(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧システムの制御装置において、
前記油圧システムで使用されているオイルの粘性特性の学習値を記憶した記憶手段と、
オイルの粘度を計測する粘度計測手段と、
オイル粘度の計測時点における油温を計測する油温計測手段と、
粘度計測値と油温計測値とに対応する粘性特性を特定し、特定した粘性特性に基づいて前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を更新する学習手段と、
を備えることを特徴とする油圧システムの制御装置。
【請求項２】
油温計測値が所定の上限温度を超えるときには、前記学習手段による粘性特性の学習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記載の油圧システムの制御装置。
【請求項３】
粘度計測値が所定の下限粘度を下回るときには、前記学習手段による粘性特性の学習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又は２記載の油圧システムの制御装置。
【請求項４】
特定した粘性特性の指標値と粘性特性学習値との差が所定の閾値を超えるときには、前記学習手段による粘性特性の学習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３の何れか１項に記載の油圧システムの制御装置。
【請求項５】
前記学習手段は、特定した粘性特性の指標値と粘性特性学習値との差が所定の閾値を超える状態が所定期間連続したときには、粘性特性学習値をクリアし、特定した粘性特性の指標値を粘性特性学習値の初期値として使用することを特徴とする請求項４記載の油圧システムの制御装置。
【請求項６】
前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を前記油圧システムの制御に反映させる制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の油圧システムの制御装置。
【請求項７】
特定した粘性特性の指標値が粘性特性学習値よりも低粘性特性を示す場合には、前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を前記油圧システムの制御に反映させ、特定した粘性特性の指標値が粘性特性学習値よりも高粘性特性を示す場合には、特定した粘性特性の指標値を前記油圧システムの制御に反映させる制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項４又は５記載の油圧システムの制御装置。
【請求項８】
粘性特性学習値の信頼性について判定する判定手段と、
前記判定手段により粘性特性学習値の信頼性が高いと判定された場合には、粘性特性学習値を前記油圧システムの制御に反映させ、粘性特性学習値の信頼性が低いと判定された場合には、所定の高粘性特性値を前記油圧システムの制御に反映させる制御手段、
をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の油圧システムの制御装置。
【請求項９】
前記油圧システムは、オイルの供給を受け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接続されているオイルの供給ラインと、前記供給ラインのオイルに油圧を発生させる油圧発生源とを有する油圧システムであって、
前記粘度計測手段は、前記油圧発生源による油圧発生開始時の油圧の立ち上りの緩急の程度からオイルの粘度を計測することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の油圧システムの制御装置。
【請求項１０】
内燃機関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機構と、前記バルブタイミング可変機構に接続されているオイルの供給ラインと、前記内燃機関により駆動されて前記供給ラインのオイルに油圧を発生させるオイルポンプとを有し、オイルの給排の制御によって前記バルブタイミング可変機構の動作を制御するバルブタイミング制御装置において、
使用されているオイルの粘性特性の学習値を記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を前記バルブタイミング可変機構の動作の制御に反映させる制御手段と、
オイルの粘度を計測する粘度計測手段と、
オイル粘度の計測時点における油温を計測する油温計測手段と、
粘度計測値と油温計測値とに対応する粘性特性を特定し、特定した粘性特性に基づいて前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を更新する学習手段と、
を備えることを特徴とする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、油圧システムの制御装置、及び、油圧アクチュエータの一種であるバルブタイミング可変機構によって内燃機関のバルブタイミングを制御するバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１，２に記載されているように、クランク軸に対するカム軸の位相角を変化させ、それにより内燃機関のバルブタイミングを可変にするバルブタイミング可変機構が知られている。一般的なバルブタイミング可変機構は、ベルトやチェーンによってクランク軸に連結されたハウジングと、カム軸に固定されたベーン体とを有している。ベーン体はハウジング内に収容され、ベーン体とハウジングとの間に油圧室が形成されている。この油圧室にオイルを供給し、その供給量を制御弁によって制御することで、ハウジングとベーン体とを相対回転させてクランク軸に対するカム軸の位相角を変化させることができる。
【０００３】
