(57)【要約】【課題】油圧アクチュエータ制御装置に関し、制御弁の個体差に起因する制御特性のばらつきが油圧アクチュエータの制御性に与える影響を排除できるようにする。【解決手段】仮想ＯＣＶ（モデル制御弁）により実現されるＯＣＶ駆動デューティの変化に対する油圧アクチュエータの応答性の変化の傾向をモデル制御特性として記憶しておく。実ＯＣＶ不感帯幅と仮想ＯＣＶ不感帯幅との比をＯＣＶばらつき補正係数として算出する。油圧アクチュエータの動作量と目標動作量との偏差に基づいて基本の制御量を算出する。基本制御量のうち仮想ＯＣＶ不感帯内制御量をＯＣＶばらつき補正係数で補正した値を実ＯＣＶ不感帯内制御量として算出し、仮想ＯＣＶ不感帯外制御量に基づいて実ＯＣＶ不感帯外制御量を算出する。そして、実ＯＣＶ不感帯内制御量と実ＯＣＶ不感帯外制御量との和を実ＯＣＶの制御量とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧油の給排によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁とを有し、前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータ制御装置において、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を特定する不感帯特定手段と、
前記油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、保持値）を特定する保持値特定手段と、
仮想のモデル制御弁により実現される制御信号の変化に対する油圧アクチュエータの応答性の変化の傾向をモデル制御特性として記憶した記憶手段と、
前記不感帯の幅と前記モデル制御特性におけるモデル不感帯の幅との比を前記制御弁と前記モデル制御弁とを対応させるための係数（以下、対応係数）として算出する対応係数算出手段と、
前記不感帯の中心値に対する前記保持値のずれ量を前記対応係数によって補正した値を前記モデル制御特性において前記油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、モデル保持値）として算出するモデル保持値算出手段と、
前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差に基づき、前記モデル制御弁の前記モデル保持値を基準とする制御量（以下、モデル制御量）を算出するモデル制御量算出手段と、
前記モデル制御量のうち前記モデル不感帯の内にあるモデル不感帯内制御量を前記対応係数で補正した値を前記制御弁の不感帯内制御量として算出する不感帯内制御量算出手段と、
前記モデル制御量のうち前記モデル不感帯を超えるモデル不感帯外制御量に基づいて前記制御弁の不感帯外制御量を算出する不感帯外制御量算出手段と、
前記保持値と前記不感帯内制御量と前記不感帯外制御量とに基づいて前記制御弁に出力すべき制御信号を設定する制御信号設定手段と、
を備えることを特徴とする油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項２】
制御信号の値が前記不感帯の上端値よりも大きい値に設定されたときの前記アクチュエータの動作方向を正の方向とする場合、
前記不感帯特定手段は、前記油圧アクチュエータの動作量がその目標動作量を正の方向に超えたときには、実動作量の目標動作量に対するオーバーシュート量を算出し、前記上端値を前記オーバーシュート量に応じて減少側に補正することを特徴とする請求項１記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項３】
制御信号の値が前記不感帯の下端値よりも小さい値に設定されたときの前記アクチュエータの動作方向を負の方向とする場合、
前記不感帯特定手段は、前記油圧アクチュエータの動作量がその目標動作量を負の方向に超えたときには、実動作量の目標動作量に対するアンダーシュート量を算出し、前記下端値を前記アンダーシュート量に応じて増大側に補正することを特徴とする請求項１又は２記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項４】
前記不感帯外制御量算出手段は、前記モデル不感帯外制御量を加圧油の温度に応じて補正した値を前記不感帯外制御量として算出することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項５】
前記不感帯内制御量算出手段は、前記不感帯内制御量を加圧油の温度に応じて補正することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項６】
前記モデル不感帯の幅を加圧油の温度に応じて補正するモデル不感帯幅補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項７】
前記モデル不感帯の幅を加圧油の圧力に応じて補正するモデル不感帯幅補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項８】
前記モデル不感帯の幅を加圧油の粘度に応じて補正するモデル不感帯幅補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項９】
前記モデル不感帯の幅をエンジン回転数に応じて補正するモデル不感帯幅補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項１０】
前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差が所定範囲内に収束した場合に、前記対応係数を減少側に補正する対応係数補正手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項１１】
エンジン始動後、加圧油の油圧が所定の基準値を超えるまで前記制御弁への制御信号の出力を禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項１２】
前記保持値特定手段は、前記油圧アクチュエータの動作を制御する中で前記保持値を学習するように構成され、
前記制御信号設定手段は、前記保持値を前記制御信号を設定する上での制御基準の基本値とし、加圧油の温度が低いほど前記制御基準を前記保持値から前記不感帯の中心値へ近づけることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項１３】
前記保持値特定手段は、前記油圧アクチュエータの動作を制御する中で前記保持値を学習するように構成され、
前記制御信号設定手段は、前記保持値を前記制御信号を設定する上での制御基準の基本値とし、前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差の絶対値が大きいほど前記制御基準を前記保持値から前記不感帯の中心値へ近づけることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項１４】
加圧油の給排によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁とを有し、前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータ制御装置において、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を学習によって特定する不感帯特定手段と、
前記不感帯を前提にして前記制御弁に出力すべき制御信号を設定する制御信号設定手段とを備え、
前記不感帯特定手段は、前記油圧アクチュエータの目標動作量が安定しており、且つ、前記制御弁に出力する制御信号の値が安定していることを条件として前記不感帯の学習を行うことを特徴とする油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項１５】
前記不感帯特定手段は、制御信号の値から所定の規則に従って不感帯更新値を算出し、前記不感帯更新値が前記不感帯の上端値の学習値よりも大きい場合には、前記不感帯更新値を前記不感帯上端値の学習値として更新することを特徴とする請求項１４記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項１６】
前記不感帯特定手段は、制御信号の値から所定の規則に従って不感帯更新値を算出し、前記不感帯更新値が前記不感帯の下端値の学習値よりも小さい場合には、前記不感帯更新値を前記不感帯下端値の学習値として更新することを特徴とする請求項１４又は１５記載の油圧アクチュエータ制御装置。
【請求項１７】
内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのバルブタイミングを可変にする油圧式のバルブタイミング可変装置であって、
加圧油の給排によって動作してバルブタイミングを変化させる油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁と、
前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を特定する不感帯特定手段と、
前記油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、保持値）を特定する保持値特定手段と、
仮想のモデル制御弁により実現される制御信号の変化に対する油圧アクチュエータの応答性の変化の傾向をモデル制御特性として記憶した記憶手段と、
前記不感帯の幅と前記モデル制御特性におけるモデル不感帯の幅との比を前記制御弁と前記モデル制御弁とを対応させるための係数（以下、対応係数）として算出する対応係数算出手段と、
前記不感帯の中心値に対する前記保持値のずれ量を前記対応係数によって補正した値を前記モデル制御特性において前記油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、モデル保持値）として算出するモデル保持値算出手段と、
前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差に基づき、前記モデル制御弁の前記モデル保持値を基準とする制御量（以下、モデル制御量）を算出するモデル制御量算出手段と、
前記モデル制御量のうち前記モデル不感帯の内にあるモデル不感帯内制御量を前記対応係数で補正した値を前記制御弁の不感帯内制御量として算出する不感帯内制御量算出手段と、
前記モデル制御量のうち前記モデル不感帯を超えるモデル不感帯外制御量に基づいて前記制御弁の不感帯外制御量を算出する不感帯外制御量算出手段と、
前記保持値と前記不感帯内制御量と前記不感帯外制御量とに基づいて前記制御弁に出力すべき制御信号を設定する制御信号設定手段とを含むことを特徴とするバルブタイミング可変装置。
【請求項１８】
内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのバルブタイミングを可変にする油圧式のバルブタイミング可変装置であって、
加圧油の給排によって動作してバルブタイミングを変化させる油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁と、
前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を学習によって特定する不感帯特定手段と、
前記不感帯を前提にして前記制御弁に出力すべき制御信号を設定する制御信号設定手段とを含み、
