(57)【要約】【課題】内燃機関の停止過程でロック制御によってロックピンを穴に没入させることができないときでも、そのロックピンの穴への没入を実現できるようにする。【解決手段】バルブタイミング可変機構のハウジング２２における穴３０よりも遅角側（図中左側）の位置には、その穴３０寄りも浅くロック機構２８のロックピン３１を没入させることが可能なラチェット溝３２が、ロック機構２８の穴３０と繋がるように形成される。そして、内燃機関の停止過程でロック制御によりロックピン３１の穴３０への没入を完了できないとき、次のようにサブロック制御が実行される。すなわち、同サブロック制御では、ハウジング２２に対しロータ２１を回転方向における最遅角位置まで相対移動させた後、ロック機構２８の油圧駆動を通じてロックピン３１を穴３０に対する没入方向に移動させる。【選択図】図４
2014141900.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からの回転伝達を受けるハウジングに対し同機関のカムシャフトと一体回転するロータを回転方向について相対移動させることにより、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構と、
前記ハウジングと前記ロータとのうちの一方に設けられた穴に対し他方に設けられたロックピンを没入させることにより、前記ハウジングに対する前記ロータの回転方向についての相対移動範囲の端以外の位置である中間ロック位置にて、前記ハウジングに対する前記ロータの回転方向についての相対移動を禁止する一方で、前記穴から前記ロックピンを抜き出すことにより、前記ハウジングに対する前記ロータの回転方向についての相対移動を許可するロック機構と、
内燃機関の停止過程で、前記バルブタイミング可変機構の駆動を通じて前記ハウジングに対し前記ロータを前記中間ロック位置に向けて相対移動させ、且つ、その中間ロック位置にて前記ロック機構の駆動を通じて前記ロックピンを前記穴に没入させるロック制御を実行する制御部と、
を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記バルブタイミング可変機構には、前記ロック機構のロックピンを没入させることが可能であり、且つ、前記ロック機構の穴よりも遅角側の位置に同穴よりも浅いラチェット溝が同穴と繋がるように形成されており、
前記制御部は、内燃機関の停止過程において前記ロック制御により前記穴に前記ロックピンを没入させることができないとき、前記バルブタイミング可変機構の駆動を通じて前記ハウジングに対し前記ロータを回転方向における最遅角位置まで相対移動させた後、前記ロック機構の駆動を通じて前記ロックピンを前記穴に対する没入方向に移動させるサブロック制御を実行する
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記制御部によって実行される前記ロック制御は、前記バルブタイミング可変機構の駆動を通じて前記ハウジングに対し前記ロータを前記中間ロック位置に向けて相対移動させ、且つ、その中間ロック位置にて前記ロック機構の駆動を通じて前記ロックピンを前記穴に没入させるという動作を、前記ロックピンの前記穴への没入が完了するまで繰り返すものであり
前記制御部は、前記ロック制御における前記ロックピンの前記穴への没入が失敗した回数をカウントし、そのカウント値が定められた閾値以上になることに基づき、前記ロック制御に代えて前記サブロック制御を実行する
請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記制御部によって実行される前記ロック制御は、前記バルブタイミング可変機構の駆動を通じて前記ハウジングに対し前記ロータを遅角側に相対移動させることにより、同ロータの前記中間ロック位置に向けた相対移動を実現するものであり、
前記制御部は、前記ロック制御において、前記ロックピンの前記穴への没入が失敗したときには、次回に前記バルブタイミング可変機構の駆動を通じて前記ハウジングに対し前記ロータを前記中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その遅角側への相対移動の量を前回よりも大きくする
請求項２記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記制御部によって実行される前記ロック制御は、前記ロックピンの前記穴への没入が失敗したとき、前記バルブタイミング可変機構の駆動を通じて前記ハウジングに対し前記ロータを前記中間ロック位置よりも進角側に相対移動させるものであり、
前記制御部は、前記ロック制御で前記ロックピンの前記穴への没入が失敗して前記ロータが進角側に相対移動する際、そのロータの前記中間ロック位置に対する進角側へのオーバーシュートが大きいほど、次回に前記バルブタイミング可変機構の駆動を通じて前記ハウジングに対し前記ロータを前記中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その遅角側への相対移動の量の前回値に対する増大量を大きくする
請求項３記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ハウジングに対する前記ロータの相対位置を検出する検出部を備え、
前記制御部は、前記サブロック制御によって前記ロックピンの前記穴への没入が完了したとき、前記検出部によって検出された相対位置と前記中間ロック位置とのずれの分だけ、前記検出部によって検出された相対位置を補正する
ことを特徴とする内燃機関の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、内燃機関のバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される内燃機関では、燃費改善や出力向上等を目的として、例えば特許文献１、２に示されるように吸気バルブ等の機関バルブ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を適用することが知られている。
【０００３】
こうしたバルブタイミング制御装置は、内燃機関のクランクシャフトからの回転伝達を受けるハウジングに対し同機関のカムシャフトと一体回転するロータを回転方向について相対移動させることにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構を備えている。同バルブタイミング可変機構の駆動を通じてクランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を可変とすることにより、カムシャフトによって開閉駆動される機関バルブのバルブタイミング（開閉タイミング）が可変とされる。また、バルブタイミング制御装置は、バルブタイミング可変機構のハウジングに対するロータの回転方向についての相対移動を禁止したり許可したりするロック機構も備えている。このロック機構は、バルブタイミング可変機構におけるハウジングとロータとのうちの一方に設けられた穴に対し他方に設けられたロックピンを没入させることにより、ハウジングに対するロータの相対移動を禁止する一方で、上記穴から上記ロックピンを抜き出すことにより、ハウジングに対するロータの相対移動を許可する。
【０００４】
こうしたロック機構によるハウジングに対するロータの相対移動の禁止については、例えば機関バルブのバルブタイミングが内燃機関の始動に適したタイミングとなる状態で行われる。すなわち、ロックピンを穴に没入させたときの機関バルブのバルブタイミングが内燃機関の始動に適したタイミングとなるよう、それらロックピンと穴との相対位置が定められる。このため、内燃機関の停止過程でロック機構における上記ロックピンを上記穴に没入させてハウジングに対するロータの相対移動を禁止しておくことにより、次回の機関始動時に機関バルブのバルブタイミングを内燃機関の始動に適したタイミングに固定した状態で同機関を始動開始することが可能になる。そして、内燃機関の始動完了後にはロック機構のロックピンを穴から抜き出すことにより、ハウジングに対するロータの相対移動が許可される。これにより、バルブタイミング可変機構の駆動を通じての機関バルブのバルブタイミング可変が可能になる。
【０００５】
