ(i-1) との偏差が所定値Ｋ３以下になる前に、学習回数ＣＧＲが所定値Ｋ２に達した場合は、不完全ロック状態（ハーフロック状態）と判断して、ステップ１１２に進み、ロック位置学習値ＧＲＯＫ(i) をリセットしてロック位置学習値ＧＲＯＫ(i) を初期値（設計中央値）又は前回のロック制御時の学習値に設定する。この後、ステップ１１３に進み、ロック解除制御を行う。このようにすれば、不完全ロック状態をロック解除制御によりロック解除状態に戻すことができ、次回のロック制御で正常なロック状態にすることが可能となる。そして、ステップ１１４で、学習回数ＣＧＲのカウンタをクリアして本プログラムを終了する。
【００４２】
以上説明したロック位置学習プログラムによるロック位置学習値ＧＲＯＫの学習処理の一例を図９及び図１０に基づいて説明する。ここで、図９は正常時のロック位置学習処理の挙動であり、図１０は異常時のロック位置学習処理の挙動である。ロック制御中は、実カム軸位相ＶＴが進角側に制御されて、ロック位置学習値ＧＲＯＫが徐々にロック位置に近付いていく。正常時には、図９に示すように、ロック制御中に実カム軸位相ＶＴがロック位置に到達してロック状態となり、それによってロック位置学習値ＧＲＯＫが一定値に収束する。この時点で、ロック完了と判断して学習完了フラグをオン（ＯＮ）し、ロック位置学習値ＧＲＯＫの学習を終了する。
【００４３】
このように、正常時には、実カム軸位相ＶＴがロック位置でロックされるまでの時間は長くかからないが、不完全ロック状態（ハーフロック状態）になると、ロック制御を長く続けても、実カム軸位相ＶＴが固定されず、ロック位置学習値ＧＲＯＫが一定値に収束しない。そこで、図１０に示すように、ロック位置学習値ＧＲＯＫが一定値に収束する前に、学習回数ＣＧＲが所定値Ｋ２に達した場合は、不完全ロック状態（ハーフロック状態）と判断して、ロック位置学習値ＧＲＯＫをリセットしてロック位置学習値ＧＲＯＫを初期値（設計中央値）又は前回のロック制御時の学習値に設定する。
【００４４】
尚、学習回数ＣＧＲが所定値Ｋ２に達する前に、ロック位置学習値ＧＲＯＫが一定値に収束した場合でも、ロック位置学習値ＧＲＯＫが許容される製造ばらつきの範囲から外れていれば、ロック位置以外の位置で固着したと判断して、ロック位置学習値ＧＲＯＫをリセットしてロック位置学習値ＧＲＯＫを初期値（設計中央値）又は前回のロック制御時の学習値に設定する。
【００４５】
本実施形態では、ロック位置学習値ＧＲＯＫの学習回数ＣＧＲが所定値Ｋ２に達した時に不完全ロック状態と判断するようにしたが、学習時間（ロック制御の時間）が所定値に達した時に不完全ロック状態と判断するようにしても良い。
【００４６】
また、エンジン制御回路２１は、ＲＯＭ（記憶媒体）に記憶された図１１及び図１２に示すロック解除学習プログラムを所定時間毎又は所定クランク角毎に実行することで、ロック解除制御中に油圧制御弁２９の制御量（以下「ロック解除制御量」という）を学習するロック解除学習手段としての役割を果たす。
【００４７】
本プログラムが起動されると、まずステップ２０１で、目標カム軸位相ＶＴＴを実カム軸位相ＶＴと比較して、目標カム軸位相ＶＴＴが実カム軸位相ＶＴよりも進角側か遅角側に位置するかを判定する。目標カム軸位相ＶＴＴが実カム軸位相ＶＴよりも進角側に位置する場合（ＶＴＴ≧ＶＴの場合）は、ステップ２０２に進み、ロック解除制御量ＤＶＴを進角側学習値ＧＤＶＴＡにセットしてロック解除制御を行う。一方、目標カム軸位相ＶＴＴが実カム軸位相ＶＴよりも遅角側に位置する場合（ＶＴＴ＜ＶＴの場合）は、ステップ２０３に進み、ロック解除制御量ＤＶＴを遅角側学習値ＧＤＶＴＤにセットしてロック解除制御を行う。