前記不感帯特定手段は、前記油圧アクチュエータの目標動作量が安定しており、且つ、前記制御弁に出力する制御信号の値が安定していることを条件として前記不感帯の学習を行うことを特徴とするバルブタイミング可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧アクチュエータ制御装置に関し、特に、内燃機関において吸気バルブ或いは排気バルブの開閉タイミングを可変制御するバルブタイミング可変機構に用いて好適の油圧アクチュエータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
バルブタイミング可変機構では、クランク軸に対するカム軸の変位角を変化させるための手段として油圧アクチュエータが用いられている。この油圧アクチュエータには、２つの油室、すなわち、進角側油室と遅角側油室とが設けられている。進角側油室への加圧油の供給及び遅角側油室からの加圧油の排出によってバルブタイミングは進角され、遅角側油室への加圧油の供給及び進角側油室からの加圧油の排出によってバルブタイミングは遅角される。
【０００３】
油圧アクチュエータの両油室に対する加圧油の給排は、制御弁（Oil Control Valve：OCV）によって制御されている。制御弁はスリーブ内のスプールの位置によって加圧油の給排を制御することができる。スプールがスリーブ内の中立域にあるとき、両油室はともに油圧ポンプともオイルタンクとも連通を遮断されている。スプールが中立域から一方（進角方向）に移動することで、進角側油室が油圧ポンプに接続され遅角側油室がオイルタンクに接続される。スプールが中立域から進角方向と逆方向（遅角方向）に移動することで、遅角側油室が油圧ポンプに接続され進角側油室がオイルタンクに接続される。スプールはソレノイドによって駆動され、その位置はソレノイドに出力されるデューティ（電流値）によって制御されている。
【０００４】
制御弁においてスプールが位置する中立域は一定の幅をもって形成されている。スプールが中立域を移動している間は、両油室に対する加圧油の給排は行われないか或いは殆ど行われない。このため、バルブタイミング可変機構には、加圧油の供給流量がほぼゼロとなるデューティ、すなわち、現在のバルブタイミングを保持するデューティ付近に、デューティ値の変化に対するバルブタイミングの応答が無いか或いは応答性が低い不感帯が存在する。
【０００５】
バルブタイミングを進角させる場合は、制御弁に出力するデューティを保持デューティから増大側に変化させる。逆にバルブタイミングを遅角させる場合は、制御弁に出力するデューティを保持デューティから減少側に変化させる。その際、デューティが不感帯を超えるまではバルブタイミングの変化速度は小さく、デューティが不感帯を超えた時点からバルブタイミングはデューティの値に応じて急激に変化し始める。このように、不感帯の存在はバルブタイミングの制御性に大きな影響を与えている。
【０００６】
そこで、特許文献１には、バルブタイミングを制御する中で不感帯の上端値及び下端値を学習するようにした技術が開示されている。特許文献１に開示された技術では、バルブタイミングの目標値が変化したときに、バルブタイミングの実際値が目標値に向かって変化し始めたときのデューティを不感帯の上端値或いは下端値として学習するようにしている。
【特許文献１】特開２００３−３３６５２９号公報
【特許文献２】特開平１０−１６９６０３号公報
【特許文献３】特開平１１−３６９０５号公報
【特許文献４】特開２００１−５５９３６号公報
【特許文献５】特開平８−３２６５１２号公報
【特許文献６】特開２００３−２３０４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
バルブタイミング可変機構の制御特性、すなわち、デューティの変化に対するバルブタイミングの応答性の変化の傾向には、制御弁の個体差に起因するばらつきが存在する。また、同一個体であっても油温などの条件によって制御特性にはばらつきが生じる。バルブタイミングを的確に制御する上では、バルブタイミング可変機構の制御特性を正確に把握し、それに基づいて制御弁に出力するデューティを決定することが求められる。
【０００８】
従来の技術によれば、不感帯の上端値や下端値、或いは、保持デューティについてはバルブタイミングの制御を通じた学習によって把握できることから、不感帯内では正確なデューティ制御を行うことが可能と考えられる。しかしながら、不感帯外での制御特性についての正確な把握は行われておらず、従来、不感帯外のデューティ制御については全くの成り行きに任せざるを得なかった。
【０００９】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、制御弁の個体差に起因する油圧アクチュエータの制御特性のばらつきが油圧アクチュエータの制御性に与える影響を排除できるようにした油圧アクチュエータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、加圧油の給排によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁とを有し、前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータ制御装置において、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を特定する不感帯特定手段と、
前記油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、保持値）を特定する保持値特定手段と、
仮想のモデル制御弁により実現される制御信号の変化に対する油圧アクチュエータの応答性の変化の傾向をモデル制御特性として記憶した記憶手段と、
前記不感帯の幅と前記モデル制御特性におけるモデル不感帯の幅との比を前記制御弁と前記モデル制御弁とを対応させるための係数（以下、対応係数）として算出する対応係数算出手段と、
前記不感帯の中心値に対する前記保持値のずれ量を前記対応係数によって補正した値を前記モデル制御特性において前記油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、モデル保持値）として算出するモデル保持値算出手段と、
前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差に基づき、前記モデル制御弁の前記モデル保持値を基準とする制御量（以下、モデル制御量）を算出するモデル制御量算出手段と、
前記モデル制御量のうち前記モデル不感帯の内にあるモデル不感帯内制御量を前記対応係数で補正した値を前記制御弁の不感帯内制御量として算出する不感帯内制御量算出手段と、
前記モデル制御量のうち前記モデル不感帯を超えるモデル不感帯外制御量に基づいて前記制御弁の不感帯外制御量を算出する不感帯外制御量算出手段と、
前記保持値と前記不感帯内制御量と前記不感帯外制御量とに基づいて前記制御弁に出力すべき制御信号を設定する制御信号設定手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明において、
制御信号の値が前記不感帯の上端値よりも大きい値に設定されたときの前記アクチュエータの動作方向を正の方向とする場合、
前記不感帯特定手段は、前記油圧アクチュエータの動作量がその目標動作量を正の方向に超えたときには、実動作量の目標動作量に対するオーバーシュート量を算出し、前記上端値を前記オーバーシュート量に応じて減少側に補正することを特徴としている。
【００１２】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
制御信号の値が前記不感帯の下端値よりも小さい値に設定されたときの前記アクチュエータの動作方向を負の方向とする場合、
前記不感帯特定手段は、前記油圧アクチュエータの動作量がその目標動作量を負の方向に超えたときには、実動作量の目標動作量に対するアンダーシュート量を算出し、前記下端値を前記アンダーシュート量に応じて増大側に補正することを特徴としている。
【００１３】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記不感帯外制御量算出手段は、前記モデル不感帯外制御量を加圧油の温度に応じて補正した値を前記不感帯外制御量として算出することを特徴としている。
【００１４】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記不感帯内制御量算出手段は、前記不感帯内制御量を加圧油の温度に応じて補正することを特徴としている。
【００１５】
第６の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記モデル不感帯の幅を加圧油の温度に応じて補正するモデル不感帯幅補正手段をさらに備えることを特徴としている。
【００１６】
第７の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記モデル不感帯の幅を加圧油の圧力に応じて補正するモデル不感帯幅補正手段をさらに備えることを特徴としている。
【００１７】
第８の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記モデル不感帯の幅を加圧油の粘度に応じて補正するモデル不感帯幅補正手段をさらに備えることを特徴としている。
【００１８】
第９の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
前記モデル不感帯の幅をエンジン回転数に応じて補正するモデル不感帯幅補正手段をさらに備えることを特徴としている。
【００１９】
第１０の発明は、第１乃至第９の何れか１つの発明において、
前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差が所定範囲内に収束した場合に、前記対応係数を減少側に補正する対応係数補正手段をさらに備えることを特徴としている。
【００２０】
第１１の発明は、第１乃至第１０の何れか１つの発明において、
エンジン始動後、加圧油の油圧が所定の基準値を超えるまで前記制御弁への制御信号の出力を禁止する禁止手段をさらに備えることを特徴としている。
【００２１】
第１２の発明は、第１乃至第１１の何れか１つの発明において、
前記保持値特定手段は、前記油圧アクチュエータの動作を制御する中で前記保持値を学習するように構成され、
前記制御信号設定手段は、前記保持値を前記制御信号を設定する上での制御基準の基本値とし、加圧油の温度が低いほど前記制御基準を前記保持値から前記不感帯の中心値へ近づけることを特徴としている。
【００２２】
第１３の発明は、第１乃至第１２の何れか１つの発明において、
前記保持値特定手段は、前記油圧アクチュエータの動作を制御する中で前記保持値を学習するように構成され、
前記制御信号設定手段は、前記保持値を前記制御信号を設定する上での制御基準の基本値とし、前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差の絶対値が大きいほど前記制御基準を前記保持値から前記不感帯の中心値へ近づけることを特徴としている。
【００２３】
また、第１４の発明は、加圧油の給排によって動作する油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁とを有し、前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータ制御装置において、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を学習によって特定する不感帯特定手段と、
