(57)【要約】【課題】迅速なロック解除を可能にしたバルブタイミング調整装置を提供する。【解決手段】遅角制限ピン２６と、進角制限ピン２５と、突出位置にある遅角制限ピン２６の遅角側への移動を制限する遅角制限溝２１３と、突出位置にある進角制限ピン２５の進角側への移動を制限する進角制限溝２１２と、を備え、遅角制限ピン２６の遅角側への移動を制限すると同時に進角制限ピン２５の進角側への移動を制限することで、ＶＶＴの両回転体２１，２２を相対回転不能にロックさせるようロック機構を構成する。そして、突出位置に突出している両制限ピン２５，２６を両制限溝２１２，２１３から抜き出してロック解除するにあたり、遅角室の油圧及び進角室の油圧を交互に上昇させるようコントロールバルブの作動を制御するといった、ロック解除制御を実施する。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを開閉駆動させるカム軸、及び前記エンジンの出力軸のいずれか一方とともに回転する第１回転体と、
前記第１回転体との間に遅角室及び進角室を形成し、前記カム軸及び前記出力軸の他方とともに回転する第２回転体と、
前記遅角室及び前記進角室への作動油の供給状態を制御するコントロールバルブと、
前記第１回転体及び前記第２回転体の相対回転位相を遅角側に変位させる場合には前記遅角室の油圧を上昇させ、前記相対回転位相を進角側に変位させる場合には前記進角室の油圧を上昇させるよう、前記コントロールバルブの作動を制御する制御手段と、
最遅角位相及び最進角位相の間に位置するロック位相で、前記第１回転体及び前記第２回転体を相対回転不能にロックさせるロック機構と、
を備え、
前記ロック機構は、
前記第２回転体に設けられ、突出条件成立時には前記第２回転体の収容位置から突出位置に突出し、収容条件成立時には収容位置に収容される遅角制限ピン及び進角制限ピンと、
前記第１回転体に形成され、突出位置にある前記遅角制限ピンの遅角側への移動を制限する遅角制限溝、及び突出位置にある前記進角制限ピンの進角側への移動を制限する進角制限溝と、
を備えて構成されており、
前記遅角制限ピンの遅角側への移動を制限すると同時に前記進角制限ピンの進角側への移動を制限することで、前記第１回転体及び前記第２回転体を相対回転不能にロックさせるよう前記遅角制限溝及び前記進角制限溝は設定され、
前記制御手段は、
前記突出位置に突出している前記遅角制限ピン及び前記進角制限ピンを前記収容位置へ収容させてロック解除するにあたり、前記遅角室の油圧及び前記進角室の油圧を交互に上昇させるよう前記コントロールバルブの作動を制御するといった、ロック解除制御を実施するロック解除制御手段を有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記エンジンの運転状態に基づき目標位相を算出する目標位相算出手段を備え、
前記ロック解除制御手段は、前記ロック機構によるロック位相に対して前記目標位相が遅角側及び進角側のいずれにあるかに応じて、前記遅角室の油圧上昇及び前記進角室の油圧上昇のいずれを先に実施するかの順番を決定することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記ロック解除制御手段は、前記ロック位相に対して前記目標位相が遅角側にある場合には、前記進角室を油圧上昇させた後に前記遅角室を油圧上昇させることを特徴とする請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項４】
前記ロック解除制御手段は、前記ロック位相に対して前記目標位相が進角側にある場合には、前記遅角室を油圧上昇させた後に前記進角室を油圧上昇させることを特徴とする請求項２又は３に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
前記ロック解除制御手段は、前記ロック解除制御の実施中に前記相対回転位相が所定量以上変位した場合には、前記ロック解除制御を強制終了させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を設定する時間設定手段を備え、
前記時間設定手段は、前記強制終了させた場合に、次回からの前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間を今回よりも短くするよう設定更新することを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項７】
前記ロック解除制御手段は、前記ロック解除制御の実施終了後、前記ロック機構によるロック位相から前記相対回転位相を変位させることができない場合には、前記ロック解除制御を再実施することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を設定する時間設定手段を備え、
前記時間設定手段は、前記再実施した場合に、前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間を前回よりも長くするよう設定更新することを特徴とする請求項７に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項９】
前記設定更新された前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間の少なくとも一方が所定時間以上になった場合には、前記ロック機構が異常状態であると判定する異常判定手段を備えることを特徴とする請求項８に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１０】
前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を設定する時間設定手段を備え、
前記時間設定手段は、作動油の温度又はその温度と相関のある物理量に応じて前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間を可変設定することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１１】
前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を設定する時間設定手段と、
前記出力軸により駆動されて前記遅角室及び前記進角室へ作動油を供給する油圧ポンプと、
を備え、
前記時間設定手段は、前記出力軸の回転速度に応じて前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間を可変設定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１２】
前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を、各々独立して設定することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの吸気バルブ又は排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のバルブタイミング調整装置は、吸気バルブ又は排気バルブを開閉駆動させるカム軸、及びエンジン出力軸のいずれか一方とともに回転するハウジング（第１回転体）と、カム軸及び出力軸の他方とともに回転するベーンロータ（第２回転体）と、を備えて構成されている。また、ハウジング内には、ベーンロータのベーンで仕切られた進角油圧室及び遅角油圧室が形成されている。そして、進角油圧室及び遅角油圧室へ供給される作動油の圧力を調整することで、ハウジングに対するベーンロータの相対回転位置（相対回転位相）を調整するよう位相制御し、これにより、バルブの開閉タイミングを調整する。
【０００３】
ところが、作動油を供給する油圧ポンプの駆動源がエンジン出力軸である場合、エンジンの始動開始直後の期間には作動油を十分に供給することができない。すると、吸気バルブ又は排気バルブのバルブスプリングからカム軸が受ける変動トルクによりベーンロータが変動し、前記相対回転位相が大きく変動してしまう。
【０００４】
そこで、特許文献１等に記載の従来の装置では、ベーンロータにロックピンを設けるとともにハウジングにロック孔を設けている。ロックピンは、突出条件成立時にはベーンロータの収容位置から突出位置に突出するよう構成され、突出位置にあるロックピンがロック孔に嵌合することで、ベーンロータを相対回転不能にロックする。したがって、エンジンを停止させる時に、ロックピンをロック孔に嵌合させるよう相対回転位相を制御（ロック制御）しておけば、次回のエンジン始動時にはロックした状態となっているので、相対回転位相が大きく変動することを回避できる。
