JP4236362B2

JP4236362B2 - 内燃機関のバルブタイミング調整装置

Info

Publication number: JP4236362B2
Application number: JP2000052349A
Authority: JP
Inventors: 真夕寺澤; 博治所; 裕文谷; 憲堀
Original assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2000-02-28
Filing date: 2000-02-28
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2020-02-28
Also published as: JP2001241338A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバルブタイミング調整装置に係り、特に、バルブを駆動するカム軸と内燃機関のクランク軸との回転位相を油圧により変更する回転伝達部材の供給油圧低下時に、回転伝達部材の油圧室に対する給油量及び排油量が少なくなるように油圧制御することによって、吸気弁及び排気弁の作動タイミングの変動を低減し、制御性を改善した内燃機関のバルブタイミング調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
内燃機関（エンジン）の吸気または排気の開始時期及び終了時期は、エンジンの運転状態に応じて適正に設定されることが望まれる。このため、従来より、エンジンの吸気または排気の開始時期及び終了時期を適正に設定する装置として、内部に油圧室である遅角室及び進角室が形成された回転伝達部材を用いてカム軸の回転方向の位置を変更するバルブタイミング調整装置が知られている。このバルブタイミング調整装置では、エンジンの運転状態に応じて適正なバルブタイミングが得られるように、回転伝達部材の遅角室及び進角室の油圧を制御することにより、バルブを駆動するカム軸とエンジンのクランク軸との回転位相を変更している。この進角室及び遅角室の油圧は、電子制御装置により電磁ソレノイドのデューティ比を制御し、オイルポンプとオイルパンに接続された油圧制御弁のスプールの位置を制御することにより調整される。
【０００３】
この油圧駆動式バルブタイミング調整装置においては、オイルポンプから供給される油圧の低下や、油に混入した空気や油漏れ等の影響でカム軸駆動トルク変動により実バルブタイミングの位相変動幅が増大する。この位相変動幅は、図１に示すように、オイルポンプの供給圧力（供給油圧）に略反比例し、オイルポンプの供給圧力が低下する程大きくなる。
【０００４】
カム軸駆動トルク変動による実バルブタイミングの位相変動幅を低減する従来技術として、特開平９−１４４５７１号公報記載の技術が知られている。この技術では、トルク変化に対応した補正データと吸気圧力及びエンジン回転速度とからカム角度毎に補正デューティ比を演算し、油圧制御弁の駆動デューティ比の補正を行っている。
【０００５】
しかしながら、従来の技術は、供給油圧が充分に得られる一定条件下でのカム軸駆動トルク変動に起因した制御性の悪化を防止する技術であり、供給油圧低下時のカム軸位相変動幅を低減する技術ではない。これは、上記従来技術において補正データの算出式に供給油圧が考慮されていないことからも明らかである。供給油圧は、エンジン温度が高くなると共にエンジン回転速度が低下するに従って低下し、油圧制御弁の開度を制御するデューティ比が一定であると、カム軸駆動トルクとの釣り合いが保てなくなる。すなわち、トルク変動に起因したカム軸の位相変動は、供給油圧の影響を受けるため、油圧を考慮しないで算出した補正デューティ比では抑制することはできない。
【０００６】
