(57)【要約】【課題】位相制御領域とロック領域との境界を迅速に学習する弁開閉時期制御装置を構成する。【解決手段】位相検知部Ｔの検知信号を取得しつつ電磁ソレノイドＶａを駆動することでスプールを位相制御領域またはロック領域に設定する位相制御部１５を有し、位相制御領域とロック領域との境界を参照するための境界電流値を記憶する境界記憶部１６を有し、境界電流値を学習する境界学習部１８を有している。境界学習部１８は、ロック機構がロック状態にある状態で、電流値が変化する電流を電磁ソレノイドＶａに供給し、位相検知部Ｔの検知信号からロック状態が解除されたことを検知したタイミングの電流値に基づく値を境界電流値として境界記憶部１６に記憶する。【選択図】図１０
2019199871.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体と、
前記駆動側回転体の回転軸芯と同軸芯に配置され弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室および遅角室と、
前記駆動側回転体および前記従動側回転体の一方に形成されたロック凹部に対し、付勢部材の付勢力により係合可能なロック部材を前記駆動側回転体および前記従動側回転体の他方に備えることにより前記駆動側回転体および前記従動側回転体の相対回転位相が最遅角位相と最進角位相との間でロック状態に移行可能なロック機構と、
前記進角室、前記遅角室、前記ロック凹部に対する流体の給排を制御する電磁制御弁とを備え、
前記電磁制御弁が、流体の給排を制御するスプールと、前記スプールを作動させる電磁ソレノイドとを備え、
前記スプールの作動領域が、前記ロック凹部に流体を供給する状態で前記進角室または前記遅角室に流体を供給する位相制御領域と、前記ロック凹部から流体を排出する状態で前記進角室または前記遅角室に流体を供給するロック領域とを備えており、
前記相対回転位相を検知する位相検知部の検知信号を取得しつつ前記電磁ソレノイドを駆動することで前記スプールを前記位相制御領域または前記ロック領域に設定する位相制御部を有し、前記位相制御部での位相制御の実行時に前記位相制御領域と前記ロック領域との境界を参照するための境界電流値を記憶する境界記憶部を有し、境界電流値を学習する境界学習部を有しており、
前記境界学習部は、前記ロック機構がロック状態にある際に、前記スプールを前記位相制御領域に向けて作動させる電流を前記電磁ソレノイドに供給し、且つ供給する電流の電流値を変化させ、この変化の過程において前記位相検知部の検知信号に基づきロック状態が解除されたことを検知したタイミングの電流値に基づく値を前記境界電流値として前記境界記憶部に記憶する弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記境界学習部は、前記電磁ソレノイドに電流の供給を開始する際の初期の電流値が予め設定されている請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記境界学習部は、前記電磁ソレノイドに供給する電流の電流値を、段階的に変化させる請求項１又は２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、弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
弁開閉時期制御装置として特許文献１には、相対回転位相の制御と、ロック機構の制御とを行う電磁弁を備えており、電磁弁のスプールの作動領域のうち、位相制御領域とロック領域との境界を学習し、この学習に基づいて制御を行う技術が記載されている。
【０００３】
つまり、特許文献１に記載される弁開閉時期制御装置は、相対回転位相を検知するセンサ部を備えており、位相制御領域とロック領域との境界を学習する際には、電磁ソレノイドに供給する電流を変化させ、この変化の過程において相対回転位相の変位が停止した際（ロック機構がロック状態に移行したタイミング）の電流値を境界電流として記憶する制御形態が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１８０３１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載される学習は、ロック機構が解除された状態で所定の電流を電磁ソレノイドに供給するルーチンを実行することにより、ロック状態への移行の有無を判定するため、ロック状態への移行が確認されない場合には、電磁ソレノイドに供給する電流値を変更して同じルーチンを繰り返すものであった。
【０００６】
このように、学習時に同じルーチンを繰り返すものでは、学習に時間が掛かるものとなり、例えば、車両のエンジン（内燃機関）が稼動する状況において学習を行う場合には、エンジンの回転の不安定化に繋がり、ユーザーに違和感を与えることもあった。
【０００７】
また、特許文献１に記載される学習では、個々の弁開閉時期制御装置毎に学習を行う工程を必要とするため、時間を要し、製造コストの上昇に繋がるものとなる。
【０００８】
このような理由から、位相制御領域とロック領域との境界を迅速に学習できる弁開閉時期制御装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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体と、前記駆動側回転体の回転軸芯と同軸芯に配置され弁開閉用のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室および遅角室と、前記駆動側回転体および前記従動側回転体の一方に形成されたロック凹部に対し、付勢部材の付勢力により係合可能なロック部材を前記駆動側回転体および前記従動側回転体の他方に備えることにより前記駆動側回転体および前記従動側回転体の相対回転位相が最遅角位相と最進角位相との間でロック状態に移行可能なロック機構と、前記進角室、前