上記のような油圧式のバルブタイミング可変機構では、その動作特性にオイルの粘度が影響する。例えば、オイルの粘度が高いほどバルブタイミング可変機構の応答性は低下する。その一方で、摺動部のクリアランスから漏れるオイルの量は、オイルの粘度が低いほうが多くなる。このようなことを考慮すると、バルブタイミング可変機構をより的確に制御できるようにするには、オイルの粘度をバルブタイミング可変機構の制御に反映させることが望ましい。
【０００４】
この点に関し、特許文献１に記載のものでは、オイルの粘度がバルブタイミング可変機構の応答性に与える影響に着目し、その応答性に基づいて粘度を求めるようにしている。具体的には、粘度とバルブタイミング可変機構の応答速度との関係を求めた応答速度−粘度マップを予め作成しておき、この応答速度−粘度マップを用いて粘度を算出している。また、油温を計測し、油温と粘度との関係を温度領域毎に学習している。
【特許文献１】特開２００４−９２５９３号公報
【特許文献２】特開２００１−１６４９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、バルブタイミング可変機構の制御にオイルの粘度を反映させたい場合、現時点における粘度を即座に取得することは難しい。粘度を取得するためには、その都度、バルブタイミング可変機構の応答速度を求めるという作業が必要となるからである。専用の粘度センサを追加することも考えられるが、その場合には当然のことながら製造コストの増大を招き、また、センサの数が増える分故障の原因となる可能性も高くなる。
【０００６】
なお、特許文献１に記載のものは温度領域毎に粘度を学習しているので、その学習値を読み出してバルブタイミング可変機構の制御に反映させることも考えられる。しかし、学習値と現時点での粘度とが必ずしも一致しているとは限らない。学習値の記録時点から時間が経過した場合には、オイルの劣化が進んでいたり、或いはオイル交換がされていたりする可能性があるためである。
【０００７】
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、任意の時点においてオイルの粘度を即座に且つ正確に求めることができ、その正確なオイル粘度に基づいた的確なシステム制御を実現できるようにした油圧システムの制御装置を提供することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、任意の時点においてオイルの粘度を即座に且つ正確に求めることができ、その正確なオイル粘度に基づいてバルブタイミング可変機構の動作を的確に制御できるようにしたバルブタイミング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】
【０００９】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、油圧システムの制御装置において、
前記油圧システムで使用されているオイルの粘性特性の学習値を記憶した記憶手段と、
オイルの粘度を計測する粘度計測手段と、
オイル粘度の計測時点における油温を計測する油温計測手段と、
粘度計測値と油温計測値とに対応する粘性特性を特定し、特定した粘性特性に基づいて前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を更新する学習手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
油温計測値が所定の上限温度を超えるときには、前記学習手段による粘性特性の学習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。
【００１１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、
粘度計測値が所定の下限粘度を下回るときには、前記学習手段による粘性特性の学習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。
【００１２】
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、
特定した粘性特性の指標値と粘性特性学習値との差が所定の閾値を超えるときには、前記学習手段による粘性特性の学習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。
【００１３】
第５の発明は、第４の発明において、
前記学習手段は、特定した粘性特性の指標値と粘性特性学習値との差が所定の閾値を超える状態が所定期間連続したときには、粘性特性学習値をクリアし、特定した粘性特性の指標値を粘性特性学習値の初期値として使用することを特徴としている。
【００１４】
第６の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を前記油圧システムの制御に反映させる制御手段、
をさらに備えることを特徴としている。
【００１５】
第７の発明は、第４又は第５の発明において、
特定した粘性特性の指標値が粘性特性学習値よりも低粘性特性を示す場合には、前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を前記油圧システムの制御に反映させ、特定した粘性特性の指標値が粘性特性学習値よりも高粘性特性を示す場合には、特定した粘性特性の指標値を前記油圧システムの制御に反映させる制御手段、
をさらに備えることを特徴としている。
【００１６】
第８の発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、
粘性特性学習値の信頼性について判定する判定手段と、
前記判定手段により粘性特性学習値の信頼性が高いと判定された場合には、粘性特性学習値を前記油圧システムの制御に反映させ、粘性特性学習値の信頼性が低いと判定された場合には、所定の高粘性特性値を前記油圧システムの制御に反映させる制御手段、
をさらに備えることを特徴としている。
【００１７】
第９の発明は、第１乃至第８の何れか１つの発明において、