なお、ロック機構による上記ハウジングに対するロータの相対移動の禁止については、ハウジングに対するロータの回転方向についての相対移動範囲の端以外の位置である中間ロック位置にて行うことが考えられる。これは、内燃機関の始動開始後に機関バルブのバルブタイミングを同機関の始動時に適したタイミングよりも遅角側に調整可能にし、より広い制御範囲での機関バルブのバルブタイミング制御を実現するためである。ちなみに、内燃機関の停止過程で行われるロック機構による上記ハウジングに対するロータの相対移動の禁止は、例えば特許文献２に示されるロック制御を通じて実現される。同ロック制御では、バルブタイミング可変機構の駆動を通じてロータを中間ロック位置に向けてハウジングに対し相対移動させ、且つ、その中間ロック位置にてロック機構の駆動を通じてロックピンを穴に没入させる。これにより、バルブタイミング可変機構のハウジングに対するロータの相対移動が禁止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−５２４８６公報
【特許文献２】特開２０１１−３２９０４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、バルブタイミング可変機構のハウジングに対するロータの相対位置を正しく把握できていないときや、ロック機構におけるロックピンの移動の応答性が悪いときなどには、ロック制御を実行してもロック機構のロックピンを穴に没入させることができず、ロック制御によるロックピンの穴への没入が失敗するというおそれがある。
【０００８】
このことに対処するため、内燃機関の停止過程でロック制御を実行してもロック機構のロックピンを穴に没入させることができないときには、例えば特許文献１に示されるように、そのときのロックピンと穴との相対位置に関わらず同ロックピンが穴に対する没入方向に移動するようロック機構を駆動することが考えられる。この場合、内燃機関の停止完了までの間に、機関バルブを開閉駆動する際のバルブスプリングの弾性力等によりカムシャフト（ロータ）にトルク変動が発生し、それに伴ってロータがハウジングに対し相対移動する途中で、ロックピンがたまたま穴に対応して位置する状況になれば、同ロックピンを穴に没入させることができるようにはなる。
【０００９】
ただし、内燃機関の停止完了までの間に必ずしもロックピンが穴に対応して位置する状況になるとは限らず、そうした状況にならない場合には内燃機関の停止過程でロック機構のロックピンを穴に没入させることができなくなる。その結果、次回の内燃機関の始動時に機関バルブのバルブタイミングを始動に適したタイミングとすることができなくなり、内燃機関の良好な始動を実現することが困難になる。
【００１０】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の停止過程でロック制御によってロックピンを穴に没入させることができないときでも、そのロックピンの穴への没入を実現できる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関のクランクシャフトからの回転伝達を受けるハウジングに対し同機関のカムシャフトと一体回転するロータを回転方向について相対移動させるバルブタイミング可変機構、及び、ハウジングに対するロータの相対移動を禁止したり許可したりするロック機構を備える。このロック機構は、ハウジングとロータとのうちの一方に設けられた穴に対し他方に設けられたロックピンを没入させることにより、ハウジングに対するロータの回転方向についての相対移動範囲の端以外の位置である中間ロック位置にて、ハウジングに対するロータの回転方向についての相対移動を禁止する。また、ロック機構は、上記穴から上記ロックピンを抜き出すことにより、ハウジングに対するロータの回転方向についての相対移動を許可する。そして、内燃機関の停止過程では、制御部により、バルブタイミング可変機構の駆動を通じてハウジングに対しロータを上記中間ロック位置に向けて相対移動させ、且つ、その中間ロック位置にてロック機構の駆動を通じてロックピンを穴に没入させるロック制御が実行される。
【００１２】
ここで、内燃機関の停止過程で、上記ロック制御によるロック機構のロックピンの穴への没入に失敗し、同ロックピンを穴に没入させることができないという状況が生じる可能性がある。このようにロック制御によってロックピンを穴に没入させることができないときでも、そのロックピンの穴への没入を実現できるよう、バルブタイミング制御装置は次のように構成されている。すなわち、バルブタイミング制御装置は、上記ロックピンを没入させることが可能であって、且つ、ロック機構の穴よりも遅角側の位置に同穴よりも浅いラチェット溝を同穴と繋がるように上記バルブタイミング可変機構に形成する。更に、バルブタイミング制御装置の上記制御部は、内燃機関の停止過程においてロック制御により穴にロックピンを没入させることができないとき、そのロック制御に代えて次のようにサブロック制御を実行する。このサブロック制御では、バルブタイミング可変機構の駆動を通じてハウジングに対しロータを回転方向における最遅角位置まで相対移動させた後、ロック機構の駆動を通じてロックピンを上記穴に対する没入方向に移動させる。
【００１３】
この場合、サブロック制御の実行後、カムシャフトの回転に伴って開閉動作される機関バルブのバルブスプリングの弾性力等によりカムシャフトにトルク変動が発生し、それに伴ってロータがハウジングに対し進角側に相対移動するとき、ロックピンがラチェット溝に達して同溝に没入する。ロックピンがラチェット溝に没入した状態では、同ロックピンは遅角側には変位不能であり、且つ進角側（穴側）には変位可能となる。このため、上記カムシャフトのトルク変動に伴って、ロータがハウジングに対し進角側に相対移動することにより、ロックピンがラチェット溝により案内されて穴に到達するまで進角側に変位する。そして、ラチェット溝に案内されたロックピンが穴に到達すると、その穴内にロックピンが没入してハウジングに対するロータの相対移動が禁止される。以上により、内燃機関の停止過程でロック制御によってロックピンを穴に没入させることができないときでも、サブロック制御を実行することによってロックピンの穴への没入を実現することができる。
【００１４】
なお、上記制御部によって実行されるロック制御は、バルブタイミング可変機構の駆動を通じてハウジングに対しロータを中間ロック位置に向けて相対移動させ、且つ、その中間ロック位置にてロック機構の駆動を通じてロックピンを穴に没入させるという動作を、ロックピンの前記穴への没入が完了するまで繰り返すものとすることが可能である。この場合、上記制御部は、ロック制御におけるロックピンの穴への没入が失敗した回数をカウントし、そのカウント値が定められた閾値以上になることに基づき、ロック制御に代えてサブロック制御を実行することが考えられる。
【００１５】
また、上記制御部によって実行されるロック制御は、バルブタイミング可変機構の駆動を通じてハウジングに対しロータを遅角側に相対移動させることにより、同ロータの中間ロック位置に向けた相対移動を実現するものであってもよい。この場合、上記制御部は、ロック制御において、ロックピンの穴への没入が失敗したときには、次回にバルブタイミング可変機構の駆動を通じてハウジングに対しロータを中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その遅角側への相対移動の量を前回よりも大きくすることが好ましい。ここで、ロック制御でのロックピンの穴への没入の失敗の原因としては、ハウジングに対するロータの遅角側への相対移動が不十分という原因が考えられる。しかし、ロック制御でハウジングに対しロータを中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その相対移動の量を上述したように前回より大きくすれば、ハウジングに対するロータの遅角側への相対移動が同ロックピンを穴に到達させるうえで不十分になることを抑制できる。従って、ロック制御でのハウジングに対するロータの遅角側への相対移動が不十分という原因で、ロック制御でのロックピンの穴への没入が繰り返し失敗することを抑制できるようになる。
【００１６】
