(57)【要約】【課題】カム軸から伝達される変動トルクによりハウジング（第１回転体）とロータ（第２回転体）が衝突することを抑制したバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】進角室又は遅角室の油圧Ｐが所定圧ＴＨ１より低くなっている低油圧状態であるか否かを判定する油圧判定手段Ｓ１２を備える。そして、低油圧状態の時（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、最遅角位相及び最進角位相に目標ＶＣＴ位相を設定することを禁止する（Ｓ１４〜Ｓ１７）。これにより、排気側カム軸から伝達される変動トルクによりロータのストッパ部がハウジング壁面に激しく衝突することを回避できる。よって、前記衝突による打音を抑制できるとともに、ストッパ部及びハウジング壁面の磨耗を抑制できる。【選択図】      図５
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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、
前記カム軸及び前記出力軸の他方とともに回転し、前記第１回転体との間に進角室及び遅角室を形成する第２回転体と、
前記進角室及び前記遅角室内の油圧を制御することで、前記第１回転体及び前記第２回転体の相対的な回転位相を制御する位相制御手段と、
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、
を備えるバルブタイミング調整装置に適用され、
前記進角室又は前記遅角室の油圧が所定圧より低くなっている低油圧状態であるか否かを判定する油圧判定手段を備え、
前記油圧判定手段により前記低油圧状態であると判定された場合には、前記位相制御手段による最遅角位相又は最進角位相への制御を禁止することを特徴とするバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記油圧判定手段により前記低油圧状態であると判定された場合には、前記最遅角位相を含む所定の遅角側範囲への制御、又は前記最進角位相を含む所定の進角側範囲への制御を禁止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制御装置。
【請求項３】
前記第２回転体の揺動中心に対して遅角側への揺動幅と同等の距離となるよう前記遅角側範囲を設定する、又は、前記第２回転体の揺動中心に対して進角側への揺動幅と同等の距離となるよう前記進角側範囲を設定す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制御装置。
【請求項４】
前記位相制御手段は、
エンジン運転状態に応じて目標位相を算出する目標位相算出手段と、
実位相が前記目標位相となるよう前記進角室及び前記遅角室内の油圧を制御するフィードバック制御手段と、
を有しており、
前記油圧判定手段により前記低油圧状態であると判定されている場合において、前記目標位相算出手段により算出した目標位相が前記遅角側範囲又は前記進角側範囲にある場合には、前記遅角側範囲の進角側閾値又は前記進角側範囲の遅角側閾値に前記目標位相を変更す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制御装置。
【請求項５】
前記進角室又は前記遅角室の油圧が低油圧であるほど、前記遅角側範囲又は前記進角側範囲を広げるように可変設定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１つに記載のバルブタイミング制御装置。
【請求項６】
前記遅角室及び前記進角室へ作動油を供給するオイルポンプは、前記出力軸により駆動されるよう構成されており、
前記油圧判定手段は、前記進角室及び前記遅角室へ供給される作動油の温度及びエンジン回転速度の少なくとも一方に基づき、前記低油圧状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のバルブタイミング制御装置。
【請求項７】
前記油圧判定手段は、前記カム軸から伝達される変動トルクに起因して生じる実位相の変動幅に基づき、前記低油圧状態であるか否かを判定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制御装置。
【請求項８】
最遅角位相又は最進角位相に制御されている時の位相を基準位相として学習する学習手段を備え、
前記進角室又は前記遅角室の油圧が第２所定圧より低くなっている場合には、前記学習手段による学習を禁止することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載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、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適用された、バルブタイミング制御装置に関する。