前記油圧システムは、オイルの供給を受け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接続されているオイルの供給ラインと、前記供給ラインのオイルに油圧を発生させる油圧発生源とを有する油圧システムであって、
前記粘度計測手段は、前記油圧発生源による油圧発生開始時の油圧の立ち上りの緩急の程度からオイルの粘度を計測することを特徴としている。
【００１８】
第１０の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関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機構と、前記バルブタイミング可変機構に接続されているオイルの供給ラインと、前記内燃機関により駆動されて前記供給ラインのオイルに油圧を発生させるオイルポンプとを有し、オイルの給排の制御によって前記バルブタイミング可変機構の動作を制御するバルブタイミング制御装置において、
使用されているオイルの粘性特性の学習値を記憶した記憶手段と、
前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を前記バルブタイミング可変機構の動作の制御に反映させる制御手段と、
オイルの粘度を計測する粘度計測手段と、
オイル粘度の計測時点における油温を計測する油温計測手段と、
粘度計測値と油温計測値とに対応する粘性特性を特定し、特定した粘性特性に基づいて前記記憶手段に記憶されている粘性特性学習値を更新する学習手段と、
を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１９】
第１の発明によれば、使用しているオイルのオイル種に変化があった場合やオイルの劣化が進んだような場合であっても、油温計測値と粘度計測値との関係に基づく学習によって現時点でのオイルの粘性特性を正確に把握することができる。オイルの粘性特性を正確に把握しておくことで、任意の時点におけるオイル粘度を油温から即座に且つ正確に求めることができるようになる。また、現時点の油温におけるオイル粘度だけでなく、油温が変化したときの将来のオイル粘度を正確に予測することもできる。
【００２０】
第２の発明によれば、オイルの粘性特性の違いが粘度と油温との関係の違いとして表れ難い高温域での学習を禁止することによって、誤学習による粘性特性学習値の精度の低下を防止することができる。
【００２１】
第３の発明によれば、オイルの粘性特性の違いが粘度と油温との関係の違いとして表れ難い低粘度域での学習を禁止することによって、誤学習による粘性特性学習値の精度の低下を防止することができる。
【００２２】
第４の発明によれば、オイル交換の場合を除けばオイルの粘性特性が急激に変化することは無いことから、特定した粘性特性の指標値と粘性特性学習値との差が大きいときの学習を禁止することによって、誤学習による粘性特性学習値の精度の低下を防止することができる。
【００２３】
第５の発明によれば、特定した粘性特性の指標値と粘性特性学習値との差が大きい状況が長く続く場合にはオイル交換が行われたものと推定できることから、そのときには特定した粘性特性の指標値を粘性特性学習値の初期値として使用することで、再び現時点でのオイルの粘性特性を正確に把握することができるようになる。
【００２４】
第６の発明によれば、粘性特性学習値を油圧システムの制御に反映させることで、任意の時点においてオイルの粘度を正確に判断することができ、その正確な判断に基づいた的確なシステム制御を実現することができる。
【００２５】
第７の発明によれば、特定した粘性特性の指標値と粘性特性学習値のうちより高粘性特性を示しているほうを油圧システムの制御に反映させることで、オイル交換が行われたか否か不明の状況下においてもシステムの動作に係る信頼性を保つことができる。
【００２６】
第８の発明によれば、粘性特性学習値の信頼性が低い状況下では、粘性特性学習値に替えて所定の高粘性特性値を油圧システムの制御に反映させることで、粘性特性学習値の信頼性が低い状況下においてもシステムの動作に係る信頼性を保つことができる。
【００２７】
第９の発明によれば、専用の粘度センサを用いずとも、油圧の計測手段があればオイルの粘度を正確に計測することができる。オイルの粘度と油圧の挙動との間には、供給されるオイルの粘度が低ければ油圧は速やかに立ち上り、高粘度のオイルが供給されるときには油圧の立ち上りが緩慢になるという相関関係があるからである。しかもこれによれば、オイルの粘度を計測するために実際に油圧アクチュエータを動作させる必要はない。つまり、油圧アクチュエータを動作させる前にオイル粘度を計測することができ、その粘度計測値に基づいてオイルの粘性特性を正確に把握することができる。
【００２８】
また、第１０の発明によれば、バルブタイミング可変機構に使用しているオイルのオイル種に変化があった場合やオイルの劣化が進んだような場合であっても、油温計測値と粘度計測値との関係に基づく学習によって現時点でのオイルの粘性特性を正確に把握することができる。オイルの粘性特性を正確に把握することにより任意の時点においてオイルの粘度を即座に且つ正確に求めることができ、その正確なオイル粘度に基づいてバルブタイミング可変機構の動作を的確に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
実施の形態１．
以下、図１乃至図７を参照して、本発明の実施の形態１としての内燃機関（以下、エンジンという）のバルブタイミング制御装置について説明する。
【００３０】
本実施の形態のバルブタイミング制御装置は、図１を用いてその構成の概略を説明することができる。図１は、本実施の形態のバルブタイミング制御装置の油圧回路を示している。この図に示すように、バルブタイミング制御装置は、油圧アクチュエータであるバルブタイミング可変機構（variable valve timing mechanism、以下、ＶＶＴという）２０を備えている。ＶＶＴ２０は、クランク軸にベルト或いはチェーンによって連結されたハウジング２２と、ハウジング２２内に配置されカム軸と一体に回転するベーン体２４とを備えている。