【０００５】
そして、エンジン始動後に作動油を十分に供給できるようになり突出条件が成立しなくなると、ロックピンが収容されてロック解除され、その後は、エンジン運転状態に基づき算出された目標位相と実位相との偏差に基づき前記位相制御を行うフィードバック制御を実施する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３５７１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のバルブタイミング調整装置は、ロックさせる位相が最遅角位相に設定されているのが一般的である。しかし近年では、最遅角位相及び最進角位相の間にロック位相を設定した装置も開発されてきており、この場合には次の問題が新たに生じることを本発明者は見出した。
【０００８】
すなわち、図９（ａ）に示すように進角制限ピン２５０の側面（ピン側面２５０ｗ）とロック孔２１１の壁面（孔壁面２１１ｗ）との間にはクリアランスＣＬが設けられている。しかし実際には、進角制限ピン２５０が突出位置から収容位置に作動（ロック解除作動）する時、進角室及び遅角室の油圧差や上記変動トルクにより、図９（ｂ）（ｃ）に示すようにピン側面２５０ｗが孔壁面２１１ｗに押し付けられた状態となっている。
【０００９】
したがって、最遅角位相及び最進角位相の間でロックさせるロック機構では、ピン側面２５０ｗが孔壁面２１１ｗに押し付けられることに起因して、ピン側面２５０ｗと孔壁面２１１ｗとの間に摩擦力が生じ、進角制限ピン２５０がロック孔２１１から抜けにくい状態となる。よって、エンジン始動後に作動油を十分に供給できるようになってからも直ぐにはロック解除できない、という問題が生じる。
【００１０】
ちなみに、最遅角位相でロックさせるロック機構では、第１回転体及び第２回転体が最遅角位相である時に図９（ａ）の状態となるよう進角制限ピン２５０及びロック孔２１１を設定するとともに、進角室及び遅角室の油圧差が最遅角側に作用するよう制御しておけば、図９（ａ）の状態になる時間を長くすることができ、上記問題は生じない。
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、迅速なロック解除を可能にしたバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
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。
【００１３】
請求項１記載の発明は、カム軸及びエンジン出力軸のいずれか一方とともに回転する第１回転体と、前記第１回転体との間に遅角室及び進角室を形成し、前記カム軸及び前記出力軸の他方とともに回転する第２回転体と、前記遅角室及び前記進角室への作動油の供給状態を制御するコントロールバルブと、前記第１回転体及び前記第２回転体の相対回転位相を遅角側に変位させる場合には前記遅角室の油圧を上昇させ、前記相対回転位相を進角側に変位させる場合には前記進角室の油圧を上昇させるよう、前記コントロールバルブの作動を制御する制御手段と、最遅角位相及び最進角位相の間に位置するロック位相で、前記第１回転体及び前記第２回転体を相対回転不能にロックさせるロック機構と、を備えることを前提とする。
【００１４】
そして、「前記ロック機構」は、前記第２回転体に設けられ、突出条件成立時には前記第２回転体の収容位置から突出位置に突出し、収容条件成立時には収容位置に収容される遅角制限ピン及び進角制限ピンと、前記第１回転体に形成され、突出位置にある前記遅角制限ピンの遅角側への移動を制限する遅角制限溝、及び突出位置にある前記進角制限ピンの進角側への移動を制限する進角制限溝と、を備えて構成されており、前記遅角制限ピンの遅角側への移動を制限すると同時に前記進角制限ピンの進角側への移動を制限することで、前記第１回転体及び前記第２回転体を相対回転不能にロックさせるよう前記遅角制限溝及び前記進角制限溝は設定されている。
【００１５】
また、「前記制御手段」は、前記突出位置に突出している前記遅角制限ピン及び前記進角制限ピンを前記収容位置へ収容させてロック解除するにあたり、前記遅角室の油圧及び前記進角室の油圧を交互に上昇させるよう前記コントロールバルブの作動を制御するといった、ロック解除制御を実施するロック解除制御手段を有する。
【００１６】
上記発明によれば、ロック機構を、遅角制限ピン及び進角制限ピンと、遅角制限溝及び進角制限溝とから構成し、遅角制限ピンの遅角側への移動を制限すると同時に進角制限ピンの進角側への移動を制限することで、第１回転体及び前記第２回転体をロックさせている。そのため、ロック状態にある遅角制限ピンの遅角側の側面は遅角制限溝の壁面に対向し、進角側の側面は開放状態にできる。一方、ロック状態にある進角制限ピンの進角側の側面は進角制限溝の壁面に対向し、遅角側の側面は開放状態にできる。
【００１７】
そして、このように構成されたロック機構をロック解除させるにあたり、遅角室の油圧及び進角室の油圧を交互に上昇させるよう制御（ロック解除制御）するので、以下のように遅角制限ピン及び前記進角制限ピンは作動することとなる。すなわち、遅角室の油圧を上昇させている期間は、進角制限ピンの側面が進角制限溝の壁面に押し付けられなくなるので、進角制限ピンは進角制限溝から迅速に抜け出ることとなる。一方、進角室の油圧を上昇させている期間は、遅角制限ピンの側面が遅角制限溝の壁面に押し付けられなくなるので、遅角制限ピンは遅角制限溝から迅速に抜け出ることとなる。
【００１８】
以上により、上記発明によれば、上記構成のロック機構を備えるとともに上記ロック解除制御を実施するので、迅速なロック解除が可能となる。
【００１９】
請求項２記載の発明では、前記エンジンの運転状態に基づき目標位相を算出する目標位相算出手段を備え、前記ロック解除制御手段は、前記ロック機構によるロック位相に対して前記目標位相が遅角側及び進角側のいずれにあるかに応じて、前記遅角室の油圧上昇及び前記進角室の油圧上昇のいずれを先に実施するかの順番を決定することを特徴とする。
【００２０】
ここで、ロック解除制御において、例えば遅角室の油圧上昇を先に実施すると、その時点で進角制限ピンが進角制限溝から抜け出ることが想定される。したがって、その後、進角室の油圧上昇を実施すると、進角制限ピンによる進角側への変位制限が為されていないので、ロック解除制御が終了した時点での実位相はロック位相よりも進角側へ変位していることとなる。同様にして、進角室の油圧上昇を先に実施すると、ロック解除制御の終了時点での実位相はロック位相よりも遅角側へ変位していることとなる。
【００２１】
この点を鑑みた上記発明によれば、ロック位相に対して目標位相が遅角側及び進角側のいずれにあるかに応じてロック解除制御における油圧上昇の順番を決定するので、ロック解除制御完了後に第１回転体及び前記第２回転体を目標位相へ迅速に相対回転させることができる。
【００２２】
具体的には、請求項３記載の発明の如く、前記ロック位相に対して前記目標位相が遅角側にある場合には、前記進角室を油圧上昇させた後に前記遅角室を油圧上昇させる。これによれば、ロック解除制御終了時点における実位相を、ロック位相よりも遅角側にできるので、ロック解除完了後に目標位相へ迅速に相対回転させることができる。
【００２３】
また、請求項４記載の発明では、前記ロック解除制御手段は、前記ロック位相に対して前記目標位相が進角側にある場合には、前記遅角室を油圧上昇させた後に前記進角室を油圧上昇させる。これによれば、ロック解除制御終了時点における実位相を、ロック位相よりも進角側にできるので、ロック解除完了後に目標位相へ迅速に相対回転させることができる。
【００２４】
請求項５記載の発明では、前記ロック解除制御手段は、前記ロック解除制御の実施中に前記相対回転位相が所定量以上変位した場合（つまりロック解除制御が完了する前にロック解除できてしまう場合）には、前記ロック解除制御を強制終了させることを特徴とする。
【００２５】
ここで、ロック解除制御の実施中に遅角制限ピン及び前記進角制限ピンが遅角制限溝及び前記進角制限溝から抜け出て、ロック解除制御が完了する前にロック解除できてしまう場合がある。この点を鑑みた上記発明によれば、ロック解除制御の実施中に相対回転位相が所定量以上変位した場合には、ロック解除が為されたとみなして、ロック解除制御を強制終了させるので、ロック解除制御が不必要に長くなることを回避できる。よって、エンジン始動後に所望する位相にすることを迅速にできる。