【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室及び遅角室が形成されている。そして、進角室及び遅角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的な回転位相を調整するよう制御し、これにより、バルブの開閉タイミングを調整する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−６９７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、カム軸は、吸気バルブ又は排気バルブを開弁させる時にはその開弁反力を受ける。そのため、カム軸とともに回転するハウジング又はベーンロータは、バルブの開弁周期で生じる変動トルクを受けることになる。よって、仮に進角室及び遅角室内の油圧を一定に保持させて回転位相を保持させようとしても、前記変動トルクを受けることに起因して、回転位相は進角側と遅角側とに僅かに揺れ動いている。そして、進角室及び遅角室へ供給する作動油の圧力が低くなると回転位相の揺れ動き（揺動）は激しくなる。そのため、低油圧の時に最遅角位相へ制御する場合には、遅角室の油圧によりベーンロータの端面が進角室内のハウジング壁面へ押し付けられる状態を保持させることが困難となり、ベーンロータとハウジングが激しく衝突して打音、磨耗が著しくなることが懸念される。
【０００５】
但し、通常の装置には、ベーンロータ及びハウジングを所定のロック位相で相対回転不能にロックさせるロック機構が備えられており、そのロック位相は一般的には最遅角位相に設定されている。そのため、油圧が低くなるとロック機構が作動するので、低油圧時に最遅角位相へ制御すれば最遅角位相（ロック位相）でロックされることとなる。よって、一般的には「低油圧時には、変動トルクによるベーンロータとハウジングの衝突が激しくなる」といった上記懸念は問題とはなっていない。
【０００６】
しかしながら、例えばミラーサイクルエンジン等においては、最遅角位相及び最進角位相の中間にロック位相を設定することが望ましく、ロック位相が最遅角位相に設定されない。この場合、低油圧の状況下で最遅角位相へ制御しても最遅角位相にロック機構を持たないため、変動トルクによるベーンロータ及びハウジングの衝突を減らす事ができない。そのため、「低油圧時には、変動トルクによるベーンロータ及びハウジングの衝突が激しくなる」といった上記懸念が顕在化する。
【０００７】
なお、最進角位相へ制御する場合においても同様にして、低油圧時には回転位相の揺動が激しくなるので、進角室の油圧によりベーンロータの端面が遅角室内のハウジング壁面へ押し付けられる状態を保持させることが困難となり、ベーンロータとハウジングが激しく衝突して打音、磨耗が著しくなるといった問題が生じる。
【０００８】
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、カム軸から伝達される変動トルクにより第１回転体と第２回転体が衝突することを抑制した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】
【０００９】
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。
【００１０】
請求項１記載の発明では、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、前記カム軸及び前記出力軸の他方とともに回転し、前記第１回転体との間に進角室及び遅角室を形成する第２回転体と、前記進角室及び前記遅角室内の油圧を制御することで、前記第１回転体及び前記第２回転体の相対的な回転位相を制御する位相制御手段と、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、を備えるバルブタイミング調整装置に適用されることを前提とする。
【００１１】
そして、前記進角室又は前記遅角室の油圧が所定圧より低くなっている低油圧状態であるか否かを判定する油圧判定手段を備え、前記油圧判定手段により前記低油圧状態であると判定された場合には、前記位相制御手段による最遅角位相又は最進角位相への制御を禁止することを特徴とする。
【００１２】
これによれば、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ロックさせるバルブタイミング調整装置において、低油圧状態の時には最遅角位相又は最進角位相への制御が禁止されるので、カム軸から伝達される変動トルクにより第１回転体及び第２回転体が衝突することを抑制できる。よって、前記衝突による打音、磨耗を抑制できる。
【００１３】
請求項２記載の発明では、前記油圧判定手段により前記低油圧状態であると判定された場合には、前記最遅角位相を含む所定の遅角側範囲への制御、又は前記最進角位相を含む所定の進角側範囲への制御を禁止することを特徴とする。
【００１４】
