(57)【要約】【課題】ＶＣＴシステムにおいて、広範な温度範囲にわたってシステムヒステリシスに打ち勝つことができる制御方法を提供する。【解決手段】所定の設定値信号１２を補償するために、クランクシャフト部分またはカムシャフト部分のいずれかにおける少なくとも一つの検出位置に関連したエラー信号３６がフィードバックされるフィードバック制御ループを備えたＶＣＴシステム１０ａの制御方法において、エラー信号３６よりも十分に小さいディザー信号３８を供給する工程と、温度変化時に、ディザー信号３８に関連する少なくとも一つのパラメータ（ディザー信号の振幅および／または周波数）を変化させる工程と、可変力ソレノイド２０にディザー信号３８を与えることにより、スプールバルブ１４の過剰な動きを生じさせることなく、システムヒステリシスに打ち勝つようにディザー信号３８を用いる工程とを設ける。【選択図】　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の命令信号１２を補償するために、クランクシャフト部分または少なくとも一つのカムシャフト部分のいずれかにおける少なくとも一つの検出位置に関連したエラー信号３６がフィードバックされるフィードバック制御ループを備えた可変カムタイミング（ＶＣＴ）システム１０ａにおいて、当該システムがさらに、位相器４２の相対的角度位置を制御するためのバルブ１４と、バルブ１４の平行移動を制御するための可変力ソレノイド２０とを有しており、当該システムの制御方法が
エラー信号３６よりも十分に小さいディザー信号３８を供給する工程と、
温度変化時に、ディザー信号３８に関連する少なくとも一つのパラメータを変化させる工程と、
可変力ソレノイド２０にディザー信号３８を与えることにより、バルブ１４の過剰な動きを生じさせることなく、システムヒステリシスに打ち勝つようにディザー信号３８を用いる工程と、
を備えたＶＣＴシステムの制御方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記少なくとも一つのパラメータがディザー信号の振幅である、
ことを特徴とするＶＣＴシステムの制御方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記少なくとも一つのパラメータがディザー信号の周波数である、
ことを特徴とするＶＣＴシステムの制御方法。
【請求項４】
請求項１において、
前記少なくとも一つのパラメータが、ディザー信号の振幅および周波数の組合せである、
ことを特徴とするＶＣＴシステムの制御方法。
【請求項５】
所定の命令信号１２を補償するために、クランクシャフト部分または少なくとも一つのカムシャフト部分のいずれかにおける少なくとも一つの検出位置に関連したエラー信号３６がフィードバックされるフィードバック制御ループを備えた可変カムタイミング（ＶＣＴ）システム１０ａにおいて、当該システムがさらに、位相器４２の相対的角度位置を制御するためのバルブ１４と、バルブ１４の平行移動を制御するための可変力ソレノイド２０とを有しており、当該システムの制御方法が
一組の周波数を生成するように設けられるとともに、各周波数が所定の温度範囲でシステムヒステリシスに打ち勝つように本来ディザー信号を有しているところのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を供給する工程と、
温度変化時に、周波数を変化させることにより、バルブ１４の過剰な動きを生じさせることなく、所定の温度範囲でシステムヒステリシスに打ち勝つように一組の周波数を用いる工程と、
を備えたＶＣＴシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変カムシャフトタイミング（ＶＣＴ：　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｃａｍｓｈａｆｔ　ｔｉｍｉｎｇ）　システムの分野に関する。より詳細には、本発明は、温度の関数としてディザー信号の振幅および周波数を調整することによって、全温度範囲にわたってクローズドループ制御を改良する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】
内燃機関の性能は、エンジンの種々のシリンダのインテークバルブを駆動するカムシャフトと、エグゾーストバルブを駆動するカムシャフトという２本のカムシャフトを使用することによって改良することが可能である。
【０００３】
典型的には、このようなカムシャフトの一方は、第１のスプロケットおよびチェーン駆動装置または第１のベルト駆動装置を介して、エンジンのクランクシャフトによって駆動され、他方のカムシャフトは、第２のスプロケットおよびチェーン駆動装置または第２のベルト駆動装置を介して、前記一方のカムシャフトによって駆動される。あるいは、双方のカムシャフトが、単一のクランクシャフトにより駆動されるチェーン駆動装置またはベルト駆動装置により運転される。
【０００４】
２本のカムシャフトを備えたエンジンの性能は、エグゾーストバルブに対するインテークバルブの運転の点からまたはクランクシャフトの位置に対する各バルブの位置の点からエンジンタイミングを変更するために、一方のカムシャフト（通常はインテークバルブ駆動用のカムシャフト）の他方のカムシャフトおよびクランクシャフトに対する位置関係を変えることによって、アイドル運転の質、燃費、低減排気ガスおよび上昇トルクの観点からさらに改良を加えることが可能である。
【０００５】
引用することによってすべて本明細書の中に含まれる以下の米国特許により開示された情報を考慮することは、本発明の背景を探るのに有用である。
【０００６】
米国特許第　５，００２，０２３号は、本発明の分野におけるＶＣＴシステムについて記述している。このシステムの液圧装置は、適切な作動流体要素を備えるとともに逆方向に作用する一対の液圧シリンダを有している。
【０００７】
作動流体要素は、作動流体を一方のシリンダから他方のシリンダにまたはその逆方向に選択的に移送しており、これにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの周方向位置をアドバンスさせまたはリタードさせている。
【０００８】
制御システムは、一方または他方のシリンダからの作動流体の排出がバルブ内のスプールを中央位置つまり零位置から一方向または他の方向に移動させることによって行われる制御バルブを使用している。
【０００９】
スプールの移動は、スプールの一端に作用する制御液圧Ｐｃ　の増加または減少に応じて、さらにスプリングの一端に作用する液圧と他端に作用する圧縮スプリングによる機械的な押付力との間の関係に応じて、生じる。
【００１０】
【特許文献１】
米国特許第　５，００２，０２３号
【００１１】
米国特許第　５，１０７，８０４号は、本発明の分野における他のタイプのＶＣＴシステムについて記述しており、このシステムの液圧装置は、囲繞されたハウジング内にローブを備えたベーンを有している。このベーンは、上述の米国特許第　５，００２，０２３号により開示された逆方向作用のシリンダに取って代わっている。
【００１２】
ベーンは、ハウジング内でローブの一方の側から他方の側にまたはその逆方向に作動流体を移動させることによりハウジングに対してベーンを一方の側から他方の側に振動させる適切な作動流体要素を有しており、ベーンはハウジングに対して振動可能つまり周方向に移動可能に構成されている。
【００１３】
このようなベーンの振動は、クランクシャフトに対するカムシャフトの位置をアドバンスまたはリタードさせるのに効果的なものである。このＶＣＴシステムの制御システムは、米国特許第　５，００２，０２３号に開示されたものと同一であって、スプールバルブに作用する同種の力に反応する同一タイプのスプールバルブを使用している。