【００３１】
ハウジング２２の内部にはベーン体２４によって区画される２つの油室２６，２８が形成されている。ＶＶＴ２０によれば、これら２つの油室２６，２８間の容積比を変化させることでハウジング２２に対してベーン体２４を回転させ、クランク軸に対するカム軸の回転位相を変化させることができ、ひいては、バルブタイミングを変化させることができる。２つの油室２６，２８のうち、バルブタイミングの進角時に容積を拡大させる側の油室２６を進角油室といい、容積を縮小させる側の油室２８を遅角油室という。バルブタイミングの遅角時には、逆に遅角油室２８の容積を拡大させ、進角油室２６の容積を縮小させるようにする。
【００３２】
ＶＶＴ２０は、進角油室２６と遅角油室２８の何れ一方に選択的にオイル（作動油）を供給することで、それら油室２６，２８間の容積比を変化させることができる。進角油室２６にオイルを供給する場合には、供給されたオイルの分だけ進角油室２６が拡大するとともに、遅角油室２８からは進角油室２６の拡大に伴ってオイルが押し出される。逆に、遅角油室２８にオイルを供給する場合には、供給されたオイルの分だけ遅角油室２８が拡大し、進角油室２６はオイルが押し出されることによって縮小する。
【００３３】
ＶＶＴ２０に供給されるオイルは、ＶＶＴライン８によってメインオイルギャラリ６から取り出される。メインオイルギャラリ６はオイルポンプ４を起点として延びるオイルの主流路である。メインオイルギャラリ６を流れるオイルはＶＶＴ２０以外の油圧アクチュエータにも供給されるほか、エンジン２内の各摺動部に潤滑油として供給されている。ＶＶＴライン８はメインオイルギャラリ６から分岐した枝流路であって、メインオイルギャラリ６とともにオイルの供給ラインを構成している。以下、メインオイルギャラリ６とＶＶＴライン８とを合わせてオイル供給ライン６，８と表記することもある。
【００３４】
オイルポンプ４はエンジン２のクランク軸にギヤ、チェーン或いはベルトによって連結されている。オイルポンプ４はエンジン２の駆動力によって回転してメインオイルギャラリ６内のオイルに油圧を発生させる。オイルポンプ４の回転によって発生した油圧は、メインオイルギャラリ６に取り付けられた油圧センサ４２によって計測することができる。また、メインオイルギャラリ６には油圧センサ４２と並んで油温センサ４６も計測されている。
【００３５】
ＶＶＴライン８の先端部にはオイルコントロールバルブ（oil control valve、以下、ＯＣＶという）１０が取り付けられている。ＯＣＶ１０とＶＶＴ２０の進角油室２６とは進角油室ライン３４によって接続され、ＶＶＴ２０の遅角油室２８とは遅角油室ライン３２によって接続されている。ＯＣＶ１０は、オイルの供給先を進角油室ライン３４と遅角油室ライン３２とで切り換えるライン切換弁であると同時に、その開度の制御によってオイルの供給量を調整できる流量調整弁でもある。
【００３６】
詳しくは、ＯＣＶ１０は電磁駆動式のスプール弁であって、スリーブ内のスプールの位置によって進角油室ライン３４及び遅角油室ライン３２に対するオイルの給排を制御することができる。スプールは移動方向の一方の端部をスプリングによって支持され、他方の端部をソレノイドによって支持されている。スプールの位置はソレノイドに供給する駆動電流のデューティ比によって制御することができる。ソレノイドへの非通電時には、スプールはスプリングの付勢力によって所定の初期位置に置かれる。この初期位置では、ＶＶＴライン８は遅角油室ライン３２に接続されるようになっている。
【００３７】
ＯＣＶ１０の制御は、エンジン２の全体を統合制御している電子制御ユニット（electronic control unit、以下、ＥＣＵという）４０によって行われる。ＥＣＵ４０はＯＣＶ１０に対し、ソレノイドを駆動するためのデューティ比信号を供給する。デューティ比は、例えば、バルブタイミングの目標値と実際値との偏差に基づいて決定する。ソレノイドは供給されたデューティ比信号によって駆動され、デューティ比によって決まる位置にスプールを移動させる。その結果、ＶＶＴ２０の２つの油室２６，２８のうち所望の側に所望量のオイルが供給されることとなって、目標とするバルブタイミングが実現されるようになる。ＥＣＵ４０はＯＣＶ１０と共に、ＶＶＴ２０、オイルポンプ４及びオイルの供給ライン６，８からなる油圧システムの制御装置を構成している。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態のバルブタイミング制御装置は、エンジン２によってオイルポンプ４を駆動し、オイルポンプ４によって油圧を高めたオイルをＶＶＴ２０に供給することでＶＶＴ２０を動作させる構成になっている。このような構成では、その動作特性にオイルの粘度が影響する。例えば、オイルの粘度が高いほどＶＶＴ２０の応答性は低下する。また、図１中に模式的に示すようにＶＶＴ２０内の各部クリアランスから漏れるオイル（ドレン）の量は、オイルの粘度が低いほうが多くなる。そこで、本実施の形態のバルブタイミング制御装置では、以下に説明する方法によってＶＶＴ２０に供給されるオイルの粘度を判定し、そのオイル粘度をＶＶＴ２０の制御に反映させることとした。
【００３９】
まず、図２は、エンジン２の冷間始動時における油圧の挙動を高粘性オイルと低粘性オイルとで比較して示す図である。この図に示すように、エンジン２の始動後、エンジン回転数の上昇に比例してオイルポンプ４の回転数も上昇していく。そして、オイルポンプ回転数の上昇に伴ってメインオイルギャラリ６内のオイルの油圧も立ち上っていく。図２において実線で示す油圧の変化は低粘性オイルのものであり、破線で示す油圧の変化は高粘性オイルのものである。低粘性オイルにおける油圧の立ち上りは急であるのに対し、高粘性オイルにおける油圧の立ち上りは緩慢である。つまり、オイルの粘度は油圧発生後の油圧の挙動、より詳しくは、油圧の立ち上りの緩急に具現化される。
【００４０】