ここで、低油圧時には回転位相の揺動が激しくなりその揺動幅も大きくなるので、最遅角位相又は最進角位相への制御を禁止したとしても、最遅角位相又は最進角位相の近くに制御した場合には、第１回転体と第２回転体の衝突が懸念される。これに対し上記発明によれば、低油圧状態の時には、最遅角位相又は最進角位相への制御を禁止するのみならず、最遅角位相を含む所定の遅角側範囲への制御、又は最進角位相を含む所定の進角側範囲への制御も禁止するので、第１回転体と第２回転体が衝突することを十分に抑制することができる。
【００１５】
請求項３記載の発明では、前記第２回転体の揺動中心に対して遅角側への揺動幅と同等の距離となるよう前記遅角側範囲を設定する、又は、前記第２回転体の揺動中心に対して進角側への揺動幅と同等の距離となるよう前記進角側範囲を設定することを特徴とする。これによれば、遅角側範囲又は進角側範囲への制御を禁止すれば、揺動する第２回転体と第１回転体との衝突回避を促進できる。
【００１６】
請求項４記載の発明では、前記位相制御手段は、エンジン運転状態に応じて目標位相を算出する目標位相算出手段と、実位相が前記目標位相となるよう前記進角室及び前記遅角室内の油圧を制御するフィードバック制御手段と、を有しており、前記油圧判定手段により前記低油圧状態であると判定されている場合において、前記目標位相算出手段により算出した目標位相が前記遅角側範囲又は前記進角側範囲にある場合には、前記遅角側範囲の進角側閾値又は前記進角側範囲の遅角側閾値に前記目標位相を変更することを特徴とする。
【００１７】
これによれば、遅角側範囲又は進角側範囲への制御が禁止されている場合に、エンジン運転状態に応じて算出された目標位相にできるだけ近い位相に目標位相を変更するので、排気エミッション及びエンジン出力が前記禁止に起因して悪化することを、できるだけ抑制できる。
【００１８】
請求項５記載の発明では、前記進角室又は前記遅角室の油圧が低油圧であるほど、前記遅角側範囲又は前記進角側範囲を広げるように可変設定することを特徴とする。
【００１９】
低油圧であるほど、変動トルクに起因した回転位相の揺動幅も大きくなり衝突の可能性が高くなる。一方、遅角側範囲又は進角側範囲を過剰に広く設定すれば、前記衝突の可能性を低減できる反面、排気エミッション及びエンジン出力を鑑みた最適な位相から大きく外れた位相になってしまう。この点を鑑みた上記発明によれば、低油圧であるほど遅角側範囲又は進角側範囲を広げるように可変設定するので、排気エミッション及びエンジン出力が前記禁止に起因して悪化することの抑制と衝突低減とをバランスよく設定できる。
【００２０】
請求項６記載の発明では、前記遅角室及び前記進角室へ作動油を供給するオイルポンプは、前記出力軸により駆動されるよう構成されており、前記油圧判定手段は、前記進角室及び前記遅角室へ供給される作動油の温度及びエンジン回転速度の少なくとも一方に基づき、前記低油圧状態であるか否かを判定することを特徴とする。
【００２１】
エンジン回転速度が高くなるほど、オイルポンプの回転速度が上昇して進角室及び前記遅角室へ供給される油圧の圧力も上昇する。また、作動油温度が高いほど粘性が低下するので、オイルポンプから進角室及び遅角室までの供給経路で生じる作動油のリーク量は多くなる。これらの点を鑑みた上記発明によれば、作動油温度及びエンジン回転速度の少なくとも一方に基づき低油圧状態であるか否かを判定するので、油圧判定手段による判定を容易に実現できる。
【００２２】
また、仮に、進角室又は遅角室内の油圧を検出する油圧センサを設置すれば、油圧判定手段による判定を容易に実現できるものの、油圧センサを設置することによる構造の複雑化及びコストアップを招く。これに対し上記発明では、油圧センサを要することなく低油圧状態であるか否かを判定できる。
【００２３】
請求項７記載の発明では、前記油圧判定手段は、前記カム軸から伝達される変動トルクに起因して生じる実位相の変動幅に基づき、前記低油圧状態であるか否かを判定することを特徴とする。
【００２４】
実位相の変動幅が大きいほど進角室又は遅角室内の油圧が低くなっている筈である。この点を鑑みた上記発明によれば、実位相の揺動幅に基づき低油圧状態であるか否かを判定するので、油圧判定手段による判定を容易に実現できる。
【００２５】
請求項８記載の発明では、最遅角位相又は最進角位相に制御されている時の位相を基準位相として学習する学習手段を備え、前記進角室又は前記遅角室の油圧が第２所定圧より低くなっている場合には、前記学習手段による学習を禁止することを特徴とする。
【００２６】
低油圧状態でなければ、最遅角位相又は最進角位相への制御禁止は解除されるものの、回転位相の揺動がゼロになっている訳ではない。よって低油圧状態でなくとも油圧がある程度低い場合には、第１回転体を第２回転体に押し付けた状態（最遅角位相又は最進角位相の状態）に保持できているとは限らない。
【００２７】
この点を鑑みた上記発明によれば、低油圧状態であるか否かに拘わらず、進角室又は遅角室の油圧が第２所定圧より低くなっている場合には基準位相の学習を禁止するので、回転位相が揺動している時の位相を基準位相として学習してしまうことを回避でき、学習精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態にかかるエンジン制御システム全体の概略構成図。
【図２】図１に示す可変バルブタイミング装置と油圧制御回路の構成を説明する縦断側面図。