【００１４】
【特許文献２】
米国特許第　５，１０７，８０４号
【００１５】
米国特許第　５，１７２，６５９号および米国特許第　５，１８４，５７８号はいずれも、スプールの一端に作用する液圧による力とスプールの他端に作用する機械的な力とを釣り合わせようとする試みによって発生する、上述したタイプのＶＣＴシステムの問題に取り組んでいる。
【００１６】
米国特許第　５，１７２，６５９号および米国特許第　５，１８４，５７８号の双方に開示された改良制御システムは、スプールの両端に作用する液圧による力を利用している。スプールの一端に作用する液圧による力は、最大液圧Ｐｓ　でエンジンオイルギャラリから直接供給される作動流体に起因している。
【００１７】
スプールの他端に作用する液圧による力は、減圧Ｐｃ　下でＰＷＭソレノイドからの作動流体に反応して作用する液圧シリンダまたはその他の増幅装置に起因している。
【００１８】
スプールの対向端の各々に作用する力が元々同じ作動流体に基づいた液圧であるため、作動流体の圧力または粘性の変化は自己否定的なものであって、スプールの中央位置または零位置には影響を与えない。
【００１９】
【特許文献３】
米国特許第　５，１７２，６５９号
【００２０】
【特許文献４】
米国特許第　５，１８４，５７８号
【００２１】
米国特許第　５，２８９，８０５号は、改良されたＶＣＴ方法を提供している。この方法は、所定の設定値を追跡する挙動を生じさせる液圧ＰＷＭスプール位置制御および進んだ制御アルゴリズムを利用している。
【００２２】
【特許文献５】
米国特許第　５，２８９，８０５号
【００２３】
米国特許第　５，３６１，７３５号においては、カムシャフトが、非振動の回転のために一端に固定されたベーンを有している。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動可能なタイミングベルト駆動のプーリを有している。
【００２４】
ベーンは、プーリの対向凹部内にそれぞれ受け入れられた対向配置のローブを有している。カムシャフトは、通常の運転中に発生するトルクパルスに反応して変化する傾向がある。
【００２５】
カムシャフトは、エンジン制御ユニットからの信号に反応して制御バルブのバルブ本体内でのスプールの位置を制御することによって、凹部からのエンジンオイルの流れを選択的に許容しまたは阻止することにより、アドバンスしまたはリタードするようになっている。
【００２６】
スプールは、好ましくはステッピングモータ型の電気モータによって回転させられるロータリー・リニア運動移動手段によって一定の方向に付勢されている。
【００２７】
【特許文献６】
米国特許第　５，３６１，７３５号
【００２８】
米国特許第　５，４９７，７３８号は、ＶＣＴシステムの実施態様で利用された最大液圧Ｐｓ　においてエンジンオイルギャラリから直接供給された作動流体に起因してスプールの一端に作用する液圧による力を除去する制御システムについて開示している。
【００２９】
ベントスプールの他端に作用する力は、好ましくは可変力ソレノイド型の電気機械的アクチュエータによるものであり、この力は、種々のエンジンパラメータを監視するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）から出力された電気信号に反応してベントスプールに直接作用している。
【００３０】
ＥＣＵは、カムシャフト位置およびクランクシャフト位置に対応するセンサ信号を受け取り、この位置情報を利用して相対位相角を計算する。好ましくは、位相角誤差を補償するクローズドループフィードバックシステムが採用されている。
【００３１】
可変力ソレノイドの使用が、緩慢な動的応答性の問題を解決する。このような装置は、スプールバルブの機械的応答性と同程度に速くなるように設計でき、確かに従来の完全液圧差圧制御システムよりもずっと速くなっている。
【００３２】
応答性が速くなることにより、増加したクローズドループゲインを使用することができ、これにより、構成要素の許容誤差および運転環境に対してシステムがそれほど敏感でないようにすることが可能である。
【００３３】
【特許文献７】
米国特許第　５，４９７，７３８号
【００３４】
米国特許第　５，６５７，７２５号は、駆動のためにエンジンオイル圧を利用する制御システムを示している。このシステムは、ベーンが一端に固定されたカムシャフトを有しており、ベーンはカムシャフトとともに回転可能でカムシャフトに対して振動しないようになっている。
【００３５】
カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトとともに振動するハウジングを有している。ベーンは、ハウジングの対向凹部内に受け入れられた対向ローブを有している。
【００３６】
ベーンおよびハウジングが相対的に振動でき、これにより、カムシャフトの位相がクランクシャフトの位相に対して変化するように、凹部はローブよりも周方向長さが長くなっている。カムシャフトは、通常の運転中に受けるエンジンオイル圧および（または）カムシャフトトルクパルスに反応して方向を変える。
【００３７】
エンジン運転状態を示すエンジン制御ユニットからの信号に反応してスプールバルブ本体内のスプールの位置を制御することによって、カムシャフトは、凹部からリターンラインを通るエンジンオイルの流れを選択的に許容しまたは阻止することにより、アドバンスまたはリタードすることができる。
【００３８】
スプールは、エンジン制御ユニットからの信号に反応してその対向端に作用する液圧による力を制御することによって、選択的に配置される。ベーンは、回転中にカムシャフトが受ける一方向の摩擦トルクに対して反作用の力を作用させるように、最も端の位置に付勢されている。
【００３９】
【特許文献８】
米国特許第　５，６５７，７２５号
【００４０】
米国特許第　６，２４７，４３４号は、エンジンオイルによって駆動される多数位置可変カムシャフトタイミングシステムを示している。このシステム内には、カムシャフトに同期して回転するようにハブがカムシャフトに固定されている。
【００４１】
また、ハウジングがハブを囲繞しており、ハウジングは、ハブおよびカムシャフトとともに回転可能であり、所定の回転角の範囲内でハブおよびカムシャフトに対して振動可能になっている。ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの外面と協働する。
【００４２】
ドリブンベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの内面と協働する。ロック装置は、油圧に反応して、ハウジングおよびハブ間の相対運動を防止している。また制御装置が、ハブに対するハウジングの振動を制御している。
【００４３】
【特許文献９】
米国特許第　６，２４７，４３４号
【００４４】
米国特許第　６，２５０，２６５号は、内燃機関のためのアクチュエータロック機構を備えた可変バルブタイミングシステムを示している。この可変バルブタイミングシステムは、ベーンが固定されたカムシャフトを有しており、ベーンは、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動しないようになっている。
【００４５】
ベーンは、周方向に延びかつ半径方向外方に延びる複数のローブを有している。ベーンは、各ローブに対応する複数の凹部を有する環状ハウジングによって囲繞されており、各ローブは、対応する各凹部に受け入れられている。
【００４６】
