(57)【要約】【課題】相対回転位相を中間ロック位相で拘束するための相対回転位相を変化させる過程の途中で相対回転位相が中間ロック位相を超過した場合でも、確実に相対回転位相を中間ロック位相に拘束することができる弁開閉時期制御装置を提供する。【解決手段】弁開閉時期制御装置１０は、第１ロック部材３１と第１凹部３５を含む第１中間ロック機構Ｌ１を備える。ロック解除状態から相対回転位相を変化させて中間ロック状態にする過程の途中において、第１ロック部材３１と第１凹部３５とは、第１凹部３５の壁部分のうち第１ロック部材３１との距離が最も近い第１当接壁部分に第１ロック部材３１が当接したときに第１中間ロック位相となる位置関係にある。相対回転位相が第１中間ロック位相を超過したことを位相検出センサ４６が検出したときに、相対回転位相の変化方向を反転させて第１中間ロック位相でロック状態にする。【選択図】図１
2014043854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材のいずれか一方に移動可能に設けられた少なくとも１つのロック部材と、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材のいずれか他方に設けられた少なくとも１つの凹部と、を含み、前記ロック部材が移動して前記凹部に嵌入することにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記ロック部材が前記凹部から離間することにより拘束が解除されたロック解除状態との間を選択的に切り換え可能な中間ロック機構と、
前記相対回転位相を検出する位相検出センサと、
前記ロック部材が前記凹部に対して前記ロック解除状態にあると共に、前記ロック部材が、前記凹部を区画形成する壁部分のうち前記ロック部材との当接により前記中間ロック位相に相当する当接壁部分から離間した位相から、前記相対回転位相が前記中間ロック位相へ変更されるとき、前記位相検出センサによって前記相対回転位相が前記中間ロック位相を超過したことを示す検出信号に基づき、前記相対回転位相の変化方向が反転されて前記ロック状態になるように前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転を制御する制御部と、を備える弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記凹部は一方の回転方向に沿って深さが段階的に深くなり、前記当接壁部分が前記凹部の最も深い部分に相当する請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記相対回転位相の変化方向が反転されて所定時間経過した後、前記制御部が、前記相対回転位相の変化方向が再度反転される制御か、または前記相対回転位相が当該位相に保持されるように制御を行うことにより、前記中間ロック機構が前記相対回転位相を前記ロック状態に切り換える請求項１または２に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項４】
前記相対回転位相の変化方向が反転されて前記中間ロック位相に保持された状態で所定時間経過した後、前記制御部が、前記相対回転位相の変化方向が再度反転される制御か、または前記相対回転位相が当該位相に保持されるように制御を行うことにより、前記中間ロック機構が前記相対回転位相を前記ロック状態に切り換える請求項１または２に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項５】
前記凹部は一方の回転方向に沿って深さが浅いガイド凹部と前記ガイド凹部の深さよりも深さが深い嵌合凹部の２段階の溝からなり、前記内燃機関の始動前に前記ロック部材が前記ガイド凹部内に存在する場合、前記内燃機関の始動に伴い前記クランクシャフトのクランキング中のカムの変動トルクにより前記ロック部材が前記ガイド凹部から前記嵌合凹部に移動するように前記ガイド凹部の回転方向の角度が設定されている請求項２から４のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項６】
前記ロック部材は１つである請求項１から５のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項７】
前記ロック部材は複数あり、それら全てが各々の前記ロック部材に対応する前記凹部に嵌入することにより前記ロック状態となる請求項１から５のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関（以下エンジンとも称する）の運転状況に応じて吸気弁および排気弁の開閉時期を変更可能とする弁開閉時期制御装置が実用化されている。この弁開閉時期制御装置は、例えば、エンジンの作動による駆動側回転部材の回転に対する従動側回転部材の相対回転位相を変化させることにより、従動側回転部材の回転に伴って開閉される吸排気弁の開閉時期を変更する機構を有している。
【０００３】
一般に、吸排気弁の最適な開閉時期はエンジンの始動時や車両の走行時などエンジンの運転状況により異なる。そこで、エンジンの始動時には、駆動側回転部材の回転に対する従動側回転部材の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の所定位相に拘束することにより、エンジンの始動に最適な吸排気弁の開閉時期を実現している。ただし、エンジン始動後のアイドリング時においても相対回転位相をこの位相を維持すると炭化水素（ＨＣ）排出量が増加するので、エンジン始動後のアイドリング時には、相対回転位相をＨＣ排出量が抑制可能な位相に変化させることが望まれる。また、通常運転中にブレーキペダルを踏み込んで停車した際にエンジンを一時的に停止するアイドルストップ時には、高温状態のエンジンを再始動させることが容易になる相対回転位相に変化させることが望ましい。
【０００４】
特許文献１には、クランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材としてのハウジングの内部に、従動側回転部材としての内部ロータを備えた弁開閉時期制御装置が開示されている。この弁開閉時期制御装置においては、ハウジングと内部ロータにより流体圧室が形成され、流体圧室が仕切部としてのベーンにより遅角室と進角室とに仕切られている。また、遅角室と進角室との一方を選択して作動油を供給することでハウジングと内部ロータとの相対回転位相を遅角位相方向または進角位相方向に移動させるオイルコントロールバルブが備えられている。さらに、相対回転位相が進角方向に変化するよう付勢するトーションスプリングが内部ロータからハウジングに亘って備えられている。
【０００５】
この弁開閉時期制御装置は、相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間ロック位相に拘束する中間ロック機構と、相対回転位相を最遅角位相に拘束する最遅角ロック機構とを備えている。中間ロック機構は、ハウジング側に備えられた出退自在の２つの中間ロック部材と内部ロータ側に形成された２つの中間ロック溝とを備えている。それぞれの中間ロック部材はスプリングの付勢力により移動して中間ロック溝に嵌入する。内部ロータには、それぞれの中間ロック溝に作動油を供給して中間ロック部材を離間させる方向に油圧を作用させるための中間ロック通路が形成されている。中間ロック通路は共通部分を有し、途中で分岐して２つの中間ロック溝へ作動油を給排する。
【０００６】
中間ロック機構における２つの中間ロック溝のうち、一方の中間ロック溝は中間ロック位相時に嵌合している中間ロック部材を規制する溝から進角方向に沿って段階的に溝深さを浅くしたラチェット構造を有している。他方の中間ロック溝はそれよりも進角側に配置されており、中間ロック位相時に嵌合している中間ロック部材を規制する溝から遅角方向に沿って同じ溝深さのまま溝幅だけが拡大されている。中間ロック位相では、２つの中間ロック部材がそれぞれの中間ロック溝に嵌入し、一方の中間ロック部材が進角方向への回転を規制し他方の中間ロック部材が遅角方向への回転を規制することにより相対回転位相を中間ロック位相に拘束する。
【０００７】
最遅角ロック機構は、ハウジングに備えられた出退自在の最遅角ロック部材と内部ロータ側に形成された１つの最遅角ロック溝とを有している。最遅角ロック部材は、２つの中間ロック部材のうち進角側にある中間ロック部材と共用である。最遅角ロック部材はスプリングの付勢力により移動して最遅角ロック溝に嵌入する。内部ロータには、最遅角ロック溝に作動油を供給して最遅角ロック部材を離間させる方向に油圧を作用させるための最遅角ロック通路が形成されている。最遅角ロック通路は中間ロック通路とは別に形成されている
【０００８】
この弁開閉時期制御装置は、イグニッションスイッチをＯＮにしてエンジンを始動させる前には相対回転位相を始動性の良好な中間ロック位相に拘束している。エンジンを始動して触媒暖機が終了すると、中間ロック位相の拘束を解除し相対回転位相を遅角方向に変化させて、ＨＣ排出量を抑制し且つアイドリング運転に適した最遅角ロック位相で拘束する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０５５５８９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１に開示された弁開閉時期制御装置においては、２つある中間ロック溝のうち、一方の中間ロック溝は中間ロック位相で中間ロック部材を拘束する最も深い溝から進角方向に沿って３段階に溝深さを浅くしたラチェット構造を有している。従って、最も深い溝の溝幅は狭くても、浅い溝まで含めるとトータルの溝幅は広くなる。
【００１１】
この弁開閉時期制御装置において、相対回転位相を最遅角位相から中間ロック位相に向けて変化させていくと、ラチェット構造の中間ロック溝に嵌入する中間ロック部材は、最初は中間ロック溝の浅い溝と対向し、相対回転位相が中間ロック位相に近づくにつれて深い溝と対向するように変化する。そのため、相対回転位相の変化速度が速くても当該中間ロック部材は移動して一方の中間ロック溝のどこかに嵌入し、一度嵌入すると相対回転位相の変化に伴う溝深さの深化に追従して移動する。そして、最終的に最も深い溝に嵌入して中間ロック位相で拘束される。
【００１２】
