(57)【要約】【課題】実際の回転位相が目標位相に対してハンチングすることの抑制を図った機関バルブ制御装置を提供する。【解決手段】ＶＶＴ（バルブタイミング調整装置）と、ＶＶＴへ供給する作動油の流れを制御するＯＣＶ（コントロールバルブ）と、制御Duty（制御指令値）に応じて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に適用され、実位相が変化せずに保持されている時の保持Duty及びフィードバック補正値に基づき制御Dutyを算出する制御指令値算出手段と、実位相と目標位相との偏差が定常的に生じている場合に、その定常的に生じている定常偏差に応じて保持Dutyの値を補正して記憶更新する学習手段Ｓ２４と、を備える。そして、作動油が低温の時には、前記偏差が定常的に生じている場合であっても、学習手段Ｓ２４による学習を禁止する。【選択図】      図４
2011021580.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、制御指令値に応じて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、
前記回転位相が変化せずに保持されている時の前記電磁ソレノイドへの電流値を保持値とし、当該保持値及びフィードバック補正値に基づき前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段と、
実際の回転位相と目標位相との偏差に応じて前記フィードバック補正値を算出するフィードバック補正手段と、
所定時間継続して前記偏差が生じている場合には、その偏差を定常偏差とし、前記定常偏差に応じて前記保持値を補正して記憶更新する学習手段と、
を備え、
前記作動油の温度が所定の閾値よりも低くなっている低温時には、前記定常偏差が生じている場合であっても、前記学習手段による学習を禁止することを特徴とする機関バルブ制御装置。
【請求項２】
前記低温時に前記定常偏差が生じた場合には、前記定常偏差に応じて定常偏差補正値を算出する定常偏差補正手段を備え、
前記制御指令値算出手段は、前記定常偏差補正値に基づき前記制御指令値を算出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装置。
【請求項３】
前記制御指令値算出手段は、前記偏差が所定値より大きい場合には前記フィードバック補正値を用いたフィードバックモードで前記制御指令値を算出し、前記偏差が前記所定値以下である場合には前記フィードバック補正値を用いない保持モードで前記制御指令値を算出し、
前記フィードバックモードから前記保持モードに移行した時に、前記定常偏差補正値をゼロにリセット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装置。
【請求項４】
前記偏差が所定の安定範囲から外れるほどに変化した時に、前記定常偏差補正値をゼロにリセットすることを特徴とする請求項２又は３に記載の機関バルブ制御装置。
【請求項５】
前記作動油の圧力に応じて、前記制御指令値に対する油圧補正値を算出する油圧補正手段を備え、
前記制御指令値算出手段は、前記油圧補正値に基づき前記制御指令値を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の機関バルブ制御装置。
【請求項６】
前記油圧アクチュエータは、
前記クランク軸及び前記カム軸のいずれか一方とともに回転する第１回転体と、
前記クランク軸及び前記カム軸の他方とともに回転する第２回転体と、
前記回転位相を所定の位相に近づけるよう前記両回転体に弾性力を付与するばね部材と、
を備えて構成され、
実際の回転位相に応じて、前記制御指令値に対する位相補正値を算出する位相補正手段を備え、
前記制御指令値算出手段は、前記位相補正値に基づき前記制御指令値を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の機関バルブ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気又は吸気バルブ（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、機関バルブ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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は、クランク軸に対するカム軸の回転位相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コントロールバルブと、制御指令値に応じて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、を備えて構成されるのが一般的である。
【０００３】
特許文献１等に記載の制御指令値の算出手法を説明すると、先ず、実際の回転位相（実位相）と目標位相との偏差が大きく変化することなく安定している時の電磁ソレノイドへの電流値を、保持値として記憶しておく。そして、前記偏差から算出されたフィードバック補正値を保持値に加算することで制御指令値を算出する。そして、前記偏差が定常的に生じている場合に、その定常的に生じている定常偏差に応じて保持値を補正して記憶更新（学習）する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０９２６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、作動油が低温であると作動油の粘性は高くなり、制御指令値を変化させたことに対する油圧アクチュエータの応答速度が遅くなる。つまり目標位相の変化に対する実位相の応答速度が遅くなる。