ハウジングがカムシャフトおよびベーンとともに回転しているときにベーンおよびカムシャフトに対するハウジングの振動を許容するように、各凹部は、ローブの周方向長さよりも長い周方向長さを有している。
【００４７】
ベーンおよびカムシャフトに対するハウジングの振動は、ローブの対向側の各凹部内の加圧エンジンオイルによって励起されている。好ましくは、凹部内の油圧は、運転中のカムシャフトの回転時に、カムシャフトのトルクパルスから一部引き出されている。
【００４８】
環状ロックプレートは、カムシャフトおよび環状ハウジングと同芯に配置されている。また、環状ロックプレートは、ロックプレートが環状ハウジングと係合してベーンに対する周方向の動きを防止する第１の位置と、ベーンに対する環状ハウジングの周方向の動きを許容する第２の位置との間で、カムシャフトの長手方向の中心軸に沿って環状ハウジングに対して移動可能になっている。
【００４９】
ロックプレートは、第１の位置に向かってスプリングにより付勢されるとともに、エンジンオイル圧により、第１の位置から離れて第２の位置に向かって押圧される。
【００５０】
ロックプレートは、エンジンオイル圧がスプリングの付勢力に打ち勝つほど十分に高いときに、これは環状ハウジングおよびベーンの相対位置を変化させるように要求される唯一のときであるが、カムシャフトを挿通する流路によって第２の位置にさらされる。
【００５１】
ロックプレートの移動は、クローズドループ制御システムまたはオープンループ制御システムを介して、エンジン電子制御ユニットにより制御されている。
【００５２】
【特許文献１０】
米国特許第　６，２５０，２６５号
【００５３】
米国特許第　６，２６３，８４６号は、ベーン型可変カムシャフトタイミングシステムのための制御バルブを示している。この制御バルブは、カムシャフトおよびこれに固定されてカムシャフトとともに回転するハブを有する内燃機関を含んでいる。
【００５４】
また、ハウジングがハブを囲繞しており、ハウジングは、ハブおよびカムシャフトとともに回転可能であり、ハブおよびカムシャフトに対して振動可能になっている。
【００５５】
ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向内方に配置されており、ハブとともに協働する。ドリブンベーンは、ハウジングと協働するようにハブ内において半径方向外方に配置されている。また、ドリブンベーンは、アドバンスチャンバおよびリタードチャンバを周方向に交互に限定するように、ドライブベーンと周方向に交互に配置されている。
【００５６】
ハブに対するハウジングの振動を制御するための構成は、電子エンジン制御ユニットと、電子エンジン制御ユニットに反応してアドバンスチャンバに対するエンジンオイル圧を調整するアドバンス制御バルブとを有している。電子エンジン制御ユニットに反応するリタード制御バルブは、リタードチャンバに対してエンジンオイル圧を調整する。
【００５７】
アドバンス通路は、アドバンス制御バルブおよびアドバンスチャンバ間でエンジンオイル圧を伝達する。リタード通路は、リタード制御バルブおよびリタードチャンバ間でエンジンオイル圧を伝達する。
【００５８】
【特許文献１１】
米国特許第　６，２６３，８４６号
【００５９】
米国特許第　６，３１１，６５５号は、ベーン取付けのロックピストン装置を有する多数位置可変カムタイミングシステムを示している。カムシャフトおよび可変カムシャフトタイミングシステムを有する内燃機関において、ロータはカムシャフトに固定されるとともに、カムシャフトに対して回転可能で振動しないように構成されている。
【００６０】
ハウジングは、ロータを囲繞するとともに、ロータおよびカムシャフトの双方に対して回転可能になっており、さらに、最リタード位置および最アドバンス位置間においてロータおよびカムシャフトの双方に対して振動可能になっている。
【００６１】
ロック装置は、ロータまたはハウジングのいずれか一方の内部に設けられるとともに、最リタード位置、最アドバンス位置およびこれらの間の位置において、ロータまたはハウジングのいずれか他方に係脱可能に係合しており、ロータおよびハウジング間の相対運動を防止している。
【００６２】
ロック装置は、ロータをハウジングに固定するために、キーとその逆側に設けられたセレーションとを備えたロックピストンを有している。制御装置は、ハウジングに対するロータの振動を制御する。
【００６３】
【特許文献１２】
米国特許第　６，３１１，６５５号
【００６４】
米国特許第　６，３７４，７８７号は、エンジンオイル圧によって駆動される多数位置可変カムシャフトタイミングシステムを示している。ハブがカムシャフトに同期して回転するようにカムシャフトに固定されている。
【００６５】
ハウジングは、ハブを囲繞しており、ハブおよびカムシャフトとともに回転するとともに、所定の回転角の範囲内でハブおよびカムシャフトに対して振動するようになっている。ドライブベーンは、ハウジング内において半径方向に配置されており、ハブの外面と協働している。
【００６６】
ドリブンベーンは、ハブ内において半径方向に配置されており、ハウジングの内面と協働している。油圧に反応するロック装置は、ハウジングおよびハブ間の相対運動を防止している。制御装置は、ハブに対するハウジングの振動を制御している。
【００６７】
【特許文献１３】
米国特許第　６，３７４，７８７号
【００６８】
米国特許第　６，４７７，９９９号は、非振動の回転のために、その一端にベーンが固定されたカムシャフトを示している。カムシャフトはまた、カムシャフトとともに回転しかつカムシャフトに対して振動可能なスプロケットを有している。
【００６９】
ベーンは、スプロケットの対向凹部内にそれぞれ受け入れられた対向配置のローブを有している。凹部は、ベーンおよびスプロケットが互いに振動するのを許容するように、ローブよりも大きな周方向長さを有している。カムシャフトの位相は、通常の運転中に受けるパルスに反応して変化する傾向がある。
【００７０】
カムシャフトの位相は、制御バルブのバルブ本体内におけるスプールの位置を制御して、凹部からの加圧作動流体（好ましくはエンジンオイル）の流れを選択的に阻止しまたは許容することにより、アドバンスまたはリタード方向という一定の方向にのみ変化するように許容されている。
【００７１】
スプロケットは、カムシャフトの回転軸から離れて該回転軸に平行に延びる貫通通路を有している。ピンは、通路内にスライド可能に設けられており、ピンの自由端が通路を越えて突出する位置までスプリングによって弾性的に付勢されている。
【００７２】
ベーンは、ポケットを有するプレートを備えており、該ポケットは所定のスプロケットの通路と整列している。ポケットは作動流体を受け入れており、流体圧が通常の運転レベルにあるとき、ポケット内には、ピンの自由端がポケットに入らないようにするのに十分な圧力がある。
【００７３】
その一方、液圧レベルが低いときには、ピンの自由端がポケット内に入り、カムシャフトおよびスプロケットと所定の向きに係合する。
【００７４】
【特許文献１４】
米国特許第　６，４７７，９９９号
【００７５】
電気液圧制御システムにおいては、良好な制御特性を獲得するために、制御バルブの位置ヒステリシスを最小限に抑えることが重要である。機械的摩擦および磁気ヒステリシスは、位置ヒステリシスを引き起こす最も大きな２つの要因である。
【００７６】
これらの影響に打ち勝つための一般に知られた方法は、制御バルブにディザー（ｄｉｔｈｅｒ）を与えることである。このディザーは、命令信号の単なる周期的な変調であるが、バルブを前後方向にわずかに移動させるのに役立つ。このことは、バルブが常時わずかに移動していることにより、静止摩擦係数および動摩擦係数間の差を打ち消す。