しかしながら、この弁開閉時期制御装置において、相対回転位相を最進角位相から中間ロック位相に向けて変化させていくと、ラチェット構造の中間ロック溝に嵌入する中間ロック部材は、中間ロック溝の最も深い溝と最初に対向する。そのため、相対回転位相の変化速度が速い等の場合には、当該中間ロック部材が中間ロック溝と対向して移動しても本来嵌入すべき最も深い溝を超過、すなわち中間ロック位相を超過してしまい、浅い溝に最初に嵌入するおそれがある。浅い溝に嵌入した中間ロック部材は、溝が段階的に浅くなる境界の壁に衝突し、そこで相対回転が停止する。すなわち、一度中間ロック部材が中間ロック位相を超過すると、再度中間ロック位相に戻すことはできなくなるという問題があった。
【００１３】
上記問題に鑑み、本発明は、相対回転位相を中間ロック位相で拘束するための相対回転位相を変化させる過程の途中で相対回転位相が中間ロック位相を超過した場合でも、確実に相対回転位相を中間ロック位相に拘束することができる弁開閉時期制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転部材と、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材のいずれか一方に移動可能に設けられた少なくとも１つのロック部材と、前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材のいずれか他方に設けられた少なくとも１つの凹部と、を含み、前記ロック部材が移動して前記凹部に嵌入することにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記ロック部材が前記凹部から離間することにより拘束が解除されたロック解除状態との間を選択的に切り換え可能な中間ロック機構と、前記相対回転位相を検出する位相検出センサと、前記ロック部材が前記凹部に対して前記ロック解除状態にあると共に、前記ロック部材が、前記凹部を区画形成する壁部分のうち前記ロック部材との当接により前記中間ロック位相に相当する当接壁部分から離間した位相から、前記相対回転位相が前記中間ロック位相へ変更されるとき、前記位相検出センサによって前記相対回転位相が前記中間ロック位相を超過したことを示す検出信号に基づき、前記相対回転位相の変化方向が反転されて前記ロック状態になるように前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転を制御する制御部と、を備える点にある。
【００１５】
このような特徴構成とすれば、相対回転位相の変化が急激な場合またはその他の理由により相対回転位相が中間ロック位相を超過したときであっても、位相検出センサが出力する相対回転位相の検出信号により、相対回転位相の変化方向が反転される、例えば駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転方向が進角方向から遅角方向に反転されるように弁開閉時期制御装置は制御される。その結果、相対回転位相が中間ロック位相を超過した場合でも、相対回転位相を中間ロック位相で確実にロックさせることができる。
【００１６】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記凹部は一方の回転方向に沿って深さが段階的に深くなり、前記当接壁部分が前記凹部の最も深い部分に相当すると好適である。
【００１７】
ロック部材と凹部とが、凹部の最も深い部分に形成された壁部分が当接壁部分にあたるような位置関係にある場合には、相対回転位相の変化によりロック部材が最初に最も深い部分と嵌合してロック状態にする必要がある。しかし、相対回転位相の変化が急激な場合には、最も深い部分を超過してそれより浅い部分と嵌合するおそれがある。すなわち、相対回転位相が中間ロック位相を超過するおそれがある。そのような場合であっても、相対回転位相が中間ロック位相を超過したことを位相検出センサが検出したときに、相対回転位相の変化方向を反転させてロック状態にすることができる。
【００１８】
逆に、ロック部材が凹部の浅い部分と最も距離が近い場合には、相対回転位相の変化が急激な場合でも、段階的に深くなっている凹部のいずれかの部分と嵌合する。相対回転位相の変化方向に対して凹部の深さが段階的に深くなるので、一度ロック部材が凹部のいずれかの部分と嵌合すると、ロック部材は凹部の深さの深化に追従して移動する。この結果、ロック部材によって相対回転位相の変化が妨げられることはなく、最終的に所望の中間ロック位相でロック部材は凹部と嵌合する。そのため、このような方向に相対回転位相が変化する場合には、相対回転位相の変化方向が反転する機能は不要である。従って、相対回転位相の変化方向を反転させてロック状態にする機能は相対回転位相の一方向の変化にのみ設けるだけでよく、弁開閉時期制御装置のコストを低減することができる。
【００１９】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記相対回転位相の変化方向が反転されて所定時間経過した後、前記制御部が、前記相対回転位相の変化方向が再度反転される制御か、または前記相対回転位相が当該位相に保持されるように制御を行うことにより、前記中間ロック機構が前記相対回転位相を前記ロック状態に切り換えると好適である。
【００２０】
相対回転位相が中間ロック位相を超過した状態において相対回転位相の変化方向が反転されたときに、従動側回転部材の回転による剪断力が当接壁部分を介してロック部材に作用し、ロック部材が凹部に完全に嵌合する前に止まってしまう場合がある。これは作動油の油圧が高いときに発生しやすくなる。このように、嵌合動作の途中でロック部材に剪断力が作用すると、相対回転位相は中間ロック位相になっているもののロック部材を嵌合凹部に完全に嵌合させることができず、不完全なロック状態となる。このような状態を防ぐためには、相対回転位相の変化方向が反転されてから所定時間経過後に再度相対回転位相の変化方向が反転される（元の変化方向に戻す）制御、または相対回転位相が当該位相に保持されるように制御を行うと良い。これにより、ロック部材に作用する剪断力をなくすことができ、ロック部材を凹部に完全に嵌合させることができる。保持されるようにする制御でもロック部材が凹部に完全に嵌合されるのは、当該位相が保持された状態でも実際には保持位相に対してバタつきが発生し、多少の位相変化が発生するからである。
【００２１】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記相対回転位相の変化方向が反転されて前記中間ロック位相に保持された状態で所定時間経過した後、前記制御部が、前記相対回転位相の変化方向が再度反転される制御か、または前記相対回転位相が当該位相に保持されるように制御を行うことにより、前記中間ロック機構が前記相対回転位相を前記ロック状態に切り換えると好適である。
【００２２】
相対回転位相の変化方向が反転されてから所定時間経過したことだけに基づいて再度の反転制御または保持制御を行うのではなく、本構成のように、位相検出センサによる相対回転位相も同時に検出し、経過時間と相対回転位相の両方に基づいて再度の反転制御または保持制御を行うようにしても良い。これにより、相対回転位相が中間ロック位相にあり且つ所定時間経過後にのみ反転制御または保持制御を行うので、より確実にロック部材を凹部に完全に嵌合させることができる。
【００２３】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記凹部は一方の回転方向に沿って深さが浅いガイド凹部と前記ガイド凹部の深さよりも深さが深い嵌合凹部の２段階の溝からなり、前記内燃機関の始動前に前記ロック部材が前記ガイド凹部内に存在する場合、前記内燃機関の始動に伴い前記クランクシャフトのクランキング中のカムの変動トルクにより前記ロック部材が前記ガイド凹部から前記嵌合凹部に移動するように前記ガイド凹部の回転方向の角度が設定されていると好適である。
【００２４】
このような構成にすることにより、何らかの原因によりロック部材がガイド凹部と嵌合した状態で内燃機関が停止した場合であっても、内燃機関の始動時のクランクシャフトのクランキングによりロック部材を嵌合凹部に移動させることができるので、内燃機関の始動時の特性が悪化するのを抑制することができる。
【００２５】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック部材は１つであると好適である。
【００２６】
通常、中間ロック位相で相対回転位相をロックするためには、２つのロック部材を使用してそれぞれが一方向への変化を規制することによりロックすることが多い。しかし、１つのロック部材であればそのようなことができず、相対回転位相が中間ロック位相を超過するおそれがある。しかし、このような特徴構成とすれば、相対回転位相が中間ロック位相を超過した場合であっても、相対回転位相が中間ロック位相を超過したことを位相検出センサが検出して、相対回転位相の変化方向を反転させてロック状態にすることができるので、回転を規制する１つのロック部材と凹部は不要になる。また、ロック部材の個数が減ることにより構成が簡素となるため、弁開閉時期制御装置のコストを低減することができる。
【００２７】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック部材は複数あり、それら全てが各々の前記ロック部材に対応する前記凹部に嵌入することにより前記ロック状態となると好適である。
【００２８】
中間ロック位相で相対回転位相をロックするためには、複数（通常は２つ）のロック部材を使用してそれぞれが一方向への変化を規制することによりロックすることが多い。しかし、複数のロック部材を設けたとしても、急激に相対回転位相が変化する場合に確実にロックできるという保証はない。しかし、このような特徴構成とすれば、相対回転位相が中間ロック位相を超過した場合であっても、相対回転位相が中間ロック位相を超過したことを位相検出センサが検出して、相対回転位相の変化方向を反転させてロック状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第１実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構成を表す縦断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図で、第１中間ロック位相でのロック状態を表す。
【図３】弁開閉時期制御装置の第２中間ロック位相でのロック状態を表す断面図である。
【図４】弁開閉時期制御装置の最遅角ロック位相でのロック状態を表す断面図である。
【図５】オリフィス部の構成を表す断面図である。
【図６】図５のVI-VI線断面図である。
【図７】最遅角ロック位相でのロック状態におけるロック機構と流体制御機構を表す模式図である。