更に、上記制御部によって実行されるロック制御は、ロックピンの穴への没入が失敗したとき、バルブタイミング可変機構の駆動を通じてハウジングに対しロータを中間ロック位置よりも進角側に相対移動させるものとすることが考えられる。この場合、上記制御部は、ロックピンの穴への没入が失敗したことに基づき、次回にバルブタイミング可変機構の駆動を通じてハウジングに対しロータを中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その遅角側への相対移動の量の前回値に対する増大量を次のように可変とする。すなわち、ロック制御でロックピンの穴への没入が失敗してロータを進角側に相対移動させる際、そのロータの中間ロック位置に対する進角側へのオーバーシュートが大きいほど、上記遅角側への相対移動の量の前回値に対する増大量を大きくする。ここで、上記ロータの中間ロック位置に対する進角側へのオーバーシュートが大きいほど、ロック制御でのハウジングに対するロータの中間ロック位置に向けた遅角側への相対移動の量が大きく不足していたことを意味する。従って、上記オーバーシュートが大きいほど、上記遅角側への相対移動の量の前回置に対する増大量を大きくすることにより、次回にバルブタイミング可変機構の駆動を通じてハウジングに対しロータを中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その相対移動の量が不足することを的確に抑制できる。
【００１７】
上記バルブタイミング制御装置は、ハウジングに対するロータの相対位置を検出する検出部を備え、更に上記制御部を次のように構成することが好ましい。すなわち、同制御部は、サブロック制御によってロックピンの穴への没入が完了したとき、上記検出部によって検出された相対位置と中間ロック位置とのずれの分だけ、上記検出部によって検出された相対位置を補正する。こうした補正が行われることにより、補正後の上記相対位置には適正からのずれがなくなるため、そのずれに起因したロック制御でのロックピンの穴への没入の失敗をなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】バルブタイミング制御装置が適用される内燃機関全体を示す略図。
【図２】バルブタイミング可変機構の動作に基づく吸気バルブのバルブタイミングの変化態様を示すグラフ。
【図３】バルブタイミング可変機構、及び、同機構を駆動するための油圧回路を示す略図。
【図４】ロック機構の構造を示す断面図。
【図５】ロック機構の構造を示す断面図。
【図６】ロックモード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。
【図７】オイル充填モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。
【図８】進角モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。
【図９】保持モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。
【図１０】遅角モード時のオイルコントロールバルブ内部を示す断面図。
【図１１】スプール弁の変位に伴うオイルコントロールバルブ内の各種油路の開口面積の変化を示すグラフ。
【図１２】ロック制御の実行時におけるハウジングに対するロータの相対位置の変化を示すタイムチャート。
【図１３】ロック制御の実行時におけるハウジングに対するロータの相対位置の変化を示すタイムチャート。
【図１４】内燃機関の停止過程でのハウジングに対するロータの相対位置の変化を示すタイムチャート。
【図１５】サブロック制御の実行時におけるハウジングに対するロータの相対位置の変化を示すタイムチャート。
【図１６】ロック制御及びサブロック制御の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、内燃機関のバルブタイミング制御装置の一実施形態について、図１〜図１５を参照して説明する。
図１に示される内燃機関１は、自動車等の車両に搭載されている。この内燃機関１においては、燃焼室２に繋がる吸気通路３にスロットルバルブ１３が開閉可能に設けられており、同吸気通路３を通じて燃焼室２に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁４から同機関１の吸気ポート３ａに向けて噴射された燃料が同燃焼室２に供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ５による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン６が往復移動し、内燃機関１の出力軸であるクランクシャフト７が回転する。一方、燃焼室２で燃焼した後の混合気は、排気として排気通路８に送り出される。
【００２０】
内燃機関１における燃焼室２と吸気通路３との間は、吸気バルブ１１の開閉動作を通じて連通・遮断される。この吸気バルブ１１は、クランクシャフト７からの回転伝達を受ける吸気カムシャフト１２の回転に伴って開閉動作する。そして、吸気カムシャフト１２の回転に伴い吸気バルブ１１が開弁する際には、バルブスプリング１１ａの圧縮時の弾性力に基づき吸気カムシャフト１２に対しその回転方向と逆方向のトルク（負トルク）が作用する。また、吸気カムシャフト１２の回転に伴い吸気バルブ１１が閉弁する際には、バルブスプリング１１ａの膨張時の弾性力に基づき吸気カムシャフト１２に対しその回転方向と同方向のトルク（正トルク）が作用する。
【００２１】
一方、内燃機関１における燃焼室２と排気通路８との間は、排気バルブ１４の開閉動作を通じて連通・遮断される。この排気バルブ１４は、クランクシャフト７からの回転伝達を受ける排気カムシャフト１５の回転に伴って開閉動作する。そして、排気カムシャフト１５の回転に伴い排気バルブ１４が開弁する際には、バルブスプリング１４ａの圧縮時の弾性力に基づき排気カムシャフト１５に対しその回転方向と逆方向のトルク（負トルク）が作用する。また、排気カムシャフト１５の回転に伴い排気バルブ１４が閉弁する際には、バルブスプリング１４ａの膨張時の弾性力に基づき排気カムシャフト１５に対しその回転方向と同方向のトルク（正トルク）が作用する。
【００２２】
内燃機関１には、吸気バルブ１１の開閉タイミングを可変とすべく、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相を変化させるバルブタイミング可変機構１６が設けられている。このバルブタイミング可変機構１６は、オイルコントロールバルブ２５の駆動によるオイルの給排を通じて、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相を変化させるよう油圧駆動される。こうしたバルブタイミング可変機構１６の駆動により、吸気バルブ１１のバルブタイミング（開閉タイミング）が可変とされる。詳しくは、図２に示すように、吸気バルブ１１の開弁期間を一定に保持した状態で同バルブ１１の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角される。
【００２３】
次に、バルブタイミング可変機構１６、及びその駆動を行うための油圧回路について詳しく説明する。
図３に示されるように、バルブタイミング可変機構１６は、吸気カムシャフト１２に対しボルトにより一体回転可能に固定されたロータ２１と、吸気カムシャフト１２と同一軸線上に上記ロータ２１を囲むように設けられてクランクシャフト７（図１）からの回転伝達を受けるハウジング２２とを備えている。このハウジング２２の内周面には、吸気カムシャフト１２の軸線に向かって突出する突部２３が周方向について所定の間隔をおいて複数形成されている。また、ロータ２１の外周面には、吸気カムシャフト１２の軸線から離れる方向に突出する複数のベーン２４がそれぞれ上記各突部２３の間に位置するように形成されている。これにより、ハウジング２２内における各突部２３の間に位置する部分が、ベーン２４により進角側油圧室２６と遅角側油圧室２７とに区画されている。
【００２４】