【００７７】
ディザーを導入する方法は、制御構成により変化する。比例ソレノイドアクチュエータの場合には、ソレノイド電流は何らかの方法で変調される。電流制御ソレノイド型ドライバについては、ディザー信号が電流命令信号に付加されている。
【００７８】
ディザー信号の波形状は、矩形状波、正弦状波または三角形状波であり、単極（正のみ）または双極（正および負の双方）である。また、ディザー信号は、コントローラのソフトウエアまたはコントローラのハードウエアのいずれかにおいて生成される。ＰＷＭ制御を使用するＶＣＴシステムにおいては、ディザーは、ＰＷＭ信号に固有のものである。
【００７９】
いずれの場合においても、適切な量のディザーが適用されることが重要である。適用されるディザーの量が少なすぎると、制御バルブのヒステリシスの改良がほとんどまたは全然見られないことになる。
【００８０】
その一方、ディザーの量が多すぎると、制御バルブが零位置の付近で前後方向に移動しすぎて、制御圧または流体の流れに悪影響を与えることになる。ディザーの適正な量は、ＶＣＴシステムの動的特性に基づいて選択される。
【００８１】
選択のための基準は以下のものを含んでいる。すなわち、ソレノイド力特性、ソレノイドアーマチュア質量、ソレノイド摩擦、制御バルブ質量、スプリング力、制御バルブ摩擦、液圧流れ、液圧および液圧減衰作用である。
【００８２】
温度が変化すると、システムの動的特性に影響を与える上記要因のうちのいくつかは、それにしたがって変化する。もっとも重要な要因は、たとえばベーン型位相器を内部に有するＶＣＴシステムに用いられる潤滑油の粘性である。
【００８３】
低温時には、粘性が増加して、オイルを濃くする。これは、制御バルブに対する液圧の影響を変化させ、制御バルブのヒステリシスを改良するためのディザーの効果を減少させる。
【００８４】
図１には、従来のフィードバックループ１０が示されている。フィードバックループ１０の制御目標は、ＶＣＴ位相器を適正な位相（設定値１２）にして、位相の変化速度を０まで減少させることにある。
【００８５】
この状態では、スプールバルブ１４は、零位置におかれており、理想的には、位相器（図示せず）の２つの流体保持チャンバ間で流体の流れが生じていない。ＶＣＴ機構の動的状態を利用するコンピュータプログラム製品が、上記状態を達成するのに使用されている。
【００８６】
ＶＣＴクローズドループ制御機構は、カムシャフト位相変化θ０　１６を測定して、これを所望の設定値１２と比較することによって、実現されている。ＶＣＴ機構は、位相器が設定値１２によって決定される位置を獲得するように、調整されている。
【００８７】
制御法則１８は、設定値１２を位相変化θ０　１６と比較する。比較された結果は、スプール１４を位置決めするようにソレノイド２０に命令を出力ための基準として用いられている。このスプール１４の位置決めは、位相エラー（設定値１２および位相変化θ０　１６の差）が０以外のときに発生する。
【００８８】
もし位相エラーが正（リタード）であれば、スプール１４は第１の方向（たとえば右側）に向かって移動し、もし位相エラーが負（アドバンス）であれば、スプール１４は第２の方向（たとえば左側）に向かって移動する。
【００８９】
位相エラーが０のとき、ＶＣＴ位相は設定値１２と等しくなり、理想的にはスプールバルブ内に流体の流れが生じないようにスプール１４が零位置に保持される。
【００９０】
ＶＣＴシステムにおけるカムシャフトおよびクランクシャフトの測定パルスは、それぞれカムシャフトパルスホイール２２およびクランクシャフトパルスホイール２４によって発生している。
【００９１】
図示しないクランクシャフトおよびカムシャフトが回転すると、ホイール２２，２４はこれらクランクシャフトおよびカムシャフトとともに回転する。ホイール２２，２４は、測定パルスを発生するセンサによって検出され測定される歯を有している。
【００９２】
測定パルスは、カムシャフト測定パルスセンサおよびクランクシャフト測定パルスセンサ２２ａ，２４ａによって検出されている。検出パルスは、位相測定装置２６によって用いられている。
【００９３】
次に、カム位置の測定結果つまり位相θ０　１６が決定される。この位相測定結果は、所望のスプール位置に到達するために、制御法則１８に供給される。
【００９４】
制御バルブすなわちソレノイドおよびスプールバルブ組立体の位置ヒステリシスを最小限に抑えるために、ディザー信号を命令信号に与えることが知られている。
【００９５】
ＶＣＴシステムにおいては、ヒステリシスの影響は、温度とともに変化する。したがって、温度に応じてディザー信号のパラメータを変化させる方法を有していることが望ましい。
【００９６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みてなされたもので、ＶＣＴシステムにおいて、広範な温度範囲にわたってシステムのヒステリシスに打ち勝つことができる制御方法を提供することを目的とする。
【００９７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、所定の命令信号を補償するために、クランクシャフト部分または少なくとも一つのカムシャフト部分のいずれかにおける少なくとも一つの検出位置に関連したエラー信号がフィードバックされるフィードバック制御ループを備えた可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムの制御方法である。当該システムは、位相器の相対的角度位置を制御するためのバルブと、バルブの平行移動を制御するための可変力ソレノイドとを有している。当該システムの制御方法は、エラー信号よりも十分に小さいディザー信号を供給する工程と、温度変化時に、ディザー信号に関連する少なくとも一つのパラメータを変化させる工程と、可変力ソレノイドにディザー信号を与えることにより、バルブの過剰な動きを生じさせることなく、システムヒステリシスに打ち勝つようにディザー信号を用いる工程とを備えている。
【００９８】
請求項２の発明では、請求項１において、前記少なくとも一つのパラメータがディザー信号の振幅である。
【００９９】
請求項３の発明では、請求項１において、前記少なくとも一つのパラメータがディザー信号の周波数である。
【０１００】
請求項４の発明では、請求項１において、前記少なくとも一つのパラメータが、ディザー信号の振幅および周波数の組合せである。
【０１０１】
請求項５の発明は、所定の命令信号を補償するために、クランクシャフト部分または少なくとも一つのカムシャフト部分のいずれかにおける少なくとも一つの検出位置に関連したエラー信号がフィードバックされるフィードバック制御ループを備えた可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムの制御方法である。当該システムは、位相器の相対的角度位置を制御するためのバルブと、バルブの平行移動を制御するための可変力ソレノイドとを有している。当該システムの制御方法は、一組の周波数を生成するように設けられるとともに、各周波数が所定の温度範囲でシステムヒステリシスに打ち勝つように本来ディザー信号を有しているところのパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を供給する工程と、温度変化時に、周波数を変化させることにより、バルブの過剰な動きを生じさせることなく、所定の温度範囲でシステムヒステリシスに打ち勝つように一組の周波数を用いる工程とを備えている。
【０１０２】
本発明によれば、広い温度範囲にわたってシステムヒステリシスに打ち勝つためのディザー信号を使用する、改良された方法が提供されている。