【００２６】
請求項６記載の発明では、前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を設定する時間設定手段を備え、前記時間設定手段は、前記強制終了させた場合に、次回からの前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間を今回よりも短くするよう設定更新することを特徴とする。
【００２７】
上述の如くロック解除制御が完了する前にロック解除できたということは、前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間が過剰に長く設定されていたと言える。この点を鑑みた上記発明によれば、強制終了させた場合（つまりロック解除制御が完了する前にロック解除できた場合）に、次回からの前記遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間を今回よりも短くするよう設定更新するので、ロック解除制御を次回実施する際には遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間が不必要に長くなることを回避できる。よって、エンジン始動後に所望する位相にすることを迅速にできる。
【００２８】
請求項７記載の発明では、前記ロック解除制御手段は、前記ロック解除制御の実施終了後、前記ロック機構によるロック位相から前記相対回転位相を変位させることができない場合（つまりロック解除が失敗した場合）には、前記ロック解除制御を再実施することを特徴とする。
【００２９】
これによれば、ロック解除が失敗してもロック解除制御を再実施するので、ロック解除することの確実性を向上できる。
【００３０】
請求項８記載の発明では、前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を設定する時間設定手段を備え、前記時間設定手段は、前記再実施した場合に、前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間を前回よりも長くするよう設定更新することを特徴とする。
【００３１】
これによれば、上述の如くロック解除が失敗したということは、前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間が過剰に短く設定されていたと言える。この点を鑑みた上記発明によれば、ロック解除制御を再実施した場合（つまりロック解除が失敗した場合）に、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間を前回よりも長くするよう設定更新するので、ロック解除が失敗するおそれを低減できる。
【００３２】
請求項９記載の発明では、前記設定更新された前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間の少なくとも一方が所定時間以上になった場合には、前記ロック機構が異常状態であると判定する異常判定手段を備えることを特徴とする。
【００３３】
例えば、制限ピンが突出位置で固着してしまい収容位置に戻れなくなるといった異常発生が考えられるが、このようにロック機構が異常状態であれば、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間をどれだけ長くしてもロック解除が成功するようにはならない場合がある。この点を鑑みた上記発明では、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の少なくとも一方が所定時間以上になった場合には、ロック機構が異常状態であると判定する。よって、ロック解除失敗回避に用いる遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の設定更新を、ロック機構の異常判定に利用することができる。
【００３４】
請求項１０記載の発明では、前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を設定する時間設定手段を備え、前記時間設定手段は、作動油の温度又はその温度と相関のある物理量（例えばエンジン冷却水の温度）に応じて前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間を可変設定することを特徴とする。
【００３５】
ここで、ロック解除制御では、遅角室（又は進角室）の油圧を上昇させることで、進角制限ピン（又は遅角制限ピン）の側面が進角制限溝（又は遅角制御溝）の壁面に押し付けられなくなるようにすることは先述した通りである。しかし、作動油が低温であるほど作動油の粘性が高くなるので、上述の如く制限ピンが制限溝の壁面に押し付けられないようにして制限ピンが抜け出ることの確実性が低下する。
【００３６】
この点を鑑みた上記発明によれば、作動油の温度又はその温度と相関のある物理量に応じて遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間が可変設定される。よって、例えば作動油が低温であるほど遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間を長く設定できるので、ロック解除制御を実施するにあたり制限ピンが制限溝の壁面に押し付けられないようにして制限ピンが抜け出ることの確実性を向上できる。また、作動油が高温であるほど遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間を短く設定できるので、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間が不必要に長くなることを回避でき、ひいてはエンジン始動後に所望する位相にすることを迅速にできる。
【００３７】
請求項１１記載の発明では、前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を設定する時間設定手段と、前記出力軸により駆動されて前記遅角室及び前記進角室へ作動油を供給する油圧ポンプと、を備え、前記時間設定手段は、前記出力軸の回転速度に応じて前記遅角側油圧上昇時間及び前記進角側油圧上昇時間を可変設定することを特徴とする。
【００３８】
作動油を供給する油圧ポンプが出力軸により駆動されるよう構成されている場合、出力軸の回転速度に応じて作動油の供給圧力が変化する。そのため、回転速度が低い場合には、ロック解除制御において上述の如く制限ピンが制限溝の壁面に押し付けられないようにして制限ピンが抜け出ることの確実性が低下する。
【００３９】
この点を鑑みた上記発明によれば、出力軸の回転速度に応じて遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間が可変設定される。よって、例えば回転速度が低いほど遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間を長く設定できるので、ロック解除制御を実施するにあたり制限ピンが制限溝の壁面に押し付けられないようにして制限ピンが抜け出ることの確実性を向上できる。また、回転速度が高いほど遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間を短く設定できるので、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間が不必要に長くなることを回避できる。
【００４０】
請求項１２記載の発明では、前記ロック解除制御を実施するときの前記遅角室の油圧を上昇させる遅角側油圧上昇時間、及び前記進角室の油圧を上昇させる進角側油圧上昇時間を、各々独立して設定することを特徴とする。
【００４１】
ところで、カム軸とともに回転する第１回転体又は第２回転体は、吸気バルブ又は排気バルブのバルブスプリングからトルクを受けており、このトルクは周期的に変動する。但し、相対回転位相を遅角側に変位させる向きの変動トルクの方が、進角側に変位させる向きの変動トルクよりも大きい、つまり変動トルクの平均は遅角側へ変位させる向きであるのが一般的である。そのため、所定の油圧を進角室にかけた場合と遅角室にかけた場合とで、位相変化速度が異なる場合がある。また、このような事象は、第１回転体及び第２回転体の構造に起因しても生じうる。