【図８】最遅角ロック位相から進角方向に変化して第２中間ロック位相を超過した時のロック機構と流体制御機構を表す模式図である。
【図９】第２中間ロック位相でのロック状態におけるロック機構と流体制御機構を表す模式図である。
【図１０】第２中間ロック位相から進角方向に変化して第１中間ロック位相を超過した時のロック機構と流体制御機構を表す模式図である。
【図１１】第１中間ロック位相でのロック状態におけるロック機構と流体制御機構を表す模式図である。
【図１２】最遅角ロック位相から進角方向に変化して第２中間ロック位相でロックされるまでの弁開閉時期制御装置の制御のタイムチャートである。
【図１３】第２中間ロック位相から進角方向に変化して第１中間ロック位相でロックされるまでの弁開閉時期制御装置の制御のタイムチャートである。
【図１４】最遅角ロック位相から進角方向に変化して第１中間ロック位相でロックされるまでの弁開閉時期制御装置の制御のタイムチャートである。
【図１５】第２実施形態に係る弁開閉時期制御装置で相対回転位相が最進角位相付近にある状態を表す断面図である。
【図１６】最進角位相付近の位相から遅角方向に変化して第１中間ロック位相を超過した状態を表す断面図である。
【図１７】第１中間ロック位相でのロック状態を表す断面図である。
【図１８】最遅角ロック位相でのロック状態を表す断面図である。
【図１９】最進角位相付近の位相から遅角方向に変化して第１中間ロック位相でロックされるまでの弁開閉時期制御装置の制御のタイムチャートである。
【図２０】第１ロック部材に剪断力が作用した状態を表す拡大図である。
【図２１】第３実施形態に係る弁開閉時期制御装置で相対回転位相が最進角位相付近にある状態を表す断面図である。
【図２２】最進角位相付近の位相から遅角方向に変化して第１中間ロック位相を超過した状態を表す断面図である。
【図２３】第１中間ロック位相でのロック状態を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
１．第１実施形態
〔基本構成〕
以下、本発明の第１の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１に、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１０の構成を表す縦断面図を示し、図２に、図１のII-II線断面図で第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態を表す断面図を示す。図１および図２に示すように、内燃機関としてのエンジンＥの吸気バルブ（不図示）の開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置１０と、エンジンＥとを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）４０を備えた内燃機関制御システムが構成されている。
【００３１】
本実施形態に係る内燃機関制御システムは、信号待ち等で停車した際にエンジンＥを停止させるアイドリングストップ制御を実現するものである。なお、この内燃機関制御システムは、ハイブリッド型の車両のようにエンジンＥの停止と始動とが頻繁に行われる車両において、弁開閉時期制御装置１０とエンジンＥとを制御する場合にも適用できる。
【００３２】
図１に示すエンジンＥは、乗用車等の車両に備えられるものであり、クランクシャフト１に駆動回転力を伝えるスタータモータＭと、インテークポートあるいは燃焼室に対する燃料の噴射を制御する燃料制御装置５と、点火プラグ（不図示）による点火を制御する点火制御装置６と、クランクシャフト１の回転角と回転速度とを検出するシャフトセンサ１Ｓとを備えている。弁開閉時期制御装置１０には外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相を検出する位相検出センサ４６が備えられている。位相検出センサ４６は直接的に相対回転位相を検出するものだけに限定されるのではなく、例えばカム角センサのように間接的に相対回転位相を算出可能なものも含んでいる。
【００３３】
ＥＣＵ４０は、機関制御部４１と位相制御部４２とを備えている。機関制御部４１はエンジンＥの自動始動と自動停止とを行い、位相制御部４２は弁開閉時期制御装置１０の相対回転位相とロック機構とを制御する。このＥＣＵ４０に関連する制御構成と、制御形態については後述する。
【００３４】
〔弁開閉時期制御装置〕
図１に示すように、弁開閉時期制御装置１０は、エンジンＥのクランクシャフト１と同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ１１と、エンジンＥの燃焼室の吸気バルブ（不図示）を開閉するカムシャフト３に連結ボルト１３により連結する従動側回転部材としての内部ロータ１２とを備えている。内部ロータ１２は、カムシャフト３の軸芯Ｘと同軸芯に配置され、この内部ロータ１２と外部ロータ１１とは軸芯Ｘを中心にして相対回転自在に構成されている。
【００３５】
外部ロータ１１と内部ロータ１２とは軸芯Ｘと同軸芯上に配置され、外部ロータ１１はフロントプレート１４とリヤプレート１５とに挟み込まれる状態で締結ボルト１６により締結されている。リヤプレート１５の外周にはタイミングスプロケット１５Ｓが形成されている。内部ロータ１２のリヤプレート１５側の端部に吸気側のカムシャフト３が連結される。
【００３６】
図２に示すように、外部ロータ１１には、軸芯Ｘの方向（径方向内側）に向けて突出する複数の突出部１１Ｔが一体的に形成されている。内部ロータ１２は複数の突出部１１Ｔの突出端に密接する外周を有する円柱状に形成されている。これにより、回転方向で隣接する突出部１１Ｔの間に流体圧室Ｃが形成される。内部ロータ１２の外周には、流体圧室Ｃに向けて突出するように嵌め込まれているベーン１７を複数備えている。このベーン１７により仕切られた流体圧室Ｃは、回転方向で進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに分割されている。
【００３７】
図１に示すように、内部ロータ１２とフロントプレート１４とに亘って、外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相（以下、相対回転位相と称する）が最遅角にある状態から相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１に達するまで付勢力を作用させるトーションスプリング１８が備えられている。なお、トーションスプリング１８の付勢力が作用する範囲は、第１中間ロック位相Ｐ１を超えるものでも良く、第１中間ロック位相Ｐ１に達しないものであっても良い。
【００３８】
この弁開閉時期制御装置１０は、エンジンＥのクランクシャフト１に設けた出力スプロケット７と、外部ロータ１１のタイミングスプロケット１５Ｓとに亘ってタイミングチェーン８を巻回することで、外部ロータ１１はクランクシャフト１と同期回転する。図面には示していないが、排気側のカムシャフト３の前端にも弁開閉時期制御装置１０と同様の構成の装置が備えられており、この装置に対してもタイミングチェーン８から回転力が伝達される。
【００３９】
図２に示すように、弁開閉時期制御装置１０は、クランクシャフト１からの駆動力により外部ロータ１１が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。また、外部ロータ１１に対して内部ロータ１２が駆動回転方向Ｓと同方向へ回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Ｓｂと称する。この弁開閉時期制御装置１０では、相対回転位相が進角方向Ｓａに変化する際に変化量の増大に伴い吸気圧縮比を高め、相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変化する際に変化量の増大に伴い吸気圧縮比を低減するようにクランクシャフト１とカムシャフト３との関係が設定されている。
【００４０】
進角室Ｃａは作動油が供給されることで相対回転位相を進角方向Ｓａに変化させ、逆に遅角室Ｃｂは作動油が供給されることで相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変化させる。ベーン１７が進角方向Ｓａの移動端（軸芯Ｘを中心にした揺動端）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン１７が遅角側の移動端（軸芯Ｘを中心にした揺動端）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称する。なお、最進角位相はベーン１７の進角方向Ｓａの移動端だけはなく、この近傍を含む概念である。これと同様に、最遅角位相はベーン１７の遅角方向Ｓｂでの移動端だけではなく、この近傍を含む概念である。
【００４１】
内部ロータ１２には進角室Ｃａに連通する進角制御油路２１と、遅角室Ｃｂに連通する遅角制御油路２２と、後述する３つのロック機構に作動油を供給する主解除油路２３とが形成されている。この弁開閉時期制御装置１０では、エンジンＥのオイルパン１Ａに貯留される潤滑油を作動油として用いており、この作動油が進角室Ｃａまたは遅角室Ｃｂに供給される。
【００４２】
〔弁開閉時期制御装置：ロック機構〕
この弁開閉時期制御装置１０は、第１中間ロック機構Ｌ１と、第２中間ロック機構Ｌ２と、最遅角ロック機構Ｌ３の３つのロック機構を備えている。図３に、弁開閉時期制御装置１０の第２中間ロック位相Ｐ２でのロック状態を表す断面図を示す。図４に、弁開閉時期制御装置１０の最遅角ロック位相Ｐ３でのロック状態を表す断面図を示す。第１中間ロック機構Ｌ１は、外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相を図２に示す第１中間ロック位相Ｐ１にロックする機能と、そのロックを解除する機能とを有する。第２中間ロック機構Ｌ２は、相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１より遅角方向Ｓｂで図３に示す第２中間ロック位相Ｐ２にロックする機能と、そのロックを解除する機能とを有する。最遅角ロック機構Ｌ３は、相対回転位相を図４に示す最遅角位相に対応する最遅角ロック位相Ｐ３にロックする機能と、そのロックを解除する機能とを有する。
【００４３】