記遅角室、前記ロック凹部に対する流体の給排を制御する電磁制御弁とを備え、前記電磁制御弁が、流体の給排を制御するスプールと、前記スプールを作動させる電磁ソレノイドとを備え、前記スプールの作動領域が、前記ロック凹部に流体を供給する状態で前記進角室または前記遅角室に流体を供給する位相制御領域と、前記ロック凹部から流体を排出する状態で前記進角室または前記遅角室に流体を供給するロック領域とを備えており、前記相対回転位相を検知する位相検知部の検知信号を取得しつつ前記電磁ソレノイドを駆動することで前記スプールを前記位相制御領域または前記ロック領域に設定する位相制御部を有し、前記位相制御部での位相制御の実行時に前記位相制御領域と前記ロック領域との境界を参照するための境界電流値を記憶する境界記憶部を有し、境界電流値を学習する境界学習部を有しており、前記境界学習部は、前記ロック機構がロック状態にある際に、前記スプールを前記位相制御領域に向けて作動させる電流を前記電磁ソレノイドに供給し、且つ供給する電流の電流値を変化させ、この変化の過程において前記位相検知部の検知信号に基づきロック状態が解除されたことを検知したタイミングの電流値に基づく値を前記境界電流値として前記境界記憶部に記憶する点にある。
【００１０】
この特徴構成によると、境界学習部は、ロック機構がロック状態にある際に、電磁ソレノイドに供給する電流値を変化させることにより、スプールをロック領域から位相制御領域に移動させ、ロック機構のロック状態の解除を確実に行える。また、ロック状態が解除された場合には、相対回転位相の変位が開始されるため、位相検知部の検知信号からロック状態が解除されたことを検知できる。このような理由から境界学習部は、ロック状態が解除されたタイミングの電流値に基づく値を境界電流値とした境界記憶部に記憶することで適正な境界電流値を記憶できる。
【００１１】
特に、この構成では、同じルーチンを繰り返して行う必要がないため学習時間の短縮が可能になり、しかも、電磁ソレノイドに供給する電流値を変化させるため、例えば、一定の電流値の電流を供給するものと比較してスプールの作動速度が速くなり、境界電流値を早期に取得することが可能となる。
従って、位相制御領域とロック領域との境界を迅速に学習できる弁開閉時期制御装置が構成された。
【００１２】
他の構成として、前記境界学習部は、前記電磁ソレノイドに電流の供給を開始する際の初期の電流値が予め設定されても良い。
【００１３】
これによると、境界学習部が電磁ソレノイドに電流を供給する際には、予め設定された初期の電流値の電流を供給することにより、位相制御領域とロック領域との境界に対応する電流値に近い値から電流値を変化させロック機構のロック状態の解除を迅速に行わせ、学習に要する時間を更に短縮できる。
【００１４】
他の構成として、前記境界学習部は、前記電磁ソレノイドに供給する電流の電流値を、段階的に変化させても良い。
【００１５】
これによると、電磁ソレノイドに供給する電流値を段階的に変化させることにより、電流値をロック領域に対応する値まで変化させる時間を短縮させることも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】スプールが設定される領域と作動油の給排の関係を一覧化した図である。
【図４】スプールが第１ロック領域にあるバルブユニットの断面図である。
【図５】スプールが進角領域にあるバルブユニットの断面図である。
【図６】スプールが保持領域にあるバルブユニットの断面図である。
【図７】スプールが遅角領域にあるバルブユニットの断面図である。
【図８】スプールが第２ロック領域にあるバルブユニットの断面図である。
【図９】バルブユニットの分解斜視図である。
【図１０】制御回路のブロック回路図である。
【図１１】学習処理のフローチャートである。
【図１２】進角側境界判定のフローチャートである。
【図１３】遅角側境界判定のフローチャートである。
【図１４】相対回転位相と電流値とを示すチャートである。
【図１５】別実施形態（ａ）の学習処理における相対回転位相と電流値とを示すチャートである。
【図１６】別実施形態（ｂ）の学習処理における相対回転位相と電流値とを示すチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１、図２に示すように、駆動側回転体としての外部ロータ２０と、従動側回転体としての内部ロータ３０と、流体としての作動油を制御する電磁制御弁Ｖとを備えて弁開閉時期制御装置Ａが構成されている。この弁開閉時期制御装置Ａでは図１０に示すように、相対回転位相の目標位相が設定された際に、位相検知部Ｔの検知信号に基づいて電磁制御弁Ｖを制御することにより、相対回転位相を目標位相に設定する位相制御ユニットＢを備えている。
【００１８】
この弁開閉時期制御装置Ａは乗用車等の車両のエンジンＥ（内燃機関の一例）の吸気カムシャフト５の開閉タイミング（開閉時期）を設定するため吸気カムシャフト５の回転軸芯Ｘと同軸芯に備えられている。
【００１９】
内部ロータ３０（従動側回転体の一例）は、吸気カムシャフト５の回転軸芯Ｘと同軸芯に配置され、連結ボルト４０で吸気カムシャフト５に連結することにより吸気カムシャフト５と一体回転する。外部ロータ２０が内部ロータ３０を内包しており、この外部ロータ２０（駆動側回転体の一例）は、回転軸芯Ｘと同軸芯上に配置されエンジンＥのクランクシャフト１と同期回転する。この構成から外部ロータ２０と内部ロータ３０とは相対回転自在となる。
【００２０】
弁開閉時期制御装置Ａは、外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相を図２に示す中間ロック位相Ｍに保持するロック機構Ｌを備えている。この中間ロック位相ＭはエンジンＥの始動に適した開閉タイミングであり、エンジンＥの停止制御時に中間ロック位相Ｍに移行する制御が行われる。この中間ロック位相Ｍは弁開閉時期制御装置Ａにおいて図２示す遅角方向Ｓｂへの機械的限界となる最遅角位相と、進角方向Ｓａへの機械的限界となる最遅角位相との間の位相であり、特定の位相に限るものではない。