【０１０３】
クランクシャフト位置または少なくとも一つのカムシャフト位置のいずれかにおける少なくとも一つの検出位置信号に関連するエラー信号が、所定の命令信号を補償するために、フィードバックされているフィードバック制御ループを有する可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムが提供されている。
【０１０４】
システムはさらに、位相器の相対的角度位置を制御するためのバルブと、バルブの平行移動を制御するための可変力ソレノイドとを有している。改良された制御方法は、以下の工程からなる。
【０１０５】
すなわち、エラー信号よりも十分に小さいディザー信号を供給する工程。温度の変化時に、ディザー信号に関連する少なくとも一つのパラメータを変化させる工程。ディザー信号を可変力ソレノイドに与え、これにより、バルブの過剰な動きを生じさせることなく、ディザー信号をシステムヒステリシスに打ち勝つように使用する工程。
【０１０６】
本発明およびその目的をさらに理解するためには、図面、図面の簡単な説明、本発明の好ましい実施態様の詳細な説明および特許請求の範囲に注意が向けられるべきである。
【０１０７】
【発明の実施の形態】
図２には、カムトルク駆動型可変カムタイミング（ＶＣＴ）システム１０ａのための全体の制御ブロック図と本発明を採用する方法が示されている。図２中のいくつかの要素は図１の要素に対応しており、機能および特性が類似している。
【０１０８】
エンジンコントローラ（図示せず）から受け取られた設定値信号（命令信号）１２は、設定値フィルタ１３に導入され、設定値１２の急峻な変化が平滑化されてクローズドループ制御応答におけるオーバーシュートが低減される。ろ過処理された設定値信号１２は、エラー信号３６の一部を構成している。
【０１０９】
エラー信号３６を構成する他の部分は、後述される測定位相信号１６である。例示では、エラー信号３６は、ろ過処理設定値１２から測定位相１６を差し引くことによって、生成されている。この点で、エラー信号３６は、制御法則１８の影響を受けている。
【０１１０】
制御法則１８の出力は、ディザー信号３８および零デューティサイクル信号４０と協働して、加算され、ソレノイド２０を駆動する入力値を形成する。ソレノイド２０は、ここでは可変力ソレノイドであって、制御バルブの位置ヒステリシスを最小限に抑える。
【０１１１】
ディザー信号３８は、もし適切に用いられるのであれば、ソレノイド２０およびスプールバルブ１４の摩擦ヒステリシスおよび磁気ヒステリシスに打ち勝つように設けられる。
【０１１２】
その一方、ＶＣＴシステムの温度変化は、第１の温度に対する第１のディザー信号が第２の温度には適していないというように、システムの慣性を変える。たとえば、温度が変化すると、ＶＣＴシステムの潤滑油の摩擦特性が変化する。
【０１１３】
潤滑油でコーティングされたスプールバルブ１４は、同じ摩擦特性がスプールバルブを異なる条件下で移動させるという点において、その移動が影響を受けるだろう。したがって、ソレノイド２０に与えられたディザー信号３８は、温度変化のために、スプールに対して変化した影響を有しているだろう。
【０１１４】
零デューティサイクル４０は、スプール１４がその中間位置（零位置）に留まっていずれの方向への流体の流れも阻止されているところの公称デューティサイクルである。
【０１１５】
可変力ソレノイド２０は、ＶＣＴ位相器４２内においてエンジン潤滑油のような流体の一方向または他の方向への流れを阻止するために、中央取付けのスプールバルブであるスプールバルブ１４を移動させる。これにより、ＶＣＴ位相器４２は、振動カムトルク４４の作用下で所望の方向に向かって移動することができる。
【０１１６】
ＶＣＴ位相器４２が、設定値１２によって予め設定された所望位置に移動するとき、中央取付けのスプールバルブ１４はその中間位置（零位置）まで駆動されるだろう。これにより、ＶＣＴ位相器は、液圧でロックされ、その位置に停まる。
【０１１７】
もし外乱により設定値１２が変化しまたはＶＣＴ位相器４２が移動すれば、上記処理が再び繰り返される。
【０１１８】
カムシャフトおよびクランクシャフトの位置は、それぞれセンサ２２ａ，２４ａによって検出される。センサは、適切な内燃機関のカムシャフトおよびクランクシャフトにそれぞれ固定されたホイール２２，２４の歯の位置を検出する磁気抵抗センサを含む任意のタイプの位置センサでよい。
【０１１９】
位置センサ２２，２４の検出信号は、典型的には、歯形パルスの形態をとっている。歯形パルスは、位相計算ブロック４６の影響を受けており、その出力は、所定の設定値１２に応じた所望の位置に到達するのに使用される位相信号１６として、フィードバックされている。設定値１２は、エンジン制御ユニットのようなコントローラ（図示せず）によって生成されている。
【０１２０】
図３は、ＶＣＴシステムの一つのタイプの概略図である。零位置は、スプールバルブが零位置においてすべてのダクトを閉塞していることにより流体の流れが生じていない状態として、示されている。
【０１２１】
ソレノイド２０は、スプールバルブ１４の第１の端部５０に第１の力を作用させることによって、スプールバルブ１４と係合している。第１の力は、スプールバルブ１４の第２の端部１７に作用するスプリング２１による力と釣り合っており、これにより、零位置が維持されている。
【０１２２】
スプールバルブ１４は、それぞれ流体の流れを阻止する第１のブロック１９および第２のブロック２３を有している。ソレノイド２０はパルス幅変調（ＰＷＭ）型可変力ソレノイドでもよく、この場合、ＰＷＭのデューティサイクルは、ＰＷＭシステムに固有のディザー信号を発生するように制御することができる。
【０１２３】
言い換えれば、ＰＷＭシステムの出力は、ソレノイド２０のコイルを流れる電流が最大値に到達しないようにつまりその振幅が減じられるように、制御することができる。
【０１２４】
位相器４２は、ベーン５８と、ベーン５８によりアドバンスチャンバＡおよびリタードチャンバＲに区画されるハウジング５７とを有している。典型的には、ハウジング５７およびベーン５８は、図示しないクランクシャフトおよびカムシャフトにそれぞれ連結されている。
【０１２５】
アドバンスチャンバＡおよびリタードチャンバＲ内の流量を調整することによって、ベーン５８は位相器のハウジング５７に対して移動するように許容されている。
【０１２６】
ベーン５８をアドバンス側に移動させるのが望ましい場合には、チャンバＡ内の流体がダクト４からダクト８を通って流出するように、ソレノイド２０がスプールバルブ１４を押圧してスプールバルブ１４を元の零位置からさらに右方に移動させる。
【０１２７】
ブロック部１９がさらに右方に移動することにより、チャンバＡから流出した流体がさらに流れて外側排出口（図示せず）と流体連絡する。それと同時に、流体源からの流体は、ダクト５１を通り、一方向バルブ１５を介してダクト１１と一方向に流体連絡している。
【０１２８】
これにより、ダクト５を介してチャンバＲに流体が供給される。この状態は、ブロック部２３がさらに右方に移動して、上記一方向流体連絡が発生することによって生じる。
【０１２９】
所望のベーン位置が得られれば、スプールバルブは、左方に移動して零位置に戻るように制御される。これにより、クランクシャフトおよびカムシャフトの新たな位相関係が維持される。
【０１３０】
図３から分かるように、温度補償を調整することなく、ディザー信号が一定に保たれている。それにもかかわらず、温度の変化は、スプールバルブ１４のようなＶＣＴ部品と接触するエンジン潤滑油の粘性の変化のような変化をＶＣＴシステムに生じさせる。