【図３】図１に示す可変バルブタイミング装置の構成を説明する縦断正面図。
【図４】図１に示す可変バルブタイミング装置において、低油圧状態時に制御が禁止される遅角側範囲Ｗ１及び進角側範囲Ｗ２を説明する断面図。
【図５】図１に示すエンジン制御回路が実施する、低油圧状態時の制御手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
図１に示すように、内燃機関であるエンジン１１は、クランク軸１２（出力軸）からの動力がタイミングチェーン１３により各スプロケット１４，１５を介して吸気側カム軸１６と排気側カム軸１７とに伝達されるようになっている。但し、吸気側カム軸１６には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の相対的な回転位相（ＶＣＴ位相）を調整する可変バルブタイミング装置１８（ＶＣＴ）が設けられている。
【００３１】
また、吸気側カム軸１６の外周側には、所定カム角毎にカム角信号のパルスを出力するカム角センサ１９が設置され、一方、クランク軸１２の外周側には、所定クランク角毎にクランク角信号のパルスを出力するクランク角センサ２０が設置されている。これらカム角センサ１９及びクランク角センサ２０の出力信号は、エンジン制御回路２１に入力される。このエンジン制御回路２１は、カム角センサ１９とクランク角センサ２０の出力信号パルスの位相差に基づいて吸気バルブの実バルブタイミング（実ＶＣＴ位相）を演算すると共に、クランク角センサ２０の出力パルスの周波数（パルス間隔）に基づいてエンジン回転速度を演算する。
【００３２】
また、オイルパン２７には、可変バルブタイミング装置１８へ供給される作動油の温度を検出する油温センサ２７ａが設けられている。そして、油温センサ２７ａの出力信号や、エンジン運転状態を検出する各種センサ（吸気圧センサ２２、冷却水温センサ２３、スロットルセンサ２４等）の出力信号が、エンジン制御回路２１に入力される。
【００３３】
このエンジン制御回路２１は、上記各種センサで検出したエンジン運転状態に応じて燃料噴射制御や点火制御を行うと共に、可変バルブタイミング制御（ＶＣＴ位相フィードバック制御）を行い、吸気バルブの実バルブタイミング（実ＶＣＴ位相）を、エンジン運転状態に応じて設定した目標バルブタイミング（目標ＶＣＴ位相）に一致させるように可変バルブタイミング装置１８を駆動する油圧をフィードバック制御する。
【００３４】
次に、図２〜図４に基づいて可変バルブタイミング装置１８の構成を説明する。
【００３５】
図２に示すように、可変バルブタイミング装置１８のハウジング３１（第１回転体）は、吸気側カム軸１６の外周に回動自在に支持されたスプロケット１４にボルト３２で締め付け固定されている。これにより、クランク軸１２の回転がタイミングチェーン１３を介してスプロケット１４とハウジング３１に伝達され、スプロケット１４とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転する。
【００３６】
一方、吸気側カム軸１６の一端部には、ロータ３５（第２回転体）がボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。
【００３７】
図３に示すように、ハウジング３１の内部には、複数のベーン収容室４０が形成され、各ベーン収容室４０が、ロータ３５の外周部に形成されたベーン４１によって進角室４２と遅角室４３とに区画されている。少なくとも１つのベーン４１の両側部には、ハウジング３１に対するロータ３５（ベーン４１）の相対回動範囲を規制するストッパ部５６が形成され、このストッパ部５６によって実ＶＣＴ位相の調整可能範囲の最遅角位相と最進角位相が規制されている。
【００３８】
可変バルブタイミング装置１８には、ＶＣＴ位相をその調整可能範囲の最遅角位相と最進角位相との間（例えば略中間）に位置する中間ロック位相でロックする中間ロック機構５０が設けられている。この中間ロック機構５０の構成を説明すると、いずれか１つ（又は複数）のベーン４１にロックピン収容孔５７（図２参照）が設けられ、このロックピン収容孔５７に、ハウジング３１とロータ３５（ベーン４１）との相対回動をロックするためのロックピン５８が突出可能に収容され、このロックピン５８がスプロケット１４側（図２の右側）に突出してスプロケット１４のロック孔５９（図２参照）に嵌り込むことで、ＶＣＴ位相がその調整可能範囲の略中間に位置する中間ロック位相でロックされる。この中間ロック位相は、エンジン１１の始動に適した位相に設定されている。尚、ロック孔５９をハウジング３１に設けた構成としても良い。
【００３９】
図２に示すように、ロックピン５８は、スプリング６２によってロック方向（突出方向）に付勢されている。また、ロックピン５８の外周部とロックピン収容孔５７との間には、ロックピン５８をロック解除方向に駆動する油圧を制御するためのロック解除用の油圧室５７ａが形成されている。
【００４０】
油圧室５７ａへ作動油を供給すれば、油圧室５７ａ内の油圧によりスプリング６２の弾性力に抗してロックピン５８は収容孔５７へ収容されるよう作動する。一方、油圧室５７ａから作動油を排出させれば、スプリング６２の弾性力によりロックピン５８は突出してロック孔５９と嵌合可能な状態となる。