そして、進角側油圧室２６にオイルを供給するとともに遅角側油圧室２７からオイルを排出すると、ロータ２１がハウジング２２に対し図中の右回転方向に相対移動して吸気カムシャフト１２のクランクシャフト７に対する相対回転位相が進角側に変化し、それによって吸気バルブ１１のバルブタイミングが進角側に変化する。また、遅角側油圧室２７にオイルを供給するとともに進角側油圧室２６からオイルを排出すると、ロータ２１がハウジング２２に対し図中左回転方向に相対移動して吸気カムシャフト１２のクランクシャフト７に対する相対回転位相が遅角側に変化し、それによって吸気バルブ１１のバルブタイミングが遅角側に変化する。
【００２５】
バルブタイミング可変機構１６は、ロータ２１のハウジング２２に対する相対移動を禁止する禁止動作を行うとともに、その相対移動を許可状態とする許可動作を行うロック機構２８を備えている。なお、ロック機構２８の許可動作は、同機構２８の解除室２８ａへのオイルの供給を通じて同解除室２８ａの油圧を上昇させることによって行われる。また、ロック機構２８の禁止動作は、同機構２８の解除室２８ａからのオイルの排出を通じて同解除室２８ａの油圧を低下させることによって行われる。
【００２６】
ロック機構２８によるハウジング２２に対するロータ２１の相対移動の禁止は、吸気バルブ１１のバルブタイミングが機関始動に適したタイミングとなる状態で行われる。これは、機関停止過程でロック機構２８によるハウジング２２に対するロータ２１の相対移動の禁止を行うことにより、次回の機関始動開始時に吸気バルブ１１のバルブタイミングを機関始動に適したタイミングに固定しておき、それによって良好な機関始動を実現するためである。更に、ロック機構２８によるハウジング２２に対するロータ２１の相対移動の禁止は、ハウジング２２に対するロータ２１の回転方向についての相対移動範囲の端以外の位置である中間ロック位置にて行われる。これは、機関始動完了後にロック機構２８によるハウジング２２に対するロータ２１の相対移動の禁止を解除して同相対移動を許可したとき、吸気バルブ１１のバルブタイミングを機関始動時に適したタイミングよりも遅角側に調整可能にし、より広い制御範囲での吸気バルブ１１のバルブタイミング制御を実現するためである。
【００２７】
図４に示すように、ロック機構２８には、解除室２８ａ内の油圧に基づく力及びばね２９の付勢力を受けてハウジング２２に形成された穴３０に対し出し入れされるロックピン３１が設けられている。ハウジング２２における穴３０よりも遅角側（図中左側）の位置には、その穴３０寄りも浅く上記ロックピン３１を没入させることが可能なラチェット溝３２が、同穴３０と繋がるように形成されている。ロック機構２８では、ロックピン３１と穴３０とを位置合わせした状態のもと、解除室２８ａからのオイルの排出を通じて同解除室２８ａ内の油圧に基づく力を小さくすることにより、上記ばね２９の付勢力でロックピン３１を穴３０内に没入する禁止動作が行われる。また、ロック機構２８では、ロックピン３１を穴３０に没入した状態のもと、解除室２８ａに対するオイルの供給を通じて同解除室２８ａ内の油圧に基づく力を大きくすることにより、上記ばね２９の付勢力に抗して図５に示すように穴３０からロックピン３１を抜き出す許可動作が行われる。
【００２８】
なお、ロータ２１には、ロック機構２８の上記禁止動作が行われた状態のとき（図４）、進角側油圧室２６と遅角側油圧室２７とを連通する連通路１７が形成されている。この連通路１７は、図５に示すようにロック機構２８の許可動作が完了しているときにはロックピン３１により遮断状態となる。
【００２９】
図３に示すように、バルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６及び遅角側油圧室２７に対するオイルの給排、並びに、ロック機構２８の解除室２８ａに対するオイルの給排は、バルブタイミング可変機構１６及びロック機構２８とオイルポンプ３３とを繋ぐ油圧回路を構成する複数の油路を通じて行われる。この油圧回路における複数の油路の途中には、それら油路によるバルブタイミング可変機構１６及びロック機構２８に対するオイルの給排態様を変更するオイルコントロールバルブ２５が設けられている。そして、オイルコントロールバルブ２５を用いてバルブタイミング可変機構１６及びロック機構２８に対するオイルの給排態様を変更することで、バルブタイミング可変機構１６の上述したようにクランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相が変更されたり、ロック機構２８の禁止動作や許可動作が行われたりする。
【００３０】
オイルコントロールバルブ２５は、オイルポンプ３３に対し供給油路３４を介して接続されるとともに、そのオイルポンプ３３により汲み上げられるオイルを貯留するためのオイルパン３５に対し排出油路３６を介して接続されている。なお、上記供給油路３４に関しては、オイルポンプ３３の下流側で二つに分岐してオイルコントロールバルブ２５に対し二ヶ所で繋がっている。また、オイルコントロールバルブ２５は、バルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６に対し進角側油路３７を介して接続されるとともに、同機構１６の遅角側油圧室２７に対し遅角側油路３８を介して接続されている。更に、オイルコントロールバルブ２５は、バルブタイミング可変機構１６に設けられたロック機構２８の解除室２８ａに対し解除用油路３９を介して接続されている。
【００３１】
そして、オイルコントロールバルブ２５は、機関運転状態等に応じて、複数の動作モードのうちのいずれかのモードで動作される。こうしたオイルコントロールバルブ２５の動作モードとしては、例えば以下のようなロックモード、オイル充填モード、進角モード、保持モード、及び遅角モードがあげられる。
【００３２】
（ロックモード）
このモードは、ロック機構２８の禁止動作の完了状態、すなわちロックピン３１を穴３０に没入した状態を維持するためのものである。このモードでは、ロック機構２８の禁止動作の完了状態のもと、排出油路３６が解除用油路３９に接続されるとともに、進角側油路３７及び遅角側油路３８がそれぞれ供給油路３４と排出油路３６との両方に対し遮断状態とされるよう、オイルコントロールバルブ２５が動作される。これにより、ロック機構２８の解除室２８ａからオイルが排出される状態になるとともに、バルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６及び遅角側油圧室２７に対するオイルの給排が禁止される。その結果、ロック機構２８の禁止動作の完了した状態、言い換えればバルブタイミング可変機構１６におけるハウジング２２に対するロータ２１の回転方向についての相対移動が禁止された状態が維持される。
【００３３】
（オイル充填モード）
このモードは、機関始動時などバルブタイミング可変機構１６からオイルが抜けた状態であり、且つロック機構２８の禁止動作の完了状態（ロックピン３１が穴３０に没入された状態）のもとで、バルブタイミング可変機構１６の油圧駆動を開始すべく同機構１６をオイルで満たすためのものである。このモードでは、供給油路３４が進角側油路３７に接続されるとともに、ロック機構２８の解除用油路３９が排出油路３６に接続され、且つ遅角側油路３８が供給油路３４及び排出油路３６に対し遮断状態とされるよう、オイルコントロールバルブ２５が動作される。これにより、バルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６にオイルが供給されるとともに、ロック機構２８の解除室２８ａからオイルが排出される状態となる。また、ロック機構２８の禁止動作の完了状態のもとでは、進角側油圧室２６と遅角側油圧室２７とが連通路１７（図４）によって連通するため、上述したように進角側油圧室２６に供給されたオイルが連通路１７を介して遅角側油圧室２７に流れる。これにより、バルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６及び遅角側油圧室２７が速やかにオイルで満たされ、それに伴ってバルブタイミング可変機構１６のロータ２１が速やかに動作可能な状態になる。
【００３４】
（進角モード）