【００４８】
この後、ステップ２０４で、実カム軸位相ＶＴとロック位置学習値ＧＲＯＫとの偏差の絶対値が所定値Ｋ７より大きいか否かによって、ロック解除したか否かを判定する。もし、実カム軸位相ＶＴとロック位置学習値ＧＲＯＫとの偏差の絶対値が所定値Ｋ７以下であれば、ロック中と判断して、ロック解除制御量ＤＶＴの学習値を次のようにして更新する。
【００４９】
まず、ステップ２０５で、現在のロック解除制御量ＤＶＴが進角側学習値ＧＤＶＴＡであるか否か（つまりステップ２０２を通ったか否か）を判定し、進角側学習値ＧＤＶＴＡであれば、ステップ２０６に進み、進角側学習値ＧＤＶＴＡを所定値Ｋ８だけ遅角側に補正して更新する。
ＧＤＶＴＡ＝ＧＤＶＴＡ−所定値Ｋ８
【００５０】
この後、ステップ２０７で、進角側学習値ＧＤＶＴＡが許容限界値である所定値Ｋ１０よりも小さい（遅角側）か否かを判定し、進角側学習値ＧＤＶＴＡが所定値Ｋ１０以上であれば、前記ステップ２０１に戻って、上述した処理を繰り返す。これにより、ロック解除が検出されるまで、進角側学習値ＧＤＶＴＡを所定値Ｋ８ずつ遅角側に補正して更新し、ロック解除制御量ＤＶＴを所定値Ｋ８ずつ遅角側に補正してロック解除制御を実行する処理が繰り返される。
【００５１】
もし、ロック解除が検出される前に、進角側学習値ＧＤＶＴＡが所定値Ｋ１０よりも小さくなった場合は、ロック解除不良（ロック固着）と判断して、ステップ２０８に進み、進角側学習値ＧＤＶＴＡをリセットして、進角側学習値ＧＤＶＴＡを初期値（設計中央値）又は前回のロック解除制御時の進角側学習値ＧＤＶＴＡに設定し、次のステップ２１２で、ロック制御を行ってロック状態に維持する。
【００５２】
一方、上記ステップ２０５で、現在のロック解除制御量ＤＶＴが遅角側学習値ＧＤＶＴＤであると判定された場合（つまりステップ２０３を通った場合）は、ステップ２０９に進み、遅角側学習値ＧＤＶＴＤを所定値Ｋ９だけ遅角側に補正して更新する。
ＧＤＶＴＤ＝ＧＤＶＴＤ−所定値Ｋ９
【００５３】
この後、ステップ２１０で、遅角側学習値ＧＤＶＴＤが許容限界値である所定値Ｋ１１よりも小さい（遅角側）か否かを判定し、遅角側学習値ＧＤＶＴＤが所定値Ｋ１１以上であれば、前記ステップ２０１に戻って、上述した処理を繰り返す。これにより、ロック解除が検出されるまで、遅角側学習値ＧＤＶＴＤを所定値Ｋ９ずつ遅角側に補正して更新し、ロック解除制御量ＤＶＴを所定値Ｋ９ずつ遅角側に補正してロック解除制御を実行する処理が繰り返される。
【００５４】
もし、ロック解除が検出される前に、遅角側学習値ＧＤＶＴＤが所定値Ｋ１１よりも小さくなった場合は、ロック解除不良（ロック固着）と判断して、ステップ２１１に進み、遅角側学習値ＧＤＶＴＤをリセットして、遅角側学習値ＧＤＶＴＤを初期値又は前回のロック解除制御時の遅角側学習値ＧＤＶＴＤに設定し、次のステップ２１２で、ロック制御を行ってロック状態に維持する。
【００５５】
これに対し、ロック解除制御中に、ステップ２０４で、実カム軸位相ＶＴとロック位置学習値ＧＲＯＫとの偏差の絶対値が所定値Ｋ７より大きくなった場合は、ロック解除したと判断して、図１２のステップ２１３に進み、ロック解除フラグをオン（ＯＮ）する。この後、ステップ２１４で、現在のロック解除制御量ＤＶＴが進角側学習値ＧＤＶＴＡであるか否か（つまりステップ２０２を通ったか否か）を判定し、進角側学習値ＧＤＶＴＡであれば、ステップ２１５に進み、実カム軸位相ＶＴが目標カム軸位相ＶＴＴ＋所定値Ｋ１２よりも大きい（進角側）か否かによって、進角側学習値ＧＤＶＴＡが進角側に過補正されているか否かを判定する。進角側学習値ＧＤＶＴＡが進角側に過補正されていない場合は、そのまま本プログラムを終了するが、進角側学習値ＧＤＶＴＡが進角側に過補正されている場合は、ステップ２１６に進み、進角側学習値ＧＤＶＴＡを所定値Ｋ１３だけ遅角側に補正する。