【００４１】
また、ハウジング３１には、進角制御時にロータ３５を進角方向に相対回動させる油圧をばね力で補助（アシスト）する付勢手段としてねじりコイルばね等のばね５５が設けられている。吸気バルブの可変バルブタイミング装置１８では、吸気側カム軸１６のトルクがＶＣＴ位相を遅角させる方向に作用することから、上記ばね５５は、ＶＣＴ位相を吸気側カム軸１６のトルク方向と反対方向である進角方向に付勢することになる。
【００４２】
本実施形態では、ばね５５の付勢力が作用する範囲は、最遅角位相からほぼ中間ロック位相までの範囲に設定され、エンジンストール等の異常停止後の再始動時のフェールセーフを想定して、ロックピン５８がロック孔５９から外れた状態で中間ロック位相より遅角側の実ＶＣＴ位相で始動した場合に、スタータ（図示せず）によるクランキング中に、ばね５５のばね力により実ＶＣＴ位相を遅角側から中間ロック位相へ進角させる進角動作を補助してロックピン５８をロック孔５９に嵌まり込ませてロックできるように構成されている。
【００４３】
一方、中間ロック位相より進角側の実ＶＣＴ位相で始動した場合は、クランキング中に吸気側カム軸１６のトルクが遅角方向に作用するため、吸気側カム軸１６のトルクにより実ＶＣＴ位相を進角側から中間ロック位相へ遅角させてロックピン５８をロック孔５９に嵌まり込ませてロックさせることができる。
【００４４】
また、本実施形態では、油圧制御弁２５（位相制御手段）の作動を制御することにより、可変バルブタイミング装置１８のＶＣＴ位相、及びロックピン５８を駆動する油圧を制御している。この油圧制御弁２５は、ＶＣＴ位相を駆動する油圧を制御する位相制御用の油圧制御弁機能と、ロックピン５８を駆動する油圧を制御するロック制御用の油圧制御弁機能とを一体化して構成されている。
【００４５】
そして、エンジン１１の動力によって駆動されるオイルポンプ２８により、オイルパン２７内のオイル（作動油）が汲み上げられて油圧制御弁２５に供給される。この油圧制御弁２５は、ハウジング２５ａ内にスプール２５ｂを摺動可能に収容して構成されており、エンジン制御回路２１からソレノイド２５ｃへ通電して生じる電磁力によりスプール２５ｂはハウジング２５ａ内を摺動する。
【００４６】
進角室４２に通じる進角油路４２ａ、遅角室４３に通じる遅角油路４３ａ、ロック解除用油圧室５７ａに通じるロック油路５７ｂは、油圧制御弁２５を介してオイルポンプ２８と連通している。そして、エンジン制御回路２１からソレノイド２５ｃへ出力される制御デューティ（制御量）に応じて、スプール２５ｂの摺動位置が制御され、これにより、それぞれの油路４２ａ，４３ａ，５７ｂの連通開度が制御される。
【００４７】
本実施形態では、８ポート・４ポジション型のスプール弁を油圧制御弁２５として採用しており、各々の油路４２ａ，４３ａ，５７ｂの連通開度の組み合わせを決定する制御デューティ（制御量）は、以下に説明するロックモードＬ１，Ｌ２、進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲの４つの制御領域に区分される。
【００４８】
ロックモードＬ１，Ｌ２の制御領域では、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室５７ａへのオイル供給油路２８ａを遮断してロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室５７ａの油圧を抜いて、スプリング６２によってロックピン５８をロック方向に突出させる。
【００４９】
更に、ロックモードＬ１，Ｌ２の制御領域は、ロックピン５８を突出させながら進角室４２へのオイル供給油路２８ａを開放して進角室４２にオイルを供給するオイル充填モードＬ１の制御領域と、ロックピン５８を突出させながら進角室４２と遅角室４３の両方のオイル供給油路２８ａを遮断して両室４２，４３の油圧を保持するロック保持モードＬ２の制御領域とに区分されている。
【００５０】
進角モードＡの制御領域では、遅角室４３へのオイル供給油路２８ａを遮断して、油圧制御弁２５の遅角ポートをドレンポートに連通させて遅角室４３の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、進角室４２へのオイル供給油路２８ａを開放して、進角室４２にオイルを供給して進角室４２の油圧を変化させて実ＶＣＴ位相を進角させる。
【００５１】
保持モードＨの制御領域では、進角室４２と遅角室４３の両方のオイル供給油路２８ａを遮断して両室４２，４３の油圧を保持して、実ＶＣＴ位相が動かないように保持する。
【００５２】
遅角モードＲの制御領域では、進角室４２へのオイル供給油路２８ａを遮断して、油圧制御弁２５の進角ポートをドレンポートに連通させて進角室４２の油圧を抜いた状態で、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、遅角室４３へのオイル供給油路２８ａを開放して、遅角室４３にオイルを供給して遅角室４３の油圧を変化させて実ＶＣＴ位相を遅角させる。
【００５３】