第１中間ロック位相Ｐ１は、相対回転位相が進角方向Ｓａの作動端となる最進角位相と遅角方向Ｓｂの作動端となる最遅角位相との間の所定位相に設定され、低温状態のエンジンＥの始動を良好に行うことができる相対回転位相である。第２中間ロック位相Ｐ２は、エンジンＥの始動後のアイドリング時にＨＣ排出量を抑制できる相対回転位相である。最遅角ロック位相Ｐ３は、高温状態で停止しているエンジンＥ（停止から時間が経過していない状態のエンジンＥ）を低トルクでクランキングする相対回転位相である。
【００４４】
図２〜図４に示すように、第１中間ロック機構Ｌ１と第２中間ロック機構Ｌ２と最遅角ロック機構Ｌ３とは、第１ロック部材３１と、第２ロック部材３２と、第１凹部３５と、第２凹部３６と、第３凹部３７との組み合わせにより構成される。本実施形態において、第１ロック部材３１と第２ロック部材３２とはロック部材の一例であり、第１凹部３５及び後述する第２嵌合凹部３６Ａは凹部の一例である。
【００４５】
第１ロック部材３１と第２ロック部材３２はプレート状の部材で構成され、軸芯Ｘに平行な姿勢で軸芯Ｘ方向に向けて移動／離間できるように外部ロータ１１に対し出退自在に支持されている。第１ロック部材３１は第１スプリング３１Ｓの付勢力により内部ロータ１２の方向に移動し、第２ロック部材３２は第２スプリング３２Ｓの付勢力により内部ロータ１２の方向に移動する。
【００４６】
第１凹部３５は、内部ロータ１２の外周の軸芯方向に沿って溝状に区画形成されており、径方向に平行な第１壁部分３５ａを備えている。第１凹部３５の周方向の幅は、第１ロック部材３１の厚みよりも十分広い。第１壁部分３５ａのうち、進角方向Ｓａ側の部分が、第１中間ロック位相Ｐ１時に第１ロック部材３１と当接する第１当接壁部分３５ｃである。
【００４７】
第２凹部３６は内部ロータ１２の外周の軸芯方向に沿って溝状に区画形成されており、進角方向Ｓａに向かって２段階で深さが深くなるラチェット構造を有している。浅い方の溝である第２ガイド凹部３６Ｂの深さは第１凹部３５と比較して浅く、且つその進角方向Ｓａの端部には第２ロック部材３２と嵌合する第２嵌合凹部３６Ａが連続的に形成されている。第２嵌合凹部３６Ａは、径方向に平行な第２壁部分３６ａを備えている。第２嵌合凹部３６Ａの深さは、第１凹部３５の深さと同じである。第２凹部３６全体の周方向の幅は第１凹部３５の幅よりも広く、第２嵌合凹部３６Ａの幅は、第２ロック部材３２の厚みより少し広い。第２壁部分３６ａのうち、進角方向Ｓａ側の部分が、第２中間ロック位相Ｐ２時に第２ロック部材３２と当接する第２当接壁部分３６ｃである。
【００４８】
第３凹部３７は内部ロータ１２の軸芯方向に沿って溝状に区画形成されている。周方向の幅は、第１ロック部材３１が打音の発生の抑制と確実なロック解除とを両立できる隙間で嵌合可能な大きさに形成されている。
【００４９】
図２に示すように、第１中間ロック位相Ｐ１では、第１凹部３５と嵌合した第１ロック部材３１が第１当接壁部分３５ｃに当接すると共に、第２凹部３６と嵌合した第２ロック部材３２が第２ガイド凹部３６Ｂの内面の遅角方向Ｓｂの端部に当接している。
【００５０】
上述したように、第１中間ロック機構Ｌ１は、第１ロック部材３１と第１凹部３５と第２ロック部材３２と第２凹部３６とで構成され、これにより相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１に拘束（ロック）する。
【００５１】
第２中間ロック位相Ｐ２は、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１にある状態で第１ロック部材３１を第１凹部３５から離間させた後に、相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変化させて第２ロック部材３２を第２嵌合凹部３６Ａに嵌合させたときの位相である。このとき、図３に示すように、第２ロック部材３２は、第２当接壁部分３６ｃに当接している。
【００５２】
このように、第２中間ロック機構Ｌ２は、第２ロック部材３２と第２凹部３６、特に第２嵌合凹部３６Ａとで構成され、これにより相対回転位相を第２中間ロック位相Ｐ２にロックする。
【００５３】
なお、この第２中間ロック位相Ｐ２では、第２ロック部材３２が第２凹部３６の第２嵌合凹部３６Ａと嵌合する構成は必須ではない。第２嵌合凹部３６Ａを備えずに第２ガイド凹部３６Ｂだけが形成された第２凹部３６によって、第２中間ロック機構Ｌ２を構成しても良い。このように第２凹部３６が第２ガイド凹部３６Ｂだけを備える構成では、第２中間ロック位相Ｐ２において、第２凹部３６の進角方向Ｓａの壁面に第２ロック部材３２が当接して回転を規制する構成となる。
【００５４】
最遅角ロック位相Ｐ３は、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２にある状態で第２ロック部材３２を第２凹部３６から離間させた後に、相対回転位相をさらに遅角方向Ｓｂに変化させて、図４に示すような、第１ロック部材３１を第３凹部３７に嵌合させたときの位相である。
【００５５】
このように、弁開閉時期制御装置１０においては、第１中間ロック機構Ｌ１、第２中間ロック機構Ｌ２、最遅角ロック機構Ｌ３のそれぞれについて専用のロック部材と凹部を設ける必要がなく、第１ロック部材３１、第２ロック部材３２と、第１凹部３５、第２凹部３６、第３凹部３７の組み合わせにより構成される。従って、弁開閉時期制御装置１０の構成部品点数を減らして安価にすることができると共に、装置全体を小型にすることができる。
【００５６】
〔弁開閉時期制御装置：油路構成〕
図２〜図４に示すように、内部ロータ１２には、主解除油路２３から分岐して主解除油路２３を流通する作動油を第１凹部３５に給排する第１解除油路２３Ａと、第２凹部３６に給排する第２解除油路２３Ｂと、第３凹部３７に給排する第３解除油路２３Ｃとが形成されている。
【００５７】
特に、主解除油路２３から第２解除油路２３Ｂを介して第２凹部３６に供給される作動油の流れを抑制するために、この油路系にオリフィス部Ｒが備えられている。前述したように、第２凹部３６には第２嵌合凹部３６Ａが形成されている。この第２嵌合凹部３６Ａの径方向内側に接続された第２解除油路２３Ｂにオリフィス部Ｒが形成されている。図５に、オリフィス部Ｒの構成を表す断面図を示す。
【００５８】
図５に示すように、オリフィス部Ｒは、第２解除油路２３Ｂの内部に移動自在に収容されたボール２６と、第２解除油路２３Ｂに嵌め込まれる筒状のシート２７と、ボール２６が当接するホーン状の当接面２７Ｓと、当接面２７Ｓからボール２６を離間させる方向に付勢力を与えるようにシート２７とボール２６との間に介装されるスプリング２８とを備えている。シート２７には、当接面２７Ｓにボール２６が当接した場合にも作動油の流通を可能にする溝部２７Ａが形成されている。図６に、図５のVI-VI線断面図を示す。図６に示すように、溝部２７Ａの流路断面積を第１解除油路２３Ａの流路断面積より小さくすることにより、ボール２６が当接面２７Ｓに当接しているときに第２解除油路２３Ｂ（溝部２７Ａ）を流通する作動油には、第１解除油路２３Ａを流通する作動油より高い流路抵抗が発生する。
【００５９】
スプリング２８は、内部ロータ１２の回転時に発生する遠心力によりボール２６が当接面２７Ｓに当接しようとするのを、付勢力で阻止するために備えられている。また、付勢力が作用する状態でボール２６に当接してボール２６の位置を決める規制ピン２９が第２解除油路２３Ｂの内部に形成されている。
【００６０】
この構成により、オリフィス部Ｒは、主解除油路２３から第２ロック部材３２に作動油が供給される時には、作動油の圧力がスプリング２８の付勢力を上回ることによりボール２６が当接面２７Ｓに当接して溝部２７Ａにのみ作動油が流通する状態となる。これにより、流路断面積が小さくなり作動油の流れが抑制される。第２凹部３６から作動油が排出される時には、油圧およびスプリング２８の付勢力によりボール２６が当接面２７Ｓから離間するので、作動油はオリフィス部Ｒにおいても第２解除油路２３Ｂを流通する。その結果、排出時の流路抵抗は小さくなり、第２解除油路２３Ｂを流通して排出される作動油は、第１解除油路２３Ａを流通して排出される作動油と同等に排出される。
【００６１】
このように、オリフィス部Ｒを備えることにより、第１中間ロック位相Ｐ１状態で主解除油路２３に作動油が供給された場合には、第１凹部３５には短時間に作動油が供給され、短時間のうちに第１ロック部材３１を第１凹部３５から離間させることができる。これに対して、第２凹部３６への作動油の供給は、オリフィス部Ｒにより作動油の流通が制限されるため、第２ロック部材３２の第２凹部３６からの離間は、第１ロック部材３１の離間より遅くなる。すなわち、第１ロック部材３１が第１凹部３５から離間した時点では、第２ロック部材３２は第２ガイド凹部３６Ｂと未だ嵌合した状態にあり、その後しばらくの間は、嵌合状態を維持する。
【００６２】
このように第１ロック部材３１に対する第２ロック部材３２の離間が遅延する現象を利用することで、第１ロック部材３１の離間を確実に行いつつ、第２ロック部材３２と第２ガイド凹部３６Ｂの嵌合を維持する状態を実現できる。これにより、第１中間ロック位相Ｐ１から第２中間ロック位相Ｐ２への移行を確実に行うことが可能になる。
【００６３】
なお、オリフィス部Ｒを、ボール２６に代えてポペット弁を用いることや、ボール２６やポペット弁が備えられた流路と並列にオリフィス用の流路を備えて構成しても良い。
【００６４】
このように、主解除油路２３を設けることにより、第１中間ロック機構Ｌ１、第２中間ロック機構Ｌ２、最遅角ロック機構Ｌ３のそれぞれについて個別に油路を形成する必要がなくなり、弁開閉時期制御装置１０の油路の加工工数を削減して安価にすることができる。また、油路が占有する体積を削減することができるので、弁開閉時期制御装置１０を小型化することができる。
【００６５】
〔弁開閉時期制御装置の流体制御機構〕
図１に示すように、エンジンＥには、エンジンＥの駆動力でオイルパン１Ａの潤滑油を吸引して作動油として送り出す油圧ポンプ２０を備えている。本実施形態に係る内燃機関制御システムでは、油圧ポンプ２０から吐出された作動油を弁開閉時期制御装置１０の進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとの一方を選択して供給する電磁操作型の位相制御弁２４と、油圧ポンプ２０から吐出された作動油を主解除油路２３に供給する電磁操作型の解除制御弁２５とを備えている。特に、油圧ポンプ２０と、位相制御弁２４と、解除制御弁２５と、作動油が給排される油路とを併せて弁開閉時期制御装置１０の流体制御機構が構成されている。
【００６６】