従って、上記従来技術において油圧変化に対応して制御性の悪化を防止するためには、補正デューティ比の算出式に供給油圧に関する変数を加える必要があるが、この変数を加えると演算が複雑になる、という問題がある。
【０００７】
また、従来のトルク変化に比例したデューティ比の補正制御は、油圧制御弁を給油量及び排油量が少なくなる略全閉の位置（保持デューティ比付近）に制御する場合に比較して、油圧室からの油の流出量が多くなることから、カム軸変動幅の低減効果は少ない。
【０００８】
また、上記公報には、ヘリカルギヤ式バルブタイミング調整装置において、カム軸を移動させる方向とカム軸駆動トルクの方向とが一致した場合にのみ、バルブタイミングの変更を実行し、トルクの方向が逆の場合には、油圧制御弁を保持デューティ比（全閉）に制御することにより、リングギヤ（軸方向の移動により、カム軸の回転方向の位置が変化）に作用する力を一定方向に限定し、カム軸を目標進角量まで円滑に移動することが記載されている。
【０００９】
この制御法を供給油圧低下時に適用すると、カム軸位相変動幅は、図４（ａ）、（ｂ）の従来例Ｂに示すようになる。図において、カム軸駆動トルクは、回転と逆方向のトルクが生じる場合を正トルク域としている。この従来例Ｂでは、カム軸を移動させる方向と駆動トルクの方向とが一致した場合には、バルブタイミングの変動を実行するため、油圧制御弁を駆動デューティ比に制御すると、トルクに釣り合うために上昇すべき油圧室が排油通路に連通していることから、油が流出して圧力上昇が緩やかになる。また、カム軸を移動させる方向とトルクの方向が逆の場合には、油圧制御弁を保持デューティ比（全閉）に制御しているため、トルクに釣り合うよう圧力上昇すべき油圧室にオイルポンプからの油圧を供給することができなくなる。従って、図４に示すように、カム軸駆動トルクによらず油圧制御弁を一定のデューティ比で制御する従来例Ａよりもカム軸の位相変動幅が増大する。
【００１０】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、応答性を損なわずにカム軸の位相変動幅の増大を防止したバルブタイミング調整装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、内燃機関のクランク軸に連動して回転する回転体から進角側及び遅角側の各油圧室を介してバルブを駆動するカム軸へ回転を伝達すると共に、前記油圧室に供給される油圧に応じて前記回転体と前記カム軸との回転位相を変更する回転位相変更手段と、前記回転位相変更手段の前記油圧室に供給する油圧を機関運転状態に応じて制御する油圧制御手段と、前記回転位相変更手段の油圧室に供給される油圧の低下を検出する油圧低下検出手段と、前記回転位相変更手段でカム軸を移動させる方向と前記カム軸の駆動トルクの作用方向とが一致する場合には、前記油圧室から油が流出すると判定する油流出判定手段と、油圧の低下が検出され、かつ前記回転位相変更手段の前記油圧室から油が流出すると判定されたときに、前記回転位相変更手段の前記油圧室からの油の流出が少なくなるように油圧制御手段を制御する制御手段と、を含んで構成したものである。
【００１２】
図２に、カム軸を進角側から遅角側に移動する際のカム軸駆動トルクの変動によって生じる、油圧室（進角油圧室及び遅角油圧室）内の圧力変動とカム軸の位相変動を示す。図２のカム軸駆動トルクは、カム軸の回転と逆方向のトルクが生じる場合を正としている。カム軸を進角側から遅角側に移動するため、遅角油圧室を油圧制御手段を介してオイルポンプに連通し、進角油圧室を油圧制御手段を介して排油通路に連通する。カム軸駆動トルクが正の場合、進角油圧室の油圧が遅角油圧室の油圧より高くなり、この差圧がカム軸駆動トルと釣り合っているが、進角油圧室が排油通路に連通していて油が排油通路から流出するため、進角油圧室の油圧の上昇は緩やかである。しかしながら、進角油圧室からの油の流出量分が進角油圧室の容積減少をもたらし、カム軸の位相の大きな遅れが生じている。このカム軸の位相遅れは、カム軸駆動トルクが負の領域で進角油圧室の油圧が遅角油圧室の油圧より低くなることで回復するため、進角油圧室の容積減少に起因したカム軸の位相変動幅が増大している。供給油圧低下時において実バルブタイミングの安定性を向上させるためには、この位相変動幅の増大を抑制することが必要になる。