ロックモードＬ１，Ｌ２以外の制御領域（進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲ）では、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室５７ａへのオイル供給油路２８ａを開放してロック解除用油圧室５７ａにオイルを充填してロック解除用油圧室５７ａの油圧を上昇させ、その油圧によりロックピン５８をロック孔５９から抜き出してロックピン５８のロックを解除する。
【００５４】
尚、本実施形態では、油圧制御弁２５の制御デューティが大きくなるに従って、ロックモードＬ１，Ｌ２、進角モードＡ、保持モードＨ、遅角モードＲの順に制御モードが切り替わるように構成されているが、例えば、油圧制御弁２５の制御デューティが大きくなるに従って、遅角モードＲ、保持モードＨ、進角モードＡ、ロックモードＬ１，Ｌ２の順に制御モードが切り替わるように構成したり、或は、遅角モードＲと進角モードＡの順序を入れ替えて、ロックモードＬ１，Ｌ２、遅角モードＲ、保持モードＨ、進角モードＡの順に制御モードが切り替わるように構成しても良い。
【００５５】
エンジン制御回路２１（位相制御手段、フィードバック制御手段）は、所定の位相制御実行条件が成立しているときに、吸気側カム軸１６の実ＶＣＴ位相（吸気バルブの実バルブタイミング）を、エンジン運転条件に応じて設定した目標位相（目標バルブタイミング）に一致させるように油圧制御弁２５の制御デューティ（制御量）を少なくとも比例項を含む例えばＰＤ制御等によりフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）して可変バルブタイミング装置１８の進角室４２と遅角室４３に供給する油圧をＦ／Ｂ制御する。
【００５６】
このように、エンジン運転条件に応じて目標位相を設定している時のエンジン制御回路２１は「目標位相制御手段」に相当し、Ｆ／Ｂ制御している時のエンジン制御回路２１は「フィードバック制御手段」に相当する。このＶＣＴ位相制御の制御領域は、遅角モードＲ、保持モードＨ及び進角モードＡの制御領域に跨がっている。
【００５７】
ところで、吸気側カム軸１６は、排気バルブを開弁させる時にはその開弁反力を受ける。そのため、吸気側カム軸１６とともに回転するロータ３５は、排気バルブの開弁周期で生じる変動トルクを受けることになる。よって、仮に進角室４２及び遅角室４３内の油圧を一定に保持させて実ＶＣＴ位相（回転位相）を保持させようとしても、変動トルクを受けることに起因して、実ＶＣＴ位相は進角側と遅角側とに僅かに揺れ動いている。
【００５８】
そして、例えば、作動油温度（油温）が上昇して粘性が低くなることに伴い、各種油路２８ａ，４３ａ，４２ａや油圧制御弁２５内部で作動油が漏れ出る量（リーク量）が増大した場合や、エンジン回転速度が低くなることに伴いオイルポンプ２８の吐出圧が低下した場合には、進角室４２及び遅角室４３へ供給する作動油の圧力が低くなる。すると、先述した実ＶＣＴの揺れ動き（揺動）は激しくなる。そのため、低油圧の時に最遅角位相へ制御する場合には、遅角室４３の油圧によりロータ３５のストッパ部５６（端面）をハウジング壁面３１ａへ押し付ける状態を保持させることが困難となる。その結果、ロータ３５のストッパ部５６がハウジング壁面３１ａに激しく衝突して打音、磨耗が著しくなることが懸念される。
【００５９】
この懸念に対し本実施形態では、低油圧状態の時には、最遅角位相を含む所定の遅角側範囲Ｗ１（図４参照）への制御、及び、最進角位相を含む所定の進角側範囲Ｗ２への制御を禁止して、ストッパ部５６がハウジング壁面３１ａに衝突するといった上記懸の解消を図っている。
【００６０】
遅角側範囲Ｗ１とは、揺動が生じていない状態を想定した場合において、進角室４２内におけるストッパ部５６とハウジング壁面３１ａとの離間距離のことである。そして、ロータ３５の揺動中心に対して遅角側への揺動幅と同等の距離となるよう遅角側範囲Ｗ１は設定されている。これにより、ロータ３５の揺動にともないストッパ部５６は遅角側範囲Ｗ１内を移動することとなり、ハウジング壁面３１ａに激しく衝突することが回避される。
【００６１】
要するに、最進角位相に対して遅角側範囲Ｗ１の位相分αだけ進角させた位相（最遅角位相＋α）を遅角側閾値として設定し、当該遅角側閾値よりも遅角させることを禁止する。図４に示すロータ３５の位置は、最遅角位相＋αにＶＣＴ位相を制御した状態、かつ、揺動中心に位置する状態を示す、
進角側範囲Ｗ２とは、揺動が生じていない状態を想定した場合において、遅角室４３内におけるストッパ部５６とハウジング壁面３１ａとの離間距離のことである。そして、ロータ３５の揺動中心に対して進角側への揺動幅と同等の距離となるよう進角側範囲Ｗ２は設定されている。これにより、ロータ３５の揺動にともないストッパ部５６は遅角側範囲Ｗ１内を移動することとなり、ハウジング壁面３１ａに激しく衝突することが回避される。要するに、最進角位相に対して進角側範囲Ｗ２の位相分βだけ遅角させた位相（最進角位相−β）を進角側閾値として設定し、当該進角側閾値よりも進角させることを禁止する。
【００６２】