本実施の形態では、油圧の立ち上りの緩急の程度を示す指標値として、油圧の立ち上り遅れ時間を取得する。ここでは図２に示すように、エンジン回転数が所定の始動判定回転数に達してから、油圧センサ４２による油圧計測値が所定の立ち上り判定油圧に達するまでの時間を油圧立ち上り遅れ時間（toil）と定義する。低粘性オイルと高粘性オイルとでは、高粘性オイルのほうが油圧立ち上り遅れ時間（toil）は長くなる。
【００４１】
図３は、予め粘度が既知のオイルを用いて実験し、オイル粘度毎に油圧立ち上り遅れ時間（toil）を調べた結果を示している。この図に示すように、オイル粘度と油圧立ち上り遅れ時間とは一対一に対応している。ＥＣＵ４０の記憶部４０ａには、油圧立ち上り遅れ時間（toil）とオイル粘度との関係が図３に示すようなマップの形で記憶されている。このマップを参照することによって、油圧立ち上り遅れ時間からオイル粘度を取得することが可能になる。
【００４２】
ただし、図３に示すマップから取得できるのは、あくまでもエンジン始動時におけるオイル粘度である。エンジン２の暖機が進んで油温が上昇すれば、それに応じてオイル粘度も変化していく。図４は、オイル粘度と油温との関係を示す図である。この図に示すように、オイルの粘度は油温が低いときには高く、油温が高くなるほど低くなるという温度依存特性を有している。また、オイル粘度の温度依存特性（以下、オイル粘性特性という）は、オイルの組成や劣化状況によって異なっている。図４中には異なる４つのオイル粘性特性１〜４を例示している。このようなオイル粘性特性は実験によって求めることができる。本実施の形態では、組成や劣化度の異なる種々のオイルについて実験を行い、それらの粘性特性を調べた結果を図４に示すようなマップにしてＥＣＵ４０に記憶している。
【００４３】
現在使用しているオイルの粘性特性は、エンジン始動時における油温（stho）とオイル粘度（γ）とを取得し、それらを図４に示すマップに当てはめることで特定することができる。エンジン始動時のオイル粘度（γ）は図３に示すマップに基づいて油圧立ち上り遅れ時間（toil）から求めることができる。取得した油温（stho）とオイル粘度（γ）とに対応するオイル粘性特性のデータがマップ中に存在しない場合には、補間計算によって対応するオイル粘性特性を特定する。図４には、オイル粘性特性２とオイル特性３とを用いた補間計算によって、取得した油温（stho）とオイル粘度（γ）とに対応するオイル粘性特性２．５を特定した場合について例示している。
【００４４】
ＥＣＵ４０は、特定したオイル粘性特性を学習し、その学習値を記憶部４０ａに記憶する機能を有している。以下、本実施の形態において実施されるオイル粘性特性の学習制御について図５及び図６を用いて説明する。図５はオイル粘性特性の学習制御のルーチンを示すフローチャートであって、ＥＣＵ４０は図５に示すルーチンを所定の学習条件が成立したときに実行する。学習条件には、エンジン回転数がエンジン始動判定回転数を超えたことと、オイル粘度（γ）と油温（stho）とがそれぞれ取得されたことが含まれている。
【００４５】
図５に示すルーチンの最初のステップＳ１０２では、油圧立ち上り遅れ時間（toil）から得られたオイル粘度（γ）が取り込まれる。続くステップＳ１０４では、エンジン始動時の油温（stho）が取り込まれる。これらオイル粘度（γ）と油温（stho）とにより現在使用しているオイルの粘性特性を特定することができる。ただし、その判定精度はオイル粘度（γ）の高低によって左右され、また、油温（stho）の高低によっても左右される。
【００４６】
図６は、粘性特性が異なる複数のオイルについてエンジン始動時のオイル粘度と油温との関係を示す図である。この図から分かるように、高温域ではオイルの粘性特性の違いがオイル粘度と油温との関係の違いとして表れ難い。また、低粘度域でもオイルの粘性特性の違いがオイル粘度と油温との関係の違いとして表れ難い。したがって、高温域や低粘度域では、オイル粘度（γ）と油温（stho）とによる粘性特性の判定精度は低下することになる。
【００４７】
そこで、本実施の形態に係るオイル粘性特性学習制御では、高温域や低粘度域のデータに基づくオイル粘性特性の学習を禁止し、それにより学習値の精度の低下を防止することとした。具体的には、図６に示すように、所定のオイル粘度下限値（γmin）より低粘度側の領域は学習禁止域（低γ学習禁止域）とされている。また、所定の油温上限値（sthomax）より高温度側の領域も学習禁止域（高油温学習禁止域）とされている。
【００４８】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１０２で取り込んだオイル粘度（γ）とオイル粘度下限値（γmin）とが比較される。比較の結果、オイル粘度（γ）がオイル粘度下限値（γmin）以下であるならば、ステップＳ１１４の処理が選択される。すなわち、オイル粘性特性の学習値の更新が禁止される。
【００４９】
オイル粘度（γ）がオイル粘度下限値（γmin）を超えている場合には、続いてステップＳ１０８の判定が行なわれる。ステップＳ１０８では、ステップＳ１０４で取り込んだ油温（stho）と油温上限値（sthomax）とが比較される。比較の結果、油温（stho）が油温上限値（sthomax）以上であるならば、ステップＳ１１４の処理が選択されてオイル粘性特性の学習値の更新が禁止される。
【００５０】
オイル粘度（γ）がオイル粘度下限値（γmin）を超え、且つ、油温（stho）が油温上限値（sthomax）以下であるならば、ステップＳ１１０及びステップＳ１１２の処理が行なわれる。ステップＳ１１０では、図４に示すマップに基づいてオイル粘度（γ）と油温（stho）とによりオイルの粘性特性が特定される。次のステップＳ１１２では、特定したオイル粘性特性の指標値を用いて記憶部４０ａに記憶されているオイル粘性特性学習値が更新される。
【００５１】
なお、オイル粘性特性学習値の更新方法には限定はない。ステップＳ１１０で特定したオイル粘性特性の指標値にオイル粘性特性学習値を置き換えることでも良い。或いは、以下の式（１）に示すように、ｎ数の平均化処理によって更新する方法を採っても良い。オイル交換が行なわれない限りはオイル粘性特性が急変することはないからである。式（１）においてσはオイル粘性特性の指標値、ｎは今回までの学習値の更新回数であり、σ(n)が今回特定したオイル粘性特性の指標値を示している。