【００２１】
電磁制御弁Ｖは、エンジンＥに支持される電磁ソレノイドＶａとバルブユニットＶｂとで構成されている。バルブユニットＶｂは、連結ボルト４０と、この連結ボルト４０の内部空間４０Ｒに収容されるスプール５５とを備えている。
【００２２】
電磁ソレノイドＶａは、ソレノイド部５０と、このソレノイド部５０に対して出退作動するプランジャ５１とを備えている。バルブユニットＶｂは、作動油（流体の一例）の給排を制御するスプール５５を回転軸芯Ｘと同軸芯に配置しており、プランジャ５１の突出端がスプール５５の外端に当接するように各々の位置関係が設定されている。
【００２３】
電磁制御弁Ｖは、ソレノイド部５０に供給する電流の制御によりプランジャ５１の突出量を設定してスプール５５を作動させる。この作動により作動油の流れを制御して吸気バルブ５Ｖの開閉時期を設定し、ロック機構Ｌのロック状態への移行とロック状態の解除との切換を行う。この電磁制御弁Ｖの構成と作動油の制御形態は後述する。
【００２４】
〔エンジンと弁開閉時期制御装置〕
図１に示すように、エンジンＥは、上部位置のシリンダブロック２のシリンダボアにピストン３を収容し、このピストン３とクランクシャフト１とをコネクティングロッド４で連結した４サイクル型に構成されている。エンジンＥの上部には吸気バルブ５Ｖを開閉作動させる吸気カムシャフト５と、図示されない排気カムシャフトとを備えている。
【００２５】
吸気カムシャフト５を回転自在に支持するエンジン構成部材１０にはエンジンＥで駆動される油圧ポンプＰからの作動油を供給する供給流路８が形成されている。油圧ポンプＰは、エンジンＥのオイルパン９に貯留される潤滑油を、供給流路８を介して作動油（流体の一例）としてバルブユニットＶｂに供給する。
【００２６】
エンジンＥのクランクシャフト１に形成した出力スプロケット６と、外部ロータ２０のタイミングスプロケット２１Ｓとに亘ってタイミングチェーン７が巻回されている。これにより外部ロータ２０は、クランクシャフト１と同期回転する。尚、排気側の排気カムシャフトの前端にもスプロケットが備えられ、このスプロケットにもタイミングチェーン７が巻回されている。
【００２７】
図２に示すように、クランクシャフト１からの駆動力により外部ロータ２０が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。内部ロータ３０が外部ロータ２０に対して駆動回転方向Ｓと同方向に相対回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向を遅角方向Ｓｂと称する。この弁開閉時期制御装置Ａでは、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位する際に変位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に変位する際に変位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と吸気カムシャフト５との関係が設定されている。
【００２８】
尚、この実施形態では、吸気カムシャフト５に備えた弁開閉時期制御装置Ａを示しているが、弁開閉時期制御装置Ａは排気カムシャフトに備えて良く、吸気カムシャフト５と排気カムシャフトとの双方に備えても良い。
【００２９】
〔外部ロータ、内部ロータ〕
図１に示すように、外部ロータ２０は、外部ロータ本体２１と、フロントプレート２２と、リヤプレート２３とを有しており、これらが複数の締結ボルト２４の締結により一体化されている。外部ロータ本体２１の外周にはタイミングスプロケット２１Ｓが形成されている。
【００３０】
図２に示すように、外部ロータ本体２１には径方向の内側に突出する複数の突出部２１Ｔが一体的に形成されている。内部ロータ３０は、外部ロータ本体２１の突出部２１Ｔに密接する円柱状の内部ロータ本体３１と、外部ロータ本体２１の内周面に接触するように内部ロータ本体３１の外周から径方向の外方に突出する複数のベーン部３２とを有している。
【００３１】
このように外部ロータ２０が内部ロータ３０を内包し、回転方向で隣接する突出部２１Ｔの中間位置で、内部ロータ本体３１の外周側に複数の流体圧室Ｃが形成される。この流体圧室Ｃがベーン部３２で仕切られることで進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが区画形成される。更に、内部ロータ本体３１には、進角室Ｃａに連通する進角流路３３と遅角室Ｃｂに連通する遅角流路３４とが形成されている。
【００３２】
図１、図２に示すように、ロック機構Ｌは、外部ロータ２０の２つの突出部２１Ｔの各々に対し半径方向に出退自在に支持されるロック部材２５と、ロック部材２５を突出付勢するロックスプリング２６（付勢部材の一例）と、内部ロータ本体３１の外周に形成したロック凹部２７とで構成されている。内部ロータ本体３１には、ロック凹部２７に連通するロック制御流路３５が形成されている。
【００３３】
このロック機構Ｌは、２つのロック部材２５がロックスプリング２６の付勢力で対応するロック凹部２７に同時に係合することで相対回転位相を中間ロック位相Ｍに拘束するように機能する。このロック状態においてロック制御流路３５に作動油を供給することでロックスプリング２６の付勢力に抗してロック部材２５をロック凹部２７から離脱させロック状態の解除が可能となる。これとは逆に、ロック制御流路３５から作動油を排出することによりロックスプリング２６の付勢力でロック部材２５をロック凹部２７に係合させロック状態への移行を可能にする。
【００３４】
尚、ロック機構Ｌは単一のロック部材２５を対応する単一のロック凹部２７に係合するように構成されるものでも良い。また、ロック機構Ｌは、ロック部材２５が回転軸芯Ｘに沿う方向に沿って移動するようにガイドされる構成のものでも良い。
【００３５】
〔連結ボルト〕