【００５６】
一方、ステップ２１４で、現在のロック解除制御量ＤＶＴが遅角側学習値ＧＤＶＴＤであると判定された場合（つまりステップ２０３を通った場合）は、ステップ２１７に進み、実カム軸位相ＶＴが目標カム軸位相ＶＴＴ−所定値Ｋ１４よりも小さい（遅角側）か否かによって、遅角側学習値ＧＤＶＴＤが遅角側に過補正されているか否かを判定する。遅角側学習値ＧＤＶＴＤが遅角側に過補正されていない場合は、そのまま本プログラムを終了するが、遅角側学習値ＧＤＶＴＤが遅角側に過補正されている場合は、ステップ２１８に進み、遅角側学習値ＧＤＶＴＤを所定値Ｋ１５だけ進角側に補正する。
【００５７】
以上説明したロック解除学習プログラムによるロック解除制御量ＤＶＴの学習処理の一例を図１３及び図１４に基づいて説明する。ここで、図１３は正常時のロック解除学習処理の挙動であり、図１０は異常時のロック解除学習処理の挙動である。例えば、目標カム軸位相ＶＴＴがロック位置ＧＲＯＫより進角側に設定されると、図１３に示すように、ロック解除制御量ＤＶＴを進角側学習値ＧＤＶＴＡにセットしてロック解除制御を開始する。ロック解除制御中は、ロック解除が検出されるまで、ロック解除制御量ＤＶＴを所定値Ｋ８ずつ遅角側に補正すると共に、進角側学習値ＧＤＶＴＡを所定値Ｋ８ずつ遅角側に補正して更新する処理を繰り返す。これにより、実カム軸位相ＶＴとロック位置学習値ＧＲＯＫとの偏差が所定値Ｋ７より大きくなった時点で、ロック解除したと判断して、ロック解除フラグをオン（ＯＮ）して進角側学習値ＧＤＶＴＡの学習を終了する。このとき、進角側学習値ＧＤＶＴＡが進角側に過補正されている場合は、進角側学習値ＧＤＶＴＡを所定値Ｋ１３だけ遅角側に補正する。
【００５８】
一方、ロック解除不良（ロック固着）が発生すると、ロック解除制御を長く続けても、ロック解除が検出されない。ロック解除制御中は、ロック解除が検出されるまで、進角側学習値ＧＤＶＴＡを遅角側に補正する処理が何回も繰り返されるため、やがて、図１４に示すように、進角側学習値ＧＤＶＴＡが許容限界値である所定値Ｋ１０よりも小さくなる。この時点で、ロック解除不良（ロック固着）と判断して、進角側学習値ＧＤＶＴＡをリセットして、進角側学習値ＧＤＶＴＡを初期値（設計中央値）又は前回のロック解除制御時の進角側学習値ＧＤＶＴＡに設定し、ロック制御を行ってロック状態に維持する。
【００５９】
以上説明した本実施形態によれば、ロック制御中にロック位置を学習するようにしたので、仮に、ロック位置の製造ばらつきが大きくても、実際のロック位置を学習してその学習値に基づいてロック解除の判定を行うことができ、ロック位置の製造ばらつきの影響を受けずにロック解除の判定を精度良く行うことができる。尚、ロック位置の学習値をロック解除の判定以外の用途（例えばロックの判定等）に用いるようにしても良い。
【００６０】
また、本実施形態では、ロック解除制御中に、油圧制御弁２９のロック解除制御量を学習するようにしたので、ロック位置の製造ばらつきや油圧制御弁２９の製造ばらつき等が大きくても、個々のシステムの特性に合わせてロック解除制御量を適正化することができ、ロック解除性能を向上することができる。
【００６１】
しかも、本実施形態では、ロック解除制御量を学習する際に、ロック解除制御時の目標カム軸位相が実カム軸位相よりも遅角側か進角側かによって遅角側学習値と進角側学習値に区別して学習するようにしたので、ロック解除後に実カム軸位相を目標カム軸位相に速やかに収束させることができるように、ロック解除制御量を学習することができ、実カム軸位相の目標カム軸位相への収束性を向上することができる。しかしながら、本発明は、ロック解除制御量の学習値を１つのみとして学習処理を簡略化するようにしても良い。