【０１３１】
温度変化を補償するためにディザー信号のパラメータを調整することなく、ディザー信号３８は、システムにおいて意図しないオイルフローのような不快な影響をＶＣＴシステムに対して生じさせる。理解されるように、温度変化を補償するためのディザー信号の変化が必要になる。これについての詳細な説明は以下に記述される。
【０１３２】
図４には、他のＶＣＴシステムが示されている。とくに、カムトルク駆動（ＣＴＡ）型のＶＣＴシステムが示されている。このＣＴＡシステムは、ベーン９４２を移動させるのに、エンジンバルブを開閉する力によって生じるカムシャフトのトルク逆転現象を利用している。
【０１３３】
制御バルブは、アドバンスチャンバ９２からリタードチャンバ９３への流体の流れまたはその逆方向への流体の流れを許容しており、これにより、ベーン９４２を移動させ、または流体の流れを停止させてベーン９４２を所定位置にロックしている。
【０１３４】
このＣＴＡ位相器はまた、漏れによる損失を補填するために、流体源からのオイル導入路９１３を有しているが、位相器を移動させるのにエンジンオイル圧を使用してはいない。
【０１３５】
このＣＴＡ型位相器システムの運転の詳細は以下のとおりである。図４は、スプールバルブ１４がアドバンス端９８およびリタード端９１０の双方において流体の循環を停止していることにより、理想的には何ら流体の流れが生じていない零位置を示している。
【０１３６】
カム位相関係を変更するように要求されたとき、ベーン９４２は移動する。スプールバルブ１４と係合しているソレノイド９２０は、スプールバルブ１４を零位置から離れる側に移動させるように命令され、これにより、システムのオイル循環路内で流体を循環させる。
【０１３７】
システム内のオイルの循環は、理想的には、オイル導入源９１３から流入する流体を何ら用いることなく、局所的な流体のみを使用している。しかしながら、通常の運転中には、いくらか流体の漏れが生じるので、一方向バルブ９１４を介して流体源９１３から流体を補充する必要がある。この場合、補充される流体はエンジンオイルであり、流体源９１３は、オイルポンプである。
【０１３８】
ＣＴＡ型位相器システムの運転動作には、二つのシナリオがある。第１のシナリオは、アドバンス型シナリオであって、この場合には、アドバンスチャンバ９２が零位置におけるよりも多くの流体で満たされる必要がある。言い換えれば、チャンバ９２の大きさまたは容量が増加している。このアドバンス型シナリオは、以下のようにして達成される。
【０１３９】
スプールバルブ１４の左端部９１９がアドバンス端９８において依然として流体の流れを停止させるように、好ましくはパルス幅変調（ＰＷＭ）型であるソレノイド９２０がスプールバルブ１４を押圧して右方に移動させる。
【０１４０】
このとき、同時に、スプールバルブ１４の右端部９２０が右方に移動して、リタード端９１０をダクト９９と流体連絡させる。カムシャフトに発生する固有のトルク逆転現象のために、リタードチャンバ９３から排出した流体は、ダクト９９から一方向バルブ９６およびダクト９４を通って、そのままアドバンスチャンバ９２に流入する。
【０１４１】
同様に、リタード型シナリオである第２のシナリオにおいては、リタードチャンバ９３が零位置におけるよりも多くの流体で満たされる必要がある。言い換えれば、チャンバ９３の大きさまたは容量が増加している。リタード型シナリオは、以下のようにして達成される。
【０１４２】
ソレノイド９２０は、好ましくはパルス幅変調（ＰＷＭ）型であるが、弾性部材９２１がスプールを左方に移動させるように、スプールバルブ１４への押付力を減少させる。スプールバルブ１４の右端部９２０は、リタード端９１０において、流体の流れを停止させる。
【０１４３】
このとき、スプールバルブ１４の左端部９１９が左方に移動して、アドバンス端９８をダクト９９と流体連絡させる。カムシャフトに発生する固有のトルク逆転現象のために、アドバンスチャンバ９２から排出した流体は、ダクト９９から一方向バルブ９７およびダクト９５を通って、そのままリタードチャンバ９３に流入する。
【０１４４】
理解されるように、このＣＴＡカム位相器においては、位相器内のチャンバ９２，９３間でオイルを再循環させる駆動力として、固有のカムトルクエネルギが用いられている。変化するカムトルクは、カムシャフトの回転時に、カムシャフトのカムが各バルブスプリングを交互に圧縮して解放することにより生じている。
【０１４５】
図５には、電流制御システムにおいてディザー信号を追加した構成が示されている。電流制御命令信号は、スプールバルブ１４のようなバルブを制御するためにソレノイド（図示せず）に作用している。
【０１４６】
電流制御命令信号に対して一般にかなり小さな振幅を有しているディザー信号は、電流制御命令信号に追加されて、変調された命令信号を形成する。命令信号は、ディザー信号が電流制御命令信号の何らかの特性を変えるという点において、変調されている。
【０１４７】
変調命令信号は、スプールバルブ１４を制御するソレノイド制御電流を発生させる。ディザー信号は、その周波数および振幅を個々に変えることによって、または周波数および振幅の双方を変えることによって、制御されまたは変調される。
【０１４８】
図６には、ディザー振幅のみを変えることを含む電流制御の第１の例が示されている。この場合には、コントローラのみが直接ディザー振幅を変えることができる。この運転は、温度が低下するにつれてディザー振幅が増加する点において、直接的なものである。曲線の実際の形は、最適な性能を提供するように調整される。
【０１４９】
図７には、ディザー周波数のみを変えることによる電流制御の第２の例が示されている。この場合には、コントローラのみが直接ディザー周波数を変えることができる。第１の例と同様に、この運転も直接的なものである。温度が低下するにつれてディザー周波数は減少する。曲線の実際の形は、最適な性能を提供するように調整される。
【０１５０】
なお、改良された制御のために利用されるディザー振幅に対して２次的な影響がある。ソレノイド装置は誘導性を有するので、装置内の電流の上昇は即座なものではないが、図８に示されたインダクタンスおよび抵抗の関数である時定数をもって幾何級数的に増加する。
【０１５１】
したがって、もし、ディザー電流が高周波数において振幅を減じられるようにディザー周波数範囲が選択されれば（図９参照）、低温下でディザー周波数が減少したときに、ディザー電流の振幅が増加する。
【０１５２】
電流制御の第３の例は、ディザー振幅および周波数の双方を変えることによって、達成されている。この場合には、コントローラは、ディザー振幅および周波数の双方を直接変化させる。これは、第１および第２の例とほぼ同じように作用するが、別の柔軟性を許容している。曲線の実際の形状は、最適な性能を提供するように調整されている。
【０１５３】
理解されるように、温度範囲にわたってディザー周波数およびディザー振幅を別々にまたは組み合わせて変えることによって、著しい改良が達成される。
【０１５４】
たとえば、ディザー周波数を減少させかつディザー振幅を増加させることにより、内燃機関の全温度範囲にわたって、制御バルブのヒステリシスを改良することができる。さらに、改良はまた、システムのクローズドループ制御に対して好ましい影響を与える。
【０１５５】
コントローラが温度の関数として動的に変えることができる、ディザーのどんな特徴に依存しているかによって、４つの方法が可能である。
【０１５６】
１．電流制御…ディザー振幅のみを変える。
２．電流制御…ディザー周波数のみを変える。
３．電流制御…ディザー振幅およびディザー周波数の双方を変える。
４．ＰＷＭ制御…ディザー振幅およびディザー周波数の双方を変える。