【０００６】
すると、このような低温であることに起因して実位相が目標位相に向けてゆっくりと変化している場合には、定常偏差が生じていると判定されてしまうことがあり、この場合にはその定常偏差に応じて保持値が補正され、記憶更新（学習）されることとなる。しかも、このような低温時には保持値を１度補正しただけでは定常偏差が解消されないので、何度も保持値が補正されて過剰な補正を招く。
【０００７】
そして、このように過剰補正された保持値に基づき制御指令値を算出してコントロールバルブを制御すると、実位相が目標位相に対して大きくハンチングすることが懸念される。
【０００８】
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、実際の回転位相が目標位相に対してハンチングすることの抑制を図った機関バルブ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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。
【００１０】
請求項１記載の発明は、クランク軸に対するカム軸の回転位相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、制御指令値に応じて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るものである。そして、前記回転位相が変化せずに保持されている時の前記電磁ソレノイドへの電流値を保持値とし、当該保持値及びフィードバック補正値に基づき前記制御指令値を算出する制御指令値算出手段と、実際の回転位相（実位相）と目標位相との偏差に応じて前記フィードバック補正値を算出するフィードバック補正手段と、所定時間継続して前記偏差が生じている場合には、その偏差を定常偏差とし、前記定常偏差に応じて前記保持値を補正して記憶更新する学習手段と、を備え、前記作動油の温度が所定の閾値よりも低くなっている低温時には、前記定常偏差が生じている場合であっても、前記学習手段による学習を禁止することを特徴とする。
【００１１】
これによれば、低温時には保持値の学習を禁止するので、低温であることに起因して実位相が目標位相に向けてゆっくりと変化している場合に、定常偏差が生じていると判定されることにより保持値が何度も補正されて学習されていくことを回避できる。よって、実位相が目標位相に対してハンチングすることの抑制を図ることができる。
【００１２】
請求項２記載の発明では、前記低温時に前記定常偏差が生じた場合には、前記定常偏差に応じて定常偏差補正値を算出する定常偏差補正手段を備え、前記制御指令値算出手段は、前記定常偏差補正値に基づき前記制御指令値を算出することを特徴とする。
【００１３】
ここで、低温時に保持値の学習を禁止すれば上述の如くハンチングを抑制できるものの、実位相が目標位相に近づくのに時間がかかるといった懸念を払拭するには至らない。この懸念に対し上記発明では、定常偏差に応じた定常偏差補正値に基づき制御指令値を算出するので、実位相が目標位相に近づくのに要する時間を短縮できる。しかも、保持値の学習は禁止しているので、上述したハンチング抑制の効果が定常偏差補正値により妨げられることはない。
【００１４】
請求項３記載の発明では、前記制御指令値算出手段は、前記偏差が所定値より大きい場合には前記フィードバック補正値を用いたフィードバックモードで前記制御指令値を算出し、前記偏差が前記所定値以下である場合には前記フィードバック補正値を用いない保持モードで前記制御指令値を算出し、前記フィードバックモードから前記保持モードに移行した時に、前記定常偏差補正値をゼロにリセットすることを特徴とする。
【００１５】
ここで、低温であることに起因して実位相が目標位相に向けてゆっくりと変化している場合において実施した定常偏差補正（定常偏差補正値に基づく制御指令値の算出）を、長期に亘ってそのまま継続させてしまうと、実位相がオーバシュートしてしまうため、定常偏差補正の継続を中断して定常偏差補正値をゼロにリセットさせることが必要となる。そして、フィードバックモードにおいては、定常偏差補正による上記時間短縮の効果が発揮されるものの、前記偏差が所定値以下となっている保持モードにおいては、このような定常偏差補正の実施は不要となる。
【００１６】
この点を鑑みた上記発明では、フィードバックモードから保持モードに移行した時、すなわち定常偏差補正が不要となった時点で定常偏差補正値をゼロにリセットするので、上記時間短縮の効果が妨げられることなく定常偏差補正の継続を中断させて、上記オーバシュートの不具合を解消できる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、前記偏差が所定の安定範囲から外れるほどに変化した時に、前記定常偏差補正値をゼロにリセットすることを特徴とする。
【００１８】
ここで、低温であることに起因して実位相が目標位相に向けてゆっくりと変化している場合において実施した定常偏差補正（定常偏差補正値に基づく制御指令値の算出）を、長期に亘ってそのまま継続させてしまうと、実位相がオーバシュートしてしまうため、定常偏差補正の継続を中断して定常偏差補正値をゼロにリセットさせることが必要となる。そして、例えば目標位相が急激に変化することにより前記偏差が所定の安定範囲から外れるほどに大きく変化した時には、フィードバック補正値により制御指令値は大きく変化することとなるので、定常偏差補正による上記時間短縮の効果は要求されなくなる。