図５は、このような低油圧状態時における制御の手順を示すフローチャートであり、エンジン制御回路２１が有するマイクロコンピュータにより所定周期で繰り返し実行される。
【００６３】
先ず、図５に示すステップＳ１０において、クランク角センサ２０の検出値に基づき算出されたエンジン回転速度ＮＥ、及び油温センサ２７ａにより検出された油温Ｔを取得する。
【００６４】
続くステップＳ１１では、ステップＳ１０で取得したエンジン回転速度ＮＥ及び油温Ｔに基づき、遅角室４３内の油圧及び進角室４２内の油圧を室内油圧Ｐとして推定する。具体的には、エンジン回転速度ＮＥが低いほど、又は油温Ｔが高いほど、室内油圧Ｐを低い値に推定する。なお、進角制御している時には進角室４２の油圧を室内油圧Ｐとして推定し、遅角制御している時には遅角室４３の油圧を室内油圧Ｐとして推定し、保持制御している時には遅角室４３及び進角室４２の油圧を室内油圧Ｐとして推定する。
【００６５】
続くステップＳ１２（油圧判定手段）では、ステップＳ１１で推定した室内油圧Ｐが、予め設定された所定圧ＴＨ１以下となっている低油圧状態であるか否かを判定する。低油圧状態であると判定された場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、続くステップＳ１３において、図４を用いて先述した遅角側範囲Ｗ１及び進角側範囲Ｗ２を可変設定する。具体的には、室内油圧Ｐが低いほど、両範囲Ｗ１，Ｗ２を広く設定する。
【００６６】
続くステップＳ１４では、現時点での目標ＶＣＴ位相が、ステップＳ１３で設定した遅角側範囲Ｗ１内であるか否かを判定し、肯定判定（Ｓ１４：ＹＥＳ）された場合には、続くステップＳ１５において、目標ＶＣＴ位相を遅角側閾値（最遅角位相＋α）に変更する。
【００６７】
一方、ステップＳ１４にて否定判定（Ｓ１４：ＮＯ）された場合には、続くステップＳ１６において、現時点での目標ＶＣＴ位相が、ステップＳ１３で設定した進角側範囲Ｗ２内であるか否かを判定し、肯定判定（Ｓ１６：ＹＥＳ）された場合には、続くステップＳ１７において、目標ＶＣＴ位相を進角側閾値（最進角位相−β）に変更する。
【００６８】
そして、ステップＳ１５，Ｓ１７にて変更処理を実施した後、続くステップＳ１８において、以下に説明する基準位相の学習を禁止させる。
【００６９】
すなわち、当該禁止処理による禁止フラグが設定されていない場合において、最進角位相又は最遅角位相に制御されている時には、ストッパ部５６がハウジング壁面３１ａに当接した状態であるため、この時に算出されたカム角センサ１９とクランク角センサ２０の出力信号パルスの検出位相差（ＶＣＴ位相）は、幾何学的に特定された位相（基準位相）となっている筈である。したがって、この時の検出位相差を基準位相として学習しておけば、最遅角位相及び最遅角位相とは異なる位相に制御している時には、その時の検出位相差と基準位相との差分に基づき実ＶＣＴ位相を、各種センサ１９，２０検出誤差を含むことなく高精度で算出することができる。このように基準位相を学習している時のエンジン制御回路２１は「学習手段」に相当する。
【００７０】
但し、例え最遅角位相又は最遅角位相に制御していたとしても、低油圧状態時には、ストッパ部５６がハウジング壁面３１ａに押し付ける力が弱いので、最進角位相又は最遅角位相に制御している時の検出位相差は変動することとなる。そこで上記ステップＳ１８では、このように変動している時に基準位相の学習を禁止することで、学習誤差の発生を抑制し、ＶＣＴ位相の算出精度低下を抑制させている。
【００７１】
先述したステップＳ１２において否定判定（Ｓ１２：ＮＯ）された場合には、ステップＳ１９に進み、ステップＳ１１で算出した室内油圧Ｐが第２所定圧ＴＨ２以下であるか否かを判定する。なお、第２所定圧ＴＨ２は、ステップＳ１２の判定で用いた所定圧ＴＨ１よりも高い値に設定されている。Ｐ＞ＴＨ２であると否定判定（Ｓ１９：ＮＯ）された場合には、先述したステップＳ１５，Ｓ１７での変更処理及びステップＳ１８での学習禁止処理を実施することなく、図５の一連の処理を一旦終了する。
【００７２】
一方、Ｐ≦ＴＨ２であると肯定判定（Ｓ１９：ＹＥＳ）された場合には、ステップＳ１５，Ｓ１７での変更処理は実施しないものの、ステップＳ１８での学習禁止処理は実施する。
【００７３】
要するに、低油圧状態でなければ（Ｓ１２：ＮＯ）、遅角側閾値よりも遅角側或いは進角側閾値よりも進角側に目標ＶＣＴ位相を設定することを禁止させなくても、ストッパ部５６がハウジング壁面３１ａに激しく衝突することが回避できる。但し、室内油圧Ｐが第２所定圧ＴＨ２以下であれば（Ｓ１９：ＹＥＳ）、基準位相への制御時にストッパ部５６がハウジング壁面３１ａに押し付けられた状態が維持されているとは限らず、検出位相差が変動していることが懸念される。そこで、Ｐ≦ＴＨ２である場合（Ｓ１９：ＹＥＳ）には学習禁止処理（Ｓ１８）を実施することで、前記懸念による学習精度低下の回避を図っている。
【００７４】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００７５】