前記不感帯を前提にして前記制御弁に出力すべき制御信号を設定する制御信号設定手段とを備え、
前記不感帯特定手段は、前記油圧アクチュエータの目標動作量が安定しており、且つ、前記制御弁に出力する制御信号の値が安定していることを条件として前記不感帯の学習を行うことを特徴としている。
【００２４】
第１５の発明は、第１４の発明において、
前記不感帯特定手段は、制御信号の値から所定の規則に従って不感帯更新値を算出し、前記不感帯更新値が前記不感帯の上端値の学習値よりも大きい場合には、前記不感帯更新値を前記不感帯上端値の学習値として更新することを特徴としている。
【００２５】
第１６の発明は、第１４又は第１５の発明において、
前記不感帯特定手段は、制御信号の値から所定の規則に従って不感帯更新値を算出し、前記不感帯更新値が前記不感帯の下端値の学習値よりも小さい場合には、前記不感帯更新値を前記不感帯下端値の学習値として更新することを特徴としている。
【００２６】
また、第１７の発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのバルブタイミングを可変にする油圧式のバルブタイミング可変装置であって、
加圧油の給排によって動作してバルブタイミングを変化させる油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁と、
前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を特定する不感帯特定手段と、
前記油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、保持値）を特定する保持値特定手段と、
仮想のモデル制御弁により実現される制御信号の変化に対する油圧アクチュエータの応答性の変化の傾向をモデル制御特性として記憶した記憶手段と、
前記不感帯の幅と前記モデル制御特性におけるモデル不感帯の幅との比を前記制御弁と前記モデル制御弁とを対応させるための係数（以下、対応係数）として算出する対応係数算出手段と、
前記不感帯の中心値に対する前記保持値のずれ量を前記対応係数によって補正した値を前記モデル制御特性において前記油圧アクチュエータの動作速度がゼロとなるときの制御信号の値（以下、モデル保持値）として算出するモデル保持値算出手段と、
前記油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差に基づき、前記モデル制御弁の前記モデル保持値を基準とする制御量（以下、モデル制御量）を算出するモデル制御量算出手段と、
前記モデル制御量のうち前記モデル不感帯の内にあるモデル不感帯内制御量を前記対応係数で補正した値を前記制御弁の不感帯内制御量として算出する不感帯内制御量算出手段と、
前記モデル制御量のうち前記モデル不感帯を超えるモデル不感帯外制御量に基づいて前記制御弁の不感帯外制御量を算出する不感帯外制御量算出手段と、
前記保持値と前記不感帯内制御量と前記不感帯外制御量とに基づいて前記制御弁に出力すべき制御信号を設定する制御信号設定手段とを含むことを特徴としている。
【００２７】
また、第１８の発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブのバルブタイミングを可変にする油圧式のバルブタイミング可変装置であって、
加圧油の給排によって動作してバルブタイミングを変化させる油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁と、
前記制御弁に出力する制御信号によって前記油圧アクチュエータの動作を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
制御信号が出力される信号域のうち制御信号の変化に対する前記油圧アクチュエータの応答が無い或いは応答性が低い不感帯を学習によって特定する不感帯特定手段と、
前記不感帯を前提にして前記制御弁に出力すべき制御信号を設定する制御信号設定手段とを含み、
前記不感帯特定手段は、前記油圧アクチュエータの目標動作量が安定しており、且つ、前記制御弁に出力する制御信号の値が安定していることを条件として前記不感帯の学習を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２８】
第１の発明によれば、仮想のモデル制御弁に対応したモデル制御特性と、実際の制御特性に関する最小限のデータ（不感帯、保持値）とから実際の制御特性が推定され、それに基づいて油圧アクチュエータの動作が制御される。これによれば、全くの成り行きに任せる場合に比較して油圧アクチュエータの制御性、特に不感帯外での制御性を向上させることができる。
【００２９】
第２の発明によれば、油圧アクチュエータの動作量がその目標動作量を正の方向に超えることのないようにオーバーシュート量に応じて不感帯の上端値が補正されるので、油圧アクチュエータの制御性をより向上させることができる。
【００３０】
第３の発明によれば、油圧アクチュエータの動作量がその目標動作量を負の方向に超えることのないようにアンダーシュート量に応じて不感帯の下端値が補正されるので、油圧アクチュエータの制御性をより向上させることができる。
【００３１】
第４の発明によれば、加圧油の温度が不感帯外での油圧アクチュエータの制御特性に与える影響を排除することができる。
【００３２】
第５の発明によれば、加圧油の温度が不感帯内での油圧アクチュエータの制御特性に与える影響を排除することができる。
【００３３】
第６の発明によれば、加圧油の温度が油圧アクチュエータの制御特性に与える影響を排除することができる。
【００３４】
第７の発明によれば、加圧油の圧力が油圧アクチュエータの制御特性に与える影響を排除することができる。
【００３５】
第８の発明によれば、加圧油の粘度が油圧アクチュエータの制御特性に与える影響を排除することができる。
【００３６】
第９の発明によれば、エンジン回転数が油圧アクチュエータの制御特性に与える影響を排除することができる。
【００３７】
第１０の発明によれば、油圧アクチュエータの動作量が目標動作量に収束した後の制御信号の変動を抑えることができ、油圧アクチュエータの動作量を目標動作量に安定して保持することが可能になる。
【００３８】
第１１の発明によれば、油圧アクチュエータの動作は油圧が十分に上昇してからとなるので、油圧が低い状況で油圧アクチュエータが動作することによる不具合の発生を防止することができる。
【００３９】
第１２の発明によれば、油温が低く粘度が高い状況、つまり、保持値の学習精度が十分に担保されない状況であっても、制御信号を設定する上での制御基準にばらつきが生じることを防止することができる。
【００４０】
第１３の発明によれば、油圧アクチュエータの動作量とその目標動作量との偏差が大きいほど制御信号の変化に対する油圧アクチュエータの応答は大きくなるが、そのような状況では制御基準が保持値から不感帯の中心値へ近づけられるので、保持値の学習精度が油圧アクチュエータの制御特性に与える影響を抑えることができる。
【００４１】
第１４の発明によれば、制御信号の値が安定した状態で不感帯の学習を行うことによって不感帯の学習精度を高く保つことができる。また、この発明によれば、油圧アクチュエータを動作させなくても不感帯の学習を行うことが可能であるので、不感帯の学習機会を増やすこともできる。
【００４２】
第１５の発明によれば、前記の条件が成立している場合には、制御信号の値から不感帯の上端値を学習することができる。
【００４３】
第１６の発明によれば、前記の条件が成立している場合には、制御信号の値から不感帯の下端値を学習することができる。
【００４４】
第１７の発明によれば、油圧式のバルブタイミング可変装置において、仮想のモデル制御弁に対応したモデル制御特性と、実際の制御特性に関する最小限のデータ（不感帯、保持値）とから実際の制御特性が推定され、それに基づいてバルブタイミングを変化させる油圧アクチュエータの動作が制御される。これによれば、全くの成り行きに任せる場合に比較して油圧アクチュエータの制御性、特に不感帯外での制御性を向上させることができる。
【００４５】
第１８の発明によれば、油圧式のバルブタイミング可変装置において、制御信号の値が安定した状態で不感帯の学習を行うことによって不感帯の学習精度を高く保つことができる。また、この発明によれば、バルブタイミングを変化させる油圧アクチュエータを動作させなくても不感帯の学習を行うことが可能であるので、不感帯の学習機会を増やすこともできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４６】
実施の形態１．
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
【００４７】
図１は、本発明の実施の形態１としての油圧アクチュエータ制御装置が適用されたバルブタイミング可変機構の油圧システムの概略構成を示す図である。本発明は吸気バルブと排気バルブの何れのバルブタイミング可変機構にも適用可能であるが、ここでは吸気バルブのバルブタイミング可変機構に本発明が適用されている。
【００４８】
図１に示すように、バルブタイミング可変機構の油圧システムは、クランク軸に対するカム軸の変位角を変化させるための油圧アクチュエータ２０を備えている。油圧アクチュエータ２０は、クランク軸に同期して回転するハウジング２２と、ハウジング２２内に配置されカム軸に同期して回転するロータ２４を備えている。ハウジング２２の内部には油室２６、２８が形成されている。この油室２６、２８はロータ２４によって進角側油室２６と遅角側油室２８とに区画されている。
【００４９】
油圧アクチュエータ２０は、油室２６、２８へ加圧油が供給されてハウジング２２に対するロータ２４の回転角が変化することにより動作する。進角側油室２６へ加圧油が供給されるときには、油圧アクチュエータ２０はクランク軸に対するカム軸の変位角を進角側に変化させるように動作し、遅角側油室２８へ加圧油が供給されるときにはクランク軸に対するカム軸の変位角を遅角側に変化させるように動作する。このとき、加圧油が供給されない側の油室からは、加圧油が供給される側の油室の拡大に伴い内部の加圧油が押し出されて排出されるようになっている。
【００５０】
油圧アクチュエータ２０に供給される加圧油は、エンジンにより駆動されるオイルポンプ３０から圧送される。オイルポンプ３０と油圧アクチュエータ２０との間にはオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶ）１０が設けられている。ＯＣＶ１０は４ポートスプール弁であって、スリーブ１８内のスプール１２の位置によって、油圧アクチュエータ２０の両油室２６、２８に対する加圧油の給排を制御することができる。ＯＣＶ１０のＡポートは油圧アクチュエータ２０の進角側油室２６に接続され、Ｂポートは遅角側油室２８に接続されている。また、ＯＣＶ１０のＰポートはオイルポンプ３０に接続され、Ｒポートはオイルタンク３２に接続されている。
【００５１】
スプール１２は、移動方向の一方の端部をスプリング１６によって支持され、他方の端部をソレノイド１４によって支持されている。スリーブ１８内でのスプール１２の位置は、ソレノイド１４に供給する駆動電流のデューティ（以下、ＯＣＶ駆動デューティという）によって制御することができる。図１に示すスプール１２の位置では、Ａ、ＢポートとＰ、Ｒポートとの連通が遮断されて両油室２６、２８に対する加圧油の給排は実質的に行わない。以下、Ａ、ＢポートとＰ、Ｒポートとの連通が遮断されるスプール１２の動作域を中立域という。
【００５２】