【００１９】
この点を鑑みた上記発明では、前記偏差が所定の安定範囲から外れるほどに変化した時に定常偏差補正値をゼロにリセットするので、上記時間短縮の効果が妨げられることなく定常偏差補正の継続を中断させて、上記オーバシュートの不具合を解消できる。
【００２０】
請求項５記載の発明では、前記作動油の圧力に応じて、前記制御指令値に対する油圧補正値を算出する油圧補正手段を備え、前記制御指令値算出手段は、前記油圧補正値に基づき前記制御指令値を算出することを特徴とする。
【００２１】
ここで、制御指令値が同じでありコントロールバルブの作動位置が同じあっても、その時の作動油の圧力が異なれば油圧アクチュエータの作動速度も異なってくる。この点を鑑みた上記発明によれば、作動油圧力に基づき制御指令値が算出されるので、実位相を目標位相に制御するにあたりその制御性（例えば制御の速応性、安定性、精度）を向上できる。
【００２２】
請求項６記載の発明では、前記油圧アクチュエータは、前記クランク軸及び前記カム軸のいずれか一方とともに回転する第１回転体と、前記クランク軸及び前記カム軸の他方とともに回転する第２回転体と、前記回転位相を所定の位相に近づけるよう前記両回転体に弾性力を付与するばね部材と、を備えて構成されていることを前提とする。そして、実際の回転位相（実位相）に応じて、前記制御指令値に対する位相補正値を算出する位相補正手段を備え、前記制御指令値算出手段は、前記位相補正値に基づき前記制御指令値を算出することを特徴とする。
【００２３】
ここで、上記前提の構成を備えた機関バルブ制御機構においては、実位相に応じて弾性変形量が変化するので、実位相と目標位相との偏差が同じであっても、その時の実位相に応じて油圧アクチュエータの作動速度が異なってくる。この点を鑑みた上記発明によれば、実位相に基づき制御指令値が算出されるので、実位相を目標位相に制御するにあたりその制御性（例えば制御の速応性、安定性、精度）を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる機関バルブ制御機構の全体構成を示す図。
【図２】第１実施形態において、制御電流をデューティ制御するにあたり、その制御Duty値を算出する手順を示すフローチャート。
【図３】ＶＶＴの作動速度と制御Dutyとの関係を示す特性図。
【図４】第１実施形態において、保持Duty値を学習する手順を示すフローチャート。
【図５】第１実施形態に反し、低温時にも保持Dutyの更新を許可した場合に生じる不具合を説明するタイムチャート。
【図６】本発明の第２実施形態において、制御Duty値を算出する手順を示すフローチャート。
【図７】第２実施形態において、保持Duty値の学習する手順、及び定常偏差補正値Ａ１を算出する手順を示すフローチャート。
【図８】図６及び図７の処理を実行した場合における一態様を示すタイムチャート。
【図９】本発明の第３実施形態において、制御Duty値を算出する手順を示すフローチャート。
【図１０】第３実施形態において、油圧補正値Ａ２及び位相補正値Ａ３を算出する手順を示すフローチャート。
【図１１】第３実施形態において、油圧補正値Ａ２の算出に用いるマップ。
【図１２】第３実施形態において、位相補正値Ａ３算出に用いるマップ。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
【００２６】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態にかかる機関バルブ制御機構の全体構成を示す。
【００２７】
図示されるように、エンジン（内燃機関）のクランク軸１０（出力軸）の動力は、ベルト１２、バルブタイミング調整装置（以下、ＶＶＴ２０と記載）を介してカム軸１４に伝達される。ＶＶＴ２０は、クランク軸１０と機械的に連結される第１回転体２１（ハウジング）と、カム軸１４と機械的に連結される第２回転体２２（ベーンロータ）とを備えている。そして本実施形態では、第２回転体２２が複数の突起部２２ａ（ベーン）を備えて且つ、第１回転体２１内に第２回転体２２が収納されている。そして、第２回転体２２の突起部２２ａと第１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（相対回転位相）を遅角させるための遅角室２３と、同相対回転位相を進角させるための進角室２４とが区画形成されている。
【００２８】
また、吸気バルブ及び排気バルブ（機関バルブ）が共に開弁するオーバラップ量を最小にする位相において、両回転体２１，２２を相対回転不能にロックするロック機構をＶＶＴ２０は備えている。つまり、排気バルブのＶＶＴ２０においては進角室２４の容積が最大となる最進角位相をロック位置とし、吸気バルブのＶＶＴ２０においては遅角室２３の容積が最大となる最遅角位相をロック位置とすることが望ましい。
【００２９】
ロック機構は、第２回転体２２に設けられたロックピン２５、及び第１回転体２１に設けられたロック孔２６等により構成されている。ロックピン２５は、第２回転体２２に形成された収容穴２５ａに収容される収容位置と、収容穴２５ａからロック孔２６の側に突出する突出位置とに、進退可能に取り付けられている。収容穴２５ａには、ロックピン２５に対して突出側に弾性力を付与する図示しないスプリングが備えられている。また、油圧ポンプ３８から吐出された作動油の一部が収容穴に供給されるよう構成されており、当該作動油はロックピン２５を反突出側（収容側）へ付勢する。
【００３０】