【００１３】
本発明は、カム軸の移動方向とカム軸駆動トルクの方向とに応じて油圧制御手段を制御するものであり、図２と同様にカム軸を進角側から遅角側に移動する際の本発明によるカム軸駆動トルクの変動によって生じる油圧室内の圧力変動とカム軸の位相変動を図３に示す。カム軸駆動トルクが負の領域では図２と同様で、遅角油圧室を油圧制御手段を介してオイルポンプに連通し、進角油圧室を油圧制御手段を介して排油通路に連通するが、カム軸駆動トルクが正の領域、すなわちカム軸の駆動トルクが回転位相変更手段の進角油圧室から油が流出する方向に作用しているときでは、給油量と排油量とが少なくなる略全閉の位置（保持デューティ比付近）に制御し、回転位相変更手段の進角油圧室からの油の流出が少なくなるように制御して、進角油圧室の油が排油通路から流出する流出量が少なくなるように抑制するため、供給油圧が低下しても進角油圧室の容積減少に起因したカム軸の位相変動幅の増大を抑制することができる。
【００１４】
油圧室の容積減少に起因したカム軸の位相変動幅の増大は、上記と逆にカム軸を遅角側から進角側に移動する際のカム軸駆動トルクの変動によっても生じ、この場合においても排油通路に連通する油圧室（遅角油圧室）の容積が減少する方向にカム軸駆動トルクが作用する場合に、遅角油圧室から油の流出が少なくなるように制御すればよい。
なお、本発明の油圧流出判定手段は、回転位相変更手段でカム軸を移動させる方向とカム軸駆動トルクの作用方向とが一致する場合には、油圧室から油が流出すると判定する。
【００１５】
これにより、油圧室の容積減少に起因するカム軸の位相変動幅の増大を抑制し、実バルブタイミングの安定性を向上させることができる。
【００１６】
油圧駆動式バルブタイミング調整装置において、オイルポンプから供給される油圧は、機関冷却水温が高くかつ機関回転速度が低い場合に低下するので、機関冷却水温が所定値以上で、かつ機関回転速度が所定値以下か否かを判断することにより、回転位相変更手段の油圧室の油圧の低下を検出することができる。
【００１７】
また、制御手段は、回転位相変更手段でカム軸を移動させる方向とカム軸の駆動トルクの作用方向とが逆の場合には、油圧制御手段によって、回転位相変更手段の油圧室に供給する油圧を機関運転状態に応じて制御させることができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。本実施の形態のバルブタイミング調整装置は、図５に示すように、吸気側カム軸１２に取り付けられた回転伝達部材１１と、エンジンの駆動力を動力源として回転伝達部材１１へ油を圧送するオイルポンプ１５と、オイルポンプ１５により圧送される油の油路を変更するオイルコントロールバルブ（油圧制御弁）１６と、オイルコントロールバルブの開度を制御する電子制御回路（ＥＣＵ）１７とを備えている。
【００１９】
吸気側カム軸１２は、エンジンのシリンダヘッド１８の上端面とベアリングキャップ１９の間に回転可能に軸支されており、吸気側カム軸１２の外周部にはカムが形成されている。各カムには、エンジンの各気筒毎に設けられた吸気バルブの上端部が当接されており、吸気側カム軸１２と共にカムが回転することにより吸気バルブが開閉される。
【００２０】
吸気側カム軸１２のシリンダヘッド１８及びベアリングキャップ１９により軸支された部分より先端側の部分には、大径部２１が形成されており、この大径部２１の外周には、環状のドリブンギヤ２２が回転可能に取り付けられている。このドリブンギヤ２２の外周部には、複数の外歯２２ａが形成されており、この外歯２２ａは、排気側カム軸に取り付けられたドライブギヤ（図示せず）の外歯に噛合されている。