スプール１２が中立域にある状態においてＯＣＶ駆動デューティが増大されると、スプール１２はソレノイド１４に押されて移動する。これにより、ＡポートがＰポートに連通し、ＢポートがＲポートに連通して、進角側油室２６への加圧油の供給と遅角側油室２８からの加圧油の排出とが同時に行われるようになる。以下、進角側油室２６へ加圧油が供給されるスプール１２の動作域を進角域という。
【００５３】
逆に、スプール１２が中立域にある状態においてＯＣＶ駆動デューティが低減されると、スプール１２はスプリング１６に押されて移動する。これにより、ＡポートがＲポートに連通し、ＢポートがＰポートに連通して、遅角側油室２８への加圧油の供給と進角側油室２６からの加圧油の排出とが同時に行われるようになる。以下、遅角側油室２８へ加圧油が供給されるスプール１２の動作域を遅角域という。
【００５４】
図２は、バルブタイミング可変機構におけるＯＣＶ駆動デューティと油圧アクチュエータ２０の変位速度（クランク軸に対するカム軸の変位角の変化速度）との関係を示す特性線図である。この図に示すように、バルブタイミング可変機構には、油圧アクチュエータ２０の変位速度がゼロに保持されるデューティ（以下、保持デューティ）の付近に、デューティ値の変化に対して変位速度の変化が小さい、つまり、デューティ値の変化に対する応答性が低い不感帯が存在する。前述の中立域は一定の幅をもって形成されている。スプール１２が中立域内にあるときのＯＣＶ駆動デューティの範囲が不感帯となる。
【００５５】
ＯＣＶ駆動デューティが不感帯を超えて増大されると、油圧アクチュエータ２０の変位速度は進角側に増大し始め、ＯＣＶ駆動デューティの変化に対して線形に変化する。これは、スプール１２の動作域が中立域から進角域に入ったことによる。ＯＣＶ駆動デューティがある程度まで増大した時点で油圧アクチュエータ２０の変位速度は最大進角速度に達し、それ以上ＯＣＶ駆動デューティを増大させても変位速度は一定に保持される。このとき、スプール１２は進角域の限界位置まで移動し、ＡポートとＰポートとが、また、ＢポートとＲポートとが完全に連通した状態になっている。
【００５６】
逆に、ＯＣＶ駆動デューティが不感帯を超えて低減されると、油圧アクチュエータ２０の変位速度は遅角側に増大し始め、ＯＣＶ駆動デューティの変化に対して線形に変化する。これは、スプール１２の動作域が中立域から遅角域に入ったことによる。ＯＣＶ駆動デューティがある程度まで減少した時点で油圧アクチュエータ２０の変位速度は最大遅角速度に達し、それ以上ＯＣＶ駆動デューティを減少させても変位速度は一定に保持される。このとき、スプール１２は遅角域の限界位置まで移動し、ＡポートとＲポートとが、また、ＢポートとＰポートとが完全に連通した状態になっている。
【００５７】
ＯＣＶ１０の制御は、制御装置４０によって行われる。この制御装置４０と油圧アクチュエータ２０及びＯＣＶ１０を含む機構部分（バルブタイミング可変機構）とによりバルブタイミング可変装置が構成される。制御装置４０は、クランク軸に対するカム軸の目標変位角を設定し、実際の変位角（制御変位角）と目標変位角との偏差に基づいてＯＣＶ駆動デューティを算出する。制御装置４０は、算出したＯＣＶ駆動デューティを制御信号としてＯＣＶ１０に出力する。なお、目標変位角はエンジンの運転状態に応じた最適なバルブタイミングを得るための変位角であり、エンジンの運転状態をパラメータとするマップから決定される。制御変位角は、クランク角センサ４２の出力信号とカム角センサ４４の出力信号とから計算することができる。
【００５８】
以下、制御装置４０によるＯＣＶ１０の制御の概要について図３及び図４を用いて説明する。制御装置４０には、ＯＣＶとして仮想のモデル制御弁（以下、仮想ＯＣＶ）を用いた場合に実現される油圧アクチュエータ２０の制御特性がモデル制御特性として記憶されている。モデル制御特性では、ＯＣＶ駆動デューティと油圧アクチュエータ２０の変位速度との関係は固定されておらず、不感帯の中心（以下、ＯＣＶ中心）を基準としたときのＯＣＶ駆動デューティの変化に対する油圧アクチュエータ２０の変位速度の変化の傾向が設定されている。具体的には、図３の下段に示すような特性線がモデル制御特性として記憶されている。
【００５９】
図３の上段にはＯＣＶ１０の制御特性を特性線で示している。しかし、実際のＯＣＶ１０の制御特性には個体差があり、また、油温等の条件によってＯＣＶ１０の制御特性は変化する。したがって、実際のＯＣＶ１０の制御特性を予め特定しておくことは難しい。そこで、制御装置４０は、上記のモデル制御特性を利用し、制御特性に関する最小限のデータから実際のＯＣＶ１０の制御特性を推定することにしている。
【００６０】
制御装置４０は、ＯＣＶ１０の制御特性に関する最小限のデータとして、ＯＣＶ１０の不感帯と保持デューティとを特定する。つまり、制御装置４０は、第１の発明及び第１７の発明の「不感帯特定手段」として機能し、また、第１の発明及び第１７の発明の「保持値特定手段」としても機能する。
【００６１】
ＯＣＶ１０の不感帯は、ＯＣＶ１０のデューティ制御により油圧アクチュエータ２０の動作を制御する中で学習される。制御装置４０によって実施される不感帯の学習の方法に関しては後述する。ただし、本発明を実施するにあたっては不感帯の学習方法には限定はなく、従来提案されている方法の何れを用いてもよい。一例としては、油圧アクチュエータ２０の変位速度の絶対値を計算し、その前回値は所定の基準値より大きいが、今回値は所定の基準値より大きくなったとき、その時点でのＯＣＶ駆動デューティを不感帯の上端値或いは下端値として学習する方法を用いることができる。また、学習方法の別の例として、油圧アクチュエータ２０の変位速度の絶対値が所定の基準値以下の範囲でのＯＣＶ駆動デューティの最大値を不感帯の上端値として学習し、同範囲でのＯＣＶ駆動デューティの最小値を不感帯の下端値として学習する方法もある。
【００６２】
仮想ＯＣＶの不感帯はモデル不感帯として予め既知であるので、ＯＣＶ１０の不感帯（実ＯＣＶ不感帯）が特定されれば、実ＯＣＶ不感帯幅と仮想ＯＣＶ不感帯幅との比を算出することができる。この比は、ＯＣＶ１０と仮想ＯＣＶとを対応させるための対応係数であり、実際のＯＣＶ１０の仮想ＯＣＶに対する制御特性のばらつきを補正するための係数として用いることができる。以下の式（１）に示すように、本明細書では、実ＯＣＶ不感帯幅と仮想ＯＣＶ不感帯幅との比をＯＣＶばらつき補正係数として定義する。
ＯＣＶばらつき補正係数＝実ＯＣＶ不感帯幅／仮想ＯＣＶ不感帯幅  ・・・（１）
【００６３】
ＯＣＶ１０の保持デューティは、ＯＣＶ１０のデューティ制御により油圧アクチュエータ２０の動作を制御する中で学習される。本発明を実施するにあたっては保持デューティの学習方法には限定はなく、従来提案されている方法の何れを用いてもよい。一例としては、目標変位角が一定時間を超えて変化していない状態で、制御変位角にも一定時間を超えて変化がないとき、その時点でのＯＣＶ駆動デューティを保持デューティとして学習することができる。
【００６４】
ＯＣＶ１０の保持デューティが学習によって特定されれば、保持デューティのＯＣＶ中心からのずれ量を求めることができる。ここでは、実際のＯＣＶ１０における保持デューティのＯＣＶ中心からのずれ量は、仮想ＯＣＶにおける保持デューティのＯＣＶ中心からのずれ量に対して比例関係にあるとする。また、実際のＯＣＶ１０におけるＯＣＶ中心は、仮想ＯＣＶにおけるＯＣＶ中心に一致するものとする。このような条件のもと、以下の式（２）によって算出される仮想ＯＣＶの保持デューティを、仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値として定義する。
仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値＝（保持デューティ学習値−ＯＣＶ中心）／ＯＣＶばらつき補正係数＋ＯＣＶ中心  ・・・（２）
【００６５】
制御装置４０は、油圧アクチュエータ２０の制御変位角と目標変位角との偏差に基づくフィードバック制御によってＯＣＶ１０のデューティ制御を行う。フィードバック制御にはＰＤ制御が用いられる。制御装置４０には、エンジン回転数及び油温と制御ゲインとの関係が予めマップデータとして記憶されている。ＰＤ制御におけるＰ制御とＤ制御のうちＰ制御の制御量は、制御変位角と目標変位角との偏差とＰ制御ゲインとから算出される。また、Ｄ制御の制御量は、制御変位角と目標変位角との偏差の変化速度とＤ制御ゲインとから算出される。以下、仮想ＯＣＶにおけるＰ制御量とＤ制御量とを合わせて基本制御量という。制御装置４０は、マップデータを用いて偏差に応じた基本制御量を算出し、上記の仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値に加算する。仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値に基本制御量を加算した値は、仮想ＯＣＶにおいて出力されるべきＯＣＶ駆動デューティである。以下、仮想ＯＣＶにおいて出力されるべきＯＣＶ駆動デューティを基本デューティという。
【００６６】
上記の基本デューティは、仮想ＯＣＶの制御特性において最適な制御結果が得られるデューティである。実際のＯＣＶ１０において最適な制御結果を得るためには、上記の基本デューティを実際のＯＣＶ１０の制御特性に適合した値に変換する必要がある。また、その際には、ＯＣＶ１０の不感帯について考慮することが求められる。ＯＣＶ駆動デューティが不感帯内にあるか不感帯外にあるかにより、ＯＣＶ駆動デューティの変化に対する油圧アクチュエータ２０の変位速度の変化は大きく異なるからである。
【００６７】
そこで、制御装置４０は、図４及び図５の各下段に示すように、基本制御量を仮想ＯＣＶ不感帯の内にある仮想ＯＣＶ不感帯内制御量と、仮想ＯＣＶ不感帯の外にある仮想ＯＣＶ不感帯外制御量とに区分する。図４は基本デューティが仮想ＯＣＶ不感帯を超える場合を示し、図５は基本デューティが仮想ＯＣＶ不感帯内にある場合を示している。制御装置４０は、仮想ＯＣＶ不感帯内制御量と仮想ＯＣＶ不感帯外制御量のそれぞれについて独自の変換を行い、仮想ＯＣＶ不感帯内制御量からは実ＯＣＶ不感帯内にある制御量を算出し、仮想ＯＣＶ不感帯外制御量からは実ＯＣＶ不感帯外にある制御量を算出する。こうして求められた、実ＯＣＶ不感帯内制御量と実ＯＣＶ不感帯外制御量とを保持デューティ学習値に加算した値が、実際のＯＣＶ１０にて出力されるＯＣＶ駆動デューティとなる。つまり、ＯＣＶ駆動デューティは次の式（３）によって算出することができる。
ＯＣＶ駆動デューティ＝実ＯＣＶ不感帯内制御量＋実ＯＣＶ不感帯外制御量＋保持デューティ学習値  ・・・（３）
【００６８】
以上説明したような方法でＯＣＶ１０の制御を行えば、ＯＣＶ１０の個体差に起因する制御特性のばらつきの影響を抑えて、油圧アクチュエータ２０の制御性、特にＯＣＶ１０の不感帯外での制御性を向上させることができる。上記のように仮想ＯＣＶのモデル制御特性を利用することで、実際のＯＣＶ１０の不感帯と保持デューティとを特定するだけで、実際のＯＣＶ１０の制御特性を推定することができ、その推定した制御特性に基づいて油圧アクチュエータ２０の動作を制御することができるからである。
【００６９】
以下では、図６乃至図１０の各フローチャートを用いて、本実施の形態にかかるＯＣＶ１０の制御方法についてより具体的に説明する。まず、図６のフローチャートは、ＯＣＶ１０に出力する制御量の算出のためのルーチンを示している。このルーチンは、制御装置４０によって一定の周期で実施される。
【００７０】
図６に示すルーチンの最初のステップＳ１００では、式（１）を用いてＯＣＶばらつき補正係数が算出される。次のステップＳ１０２では、ＯＣＶ１０の不感帯の中心値であるＯＣＶ中心デューティが算出される。ＯＣＶ中心デューティは、不感帯上端デューティの学習値と不感帯下端デューティの学習値とを平均することで求めることができる。