したがって、エンジン始動に伴い油圧ポンプ３８が駆動を開始してから所定時間が経過して、作動油圧力を十分に上昇すると、突出位置にあるロックピン２５はスプリングの弾性力に抗して収容位置へと移動する。そして、突出位置にあるロックピン２５がロック孔２６に嵌合すると、両回転体２１，２２は相対回転不能にロックされる。
【００３１】
なお、エンジンを停止させる時には、ロックピン２５をロック孔２６に嵌合させるよう目標位相を設定することで、相対回転位相がロック位置となるよう制御（ロック制御）する。これにより、次回のエンジン始動時にはロックした状態となるので、遅角室２３及び進角室２４内の作動油圧力が十分に上昇していない始動直後の期間中であっても、相対回転位相が大きく変動することなくロック位置に保持させることができる。
【００３２】
また、実位相をロック位置に近づけるよう弾性力を両回転体２１，２２に付与するコイルスプリング２７（ばね部材）が、両回転体２１，２２にそれぞれ係止されている。この弾性力により、ロック制御時にＶＶＴ２０をロック位置まで作動させることをアシストする。
【００３３】
ＶＶＴ２０は、遅角室２３と進角室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。
【００３４】
ＯＣＶ３０は、油圧ポンプ３８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。
【００３５】
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、かつ、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に付与する制御電流（制御指令値）のデューティ（Ｄｕｔｙ）を調節することで、スプール３５の位置を操作することが可能となり、ひいては、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との流路面積がスプール３５によって調節されることとなる。
【００３６】
例えば、図示される位置よりも右側へスプール３５を変位させると、油圧ポンプ３８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１回転体２１に対して反時計周りに第２回転体２２は相対回転して、相対回転位相は遅角側へと変化する。
【００３７】
一方、図示される位置よりも左側へスプール３５を変位させると、油圧ポンプ３８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１回転体２１に対して時計周りに第２回転体２２は相対回転して、相対回転位相は進角側へと変化する。
【００３８】
ただし、スプール３５が遅角経路３２及び進角経路３３を塞ぐよう、図示する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、相対回転位相が保持される。このように位相を保持させている時の制御電流のデューティ値を保持Duty値（保持値）と呼ぶ。
【００３９】
電磁ソレノイド３７へ付与する制御電流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ＥＣＵ４０は、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４４の検出値、吸入空気量を検出するエアフローメータ４６の検出値、ＶＶＴ２０に供給される作動油の圧力を検出する油圧センサ４８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。
【００４０】
例えばＥＣＵ４０は、クランク角センサ４２の検出値に基づき機関回転速度ＮＥを演算し、エアフローメータ４６の検出値に基づき吸気量（エンジン負荷）を演算し、クランク角センサ４２及びカム角センサ４４の検出値に基づき実際の相対回転位相（実位相）を演算する。そして、演算した機関回転速度ＮＥ及びエンジン負荷等に基づき目標位相を演算する。例えば、高負荷高ＮＥの場合には、吸気バルブ及び排気バルブが共に開弁するオーバラップ量を増大させるよう目標位相を演算することで、内燃機関の高出力化を図る。一方、アイドル運転時等の低負荷低ＮＥの場合には、前記オーバラップ量を減少させるよう目標位相を演算することで、内燃機関の安定した燃焼を図る。さらにＥＣＵ４０は、実位相と目標位相との偏差をゼロに近づけるようフィードバック制御する。
【００４１】
電磁ソレノイド３７へ付与する制御電流のデューティは、目標位相に基づきＥＣＵ４０により調節され、これにより、ＶＶＴ２０の相対回転位相が調節され、ひいてはクランク軸１０に対するカム軸１４の相対回転位相が調節される。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、前記オーバラップ量が調節されることとなる。本実施形態では、上記構成のＶＶＴ２０を、吸気バルブを駆動させるカム軸１４に搭載させており、排気バルブを駆動させるカム軸には搭載させていない。但し本発明は、両カム軸の少なくとも一方にＶＶＴ２０を搭載させたものに適用可能である。
【００４２】
図２は、ＥＣＵ４０が有するマイクロコンピュータ（マイコン４１）が、電磁ソレノイド３７へ付与する制御電流のデューティ（制御Duty）を制御するにあたり、その制御Dutyの算出手順を示すフローチャートである。当該処理は、イグニッションスイッチがオン操作されたことをトリガとして起動した後、所定周期で繰り返し実行される。
【００４３】
先ず、図２に示すステップＳ１０において、クランク角センサ４２及びカム角センサ４４の両検出値から算出される、ＶＶＴ２０の実位相を取得する。また、上述したように機関回転速度ＮＥ及びエンジン負荷に基づき算出した目標位相を取得する。続くステップＳ１１では、ステップＳ１０で取得した目標位相と実位相との偏差を算出する。