オイル粘性特性学習値＝(σ(n)+σ(n-1)+…+σ(1))/ｎ  ・・・式（１）
【００５２】
以上説明したように、本実施の形態に係るオイル粘性特性学習制御では、毎回、エンジン始動時のオイル粘度（γ）と油温（stho）とからオイルの粘性特性が特定され、特定されたオイル粘性特性は記憶部４０ａに記憶されている学習値に反映される。この学習値を参照することによって、使用によりオイルの劣化が進んだ場合であっても、現時点でのオイルの粘性特性を正確に把握することが可能になる。また、本実施の形態に係るオイル粘性特性学習制御によれば、オイルの粘性特性の違いが粘度と油温との関係の違いとして表れ難い高温域及び低粘度域での学習が禁止されるので、誤学習による学習値の精度の低下を防止することができる。
【００５３】
オイルの粘性特性を学習値として正確に把握しておくことで、図７に示すように、任意の時点におけるオイル粘度（γ）を油温（tho）から即座に且つ正確に求めることが可能になる。また、オイル粘性特性学習値を用いることで、現時点の油温におけるオイル粘度だけでなく、油温が変化したときの将来のオイル粘度を正確に予測することもできる。したがって、本実施の形態のバルブタイミング制御装置によれば、正確なオイル粘度に基づいてＶＶＴ２０の動作を的確に制御することができる。具体例としては、ＯＣＶ１０によってＶＶＴ２０の動作を制御するときの制御量（制御デューティ）に正確なオイル粘度を反映させることができる。オイル粘度が変わればＯＣＶ１０の制御量に対するＶＶＴ２０の応答性も変化する。正確なオイル粘度を制御量の設定に反映させることで、ＶＶＴ２０の応答性にばらつきが生じるのを防止することができる。
【００５４】
なお、実施の形態１と第１の発明及びそれに従属する各発明との対応関係は次の通りである。まず、図１において、ＥＣＵ４０は第６の発明の「制御手段」に相当し、ＥＣＵ４０の記憶部４０ａは第１の発明の「記憶手段」に相当する。油温センサ４６は第１の発明の「油温計測手段」に相当する。また、ＶＶＴ２０は第９の発明の「油圧アクチュエータ」に相当し、メインオイルギャラリ６及びＶＶＴライン８は第９の発明の「オイルの供給ライン」に相当し、オイルポンプ４は第９の発明の「油圧発生源」に相当する。
【００５５】
ＥＣＵ４０が図３に示す関係に基づいて油圧立ち上り遅れ時間からオイル粘度を求めることで第１の発明の「粘度計測手段」が実現される。さらに、ＥＣＵ４０が図５に示すルーチンのステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１１０及びＳ１１２を実行することで第１の発明の「学習手段」が実現される。さらに、ＥＣＵ４０が図５に示すルーチンのステップＳ１０８及びＳ１１４を実行することで第２の発明の「禁止手段」が実現され、また、ステップＳ１０６及びＳ１１４を実行することで第３の発明の「禁止手段」が実現される。
【００５６】
実施の形態１と第１０の発明との対応関係は次の通りである。まず、図１において、ＶＶＴ２０は第１０の発明の「バルブタイミング可変機構」に相当し、メインオイルギャラリ６及びＶＶＴライン８は第１０の発明の「オイルの供給ライン」に相当し、オイルポンプ４は第１０の発明の「オイルポンプ」に相当する。ＥＣＵ４０は第１０の発明の「制御手段」に相当し、ＥＣＵ４０の記憶部４０ａは第１０の発明の「記憶手段」に相当する。油温センサ４６は第１０の発明の「油温計測手段」に相当する。
【００５７】
また、ＥＣＵ４０が図３に示す関係に基づいて油圧立ち上り遅れ時間からオイル粘度を求めることで第１０の発明の「粘度計測手段」が実現される。また、ＥＣＵ４０が図５に示すルーチンを実行することで第１０の発明の「学習手段」が実現される。
【００５８】
実施の形態２．
次に、図１，図４及び図８を参照して、本発明の実施の形態２としてのバルブタイミング制御装置について説明する。
【００５９】
本実施の形態のバルブタイミング制御装置は、実施の形態１のものと同構成の油圧回路を備えている。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００６０】
本実施の形態のバルブタイミング制御装置と実施の形態１のものとは、エンジン始動時のオイル粘度と油温とからオイルの粘性特性を特定する点においては共通する。しかし、特定したオイル粘性特性を学習するための学習制御の内容において、本実施の形態と実施の形態１との間には違いが有る。以下、本実施の形態において実施されるオイル粘性特性の学習制御について図８を用いて説明する。図８はオイル粘性特性の学習制御のルーチンを示すフローチャートであって、ＥＣＵ４０は図８に示すルーチンを所定の学習条件が成立したときに実行する。学習条件の内容は実施の形態１のものと同様である。
【００６１】
図８に示すルーチンの最初のステップＳ２０２では、図４に示すマップに基づいてエンジン始動時のオイル粘度（γ）と油温（stho）とからオイルの粘性特性が特定され、その指標値Ｂが計算される。また、ステップＳ２０４では、記憶部４０ａに記憶されているオイル粘性特性学習値Ａが取り込まれる。
【００６２】
次のステップＳ２０６では、ステップＳ２０２で特定されたオイル粘性特性の指標値Ｂとオイル粘性特性学習値Ａとが比較され、その差が計算される。
【００６３】
判定の結果、オイル粘性特性指標値Ｂとオイル粘性特性学習値Ａとの差が所定の閾値よりも小さければ、ステップＳ２０８の処理が行われる。ステップＳ２０８では、オイル粘性特性指標値Ｂをオイル粘性特性学習値Ａのｎ増し値として平均化処理することによって、オイル粘性特性学習値Ａが更新される。具体的には前述の式（１）によって更新が行われる。また、この場合は、ＶＶＴ２０の制御にはステップＳ２０８で更新されたオイル粘性特性学習値Ａが使用される（ステップＳ２１０）。
【００６４】