【００４２】
この点を鑑みた上記発明によれば、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間を各々独立して設定するので、例えば遅角側へ変位させる向きの変動トルク平均を鑑みて、遅角側油圧上昇時間を進角側油圧上昇時間よりも短く設定すれば、ロック解除させるに必要な遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の長さを過不足なく設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるバルブタイミング調整装置の全体構成を示す図。
【図２】第１実施形態において、制御電流をデューティ制御するにあたり、その制御Duty値を算出する手順を示すフローチャート。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図。
【図４】第１実施形態において、（ａ）はロックピンがロック孔へ嵌合した状態を示す模式図、（ｂ）は第１制限範囲及び第２制限範囲の関係を示す図。
【図５】第１実施形態において、ロック解除制御の処理手順を示すフローチャート。
【図６】図５のサブルーチン処理の手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態において、ロック解除制御の処理手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の第３実施形態において、ロック解除制御の処理手順を示すフローチャート。
【図９】従来のロック機構の構造を模式的に示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下、本発明を具体化した各実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下に説明する各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
【００４５】
（第１実施形態）
図１に、本実施形態にかかるバルブタイミング調整装置の全体構成を示す。
【００４６】
図示されるように、エンジンのクランク軸１０（出力軸）の動力は、ベルト１２、バルブタイミング調整装置（以下、ＶＶＴ２０と記載）を介してカム軸１４に伝達される。ＶＶＴ２０は、クランク軸１０と機械的に連結される第１回転体２１（ハウジング）と、カム軸１４と機械的に連結される第２回転体２２（ベーンロータ）とを備えている。そして本実施形態では、第２回転体２２が複数の突起部２２ａ（ベーン）を備えて且つ、第１回転体２１内に第２回転体２２が収納されている。そして、第２回転体２２の突起部２２ａと第１回転体２１の内壁とによって、クランク軸１０に対するカム軸１４の相対的な回転角度（相対回転位相）を遅角させるための遅角室２３と、同相対回転位相を進角させるための進角室２４とが区画形成されている。
【００４７】
また、第１回転体２１と第２回転体２２とを、遅角室２３の容積が最大となる最遅角位相と、進角室２４の容積が最大となる最進角位相との中間に位置する中間位相の位置において、両回転体２１，２２を相対回転不能にロックするロック機構をＶＶＴ２０は備えている。このロック機構の構造については後に詳述する。なお、本実施形態にかかる「中間位相」とは、最遅角位相及び最進角位相の中心に位置する位相のことであるが、本発明にかかる「中間位相」は、このような中心位置に限定されるものではなく、最遅角位相及び最進角位相の間のうち前記中心位置から最遅角位相又は最進角位相に偏った位置での位相であってもよい。
【００４８】
ＶＶＴ２０は、遅角室２３及び進角室２４との間の作動油の流出入を制御するオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ３０）を備えることで、油圧アクチュエータとして作動する。
【００４９】
ＯＣＶ３０は、油圧ポンプ３８から供給経路３１及び遅角経路３２又は進角経路３３を介して遅角室２３又は進角室２４へと作動油を供給する。また、ＯＣＶ３０は、遅角室２３又は進角室２４から遅角経路３２又は進角経路３３及び排出経路３４を介して図示しないオイルパンへと作動油を流出させる。なお、油圧ポンプ３８はクランク軸１０の回転トルクにより駆動される。よって、エンジン回転速度が高速であるほど油圧ポンプ３８から吐出される作動油の圧力は高くなり、低速であるほど作動油圧力は低くなる。
【００５０】
スプール３５は、スプリング３６によって図中右側に押されており、かつ、電磁ソレノイド３７によって図中左側に向かう力が付与される。このため、電磁ソレノイド３７に付与する制御電流（制御指令値）のデューティ（Ｄｕｔｙ）を調節することで、スプール３５の位置を操作することが可能となり、ひいては、遅角経路３２又は進角経路３３と、供給経路３１又は排出経路３４との流路面積がスプール３５によって調節されることとなる。
【００５１】
例えば、図示される位置よりも右側へスプール３５を変位させると、油圧ポンプ３８から供給経路３１、遅角経路３２を介して遅角室２３に作動油が供給され、且つ進角室２４から進角経路３３及び排出経路３４を介してオイルパンへ作動油が排出される。これにより、第１回転体２１に対して反時計周りに第２回転体２２は相対回転して、相対回転位相は遅角側へと変化する。
【００５２】
一方、図示される位置よりも左側へスプール３５を変位させると、油圧ポンプ３８から供給経路３１、進角経路３３を介して進角室２４に作動油が供給され、且つ遅角室２３から遅角経路３２及び排出経路３４を介してオイルパンへ作動油が排出される。これにより、第１回転体２１に対して時計周りに第２回転体２２は相対回転して、相対回転位相は進角側へと変化する。
【００５３】
ただし、スプール３５が遅角経路３２及び進角経路３３を塞ぐよう、図示する位置にあるときには、遅角室２３及び進角室２４との間の作動油の流出入が停止され、相対回転位相が保持される。このように位相を保持させている時の制御電流のデューティ値を保持Duty値（保持値）と呼ぶ。
【００５４】
電磁ソレノイド３７へ付与する制御電流のデューティを調節する電子制御装置（ＥＣＵ４０）は、マイクロコンピュータ（マイコン４１）を主体として構成されている。そしてＥＣＵ４０は、クランク軸１０の回転角度を検出するクランク角センサ４２の検出値や、カム軸１４の回転角度を検出するカム角センサ４４の検出値、吸入空気量を検出するエアフローメータ４６の検出値、エンジン冷却水の温度を検出する水温センサ４８の検出値等、内燃機関の各種運転状態の検出値を取り込み、これに基づき各種演算を行い、演算結果に基づきＯＣＶ３０等の内燃機関の各種アクチュエータの作動を制御する。
【００５５】
例えばＥＣＵ４０は、クランク角センサ４２の検出値に基づき機関回転速度ＮＥを演算し、エアフローメータ４６の検出値に基づき吸気量（エンジン負荷）を演算し、クランク角センサ４２及びカム角センサ４４の検出値に基づき実際の相対回転位相（実位相）を演算する。そして、演算した機関回転速度ＮＥ及びエンジン負荷等に基づき目標位相を演算する。例えば、通常使用域（中負荷中ＮＥ）の場合には、吸気バルブ及び排気バルブが共に開弁するオーバラップ量を増大させるよう目標位相を演算することで、内燃機関の燃費向上やエミッション低減の促進を図る。一方、アイドル運転時等の低負荷低ＮＥの場合には、前記オーバラップ量を減少させるよう目標位相を演算することで、内燃機関の安定した燃焼を図る。さらにＥＣＵ４０（制御手段）は、実位相と目標位相との偏差をゼロに近づけるようフィードバック制御する。
【００５６】
電磁ソレノイド３７へ付与する制御電流のデューティは、目標位相に基づきＥＣＵ４０により調節され、これにより、ＶＶＴ２０の相対回転位相が調節され、ひいてはクランク軸１０に対するカム軸１４の相対回転位相が調節される。その結果、内燃機関の排気バルブ又は吸気バルブの開閉タイミングが調節され、前記オーバラップ量が調節されることとなる。本実施形態では、上記構成のＶＶＴ２０を、吸気バルブを駆動させるカム軸１４に搭載させており、排気バルブを駆動させるカム軸には搭載させていない。但し本発明は、両カム軸の少なくとも一方にＶＶＴ２０を搭載させたものに適用可能である。
【００５７】
図２は、ＥＣＵ４０が有するマイクロコンピュータ（マイコン４１）が、電磁ソレノイド３７へ付与する制御電流のデューティ（制御Duty）を制御するにあたり、その制御Dutyの算出手順を示すフローチャートである。当該処理は所定周期で繰り返し実行される。
【００５８】