【００４４】
続くステップＳ１２（フィードバック補正手段）では、ステップＳ１０で算出した偏差に基づき、フィードバック制御にかかるＰ項Duty及びＤ項Dutyを算出する。具体的には、Ｐ項Duty（フィードバック補正値）は偏差に比例して算出され、Ｄ項Duty（フィードバック補正値）は偏差が変化する速度に比例して算出される。
【００４５】
ここで、図３は、ＶＶＴ２０の作動速度と制御Dutyとの関係を示す特性図であり、図中の実線Ｌ１は作動油が高温である時の特性、点線Ｌ２は、作動油が低温である時の特性を示す。図中、ＶＶＴ２０の作動速度がゼロになっている時、つまりＶＶＴ２０の実位相が変化せずに保持されている時の制御Dutyの値を保持Dutyと呼ぶ。
【００４６】
作動油が低温であるほど作動油の粘性が高くなるので、制御Dutyの変化に対するＶＶＴ２０の作動速度の変化が小さくなる。つまり制御Dutyを変化させた場合におけるＶＶＴ２０の応答性が悪くなる。特に、保持Duty近傍の領域（図中の一点鎖線に示す領域）では低温時における応答性の悪化が顕著となるので、保持Duty値を逐次記憶更新して学習しておくことが要求される。後述する図４の処理では、このような保持Duty値の学習を行っており、図２のステップＳ１３では、学習された保持Dutyの学習値を読み込む。
【００４７】
続くステップＳ１４（制御指令値算出手段）では、ステップＳ１２，Ｓ１３で読み込んだ保持Dutyの学習値、Ｐ項Duty及びＤ項Dutyに基づき、電磁ソレノイド３７へ流す電流の制御Dutyを算出する。具体的には、保持Duty学習値にＰ項Duty及びＤ項Dutyを加算して得られた値を制御Dutyとする。
【００４８】
なお、前記偏差が所定値より大きい場合には、Ｐ項Duty及びＤ項Dutyにより制御Dutyを算出するフィードバックモードでフィードバック制御を実施するが、前記偏差が所定値以下である場合には、フィードバック制御が不要となるため、ステップＳ１２におけるＰ項Duty及びＤ項Dutyの算出を中止して、これらのフィードバック補正値をゼロとする。つまり、フィードバック補正値を用いずに保持Dutyに基づき制御Dutyを算出する保持モードに切り替える。
【００４９】
次に、マイコン４１が実施する保持Duty値の学習手順について、図４を用いて説明する。当該処理は、イグニッションスイッチがオン操作されたことをトリガとして起動した後、所定周期で繰り返し実行される。
【００５０】
先ず、図４に示すステップＳ２０において、ステップＳ１０と同様にしてＶＶＴ２０の実位相及び目標位相を取得する。続くステップＳ２１では、ステップＳ２０で取得した目標位相と実位相との偏差が、定常的に生じているか否かを判定する。具体的には、目標位相の変化量及び実位相の変化量がいずれも所定範囲内で安定した状態が、偏差が生じた状態のまま所定時間以上継続した場合に、定常偏差が生じていると判定する。
【００５１】
定常偏差が生じていると判定された場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、続くステップＳ２２において、作動油温度が第１判定値（例えば６０℃）以上であるか否かを判定する。第１判定値以上と判定された場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、続くステップＳ２３において、その時の制御Duty、つまり保持Dutyを算出する。続くステップＳ２４（学習手段）では、ステップＳ２３で算出した保持Dutyを学習値として記憶更新する。ここでの記憶は、書き換え可能な揮発性メモリ（例えばＲＡＭ）に記憶させる。
【００５２】
ステップＳ２１〜Ｓ２４では要するに、定常偏差が生じている場合には、保持Dutyが真値からずれている可能性が高いので、その時の制御Dutyを保持Dutyとして更新（学習）しておく。但し、本実施形態の如くステップＳ２２の条件（油温≧第１判定値）を満たした高温時に保持Dutyを更新し、低温時には保持Dutyの更新を禁止する。
【００５３】
続くステップＳ２５では、作動油温度が第２判定値（例えば８０℃）以上であるか否かを判定する。なお、第２判定値は第１判定値よりも高温に設定されている。第２判定値以上と判定された場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、続くステップＳ２６において、その時の保持Dutyを次回エンジン始動時の初期値用として、書き換え可能な不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）に記憶させる。
【００５４】
作動油温度が高いほど、真値に対する保持Dutyの値の精度が高く信頼性が高い。そこで、ステップＳ２６での学習に対する条件（第２判定値）を、ステップＳ２４での学習に対する条件（第１判定値）よりも厳しく（高温）している。
【００５５】
ところで、上述の如く低温時には保持Dutyの更新を禁止しているが、低温時にも保持Dutyの更新を許可すると、図５（ｃ）に示すように実位相がハンチングするといった不具合が生じる。以下、図５を用いて上記不具合について説明する。図５（ａ）は保持Duty学習値の変化、（ｂ）は制御Dutyの変化、（ｃ）中の一点鎖線は目標位相の変化、実線は作動油低温時の実位相の変化、破線は作動油高温時の実位相の変化を示す。
【００５６】
先ず、目標位相と実位相が一致している安定した状態から、ｔ１時点で目標位相が大きく変化すると（図５（ｃ）参照）、その変化に応じたフィードバック補正値が保持Dutyに加算されて制御Dutyが変化する（図５（ｂ）中の符号Ｐ１参照）。