一方、ステップＳ２０６において、オイル粘性特性指標値Ｂとオイル粘性特性学習値Ａとの差が閾値以上であると判定された場合、すなわち、オイル粘性特性が急変した場合には、ステップＳ２１２の処理が行われる。ステップＳ２１２では、オイル粘性特性学習値Ａはそのままにして、オイル粘性特性指標値Ｂの学習が行われる。オイル粘性特性指標値Ｂの学習値（新学習値）は記憶部４０ａに記憶される。ステップＳ２１２で新たに取り込まれたオイル粘性特性指標値Ｂは、新学習値のｎ増し値として平均化処理される。
【００６５】
次のステップＳ２１４では、オイル粘性特性指標値Ｂの新学習値への取り込み回数がＮ回に達したか否か判定される。取り込み回数がＮ回に達した場合、つまり、オイル粘性特性指標値Ｂとオイル粘性特性学習値Ａとが乖離した状況が長く続いた場合には、オイル交換が行われたものと判断することができる。通常の劣化ではオイルの粘性特性が急変することは無いからである。この場合にはステップＳ２１６の処理が行われ、オイル粘性特性学習値Ａがオイル粘性特性指標値Ｂの新学習値に置き換えられる。また、ＶＶＴ２０の制御にはステップＳ２１６で更新されたオイル粘性特性学習値Ａが使用される（ステップＳ２１０）。
【００６６】
ステップＳ２１４において、オイル粘性特性指標値Ｂの取り込み回数がＮ回に達するまでは、ステップＳ２１８の判定が行われる。ステップＳ２１８では、オイル粘性特性指標値Ｂの新学習値とオイル粘性特性学習値Ａとの大小関係が判定される。判定の結果、オイル粘性特性指標値Ｂの新学習値のほうがオイル粘性特性学習値Ａよりも高粘性特性を示している場合には、ＶＶＴ２０の制御にはオイル粘性特性指標値Ｂの新学習値が使用される（ステップＳ２２０）。一方、オイル粘性特性学習値Ａのほうが高粘性特性を示している場合には、ＶＶＴ２０の制御にはオイル粘性特性学習値Ａが使用される（ステップＳ２１０）。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態に係るオイル粘性特性学習制御では、オイル粘度（γ）と油温（stho）から特定したオイル粘性特性の指標値Ｂとオイル粘性特性学習値Ａとの差が大きいときには、オイル粘性特性指標値Ｂのオイル粘性特性学習値Ａへの反映が禁止される。オイル交換の場合を除けばオイルの粘性特性が急激に変化することは無いことから、上記のような状況下での学習を禁止することによって、誤学習によるオイル粘性特性学習値の精度の低下を防止することができる。
【００６８】
ただし、オイル粘性特性指標値Ｂとオイル粘性特性学習値Ａとの差が大きい状況が長く続く場合には、オイル交換が行われた可能性が高い。その場合、本実施の形態に係るオイル粘性特性学習制御によれば、オイル粘性特性学習値Ａが一旦リセットされ、オイル粘性特性指標値Ｂの新学習値がオイル粘性特性学習値Ａの初期値とされる。これにより、再び現時点でのオイルの粘性特性を正確に把握することができるようになる。また、オイル交換が行われたかどうか確定されるまでの間は、オイル粘性特性指標値Ｂの新学習値とオイル粘性特性学習値Ａのうちより高粘性特性を示しているほうをＶＶＴ２０の制御に使用することで、オイル交換が行われたか否か不明の状況下においてもＶＶＴ２０の動作に係る信頼性を保つことができる。
【００６９】
なお、実施の形態２では、ＥＣＵ４０が図８に示すルーチンのステップＳ２０２及びＳ２０８を実行することで第１の発明の「学習手段」が実現される。また、ＥＣＵ４０が図８に示すルーチンのステップＳ２０４，Ｓ２０６及びＳ２１２を実行することで第４の発明の「禁止手段」が実現される。さらに、ＥＣＵ４０が図８に示すルーチンのステップＳ２１４及びＳ２１６を実行することで第５の発明の「学習手段」が実現される。さらに、ＥＣＵ４０が図８に示すルーチンのステップＳ２１８とＳ２１０或いはＳ２２０を実行することで第７の発明の「制御手段」が実現される。実施の形態２と他の発明との対応関係に関しては、実施の形態１と他の発明との対応関係に共通している。
【００７０】
実施の形態３．
次に、図１，図４及び図９を参照して、本発明の実施の形態３としてのバルブタイミング制御装置について説明する。
【００７１】
本実施の形態のバルブタイミング制御装置は、実施の形態１のものと同構成の油圧回路を備えている。したがって、以下の説明では、実施の形態１と同じく図１に示す構成を前提にして説明を行うものとする。
【００７２】
本実施の形態のバルブタイミング制御装置と実施の形態１のものとは、エンジン始動時のオイル粘度と油温とからオイルの粘性特性を特定する点においては共通する。しかし、特定したオイル粘性特性を学習するための学習制御の内容において、本実施の形態と実施の形態１との間には違いが有る。以下、本実施の形態において実施されるオイル粘性特性の学習制御について図９を用いて説明する。図９はオイル粘性特性の学習制御のルーチンを示すフローチャートであって、ＥＣＵ４０は図９に示すルーチンを所定の学習条件が成立したときに実行する。学習条件の内容は実施の形態１のものと同様である。
【００７３】
図９に示すルーチンの最初のステップＳ３０２では、図４に示すマップに基づいてエンジン始動時のオイル粘度（γ）と油温（stho）とからオイルの粘性特性が特定される。次のステップＳ３０４では、ステップＳ３０２で特定したオイル粘性特性の指標値を用いて記憶部４０ａに記憶されているオイル粘性特性学習値が更新される。オイル粘性特性学習値の更新方法には限定はない。
【００７４】
次のステップＳ３０６では、過去に学習値に取り込まれたオイル粘性特性の指標値のバラツキが計算される。オイル粘性特性のバラツキは、オイル粘性特性指標値の分散、標準偏差、或いは、最大値と最小値との差によって表される。そして、計算したバラツキと所定の閾値とが比較され、バラツキが閾値よりも大きいか否か判定される。
【００７５】
判定の結果、バラツキが閾値よりも大きい場合には、ステップＳ３０８の処理が選択される。ステップＳ３０８では、オイル粘性特性学習値に替えて最高オイル粘性特性値がＶＶＴ２０の制御に使用される。最高オイル粘性特性とは、市場最悪相当の高粘性オイルのオイル粘性特性である。
【００７６】