【００６２】
尚、図１１及び図１２のロック解除学習プログラムでは、ロック解除制御量の学習値が所定値より小さくなった時にロック解除不良（ロック固着）と判断するようにしたが、ロック解除制御量（学習値）の補正を所定回数以上繰り返した時にロック解除不良と判断するようにしても良い。
【００６３】
また、ロック解除制御中にロック解除できない時に油圧制御弁２９に供給する油圧が高い運転領域で再度ロック解除制御を行うようにしても良い。このようにすれば、ロックピン５８に作用させるロック解除方向の油圧を大きくして再度ロック解除制御を行うことができ、ロック解除の抵抗力（ロックピン５８の摩擦抵抗力等）が少し重くなっている程度であれば、ロック解除することができる。
【００６４】
その他、本発明は、ロック位置とロック解除制御量のいずれか一方のみを学習するようにしても良く、また、可変バルブタイミング装置の構成やロック機構の構成を適宜変更しても良く、更には、排気バルブの可変バルブタイミング装置にも本発明を適用できる等、要旨を逸脱しない範囲内で、種々変更して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態を示す制御システム全体の概略構成図である。
【図２】可変バルブタイミング装置の縦断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿って示す断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線に沿って示す断面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿って示す断面図である。
【図６】ロックピンのロック状態を示す部分拡大断面図である。
【図７】ロックピンのロック解除状態を示す部分拡大断面図である。
【図８】ロック位置学習プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】正常時のロック位置学習処理の挙動を示すタイムチャートである。
【図１０】異常時のロック位置学習処理の挙動を示すタイムチャートである。
【図１１】ロック解除学習プログラムの処理の流れを示すフローチャートである（その１）。
【図１２】ロック解除学習プログラムの処理の流れを示すフローチャートである（その２）。
【図１３】正常時のロック解除学習処理の挙動を示すタイムチャートである。
【図１４】異常時のロック解除学習処理の挙動を示すタイムチャートである。
【図１５】従来の可変バルブタイミング装置の断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…クランク軸、１３…タイミングチェーン、１４，１５…スプロケット、１６…吸気カム軸、１７…排気カム軸、１８…可変バルブタイミング装置、１９…カム角センサ、２０…クランク角センサ、２１…エンジン制御回路（ロック解除学習手段）、２８…オイルポンプ、２９…油圧制御弁、３１…ハウジング、３５…ロータ、４０…流体室、４１…ベーン、４２…進角室、４３…遅角室、５３…ソレノイド、５４…スプリング、５８…ロックピン（ロック機構）、５９…ロック穴（ロック機構）、６２…スプリング（ロック機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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