【００５７】
ここで、作動油が高温であれば、図５（ｃ）中の破線に示すようにｔ１時点後直ぐに実位相が目標位相に追従して変化するが、作動油が低温の場合には、制御Dutyの変化に対するＶＶＴ２０の応答性が悪いので、目標位相が変化したｔ１時点から実位相が変化を開始するｔ２時点までのタイムラグが長くなる（図５（ｃ）中の実線参照）。そのため、ｔ１〜ｔ２期間において「定常偏差が生じている」と判定されてしまい、ｔ２時点までの間、保持Duty学習値が次々と補正されていく（図５（a）参照）。その結果、保持Duty学習値が過剰に補正されてしまい、実位相がハンチングしてしまう。
【００５８】
この不具合に対し、以上詳述した本実施形態によれば、作動油温度が第１判定値以上であることを条件として保持Dutyを学習し、第１判定値より低温であれば保持Dutyの学習を禁止するので、上述したような保持Duty学習値の過剰な補正を回避でき、実位相のハンチングを抑制できる。
【００５９】
（第２実施形態）
上記第１実施形態では、保持Duty学習値及びフィードバック補正値（Ｐ項Duty及びＤ項Duty）に基づき制御Dutyを算出するのに対し、本実施形態では、保持Duty学習値及びフィードバック補正値に加え、以下に説明する定常偏差補正値Ａ１をも加味して制御Dutyを算出する。以下、図６及び図７に示す本実施形態の処理内容について、図２及び図４との違いを中心に説明する。
【００６０】
先ず、図６のステップＳ１０〜Ｓ１３では、図２の処理と同様にして、実位相及び目標位相を取得し（Ｓ１０）、取得した両位相の偏差を算出し（Ｓ１１）、算出した偏差に基づきフィードバック補正値を算出する（Ｓ１２）。そして、続くステップＳ１３では、図７のステップＳ２４で学習された保持Dutyの学習値を読み込み、さらに、ステップＳ１３１において、図７のステップＳ３１で算出された定常偏差補正値Ａ１を読み込む。
【００６１】
そして、続くステップＳ１４１（制御指令値算出手段）では、ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１３１で読み込んだ保持Dutyの学習値、Ｐ項Duty、Ｄ項Duty及び定常偏差補正値Ａ１に基づき、電磁ソレノイド３７へ流す電流の制御Dutyを算出する。具体的には、Ｐ項Duty、Ｄ項Duty及び定常偏差補正値Ａ１を保持Duty学習値に加算して得られた値を制御Dutyとする。
【００６２】
図７に示す保持Duty値の学習処理では、先ずステップＳ２０〜Ｓ２６において、図４と同様の処理を行う。すなわち、実位相及び目標位相を取得し（Ｓ２０）、定常偏差が生じていると判定され（Ｓ２１：ＹＥＳ）、かつ、作動油温度が第１判定値以上と判定された場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、その時の保持Dutyを算出し（Ｓ２３）、算出した保持Dutyを学習値として記憶更新する（Ｓ２４）。なお、作動油温度が第２判定値以上であることを条件として（Ｓ２５：ＹＥＳ）、保持Dutyを次回エンジン始動時の初期値用として記憶させる（Ｓ２６）。
【００６３】
次に、作動油温度が第１判定値未満と判定された場合（Ｓ２２：ＮＯ）の処理内容について説明する。先ず、その時生じている定常偏差の値を補正値ａとして算出する。具体的には、その時の制御Dutyからその時の保持Dutyを減算して得られた値を補正値ａとする。なお、この演算に用いる制御Dutyには、制御Dutyの今回値、前回値、前々回値等、所定時間遡った複数点数の制御Dutyの平均値（なまし値）を用いるようにしてもよい。
【００６４】
続くステップＳ３１（定常偏差補正手段）では、補正値ａの前回値に補正値ａの今回値を加算して得られた値を定常偏差補正値Ａ１とする。要するに、低温時において、補正値ａを加算してもなお定常偏差が残っていれば（Ｓ２１：ＮＯ）、定常偏差補正値Ａ１に補正値ａを累積加算していく。続くステップＳ３２では、以下に説明する２つのキャンセル条件のいずれかが成立したか否かを判定する。第１のキャンセル条件は、フィードバックモードから保持モードに移行することである。第２のキャンセル条件は、目標位相が大きく変化することに起因して、目標位相と実位相との偏差が所定の安定範囲から外れるほどに変化することである。つまり、前記偏差の単位時間あたりの変化量（微分値）の絶対値が予め設定した値より大きくなったことである。
【００６５】
そして、これらのキャンセル条件のいずれかが成立した場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）には、累積加算されてきた定常偏差補正値Ａ１及び補正値ａをゼロにリセットする。一方、キャンセル条件が成立しなければ、作動油温度が低温であり定常偏差が生じている限り（Ｓ２１：ＹＥＳ、Ｓ２２ＮＯ）、定常偏差補正値Ａ１に補正値ａが累積加算されていく（Ｓ３０，Ｓ３１）。
【００６６】
ここで、作動油の低温時に保持Dutyの学習を禁止すれば、先述した通り実位相のハンチングを抑制できるものの、実位相が目標位相に近づくのに時間がかかるといった懸念を払拭するには至らない。この懸念に対し本実施形態によれば、キャンセル条件が成立しなければ、作動油温度が低温であり定常偏差が生じている限り、定常偏差補正値Ａ１にその時生じている定常偏差（補正値ａ）を累積加算していき、その定常偏差補正値Ａ１に基づき制御Dutyを算出するので、実位相が目標位相に近づくのに要する時間を短縮できる。しかも、保持Dutyの学習は禁止しているので、上述したハンチング抑制の効果が定常偏差補正値Ａ１により妨げられることはない。
【００６７】