【００７１】
ステップＳ１０４では、仮想ＯＣＶの不感帯上端デューティと下端デューティとが算出される。仮想ＯＣＶ不感帯上端デューティは、ステップＳ１０２で算出されたＯＣＶ中心デューティに仮想ＯＣＶ不感帯幅の１／２を加算した値とされ、仮想ＯＣＶ不感帯下端デューティは、ＯＣＶ中心デューティから仮想ＯＣＶ不感帯幅の１／２を減算した値とされる。次のステップＳ１０６では、式（２）を用いて仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値が算出される。
【００７２】
ステップＳ１０８では、エンジン回転数及び油温をパラメータとするマップデータを用いて仮想ＯＣＶにおける基本制御量が算出される。なお、加圧油の油温は、オイルポンプ３０とＯＣＶ１０とを結ぶ油圧ライン上に配置された油温センサ４６によって測定することができる。次のステップＳ１１０では、次の式（４）によって仮想ＯＣＶにおける基本デューティが算出される。
基本デューティ＝仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値＋基本制御量  ・・・（４）
【００７３】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１１０で算出した基本デューティが仮想ＯＣＶの不感帯の外にあるか否か判定される。基本デューティが仮想ＯＣＶの不感帯内にある場合には、ステップＳ１１４、Ｓ１１６及びＳ１１８の処理によって制御量が算出される。
【００７４】
まず、ステップＳ１１４では、次の式（５）によって仮想ＯＣＶ不感帯内制御量が算出される。
仮想ＯＣＶ不感帯内制御量＝基本デューティ−仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値  ・・・（５）
【００７５】
次のステップＳ１１６では、次の式（６）によって仮想ＯＣＶ不感帯内制御量が実ＯＣＶ不感帯内制御量に変換される。
実ＯＣＶ不感帯内制御量＝仮想ＯＣＶ不感帯内制御量×ＯＣＶばらつき補正係数  ・・・（６）
【００７６】
最後に、ステップＳ１１８では、次の式（７）に示すように、ステップＳ１１６で算出された実ＯＣＶ不感帯内制御量が制御量として設定される。
制御量＝実ＯＣＶ不感帯内制御量  ・・・（７）
【００７７】
ステップＳ１１２の判定の結果、ステップＳ１１０で算出した基本デューティが仮想ＯＣＶの不感帯外にある場合には、続いてステップＳ１２０の判定が行われる。ステップＳ１２０では、ステップＳ１１０で算出した基本デューティが仮想ＯＣＶ不感帯上端デューティより大きいか否か判定される。基本デューティが仮想ＯＣＶ不感帯上端デューティより大きい場合には、ステップＳ１２２、Ｓ１２４、Ｓ１２６、Ｓ１２８及びＳ１３０の処理によって制御量が算出される。
【００７８】
まず、ステップＳ１２２では、次の式（８）によって仮想ＯＣＶ不感帯外制御量が算出される。
仮想ＯＣＶ不感帯外制御量＝基本デューティ−仮想ＯＣＶ不感帯上端デューティ  ・・・（８）
【００７９】
次のステップＳ１２４では、次の式（９）によって仮想ＯＣＶ不感帯外制御量が実ＯＣＶ不感帯外制御量に変換される。なお、式（９）における温度補正係数は、油温センサ４６によって測定される加圧油の油温に応じて設定される。油圧アクチュエータ２０の変位速度は油温の影響を受けるからである。
実ＯＣＶ不感帯外制御量＝仮想ＯＣＶ不感帯外制御量×温度補正係数  ・・・（９）
【００８０】
ステップＳ１２６では、次の式（１０）によって仮想ＯＣＶ不感帯内制御量が算出される。
仮想ＯＣＶ不感帯内制御量＝仮想ＯＣＶ不感帯上端デューティ−仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値  ・・・（１０）
【００８１】
次のステップＳ１２８では、上記の式（６）によって仮想ＯＣＶ不感帯内制御量が実ＯＣＶ不感帯内制御量に変換される。
【００８２】
最後に、ステップＳ１３０では、ステップＳ１２４で算出された実ＯＣＶ不感帯外制御量とステップＳ１２８で算出された実ＯＣＶ不感帯内制御量とを用い、次の式（１１）によって制御量が算出される。
制御量＝実ＯＣＶ不感帯内制御量＋実ＯＣＶ不感帯外制御量  ・・・（１１）
【００８３】
ステップＳ１２０の判定の結果、ステップＳ１１０で算出した基本デューティが仮想ＯＣＶ不感帯上端デューティより小さい場合には、ステップＳ１３２、Ｓ１３４、Ｓ１３６、Ｓ１３８及びＳ１４０の処理によって制御量が算出される。
【００８４】
まず、ステップＳ１３２では、次の式（１２）によって仮想ＯＣＶ不感帯外制御量が算出される。
仮想ＯＣＶ不感帯外制御量＝基本デューティ−仮想ＯＣＶ不感帯下端デューティ  ・・・（１２）
【００８５】
次のステップＳ１３４では、上記の式（９）によって仮想ＯＣＶ不感帯外制御量が実ＯＣＶ不感帯外制御量に変換される。
【００８６】
ステップＳ１３６では、次の式（１３）によって仮想ＯＣＶ不感帯内制御量が算出される。
仮想ＯＣＶ不感帯内制御量＝仮想ＯＣＶ不感帯下端デューティ−仮想ＯＣＶ保持デューティ学習値  ・・・（１３）
【００８７】
次のステップＳ１３８では、上記の式（６）によって仮想ＯＣＶ不感帯内制御量が実ＯＣＶ不感帯内制御量に変換される。
【００８８】
最後に、ステップＳ１４０では、ステップＳ１３４で算出された実ＯＣＶ不感帯外制御量とステップＳ１３８で算出された実ＯＣＶ不感帯内制御量とを用い、上記の式（１１）によって制御量が算出される。
【００８９】
本実施の形態では、制御装置４０によってステップＳ１００の処理が実行されることによって、第１の発明及び第１７の発明の「対応係数算出手段」が実現される。また、制御装置４０によってステップＳ１０６の処理が実行されることによって、第１の発明及び第１７の発明の「モデル保持値算出手段」が実現される。また、制御装置４０によってステップＳ１０８の処理が実行されることによって、第１の発明及び第１７の発明の「モデル制御量算出手段」が実現される。また、制御装置４０によってステップＳ１１４及びＳ１１６、或いはステップＳ１２６及びＳ１２８、或いはステップＳ１３６及びＳ１３８の処理が実行されることによって、第１の発明及び第１７の発明の「不感帯内制御量算出手段」が実現される。また、制御装置４０によってステップＳ１２２及びＳ１２４、或いはステップＳ１３２及びＳ１３４の処理が実行されることによって、第１の発明及び第１７の発明の「不感帯外制御量算出手段」が実現される。さらに、制御装置４０によってステップＳ１１８、或いはＳ１３０、或いはＳ１４０の処理が実行されることによって、第１の発明及び第１７の発明の「制御信号設定手段」が実現される。
【００９０】
次に説明する図７乃至図１０のフローチャートは、何れもＯＣＶ１０の不感帯を学習するためのルーチンを示している。ＯＣＶ１０の不感帯は、これらルーチンのそれぞれによって学習される。図７のフローチャートは、ＯＣＶ１０の不感帯の上端デューティ及び下端デューティを学習するためのルーチンを示している。本実施の形態では、制御装置４０によって図７に示すルーチンが実行されることによって、第１の発明及び第１７の発明の「不感帯特定手段」が実現される。なお、このルーチンは、制御装置４０によって一定の周期で実行される。
【００９１】
図７に示すルーチンの最初のステップＳ２００では、次の式（１４）によって油圧アクチュエータ２０の変位速度が算出される。
変位速度＝制御変位角の前回値−制御変位角の今回値  ・・・（１４）
【００９２】
次のステップＳ２０２では、油圧アクチュエータ２０の目標変位角が安定しているか否か判定される。目標変位角はエンジン回転数やエンジン負荷等のエンジンの運転状態から決定される。所定時間内での目標変位角の変化量が所定値よりも小さければ、目標変位角は安定していると判断される。目標変位角が安定していない場合には、本ルーチンは終了する。
【００９３】
ステップＳ２０２において目標変位角が安定していると判定された場合には、続いてステップＳ２０４の判定が行われる。ステップＳ２０４では、変位速度が所定値よりも小さいか否か判定される。変位速度が所定値以上の場合には、本ルーチンは終了する。
【００９４】
ステップＳ２０４において変位速度が所定値よりも小さいと判定された場合には、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、制御変位角安定カウンタがカウントアップされる。このカウンタは、ステップＳ２０２或いはＳ２０２の条件が不成立になったときにはリセットされる。次のステップＳ２０８では、制御変位角安定カウンタが所定値以上か否か判定される。カウンタが所定値未満の場合には、本ルーチンは終了する。
【００９５】
ステップＳ２０８において制御変位角安定カウンタが所定値以上であると判定された場合、つまり、変位速度が所定時間、所定値よりも小さい状態が継続した場合には、ステップＳ２１０に進む。ステップＳ２１０では、現時点におけるＯＣＶ駆動デューティが不感帯学習値の更新値としてメモリに一時的に記憶される。メモリに記憶されている更新値は、ステップＳ２１０の処理が実行される度に新たな値に更新される。
【００９６】
次のステップＳ２１２では、制御変位角が目標変位角に収束しているかいないか判定される。制御変位角と目標変位角との偏差が一定時間を超えて所定の基準偏差以下になっていれば、制御変位角が目標変位角に収束していると判断することができる。制御変位角が目標変位角に収束している場合には、現在の不感帯の上端デューティ及び下端デューティの学習値は適正な値であると判断することができる。したがって、その場合には本ルーチンは終了する。なお、ステップＳ２１２の処理は、ステップＳ２０４乃至Ｓ２１０の処理に先立って実施することもできる。
【００９７】
ステップＳ２１２において制御変位角が目標変位角に収束していないと判定された場合には、ステップＳ２１４に進む。ステップＳ２１４では、メモリに記憶されている更新値が保持デューティ学習値よりも大きいか否か判定される。更新値が保持デューティ学習値よりも大きい場合には、続いてステップＳ２１６の判定が行われ、更新値が保持デューティ学習値以下の場合には、続いてステップＳ２２０の判定が行われる。
【００９８】
ステップＳ２１６では、メモリに記憶されている更新値が現在の不感帯上端デューティの学習値よりも大きいか否か判定される。更新値が現在の学習値以下であるならば、本ルーチンは終了する。一方、更新値が現在の学習値よりも大きければステップＳ２１８に進む。ステップＳ２１８では、メモリに記憶されている更新値が不感帯上端デューティの学習値に代入される。すなわち、不感帯上端デューティの更新が行われる。
【００９９】
ステップＳ２２０では、メモリに記憶されている更新値が現在の不感帯下端デューティの学習値よりも小さいか否か判定される。更新値が現在の学習値以上であるならば、本ルーチンは終了する。一方、更新値が現在の学習値よりも小さければステップＳ２２２に進む。ステップＳ２２２では、メモリに記憶されている更新値が不感帯下端デューティの学習値に代入される。すなわち、不感帯下端デューティの更新が行われる。
【０１００】
図８のフローチャートは、ＯＣＶ１０の不感帯の上端デューティ及び下端デューティを学習するためのルーチンを示している。本実施の形態では、制御装置４０によって図８に示すルーチンが実行されることによっても、第１の発明及び第１７の発明の「不感帯特定手段」が実現される。なお、このルーチンは、制御装置４０によって一定の周期で実行される。
【０１０１】
図８に示すルーチンの最初のステップＳ３００では、保持デューティ学習値の更新タイミングが到来したか否か判定される。保持デューティ学習値は、本ルーチンとは別のルーチンにて一定の周期にて更新されている。保持デューティ学習値の更新周期は、本ルーチンの実行周期よりも長い周期に設定されている。保持デューティ学習値の更新タイミングが未だ到来していない場合、本ルーチンは終了する。
