(57)【要約】【課題】ロック制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過することを抑制することのできる可変バルブタイミング装置の制御装置を提供する。【解決手段】可変バルブタイミング装置１８は、エンジン１１の出力軸１２とエンジン１１のバルブを開閉駆動させるバルブ駆動軸１６との相対回転位相を調整可能範囲の中間にある中間ロック位相でロックする油圧駆動式のロック機構と、調整可能範囲において中間ロック位相に対して所定側から中間ロック位相の側へ相対回転位相を変化させる方向に付勢する付勢機構と、を備える。可変バルブタイミング装置１８を制御する制御装置２１は、ロック要求が発生した場合に、調整可能範囲において中間ロック位相に対して上記所定側に設定した第１位相に相対回転位相を制御した後に、相対回転位相を中間ロック位相でロックさせるようにロック機構を制御する。【選択図】      図１
2015001199.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１１）の出力軸（１２）と前記エンジンのバルブを開閉駆動させるバルブ駆動軸（１６）との相対回転位相を調整可能範囲の中間にある中間ロック位相でロックする油圧駆動式のロック機構（５０）と、前記調整可能範囲において前記中間ロック位相に対して所定側から前記中間ロック位相の側へ前記相対回転位相を変化させる方向に付勢する付勢機構（５５）と、を備える可変バルブタイミング装置（１８）、を制御する制御装置（２１）であって、
ロック要求が発生した場合に、前記調整可能範囲において前記中間ロック位相に対して前記所定側に設定した第１位相に前記相対回転位相を制御した後に、前記相対回転位相を前記中間ロック位相でロックさせるように前記ロック機構を制御することを特徴とする可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項２】
前記ロック機構の制御中に前記相対回転位相が前記中間ロック位相を通過したことを判定する判定部（２１ｂ）を備え、
前記判定部により前記相対回転位相が前記中間ロック位相を通過したと判定された場合に、前記調整可能範囲の前記所定側において前記第１位相よりも前記中間ロック位相から離れた第２位相に前記相対回転位相を制御した後に、前記相対回転位相を前記中間ロック位相でロックさせるように前記ロック機構を制御する請求項１に記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項３】
前記可変バルブタイミング装置は、前記相対回転位相を調整する油圧及び前記ロック機構を駆動する油圧を制御する油圧制御装置（２５）を備え、
前記油圧制御装置は、前記ロック機構が制御される際に、前記付勢機構が前記相対回転位相を変化させる方向と同じ方向へ前記相対回転位相を変化させる油圧を発生させるものである請求項１又は２に記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【請求項４】
前記可変バルブタイミング装置は、前記エンジンの出力軸と前記エンジンの吸気バルブを開閉駆動させるバルブ駆動軸との相対回転位相を調整するものであり、
前記付勢機構は、前記調整可能範囲において前記中間ロック位相に対して遅角側から進角側へ前記相対回転位相を変化させる方向に付勢するものであり、
前記第１位相は、前記調整可能範囲において前記中間ロック位相よりも遅角側の位相である請求項１〜３のいずれか１項に記載の可変バルブタイミング装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのバルブタイミングを調整する可変バルブタイミング装置を制御する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の可変バルブタイミング装置において、エンジン停止時にクランク軸とカム軸との相対回転位相（以下、「ＶＣＴ位相」と称す）を、調整可能範囲の略中間にロックピン（ロック機構）によりロックするものがある（特許文献１参照）。特許文献１に記載のものは、エンジン停止時にロックする位相（以下、「中間ロック位相」と称す）を始動に適した位相に設定して、ロックピンによりＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックした状態でエンジンを始動する。そして、始動完了後にロックピンを退避させてＶＣＴ位相のロックを解除し、ＶＣＴ位相をエンジン運転状態に応じた目標位相にフィードバック制御している。
【０００３】
ところで、ロックピンを突出させてＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックするロック制御中に、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過する（中間ロック位相を超えて変化する）ことがある。特許文献１に記載のものでは、ロック要求発生後のＶＣＴ位相の変化量が判定値を超えたときに、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したと判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４９４７４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したことを判定してはいるものの、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過しないようにするためには、未だ改善の余地がある。特に、油圧駆動式のロック機構では、ロック動作に時間を要するため、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過し易い。
【０００６】
本発明は、こうした課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、ロック制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過することを抑制することのできる可変バルブタイミング装置の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】