このモードは、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２（図１）の相対回転位相を進角させ、それによって吸気バルブ１１のバルブタイミングを進角側に変化させるためのものである。このモードでは、図３に示す供給油路３４が進角側油路３７及び解除用油路３９に接続されるとともに遅角側油路３８が排出油路３６に接続されるよう、オイルコントロールバルブ２５が動作される。これにより、バルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６及びロック機構２８の解除室２８ａにオイルが供給されるとともに、バルブタイミング可変機構１６の遅角側油圧室２７からオイルが排出される。その結果、ロック機構２８が許可動作状態にされるとともに、ハウジング２２に対しロータ２１が図中右回転方向に相対移動して吸気バルブ１１のバルブタイミングが進角側に変化する。
【００３５】
（保持モード）
このモードは、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相を一定に保持し、それによって吸気バルブ１１のバルブタイミングを保持状態とするためのものである。このモードでは、供給油路３４が解除用油路３９に接続されるとともに、進角側油路３７及び遅角側油路３８がそれぞれ供給油路３４と排出油路３６との両方に対し遮断状態とされるよう、オイルコントロールバルブ２５が動作される。これにより、ロック機構２８の解除室２８ａにオイルが供給されるとともに、バルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６及び遅角側油圧室２７に対するオイルの給排が禁止される。その結果、ロック機構２８が許可動作状態とされた状況のもと、ハウジング２２に対するロータ２１の回転方向についての相対移動が停止して吸気バルブ１１のバルブタイミングが保持状態とされる。
【００３６】
（遅角モード）
このモードは、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相を遅角させ、それによって吸気バルブ１１のバルブタイミングを遅角側に変化させるためのものである。このモードでは、供給油路３４が遅角側油路３８及び解除用油路３９に接続されるとともに進角側油路３７が排出油路３６に接続されるよう、オイルコントロールバルブ２５が動作される。これにより、バルブタイミング可変機構１６の遅角側油圧室２７及びロック機構２８の解除室２８ａにオイルが供給されるとともに、バルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６からオイルが排出される。その結果、ロック機構２８が許可動作状態にされるとともに、ハウジング２２に対しロータ２１が図中左回転方向に相対移動して吸気バルブ１１のバルブタイミングが遅角側に変化する。
【００３７】
次に、オイルコントロールバルブ２５の詳細な構造について図６〜図１０を参照して説明する。なお、図６〜図１０はそれぞれ、オイルコントロールバルブ２５の動作モードを上述したロックモード、オイル充填モード、進角モード、保持モード、及び遅角モードとした状態を示す断面図である。
【００３８】
これらの図（例えば図６）に示されるオイルコントロールバルブ２５においては、円筒体４１内にスプール弁４２が軸線方向に移動可能に設けられている。このスプール弁４２は、円筒体４１内に設けられたばね４３の付勢力によって上記軸線方向の一端側（図中左側、以下では基準端という）に向けて付勢されている。そして、上記ばね４３の付勢力に抗してスプール弁４２を押圧するアクチュエータ４４、及び上記ばね４３によって、スプール弁４２の軸線方向についての移動が実現される。すなわち、アクチュエータ４４のスプール弁４２に対する押圧力を調整すると、その押圧力とばね４３の付勢力とが釣り合うようスプール弁４２が軸線方向に移動する。こうしたスプール弁４２の移動を通じて、同スプール弁４２の軸線方向についての位置調整が行われる。
【００３９】
スプール弁４２には、アクチュエータ４４側の端部から順に複数の弁体４５ａ〜４５ｅが互いに所定の間隔をおいて形成されている。このスプール弁４２が挿入される円筒体４１には、油圧回路における複数の油路（供給油路３４、進角側油路３７、遅角側油路３８、解除用油路３９）と円筒体４１の内周面とをそれぞれ繋ぐように、且つ円筒体４１の径方向に直線状に延びるように複数の孔４６ａ〜４６ｅが形成されている。更に、円筒体４１には、その内周面にて開口する凹部４６ｆも形成されている。上記孔４６ａは進角側油路３７と繋がっており、上記孔４６ｂは遅角側油路３８と繋がっている。また、上記孔４６ｃと上記孔４６ｄとは供給油路３４と繋がっており、上記孔４６ｅは解除用油路３９と繋がっている。一方、円筒体４１におけるアクチュエータ４４側（図中左側）の開口端は、油圧回路における複数の油路のうちの排出油路３６と繋がるとともに、スプール弁４２の内部に形成された排出通路４２ａと連通している。なお、この排出通路４２ａに関しては、スプール弁４２におけるアクチュエータ４４側（図中左側）の端部にて開口するとともに、スプール弁４２の軸線方向に延びて同スプール弁４２の軸線方向の中央部、より詳しくは弁体４５ｃと弁体４５ｄとの間の部分の外周面でも開口している。
【００４０】
円筒体４１における孔４６ａ，４６ｂ，４６ｅ及び凹部４６ｆの内部は、バルブタイミング可変機構１６及びロック機構２８に繋がるポートとして機能する。より詳しくは、孔４６ａは進角側油圧室２６に繋がるポートとして機能し、孔４６ｂ及び凹部４６ｆは遅角側油圧室２７に繋がるポートとして機能し、孔４６ｅ及び凹部４６ｆは解除室２８ａに繋がるポートとして機能する。そして、上記円筒体４１内のスプール弁４２をその軸線方向における任意の位置、例えば図６〜図１０に示される位置に変位させると、上記複数のポートがスプール弁４２の弁体４５ａ〜４５ｅによって開閉される。これにより、オイルコントロールバルブ２５の動作モードが、ロックモード、オイル充填モード、進角モード、保持モード、及び遅角モードといった複数の動作モードのうちのいずれかの動作モードとされる。こうした動作モードの切り換えを通じてバルブタイミング可変機構１６及びロック機構２８（共に図３）に対するオイルの給排態様が変更される。そして、バルブタイミング可変機構１６及びロック機構２８に対するオイルの給排態様の変更により、それらバルブタイミング可変機構１６及びロック機構２８が油圧駆動される。
【００４１】
図１１は、スプール弁４２が軸線方向について変位する際の上記油圧回路における各種油路のオイルコントロールバルブ２５内に対応する部分の開口面積の変化を示すグラフである。同図に示されるように、スプール弁４２がその移動範囲の基準端（図中の横軸の左端に対応する位置）から離れるに従い、オイルコントロールバルブ２５の動作モードがロックモード、オイル充填モード、進角モード、保持モード、及び遅角モードへと順に変化してゆく。
【００４２】
なお、同図において、実線Ｌ１はロック機構２８の解除室２８ａからオイルを排出する油路の開口面積の変化を示しており、二点鎖線Ｌ２はバルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６にオイルを供給する油路の開口面積の変化を示している。また、破線Ｌ３は、バルブタイミング可変機構１６の遅角側油圧室２７からオイルを排出する油路の開口面積の変化を示しており、実線Ｌ４はロック機構２８の解除室２８ａにオイルを供給する油路の開口面積の変化を示している。更に、二点鎖線Ｌ５はバルブタイミング可変機構１６の遅角側油圧室２７にオイルを供給する油路の開口面積の変化を示しており、二点鎖線Ｌ６はバルブタイミング可変機構１６の進角側油圧室２６からオイルを排出する油路の開口面積の変化を示している。すなわち、上述した各油路の開口面積がスプール弁４２の変位に応じて図示のごとく変化するよう、スプール弁４２の弁体４５ａ〜４５ｅ、並びに、円筒体４１の孔４６ａ〜１６ｅ及び凹部４６ｆが形成されている。
【００４３】
次に、内燃機関１のバルブタイミング制御装置の電気的構成について、図１を参照して詳しく説明する。
この制御装置は、内燃機関１の運転に関する各種制御を実行する電子制御装置５１を備えている。同電子制御装置５１には、上記制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等が設けられている。
【００４４】
電子制御装置５１の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・吸気通路３を通過する空気の量（吸入空気量）を検出するエアフローメータ５２。