図１、図４、図９に示すように連結ボルト４０は、全体的に筒状となるボルト本体４１と、外端部（図４で左側）のボルト頭部４２とが一体形成されている。連結ボルト４０の内部には回転軸芯Ｘに沿う方向に貫通する内部空間４０Ｒが形成され、ボルト本体４１の内端部（図４で右側）の外周に雄ネジ部４１Ｓが形成されている。
【００３６】
図１に示すように吸気カムシャフト５には回転軸芯Ｘを中心にするシャフト内空間５Ｒが形成され、このシャフト内空間５Ｒの内周に雌ネジ部５Ｓが形成されている。シャフト内空間５Ｒは、供給流路８と連通しており油圧ポンプＰから作動油が供給される。
【００３７】
この構成から、ボルト本体４１を内部ロータ３０に挿通し、その雄ネジ部４１Ｓを吸気カムシャフト５の雌ネジ部５Ｓに螺合させ、ボルト頭部４２の回転操作により内部ロータ３０が吸気カムシャフト５に締結される。この締結により内部ロータ３０が吸気カムシャフト５に締結固定され、シャフト内空間５Ｒと連結ボルト４０の内部空間４０Ｒ（厳密には流体供給管５４の内部の空間）とが連通する。
【００３８】
連結ボルト４０の内部空間４０Ｒの内周面のうち回転軸芯Ｘに沿う方向での内端側（図４で右側）には回転軸芯Ｘに近接する方向に突出する規制壁４４が形成されている。また、図４、図９に示すように、連結ボルト４０の内周で中間位置から先端に達する領域に複数（４つ）のドレン流路Ｄａが回転軸芯Ｘに沿う姿勢で溝状に形成され、連結ボルト４０の内端側には径方向に貫通する複数（４つ）のドレン孔Ｄｂが形成されている。
【００３９】
〔バルブユニット〕
図１、図４、図９に示すようにバルブユニットＶｂは、連結ボルト４０と、ボルト本体４１の内周面に密着状態で嵌め込まれるスリーブ５３と、回転軸芯Ｘと同軸芯で内部空間４０Ｒに収容される流体供給管５４と、スリーブ５３の内周面と流体供給管５４の管路部５４Ｔの外周面に案内される状態で回転軸芯Ｘに沿う方向にスライド移動自在に配置されるスプール５５とを備えている。
【００４０】
このバルブユニットＶｂは、スプール５５を突出方向に付勢するスプールスプリング５６と、逆止弁ＣＶと、オイルフィルターＦと、固定リング６１を備えている。
【００４１】
図９に示すように、逆止弁ＣＶは等しい外径の金属板で形成される開口プレート５７と弁プレート５８とを備えている。開口プレート５７には回転軸芯Ｘを中心とする環状領域に複数の開口部５７ａが穿設され、弁プレート５８には、圧力低下時に開口プレート５７の開口部５７ａを閉塞する環状の弁部５８ａを備えて構成されている。
【００４２】
この弁プレート５８はバネ材で構成され、作動油が供給された際に弁部５８ａが開口プレート５７の開口部５７ａから離間することで作動油の供給を実現する。そして、逆止弁ＣＶの上流側の作動油の圧力が、逆止弁ＣＶの下流側の圧力より低下した場合には。開口プレート５７の開口部５７ａに弁プレート５８の弁部５８ａが重なる状態で閉塞して作動油の逆流を阻止する。
【００４３】
オイルフィルターＦは、開口プレート５７及び弁プレート５８と等しい外径となる濾過体５９と、濾過体５９を支持する支持体６０とを備えて構成されている。
【００４４】
このような構成から、連結ボルト４０の内部空間４０Ｒに対し、濾過体５９と、支持体６０と、開口プレート５７と、弁プレート５８とを挿入すると共に、流体供給管５４と、スリーブ５３と、スプールスプリング５６と、スプール５５とを挿入し、固定リング６１を連結ボルト４０の外端部分に嵌合固定することにより、バルブユニットＶｂが組み立てられる。
【００４５】
このように組み立てられたバルブユニットＶｂは、進角流路３３を介し進角室Ｃａに連通する進角ポートＰＡと、遅角流路３４を介し遅角室Ｃｂに連通する遅角ポートＰＢと、ロック制御流路３５を介しロック凹部２７に連通するロックポートＰＬとが、ボルト本体４１とスリーブ５３とに亘り径方向に貫通する貫通孔として形成される。
【００４６】
進角ポートＰＡは、ボルト本体４１に形成された進角連通孔４１ａと、スリーブ５３に形成された進角開口５３ａとで構成されている。遅角ポートＰＢはボルト本体４１に形成された遅角連通孔４１ｂと、スリーブ５３に形成された遅角開口５３ｂとで構成されている。ロックポートＰＬは、ボルト本体４１に形成されたロック連通孔４１ｃと、スリーブ５３に形成されたロック開口５３ｃとで構成されている。
【００４７】
ボルト本体４１の内周に作動油をボルト本体４１の外端側（図４で左側）に排出する複数（４つ）のドレン流路Ｄａが溝状に形成されている。ボルト本体４１の内端側（図４で右側）に複数のドレン孔Ｄｂが貫通状に形成されている。
【００４８】
尚、ドレン流路Ｄａは、スプール５５が第１ロック領域Ｗ１にある場合にはロックポートＰＬからの作動油を排出してロックドレン流路として機能すると共に、スプール５５が第２ロック領域Ｗ５にある場合には進角ポートＰＡからの作動油を排出する位相制御ドレン流路として機能する。ドレン孔Ｄｂは、スプール５５が第１ロック領域Ｗ１と進角領域Ｗ２にある場合に遅角ポートＰＢからの作動油を排出する位相制御ドレン流路として機能する。この作動油の流れはスプール５５が設定される領域に対応している。詳細は後述する。
【００４９】
〔バルブユニット：スリーブ〕
図１、図４、図９に示すようにスリーブ５３は、回転軸芯Ｘを中心とする筒状であり、内端側（図４で右側）を絞り加工等により回転軸芯Ｘに直交する姿勢に屈曲する端部壁５３Ｗを形成している。
【００５０】
このスリーブ５３には、複数（４つ）の進角開口５３ａと、複数（４つ）の遅角開口５３ｂと、複数（４つ）のロック開口５３ｃとが形成されている。更に、スリーブ５３の中間部分に複数（４つ）の第１ドレン開口５３ｄが形成され、スリーブ５３の内端側には複数（４つ）の第２ドレン開口５３ｅが形成されている。
【００５１】
進角開口５３ａと、遅角開口５３ｂと、ロック開口５３ｃとは回転軸芯Ｘを中心とする周方向の４箇所で、回転軸芯Ｘに沿う方向に並んで配置され、これらと異なる位相で複数（４つ）の第１ドレン開口５３ｄと、複数（４つ）の第２ドレン開口５３ｅとが回転軸芯Ｘに沿う方向に並んで形成されている。