ステップＳ３０６においてバラツキが閾値以下であると判定された場合には、次にステップＳ３１０の判定が行われる。ステップＳ３１０では、バッテリＯＦＦの直後か否か判定される。バッテリＯＦＦに伴い記憶部４０ａの記憶内容はクリアされるため、その直後におけるオイル粘性特性学習値の信頼性は低い。このため、バッテリＯＦＦの直後である場合には、ステップＳ３０８の処理が選択され、オイル粘性特性学習値に替えて最高オイル粘性特性値がＶＶＴ２０の制御に使用される。
【００７７】
一方、バッテリＯＦＦの直後ではない場合には、ステップＳ３１２の判定が行われる。ステップＳ３１２では、オイル粘性特性学習値の学習回数がＮ回に達したか否か判定される。学習回数がＮ回に達するまでは、オイル粘性特性学習値に替えて最高オイル粘性特性値がＶＶＴ２０の制御に使用される（ステップＳ３０８）。学習回数がＮ回に達した場合には、ステップＳ３１４の処理が選択され、オイル粘性特性学習値がＶＶＴ２０の制御に使用される。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態に係るオイル粘性特性学習制御によれば、オイル粘性特性学習値の信頼性が低い状況下では、オイル粘性特性学習値に替えて最高オイル粘性特性値がＶＶＴ２０の制御に使用される。これにより、オイル粘性特性学習値の信頼性が低い状況下においてもＶＶＴ２０の動作に係る信頼性を保つことができる。
【００７９】
なお、実施の形態３では、ＥＣＵ４０が図９に示すルーチンのステップＳ３０２及びＳ３０４を実行することで第１の発明の「学習手段」が実現される。また、ＥＣＵ４０が図９に示すルーチンのステップＳ３０６，Ｓ３１０或いはＳ３１２を実行することで第８の発明の「判定手段」が実現される。さらに、ＥＣＵ４０が図９に示すルーチンのステップＳ３０８或いはＳ３１４を実行することで第８の発明の「制御手段」が実現される。実施の形態３と他の発明との対応関係に関しては、実施の形態１と他の発明との対応関係に共通している。
【００８０】
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。
【００８１】
上述の実施の形態では、本発明をバルブタイミング制御装置に適用しているが、本発明は油圧を利用する油圧システムであれば広く適用することができる。その場合の油圧発生源は、電動式のポンプであってもよい。また、回転式ポンプやプランジャポンプ等その構造には限定はない。
【００８２】
上述の実施の形態では油圧立ち上り遅れ時間を取得しているが、油圧の立ち上りの緩急の程度を示す指標値としては油圧の上昇速度でもよい。具体的には、油圧センサ４２による油圧計測値が所定の立ち上り判定油圧１に達してから、立ち上り判定油圧１よりも高い所定の立ち上り判定油圧２に達するまでの時間を計測する。低粘性オイルと高粘性オイルとでは、高粘性オイルのほうが油圧上昇速度は遅くなる。オイル粘度と油圧上昇速度とは一対一に対応しているので、油圧上昇速度から間接的にオイル粘度を判断することができる。
【００８３】
また、オイル粘度を計測する方法としては、油圧の立ち上りの緩急から判断する方法に限定されず、ＶＶＴ２０の応答速度からオイル粘度を計測する方法を用いてもよい。或いは、粘度センサによって直接的にオイル粘度を計測するのでもよい。
【００８４】
また、上述の実施の形態では油温を油温センサによって直接計測しているが、水温センサによって間接的に計測するのでもよい。エンジン２内のオイルの油温と冷却水の水温との間には相関があるからである。その場合、水温センサが「油温計測手段」となる。
【００８５】
また、オイル粘性特性の指標値をオイル粘性特性学習値へ反映させる場合に、その反映率をオイル粘性特性指標値に応じて変化させてもよい。例えば、オイル粘性特性指標値が高粘性特性を示しているほど、反映率を高く設定するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１としてのバルブタイミング制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】冷間始動時における油圧立ち上り遅れ時間を高粘性オイルと低粘性オイルとで比較して示す図である。
【図３】油圧立ち上り遅れ時間からオイル粘度を決定するためのマップを示す図である。
【図４】エンジン始動時の油温とオイル粘度とからオイル粘性特性を特定するためのマップを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１において実行されるオイル粘性特性学習制御のルーチンを示すフローチャートである。
【図６】オイル粘性特性の学習が禁止される領域を示す図である。
【図７】油温とオイル粘性特性学習値とからオイル粘度を特定するためのマップを示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２において実行されるオイル粘性特性学習制御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３において実行されるオイル粘性特性学習制御のルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
２  エンジン
４  オイルポンプ
６  メインオイルギャラリ
８  ＶＶＴライン
１０  オイルコントロールバルブ
２０  バルブタイミング可変機構（ＶＶＴ）
２２  ハウジング
２４  ベーン体
２６  進角油室
２８  遅角油室
３２  遅角油室ライン
３４  進角油室ライン
４０  ＥＣＵ
４２  油圧センサ
４６  油温センサ
【図１】
0005012442.tif 000002
【図２】
0005012442.tif 000003
【図３】
0005012442.tif 000004
【図４】
0005012442.tif 000005
【図５】
0005012442.tif 000006
【図６】
0005012442.tif 000007
【図７】
0005012442.tif 000008
【図８】
0005012442.tif 000009
【図９】
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