・吸気カムシャフト１２の回転に基づき同シャフト１２の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ５３。
【００４５】
・クランクシャフト７の回転に対応する信号を出力するクランクポジションセンサ５４。
・吸気通路３に設けられたスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ５５。
【００４６】
・車両の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル５６の踏み込み量（アクセル操作量）を検出するアクセルポジションセンサ５７。
電子制御装置５１の出力ポートには、燃料噴射弁４の駆動回路、点火プラグ５の駆動回路、スロットルバルブ１３の駆動回路、及び、バルブタイミング可変機構１６（オイルコントロールバルブ２５（アクチュエータ４４））の駆動回路などの各種機器の駆動回路等が接続されている。
【００４７】
そして、電子制御装置５１は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき、機関回転速度や機関負荷（内燃機関１の１サイクル当たりに燃焼室２に吸入される空気の量）といった機関運転状態を把握する。なお、機関回転速度はクランクポジションセンサ５４からの検出信号に基づき求められる。また、機関負荷は、アクセルポジションセンサ５７、スロットルポジションセンサ５５、及びエアフローメータ５２等の検出信号に基づき求められる内燃機関１の吸入空気量と上記機関回転速度とから算出される。
【００４８】
更に、電子制御装置５１は、クランクポジションセンサ５４及びカムポジションセンサ５３からの検出信号に基づき、吸気バルブ１１の実際のバルブタイミング（クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相）を検出する。なお、こうして検出されるクランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相（吸気バルブ１１の実際のバルブタイミング）は、バルブタイミング可変機構１６におけるハウジング２２に対するロータ２１の回転方向についての相対位置に対応している。従って、吸気バルブ１１の実際のバルブタイミングを検出するときの電子制御装置５１は、バルブタイミング可変機構１６のハウジング２２に対するロータ２１の回転方向についての相対位置を検出する検出部として機能する。
【００４９】
電子制御装置５１は、機関負荷や機関回転速度といった機関運転状態、及び、吸気バルブ１１のバルブタイミングの実測値に基づき、上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして内燃機関１における燃料噴射制御、点火時期制御、吸入空気量制御、及び吸気バルブ１１のバルブタイミング制御等が電子制御装置５１を通じて実施される。
【００５０】
電子制御装置５１は、内燃機関１の停止過程で、ロック機構２８によるハウジング２２に対するロータ２１の相対移動を禁止するためのロック制御を実行する。なお、このときの電子制御装置５１は、上記ロック制御を実行する制御部として機能する。このロック制御では、バルブタイミング可変機構１６の駆動を通じてロータ２１を中間ロック位置に向けてハウジング２２に対し相対移動させ、且つ、その中間ロック位置にてロック機構２８の駆動を通じてロックピン３１を穴３０に没入させるという動作が、ロックピン３１の穴３０への没入が完了するまで繰り返される。そして、ロックピン３１の穴３０への没入が完了することにより、バルブタイミング可変機構１６のハウジング２２に対するロータ２１の相対移動が禁止される。
【００５１】
次に、上記ロック制御について、図１２及び図１３を参照して詳しく説明する。これらの図は、ロック制御の実行時における時間経過に伴うハウジング２２に対するロータ２１の相対位置の変化を示している。なお、これらの図において、判定値Ａは中間ロック位置の遅角側の境界位置に対応し、且つ、判定値Ｂは中間ロック位置の進角側の境界位置に対応しており、判定値Ａと判定値Ｂとの間が中間ロック位置（穴３０の位置）に対応している。
【００５２】
図１２において、内燃機関１の停止開始時（タイミングＴ１）、ロータ２１が中間ロック位置の進角側の境界位置（判定値Ｂ）よりも進角側に位置する場合（実線）、オイルコントロールバルブ２５が遅角モードとされる。これにより、ロータ２１が中間ロック位置（判定値Ｂ）に向けてハウジング２２に対し遅角側に相対移動するよう、バルブタイミング可変機構１６が油圧駆動される。そして、ロータ２１が判定値Ｂを越えてハウジング２２に対し遅角側に相対移動すると（タイミングＴ２）、それによってハウジング２２に対するロータ２１の相対位置が判定値Ｂと判定値Ａとの間の位置（中間ロック位置）に達する。このようにハウジング２２に対するロータ２１の相対位置が中間ロック位置に達すると、オイルコントロールバルブ２５のロックモードへの切り換えが開始される。
【００５３】
一方、内燃機関１の停止開始時（タイミングＴ１）、ロータ２１が中間ロック位置の遅角側の境界位置（判定値Ａ）よりも遅角側に位置する場合（二点鎖線）、オイルコントロールバルブ２５が進角モードとされる。これにより、ロータ２１が中間ロック位置（判定値Ａ）に向けてハウジング２２に対し進角側に相対移動するよう、バルブタイミング可変機構１６が油圧駆動される。そして、ロータ２１が判定値Ａを越えてハウジング２２に対し進角側に相対移動すると（タイミングＴ３）、それによってハウジング２２に対するロータ２１の相対位置が判定値Ａと判定値Ｂとの間の位置（中間ロック位置）に達する。このようにハウジング２２に対するロータ２１の相対位置が中間ロック位置に達すると、オイルコントロールバルブ２５のロックモードへの切り換えが開始される。
【００５４】
上述した状況でのオイルコントロールバルブ２５のロックモードへの切り換えは、図１１に示す進角モードやオイル充填モードなど進角側油圧室２６にオイルが供給される動作モードを経て行われる。このため、ハウジング２２に対しロータ２１が進角側に相対移動するようバルブタイミング可変機構１６が油圧駆動されつつ、ロック機構２８の解除室２８ａからオイルが排出される。そして、ロックモードへのオイルコントロールバルブ２５の切り換え動作により、ロックピン３１がばね４３の付勢力により穴３０に対する没入方向に移動しようとする。このとき、ロックピン３１の穴３０に対する没入を完了できれば、バルブタイミング可変機構１６のハウジング２２に対するロータ２１の相対移動をロック機構２８によって禁止することができる。
【００５５】
しかし、上記ロックモードへのオイルコントロールバルブ２５の切り換え動作の際、ロックピン３１がばね４３の付勢力により穴３０に対する没入方向に移動しようとしても、ロックピン３１の穴３０に対する没入を完了できない可能性がある。この場合、上記ロックモードへの切り換えが進角モードやオイル充填モードなどを経て行われるため、ハウジング２２に対しロータ２１が進角側に相対移動する。そして、ハウジング２２に対しロータ２１が判定値Ｂよりも進角側の位置である判定値Ｃを越えて進角側に相対移動した場合、そのことに基づきロックピン３１の穴３０への没入が失敗した旨判断される（図１２のタイミングＴ４）。このようにロックピン３１の穴３０への没入が失敗した旨判断されると、ロータ２１が中間ロック位置（判定値Ｂ）に向けてハウジング２２に対し遅角側に相対移動するよう、バルブタイミング可変機構１６が油圧駆動される。そして、ロータ２１が判定値Ｂと判定値Ａとの間の位置（中間ロック位置）まで相対移動すると、ロック機構２８の油圧駆動を通じてロックピン３１の穴３０に対する没入方向への移動が行われる。ロック制御では、以上の動作がロックピン３１の穴３０への没入が完了するまで繰り返し行われる。
【００５６】