【００２１】
このように噛合したドリブンギヤ２２及びドライブギヤは、クランク軸の端部に取り付けられたクランクプーリにタイミングベルトによって架け渡されている。
【００２２】
回転伝達部材１１は、略中空円筒状のハウジング２８と、このハウジング２８内に回転自在に嵌挿されたロータ２９とを備えている。ハウジング２８は、ロータ２９を覆うカバー３８と共にボルト３０でドリブンギヤ２２に固定されており、カバー３８と共にドリブンギヤ２２と一体に回転する。ハウジング２８の内部には、等間隔隔てた位置に吸気側カム軸１２の軸心に向けて突出した複数の突部が形成されており、この複数の突部と、ロータ２９の固定部に放射状に形成された同数の受圧部とにより、図１０に概略構成を示すように、複数の進角油圧室１３と遅角油圧室１４とが形成されている。ロータ２９は、その固定部の中心に設けられた中心孔に挿入された取付ボルト４１により吸気側カム軸１２に固定されると共に、図示しないノックピンにより吸気側カム軸１２と係合されており、吸気側カム軸１２と一体となって回転する。
【００２３】
ロータ２９は、ハウジング２８に回転自在に嵌挿されているので、ハウジング２８に対して吸気側カム軸１２と共に回転することができ、この回転角だけハウジング２８に対して回転位相を持つこととなる。ハウジング２８はクランク軸に同期して回転するため、この回転位相は、クランク軸に対する回転位相であり、ハウジング２８に対するロータ２９の回転方向の位置、すなわち進角油圧室１３と遅角油圧室１４の大きさを調整することによりクランク軸に対する吸気側カム軸１２の回転位相を変更することができる。この回転位相の変更は、進角油圧室１３及び遅角油圧室１４に連通する進角側油路Ｐ１と遅角側油路Ｐ２と介してオイルコントロールバルブ１６から油を供給して、進角油圧室１３及び遅角油圧室１４の油圧を制御することによって行なうことができる。
【００２４】
ロータ２９の受圧部には、貫通孔４２が形成されており、この貫通孔４２には有底円筒状のロックピン４３が挿入されている。このロックピン４３の内部にはスプリング４８が配設されており、ロックピン４３はドリブンギヤ２２側に常時付勢されている。ドリブンギヤ２２のロータ２９側のロックピン４３に対応する位置には、ロックピン４３を挿入可能な係止穴４９Ａが形成されており、ロックピン４３を係止穴４９Ａに挿入することによりロータ２９の回転位相を最大進角側に固定することができる。
【００２５】
オイルポンプ１５は、エンジンの駆動力を駆動源として動作するポンプで、オイルパン５７に貯蔵された油をオイルコントロールバルブ１６に圧送する。なお、オイルポンプ１５とオイルコントロールバルブ１６との間には、油中の異物を除去するオイルフィルタ５５が設けられている。
【００２６】
オイルコントロールバルブ１６は、ケーシング７０と、ケーシング７０に嵌挿されたスプール７６と、スプール７６をその軸方向に駆動する電磁ソレノイド７８と、スプール７６を電磁ソレノイド７８側に付勢するスプリング７９とを備えている。ケーシング７０には、進角側油路Ｐ１に接続された進角側ポート７１と、進角側油路Ｐ１から流れ込んだ油をオイルパン５７に排出する進角側ドレンポート７２と、遅角側油路Ｐ２に接続された遅角側ポート７３と、遅角側油路Ｐ２から流れ込んだ油をオイルパン５７に排出する遅角側ドレンポート７４と、オイルポンプ１５からオイルフィルタ５５を介して圧送される油の流入口である流入ポート７５とが形成されている。
【００２７】