【０１５７】
これらの方法は、第１ないし第３の例において記述されている。パルス幅変調（ＰＷＭ）制御を使用する第４の例は、ディザー振幅およびディザー周波数の双方を変えるように用いられている。
【０１５８】
ＰＷＭ制御においては、第１ないし第３の例に示されるような電流制御ドライバとともに設けられているのと同様の“ディザー”信号は別個に設けられていない。むしろ、ディザー信号の影響は、ＰＷＭ制御信号に固有のものである。
【０１５９】
ＰＷＭパルスを制御する一組の出力スイッチは、所望の時間ポイントにおいて断続して切り換えるように許容されている。ＰＷＭ制御では、ソレノイドに印加される電圧は、０または最大電圧（Ｖｂａｔ）である。
【０１６０】
電圧がオフにされている時間に対する、電圧が印加された時間の比は、デューティサイクルと呼称される。デューティサイクルは、ソレノイドを通る平均電流に比例している（図１０、図１１および図１２参照）。
【０１６１】
上述の電流制御の例と同様にして、ソレノイドを通る波状の電流変動が制御バルブのわずかな移動しか生じさせないように、ＰＷＭ周波数が選択されている。図１０にはデューティサイクル２０％が示され、図１１にはデューティサイクル５０％が示され、図１２にはデューティサイクル８０％が示されている。
【０１６２】
ＰＷＭ周波数は、低温下で改良された制御を得るように、温度の関数として変化させることができる。低いＰＷＭ周波数において、結果として生じる波状の電流が増加しており、これにより、図１３および図１４に示すように、制御バルブが移動するのに多くの時間を許容している。
【０１６３】
図１３および図１４では、図１０ないし図１２よりも低い周波数において、電流が相対的に高い値を生成するのに、多くの時間が与えられている。この生成工程は、図９に類似している。
【０１６４】
低温度の範囲では、高いドラッグがスプールに作用しており、低周波ＰＷＭ構成が、制御バルブ内のヒステリシスの低減を通じて、改良された制御を獲得するように要求されている。
【０１６５】
本発明はまた、可変カムタイミング（ＶＣＴ）システムに含まれる差圧制御（ＤＰＣＳ）システムに組み込まれる。
【０１６６】
ＤＰＣＳシステムは、キャビティ内で振動する少なくとも一つのベーンの位置を制御することにより、カムシャフトおよびクランクシャフト間で所望の相対的位置を形成するのに、エンジンオイルのような流体に作用するオン／オフソレノイドを有している。理解されるように、ＤＰＣＳシステムのオン／オフソレノイドは、可変力ソレノイド型ではない。
【０１６７】
さらに、本発明はまた、位相器の近傍のいずれかの場所に配置されるＰＷＭソレノイドおよび４方向バルブと協働する使用を具現化している。４方向バルブは可変力ソレノイドから構成されており、液圧制御バルブは、好ましくは、単一の小型装置に組み込まれており、これにより、空間が節約されている。
【０１６８】
なお、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）にのみ依存するのではなく、独立したコントローラを使用するようにしてもよい。独立コントローラは、ＥＣＵに接続されており、ＥＣＵと通信する。言い換えれば、専有情報は独立コントローラのメモリ内に格納され、ＥＣＵと協働して作用する。
【０１６９】
以下の事項は、本発明に関連する用語および概念である。
上記流体が作動流体であるということが注目されるべきである。作動流体は、ベーン位相器内でベーンを移動させる流体のことである。典型的には、作動流体はエンジンオイルを含んでいるが、これとは別個の作動流体でもよい。
【０１７０】
本発明のＶＣＴシステムは、カムトルク駆動（ＣＴＡ）ＶＣＴシステムである。ＶＣＴシステムは、ベーンを移動させるのにエンジンバルブを開閉させる力によって生じるカムシャフト内のトルク逆転現象を使用している。
【０１７１】
ＣＴＡシステム内の制御バルブは、アドバンスチャンバからリタードチャンバへの流体の流れを許容しており、これにより、ベーンの移動を許容しまたは流体の流れを停止させて、ベーンを所定位置にロックしている。
【０１７２】
ＣＴＡ位相器はまた、漏れによる損失を補填するためにオイル導入口を有しているが、位相器を移動させるのにエンジンオイル圧を使用してはいない。ベーンは、チャンバ内に収容されるとともに、作動流体が作用する半径方向の部材である。ベーン位相器は、チャンバ内で移動するベーンによって駆動される位相器である。
【０１７３】
エンジンには、一つまたはそれ以上のカムシャフトがある。カムシャフトは、ベルト、チェーン、ギヤまたは他のカムシャフトにより駆動される。カムシャフト上には、バルブを押圧するローブが設けられている。
【０１７４】
多数本のカムシャフトを有するエンジンにおいては、大抵の場合、エグゾーストバルブ用に１本のシャフトが設けられ、インテークバルブ用に１本のシャフトが設けられている。
【０１７５】
Ｖ型エンジンは、通常、各バンクに１本ずつ２本のカムシャフトを有しているか、または各バンクにインテークバルブ用およびエグゾーストバルブ用の４本のカムシャフトを有している。
【０１７６】
チャンバは、ベーンが回転する空間領域として定義されている。チャンバは、クランクシャフトに対してバルブを速めに開放させるアドバンスチャンバと、クランクシャフトに対してバルブを遅めに開放させるリタードチャンバとに分割されている。チェックバルブは、ただ一つの方向のみの流体の流れを許容するバルブとして定義されている。
【０１７７】
クローズドループは、一つの特性を他の特性に反応させて変化させるとともに、その変化が正しくなされたかどうかチェックして、所望の結果が得られるように作用を調整する制御システムとして定義されている。
【０１７８】
たとえば、ＥＣＵからの命令に反応して位相器位置を変化させるバルブを移動させ、実際の位相器位置をチェックして、バルブを再度適正な位置に移動させる。
【０１７９】
制御バルブは、位相器への流体の流れを制御するバルブである。制御バルブは、ＣＴＡシステムの位相器の内部に設けられている。制御バルブは、油圧またはソレノイドによって駆動される。クランクシャフトは、ピストンからの動力により、トランスミッションおよびカムシャフトを駆動する。
【０１８０】
スプールバルブは、スプール型の制御バルブとして定義されている。典型的には、スプールは穴内に配置されて、一方の通路を他方の通路に連絡している。スプールは、大抵の場合、位相器のロータの中心軸に配置されている。
【０１８１】
差圧制御システム（ＤＰＣＳ：　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ　ｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｓｙｓｔｅｍ）は、スプールの各端部への作動流体圧を使用して、スプールバルブを移動させるシステムである。
【０１８２】
スプールの一端は他端よりも大きくなっており、一端に作用する流体は通常は油圧制御のＰＷＭバルブによって制御され、全供給圧はスプールの他端に供給されており、これにより、差圧が生じている。
【０１８３】
バルブ制御ユニット（ＶＣＵ：　ｖａｌｖｅ　ｃｏｎｔｒｏｌ　ｕｎｉｔ）は、ＶＣＴシステムを制御するための制御回路である。典型的には、ＶＣＵは、ＥＣＵからの命令に反応して作動する。
【０１８４】
ドリブンシャフトは、ＶＣＴ内において動力を受ける任意のシャフトであり、大抵の場合、カムシャフトである。ドライブシャフトは、ＶＣＴ内において動力を供給する任意のシャフトであり、大抵の場合はクランクシャフトであるが、一方のカムシャフトに対する他方の駆動カムシャフトの場合もある。
【０１８５】