ちなみに、ロック制御において、ハウジング２２に対しロータ２１を中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させた後、ロックピン３１を穴３０に対する没入方向に移動させても、同ロックピン３１の穴３０への没入が完了しないとき、すなわち同没入に失敗したときには、次回の上記遅角側へのロータ２１の相対移動が次のように行われる。すなわち、ハウジング２２に対しロータ２１を中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その遅角側への相対移動の量が前回よりも大きくされる。詳しくは、次回の判定値Ｂに向けた上記遅角側へのロータ２１の相対移動の際、図１３に示すように判定値Ａ及び判定値Ｂが遅角量Ｒ分だけ遅角側に変更される。これにより、ハウジング２２に対しロータ２１が判定値Ｂまで遅角側に相対移動するタイミングが遅くされ、それによって上記相対移動の量が前回よりも大きくされる。なお、上記遅角量Ｒについては、ロックピン３１の穴３０への没入が失敗してロータ２１がハウジング２２に対し進角側に相対移動する際、そのロータ２１の中間ロック位置に対する進角側へのオーバーシュートＳが大きいほど大きい値とされる。これにより、同オーバーシュートＳが大きいほど、次回にハウジング２２に対しロータ２１を中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その遅角側への相対移動の量の前回値に対する増大量が大きくなる。そして、上記ロック制御により、ロックピン３１の穴３０への没入が完了したときには、ハウジング２２に対するロータ２１の相対位置が例えば図１３のタイミングＴ５以降で示すように変化する。こうしたロータ２１の相対位置の変化に基づき、ロックピン３１の穴３０への没入が成功（完了）した旨の判断を行うことが可能である。
【００５７】
ところで、バルブタイミング制御装置においては、バルブタイミング可変機構１６を構成する部品の組み付け誤差や寸法誤差、及び、ハウジング２２に対するロータ２１の相対位置の誤検出等により、その相対位置を正しく把握できないときがある。また、オイルの粘度が高くなってロック機構２８の解除室２８ａからのオイルの排出に遅れが生じるときには、ロック機構２８におけるロックピン３１の移動の応答性が悪くなる。これらの状況下では、内燃機関１の停止過程でロック制御を実行しても、ロック機構２８のロックピン３１を穴３０に没入させることができず、ロック制御によるロックピン３１の穴３０への没入が失敗し続けるおそれがある。
【００５８】
この実施形態では、こうした状況のもとでもロックピン３１の穴３０への没入を完了できるよう、上記ロック制御におけるロックピン３１の穴３０への没入が失敗した回数をカウントし、そのカウント値が定められた閾値以上になることに基づき、次のようにサブロック制御を実行する。このサブロック制御では、ハウジング２２に対するロータ２１の相対位置を正しく把握できていない可能性があることを想定して、バルブタイミング可変機構１６の油圧駆動を通じてハウジング２２に対しロータ２１を回転方向における最遅角位置まで相対移動させる。詳しくは、ロータ２１が上記最遅角位置に相対移動するまでオイルコントロールバルブ２５の動作モードを図１１に示す遅角モードとする。そして、ロータ２１が上記最遅角位置に相対移動した後、ロック機構２８の油圧駆動を通じてロックピン３１を穴３０に対する没入方向に移動させる。詳しくは、オイルコントロールバルブ２５の動作モードをロックモードに切り換える。
【００５９】
次に、本実施形態のバルブタイミング制御装置の作用について説明する。
内燃機関１の停止過程で、ロック制御ではロック機構２８におけるロックピン３１を穴３０に没入させることができず、ロック制御に代えて上記サブロック制御が実行されると、そのサブロック制御の実行後に次のようにロックピン３１の穴３０への没入が行われる。すなわち、吸気カムシャフト１２の回転に伴って開閉動作される吸気バルブ１１のバルブスプリング１１ａの弾性力等により吸気カムシャフト１２にトルク変動が発生する。内燃機関１の停止過程であって機関回転速度低下に伴って進角側油圧室２６及び遅角側油圧室２７内の油圧が低下してゆくときには、吸気カムシャフト１２に発生する上記トルク変動によってロータ２１がハウジング２２に対し進角側や遅角側に変動する。こうした変動に起因するロータ２１のハウジング２２に対する進角側への相対移動により、ロックピン３１が図４に示すラチェット溝３２に達すると、ロックピン３１がばね２９の付勢力によってラチェット溝３２に没入する。ロックピン３１がラチェット溝３２に没入した状態では、同ロックピン３１は遅角側には変位不能であり、且つ進角側（穴３０側）には変位可能となる。このため、上記吸気カムシャフト１２のトルク変動に伴って、ロータ２１がハウジング２２に対し進角側に相対移動することにより、ロックピン３１がラチェット溝３２により案内されて穴３０に到達するまで進角側に変位する。そして、ラチェット溝３２に案内されたロックピン３１が穴３０に到達すると、その穴３０内にロックピン３１が没入してハウジング２２に対するロータ２１の相対移動が禁止される。以上により、内燃機関１の停止過程でロック制御によってロックピン３１を穴３０に没入させることができないときでも、サブロック制御を実行することによってロックピン３１の穴３０への没入を実現することができる。
【００６０】
ここで、図１４は、内燃機関１の停止過程において、ロック制御ではロックピン３１を穴３０に没入させることができないとき、ロックピン３１と穴３０との相対位置に関係なく、直ちにロックピン３１が穴３０に対する没入方向に移動するようロック機構２８を油圧駆動した場合のハウジング２２に対するロータ２１の相対位置の変化を示している。この場合、ロックピン３１が穴３０よりも遅角側に位置しているとき、ロックピン３１が上記没入方向に移動すれば、そのロックピン３１（ロータ２１）をラチェット溝３２による案内を通じて実線で示すように短時間で中間ロック位置まで移動させて穴３０に没入させることができる。しかし、ロックピン３１が穴３０よりも進角側に位置しているとき、ロックピン３１を上記没入方向に移動させようとした場合、そのロックピン３１（ロータ２１）を中間ロック位置まで移動させて穴３０に没入させるために長い時間を要する。これは、中間ロック位置に向けたロータ２１の遅角側への変位は、内燃機関１の停止過程での進角側油圧室２６内のオイルの排出に伴う油圧低下により、且つ、吸気バルブ１１のバルブスプリング１１ａの弾性力により、二点鎖線で示されるように徐々にしか行われないことが原因である。
【００６１】
一方、図１５は、内燃機関１の停止過程において、ロック制御ではロックピン３１を穴３０に没入させることができないとき、ロック制御に代えてサブロック制御を実行した場合のハウジング２２に対するロータ２１の相対位置の変化を示している。この場合、ロックピン３１が穴３０よりも遅角側に位置しているとき（実線）と、進角側に位置しているとき（二点鎖線）とのいずれの場合であれ、ロータ２１を最も最遅角位置まで相対移動させた後、ロックピン３１が上記没入方向に移動するようロック機構２８が油圧駆動される。このため、サブロック制御の実行開始時、ロックピン３１が穴３０よりも遅角側と進角側とのいずれに位置していようとも、そのロックピン３１（ロータ２１）をラチェット溝３２による案内を通じて速やかに中間ロック位置まで移動させて穴３０に没入させることができる。
【００６２】
図１６は、上記サブロック制御を実行するためのロック制御実行ルーチンを示すフローチャートである。このロック制御実行ルーチンは、電子制御装置５１を通じて、所定時間毎の時間割り込みを通じて周期的に実行される。
【００６３】
電子制御装置５１は、同ルーチンのステップ１０１（Ｓ１０１）として内燃機関１の停止過程であるか否かを判断し、ここで否定判定であればロック制御実行ルーチンを一旦終了する。一方、Ｓ１０１で内燃機関１の停止過程である旨判断されると、電子制御装置５１は、ロック制御でのロックピン３１の穴３０への没入の失敗回数のカウント値が閾値未満であるか否かを判断する。ここで上記カウント値が閾値未満である旨判断された場合にはＳ１０３に進む。電子制御装置５１は、Ｓ１０３の処理としてロック制御を実行し、更にＳ１０４の処理として同ロック制御によってロックピン３１の穴３０への没入が失敗したか否かを判断する。
【００６４】
そして、ロック制御によってロックピン３１の穴３０への没入が失敗した旨判断された場合、電子制御装置５１は、Ｓ１０５の処理として上記カウント値をインクリメントした後、このロック制御実行ルーチンを一旦終了する。一方、上記Ｓ１０４で否定判定がなされると、電子制御装置５１は、Ｓ１０６の処理としてロック制御によるロックピン３１の穴３０への没入が成功したか否かを判断する。ここで成功した旨判断されると、電子制御装置５１は、Ｓ１０７の処理として上記カウント値をクリアして「０」とした後、このロック制御実行ルーチンを一旦終了する。