スプール７６には、進角側ポート７１と遅角側ポート７３とを同時に閉成可能な位置にそれぞれ弁体７７が形成されると共に、進角側ドレンポート７２及び遅角側ドレンポート７４が開成されるように両サイドに弁体７７が形成されている。したがって、スプール７６を移動させて、流入ポート７５と遅角側ポート７３とを連通する共に進角側ポート７１と進角側ドレンポート７２とを連通することにより、遅角側油路Ｐ２を介して遅角油圧室１４に油を供給すると共に進角側油路Ｐ１を介して進角油圧室１３から油を排出して、ロータ２９を遅角側に回転させることができる。逆に、スプール７６を移動させて流入ポート７５と進角側ポート７１とを連通すると共に遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とを連通することにより、進角側油路Ｐ１を介して進角油圧室１３に油を供給すると共に遅角側油路Ｐ２を介して遅角油圧室１４から油を排出して、ロータ２９を進角側に回転させることができる。なお、このスプール７６は、スプリング７９による付勢力と電磁ソレノイド７８によるスプリング７９の付勢力に抗した付勢力とが釣り合う位置に静止するので、電磁ソレノイド７８へ印加する電流をＥＣＵ１７によりデューティ比制御することによってその位置を制御することができる。
【００２８】
ＥＣＵ１７には、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ６６、吸入空気量を検出するエアフローメータ６７、クランク軸の角度を検出するクランク角センサ６８、カム軸の角度を検出するカム角センサ６９が接続されている。
【００２９】
ＥＣＵ１７に接続された回転速度センサ６６及びエアフローメータ６７は、各々エンジン回転速度及び吸入空気量を検出する。また、ＥＣＵ１７は、ＥＣＵ１７に接続されたクランク角センサ６８及びカム角センサ６９の各センサから入力される検出信号に基づいて、エンジンの運転状態に適合するカム軸１２の目標進角量を演算すると共に、カム軸１２の実進角量を検出する。そして、ＥＣＵ１７は、カム軸１２の実進角量と目標進角量との偏差が所定値以下となるように、オイルコントロールバルブ１６のデューティ比を制御する。
【００３０】
ＥＣＵ１７により、電磁ソレノイド７８が１００％のデューティ比で駆動されると、スプール７６の位置が進角位置に設定される。これにより、進角側油路Ｐ１は、流入ポート７５及び進角側ポート７１を介してオイルポンプ１５の吐出側に接続され、遅角側油路Ｐ２は遅角側ポート７３及び遅角側ドレインポート７４を介してオイルパン５７に接続される。この結果、各進角油圧室１３内には進角側油路Ｐ１を通じて油が供給される。一方、各遅角油圧室１４内の油は遅角側油路Ｐ２を通じてオイルパン５７に戻される。
【００３１】
また、電磁ソレノイド７８がデューティ比０％（ソレノイドに対する通電制御の停止）で駆動されると、スプール７６の位置が遅角位置に設定される。これにより、遅角側油路Ｐ２が流入ポート７５及び遅角側ポート７３を介してオイルポンプ１５の吐出側に接続される。一方、進角側油路Ｐ１が進角側ポート７１及び進角側ドレインポート７２を介してオイルパン５７に接続される。この結果、各遅角油圧室１４内には遅角側油路Ｐ２を通じて油が供給される。一方、各進角油圧室１３内の油は、進角側油路Ｐ１を通じてオイルパン５７に戻される。
【００３２】
さらに、電磁ソレノイド７８が約５０％の給油量と排油量とが最も少なくなるデューティ比（以下、保持デューティ比という）で駆動されると、スプール７６の位置を保持位置に保持することができる。これにより、スプール７６の弁体７７は進角側ポート７１及び遅角側ポート７３を閉鎖する。この結果、進角油圧室１３及び遅角油圧室１４に対する油の供給及び排出は行われれず、進角油圧室１３及び遅角油圧室１４の油圧は現状の状態に保持される。
【００３３】