位相制御弁２４は、制御信号により進角ポジションと遅角ポジションと中立ポジションとに切り換え操作可能な電磁弁として構成されている。つまり、進角ポジションでは、油圧ポンプ２０から吐出される作動油が進角制御油路２１を流通して進角室Ｃａに供給されると共に、遅角室Ｃｂの作動油が遅角制御油路２２から排出される。遅角ポジションでは、油圧ポンプ２０から吐出される作動油が遅角制御油路２２を流通して遅角室Ｃｂに供給されると共に、進角室Ｃａの作動油が進角制御油路２１から排出される。中立ポジションでは、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂのいずれにも作動油の給排は行われない。なお、位相制御弁２４へ１００％デューティで通電がなされたときには位相制御弁２４は進角ポジションとなり、通電が切断されたときは遅角ポジションとなる。
【００６７】
解除制御弁２５は、ＥＣＵ４０からの制御信号によりアンロックポジションとロックポジションとに切換操作可能な電磁弁として構成されている。つまり、アンロックポジションでは、油圧ポンプ２０から吐出される作動油が主解除油路２３を流通して第１凹部３５と第２凹部３６と第３凹部３７とに供給される。ロックポジションでは、主解除油路２３を流通して第１凹部３５と第２凹部３６と第３凹部３７とからそれぞれ作動油が排出されることにより、第１ロック部材３１と第２ロック部材３２がそれぞれ第１凹部３５、第２凹部３６、第３凹部３７のいずれかに嵌合可能になる。なお、解除制御弁２５への通電がなされたときには解除制御弁２５はロックポジションとなり、通電が切断されたときにはアンロックポジションとなる。
【００６８】
本実施形態では、相対回転位相制御のために位相制御弁２４を用い、ロック制御のために位相制御弁２４とは別に解除制御弁２５を用いたが、この構成に限られない。進角制御油路２１，遅角制御油路２２と、主解除油路２３，第１解除油路２３Ａ，第２解除油路２３Ｂ，第３解除油路２３Ｃとが互いに独立した油路である限りは、１つのソレノイドで相対回転位相制御とロック制御が可能なバルブを用いてもよい。
【００６９】
〔制御構成〕
図１に示すように、ＥＣＵ４０には、シャフトセンサ１Ｓと、イグニッションスイッチ４３と、アクセルペダルセンサ４４と、ブレーキペダルセンサ４５と、位相検出センサ４６とからの信号が入力される。ＥＣＵ４０は、スタータモータＭと、燃料制御装置５と、点火制御装置６のそれぞれを制御する信号を出力すると共に、位相制御弁２４と解除制御弁２５を制御する信号を出力する。
【００７０】
イグニッションスイッチ４３は、内燃機関制御システムが起動されるスイッチとして構成され、ＯＮ操作によりエンジンＥが始動され、ＯＦＦ操作によりエンジンＥが停止される。また、ＯＮ操作された場合には、アイドリングストップ制御によるエンジンＥの自動停止と自動始動とが可能な状態になる。
【００７１】
アクセルペダルセンサ４４は、アクセルペダル（不図示）の踏み込み量を検出し、ブレーキペダルセンサ４５は、ブレーキペダル（不図示）の踏み込みを検出する。
【００７２】
機関制御部４１は、イグニッションスイッチ４３の操作に基づいてエンジンＥの始動と停止とを実現すると共に、エンジンＥがアイドリング状態で停車した際にエンジンＥを一時的に停止するアイドリングストップ制御を実現する。
【００７３】
位相制御部４２は、エンジンＥの稼動時に弁開閉時期制御装置１０による吸気弁のタイミング制御を行い、エンジンＥが停止する際の状況に基づいて弁開閉時期制御装置１０の相対回転位相を設定し、ロック機構によるロック状態への移行を実現する。もし相対回転位相が変化されてロック状態への移行を図る途中でロック状態となる所望の相対回転位相を超過したことを位相検出センサ４６が検出したときには、位相制御部４２は相対回転位相の変化方向が反転される制御を行って所望の相対回転位相に戻し、速やかにロック状態への移行を図る。
【００７４】
〔制御形態：最遅角ロック位相のロック状態から第２中間ロック位相のロック状態へ〕
次に、本実施形態に係る内燃機関制御システムの制御形態のうち、最遅角ロック位相Ｐ３のロック状態から第２中間ロック位相Ｐ２のロック状態へ相対回転位相が変化するときの制御について図面を用いて説明する。図７に、相対回転位相が最遅角ロック位相Ｐ３でのロック状態におけるロック機構と流体制御機構を表す模式図を示す。図８に、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２を超過した時のロック機構と流体制御機構を表す模式図を示す。図９に、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２でのロック状態におけるロック機構と流体制御機構を表す模式図を示す。また、図１２に、この相対回転位相の変化の過程における位相制御弁２４の制御、解除制御弁２５の制御、相対回転位相の変化のタイムチャートを示す。
【００７５】
最遅角ロック位相Ｐ３でロックされている時は、いわゆるアイドリングストップ制御により、エンジンＥは停止している。この状態では、位相制御弁２４は、通電は切断されて遅角ポジションを維持している。また、解除制御弁２５は通電がなされており、ロックポジションになっている。ここから、位相制御部４２が相対回転位相を第２中間ロック位相Ｐ２へ変化させる進角制御を行うときは、位相制御部４２は、まず解除制御弁２５をアンロックポジションに切り換える制御を行う。解除制御弁２５のアンロックポジションへの切り換えが完了した段階で、位相制御弁２４に１００％デューティの通電を行い、進角ポジションに切り換える制御を行う。
【００７６】
一旦、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａへ変化し始め、第１ロック部材３１と第３凹部３７とが対向しなくなった後、位相制御部４２は解除制御弁２５を再びロックポジションへ切り換える制御を行う。これにより、第１凹部３５，第２凹部３６，第３凹部３７から作動油が排出される。
【００７７】
上述したように、第２当接壁部分３６ｃは第２中間ロック位相Ｐ２時に第２ロック部材３２が当接する面であるが、図７に示すように、最遅角ロック位相Ｐ３時には第２ロック部材３２は、第２凹部３６のうち、第２当接壁部分３６ｃと最も距離が近い。そのため、進角方向Ｓａへの相対回転位相が急激に変化した場合、第２ロック部材３２と第２嵌合凹部３６Ａとが対向する前に第２凹部３６から作動油が排出されたとしても、第２ロック部材３２は第２嵌合凹部３６Ａと嵌合できず、図８に示すように、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２を超過して、第２ガイド凹部３６Ｂと嵌合する場合がある。
【００７８】
相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２を超過したときは、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は相対回転位相の超過を認識する。そして、直ちに外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａから遅角方向Ｓｂに反転されるように制御する。その結果、図９に示すように、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２でロックされる。
【００７９】
このように、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２を超過したときであっても、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａから遅角方向Ｓｂに反転されるように制御する。その結果、進角方向Ｓａへの相対回転位相が急激に変化した場合であっても、相対回転位相を第２中間ロック位相Ｐ２で確実にロックさせることができる。
【００８０】
第２中間ロック位相Ｐ２においては、第２ロック部材３２だけでロック状態を実現しているので、第１ロック部材３１と第２ロック部材３２とによりロック状態を実現する第１中間ロック位相Ｐ１と比べると、相対回転位相の急激な変化により所望の相対回転位相を超過するおそれは第２中間ロック位相Ｐ２でロックする場合の方が大きい。しかし、本実施形態のように、第２中間ロック位相Ｐ２を超過したときでも、位相制御部４２が外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａから遅角方向Ｓｂに反転されるように制御するので、第２ロック部材３２だけで第２中間ロック位相Ｐ２でのロック状態を確実に実現することができる。
【００８１】
〔制御形態：第２中間ロック位相のロック状態から第１中間ロック位相のロック状態へ〕
本実施形態に係る内燃機関制御システムの制御形態のうち、第２中間ロック位相Ｐ２のロック状態から第１中間ロック位相Ｐ１のロック状態へ相対回転位相が変化するときの制御について図面を用いて説明する。図９に、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２でのロック状態におけるロック機構と流体制御機構を表す模式図を示す。図１０に、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過した時のロック機構と流体制御機構を表す模式図を示す。図１１に、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態におけるロック機構と流体制御機構を表す模式図を示す。また、図１３に、この相対回転位相の変化の過程における位相制御弁２４の制御、解除制御弁２５の制御、相対回転位相の変化のタイムチャートを示す。
【００８２】
第２中間ロック位相Ｐ２でロックされている時は、位相制御弁２４は、通電は切断されて遅角ポジションを維持している。また、解除制御弁２５は通電がなされており、ロックポジションになっている。ここから、位相制御部４２が相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１へ変化させる進角制御を行うときは、位相制御部４２は、まず位相制御弁２４を中立ポジションに切り換える制御を行う。これにより、解除制御弁２５をアンロックポジションに切り換えても相対回転位相は変化しない。位相制御弁２４を中立ポジションに切り換えた後、解除制御弁２５をアンロックポジションに切り換える制御を行う。解除制御弁２５のアンロックポジションへの切り換えが完了した段階で、位相制御弁２４に１００％デューティの通電を行い、進角ポジションに切り換える制御を行う。
【００８３】