先ず、図２に示すステップＳ１０（目標位相算出手段）において、クランク角センサ４２及びカム角センサ４４の両検出値から算出される、ＶＶＴ２０の実位相を取得する。また、上述したように機関回転速度ＮＥ及びエンジン負荷に基づき算出した目標位相を取得する。続くステップＳ１１では、ステップＳ１０で取得した目標位相と実位相との偏差を算出する。
【００５９】
続くステップＳ１２では、ステップＳ１０で算出した偏差に基づき、フィードバック制御にかかるＰ項Duty及びＤ項Dutyを算出する。具体的には、Ｐ項Duty（フィードバック補正値）は偏差に比例して算出され、Ｄ項Duty（フィードバック補正値）は偏差が変化する速度に比例して算出される。
【００６０】
ここで、ＶＶＴ２０の作動速度がゼロになっている時、つまりＶＶＴ２０の実位相が変化せずに保持されている時の制御Dutyの値を保持Dutyと呼ぶ。図２とは別のルーチン処理により、保持Duty値を逐次記憶更新して学習している。そして、図２のステップＳ１３では、学習された保持Dutyの学習値を読み込む。
【００６１】
続くステップＳ１４（フィードバック制御手段）では、ステップＳ１２，Ｓ１３で読み込んだ保持Dutyの学習値、Ｐ項Duty及びＤ項Dutyに基づき、電磁ソレノイド３７へ流す電流の制御Dutyを算出する。具体的には、保持Duty学習値にＰ項Duty及びＤ項Dutyを加算して得られた値を制御Dutyとする。
【００６２】
図３は図１のＡ−Ａ断面図であり、以下、図１及び図３を用いてＶＶＴ２０のロック機構については詳述する。ロック機構は主に、以下に説明する進角制限ピン２５、進角制限溝２１２、遅角制限ピン２６、及び遅角制限溝２１３により構成されている。
【００６３】
進角制限ピン２５は、第２回転体２２に形成された収容穴２２ｂに進退可能に取り付けられている。図３に示す状態は、進角制限ピン２５が収容穴２２ｂから突出した状態を示す。収容穴２２ｂには、進角制限ピン２５に対して突出側に弾性力を付与するスプリング２５ｓが備えられている。
【００６４】
また、進角制限ピン２５には受圧部２５ａが形成されており、制御室２５ｂへ流入した作動油の圧力を受圧部２５ａが受けることにより、進角制限ピン２５は反突出側（収容側）へ付勢される。制御室２５ｂへは油圧ポンプ３８から吐出された作動油の一部が供給されるよう構成されているため、エンジン始動に伴い油圧ポンプ３８が駆動を開始してから所定時間が経過しなければ、制御室２５ｂの作動油圧力を十分に上昇させることはできない。そして、制御室２５ｂ内の作動油圧力がスプリング２５ｓの弾性力を上回るほどに上昇すると、進角制限ピン２５の全体が収容穴２２ｂに収容されるよう、進角制限ピン２５は突出位置から収容位置へと移動する。一方、エンジン停止に伴い作動油圧力がスプリング２５ｓの弾性力を下回るほどに下降すると、スプリング２５ｓの弾性力により進角制限ピン２５は収容位置から突出位置へと移動する。
【００６５】
なお、制御室２５ｂへの作動油の流出入は、ＯＣＶ３０とは別のＯＣＶ（図示せず）により制御される。つまり、遅角室２３及び進角室２４への作動油の流出入制御とは独立して、制御室２５ｂへの作動油の流出入は制御される。なお、図１に記載のＯＣＶ３０に替えて、制御室２５ｂに対する流入ポート及び排出ポートを備えたＯＣＶを採用し、１つのＯＣＶにより制御室２５ｂ、遅角室２３及び進角室２４への流出入を制御するようにしてもよい。
【００６６】
第１回転体２１には、突出位置にある進角制限ピン２５の先端が嵌まり込む進角制限溝２１２が形成されている。進角制限溝２１２は、進角制限ピン２５が所定の角度範囲で移動できる様に円弧状に形成されている。したがって、進角制限ピン２５が進角制限溝２１２に嵌まり込むと、進角制限ピン２５の移動範囲、つまり進角制限ピン２５が設けられた第２回転体２２の第１回転体２１に対する相対回転可能範囲Ｗ０（図４（ｂ）参照）は、第１制限範囲Ｗ１（図４（ｂ）参照）に制限される。
【００６７】
遅角制限ピン２６は、第２回転体２２に形成された収容穴２２ｃに進退可能に取り付けられている。図３に示す状態は、遅角制限ピン２６が収容穴２２ｃから突出した状態を示す。収容穴２２ｃには、遅角制限ピン２６に対して突出側に弾性力を付与するスプリング２６ｓが備えられている。なお、遅角制限ピン２６は、進角制限ピン２５が突出する側と反対側に第２回転体２２から突出する。
【００６８】
また、遅角制限ピン２６には受圧部２６ａが形成されており、制御室２６ｂへ流入した作動油の圧力を受圧部２６ａが受けることにより、遅角制限ピン２６は反突出側（収容側）へ付勢される。制御室２６ｂへは油圧ポンプ３８から吐出された作動油の一部が供給されるよう構成されている。したがって、制御室２６ｂ内の作動油圧力がスプリング２６ｓの弾性力を上回るほどに上昇すると、遅角制限ピン２６の全体が収容穴２２ｃに収容されるよう、遅角制限ピン２６は突出位置から収容位置へと移動する。一方、作動油圧力がスプリング２６ｓの弾性力を下回るほどに下降すると、スプリング２６ｓの弾性力により遅角制限ピン２６は収容位置から突出位置へと移動する。
【００６９】
なお、遅角制限ピン２６に対する制御室２６ｂと進角制限ピン２５に対する制御室２５ｂとは連通している。そして、「作動油圧力が所定値未満である」といった条件が、遅角制限ピン２６が突出する条件及び進角制限ピン２５が突出する条件となり、両条件は一致する。この条件はロックピン突出条件及び制限ピン突出条件に相当する。また、「作動油圧力が所定値以上であり、かつ、制御室２５ｂ，２６ｂへ作動油が供給されるようＯＣＶが作動している」といった条件が、遅角制限ピン２６が収容される条件及び進角制限ピン２５が収容される条件となり、両条件は一致する。この条件はロックピン収容条件及び制限ピン収容条件に相当する。
【００７０】
第１回転体２１のうち遅角制限ピン２６の先端と対向する部分には、突出位置にある遅角制限ピン２６の先端が嵌まり込む遅角制限溝２１３が形成されている。遅角制限溝２１３は、遅角制限ピン２６が所定の角度範囲で移動できる様に円弧状に形成されている。したがって、遅角制限ピン２６が遅角制限溝２１３に嵌まり込むと、遅角制限ピン２６の移動範囲、つまり遅角制限ピン２６が設けられた第２回転体２２の第１回転体２１に対する相対回転可能範囲Ｗ０は、第２制限範囲Ｗ２（図４（ｂ）参照）に制限される。
【００７１】
進角制限溝２１２のうち進角側に位置する壁面（進角側壁面２１２ｂ）に進角制限ピン２５が当接することにより進角制限ピン２５の移動が進角側に制限されている時の相対回転位相は、遅角制限溝２１３のうち遅角側に位置する壁面（遅角側壁面２１３ａ）に遅角制限ピン２６が当接することにより遅角制限ピン２６の移動が遅角側に制限されているときの相対回転位相と一致する。この時の位相がロック位相Ｐｒ（図４（ｂ）参照）であり、このロック位相の状態では、両回転体２１，２２の相対回転が進角側にも遅角側にも制限されるので、相対回転不能にロックされることとなる。
【００７２】
なお、遅角制限ピン２６が遅角制限溝２１３から外れている状態では、進角制限溝２１２のうち遅角側に位置する壁面（遅角側壁面２１２ａ）に進角制限ピン２５が当接することにより進角制限ピン２５の移動が遅角側に制限される。同様に、進角制限ピン２５が進角制限溝２１２から外れている状態では、遅角制限溝２１３のうち進角側に位置する壁面（進角側壁面２１３ｂ）に遅角制限ピン２６が当接することにより遅角制限ピン２６の移動が進角側に制限される。
【００７３】
エンジンを停止させる時には、目標位相をロック位相に設定することで、実際の位相（実位相）がロック位相となるよう制御（ロック制御）する。これにより、次回のエンジン始動時にはロックした状態となるので、遅角室２３及び進角室２４内の作動油圧力が十分に上昇していない始動直後の期間中であっても、相対回転位相が大きく変動することなくロック位相に保持させることができる。なお、図４（ｂ）に示すように、本実施形態にかかるロック位相Ｐｒは相対回転可能範囲Ｗ０の中間に設定されている。
【００７４】
次に、進角制限溝２１２及び遅角制限溝２１３の技術的意義について説明する。
【００７５】
上述したロック制御を実施すると、進角側壁面２１２ｂ及び遅角側壁面２１３ａ（ロック位相）に向けて両制限ピン２５，２６は移動することとなるが、実際には、カム軸１４がバルブスプリング等から受ける変動トルクにより、進角側と遅角側とに揺れ動きながら移動していく。そのため、揺動の具合によっては、進角制限ピン２５がロック孔２１１に嵌合できなくなることが懸念される。
【００７６】