図６を参照して、本実施の形態のＥＣＵ１７の処理ルーチンを説明する。このルーチンは、所定時間周期で繰り返し実行される。まず、ステップ１１０において、エンジン回転速度センサの出力を入力し回転速度センサの出力に基づいて現在のエンジン回転速度を検出すると共に、エアフローメータ出力、クランク角センサ出力、及びカム角センサ出力等の各種センサ出力を取り込む。ステップ１２０では、予め記憶されているマップに基づいてエンジンの運転状態を示す上記の各信号に応じた最適な目標進角量ｒを演算する。このマップは、エンジン冷却水温、エンジン回転速度、及び吸入空気量等に基づいて予め作成されて記憶されている。
【００３４】
次のステップ１３０では、クランク角センサ６８、及びカム角センサ６９からの各パルス信号に基づいてカム軸１２の実進角量ｙを演算する。ステップ１４０では、バルブタイミング駆動装置の駆動デューティ比を演算する。この駆動デューティ比は、実進角量ｙを目標進角量ｒに制御するためのデューティ比であり、予め設定された演算式を用いて実進角量ｙと目標進角量ｒとの差に基づいて演算される。
【００３５】
次のステップ１５０では、油圧低下フラグＦがセット（Ｆ＝１）されているか否かを判断することにより、油圧が低下したか否かを判断する。この油圧低下フラグＦは、後述する油圧低下診断ルーチンによりセット、リセットされる。油圧低下フラグＦがセットされていないときは、ステップ１６０においてステップ１４０で演算された駆動デューティ比を電磁ソレノイド７８に出力する。これにより、電磁ソレノイド７８が駆動デューティ比に応じて駆動され、スプール７６が駆動デューティ比に応じた位置に制御され、オイルポンプ１５によって圧送された油のバルブタイミング調整装置への供給量とオイルパン５７への流出量が調整される。これにより、カム軸１２の回転角は、エンジンの運転状態に応じて最適な目標進角量にフィードバックされる。
【００３６】
一方、ステップ１５０において油圧低下フラグＦがセットされているときは、ステップ１７０において、後述する低油圧制御ルーチンを実行する。このルーチンは、所定時間周期で繰り返し実行される。
【００３７】
オイルポンプからバルブタイミング調整装置に供給される油圧は、エンジン回転速度とエンジン温度とに応じて略定まる。そこで、図７の油圧低下診断ルーチンでは、エンジン冷却水温を予め定めた第１の所定値と比較すると共に、エンジン回転速度を予め定めた第２の所定値と比較し、エンジン冷却水温が第１の所定値以上で、かつエンジン回転速度が第２の所定値以下の時にオイルポンプからバルブタイミング調整装置に供給される油圧が低下したと判断している。
【００３８】
以下、図７の油圧低下診断ルーチンを説明する。まず、ステップ２１０において、検出したエンジン冷却水温が所定値以上か否かを判断することにより、油圧が低下しているか否かを判断する。エンジン冷却水温が所定値未満であれば、油圧は低下していないと判断してステップ２４０で油圧低下フラグＦをリセットする。一方、エンジン冷却水温が所定値以上の場合はステップ２２０においてエンジン回転速度が所定値以下か否かを判断する。エンジン回転速度が所定値を超えている場合には、油圧は低下していないと判断してステップ２４０で油圧低下フラグＦをリセットし、エンジン回転速度が所定値以下の場合には、油圧が低下していると判断してステップ２３０で油圧低下フラグＦをセットする。
【００３９】
次に、ステップ１７０の低油圧制御ルーチンの詳細を説明する。このルーチンは、オイルポンプからバルブタイミング調整装置に供給される油圧が低下した場合において、カム軸１２を目標進角量に移動させる方向とカム軸１２に生じる駆動トルクとが一致する場合には、すなわち、排油通路に連通する油圧室の容積が減少する方向にカム軸駆動トルクが作用する場合には、オイルコントロールバルブを給油と排油の量が少なくなる略全閉位置（保持デューティ比付近）に制御することにより、油圧室から油の流出が少なくなるように制御するものである。一方、オイルポンプからバルブタイミング調整装置に供給される油圧が低下した場合において、カム軸を目標進角量に移動させる方向とカム軸に生じる駆動トルクとが逆の場合には、すなわち、オイルポンプに連通する油圧室の容積が減少する方向にカム軸駆動トルクが作用する場合には、バルブタイミングの変更を実施するものである。これにより、油圧室の容積減少に起因するカム軸の位相変動幅の増大を抑制し、実バルブタイミングの安定性を向上させる。