一旦、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａへ変化し始め、第２ロック部材３２と第２嵌合凹部３６Ａとが対向しなくなった後、位相制御部４２は解除制御弁２５を再びロックポジションへ切り換える制御を行う。これにより、第１凹部３５，第２凹部３６，第３凹部３７から作動油が排出される。
【００８４】
上述したように、第１当接壁部分３５ｃは第１中間ロック位相Ｐ１時に第１ロック部材３１が当接する面であるが、図９に示すように、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２である時には、第１ロック部材３１は、第１凹部３５のうちで第１当接壁部分３５ｃと最も距離が近い。そのため、進角方向Ｓａへの相対回転位相が急激に変化した場合、第１ロック部材３１と第１凹部３５とが対向する前に第１凹部３５から作動油が排出され第１ロック部材３１は第１凹部３５に嵌合したとしても、第１ロック部材３１は第１当接壁部分３５ｃと当接できず、図１０に示すように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過してしまう場合がある。
【００８５】
相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときは、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は相対回転位相の超過を認識する。そして、直ちに外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａから遅角方向Ｓｂに反転されるように制御する。その結果、図１１に示すように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１で拘束される。
【００８６】
このように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときであっても、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａから遅角方向Ｓｂに反転されるように制御する。その結果、進角方向Ｓａへの相対回転位相が急激に変化した場合であっても、相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１で確実にロックさせることができる。
【００８７】
〔制御形態：最遅角ロック位相のロック状態から第１中間ロック位相のロック状態へ〕
本実施形態に係る内燃機関制御システムの制御形態のうち、最遅角ロック位相Ｐ３のロック状態から第１中間ロック位相Ｐ１のロック状態へ相対回転位相を変化させるときの制御について図面を用いて説明する。図１４に、この相対回転位相の変化の過程における位相制御弁２４の制御、解除制御弁２５の制御、相対回転位相の変化のタイムチャートを示す。
【００８８】
最遅角ロック位相Ｐ３でロックされている時は、位相制御弁２４は、通電は切断されて遅角ポジションを維持している。また、解除制御弁２５は通電がなされており、ロックポジションになっている。ここから、位相制御部４２が第１中間ロック位相Ｐ１への相対回転位相を変化させる進角制御を行うときは、位相制御部４２は、まず解除制御弁２５をアンロックポジションに切り換える制御を行う。解除制御弁２５のアンロックポジションへの切り換えが完了した段階で、位相制御弁２４に１００％デューティの通電を行い、進角ポジションに切り換える制御を行う。
【００８９】
一旦、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａへ変化し始め、相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２を過ぎた後、位相制御部４２は解除制御弁２５を再びロックポジションへ切り換える制御を行う。これにより、第１凹部３５，第２凹部３６，第３凹部３７から作動油が排出される。相対回転位相が第２中間ロック位相Ｐ２を過ぎた後に解除制御弁２５をロックポジションに切り換える理由は、仮に第１ロック部材３１と第３凹部３７とが対向しなくなった直後に解除制御弁２５をロックポジションに切り換えると、第２ロック部材３２が第２凹部３６と嵌合するおそれがあるからである。
【００９０】
上述したように、第１当接壁部分３５ｃは第１中間ロック位相Ｐ１時に第１ロック部材３１が当接する面であるが、図９に示すように、第２中間ロック位相Ｐ２時には第１ロック部材３１は、第１凹部３５のうち、第１当接壁部分３５ｃと最も距離が近い。そのため、進角方向Ｓａへの相対回転位相が急激に変化した場合、第１ロック部材３１と第１凹部３５とが対向する前に第１凹部３５から作動油が排出して第１ロック部材３１が第１凹部３５に嵌合したとしても、第１当接壁部分３５ｃと当接できず、図１０に示すように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過してしまう場合がある。
【００９１】
相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときは、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は相対回転位相の超過を認識する。そして、直ちに外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａから遅角方向Ｓｂに反転されるように制御する。その結果、図１１に示すように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１で拘束される。
【００９２】
このように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときであっても、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が進角方向Ｓａから遅角方向Ｓｂに反転されるように制御する。その結果、進角方向Ｓａへの相対回転位相が急激に変化した場合であっても、相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１で確実にロックさせることができる。
【００９３】
本実施形態においては、遅角方向Ｓｂへ相対回転位相を変化させるときは、上述のような相対回転位相の変化の方向を反転する制御は必要ではない。例えば、相対回転位相が最進角位相にあって遅角方向Ｓｂに変化させて第１中間ロック位相Ｐ１でロックさせる場合においては、最進角位相では第１ロック部材３１は第１凹部３５の中で第１当接壁部分３５ｃと最も距離が離れている。この場合、遅角方向Ｓｂへの相対回転位相が急激に変化したとしても、第１凹部３５の周方向の幅は、第１ロック部材３１の厚みよりも十分広いので、第１ロック部材３１は第１凹部３５と嵌合し、慣性力で第１当接壁部分３５ｃと当接して相対回転が拘束される。その時第２ロック部材３２も第２ガイド凹部３６Ｂと嵌合し、図２に示すような第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態を実現することができる。従って、相対回転位相の変化方向を反転させてロック状態にする機能は相対回転位相の一方向の変化にのみに設けるだけでよいので、弁開閉時期制御装置１０のコストを低減することができる。
【００９４】
２．第２実施形態
以下、本発明の第２の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、ロック機構の構造が第１実施形態とは異なっており、その他の構造は同じである。よって、本実施形態の説明においては、第１実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。
【００９５】
〔弁開閉時期制御装置：ロック機構〕
この弁開閉時期制御装置１０は、第１中間ロック機構Ｌ１と、最遅角ロック機構Ｌ３の２つのロック機構を備えている。図１５に、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１０において、相対回転位相が最進角位相付近にある状態を表す断面図を示す。図１６に、相対回転位相が最進角位相付近の位相から遅角方向Ｓｂに変化して第１中間ロック位相Ｐ１を超過した状態を表す断面図を示す。図１７に、第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態を表す断面図を示す。図１８に、最遅角ロック位相Ｐ３でのロック状態を表す断面図を示す。図１５〜図１８に示すように、第１中間ロック機構Ｌ１と最遅角ロック機構Ｌ３とは、第１ロック部材３１と、第２ロック部材３２と、第１凹部３５と、第２凹部３６と、第３凹部３７との組み合わせにより構成される。第１ロック部材３１と、第２ロック部材３２の構成は第１実施形態と同じである。なお、本実施形態において、第１ロック部材３１はロック部材の一例である。
【００９６】
図１５に示すように、第１凹部３５は、内部ロータ１２の外周の軸芯方向に沿って溝状に区画形成されており、遅角方向Ｓｂに向かって２段階で深さが深くなるラチェット構造を有している。深い方である第１嵌合凹部３５Ａが中間ロック位相Ｐ１時に第１ロック部材３１と嵌合する溝であり、径方向に平行な第１壁部分３５ａを備えている。第１嵌合凹部３５Ａの幅は、第１ロック部材３１の厚みよりもやや広い。第１壁部分３５ａのうち、遅角方向Ｓｂ側の部分が、第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態で第１ロック部材３１と第１凹部３５と当接する第１当接壁部分３５ｃである。なお、本実施形態において、第１嵌合凹部３５Ａは凹部及び嵌合凹部の一例である。
【００９７】
第２凹部３６は内部ロータ１２の外周の軸芯方向に沿って溝状に区画形成されており、径方向に平行な第２壁部分３６ａを備えている。第２凹部３６の周方向の幅は、第２ロック部材３２の厚みよりもやや広い。第２凹部３６のうち、進角方向Ｓａ側の部分が、第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態で第２ロック部材３２と当接する第２当接壁部分３６ｃである。第１凹部３５と第２凹部３６とは、共に主解除油路２３から分岐した通路により作動油の給排が行われる。
【００９８】
第３凹部３７は内部ロータ１２の軸芯方向に沿って溝状に区画形成されている。周方向の幅は、第２ロック部材３２が打音の発生の抑制と確実なロック解除とを両立できる隙間で嵌合可能な幅に形成されている。第３凹部３７は進角制御油路２１から作動油の給排が行われる。