ＥＣＵは、車載コンピュータであるエンジン制御ユニットである。エンジンオイルは、エンジンを潤滑するのに使用されるオイルであり、制御バルブを介して位相器を駆動するのに圧力を作用させている。
【０１８６】
ハウジングは、チャンバを備えた位相器の外側部分として定義されている。ハウジングの外側部分は、タイミングベルト用のプーリ、タイミングチェーン用のスプロケットまたはタイミングギヤ用のギヤである。
【０１８７】
作動流体は、ブレーキオイルやパワーステアリングオイルと同様に、液圧シリンダに使用される任意のオイルである。作動流体は、必ずしもエンジンオイルと同じでなくてもよい。
【０１８８】
ロックピンは、位相器を所定位置にロックするように配置されている。ロックピンは、エンジン始動時や停止時のように、油圧が低すぎて位相器を保持できない場合に通常用いられる。
【０１８９】
ＯＰＡ型のＶＣＴシステムは、ベーンを移動させるのにエンジンオイル圧をベーンの一方の側または他方の側に作用させる一般的な位相器を使用している。
【０１９０】
オープンループは、作用を確認するフィードバックを行うことなく、一つの特性を他方の特性に反応して変化させる（たとえば、ＥＣＵからの命令信号に反応してバルブを移動させる）制御システム内で用いられている。
【０１９１】
位相は、カムシャフトおよびクランクシャフト間（または、位相器が他方のカムによって駆動される場合にはカムシャフト間）の相対的角度位置として定義されている。位相器は、カムに据え付けられる全体の部分として定義されている。
【０１９２】
位相器は、典型的には、ロータおよびハウジング、さらにはスプールバルブおよびチェックバルブから構成されている。ピストン位相器は、内燃機関のシリンダ内のピストンによって駆動される位相器である。ロータは、カムシャフトに装着された、位相器の内側部分である。
【０１９３】
ＰＷＭは、電圧または流体圧のオン・オフパルスのタイミングを変化させることによって、変化する力または圧力を提供している。ソレノイドは、機械的アームを移動させるのにコイル内を流れる電流を使用する電気式アクチュエータである。
【０１９４】
可変力ソレノイド（ＶＦＳ：　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｆｏｒｃｅ　ｓｏｌｅｎｏｉｄ）は、通常は供給電流のＰＷＭによってその駆動力が変化し得るソレノイドである。ＶＦＳは、オン・オフソレノイドに対向している。
【０１９５】
スプロケットは、エンジンタイミングチェーンのようなチェーンとともに使用される部材である。タイミングとは、ピストンが或る限定位置（通常は上死点（ＴＤＣ））に達する時間と他の事象が起こる時間との間の関係として定義される。
【０１９６】
たとえば、ＶＣＴまたはＶＶＴシステムにおいては、タイミングは通常、バルブが開くまたは閉じるときに関係している。点火タイミングは、点火プラグが点火するときに関係している。
【０１９７】
トーション・アシスト（ＴＡ）位相器またはトルク・アシスト位相器は、ＯＰＡ位相器の変形例であって、オイル供給ラインにチェックバルブを付加しており（つまり、単一のチェックバルブの実施態様）、または各チャンバへの供給ラインにチェックバルブを付加している（つまり、二つのチェックバルブの実施態様）。
【０１９８】
チェックバルブは、トルク逆転による油圧パルスが油圧システム内に伝搬するのを阻止するとともに、ベーンがトルク逆転により後退するのを停止させる。
【０１９９】
ＴＡシステムにおいては、前方へのトルク効果によるベーンの動きが許容されている。このため、トーション・アシストという表現が用いられている。ベーンの動きのグラフは、階段状である。
【０２００】
ＶＣＴシステムは、位相器、制御バルブ、制御バルブアクチュエータおよび制御回路を有している。可変カムタイミング（ＶＣＴ）は、エンジンのインテークバルブおよび（または）エグゾーストバルブを駆動する一つまたはそれ以上のカムシャフト間の角度関係（位相）を制御しまたは変化させるための方法であって物ではない。
【０２０１】
角度関係はまた、クランクシャフトがピストンに連結されているところのカムおよびクランクシャフト間の位相関係を含んでいる。
【０２０２】
可変バルブタイミング（ＶＶＴ：　ｖａｒｉａｂｌｅ　ｖａｌｖｅ　ｔｉｍｉｎｇ）は、バルブタイミングを変化させる任意の方法である。ＶＶＴはＶＣＴに関連している。
【０２０３】
ＶＶＴは、カムの形状を変えることによって、あるいは、カムに対するカムローブの関係、カムまたはバルブに対するバルブアクチュエータの関係を変えることによって、達成される。
【０２０４】
またＶＶＴは、電気式または液圧式アクチュエータを使用してバルブを個々に制御することによって、達成される。言い換えれば、すべてのＶＣＴはＶＶＴであるが、ＶＶＴがすべてＶＣＴであるというわけではない。
【０２０５】
本発明が関連する分野の当業者は、上述の教示内容を考慮するとき、本発明の精神および本質的な特徴部分から外れることなく、本発明の原理を採用する種々の変形例やその他の実施態様を構築し得る。上述の実施態様はあらゆる点で単なる例示としてのみみなされるべきものであり、限定的なものではない。
【０２０６】
それゆえ、本発明の範囲は、上記記述内容よりもむしろ添付の請求の範囲に示されている。したがって、本発明が個々の実施態様に関連して説明されてきたものの、構造、順序、材料その他の変更は、本発明の範囲内においてではあるが、当該技術分野の当業者にとって明らかであろう。
【０２０７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ＶＣＴシステムにおいて、広範な温度範囲にわたってシステムヒステリシスに打ち勝つことができる制御方法を実現できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のフィードバック制御ループを示すブロック図である。
【図２】ディザー信号が追加されたフィードバック制御ループのブロック図である。
【図３】本発明に適した第１のタイプのＶＣＴシステムの概略構成図である。
【図４】本発明に適した第２のタイプのＶＣＴシステムの概略構成図である。
【図５】電流命令信号に追加されたディザー信号を示している。
【図６】ディザー振幅と変化温度との関係を示すグラフである。
【図７】ディザー周波数と変化温度との関係を示すグラフである。
【図８】ソレノイド電流命令とソレノイド内の実際の電流特性との関係を示すグラフである。
【図９】ソレノイド電流および制御スプールバルブ位置に関連する電流制御ディザー周波数の影響を示すグラフである。
【図１０】デューティサイクル２０％においてＰＷＭ制御の影響を示すグラフである。
【図１１】デューティサイクル５０％においてＰＷＭ制御の影響を示すグラフである。
【図１２】デューティサイクル８０％においてＰＷＭ制御の影響を示すグラフである。
【図１３】ソレノイド電流および制御スプールバルブ位置に対するＰＷＭ制御の低周波数デューティサイクルの影響を示すグラフである。
【図１４】ソレノイド電流および制御スプールバルブ位置に対するＰＷＭ制御の低周波数デューティサイクルの影響を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ａ：　ＶＣＴシステム
１２：　設定値（命令信号）
１４：　スプールバルブ
２０：　可変力ソレノイド
３６：　エラー信号
３８：　ディザー信号
４２：　位相器
【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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