【０１０２】
ステップＳ３００において保持デューティ学習値の更新タイミングが到来したと判定された場合には、ステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、保持デューティ学習値の更新値が現在の不感帯上端デューティの学習値よりも大きいか否か判定される。保持デューティ学習値の更新値が不感帯上端デューティの学習値よりも大きければステップＳ３０４に進む。ステップＳ３０４では、保持デューティ学習値の更新値が不感帯上端デューティの学習値に代入される。すなわち、不感帯上端デューティの更新が行われる。
【０１０３】
一方、保持デューティ学習値の更新値が不感帯上端デューティの学習値以下の場合には、ステップＳ３０６に進む。ステップＳ３０６では、保持デューティ学習値の更新値が現在の不感帯下端デューティの学習値よりも小さいか否か判定される。保持デューティ学習値の更新値が不感帯下端デューティの学習値よりも小さければステップＳ３０８に進む。ステップＳ３０８では、保持デューティ学習値の更新値が不感帯下端デューティの学習値に代入される。すなわち、不感帯下端デューティの更新が行われる。
【０１０４】
図９のフローチャートは、ＯＣＶ１０の不感帯の上端デューティを学習するためのルーチンを示している。このルーチンは、制御装置４０によって一定の周期で実行される。
【０１０５】
図９に示すルーチンの最初のステップＳ４００では、油圧アクチュエータ２０の目標変位角が安定しているか否か判定される。目標変位角はエンジン回転数やエンジン負荷等のエンジンの運転状態から決定される。一定時間を超えて目標変位角に変化がないとき、目標変位角は安定していると判断される。目標変位角が安定していない場合には、本ルーチンは終了する。
【０１０６】
ステップＳ４００において目標変位角が安定していると判定された場合には、続いてステップＳ４０２の判定が行われる。ステップＳ４０２では、オーバーシュートフラグがゼロか否か判定される。オーバーシュートフラグは、次に説明するステップＳ４０４及びＳ４０６の各条件が成立したときにセットされるフラグである。
【０１０７】
ステップＳ４０２においてオーバーシュートフラグがゼロと判定された場合には、ステップＳ４０４に進む。ステップＳ４０４では、目標変位角と制御変位角との前回の偏差がゼロより大きいか否か判定される。前回の偏差がゼロ以下の場合には、本ルーチンは終了する。
【０１０８】
ステップＳ４０４において前回の偏差がゼロより大きいと判定された場合、つまり、前回の時点では目標変位角に制御変位角が到達していなかった場合には、ステップＳ４０６に進む。ステップＳ４０６では、目標変位角と制御変位角との今回の偏差がゼロより小さいか否か判定される。今回の偏差がゼロ以上の場合には、本ルーチンは終了する。
【０１０９】
ステップＳ４０６において今回の偏差がゼロより小さいと判定された場合、つまり、制御変位角が目標変位角を超えてオーバーシュートした場合には、ステップＳ４０８に進む。ステップＳ４０８では、オーバーシュートフラグが１にセットされる。
【０１１０】
ステップＳ４０２においてオーバーシュートフラグがゼロでないと判定された場合には、ステップＳ４１０に進む。ステップＳ４１０では、目標変位角と制御変位角との今回の偏差がゼロより小さいか否か判定される。今回の偏差がゼロ以上の場合、つまり、再び制御変位角が目標変位角以下になったときには、ステップＳ４１６に進む。ステップＳ４１６では、オーバーシュートフラグがゼロにリセットされる。
【０１１１】
ステップＳ４１０において今回の偏差がゼロより小さいと判定された場合、つまり、今回も制御変位角が目標変位角を超えてオーバーシュートしている場合には、ステップＳ４１２に進む。ステップＳ４１２では、前回の偏差のほうが今回の偏差よりも小さいか否か判定される。今回の偏差が前回の偏差以下であれば、制御変位角の目標変位角に対するオーバーシュート量は未だ拡大していると判断することができる。その場合には、本ルーチンは終了する。一方、前回の偏差のほうが今回の偏差よりも小さい場合には、オーバーシュート量は前回が最大であり、前回の偏差の絶対値が最大オーバーシュート量であると判断することができる。
【０１１２】
ステップＳ４１２において、前回の偏差のほうが今回の偏差よりも小さいと判定された場合には、ステップＳ４１４に進む。ステップＳ４１４では、次の式（１５）によって不感帯上端デューティの学習値が修正される。式（１５）の右辺の不感帯上端デューティ学習値は修正前の値であり、左辺の不感帯上端デューティ学習値は修正後の値である。また、右辺の修正値は最大オーバーシュート量から決まる値であって、最大オーバーシュート量が大きければ修正値も大きい値に設定される。
不感帯上端デューティ学習値＝不感帯上端デューティ学習値−修正値  ・・・（１５）
【０１１３】
図９に示すルーチンによれば、油圧アクチュエータ２０の制御変位角が目標変位角を正の方向に超えることのないようにオーバーシュート量に応じて不感帯上端デューティ学習値が補正されるので、油圧アクチュエータ２０の制御性をより向上させることができる。なお、本実施の形態では、制御装置４０によって図９に示すルーチンが実行されることによって、第１及び第２の発明の「不感帯特定手段」が実現される。
【０１１４】
図１０のフローチャートは、ＯＣＶ１０の不感帯の下端デューティを学習するためのルーチンを示している。このルーチンは、制御装置４０によって一定の周期で実行される。
【０１１５】
図１０に示すルーチンの最初のステップＳ５００では、油圧アクチュエータ２０の目標変位角が安定しているか否か判定される。目標変位角はエンジン回転数やエンジン負荷等のエンジンの運転状態から決定される。一定時間を超えて目標変位角に変化がないとき、目標変位角は安定していると判断される。目標変位角が安定していない場合には、本ルーチンは終了する。
【０１１６】
ステップＳ５００において目標変位角が安定していると判定された場合には、続いてステップＳ５０２の判定が行われる。ステップＳ５０２では、アンダーシュートフラグがゼロか否か判定される。アンダーシュートフラグは、次に説明するステップＳ５０４及びＳ５０６の各条件が成立したときにセットされるフラグである。
【０１１７】
ステップＳ５０２においてアンダーシュートフラグがゼロと判定された場合には、ステップＳ５０４に進む。ステップＳ５０４では、目標変位角と制御変位角との前回の偏差がゼロより小さいか否か判定される。前回の偏差がゼロ以上の場合には、本ルーチンは終了する。
【０１１８】
ステップＳ５０４において前回の偏差がゼロより小さいと判定された場合、つまり、前回の時点では目標変位角に制御変位角が到達していなかった場合には、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６では、目標変位角と制御変位角との今回の偏差がゼロより大きいか否か判定される。今回の偏差がゼロ以下の場合には、本ルーチンは終了する。
【０１１９】
ステップＳ５０６において今回の偏差がゼロより大きいと判定された場合、つまり、制御変位角が目標変位角を超えてアンダーシュートした場合には、ステップＳ５０８に進む。ステップＳ５０８では、アンダーシュートフラグが１にセットされる。
【０１２０】
ステップＳ５０２においてアンダーシュートフラグがゼロでないと判定された場合には、ステップＳ５１０に進む。ステップＳ５１０では、目標変位角と制御変位角との今回の偏差がゼロより大きいか否か判定される。今回の偏差がゼロ以下の場合、つまり、再び制御変位角が目標変位角以上になったときには、ステップＳ５１６に進む。ステップＳ５１６では、アンダーシュートフラグがゼロにリセットされる。
【０１２１】
ステップＳ５１０において今回の偏差がゼロより大きいと判定された場合、つまり、今回も制御変位角が目標変位角を超えてアンダーシュートしている場合には、ステップＳ５１２に進む。ステップＳ５１２では、前回の偏差のほうが今回の偏差よりも大きいか否か判定される。今回の偏差が前回の偏差以上であれば、制御変位角の目標変位角に対するアンダーシュート量は未だ拡大していると判断することができる。その場合には、本ルーチンは終了する。一方、前回の偏差のほうが今回の偏差よりも大きい場合には、アンダーシュート量は前回が最大であり、前回の偏差の絶対値が最大アンダーシュート量であると判断することができる。
【０１２２】
ステップＳ５１２において、前回の偏差のほうが今回の偏差よりも大きいと判定された場合には、ステップＳ５１４に進む。ステップＳ５１４では、次の式（１６）によって不感帯下端デューティの学習値が修正される。式（１６）の右辺の不感帯下端デューティ学習値は修正前の値であり、左辺の不感帯下端デューティ学習値は修正後の値である。また、右辺の修正値は最大アンダーシュート量から決まる値であって、最大アンダーシュート量が大きければ修正値も大きい値に設定される。
不感帯下端デューティ学習値＝不感帯下端デューティ学習値＋修正値  ・・・（１６）
【０１２３】
図１０に示すルーチンによれば、油圧アクチュエータ２０の制御変位角が目標変位角を負の方向に超えることのないようにアンダーシュート量に応じて不感帯下端デューティ学習値が補正されるので、油圧アクチュエータ２０の制御性をより向上させることができる。なお、本実施の形態では、制御装置４０によって図１０に示すルーチンが実行されることによって、第１及び第３の発明の「不感帯特定手段」が実現される。
【０１２４】
実施の形態２．
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
【０１２５】
本発明の実施の形態２としての油圧アクチュエータ制御装置は、実施の形態１としての油圧アクチュエータ制御装置の構成及び制御内容をベースとしつつ、次に説明する新たな制御内容を追加したことに特徴がある。本実施の形態では、ＯＣＶばらつき補正係数を偏差の絶対値に応じて変化させる。式（１）に示すように、ＯＣＶばらつき補正係数は実ＯＣＶ不感帯幅と仮想ＯＣＶ不感帯幅との比として定義される。また、偏差とは、目標変位角と制御変位角との偏差のことである。
【０１２６】
図１１は、本実施の形態において採られるＯＣＶばらつき補正係数の設定について示す図である。本実施の形態では、図１１に示すように、式（１）から算出される値をＯＣＶばらつき補正係数の基本値とし、偏差の絶対値が所定値Ａよりも小さくなったときには、偏差の絶対値が小さいほどＯＣＶばらつき補正係数も基本値より小さい値に修正する。図１１に示すようなＯＣＶばらつき補正係数の設定を実現する方法として、具体的には、次のような方法を採ることができる。偏差の絶対値が所定値Ａよりも大きいときには１であり、偏差の絶対値が所定値Ａ以下では偏差の絶対値に比例して小さくなる係数を用意する。そして、この係数を式（１）から算出されるＯＣＶばらつき補正係数に乗じればよい。
【０１２７】
式（５）に示すように、ＯＣＶばらつき補正係数は実ＯＣＶ不感帯内制御量の算出に用いられる。ＯＣＶばらつき補正係数を小さくすることで、仮想ＯＣＶ不感帯内制御量に変動がある場合でも、実ＯＣＶ不感帯内制御量の変動は小さくすることができる。本実施の形態によれば、油圧アクチュエータ２０の制御変位角が目標変位角に収束した後の実ＯＣＶ不感帯内制御量の変動を抑えることができ、油圧アクチュエータ２０の制御変位角を目標変位角に安定して保持することが可能になる。
【０１２８】
本実施の形態では、制御装置４０によって図１１に示すようにＯＣＶばらつき補正係数の設定が行われることによって、第１０の発明の「対応係数補正手段」が実現される。
【０１２９】