【００９９】
上述したように、第１中間ロック機構Ｌ１は、第１ロック部材３１と第１凹部３５と第２ロック部材３２と第２凹部３６とで構成され、これにより相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１に拘束（ロック）する。図１７に示すように、第１中間ロック位相Ｐ１のロック状態では、第１凹部３５と嵌合した第１ロック部材３１が第１当接壁部分３５ｃに当接すると共に、第２凹部３６と嵌合した第２ロック部材３２が第２当接壁部分３６ｃに当接している。
【０１００】
最遅角ロック機構Ｌ３は第２ロック部材３２と第３凹部３７とで構成され、図１８に示すように、第２ロック部材３２が第３凹部３７に嵌合することにより相対回転位相を最遅角ロック位相Ｐ３に拘束（ロック）する。
【０１０１】
〔制御形態：最進角位相の状態から中間ロック位相のロック状態へ〕
本実施形態に係る内燃機関制御システムの制御形態のうち、相対回転位相が最進角位相付近の位相である状態から第１中間ロック位相Ｐ１のロック状態へ相対回転位相を変化させるときの制御について図面を用いて説明する。図１９に、この相対回転位相の変化の過程における位相制御弁２４の制御、解除制御弁２５の制御、相対回転位相の変化のタイムチャートを示す。
【０１０２】
図１５に示すように、相対回転位相が最進角位相付近の一定位相の時、位相制御弁２４は、中立ポジションを維持している。また、解除制御弁２５は通電がなされておらず、アンロックポジションになっている。ここから位相制御部４２が相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１へ変化させる遅角制御を行うときは、まず解除制御弁２５をロックポジションに切り換える制御を行う。これにより、第１凹部３５，第２凹部３６から作動油が排出される。解除制御弁２５のロックポジションへの切り換えが完了した段階で、位相制御弁２４への通電を遮断し、遅角ポジションに切り換える制御を行う。これにより、第３凹部３７からも作動油が排出される。
【０１０３】
上述したように、第１当接壁部分３５ｃは第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態において第１ロック部材３１が当接する面であるが、図１５に示す状態においては、第１ロック部材３１は、第１凹部３５のうち、第１当接壁部分３５ｃと最も距離が近い。そのため、遅角方向Ｓｂへの相対回転位相が急激に変化した場合、第１ロック部材３１の厚みと比べて第１凹部３５全体の幅は広いものの第１嵌合凹部３５Ａの幅はやや広い程度であるために第１嵌合凹部３５Ａと嵌合できないおそれがある。すなわち、第１ロック部材３１が図１６に示すように第１凹部３５の浅い方の溝である第１ガイド凹部３５Ｂと嵌合してしまい、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過してしまう場合がある。また、このとき、第２ロック部材３２は第２凹部３６と嵌合できずに第２凹部３６を超えてしまう。なお、本実施形態において、第１ガイド凹部３５Ｂはガイド凹部の一例である。
【０１０４】
相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときは、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は相対回転位相の超過を認識する。そして、直ちに外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されるように制御する。その結果、図１７に示すように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１で拘束される。
【０１０５】
このように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときであっても、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されるように制御する。その結果、遅角方向Ｓｂへの相対回転位相が急激に変化した場合であっても、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１で確実にロックすることができる。
【０１０６】
相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過した状態において内部ロータ１２の相対回転位相の変化方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転したときに、内部ロータ１２の回転による剪断力が第１当接壁部分３５ｃを介して第１ロック部材３１に作用し、第１ロック部材３１が第１嵌合凹部３５Ａに完全に嵌合する（図１７の状態になる）前に止まってしまう場合がある。この状態を図２０に示す。この状態は作動油の油圧が高いときに発生しやすくなる。このように、嵌合動作の途中で第１ロック部材３１に剪断力が作用すると、相対回転位相は第１中間ロック位相Ｐ１になっているものの第１ロック部材３１を第１嵌合凹部３５Ａに完全に嵌合させることができず、不完全なロック状態となる。
【０１０７】
このような不完全なロック状態を防ぐためには、内部ロータ１２の相対回転位相の変化方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転してから所定時間経過後に、位相制御弁２４が再度遅角ポジションに反転される制御を行うか中立ポジションに切り換えられる制御を行うと良い。これにより、第１ロック部材３１に作用する剪断力をなくすことができ、第１ロック部材３１を第１嵌合凹部３５Ａに完全に嵌合させることができる。中立ポジションでも第１ロック部材３１を第１嵌合凹部３５Ａに完全に嵌合させることができるのは、中立ポジションでは位相が保持された状態であっても内部ロータ１２のバタつきによる多少の位相変化が発生するからである。
【０１０８】
また、内部ロータ１２の相対回転位相の変化方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されてから所定時間経過したことだけに基づいて位相制御弁２４が再度遅角ポジションに反転される制御を行うか中立ポジションに切り換えられる制御を行うのではなく、位相検出センサ４６によって相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１であることも同時に検出し、経過時間と相対回転位相の両方に基づいて位相制御弁２４の切り換え制御を行う構成にしても良い。このように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１にあり且つ所定時間経過後にのみ位相制御弁２４の切り換え制御を行うことにより、より確実に第１ロック部材３１を第１嵌合凹部３５Ａに完全に嵌合させることができる。
【０１０９】
第１凹部３５を構成する第１ガイド凹部３５Ｂについては、その回転方向の角度（回転方向の幅と対応している）について特段の制約はない。ただし、第１ロック部材３１が第１ガイド凹部３５Ｂにあった場合でも、クランクシャフト１のクランキング中のカムの変動トルクにより第１ガイド凹部３５Ｂから第１嵌合凹部３５Ａに移動するように第１ガイド凹部３５Ｂの回転方向の角度が設定されていてもよい。
【０１１０】
このような構成にすることにより、何らかの原因により第１ロック部材３１が第１ガイド凹部３５Ｂと嵌合した状態でエンジンＥが停止した場合であっても、エンジンＥの始動時のクランクシャフト１のクランキングにより第１ロック部材３１を第１嵌合凹部３５Ａに移動させることができるので、エンジンＥの始動時の特性が悪化するのを抑制することができる。
【０１１１】
本実施形態においては、進角方向Ｓａへ相対回転位相を変化させて第１中間ロック位相Ｐ１でロックさせるときは、上述のような相対回転位相の変化の方向が反転される制御は必要ではない。例えば、図１８に示すような相対回転位相が最遅角ロック位相Ｐ３から相対回転位相を進角方向Ｓａに変化させて図１７で示すような第１中間ロック位相Ｐ１でロックさせる場合においては、最遅角ロック位相Ｐ３では第１ロック部材３１は第１凹部３５の中で第１当接壁部分３５ｃと最も距離が離れており、第１ガイド凹部３５Ｂと最も距離が近い。この場合、進角方向Ｓａへの相対回転位相が急激に変化したとしても、第１凹部３５の幅は第１ロック部材３１の厚みよりも十分広く、またラチェット構造を備えているので、第１ロック部材３１は第１凹部３５のいずれかの溝と嵌合する。
【０１１２】
そして相対回転位相がさらに進角方向Ｓａへ変化するのに対応して第１凹部３５の深さが段階的に深くなるので、一度第１ロック部材３１が第１凹部３５と嵌合すると、第１ロック部材３１は第１凹部３５の深さの深化に追従して移動する。この結果、第１ロック部材３１によって内部ロータ１２の相対回転が妨げられることはなく、最終的に第１ロック部材３１が第１嵌合凹部３５Ａと嵌合して第１当接壁部分３５ｃと当接して相対回転が拘束される。このとき、第２ロック部材３２も第２凹部３６と嵌合して第２当接壁部分３６ｃに当接し、図１７に示すような第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態を実現することができる。従って、相対回転位相の変化方向を反転させてロック状態にする機能は相対回転位相の一方向の変化にのみに設けるだけでよいので、弁開閉時期制御装置１０のコストを低減することができる。
【０１１３】
３．第３実施形態
以下、本発明の第３の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。本実施形態においては、ロック機構の構造が第１実施形態，第２実施形態とは異なっており、その他の構造は同じである。よって、本実施形態の説明においては、第１実施形態，第２実施形態と同じ構成の箇所には同じ符号を付し、同様の構成に関する説明は省略する。
【０１１４】
〔弁開閉時期制御装置：ロック機構〕
この弁開閉時期制御装置１０は、第１中間ロック機構Ｌ１と、最遅角ロック機構Ｌ３の２つのロック機構を備えており、第１ロック部材３１と、第２ロック部材３２と、第１凹部３５と、第２凹部３６と、第３凹部３７との組み合わせにより２種類のロック状態を実現させる点は第２実施形態と同じである。第２実施形態と異なるのは、第１凹部３５および第２凹部３６の形状である。図２１に、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１０において、相対回転位相が最進角位相付近にある状態を表す断面図を示す。図２２に、相対回転位相が最進角位相付近の位相から遅角方向Ｓｂに変化して第１中間ロック位相Ｐ１を超過した状態を表す断面図を示す。図２３に、第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態を表す断面図を示す。なお、本実施形態において、第２ロック部材３２はロック部材の一例である。