また、保持モードに移行した場合、或いは目標位相が変化した場合には、定常偏差補正値Ａ１及び補正値ａをゼロにリセットするので、定常偏差補正値Ａ１を長期に亘ってそのまま継続させた場合に生じ得る実位相のオーバシュートを回避できる。
【００６８】
図８は、図６及び図７の処理を実施した場合の各種変化の一態様を示すタイムチャートである。
【００６９】
図８（ａ）はフィードバックモード及び保持モードの切り替わり状態、（ｂ）は定常判定カウンタの値、（ｃ）は定常偏差補正値Ａ１、（ｄ）中の実線は制御Duty、一点鎖線は保持Duty学習値、（ｅ）（ｆ）中の一点鎖線は目標位相、実線は作動油低温時の実位相を示す。また、（ｅ）は定常偏差補正を実施した場合、（ｆ）は定常偏差補正を実施しない場合を示す。
【００７０】
先ず、ｔ１時点で目標位相が大きく変化すると（図８（e）参照）、その変化に応じたフィードバック補正値が保持Dutyに加算されて制御Dutyが変化する（図８（ｄ）中の符号Ｐ２参照）。なお、作動油が低温であるため、目標位相が変化したｔ１時点後直ぐに実位相が目標位相に追従して変化することはなく、タイムラグ経過後のｔ２時点で実位相が追従変化を開始している。
【００７１】
その後、実位相と目標位相との偏差ΔＶの変化率（単位時間当りの変化量）が所定値以下であると判定され、ｔ３時点で定常判定カウンタを始動させる。偏差ΔＶの変化率が所定値以下であるとの安定状態が継続して定常判定カウンタの値がカウントアップ値Ｃｕｐに達したら、その時点で定常判定カウンタの値をゼロにリセットするとともに、ステップＳ３０で算出した補正値ａだけ定常偏差補正値Ａ１に加算して、定常偏差補正値Ａ１を補正する（図８（ｃ）中の符号ｔａ参照）。但し、低温時につき保持Dutyの更新は禁止されている（図８（ｄ）参照）。
【００７２】
なお、定常判定カウンタにより計時されている最中に上記安定状態の条件を満たさなくなったら、この場合には定常偏差補正値Ａ１を補正することなく定常判定カウンタの値をゼロにリセットする（図８（ｂ）中の符号ｔｂ参照）。
【００７３】
また、ステップＳ３２でのキャンセル条件が成立しなければ、上述の如く定常偏差補正値Ａ１は累積的に加算されていくが、図８（ｃ）中の符号ｔｒ１，ｔｒ２に示す時点でキャンセル条件が成立するため、これらのｔｒ１，ｔｒ２時点で定常偏差補正値Ａ１はゼロにリセットされている。すなわち、ｔｒ１時点ではフィードバックモードから保持モードに移行しており（第１のキャンセル条件成立）、ｔｒ２時点では目標位相が大きく変化している（第２のキャンセル条件成立）。
【００７４】
定常偏差補正（定常偏差補正値Ａ１に基づく制御Dutyの算出）を実施した場合には、図８（ｅ）中の実線に示すように、ｔ３時点近傍で生じている偏差ΔＶはｔ４時点ではゼロとなり実位相が目標位相に収束している。これに対し、定常偏差補正を実施しない場合には、図８（ｆ）中の実線に示すように、ｔ４時点近傍で生じている偏差ΔＶは徐々にゼロに近づくものの、ｔ４時点では依然として実位相は目標位相に収束していない。
【００７５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７６】
・低温時に保持Dutyの学習を禁止すれば実位相のハンチング（図５（ｃ）参照）を抑制できるものの、図８（ｆ）に示すように実位相が目標位相に近づくのに時間がかかる。この点を鑑みた本実施形態では、制御Dutyの算出に用いる保持Duty学習値を、定常偏差補正値Ａ１に基づきを補正することになるので、図８（ｅ）に示すように実位相が目標位相に近づくのに要する時間を短縮できる。
【００７７】
・低温であることに起因して実位相が目標位相に向けてゆっくりと変化している場合において設定した定常偏差補正値Ａ１を、長期に亘ってそのまま継続させてしまうと、結局は低温時に保持Dutyを学習させるのと同じこととなり、図５（ｃ）の如く実位相がオーバシュートしてしまう。この点を鑑みた本実施形態では、定常偏差補正値Ａ１をｔｒ１，ｔｒ２時点でキャンセルするので、低温であることに起因して定常的に生じていると判定された偏差ΔＶに対して、定常偏差補正の実施により短期的にはＶＶＴ２０の応答性を向上させつつも、長期的に定常偏差補正値Ａ１を残すことにより生じうる上記オーバシュートを回避できる。
【００７８】
・定常偏差補正値Ａ１をキャンセルするタイミングに関し、フィードバックモードにおいては定常偏差補正による上記時間短縮の効果が発揮されるものの、偏差が所定値以下となっている保持モードにおいては、このような定常偏差補正は不要となる。また、目標位相が急激に変化した時には、フィードバック補正により制御Dutyは大きく変化することとなるので、このような状況下では定常偏差補正による上記時間短縮の効果は要求されなくなる。
【００７９】
これらの点を鑑みた本実施形態では、フィードバックモードから保持モードに移行した時、すなわち定常偏差補正が不要となったｔｒ１時点、及び目標位相が急激に変化したｔｒ２時点で定常偏差補正値Ａ１をゼロにリセットするので、上記時間短縮の効果が妨げられることなく定常偏差補正の継続を中断させて、上記オーバシュートの不具合を解消できる。
【００８０】
（第３実施形態）
上記第２実施形態では、保持Duty学習値、フィードバック補正値（Ｐ項Duty及びＤ項Duty）及び定常偏差補正値Ａ１に基づき制御Dutyを算出するのに対し、本実施形態では、保持Duty学習値、フィードバック補正値及び定常偏差補正値Ａ１に加え、以下に説明する油圧補正値Ａ２及び位相補正値Ａ３をも加味して制御Dutyを算出する。以下、図９及び図１０に示す本実施形態の処理内容について、図６との違いを中心に説明する。なお、本実施形態では、図９及び図１０の処理とは別に、上記第２実施形態にかかる図７と同様の処理を実施している。