実施の形態３．
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
【０１３０】
本発明の実施の形態３としての油圧アクチュエータ制御装置は、実施の形態１としての油圧アクチュエータ制御装置に、図１２のフローチャートに示す制御を新たに実行させることによって実現される。図１２のフローチャートは、エンジンの始動時にＯＣＶ制御の開始を判定するためのルーチンを示している。このルーチンは、制御装置４０によって一定の周期で実施される。
【０１３１】
エンジンの停止時、ＯＣＶ１０のスプール１２はスプリング１６に押されてスリーブ１８内の遅角側端部で停止し、油圧アクチュエータ２０はその制御変位角を最遅角させて停止している。このとき、油圧アクチュエータ２０の遅角側油室２８はオイルポンプ３０に接続されている。しかし、エンジンの停止時にはオイルポンプ３０も停止しているため、遅角側油室２８への加圧油の供給は行われず、遅角側油室２８内は油圧が抜けた状態になっている。
【０１３２】
このような状態においてＯＣＶ制御を開始し、ＯＣＶ１０を進角方向に動作させると、進角側油室２６には加圧油が供給される。その一方、遅角側油室２８内には排出される加圧油が無いため、進角側油室２６内の加圧油に押されたロータ２４は抵抗を受けることなく急回転し、ハウジング２２と激しく衝突してしまう。ロータ２４とハウジング２２との衝突は、乗員にとって不快な打音の発生を招いてしまう。
【０１３３】
図１２に示すルーチンは、上記のようなエンジン始動時における課題を解決するために実行される。最初のステップＳ６００では、エンジンのスタータがオンになったか否か判定される。エンジンのスタータがオフの場合、つまり、エンジンが始動していないときには、本ルーチンは終了する。
【０１３４】
ステップＳ６００においてスタータがオンと判定された場合には、ステップＳ６０２に進む。ステップＳ６０２では、オイルポンプ３０から圧送される加圧油の油圧が計算される。油圧の値は、オイルポンプ３０の回転数と回転開始からの経過時間から求めることができる。ただし、オイルポンプ３０の出口に圧力センサを配置し、圧力センサによって油圧を測定することも可能である。
【０１３５】
次のステップＳ６０４では、ステップＳ６０２で算出された油圧が所定値よりも大きいか否か判定される。油圧が所定値よりも大きくなるまで、ステップＳ６０２及びＳ６０４の処理が繰り返し実行される。
【０１３６】
ステップＳ６０４において油圧が所定値よりも大きくなったと判定された場合には、続いてステップＳ６０６の判定が行われる。ステップＳ６０６では、油圧が所定値よりも大きくなってから所定時間が経過したか否か判定される。遅角側油室２８内の油圧が十分に高くなるのを待つためである。所定時間が経過するまでは、ステップＳ６０２、Ｓ６０４及びＳ６０６の処理が繰り返し実行される。そして、所定時間が経過した後はステップＳ６０８に進み、ＯＣＶ１０の制御が開始される。
【０１３７】
図１２に示すルーチンによれば、油圧アクチュエータ２０の進角方向への動作は油圧が十分に上昇するまで禁止されるので、油圧が低い状況で油圧アクチュエータ２０が動作することによる不具合、具体的には、打音の発生を防止することができる。なお、本実施の形態では、制御装置４０によって図１２に示すルーチンが実行されることによって、第１１の発明の「禁止手段」が実現される。
【０１３８】
実施の形態４．
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
【０１３９】
本発明の実施の形態４としての油圧アクチュエータ制御装置は、実施の形態１としての油圧アクチュエータ制御装置の構成及び制御内容をベースとしつつ、次に説明する新たな制御内容を追加したことに特徴がある。本実施の形態では、ＯＣＶ駆動デューティを次の式（１７）に従って算出する。式（１７）における制御量とは、Ｐ制御量とＤ制御量との合算値であり、また、実ＯＣＶ不感帯内制御量と実ＯＣＶ不感帯外制御量との合算値でもある。
ＯＣＶ駆動デューティ＝制御量＋制御基準デューティ  ・・・（１７）
【０１４０】
上記の式（１７）における制御基準デューティは、ＯＣＶ１０をデューティ制御する上での制御基準であり、次の式（１８）によって算出される。
制御基準デューティ＝（ＯＣＶ中心デューティ−保持デューティ学習値）×補正係数＋保持デューティ学習値  ・・・（１８）
【０１４１】
上記の式（１７）における補正係数は、加圧油の油温に関連付けられている。図１３は、補正係数と油温との関係について示す図である。この図によれば、油温が所定温度Ｔ１以上では補正係数は０に設定され、油温が所定温度Ｔ１よりも低い場合には、油温が低いほど補正係数は１に近付けられるようになっている。このような補正係数の設定によれば、油温が所定温度Ｔ１以上では保持デューティ学習値が制御基準デューティとなるが、油温が所定温度Ｔ１よりも低い場合には、油温が低いほど制御基準デューティは保持デューティ学習値からＯＣＶ中心デューティに近付くようになる。
【０１４２】
また、上記の式（１７）における補正係数は、油圧アクチュエータ２０の制御変位角と目標偏移角との偏差の絶対値にも関連付けられている。図１４は、補正係数と偏差の絶対値との関係について示す図である。この図によれば、偏差の絶対値が大きいほど補正係数は０から１に近付けられるようになっている。このような補正係数の設定によれば、偏差が０のときには保持デューティ学習値が制御基準デューティとなるが、偏差の絶対値が大きいほど制御基準デューティは保持デューティ学習値からＯＣＶ中心デューティに近付くようになる。
【０１４３】
油温が低いときには加圧油の粘度が高いために油圧アクチュエータ２０の動作にばらつきが生じる。保持デューティ学習値は油圧アクチュエータ２０の動作を制御する中で学習されるため、油圧アクチュエータ２０の動作にばらつきがあると保持デューティ学習値の学習精度は低くなってしまう。しかし、本実施の形態によれば、油温が低いほど制御基準デューティが保持デューティ学習値からＯＣＶ中心デューティに近付けられるので、ＯＣＶ１０をデューティ制御する上での制御基準にばらつきが生じることを防止することができる。
【０１４４】
また、油圧アクチュエータ２０の制御変位角と目標偏移角との偏差の絶対値が大きいほど、ＯＣＶ駆動デューティの変化に対する油圧アクチュエータ２０の応答は大きくなる。このため、ＯＣＶ１０をデューティ制御する上での制御基準にばらつきがある場合には、それが油圧アクチュエータ２０の動作に与える影響も大きくなってしまう。しかし、本実施の形態によれば、偏差の絶対値が大きいほど制御基準デューティが保持デューティ学習値からＯＣＶ中心デューティに近付けられるので、保持デューティ学習値の学習精度が十分に担保されない状況であっても、保持デューティ学習値の学習精度が油圧アクチュエータ２０の制御特性に与える影響を抑えることができる。
【０１４５】
本実施の形態では、制御装置４０によって制御基準デューティが算出される際、図１３に示すように油温に応じて補正係数が設定されることによって、第１２の発明にかかる「制御信号設定手段」の機能が実現される。また、図１４に示すように偏差の絶対値に応じて補正係数が設定されることによって、第１３の発明にかかる「制御信号設定手段」の機能が実現される。
【０１４６】
なお、本実施の形態では油温と偏差の絶対値とを１つの補正係数に関連付けているが、油温補正係数と偏差補正係数とを別々に設けてもよい。油温補正係数の値は図１３に示すように油温に応じて設定し、偏差補正係数の値は図１４に示すように偏差の絶対値に応じて設定する。
【０１４７】
実施の形態５．
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
【０１４８】
本発明の実施の形態５としての油圧アクチュエータ制御装置は、実施の形態１としての油圧アクチュエータ制御装置に、図７のフローチャートに示すルーチンに替えて図１５のフローチャートに示すルーチンを実行させることによって実現される。図１５のフローチャートは、ＯＣＶ１０の不感帯の上端デューティ及び下端デューティを学習するためのルーチンを示している。本実施の形態では、制御装置４０によって図１５に示すルーチンが実行されることによって、第１の発明及び第１７の発明の「不感帯特定手段」が実現される。なお、このルーチンは、制御装置４０によって一定の周期で実行される。
【０１４９】
図１５示すルーチンの最初のステップＳ７００では、油圧アクチュエータ２０の目標変位角が安定しているか否か判定される。目標変位角はエンジン回転数やエンジン負荷等のエンジンの運転状態から決定される。所定時間内での目標変位角の変化量が所定値よりも小さければ、目標変位角は安定していると判断される。目標変位角が安定していない場合には、本ルーチンは終了する。
【０１５０】
ステップＳ７００において目標変位角が安定していると判定された場合には、続いてステップＳ７０２の判定が行われる。ステップＳ７０２では、制御変位角が目標変位角に収束しているかいないか判定される。制御変位角と目標変位角との偏差が一定時間を超えて所定の基準偏差以下になっていれば、制御変位角が目標変位角に収束していると判断することができる。制御変位角が目標変位角に収束している場合には、現在の不感帯の上端デューティ及び下端デューティの学習値は適正な値であると判断することができる。したがって、その場合には本ルーチンは終了する。
【０１５１】
ステップＳ７０２において制御変位角が目標変位角に収束していないと判定された場合には、ステップＳ７０４に進む。ステップＳ７０４では、ＯＣＶ駆動デューティの変化量の絶対値が所定値以下か否か判定される。変化量の絶対値が所定値以上の場合には、本ルーチンは終了する。
【０１５２】
ステップＳ７０４の条件が成立する場合には、ステップＳ７０６に進む。ステップＳ７０６では、ステップＳ７０４の条件が成立した状態が所定時間継続したか否か判定される。ステップＳ７０４の条件の成立から所定時間が経過していない場合には、本ルーチンは終了する。
【０１５３】
ステップＳ７０６の条件が成立する場合、つまり、ＯＣＶ駆動デューティの変化量の絶対値が所定値以下の状態が所定時間継続した場合には、ＯＣＶ駆動デューティはＯＣＶ１０の不感帯内にあると判断することができる。次のステップＳ７０８では、現時点までの所定期間内のＯＣＶ駆動デューティの平均値が算出され、その値が不感帯学習値の更新値としてメモリに一時的に記憶される。メモリに記憶されている更新値は、ステップＳ７０８の処理が実行される度に新たな値に更新される。
【０１５４】
次のステップＳ７１０では、メモリに記憶されている更新値が現在の不感帯上端デューティの学習値よりも大きいか否か判定される。更新値が現在の学習値よりも大きければステップＳ７１２に進む。ステップＳ７１２では、メモリに記憶されている更新値が不感帯上端デューティの学習値に代入される。すなわち、不感帯上端デューティの更新が行われる。
【０１５５】
更新値が現在の不感帯上端デューティの学習値以下の場合にはステップＳ７１４に進む。ステップＳ７１４では、メモリに記憶されている更新値が現在の不感帯下端デューティの学習値よりも小さいか否か判定される。更新値が現在の学習値以上であるならば、本ルーチンは終了する。一方、更新値が現在の学習値よりも小さければステップＳ７１６に進む。ステップＳ７１６では、メモリに記憶されている更新値が不感帯下端デューティの学習値に代入される。すなわち、不感帯下端デューティの更新が行われる。
【０１５６】