これに対し、進角制限溝２１２及び遅角制限溝２１３を備える上記構成によれば、相対回転範囲を制限させることにより、前記揺動の範囲を制限させながら両制限ピン２５をロック位相２１２ｂ，２１３ａへ向けて移動させることとなるので、上記懸念を解消できる。
【００７７】
図４を用いてより具体的に説明する。図４（ａ）は進角制限ピン２５がロック孔２１１へ嵌合した状態を示す模式図、図４（ｂ）は、両ピン２５，２６が収容位置にある場合における相対回転可能範囲Ｗ０、進角制限溝２１２による第１制限範囲Ｗ１、遅角制限溝２１３による第２制限範囲Ｗ２の関係を示す図である。
【００７８】
先ず、両ピン２５，２６が収容された状態における作動を説明する。例えば、両ピン２５，２６が収容位置にある場合、相対回転位相は最遅角位置Ｐ１から最進角位置Ｑ１までの範囲（相対回転可能範囲Ｗ０）を自由に移動可能となる。よって、目標位相を相対回転可能範囲Ｗ０内の所望の位置に設定できる。
【００７９】
次に、両ピン２５，２６のロック制御を実施した時の作動について説明する。
【００８０】
例えば、進角制限溝２１２の遅角側壁面２１２ａよりも遅角側に進角制限ピン２５が位置した状態で進角させていくと、先ず、進角制限ピン２５が進角制限溝２１２へ嵌まり込む。この時、進角制限ピン２５は遅角側へも揺動しようとするが、進角制限溝２１２の遅角側壁面２１２ａに進角制限ピン２５の側面が当接することで、進角制限溝２１２の遅角側へ移動することが規制される。つまり、ＶＶＴ２０の位相（相対回転位相）は進角制限溝２１２の遅角側壁面２１２ａの位置Ｐ２（図４（ｂ）参照）よりも遅角側へ変位しないよう規制される。
【００８１】
次に、さらに進角させていくと、遅角制限ピン２６が遅角制限溝２１３へ嵌まり込む。この時、遅角制限ピン２６は遅角側へも揺動しようとするが、遅角制限溝２１３の遅角側壁面２１３ａに遅角制限ピン２６の側面が当接することで、遅角制限溝２１３の遅角側へ移動することが規制される。つまり、ＶＶＴ２０の位相は遅角制限溝２１３の遅角側壁面２１３ａの位置（ロック位相Ｐｒ）よりも遅角側へ変位しないよう規制される。また、この位置では、進角制限ピン２５は進角側へも揺動しようとするが、進角制限溝２１２の進角側壁面２１２ｂに進角制限ピン２５の側面が当接することで、進角制限溝２１２の進角側へ移動することが規制される。つまり、ＶＶＴ２０の位相は進角制限溝２１２の進角側壁面２１２ｂの位置（ロック位相Ｐｒ）よりも進角側へ変位しないよう規制される。
【００８２】
また、例えば、進角制限溝２１２の進角側壁面２１２ｂよりも進角側に進角制限ピン２５が位置した状態で遅角させていくと、先ず、遅角制限ピン２６が遅角制限溝２１３へ嵌まり込む。この時、遅角制限ピン２６は進角側へも揺動しようとするが、遅角制限溝２１３の進角側壁面２１３ｂに遅角制限ピン２６の側面が当接することで、遅角制限溝２１３の進角側へ移動することが規制される。つまり、ＶＶＴ２０の位相（相対回転位相）は遅角制限溝２１３の進角側壁面２１３ｂの位置Ｑ２（図４（ｂ）参照）よりも進角側へ変位しないよう規制される。
【００８３】
次に、さらに遅角させていくと、進角制限ピン２５が進角制限溝２１２へ嵌まり込む。この時、進角制限ピン２５は進角側へも揺動しようとするが、進角制限溝２１２の進角側壁面２１２ｂに進角制限ピン２５の側面が当接することで、進角制限溝２１２の進角側へ移動することが規制される。つまり、ＶＶＴ２０の位相は進角制限溝２１２の進角側壁面２１２ｂの位置（ロック位相Ｐｒ）よりも進角側へ変位しないよう規制される。また、この位置では、遅角制限ピン２６は遅角側へも揺動しようとするが、遅角制限溝２１３の遅角側壁面２１３ａに遅角制限ピン２６の側面が当接することで、遅角制限溝２１３の遅角側へ移動することが規制される。つまり、ＶＶＴ２０の位相は遅角制限溝２１３の遅角側壁面２１３ａの位置（ロック位相Ｐｒ）よりも遅角側へ変位しないよう規制される。
【００８４】
次に、図４（ａ）に示す如く両制限ピン２５，２６が各々の制限溝２１２，２１３に嵌まり込んでロックされた状態から、両制限ピン２５，２６が収容位置に収容されるよう作動してロック解除させる時の制御（ロック解除制御）について説明する。
【００８５】
図５は、マイコン４１が所定周期で繰り返し実行するメイン処理のフローチャートを示しており、先ずステップＳ２０において、ロック解除が要求されているか否かを判定する。例えば、先述した制限ピン収容条件を満たした場合にロック解除要求有りと判定すればよい。ロック解除が要求されていると判定され（Ｓ２０：ＹＥＳ）、かつ、後述するステップＳ１００によるロック解除制御が完了したと判定されれば（Ｓ２１：ＹＥＳ）、続くステップＳ２２において、エンジン運転状態に基づき算出した目標位相となるようＶＶＴ２０の作動をフィードバック制御する。具体的には、図２のステップＳ１４で算出した制御Dutyに基づきＯＣＶ３０の作動を制御することで、ＶＶＴ２０の位相をフィードバック制御する。
【００８６】
一方、ロック解除が要求されていると判定され（Ｓ２０：ＹＥＳ）、かつ、ロック解除制御が完了していないと判定されれば（Ｓ２１：ＮＯ）、続くステップＳ１００において、図６に示すロック解除制御を実施するよう指令する。図６は、ロック解除制御の処理手順を示すフローチャートであり、マイコン４１により所定周期で繰り返し実行される。
【００８７】
概略、図６の処理では、遅角室２３への作動油供給と進角室２４への作動油供給とを交互に実施するようＯＣＶ３０の作動を制御する。つまり、遅角室２３及び進角室２４のいずれか一方へ所定時間だけ作動油供給を実施した後、遅角室２３及び進角室２４の他方へ所定時間だけ作動油供給を実施する。
【００８８】
以下、詳細に説明すると、先ずステップＳ１１０において、ロック解除後のフィードバック制御において進角側に作動させる制御（進角制御）を実施する予定であるか否かを判定する。具体的には、図２のステップＳ１０で取得した目標位相がロック位相に対して遅角側であるか否かを判定する。ロック解除後に進角制御の予定であると判定されれば（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、続くステップＳ１２０〜Ｓ１２４（ロック解除制御手段）において、遅角室２３への作動油供給を所定時間だけ実施し、その後、進角室２４への作動油供給を所定時間だけ実施する、といったロック解除制御を実施する。
【００８９】
より詳細に説明すると、遅角室２３へ作動油を供給して遅角室２３の油圧を上昇させる時間（遅角側油圧上昇時間）が所定時間以下であると判定されれば（Ｓ１２０：ＹＥＳ）、遅角室２３へ作動油を供給するようＯＣＶ３０の作動をオープン制御する。この時の制御Dutyは、スプール３５を図１の最も右側に位置させて供給流量を最大とする値であることが望ましい。遅角側油圧上昇時間が所定時間に達したと判定されれば（Ｓ１２０：ＮＯ）、遅角室２３への作動油供給を終了して処理はステップＳ１２２に進む。
【００９０】
そして、進角室２４へ作動油を供給して進角室２４の油圧を上昇させる時間（進角側油圧上昇時間）が所定時間以下であると判定されれば（Ｓ１２２：ＹＥＳ）、進角室２４へ作動油を供給するようＯＣＶ３０の作動をオープン制御する。この時の制御Dutyは、図２のステップＳ１４で算出した制御Dutyにすることが望ましい。但し、スプール３５を図１の最も左側に位置させて供給流量を最大とする値であってもよいし、遅角室２３への供給時の供給流量よりも少なくする値であってもよい。進角側油圧上昇時間が所定時間に達したと判定されれば（Ｓ１２２：ＮＯ）、進角室２４への作動油供給を終了し、続くステップＳ１２４においてロック解除制御完了のフラグを立てる。
【００９１】
一方、先のステップＳ１１０において、ロック解除後に進角制御の予定でないと判定されれば（Ｓ１１０：ＮＯ）、ロック解除後に遅角制御を実施する予定であるとみなし、続くステップＳ１３０〜Ｓ１３４（ロック解除制御手段）において、進角室２４への作動油供給を所定時間だけ実施し、その後、遅角室２３への作動油供給を所定時間だけ実施する、といったロック解除制御を実施する。
【００９２】
より詳細に説明すると、先述した進角側油圧上昇時間が所定時間以下であると判定されれば（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、進角室２４へ作動油を供給するようＯＣＶ３０の作動をオープン制御する。この時の制御Dutyは、スプール３５を図１の最も左側に位置させて供給流量を最大とする値であることが望ましい。進角側油圧上昇時間が所定時間に達したと判定されれば（Ｓ１３０：ＮＯ）、進角室２４への作動油供給を終了して処理はステップＳ１３２に進む。