【０００７】
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。
【０００８】
請求項１に記載の発明は、エンジンの出力軸と前記エンジンのバルブを開閉駆動させるバルブ駆動軸との相対回転位相を調整可能範囲の中間にある中間ロック位相でロックする油圧駆動式のロック機構と、前記調整可能範囲において前記中間ロック位相に対して所定側から前記中間ロック位相の側へ前記相対回転位相を変化させる方向に付勢する付勢機構と、を備える可変バルブタイミング装置、を制御する制御装置であって、ロック要求が発生した場合に、前記調整可能範囲において前記中間ロック位相に対して前記所定側に設定した第１位相に前記相対回転位相を制御した後に、前記相対回転位相を前記中間ロック位相でロックさせるように前記ロック機構を制御することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、可変バルブタイミング装置により、エンジンの出力軸とエンジンのバルブを開閉駆動させるバルブ駆動軸との相対回転位相が調整される。また、ロック機構が油圧により駆動され、相対回転位相が中間ロック位相でロックされる。
【００１０】
ここで、ロック要求が発生した場合に、調整可能範囲において中間ロック位相に対して上記所定側の第１位相に相対回転位相が制御される。このため、付勢機構により第１位相から中間ロック位相の方向へ相対回転位相を変化させることができるとともに、相対回転位相が中間ロック位相になる時期を遅らせることができる。その後、相対回転位相を中間ロック位相でロックさせるように、ロック機構が制御される。したがって、油圧駆動式のロック機構を動作させる時間を確保することができ、ロック機構の制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】システム全体の概略構成を示す模式図。
【図２】可変バルブタイミング装置及び油圧制御回路を示す断面図。
【図３】可変バルブタイミング装置を示す断面図。
【図４】ロック状態とアシスト用のばねとの関係を示す断面図。
【図５】変動トルクの態様を示すグラフ。
【図６】可変バルブタイミング装置の制御特性を示す図。
【図７】ＶＣＴ位相変化量と中間ロック位相通過との関係を示す図。
【図８】ロック前制御及びロック制御の手順を示すフローチャート。
【図９】１回目のロック前制御及びロック制御の態様を示すタイミングチャート。
【図１０】ロック前制御及びロック制御を２回行う態様を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態は、ガソリンエンジンの吸気バルブの可変バルブタイミング装置を備えるエンジンシステムとして具体化している。
【００１３】
図１に示すように、エンジン１１では、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構成されている。吸気側カム軸１６（バルブ駆動軸）には、クランク軸１２に対する吸気側カム軸１６の進角量（ＶＣＴ位相、相対回転位相）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。
【００１４】
吸気側カム軸１６の外周側には、所定のカム角でカム角信号（第１角度信号）のパルスを出力するカム角センサ１９（第１出力部）が設置されている。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（第２角度信号）のパルスを出力するクランク角センサ２０（第２出力部）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。
【００１５】
エンジン制御回路２１（制御装置）は、制御用位相算出部２１ａ及び判定部２１ｂを備えている。制御用位相算出部２１ａ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、制御用位相）を演算する。制御用位相算出部２１ａは、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。また、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。判定部２１ｂは、後述する中間ロック機構の制御中に吸気バルブの実バルブタイミング（相対回転位相）が中間ロック位相を通過したことを判定する。
【００１６】
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。エンジン制御回路２１は、可変バルブタイミング制御（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を目標バルブタイミング（目標位相）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（以下、「Ｆ／Ｂ制御」と称する）する。
【００１７】
次に、可変バルブタイミング装置１８の構成を説明する。図２は、可変バルブタイミング装置１８及び油圧制御回路を示す断面図である。
【００１８】
同図に示すように、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（第２回転体）とハウジング３１がクランク軸１２と同期して回転する。一方、吸気側カム軸１６の一端部には、ロータ３５がボルト３７で締め付け固定されている。このロータ３５（第１回転体）は、ハウジング３１内に相対回動自在に収納されている。
【００１９】
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（カム軸位相）の調整可能範囲の最遅角位相と最進角位相とが規制されている。
【００２０】
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。図４に併せて示すように、この中間ロック機構５０（ロック機構）の構成では、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が設けられている。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ている。このロックピン５８がスプロケット１４側に突出してスプロケット１４のロック穴５９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。なお、ロック穴５９をハウジング３１に設けた構成としてもよい。