以上説明したように、本実施の形態では、油圧アクチュエータ２０の目標変位角が安定しており、且つ、ＯＣＶ１０に出力するＯＣＶ駆動デューティの値が安定していることを条件として不感帯の上端デューティ及び下端デューティの学習を行うこととしている。上記条件の成立を判定することで、現時点のＯＣＶ駆動デューティが不感帯内の値か否か正確に判定することができ、そして、ＯＣＶ駆動デューティの値が安定した状態で学習を行うことで不感帯の学習精度を高く保つことができる。また、本実施の形態によれば、油圧アクチュエータ２０を動作させなくても不感帯の学習を行うことが可能であるので、不感帯の学習機会を増やすことができ、それにより不感帯の学習精度を向上させることができるという利点もある。
【０１５７】
本実施の形態にかかる不感帯の学習方法は、従来のＯＣＶ駆動デューティの算出方法、つまり、仮想のモデル制御弁を用いることなくＯＣＶ駆動デューティを算出する方法と組み合わせてもよい。上述のように、本実施の形態にかかる不感帯の学習方法によれば、従来の学習方法に比較して高い精度で不感帯を学習することができる。したがって、不感帯を前提にしてＯＣＶ駆動デューティを決定する油圧アクチュエータ制御であれば、本実施の形態にかかる不感帯の学習方法を適用することで、その制御性を高めることが可能になる。
【０１５８】
本実施の形態では、制御装置４０によって図１５に示すルーチンが実行されることによって、第１４乃至第１６の発明の「不感帯特定手段」が実現される。また、図１５に示すルーチンを実行することで特定された不感帯に基づき、ＯＣＶ駆動デューティの値が設定されることで、第１４の発明及び第１８の発明の「制御信号設定手段」が実現される。
【０１５９】
なお、図１５に示すルーチンは、次のように変形して実施することもできる。まず、第１の変形例として、ステップＳ７０８で記憶する不感帯学習値の更新値を現時点におけるＯＣＶ駆動デューティとしてもよい。或いは、所定期間内のＯＣＶ駆動デューティの最大値、若しくは最小値を不感帯学習値の更新値としてもよい。或いは、ＯＣＶ駆動デューティを時間方向に平滑化した値（所謂なまし処理をした値）を不感帯学習値の更新値としてもよい。
【０１６０】
第２の変形例として、図１５に示すルーチンにおいて計算に使用する制御変位角は、現時点における油圧アクチュエータ２０の制御変位角そのものでなく、それを時間方向に平滑化した値（所謂なまし処理をした値）を用いてもよい。これによれば、エンジンの回転変動やノイズ等の外乱によって制御変位角の信号が変動する場合であっても、ステップＳ７０２の条件の成立機会を増やすことができ、ひいては、不感帯の学習機会を増やすことができる。
【０１６１】
その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【０１６２】
上述の各実施の形態において、実不感帯内制御量を加圧油の温度に応じて補正するようにしてもよい。ＯＣＶ１０の不感帯幅は加圧油の温度によって増減するからである。実不感帯内制御量を補正するのではなく、モデル制御特性の仮想ＯＣＶ不感帯幅を加圧油の温度に応じて補正するようにしてもよい。これによれば、ＯＣＶばらつき補正係数を介して加圧油の温度を実不感帯内制御量に反映させることができる。
【０１６３】
ＯＣＶ１０の不感帯幅は加圧油の温度の他、加圧油の圧力や粘度、エンジン回転数によっても増減する。したがって、モデル制御特性の仮想ＯＣＶ不感帯幅は、加圧油の温度だけでなく、加圧油の圧力や粘度、或いはエンジン回転数にも応じて補正するのが好ましい。これによれば、これらのファクターが油圧アクチュエータ２０の制御特性に与える影響を排除することができる。
【０１６４】
本発明はバルブタイミング可変機構に限らず、２つの油室を備えて各油室に対する加圧油の給排によって動作を制御される油圧アクチュエータを用いる油圧システムであれば、広く適用することができる。また、油圧アクチュエータに対する加圧油の給排を制御する制御弁は、図１に示すＯＣＶ１０のような電磁式の制御弁には限らない。パイロット圧によって駆動されるパイロット式の制御弁でもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の実施の形態１としての油圧アクチュエータ制御装置が適用されたバルブタイミング可変機構の油圧システムの概略構成を示す図である。
【図２】バルブタイミング可変機構におけるＯＣＶ駆動デューティと油圧アクチュエータの変位速度との関係を示す特性線図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかるＯＣＶ制御の概要について説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１にかかるＯＣＶ制御の概要について説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１にかかるＯＣＶ制御の概要について説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１において実施されるＯＣＶの制御量の算出のためのルーチンを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１において実施される不感帯上端デューティ及び下端デューティを学習するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態１において実施される不感帯上端デューティ及び下端デューティを学習するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態１において実施される不感帯上端デューティを学習するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態１において実施される不感帯下端デューティを学習するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態２において採られるＯＣＶばらつき補正係数の設定について示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態３において実施されるエンジン始動時のＯＣＶ制御の開始を判定するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態４において実施される保持デューティ学習値のばらつき補正にかかる補正係数の設定について示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態４において実施される保持デューティ学習値のばらつき補正にかかる補正係数の設定について示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態５において実施される不感帯上端デューティ及び下端デューティを学習するためのルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１６６】
１０  ＯＣＶ
１２  スプール
１４  ソレノイド
１６  スプリング
１８  スリーブ
２０  油圧アクチュエータ
２２  ハウジング
２４  ロータ
２６  進角側油室
２８  遅角側油室
３０  オイルポンプ
３２  オイルタンク
４０  制御装置
４２  クランク角センサ
４４  カム角センサ
４６  油温センサ
【図１】
2008175165.tif 000003
【図２】
2008175165.tif 000004
【図３】
2008175165.tif 000005
【図４】
2008175165.tif 000006
【図５】
2008175165.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008175165.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2008175165.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年1月22日(2008.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
ＯＣＶ１０の不感帯は、ＯＣＶ１０のデューティ制御により油圧アクチュエータ２０の動作を制御する中で学習される。制御装置４０によって実施される不感帯の学習の方法に関しては後述する。ただし、本発明を実施するにあたっては不感帯の学習方法には限定はなく、従来提案されている方法の何れを用いてもよい。一例としては、油圧アクチュエータ２０の変位速度の絶対値を計算し、その前回値は所定の基準値より小さいが、今回値は所定の基準値より大きくなったとき、その時点でのＯＣＶ駆動デューティを不感帯の上端値或いは下端値として学習する方法を用いることができる。また、学習方法の別の例として、油圧アクチュエータ２０の変位速度の絶対値が所定の基準値以下の範囲でのＯＣＶ駆動デューティの最大値を不感帯の上端値として学習し、同範囲でのＯＣＶ駆動デューティの最小値を不感帯の下端値として学習する方法もある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
ステップＳ２０４において変位速度が所定値よりも小さいと判定された場合には、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６では、制御変位角安定カウンタがカウントアップされる。このカウンタは、ステップＳ２０２或いはＳ２０４の条件が不成立になったときにはリセットされる。次のステップＳ２０８では、制御変位角安定カウンタが所定値以上か否か判定される。カウンタが所定値未満の場合には、本ルーチンは終了する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
上記の式（１８）における補正係数は、加圧油の油温に関連付けられている。図１３は、補正係数と油温との関係について示す図である。この図によれば、油温が所定温度Ｔ１以上では補正係数は０に設定され、油温が所定温度Ｔ１よりも低い場合には、油温が低いほど補正係数は１に近付けられるようになっている。このような補正係数の設定によれば、油温が所定温度Ｔ１以上では保持デューティ学習値が制御基準デューティとなるが、油温が所定温度Ｔ１よりも低い場合には、油温が低いほど制御基準デューティは保持デューティ学習値からＯＣＶ中心デューティに近付くようになる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
また、上記の式（１８）における補正係数は、油圧アクチュエータ２０の制御変位角と目標変位角との偏差の絶対値にも関連付けられている。図１４は、補正係数と偏差の絶対値との関係について示す図である。この図によれば、偏差の絶対値が大きいほど補正係数は０から１に近付けられるようになっている。このような補正係数の設定によれば、偏差が０のときには保持デューティ学習値が制御基準デューティとなるが、偏差の絶対値が大きいほど制御基準デューティは保持デューティ学習値からＯＣＶ中心デューティに近付くようになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４４】
また、油圧アクチュエータ２０の制御変位角と目標変位角との偏差の絶対値が大きいほど、ＯＣＶ駆動デューティの変化に対する油圧アクチュエータ２０の応答は大きくなる。このため、ＯＣＶ１０をデューティ制御する上での制御基準にばらつきがある場合には、それが油圧アクチュエータ２０の動作に与える影響も大きくなってしまう。しかし、本実施の形態によれば、偏差の絶対値が大きいほど制御基準デューティが保持デューティ学習値からＯＣＶ中心デューティに近付けられるので、保持デューティ学習値の学習精度が十分に担保されない状況であっても、保持デューティ学習値の学習精度が油圧アクチュエータ２０の制御特性に与える影響を抑えることができる。