【０１１５】
図２１に示すように、第１凹部３５は、内部ロータ１２の外周の軸芯方向に沿って溝状に区画形成されており、遅角方向Ｓｂに向かって第１ガイド凹部３５Ｂ、第１嵌合凹部３５Ａの順に２段階で深さが深くなるラチェット構造を有している。本実施形態においては、第１嵌合凹部３５Ａの周方向の幅は第２実施形態における第１嵌合凹部３５Ａの幅よりも十分大きく、図２１の状態から外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が遅角方向Ｓｂへ変化しても、第１ロック部材３１は必ず第１嵌合凹部３５Ａと嵌合するように構成されている。
【０１１６】
また、第１中間ロック位相Ｐ１においては、第１ロック部材３１は、第１嵌合凹部３５Ａの進角方向Ｓａ側，遅角方向Ｓｂ側のいずれの側の第１壁部分３５ａとも当接しない。すなわち、第１ロック部材３１は、第１嵌合凹部３５Ａに嵌合しても第１中間ロック位相Ｐ１からの相対回転位相の変化を規制しない。相対回転位相の規制は後述する第２ロック部材３２により実現される。
【０１１７】
第２凹部３６も、内部ロータ１２の外周の軸芯方向に沿って溝状に区画形成されており、遅角方向Ｓｂに向かって第２ガイド凹部３６Ｂ、第２嵌合凹部３６Ａの順に２段階で深さが深くなるラチェット構造を有している。なお、本実施形態において、第２嵌合凹部３６Ａは凹部及び嵌合凹部の一例であり、第２ガイド凹部３６Ｂはガイド凹部の一例である。第２嵌合凹部３６Ａは、径方向に平行な第２壁部分３６ａを備えている。第２壁部分３６ａのうち、遅角方向Ｓｂ側の部分が、第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態で第２ロック部材３２と当接する第２当接壁部分３６ｃである。本実施形態においては、第２嵌合凹部３６Ａの周方向の幅は第２実施形態における第２凹部３６の幅よりも十分狭く、第２ロック部材３２の厚みよりもわずかに広い程度である。この結果、本実施形態の第１中間ロック機構Ｌ１においては、第１中間ロック位相Ｐ１における進角方向Ｓａ，遅角方向Ｓｂのいずれの方向への相対回転位相の変化の規制も第２ロック部材３２が第２嵌合凹部３６Ａの両側の第２壁部分３６ａに当接することにより実現している。
【０１１８】
第１中間ロック機構Ｌ１は、第１ロック部材３１と第１凹部３５と第２ロック部材３２と第２凹部３６とで構成され、これにより相対回転位相を第１中間ロック位相Ｐ１に拘束（ロック）する。上述したように、実際の第１中間ロック位相Ｐ１における相対回転位相の変化の規制は上述したように第２ロック部材３２と第２嵌合凹部３６Ａとの嵌合により実現され、第１ロック部材３１と第１凹部３５の嵌合は、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１から大きくずれるのを防ぐために設けられている。
【０１１９】
〔制御形態：最進角位相の状態から中間ロック位相のロック状態へ〕
本実施形態に係る内燃機関制御システムの制御形態のうち、相対回転位相が最進角位相付近の位相である状態から第１中間ロック位相Ｐ１のロック状態へ相対回転位相が変化するときの制御は第２実施形態と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【０１２０】
上述したように、第２当接壁部分３６ｃは第１中間ロック位相Ｐ１でのロック状態において第２ロック部材３２が当接する面であるが、図２１に示す状態においては、第２ロック部材３２は、第２凹部３６のうち、第２当接壁部分３６ｃと最も距離が近い。そのため、遅角方向Ｓｂへの相対回転位相が急激に変化した場合、第２ロック部材３２の厚みと比べて第２凹部３６全体の幅は広いものの第２嵌合凹部３６Ａの幅は第２ロック部材３２の厚みよりもわずかに広い程度であるために第２嵌合凹部３６Ａと嵌合できないおそれがある。すなわち、第２ロック部材３２が図２２に示すように第２凹部３６の第２ガイド凹部３６Ｂと嵌合してしまい、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過してしまう場合がある。このとき、第１ロック部材３１は第１嵌合凹部３５Ａの進角方向Ｓａ側の第１壁部分３５ａと当接して、相対回転位相がそれ以上遅角方向Ｓｂに変化するのを防いでいる。
【０１２１】
相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときは、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は相対回転位相の超過を認識する。そして、直ちに外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されるように制御する。その結果、図２３に示すように、第２ロック部材３２が第２嵌合凹部３６Ａと嵌合し、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１で拘束される。
【０１２２】
このように、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときであっても、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、位相制御部４２は、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されるように制御する。その結果、遅角方向Ｓｂへの相対回転位相が急激に変化した場合であっても、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１で確実にロックすることができる。
【０１２３】
本実施形態においても、第２実施形態と同様、内部ロータ１２の相対回転方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されたときに、内部ロータ１２の回転による剪断力が第２当接壁部分３６ｃを介して第２ロック部材３２に作用し、第２ロック部材３２が第２嵌合凹部３６Ａに完全に嵌合する前に止まってしまう場合がある。この場合、第２実施形態と同様、内部ロータ１２の相対回転方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されてから所定時間経過後に、位相制御弁２４が再度遅角ポジションに反転される制御を行うか中立ポジションに切り換えられる制御を行うことにより第２ロック部材３２を第２嵌合凹部３６Ａに完全に嵌合させることができる。また、経過時間の検出と共に位相検出センサ４６による相対回転位相も同時に検出し、経過時間と相対回転位相の両方に基づいて位相制御弁２４の切り換え制御を行う構成にすることができるのは当然である。
【０１２４】
第２ガイド凹部３６Ｂの回転方向の角度も、第２実施形態と同様、クランクシャフト１のクランキング中のカムの変動トルクにより第２ロック部材３２が第２ガイド凹部３６Ｂから第２嵌合凹部３６Ａに移動するように設定されていてもよい。また、本実施形態においても、進角方向Ｓａへ相対回転位相が変化して第１中間ロック位相Ｐ１でロックするときは、上述のような相対回転位相の変化の方向が反転する制御は必要ではない。
【０１２５】
本実施形態の第１中間ロック機構Ｌ１において、第１ロック部材３１と第１凹部３５は、嵌合することにより相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１から大きくずれるのを防ぐために設けられている。しかし、相対回転位相が第１中間ロック位相Ｐ１を超過したときは、位相検出センサ４６が出力する相対回転位相の検出信号により、ＥＣＵ４０は相対回転方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されるように制御するため、第１ロック部材３１と第１凹部３５がなくても、第２ロック部材３２と第２凹部３６とを嵌合させることができ、第１中間ロック位相Ｐ１でロック状態にすることができる。すなわち、第１ロック部材３１と第１凹部３５は必ずしも必要ではない。このように、第１中間ロック機構Ｌ１を第２ロック部材３２と第２凹部３６だけで構成することにより、部品点数が減って構成が簡素化されると共に、弁開閉時期制御装置１０のコストダウンを図ることができる。
【０１２６】
第１，第２実施形態においては、外部ロータ１１の径方向に第１ロック部材３１と第２ロック部材３２が移動／離間したがこれだけに限られるものではない。第１ロック部材３１と第２ロック部材３２とが軸芯Ｘの方向に沿って移動／離間する構造であっても、第１，第２実施形態で説明した制御が適用できることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２８】
１          クランクシャフト
３          カムシャフト
１０        弁開閉時期制御装置
１１        外部ロータ（駆動側回転部材）
１２        内部ロータ（従動側回転部材）
３１        第１ロック部材（ロック部材）
３２        第２ロック部材（ロック部材）
３５        第１凹部（凹部）
３５Ａ      第１嵌合凹部（凹部、嵌合凹部）
３５Ｂ      第１ガイド凹部（ガイド凹部）
３５ａ      第１壁部分（壁部分）
３５ｃ      第１当接壁部分（当接壁部分）
３６Ａ      第２嵌合凹部（凹部、嵌合凹部）
３６Ｂ      第２ガイド凹部（ガイド凹部）
３６ａ      第２壁部分（壁部分）
３６ｃ      第２当接壁部分（当接壁部分）
４６        位相検出センサ
Ｅ          エンジン（内燃機関）
Ｌ１        第１中間ロック機構（中間ロック機構）
Ｌ２        第２中間ロック機構（中間ロック機構）
Ｐ１        第１中間ロック位相（中間ロック位相）
Ｐ２        第２中間ロック位相（中間ロック位相）
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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