【００９３】
そして、先述した遅角側油圧上昇時間が所定時間以下であると判定されれば（Ｓ１３２：ＹＥＳ）、遅角室２３へ作動油を供給するようＯＣＶ３０の作動をオープン制御する。この時の制御Dutyは、図２のステップＳ１４で算出した制御Dutyにすることが望ましい。但し、スプール３５を図１の最も右側に位置させて供給流量を最大とする値であってもよいし、進角室２４への供給時の供給流量よりも少なくする値であってもよい。遅角側油圧上昇時間が所定時間に達したと判定されれば（Ｓ１３２：ＮＯ）、遅角室２３への作動油供給を終了し、続くステップＳ１３４においてロック解除制御完了のフラグを立てる。
【００９４】
次に、上記ロック解除制御を実施することによる両制限ピン２５，２６の作動を説明する。なお、以下の説明では、遅角室２３への作動油供給を先に実施した後、進角室２４への作動油供給を実施する場合についての作動を説明する。
【００９５】
先ず、遅角室２３へ作動油供給する期間には、進角制限ピン２５の側面が進角制限溝２１２の進角側壁面２１２ｂに押し付けられなくなる。詳細には、遅角制限ピン２６の側面が遅角側壁面２１３ａに押し付けられることにより遅角制限ピン２６の側面と遅角側壁面２１３ａとのクリアランスがなくなる。その分、進角制限ピン２５の側面と進角側壁面２１２ｂとの間にクリアランスが生じることとなる。よって、遅角室２３へ作動油供給する期間において、進角制限ピン２５と進角側壁面２１２ｂとの間に摩擦が生じない状態となる。よって、進角制限ピン２５は、制御室２５ｂ内の作動油圧力により収容位置へと作動するにあたり、摩擦により引っ掛かることなくスムーズに作動することができるので、進角制限ピン２５は進角制限溝２１２から迅速に抜け出ることとなる。
【００９６】
遅角室２３への作動油供給が終了して、次に進角室２４へ作動油供給する時には、進角制限ピン２５は進角制限溝２１２から抜け出ていることが想定される。したがって、ロック解除制御により進角室２４へ作動油供給すると、実位相はロック位相から進角側に変位することとなる。よって、遅角制限ピン２６の側面が遅角制限溝２１３の遅角側壁面２１３ａに押し付けられなくなる。よって、進角室２４へ作動油供給する期間において、遅角制限ピン２６と遅角側壁面２１３ａとの間に摩擦が生じない状態となる。よって、遅角制限ピン２６は、制御室２６ｂ内の作動油圧力により収容位置へと作動するにあたり、摩擦により引っ掛かることなくスムーズに作動することができるので、遅角制限ピン２６は遅角制限溝２１３から迅速に抜け出ることとなる。
【００９７】
以上により、本実施形態によれば、ロック機構をロック解除させるにあたり、遅角室２３への作動油供給及び進角室２４への作動油供給を交互に実施させるよう制御（ロック解除制御）するので、上述の如く両制限ピン２５，２６は各々の制限溝２１２，２１３から迅速に抜け出ることとなる。よって、迅速なロック解除が可能となるので、エンジンを始動させてから実位相を目標位相にするまでに要する時間を短縮できる。
【００９８】
さらに本実施形態によれば、ロック解除後のフィードバック制御において進角制御を実施する予定である場合には、ロック解除制御を実施するにあたり、遅角室２３への作動油供給を先に実施し、その後に進角室２４への作動油供給を実施する。そのため、フィードバック制御による進角制御を実施するに先立ち、実位相を予めロック位相よりも進角側に変位させておくことができるので、ロック解除完了後のフィードバック制御を実施するにあたり、目標位相へ迅速に相対回転させることができる。
【００９９】
同様にして、ロック解除後のフィードバック制御において遅角制御を実施する予定である場合には、ロック解除制御を実施するにあたり、進角室２４への作動油供給を先に実施し、その後に遅角室２３への作動油供給を実施する。そのため、フィードバック制御による遅角制御を実施するに先立ち、実位相を予めロック位相よりも遅角側に変位させておくことができるので、ロック解除完了後のフィードバック制御を実施するにあたり、目標位相へ迅速に相対回転させることができる。
【０１００】
また、ロック解除制御において、遅角室２３及び進角室２４のいずれか一方へ作動油供給（先に供給）した後、他方へ作動油供給（後に供給）する際に、ロック解除後のフィードバック制御用に算出した制御Dutyに基づき作動油供給を実施するので、ロック解除完了後のフィードバック制御を実施するにあたり、目標位相へ迅速に相対回転させることができる。
【０１０１】
また、前記一方へ作動油供給（先に供給）する際に、最大供給量とする制御DutyでＯＣＶ３０の作動をオープン制御するので、前記一方へ作動油供給する時間を短く設定できる。よって、ロック解除制御の実施時間を短縮化でき、ひいては、エンジンを始動させてから実位相を目標位相にするまでに要する時間を短縮できる。
【０１０２】
なお、前記一方への作動油供給（先に供給）を実施する際にはオープン制御するのに対し、前記他方への作動油供給（後に供給）を実施する際には、図２のステップＳ１４で算出した制御Dutyに基づきフィードバック制御するようにしてもよい。
【０１０３】
（第２実施形態）
本実施形態では、ロック解除制御の実施中であって、そのロック解除制御が完了する前にロック解除されたことを検出した場合に、その検出時点でロック解除制御の実施を強制終了させる。なお、本実施形態にかかるＶＶＴ２０のハード構成は上記第１実施形態と同じである。また、本実施形態では、上記第１実施形態にかかる図２及び図６の処理と同様の処理を実施するとともに、図５の処理に替えて図７の処理を実施する。
【０１０４】
先ず、図７のステップＳ３０において、ロック解除が要求されているか否かを判定する。例えば、先述した制限ピン収容条件を満たした場合にロック解除要求有りと判定すればよい。ロック解除が要求されていると判定され（Ｓ３０：ＹＥＳ）、かつ、後述するステップＳ１００によるロック解除制御が完了したと判定されれば（Ｓ３１：ＹＥＳ）、続くステップＳ３２において、エンジン運転状態に基づき算出した目標位相となるようＶＶＴ２０の作動をフィードバック制御する。具体的には、図２のステップＳ１４で算出した制御Dutyに基づきＯＣＶ３０の作動を制御することで、ＶＶＴ２０の位相をフィードバック制御する。
【０１０５】
一方、ロック解除が要求されていると判定され（Ｓ３０：ＹＥＳ）、かつ、ロック解除制御が完了していないと判定されれば（Ｓ３１：ＮＯ）、続くステップＳ３３において、ロック解除制御実施期間中において生じた実位相の変位量（位相振れ量）を算出し、その位相振れ量の絶対値が所定値以上であるか否かを判定する。前記所定値は、ロック状態にある遅角制限ピン２６と遅角側壁面２１３ａとのクリアランス、及びロック状態にある進角制限ピン２５と進角側壁面２１２ｂとのクリアランスの両クリアランスを加算した値、或いは前記両クリアランスに位相の演算誤差を加算した値よりも十分に大きな値に設定しておく。
【０１０６】
位相振れ量の絶対値が所定値以上であると肯定判定された場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）には、ロック解除制御が完了する前にロック解除されたとみなしてステップＳ３４に進む。否定判定された場合（Ｓ３３：ＮＯ）には、続くステップＳ１００において、図６に示すロック解除制御を実施するよう指令する。
【０１０７】
ここで、本実施形態では、先述した遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の設定値（正確には、図６のステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１３０，Ｓ１３２の判定で用いる所定時間）を、更新して変更できるように記憶させている。そして、ステップＳ３３で肯定判定された場合には、続くステップＳ３４（時間設定手段）において、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の設定値を短くするよう設定変更する。そして、ロック解除制御を強制終了させて、ステップＳ３２におけるフィードバック制御を実施する。つまり、例えば図６のステップＳ１２０，Ｓ１２２の判定のいずれかが肯定判定されている場合であっても、ステップＳ１２１，１２３の実施を強制的に中止させる。
【０１０８】
以上により、本実施形態によれば、ロック解除制御の実施中に、相対回転位相が所定量以上変位した場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）には、ロック解除制御を強制終了させて、エンジン運転状態に基づき算出した目標位相となるようＶＶＴ２０の作動をフィードバック制御する。よって、ロック解除制御が不必要に長くなることを回避でき、ひいてはエンジン始動後に所望する位相にすることを迅速にできる。