【００６５】
ロック制御によってロックピン３１を穴３０に没入させることができず、上記カウント値が閾値以上になると、Ｓ１０２の処理で否定判定がなされる。この場合、電子制御装置５１は、Ｓ１０８の処理としてサブロック制御を実行し、更にＳ１０９の処理として同サブロック制御によるロックピン３１の穴３０への没入が完了したか否かを判断する。そして、サブロック制御によるロックピン３１の穴３０への没入が完了した旨判断されると、電子制御装置５１は、Ｓ１１０の処理として、クランクポジションセンサ５４及びカムポジションセンサ５３を用いて検出されたハウジング２２に対するロータ２１の相対位置を補正するための処理を実行する。詳しくは、上記検出された相対位置と中間ロック位置とにずれがある場合、そのずれがなくなるよう同ずれに対応した分だけ上記検出された相対位置を補正する。
【００６６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）バルブタイミング可変機構１６のハウジング２２における穴３０よりも遅角側（図中左側）の位置には、その穴３０寄りも浅くロック機構２８のロックピン３１を没入させることが可能なラチェット溝３２が、ロック機構２８の穴３０と繋がるように形成される。そして、内燃機関１の停止過程でロック制御によりロックピン３１の穴３０への没入を完了できないとき、すなわち上記ロック制御におけるロックピン３１の穴３０への没入が失敗した回数のカウント値が閾値以上になるとき、次のようにサブロック制御を実行する。このサブロック制御では、バルブタイミング可変機構１６の油圧駆動を通じてハウジング２２に対しロータ２１を回転方向における最遅角位置まで相対移動させた後、ロック機構２８の油圧駆動を通じてロックピン３１を穴３０に対する没入方向に移動させる。このサブロック制御の実行後には、吸気カムシャフト１２の回転に伴って開閉動作される吸気バルブ１１のバルブスプリング１１ａの弾性力等により吸気カムシャフト１２にトルク変動が発生することに基づき、ロックピン３１がラチェット溝３２に没入した後に同溝３２により穴３０まで案内される。その結果、ロックピン３１が穴３０に没入してハウジング２２に対するロータ２１の相対移動が禁止される。以上により、内燃機関１の停止過程でロック制御によってロックピン３１を穴３０に没入させることができないときでも、サブロック制御を実行することによってロックピン３１の穴３０への没入を実現することができる。更に、こうしたロックピン３１の穴３０への没入を短時間で行うことができる。また、機関始動時にロック機構２８によってハウジング２２に対するロータ２１の相対位置を中間ロック位置で固定できず、良好な機関始動が行えなくなることもない。
【００６７】
（２）上記ロック制御において、ロックピン３１の穴３０への没入が繰り返し失敗したときには、次回にハウジング２２に対しロータ２１を中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その遅角側への相対移動の量が前回よりも上記遅角量Ｒに対応する分だけ大きくされる。ここで、ロック制御でのロックピン３１の穴３０への没入の失敗の原因としては、ハウジング２２に対するロータ２１の遅角側への相対移動が不十分という原因が考えられる。しかし、ロック制御でハウジング２２に対しロータ２１を中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その相対移動の量を上述したように前回より上記遅角量Ｒに対応する分だけ大きくすれば、ハウジング２２に対するロータ２１の遅角側への相対移動が同ロックピン３１を穴３０に到達させるうえで不十分になることを抑制できる。従って、ロック制御でのハウジング２２に対するロータ２１の遅角側への相対移動が不十分という原因で、ロック制御でのロックピン３１の穴３０への没入が繰り返し失敗することを抑制できる。
【００６８】
（３）上記ロック制御において、上記遅角量Ｒは、ロックピン３１の穴３０への没入が失敗してロータ２１がハウジング２２に対し進角側に相対移動する際、そのロータ２１の中間ロック位置に対する進角側へのオーバーシュートＳが大きいほど大きい値とされる。ここで、上記オーバーシュートＳが大きいほど、ロック制御でのハウジング２２に対するロータ２１の中間ロック位置に向けた遅角側への相対移動が大きく不足していたことを意味する。従って、上記オーバーシュートＳが大きいほど、上記遅角量Ｒを大きくすることにより、次回にハウジング２２に対しロータ２１を中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その相対移動が不足することを的確に抑制できる。
【００６９】
（４）サブロック制御によってロックピン３１の穴３０への没入が完了したとき、クランクポジションセンサ５４及びカムポジションセンサ５３を用いて検出されたハウジング２２に対するロータ２１の相対位置が次のように補正される。すなわち、上記検出された相対位置と中間ロック位置とにずれがある場合、そのずれがなくなるよう同ずれに対応した分だけ上記検出された相対位置が補正される。こうした補正が行われることにより、補正後の上記相対位置には適正からのずれがなくなるため、そのずれに起因したロック制御でのロックピン３１の穴３０への没入の失敗をなくすことができる。
【００７０】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・ロック制御において、オーバーシュートＳの大きさに基づく遅角量Ｒの可変については必ずしも実施する必要はない。
【００７１】
・ロック制御において、ハウジング２２に対しロータ２１を中間ロック位置に向けて遅角側に相対移動させる際、その遅角側への相対移動の量を前回よりも遅角量Ｒに対応する分だけ大きくすることについては、必ずしも実施する必要はない。
【００７２】
・サブロック制御を実行するか否かを判断するための閾値については、「１」よりも大きい値とすることが好ましいが、「１」とすることも可能である。この場合、ロック制御において、ロックピン３１の穴３０への没入が一度でも失敗すると、直ちにサブロック制御が実行される。
【００７３】
・ロック制御において、ハウジング２２に対するロータ２１の中間ロック位置に向けての相対移動は、必ず中間ロック位置の進角側から遅角側に向けての相対移動とするようにしてもよい。
【００７４】
・ロック機構２８において、ロックピン３１と穴３０との位置関係が逆となっていてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１…内燃機関、２…燃焼室、３…吸気通路、３ａ…吸気ポート、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、６…ピストン、７…クランクシャフト、８…排気通路、１１…吸気バルブ、１１ａ…バルブスプリング、１２…吸気カムシャフト、１３…スロットルバルブ、１４…排気バルブ、１４ａ…バルブスプリング、１５…排気カムシャフト、１６…バルブタイミング可変機構、１７…連通路、２１…ロータ、２２…ハウジング、２３…突部、２４…ベーン、２５…オイルコントロールバルブ、２６…進角側油圧室、２７…遅角側油圧室、２８…ロック機構、２８ａ…解除室、２９…ばね、３０…穴、３１…ロックピン、３２…ラチェット溝、３３…オイルポンプ、３４…供給油路、３５…オイルパン、３６…排出油路、３７…進角側油路、３８…遅角側油路、３９…解除用油路、４１…円筒体、４２…スプール弁、４２ａ…排出通路、４３…ばね、４４…アクチュエータ、４５ａ〜４５ｅ…弁体、４６ａ〜４６ｅ…孔、４６ｆ…凹部、５１…電子制御装置、５２…エアフローメータ、５３…カムポジションセンサ、５４…クランクポジションセンサ、５５…スロットルポジションセンサ、５６…アクセルペダル、５７…アクセルポジションセンサ。
【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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