【００４０】
以下、図８の低油圧制御ルーチンを説明する。まず、ステップ３１０において、目標進角量ｒと実進角量ｙとを比較することによってカム軸を移動させる方向を判断する。すなわち、目標進角量ｒ＞実進角量ｙの場合には進角させるべきと判断してステップ３２０で正トルク域か否かを判断する。一方、目標進角量ｒ＜実進角量ｙの場合には遅角させるべきと判断してステップ３５０で負トルク域か否かを判断する。
【００４１】
カム軸駆動トルクは、弁ばねの荷重と往復運動部品の慣性力とによりカム角度に対して周期的に変動するが、エンジンの回転速度が低い場合には弁ばねの荷重がカム軸駆動トルクに対して支配的となり、図２に示すように正弦波状に変動する。このため、図２に示すカム角度に対してカム軸駆動トルクが正トルク域か負トルク域かを示すデータを予めＥＣＵ１７に記憶しておけば、カム角センサ６９、またはクランク角センサ６８により検出されたカム角度から正トルク域か負トルク域かを判断することができる。
【００４２】
ステップ３２０において、検出されたカム角度からカム軸に正のトルクが作用していると判断された場合、すなわち正トルク域の場合には、ステップ３３０においてステップ１４０で演算した駆動デューティ比をオイルコントロールバルブに出力し、負トルク域であればステップ３４０において給油量と排油量とが少なくなるデューティ比を出力する。ここで、給油量と排油量とが少なくなるデューティ比とは、図９に示すように、給油量と排油量とが最少となるデューティ比（保持デューティ比）が５０％のオイルコントロールバルブにおいては保持デューティ比（５０％）±１０％の範囲をいう。一般的には、保持デューティ比± １０％程度であればよい。
【００４３】
一方、ステップ３５０においてカム軸に負のトルクが作用していて負トルク域と判断された場合には、ステップ３６０でステップ１４０で演算した駆動デューティ比をオイルコントロールバルブに出力し、正トルク域であればステップ３４０において給油量と排油量とが少なくなるデューティ比を出力する。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、オイルポンプから供給される油圧が低下するエンジン運転状態では、カム軸を移動させる方向とカム軸駆動トルクの方向とが逆の場合のみバルブタイミングを変更させるための制御を行い、カム軸を移動させる方向とカム軸駆動トルクの方向とが一致した場合には、オイルコントロールバルブを給油量と排油量とが少なくなる略全閉の位置に制御している。これにより、カム軸駆動トルクに釣り合うために圧力上昇すべき油圧室から油が流出するのを抑制し、バルブタイミング調整装置の応答性を損なうことなく、カム軸の位相変動幅を減少させることができる。
【００４５】
図４に、遅角側への移動時と進角側への移動時とのカム軸の位相変動幅を、従来例Ａ、Ｂと本実施の形態とを比較して示す。本実施の形態では、遅角側への移動時にカム軸駆動トルクが正の領域で油流出量を保持制御し、進角側への移動時にカム駆動トルクが負の領域で油流出量を保持制御しているので、遅角側への移動時にカム軸駆動トルクが負の領域で油流出量を保持制御し、進角側への移動時にカム駆動トルクが正の領域で油流出量を保持制御する従来例Ｂよりカム軸の位相変動幅は遥かに小さくなっており、従来例Ｂよりカム軸の位相変動幅が小さい従来例Ａ（オイルコントロールバルブをカム駆動トルクに対して変化させない従来の制御方法）に比較して、カム軸の位相変動幅は半減している。
【００４６】