【００８１】
先ず、図９のステップＳ１０〜Ｓ１３，Ｓ１３１では、図６の処理と同様にして、実位相及び目標位相を取得し（Ｓ１０）、取得した両位相の偏差を算出し（Ｓ１１）、算出した偏差に基づきフィードバック補正値を算出する（Ｓ１２）。そして、続くステップＳ１３では、図７のステップＳ２４で学習された保持Dutyの学習値を読み込み、さらに、ステップＳ１３１において、図７のステップＳ３１で算出された定常偏差補正値Ａ１を読み込む。
【００８２】
続くステップＳ１３２，Ｓ１３３では、後述する図１０のステップＳ４１，Ｓ４３で算出された油圧補正値Ａ２及び位相補正値Ａ３を読み込む。そして、続くステップＳ１４２（制御指令値算出手段）では、ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１３１，Ｓ１３２，Ｓ１３３で読み込んだ保持Dutyの学習値、Ｐ項Duty、Ｄ項Duty、定常偏差補正値Ａ１、油圧補正値Ａ２及び位相補正値Ａ３に基づき、電磁ソレノイド３７へ流す電流の制御Dutyを算出する。具体的には、Ｐ項Duty、Ｄ項Duty、定常偏差補正値Ａ１、油圧補正値Ａ２及び位相補正値Ａ３を保持Duty学習値に加算して得られた値を制御Dutyとする。
【００８３】
ここで、制御Dutyが同じでありスプール３５の作動位置が同じあっても、その時の作動油の圧力（油圧）が高いほどＶＶＴ２０の作動速度は速くなる。そのため、図１１に示すスプール３５の作動位置（つまり制御Duty値）と、遅角室２３又は進角室２４内の油圧（つまりＶＶＴ２０を作動させる力）との関係は、油圧ポンプ３８からの吐出圧が高い場合には図中の実線に示す特性となり、前記吐出圧が低い場合には図中の点線に示す特性となる。よって、例えばＶＶＴ２０を遅角側に作動させるよう遅角制御するにあたり、吐出圧が低く遅角室２３での油圧が小さくなると、スプール位置をより遅角側に位置させることが要求される。つまり、制御Dutyを図１１中の符号Ｄ１からＤ２に変更して大きくすることが要求される。
【００８４】
そこで、図１０に示す補正値算出処理では、先ずステップＳ４０において、油圧センサ４８の検出値に基づき算出された作動油の圧力を読み込む。そして、続くステップＳ４１（油圧補正手段）において、ステップＳ４０で読み込んだ油圧が低いほど、遅角制御時には制御Dutyを大きくするよう油圧補正値Ａ２を算出し、進角制御時には制御Dutyを小さくするよう油圧補正値Ａ２を算出する。例えば、図１１に示すマップを予め試験により取得して記憶させておき、当該マップを用いて油圧補正値Ａ２を算出する。
【００８５】
ここで、図１に示すコイルスプリング２７により、実位相がロック位置に近づくよう両回転体２１，２２には弾性力が付与されているが、この弾性力の大きさは、実位相がロック位置から離れているほど大きくなる。したがって、実位相と目標位相との偏差が同じであっても、その時の実位相がロック位置から離れているほど、ＶＶＴ２０にはロック位置に近づく側（図１の例では進角側）に付与される弾性力が大きくなっているため、この弾性力を加味して制御Dutyを算出することが要求される。
【００８６】
そこで、図１０のステップＳ４２において実位相を読み込み、その後ステップＳ４３（位相補正手段）において、ステップＳ４２で読み込んだ実位相がロック位置から離れているほど（図１の例では遅角側にあるほど）、制御Dutyを大きくするよう位相補正値Ａ３を算出する。例えば、図１２に示すマップを予め試験により取得して記憶させておき、当該マップを用いて位相補正値Ａ３を算出すればよい。
【００８７】
なお、上記油圧補正値Ａ２及び位相補正値Ａ３による補正は、図７のステップＳ２２において低温であると判定されたか否かに拘わらず、また、保持モードであるか否かに拘わらず、常時実施される。
【００８８】
以上により、本実施形態によれば、コイルスプリング２７の弾性力の大きさ及び作動油圧力の大きさを加味して制御Dutyが算出されるので、実位相を目標位相に制御するにあたりその制御性（例えば制御の速応性、安定性、精度）を向上できる。
【００８９】
（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。
【００９０】
・ロック機構によるロック位置を、最進角位相と最遅角位相との中間位相に設定してもよい。この場合のコイルスプリング２７は、実位相がロック位置より進角側にある時には遅角側に弾性力を発揮させ、実位相がロック位置より遅角側にある時には進角側に弾性力を発揮させるように取り付けられることとなる。この場合であっても、上記弾性力を相殺するよう位相補正値Ａ３を算出すればよい。
【符号の説明】
【００９１】
２０…ＶＶＴ（油圧アクチュエータ）、２７…コイルスプリング（ばね部材）、３０…ＯＣＶ（コントロールバルブ）、３７…電磁ソレノイド、Ｓ１２…フィードバック補正手段、Ｓ１４，Ｓ１４１，Ｓ１４２…制御指令値算出手段、Ｓ２４…学習手段、Ｓ３１…定常偏差補正手段、Ｓ４１…油圧補正手段、Ｓ４３…位相補正手段。
【図１】
2011021580.tif 000003
【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】
2011021580.tif 000009
【図８】
2011021580.tif 000010
【図９】
2011021580.tif 000011
【図１０】
2011021580.tif 000012
【図１１】
2011021580.tif 000013
【図１２】
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