【００２１】
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が形成されている。
【００２２】
ロックピン５８は、中間ロック位相よりも遅角側で制御されるＶＣＴ位相が、不用意に中間ロック位相を越えて進角側に移動することを阻止する進角制限ピンとしても機能する。スプロケット１４には、ロック穴５９に連続しロック穴５９よりも浅底の進角制限溝６３が、最遅角位相の近くの所定位相Ｃまで延びるように形成されている。そして、ロックピン５８（進角制限ピン）が進角制限溝６３に嵌まり込むことで、中間ロック位相より遅角側で制御されるＶＣＴ位相の範囲が、中間ロック位相から最遅角位相の近くの所定位相Ｃまでの範囲に制限される。
【００２３】
目標位相が上記所定位相Ｃを超えて最遅角位相側に設定された場合は、油圧によりロックピン５８を進角制限溝６３から抜き出すことで、ＶＣＴ位相を最遅角位相側に変化させることができるようにする。また、目標位相が中間ロック位相よりも進角側に設定された場合は、油圧によりロックピン５８をロック穴５９から完全に抜き出して、ＶＣＴ位相を中間ロック位相より進角側に変化させることができるようにする。
【００２４】
また、ロックピン５８が収容されたベーン４１と異なるベーン４１に、進角側で制御されるＶＣＴ位相が不用意に遅角側に移動することを阻止する遅角制限ピン６４が設けられている。スプロケット１４には、例えば２段の遅角制限溝６５ａ，６５ｂが設けられている。そして、スプリング６６の付勢力により遅角制限ピン６４がいずれかの遅角制限溝６５ａ，６５ｂに嵌まり込むことで、進角側で制御されるＶＣＴ位相の範囲が例えば２段階に制限される。
【００２５】
なお、２段の遅角制限溝６５ａ，６５ｂのうちの一方を省いて１段のみの遅角制限溝としてもよいし、３段以上の遅角制限溝としてもよい。また、進角制限溝６３と遅角制限溝６５ａ，６５ｂと遅角制限ピン６４とを省いた構成とすることもできる。
【００２６】
図４の構成例では、遅角制限溝６５ａ，６５ｂが最進角位相から中間ロック位相を超えて遅角側の所定位相Ｂ，Ａまで延びている。このため、中間ロック位相では、ロックピン５８（進角制限ピン）と遅角制限ピン６４とがそれぞれロック穴５９と２段目（溝が深い方）の遅角制限溝６５ｂに嵌まり込んだ状態となる。
【００２７】
図２，４に示すように、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）する付勢機構として、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、図５に示すように、吸気側カム軸１６から伝達されるトルクは、進角側に作用する負トルクと遅角側に作用する正トルクとに周期的に変動する。そして、正トルクのピークが負トルクのピークよりも大きくなっており、変動トルクの平均値は正トルク側（ＶＣＴ位相を遅角させる側）に偏っている。このため、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ように設定されている。
【００２８】
ばね５５が作用する範囲は、最遅角位相から中間ロック位相までの範囲に設定されている。このため、エンジンストール等の異常停止後の再始動時に、ロックピン５８がロック穴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の付勢力により実ＶＣＴ位相が遅角側（所定側）から中間ロック位相へ進角させられる。これにより、ロックピン５８がロック穴５９に嵌まり込み、ＶＣＴ位相が中間ロック位相にロックされることとなる。
【００２９】
一方、中間ロック位相よりも進角側の実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。このため、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側へ遅角され、ロックピン５８をロック穴５９に嵌まり込ませてロックさせることができる。
【００３０】
図１，２に戻り、油圧制御弁２５（油圧制御装置）は、ＶＣＴ位相を調整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及び遅角制限ピン６４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有している。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。
【００３１】
油圧制御弁２５は、例えば８ポート・４ポジション型のスプール弁により構成され、図６に示すように、油圧制御弁２５の制御デューティ（制御量）に応じて、ロックモード（弱進角モード）、進角モード、保持モード、遅角モードの４つの制御領域に区分されている。
【００３２】
ロックモード（弱進角モード）の制御領域では、油圧制御弁２５のロックピン制御ポートをドレンポートに連通させて、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室の油圧を抜く。これにより、スプリング６２によってロックピン５８をロック方向（突出方向）に付勢する。また、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とする。そして、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、油圧制御弁２５の進角ポートの油路の絞りを少しずつ開く。これにより、進角ポートから進角室４２にオイルを少しずつ供給して、実ＶＣＴ位相を緩やかに進角方向に駆動する。なお、進角ポートから進角室４２へオイルを供給せず、中間ロック機構５０のばね５５の付勢力により、実ＶＣＴ位相を緩やかに進角方向に変化させてもよい。
【００３３】
進角モードの制御領域では、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とする。そして、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、油圧制御弁２５の進角ポートから進角室４２に供給する油圧を変化させて実ＶＣＴ位相を進角させる。