【００５２】
図９に示すように、スリーブ５３の外端位置に一対の係合突起５３Ｔが形成され、この係合突起５３Ｔをボルト本体４１の開口部位の係合凹部（図示せず）に係合させることでスリーブ５３をボルト本体４１に対して回転不能に保持している。
【００５３】
このようにボルト本体４１にスリーブ５３が回転不能に保持されることにより、図４に示すように、進角開口５３ａと、遅角開口５３ｂと、ロック開口５３ｃとが、これらに対応する進角連通孔４１ａと、遅角連通孔４１ｂと、ロック連通孔４１ｃとに連通する状態が維持される。また、第１ドレン開口５３ｄとドレン流路Ｄａとが連通してロックドレン流路となり、第２ドレン開口５３ｅとドレン孔Ｄｂとが連通して位相制御ドレン流路となる。これにより前述した進角ポートＰＡと遅角ポートＰＢとロックポートＰＬとが形成される。特に、ドレン孔Ｄｂは、図１に示すように吸気カムシャフト５に形成されたドレン貫通孔５ｄに連通する。
【００５４】
〔バルブユニット：流体供給管〕
図４、図９に示すように流体供給管５４は、内部空間４０Ｒに嵌め込まれる基端部５４Ｓおよび基端部５４Ｓより小径の管路部５４Ｔが一体形成されている。管路部５４Ｔの先端部の外周で基端部５４Ｓに近い位置に複数の第１供給口５４ａが形成され、これより外端側に複数の第２供給口５４ｂが形成されている。
【００５５】
複数の第１供給口５４ａは周方向で幅広で、回転軸芯Ｘに沿う方向に伸びる長孔状であり、これに対応する位置においてスプール５５に形成される４つの中間孔部５５ｃは円形状である。このような構成から管路部５４Ｔからの作動油を、中間孔部５５ｃに対して確実に作動油を供給できる。
【００５６】
第２供給口５４ｂは、略矩形となる形状であり、これに対応する位置においてスプール５５に形成される複数の端部孔部５５ｄは円形である。このような構成から管路部５４Ｔから端部孔部５５ｄに対して確実に作動油を供給できる。
【００５７】
〔バルブユニット：スプール、スプールスプリング〕
図４、図９に示すようにスプール５５は、筒状で外端側に当接面が形成されたスプール本体５５ａと、この外周に形成された４つのランド部５５ｂとを有している。スプール５５の内部には内部流路が形成され、回転軸芯Ｘに沿う方向で内端側の一対のランド部５５ｂの中間位置には内部流路に連通する複数の中間孔部５５ｃが形成され、回転軸芯Ｘに沿う方向での外端側の一対のランド部５５ｂの中間位置には内部流路に連通する端部孔部５５ｄが形成されている。
【００５８】
スプールスプリング５６は、圧縮コイル型であり内端側のランド部５５ｂとスリーブ５３の端部壁５３Ｗとの間に配置されている。
【００５９】
〔作動形態〕
この弁開閉時期制御装置Ａでは電磁ソレノイドＶａのソレノイド部５０に電流が供給されない状態では、プランジャ５１からスプール５５に押圧力が作用することはなく、図４に示すようにスプールスプリング５６の付勢力により、その外側位置のランド部５５ｂが固定リング６１に当接する位置にスプール５５の位置が維持される。
【００６０】
図４に示すスプール５５の位置が第１ロック領域Ｗ１の外端位置である。図３に示すように、ソレノイド部５０に供給する電流値を増大することにより、第１ロック領域Ｗ１を基準にして、進角領域Ｗ２と、保持領域Ｗ３と、遅角領域Ｗ４と、第２ロック領域Ｗ５とに、この順序で作動させるように構成されている。つまり、電磁ソレノイドＶａのソレノイド部５０に供給する電流値の設定により５つの領域の何れか１つに設定できる。
【００６１】
尚、ソレノイド部５０に電流を供給しない状態では、図４に示すようにスプール５５は第１ロック領域Ｗ１の外端位置に保持される。また、ソレノイド部５０に供給する電流を最大にすることにより、図８に示すようにスプール５５は第２ロック領域Ｗ５の外端に設定される。
【００６２】
これらの複数の領域のうち、進角領域Ｗ２と遅角領域Ｗ４とが位相制御領域であり、第１ロック領域Ｗ１と第２ロック領域Ｗ５とがロック領域である。
【００６３】
また、このバルブユニットＶｂでは、スプール５５が第１ロック領域Ｗ１と、第２ロック領域Ｗ５との何れかに設定された場合には、相対回転位相が中間ロック位相Ｍに達したタイミングでロック機構Ｌのロック状態への移行が許される。
【００６４】
〔作動形態：第１ロック領域〕
スプール５５が第１ロック領域Ｗ１に設定された場合には、図４に示すように油圧ポンプＰからの作動油がスプール５５の中間孔部５５ｃと進角ポートＰＡと進角流路３３とを介して進角室Ｃａに供給される。これと同時に遅角室Ｃｂの作動油が遅角流路３４と遅角ポートＰＢと第２ドレン開口５３ｅとドレン孔Ｄｂとに流れ、外部に排出される。
【００６５】
この第１ロック領域Ｗ１では、ロック凹部２７の作動油がロック制御流路３５とロックポートＰＬと第１ドレン開口５３ｄとドレン流路Ｄａとに流れ外部に排出される。
【００６６】
これにより相対回転位相が進角方向Ｓａに変位すると共に、相対回転位相が中間ロック位相Ｍに達した時点で、ロック凹部２７にロック部材２５が係合してロック状態に移行する。尚、既にロック状態にある場合には相対回転位相が中間ロック位相Ｍに維持される。
【００６７】
〔作動形態：進角領域〕
スプール５５が進角領域Ｗ２に設定された場合には、図５に示すように第１ロック領域Ｗ１に設定された場合と同様に、油圧ポンプＰからの作動油がスプール５５の中間孔部５５ｃと進角ポートＰＡと進角流路３３とを介して進角室Ｃａに供給される。これと同時に遅角室Ｃｂの作動油が遅角流路３４と遅角ポートＰＢと第２ドレン開口５３ｅとドレン孔Ｄｂとに流れ、ドレン貫通孔５ｄから外部に排出される。
【００６８】
この進角領域Ｗ２では、油圧ポンプＰからの作動油がスプール５５の端部孔部５５ｄとロックポートＰＬとロック制御流路３５とを介してロック凹部２７に供給される。これによりロック部材２５をロック凹部２７から抜き出しロック機構Ｌをロック解除状態にして相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させる。