（１）低油圧状態の時（Ｓ１２：ＹＥＳ）には、遅角側閾値（最遅角位相＋α）よりも遅角側、又は、進角側閾値（最進角位相−β）よりも進角側に目標ＶＣＴ位相を設定することが禁止される（Ｓ１４〜Ｓ１７）。よって、排気側カム軸１７から伝達される変動トルクによりロータ３５のストッパ部５６がハウジング壁面３１ａに激しく衝突することを回避できる。よって、前記衝突による打音を抑制できるとともに、ストッパ部５６及びハウジング壁面３１ａの磨耗を抑制できる。
【００７６】
（２）ステップＳ１３において、遅角側範囲Ｗ１及び進角側範囲Ｗ２は、室内油圧Ｐが低いほど大きくなるように可変設定されるので、両範囲Ｗ１，Ｗ２を過剰に大きくすることによる排気エミッション悪化及びエンジン出力低下を抑制しつつ、前記衝突の低減を図ることができる。
【００７７】
（３）作動油温度Ｔ及びエンジン回転速度ＮＥに基づき、低油圧状態であるか否かの判定に用いる室内油圧Ｐを推定する。そのため、進角室４２又は遅角室４３内の油圧を直接検出する油圧センサの設置を不要にでき、既存のセンサ２０，２７ａを用いて室内油圧Ｐを推定できるので、コストダウンを図ることができる。
【００７８】
（４）室内油圧Ｐが第２所定圧ＴＨ２より低くなっている場合には基準位相の学習を禁止するので、基準位相の学習精度を向上でき、ひいては実ＶＣＴの算出精度を向上できる。
【００７９】
（５）図１〜図３に示す可変バルブタイミング装置１８は、エンジン回転速度ＮＥに拘わらず（つまりオイルポンプ２８による吐出圧に拘わらず）、制御デューティの値によりロックピン５８の突出状態を制御することが可能である。そのため、低油圧状態時であってもロックピン５８をロックピン収容孔５７に収容させて、Ｆ／Ｂ制御することが可能である。このような構成の装置１８では、低油圧状態時における前記衝突の問題が生じやすい。よって、遅角側範囲Ｗ１及び進角側範囲Ｗ２への制御禁止を、当該構成の装置１８に適用する本実施形態によれば、前記衝突回避の効果が好適に発揮される。
【００８０】
（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、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。
【００８１】
・上記実施形態では、エンジン回転速度ＮＥ及び油温Ｔに基づき低油圧状態であるか否かを判定しているが、例えば実ＶＣＴ位相が所定時間当りに変動する変動幅を検出し、当該変動幅が所定値以上に大きければ低油圧状態であると判定するようにしてもよい。或いは、エンジン回転速度ＮＥ、油温Ｔ及び前記変動幅の少なくとも１つに基づき低油圧状態であるか否かを判定してもよい。
【００８２】
・上記実施形態では、エンジン回転速度ＮＥ及び油温Ｔに基づき室内油圧Ｐを推定しているが、進角室４２又は遅角室４３に油圧センサを設置して、室内油圧Ｐを直接検出するように構成してもよい。
【００８３】
・ステップＳ１３において、α＝βとして、遅角側範囲Ｗ１の大きさと進角側範囲Ｗ２の大きさを同じに設定してもよいし、遅角側範囲Ｗ１及び進角側範囲Ｗ２を各々独立して設定してもよい。
【００８４】
・排気側バルブから受ける変動トルクは、進角側よりも遅角側へのトルクの方が大きいので、遅角側範囲Ｗ１を進角側範囲Ｗ２よりも大きく設定（α＞β）することが望ましい。或いは、図５のステップＳ１６，Ｓ１７を廃止してもよい。つまり、目標位相ＶＣＴが遅角側範囲Ｗ１にある場合にだけ目標位相ＶＣＴを変更し、目標位相ＶＣＴが進角側範囲Ｗ２にある場合には、目標位相ＶＣＴを変更させることなくそのままとする。
【００８５】
・上記実施形態にかかる可変バルブタイミング装置１８は、エンジン回転速度ＮＥ（つまりオイルポンプ２８による吐出圧）とは無関係に制御デューティの値によりロックピン５８の突出状態を制御することが可能な構成である。これに対し、オイルポンプ２８による吐出圧が所定値以下になることと連動してロックピン５８が突出するように構成された可変バルブタイミング装置にも本発明は適用できる。この装置の具体例としては、ロック油路５７ｂを廃止するとともに、遅角油路４３ａをロック解除用油圧室５７ａに連通させる構成が挙げられる。
【００８６】
・図５のステップＳ１９を廃止して、室内油圧Ｐが所定圧ＴＨ１より大きければ、基準位相の学習を許可させてもよい。
【００８７】
・上記実施形態では、吸気側カム軸１６に取り付けられたＶＣＴに本発明を適用させているが、排気側カム軸１７に取り付けられたＶＣＴに本発明を適用させてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１２…クランク軸（出力軸）、１６…吸気側カム軸、１７…排気側カム軸、２１…エンジン制御回路（目標位相算出手段、フィードバック制御手段、学習手段）、２５…油圧制御弁（位相制御手段）、２８…オイルポンプ、３１…ハウジング（第１回転体）、３５…ロータ（第２回転体）、５０…中間ロック機構（ロック機構）、Ｓ１２…油圧判定手段、ＴＨ１…所定圧、ＴＨ２…第２所定圧、Ｗ１…遅角側範囲、Ｗ２…進角側範囲。
【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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