なお、上記ではいわゆるロータ式バルブタイミング調整装置に本発明を適用した実施の形態について説明したが、油圧駆動式であればヘリカルギア式バルブタイミング調整装置についても本発明を適用することができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、油圧の低下が検出され、かつ油圧室から油が流出すると判定されたときに油圧室からの油の流出が少なくなるようにしたので、カム軸駆動トルクに釣り合うために圧力上昇すべき油圧室から油が流出するのを抑制し、バルブタイミング調整装置の応答性を損なうことなく、カム軸の位相変動幅を減少させることができる、という効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルブタイミング調整装置への供給圧力とカム軸位相変動幅との関係を示す線図である。
【図２】カム軸を進角側から遅角側に移動する際のカム角度に対するカム軸駆動トルク、遅角油圧室油圧、進角油圧室油圧、及びカム軸位相の変化を示す線図である。
【図３】カム軸を遅角側から進角側に移動する際のカム角度に対するカム軸駆動トルク、遅角油圧室油圧、進角油圧室油圧、及びカム軸位相の変化を示す線図である。
【図４】（ａ）は回転伝達部材が遅角側へ移動しているとき従来例Ａ、従来例Ｂ、及び本実施の形態のカム軸位相変動幅を比較して示す線図であり、（ｂ）は回転伝達部材が進角側へ移動しているとき従来例Ａ、従来例Ｂ、及び本実施の形態のカム軸位相変動幅を比較して示す線図である。
【図５】本実施の形態のバルブタイミング調整装置の概略図である。
【図６】本実施の形態のメインルーチンを示す流れ図である。
【図７】本実施の形態の油圧低下診断ルーチンを示す流れ図である。
【図８】本実施の形態の低油圧時の駆動デューティ比制御ルーチンを示す流れ図である。
【図９】駆動デューティ比と給油量及び排油量との関係を示す線図である。
【図１０】本実施の形態のバルブタイミング調整装置の進角油圧室及び遅角油圧室の概略図である。
【符号の説明】
１１回転伝達部材
１２吸気側カム軸
１３進角油圧室
１４遅角油圧室
１５オイルポンプ
１６オイルコントロールバルブ
２８ハウジング
２９ロータ
５７オイルパン
７０ケーシング
７６スプール
７７弁体
７８電磁ソレノイド

Claims

内燃機関のクランク軸に連動して回転する回転体から進角側及び遅角側の各油圧室を介してバルブを駆動するカム軸へ回転を伝達すると共に、前記油圧室に供給される油圧に応じて前記回転体と前記カム軸との回転位相を変更する回転位相変更手段と、
前記回転位相変更手段の前記油圧室に供給する油圧を機関運転状態に応じて制御する油圧制御手段と、
前記回転位相変更手段の油圧室に供給される油圧の低下を検出する油圧低下検出手段と、
前記回転位相変更手段で前記カム軸を移動させる方向と前記カム軸の駆動トルクの作用方向とが一致する場合には、前記油圧室から油が流出すると判定する油流出判定手段と、
油圧の低下が検出され、かつ前記回転位相変更手段の前記油圧室から油が流出すると判定されたときに、前記回転位相変更手段の前記油圧室からの油の流出が少なくなるように油圧制御手段を制御する制御手段と、
を含む内燃機関のバルブタイミング調整装置。
前記油圧低下検出手段は、機関冷却水温が所定値以上で、かつ機関回転速度が所定値以下か否かを判断することにより、前記回転位相変更手段の油圧室の油圧の低下を検出する請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。
前記制御手段は、前記回転位相変更手段でカム軸を移動させる方向と前記カム軸の駆動トルクの作用方向とが逆の場合には、前記油圧制御手段によって、前記回転位相変更手段の前記油圧室に供給する油圧を機関運転状態に応じて制御させる請求項１または請求項２記載の内燃機関のバルブタイミング調整装置。