【００６９】
〔作動形態：保持領域〕
スプール５５が保持領域Ｗ３に設定された場合には、図６に示すように進角ポートＰＡと遅角ポートＰＢとがスプール５５のランド部５５ｂで閉じられ、進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとに作動油が供給されない状態となる。また、この保持領域Ｗ３では、油圧ポンプＰからの作動油がスプール５５の端部孔部５５ｄとロックポートＰＬとロック制御流路３５とを介してロック凹部２７に供給され、ロック部材２５をロック凹部２７から抜き出してロック解除状態が維持される。
【００７０】
従って、この保持領域Ｗ３では、相対回転位相の変位が行われず、相対回転位相が保持される。
【００７１】
〔作動形態：遅角領域〕
スプール５５が遅角領域Ｗ４に設定された場合には、図７に示すように油圧ポンプＰからの作動油がスプール５５の中間孔部５５ｃと遅角ポートＰＢと遅角流路３４とを介して遅角室Ｃｂに供給される。これと同時に進角室Ｃａの作動油が進角流路３３と進角ポートＰＡと第１ドレン開口５３ｄとドレン流路Ｄａとに流れ、外部に排出される。
【００７２】
この遅角領域Ｗ４では、油圧ポンプＰからの作動油がスプール５５の端部孔部５５ｄとロックポートＰＬとロック制御流路３５とを介してロック凹部２７に供給され、ロック部材２５をロック凹部２７から抜き出してロック機構Ｌをロック解除状態にして相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる。
【００７３】
〔作動形態：第２ロック領域〕
スプール５５が第２ロック領域Ｗ５に設定された場合には、図８に示すように、油圧ポンプＰからの作動油がスプール５５の中間孔部５５ｃと遅角ポートＰＢと遅角流路３４とを介して遅角室Ｃｂに供給される。これと同時に進角室Ｃａの作動油が進角流路３３と進角ポートＰＡと第１ドレン開口５３ｄとドレン流路Ｄａとに流れ外部に排出される。
【００７４】
この第２ロック領域Ｗ５では、ロック凹部２７の作動油がロック制御流路３５とロックポートＰＬとからスリーブ５３の内部空間に流れ、スプール５５の外端（図８で左側の端部）から固定リング６１の内周を通過する形態で外部に排出される。
【００７５】
これにより相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位すると共に、相対回転位相が中間ロック位相Ｍに達した時点で、ロック凹部２７にロック部材２５が係合してロック状態に移行する。尚、既にロック状態にある場合には相対回転位相が中間ロック位相Ｍに維持される。
【００７６】
〔進角ポートと遅角ポートとの構造〕
前述したようにスプール５５を第１ロック領域Ｗ１と第２ロック領域Ｗ５との何れに設定した場合でも、相対回転位相が変位することで中間ロック位相Ｍに達した時点でロック機構Ｌがロック状態に達する。
【００７７】
〔位相制御ユニット〕
図１０に示すように、位相制御ユニットＢは、位相制御部１５と、境界記憶部１６と、ＰＷＭ出力部１７と、境界学習部１８とを備えて構成されている。尚、ＰＷＭ出力部１７は、電磁ソレノイドＶａに供給する電流を設定する。
【００７８】
この構成において、位相制御部１５と境界学習部１８とは、ソフトウエアで構成されるものを想定しているが、一部をロジック等のハードウエアで構成しても良い。境界記憶部１６はソフトウエアと不揮発性メモリで成るハードウエアとの組み合わせで構成されている。また、ＰＷＭ出力部１７は、電源からの電流を制御するスイッチング素子等を備えており、このスイッチング素子等で電源からの電流を一定周期でＯＮ／ＯＦＦすると共に、周期中のＯＮ時間をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）により設定するデューティ制御により電流値を設定する。
【００７９】
この位相制御ユニットＢは、相対回転位相を検知する位相検知部Ｔからの信号が入力する。尚、位相検知部Ｔは、クランクシャフト１の回転角を検知するクランクシャフトセンサ（図示せず）と、吸気カムシャフト５の回転角を検知するカムシャフトセンサ（図示せず）とで取得した信号に基づいて相対回転位相を算出するものを想定しているが、相対回転位相を検知する専用のセンサを用いても良い。
【００８０】
位相制御ユニットＢは、目標位相が設定された場合に、この目標位相と位相検知部Ｔで検知される実位相（相対回転位相）との偏差を小さくするように、例えばＰＩＤ制御等に基づき、位相検知部Ｔの検知信号をフィードバックする状態でスプール５５の作動位置（例えば、進角領域Ｗ２に含まれる目標位置）を制御するように電磁ソレノイドＶａに電流を供給する。
【００８１】
前述した位相制御では、電磁制御弁Ｖのスプール５５を進角領域Ｗ２または遅角領域Ｗ４に設定するものであるが、例えば、相対回転位相を高速で変位させるため（進角ポートＰＡあるいは遅角ポートＰＢの開度を拡大するため）、スプール５５を第１ロック領域Ｗ１の近傍または第２ロック領域Ｗ５の近傍に設定した場合にスプール５５が第１ロック領域Ｗ１または第２ロック領域Ｗ５に意図せず入り込むこともある。
【００８２】
このように意図せずロック領域に入り込まないように、位相制御部１５により位相制御時には偏差に基づきスプール５５の作動位置に作動させるための電流値に対応するデューティ比を設定すると共に、このデューティ比が境界記憶部１６に記憶されている境界電流値（進角側境界電流値Ｌａと遅角側境界電流値Ｌｂとの上位概念）を基準にロック領域に含まれるか否かを判定し、ロック領域に含まれている場合にのみロック領域に含まれないようにデューティ比を変更する。そして、このように設定されたデューティ比でＰＷＭ出力部１７を制御して電磁ソレノイドＶａに電流を供給する。
【００８３】
この位相制御ユニットＢは、ロック機構Ｌをロック状態に移行させるロック制御も実行する。このロック制御では、電磁制御弁Ｖのスプール５５を第１ロック領域Ｗ１または第２ロック領域Ｗ５に設定することにより、相対回転位相を進角方向Ｓａまたは遅角方向Ｓｂに変位させる。