【０１０９】
さらに本実施形態によれば、前記強制終了させた場合（つまりロック解除制御が完了する前にロック解除できた場合）に、次回からの両上昇時間の設定値を短くするよう設定更新するので、ロック解除制御を次回実施する際には前記両上昇時間が不必要に長くなることを回避できる。よって、エンジンの始動を開始させてからロック解除するまでの時間を短くできる。  （第３実施形態）
本実施形態では、ロック解除制御の実施終了後、ロック位相から相対回転位相を変位させることができない場合には、ロック解除制御を再実施する。なお、本実施形態にかかるＶＶＴ２０のハード構成は上記第１実施形態と同じである。また、本実施形態では、上記第１実施形態にかかる図２及び図６の処理と同様の処理を実施するとともに、図５の処理に替えて図８の処理を実施する。
【０１１０】
先ず、図８のステップＳ４０において、ロック解除が要求されているか否かを判定する。例えば、先述した制限ピン収容条件を満たした場合にロック解除要求有りと判定すればよい。ロック解除が要求されていると判定され（Ｓ４０：ＹＥＳ）、かつ、後述するステップＳ１００によるロック解除制御が完了したと判定されれば（Ｓ４１：ＹＥＳ）、続くステップＳ４３において、エンジン運転状態に基づき算出した目標位相となるようＶＶＴ２０の作動をフィードバック制御する。具体的には、図２のステップＳ１４で算出した制御Dutyに基づきＯＣＶ３０の作動を制御することで、ＶＶＴ２０の位相をフィードバック制御する。
【０１１１】
一方、ロック解除が要求されていると判定され（Ｓ４０：ＹＥＳ）、かつ、ロック解除制御が完了していないと判定されれば（Ｓ４１：ＮＯ）、続くステップＳ１００において、図６に示すロック解除制御を実施するよう指令する。
【０１１２】
次に、ステップＳ４３によるフィードバック制御を実施しているにも拘わらず、実位相がロック位相から変位しないと判定された場合には（Ｓ４４：ＮＯ）、続くステップＳ４５において、図６に示すロック解除制御を再度実施するよう指令する。
【０１１３】
ここで、本実施形態では、先述した遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の設定値（正確には、図６のステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１３０，Ｓ１３２の判定で用いる所定時間）を、更新して変更できるように記憶させている。そして、ステップＳ４５に続くステップＳ４６（時間設定手段）において、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の設定値を長くするよう設定変更する。
【０１１４】
続くステップＳ４７では、ステップＳ４６にて設定変更された上昇時間の設定値が、所定時間より長くなったか否かを判定する。前記設定値（つまりロック解除制御において作動油を供給する時間）が所定時間より長くなったと判定された場合には（Ｓ４７：ＹＥＳ）、ロック機構が異常状態であると判定する。
【０１１５】
以上により、本実施形態によれば、ロック解除制御を１回実施したにも拘わらず、ロック位相から相対回転位相を変位させることができない場合（つまりロック解除できていない場合）には、ロック解除制御を再実施するので、ロック解除することの確実性を向上できる。
【０１１６】
さらに本実施形態によれば、ロック解除制御を再実施させた場合（つまりロック解除に失敗した場合）に、両上昇時間の設定値を長くするよう設定更新するので、ロック解除が失敗するおそれを低減できる。
【０１１７】
また、本実施形態によれば、設定更新した上昇時間の設定値が所定時間より長くなったことをもってして、ロック機構が異常状態であると判定するので、ロック解除失敗回避に用いる両上昇時間の設定更新を、ロック機構の異常判定に利用することができる。
【０１１８】
（第４実施形態）
上記第２及び第３実施形態では、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の設定値（正確には、図６のステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１３０，Ｓ１３２の判定で用いる所定時間）を、更新して変更できるように記憶させているが、本実施形態では、その時の作動油の温度又はその温度と相関のある物理量に応じて、ステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１３０，Ｓ１３２の判定で用いる所定時間を可変設定する。具体的には、その時に検出された冷却水温度が低いほど前記所定時間を長く設定し、冷却水温度が高いほど前記所定時間を短く設定する。なお、本実施形態では前記物理量として、水温センサ４８により検出されたエンジン冷却水温度を採用している。
【０１１９】
以上により、本実施形態によれば、作動油が低温であるほど両上昇時間を長くするので、例えば、進角室２４へ作動油供給した後に遅角室２３へ作動油供給するようロック解除制御する場合において、進角室２４へ作動油供給している時に遅角制限ピン２６が遅角側壁面２１３ａに押し付けられずに離れた状態にすることの確実性を向上できる。また、作動油が高温であるほど両上昇時間を短くするので、両上昇時間が不必要に長くなることを回避でき、ひいてはエンジン始動後に所望する位相にすることを迅速にできる。
【０１２０】
（第５実施形態）
上記第２及び第３実施形態では、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の設定値（正確には、図６のステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１３０，Ｓ１３２の判定で用いる所定時間）を、更新して変更できるように記憶させているが、本実施形態では、その時のエンジン回転速度に応じて、ステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１３０，Ｓ１３２の判定で用いる所定時間を可変設定する。具体的には、具体的には、その時に検出されたエンジン回転速度が低いほど前記所定時間を長く設定し、エンジン回転速度が高いほど前記所定時間を短く設定する。
【０１２１】
以上により、本実施形態によれば、エンジン回転速度が低いほど両上昇時間を長くするので、例えば、進角室２４へ作動油供給した後に遅角室２３へ作動油供給するようロック解除制御する場合において、進角室２４へ作動油供給している時に遅角制限ピン２６が遅角側壁面２１３ａに押し付けられずに離れた状態にすることの確実性を向上できる。また、エンジン回転速度が高いほど両上昇時間を短くするので、両上昇時間が不必要に長くなることを回避でき、ひいてはエンジン始動後に所望する位相にすることを迅速にできる。
【０１２２】
（第６実施形態）
上記第２及び第３実施形態では、遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の設定値（正確には、図６のステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１３０，Ｓ１３２の判定で用いる所定時間）を、更新して変更できるように記憶させているが、本実施形態では、ステップＳ１２０，Ｓ１２２，Ｓ１３０，Ｓ１３２の判定で用いる所定時間を、各々独立して異なる値に設定する。本実施形態によれば、例えば遅角側へ変位させる向きの変動トルク平均を鑑みて、遅角側油圧上昇時間を進角側油圧上昇時間よりも短く設定すれば、ロック解除させるに必要な遅角側油圧上昇時間及び進角側油圧上昇時間の長さを過不足なく設定できる。
【符号の説明】
【０１２３】
２１…第１回転体、２２…第２回転体、２５…進角制限ピン（ロック機構）、２６…遅角制限ピン（ロック機構）、３０…ＯＣＶ（コントロールバルブ）、４０…ＥＣＵ（制御手段）、２１２…進角制限溝（ロック機構）、２１３…遅角制限溝（ロック機構）、Ｓ３４，Ｓ４６…時間設定手段、Ｓ４８…異常判定手段、Ｓ１２０〜Ｓ１２４，Ｓ１３０〜Ｓ１３４…ロック解除制御手段。
【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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