【００８４】
ＰＷＭ出力部１７は、デューティ比の設定により電流値が決まる構成であるため、電源電圧が変動した場合にはＰＷＭ出力部１７において決まったデューティ比を設定しても電磁ソレノイドＶａに供給される電流の電流値が変動する。また、電磁ソレノイドＶａの性能や、スプールスプリング５６の性能が経年変化した場合には電磁ソレノイドＶａが適正な電流値の電流で駆動させてもスプール５５が適正に作動しないこともある。
【００８５】
このような理由から、位相制御で設定されるデューティ比が境界記憶部１６に記憶されている境界電流値を基準にロック領域に含まれない場合でも、電源電圧が変動した場合には、前述したようにスプールがロック領域（第１ロック領域Ｗ１または第２ロック領域Ｗ５）に入り込み、誤ってロック状態に移行することもあった。
【００８６】
〔境界学習部での処理〕
このような不都合を解消するため、境界学習部１８は、境界記憶部１６に記憶されている進角側境界電流値Ｌａと遅角側境界電流値Ｌｂとを更新する処理を行う。この処理の一例としての学習処理を図１１のフローチャートに示している。
【００８７】
特に、境界記憶部１６には、図３に示すように、第１ロック領域Ｗ１と進角領域Ｗ２との境界に対応して進角側境界電流値Ｌａが設定され、第２ロック領域Ｗ５と遅角領域Ｗ４との境界に対応して遅角側境界電流値Ｌｂが設定されている。
【００８８】
例えば、エンジンＥの始動時や、アイドルストップ型の制御を行う際等において、これらの制御に基づき学習トリガーを取得する。従って、学習トリガー情報を取得した場合には、進角側境界判定が行われ、この判定結果から進角側境界電流値Ｌａが設定される（＃１００ステップ、＃０１ステップ）。次に、遅角側境界判定が行われ、この判定結果から遅角側境界電流値Ｌｂが設定される（２００ステップ、＃０２ステップ）。
【００８９】
この制御のうち＃０１ステップでは、＃１００ステップで判定した進角側判定値Ｉａに設定値Ｋを加算する処理により進角側境界電流値Ｌａを設定して、境界記憶部１６に記憶する。また、＃０２ステップでは、＃２００ステップで判定した遅角側判定値Ｉｂから設定値Ｋだけ減算する処理により遅角側境界電流値Ｌｂを設定して、境界記憶部１６に記憶する。
【００９０】
進角側境界判定（＃１００ステップ）は、図１２のフローチャートに示すようにロック機構Ｌをロック状態に設定し、駆動電流（電磁ソレノイドＶａに供給する電流）の初期値を設定する（＃１０１、＃１０２ステップ）。
【００９１】
このステップでは、ロック機構Ｌが既にロック状態にある場合を除き、ロック状態へ移行する制御が行われ、初期値としてスプール５５を第１ロック領域Ｗ１に設定する駆動電流の電流値（デューティ比の値）が設定される。
【００９２】
この設定状態で駆動電流を、初期値から設定比率で直線的に増大する（デューティ比のＯＮ時間の比率を増大する）形態で電磁ソレノイドＶａに駆動電流を供給すると共に、この駆動電流の供給時に位相検知部Ｔの情報から、ロック機構Ｌのロック状態が解除されたことを検知した場合に、ロック状態が解除されたタイミングでの電流値（デューティ比）を進角側判定値Ｉａとして保存する（＃１０３〜＃１０５ステップ）。
【００９３】
この処理では、初期値が「０」に設定され、電磁ソレノイドＶａに駆動電流を供給することにより、スプール５５を、第１ロック領域Ｗ１から進角領域Ｗ２に移行させ、ロックポートＰＬから作動油の排出が開始されるタイミングにおける電流値を取得する制御である。従って、図１４のチャートに実線で示すように、電磁ソレノイドＶａに供給される駆動電流の電流値（同チャートではＤｕｔｙ（％）と記載）を増大し、ロック機構Ｌのロック状態が解除された場合には、相対回転位相が進角方向Ｓａに大きく変化することになり、この変化に基づいてロック状態が解除できたことを判定している。
【００９４】
次に、遅角側境界判定（＃２００ステップ）では、図１３のフローチャートに示すようにロック機構Ｌをロック状態に設定し、駆動電流の初期値を設定する（＃２０１、＃２０２ステップ）。
【００９５】
先に説明した進角側境界判定と同様に、このステップでは、ロック機構Ｌが既にロック状態にある場合を除き、ロック状態へ移行する制御が行われ、初期値としては、スプール５５を第２ロック領域Ｗ５に設定する電流値（デューティ比）が設定される。
【００９６】
この設定状態で駆動電流を、初期値から設定比率で直線的に低減する（デューティ比のＯＮ時間の比率を低減する）形態で電磁ソレノイドＶａに駆動電流を供給すると共に、この駆動電流の供給時に位相検知部Ｔの情報から、ロック機構Ｌのロック状態が解除されたことを検知した場合に、ロック状態が解除されたタイミングでの電流値（デューティ比）を遅角側判定値Ｉｂとして保存する（＃２０３〜＃２０５ステップ）。
【００９７】
この処理では、スプール５５が、第２ロック領域Ｗ５から遅角領域Ｗ４に移行することにより、ロックポートＰＬから作動油が排出されるタイミングにおける電流値を取得する制御である。従って、図１４のチャートに二点鎖線で示すように、電磁ソレノイドＶａに供給される電流を低減し、ロック機構Ｌのロック状態が解除された場合には、相対回転位相が遅角方向Ｓｂに大きく変化することになり、この変化に基づいてロック状態が解除できたことを判定している。
【００９８】
そして、保存された進角側判定値Ｉａに設定値Ｋだけ加算した電流値（デューティ比の値）が進角側境界電流値Ｌａとして境界記憶部１６に記憶され（図１１のフローチャートの＃０１ステップ）、これと同様に、遅角側判定値Ｉｂに設定値Ｋから減算した電流値（デューティ比の値）が遅角側境界電流値Ｌｂとして境界記憶部１６に記憶される（図１１のフローチャートの＃０２ステップ）。
【００９９】
このように境界記憶部１６に記憶される進角側判定値Ｉａと、進角側境界電流値Ｌａとの関係、及び、遅角側判定値Ｉｂと遅角側境界電流値Ｌｂとの関係は、図３のように表される。
【０１００】
〔実施形態の作用効果〕
このように、進角側境界電流値Ｌａと遅角側境界電流値Ｌｂとを更新することにより位相制御において、相対回転位相の変位を高速で行う場合でも、ロック機構Ｌが誤ってロック状態に移行する不都合を解消できる。このように設定される進角側境界電流値Ｌａと遅角側境界電流値Ｌｂとは、デューティ比で表される電流値であるため、電磁ソレノイドＶａに対して現実に流れる電流値を計測するための電流センサを必要としない。
【０１０１】
また、学習処理においては電磁ソレノイドＶａに供給する電流を、設定された比率で増大、あるいは、低減するため、ロック解除を短時間に行わせることが可能となる。特に、進角側判定値Ｉａと遅角側判定値Ｉｂとは、ロック機構Ｌの機械的な境界に対応するものであり、これらを基準にロック位相から設定値Ｋだけ変位する位置に進角側境界電流値Ｌａと遅角側境界電流値Ｌｂとが設定されることから、例えば、電源電圧が多少変動することがあっても位相制御時にロック機構Ｌが意図せずにロック状態に移行する不都合も解消される。
【０１０２】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。
【０１０３】
（ａ）実施形態の進角側境界処理の異なる別実施形態として、図１５のチャートに示すように、電磁ソレノイドＶａに供給される駆動電流の初期値Ｉｐを設定することにより、この初期値Ｉｐから電磁ソレノイドＶａに供給する駆動電流（同チャートではＤｕｔｙ（％）と記載）を増大することにより、ロック機構Ｌのロック状態が解除されるタイミングの早期化が可能となる。
【０１０４】
このように初期値Ｉｐを設定することにより、電磁ソレノイドＶａに供給する駆動電流を増大させる比率を低くして、進角側判定値Ｉａの精度を高めることも可能となる。つまり、駆動電流の増大比率を大きくした場合には、進角側判定値Ｉａに含まれる誤差が拡大することもあるものの、この別実施形態（ａ）のように学習処理の制御形態では誤差を低くして精度を高めることも可能にするのである。
【０１０５】
この別実施形態（ａ）は、遅角側境界処理にも同様に適用できるものであり、遅角側境界判定では、スプール５５を第２ロック領域Ｗ５から遅角領域Ｗ４に向けて作動させるため、電磁ソレノイドＶａに供給する駆動電流の初期値を低減することにより、進角側境界処理と同様の処理により遅角側判定値Ｉｂを取得できる。
【０１０６】
（ｂ）実施形態の進角側境界処理の異なる別実施形態として、図１６のチャートに示すように、電磁ソレノイドＶａに供給される駆動電流（同チャートではＤｕｔｙ（％）と記載）を初期値から段階的に増大させることにより、電流値が変化しないタイミングでロック機構Ｌのロックを解除することが可能となり進角側判定値Ｉａの精度を高めることが可能となる。また、電流値を粗い周期で上昇させるためロック機構Ｌのロック状態が解除されるタイミングを早期化も可能となる。
【０１０７】
この別実施形態（ｂ）は、遅角側境界処理にも同様に適用できるものであり、遅角側境界処理では、スプール５５を第２ロック領域Ｗ５から遅角領域Ｗ４に向けて作動させるため、電磁ソレノイドＶａに供給する駆動電流の初期値は比較的高い値になるものの、電流値を段階的に低減することにより、進角側境界処理と同様の処理により遅角側判定値Ｉｂを取得できる。
【０１０８】
（ｃ）実施形態では、スプール５５が設定される領域を第１ロック領域Ｗ１〜第２ロック領域Ｗ５に亘る５つの領域に設定できるように構成していたが、これに代えて第１ロック領域Ｗ１と、第２ロック領域Ｗ５との一方が存在しない４つの領域に設定できるように構成された弁開閉時期制御装置Ａに適用する。
【０１０９】
このようにロック領域が、スプール５５の作動領域の一方の端部にだけ形成されてものであっても境界電流値（デューティ比の値）の設定が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
本発明は、単一のスプールの位置制御により位相制御領域とロック制御が可能な弁開閉時期制御装置に利用できる。
【符号の説明】
【０１１１】
１            クランクシャフト
５            カムシャフト（吸気カムシャフト）
１５          位相制御部
１６          境界記憶部
１８          境界学習部
２０          外部ロータ（駆動側回転体）
２５          ロック部材
２６          ロックスプリング（付勢部材）
２７          ロック凹部
３０          内部ロータ（従動側回転体）
５５          スプール
Ａ            弁開閉時期制御装置
Ｃａ          進角室
Ｃｂ          遅角室
Ｌ            ロック機構
Ｌａ          進角側境界電流値（境界電流値）
Ｌｂ          遅角側境界電流値（境界電流値）
Ｔ            位相検知部
Ｖ            電磁制御弁
Ｖａ          電磁ソレノイド
Ｘ            回転軸芯
【図１】
2019199871.tif 000003
【図２】
2019199871.tif 000004
【図３】
2019199871.tif 000005
【図４】
2019199871.tif 000006
【図５】
2019199871.tif 000007
【図６】
2019199871.tif 000008
【図７】
2019199871.tif 000009
【図８】
2019199871.tif 000010
【図９】
2019199871.tif 000011
【図１０】
2019199871.tif 000012
【図１１】
2019199871.tif 000013
【図１２】
2019199871.tif 000014
【図１３】
2019199871.tif 000015
【図１４】
2019199871.tif 000016
【図１５】
2019199871.tif 000017
【図１６】
2019199871.tif 000018