【００３４】
保持モードの制御領域では、進角室４２及び遅角室４３の両方の油圧を保持して、実ＶＣＴ位相が変化しないように保持する。
【００３５】
遅角モードの制御領域では、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とする。そして、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、油圧制御弁２５の遅角ポートから遅角室４３に供給する油圧を変化させて実ＶＣＴ位相を遅角させる。
【００３６】
ロックモード以外の制御領域（遅角モード、保持モード、進角モード）では、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室にオイルを充填して、ロック解除用油圧室の油圧を上昇させる。これにより、ロックピン５８をロック穴５９から抜き出して、ロックピン５８のロックを解除する。
【００３７】
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（弱進角モード）、進角モード、保持モード、遅角モードの順に制御モードが切り替わるように構成されている。このため、ロックモードの制御領域へ移行する際には、進角モードの制御領域を通過することとなる。その結果、油圧制御弁２５により、ばね５５がＶＣＴ位相を変化させる方向（遅角側から中間ロック位相側）と同じ進角方向へＶＣＴ位相を変化させる油圧が発生させられる。
【００３８】
こうした可変バルブタイミング装置１８では、中間ロック位相の近傍で中間ロック機構５０（ロックピン５８）が制御される際に、油圧制御弁２５により発生させられる油圧の作用によって、進角側へ変化するＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過し易くなる。また、中間ロック位相よりも進角側で中間ロック機構５０が制御される際に、吸気側カム軸１６のトルクが遅角方向に作用したとしても、油圧制御弁２５により発生させられる油圧の作用によって、ＶＣＴ位相が中間ロック位相まで遅角側へ変化しにくくなる。
【００３９】
また、エンジン制御回路２１は、ＶＣＴ位相Ｆ／Ｂ制御（可変バルブタイミング制御）中に、後述する基準位相を基準にしてエンジン運転条件に応じた目標位相（目標バルブタイミング）を設定する。そして、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、目標位相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ＰＤ制御等によりＦ／Ｂ制御する。これにより、可変バルブタイミング装置１８の進角室４２と遅角室４３とに供給する油圧をＦ／Ｂ制御する。
【００４０】
エンジン制御回路２１は、エンジン１１の回転を停止させる際に、ロック要求が発生すると、上記ロックモードの制御を実行する。ロックモードの制御では油圧制御弁２５を制御することにより、中間ロック機構５０のロックピン５８を突出させて、ＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックするロック制御を実行する。
【００４１】
エンジン１１を停止させる際に、ロック制御によりＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされれば、次の始動時に中間ロック位相でエンジン１１を始動できるため、始動性を確保できる。これに対して、ロック制御においてＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされなければ、始動性が悪化したり、始動後のアイドル安定性が悪化したりする。従って、ＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされない異常事態が発生した場合は、その異常事態を早急に検出する機能を持たせる必要がある。
【００４２】
しかし、実ＶＣＴ位相と中間ロック位相との関係には、製品ばらつき（製造ばらつきや経時変化）があるため、ＶＣＴ位相をＦ／Ｂ制御する基準となる基準位相の学習が完了するまでは、実ＶＣＴ位相と中間ロック位相との関係を正しく判断できない。
【００４３】
そこで、本実施形態では、エンジン制御回路２１は、基準位相の学習が未完了の期間にロック要求が発生した場合に、ＶＣＴ位相の変化量を監視してこのＶＣＴ位相の変化量が判定値Ｋを超えたときに、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過した（中間ロック位相を超えて変化した）と判断する。
【００４４】
基準位相の学習が未完了の期間でも、ＶＣＴ位相の変化量は、クランク角センサ２０とカム角センサ１９の出力信号に基づいて正確に演算できる。この点を考慮して、本実施形態では、基準位相の学習が未完了の期間にロック要求が発生した場合に、ロック要求発生後のＶＣＴ位相の変化量を監視して、ロック要求発生後のＶＣＴ位相の変化量が判定値Ｋを超えたときにＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したと判断する。
【００４５】
ここで、図７を用いて、中間ロック位相よりも遅角側でロック要求が発生した場合のロック制御の一例を説明する。なお、中間ロック位相よりも進角側でロック要求が発生する場合もある。
【００４６】
図７（ａ）は、ロック要求に応じてロックピン５８が突出してＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされた場合について、ＶＣＴ位相の絶対値・相対値と目標位相と基準位相学習値（中間ロック位相学習値）の挙動を示している。図７（ｂ）は、ロックピン５８がロック穴５９に嵌合せず、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過して進角側に移動した場合について、ＶＣＴ位相の絶対値・相対値と目標位相と中間ロック位相学習値の挙動を示している。
【００４７】
この例では、中間ロック位相を基準位相としているが、これに限定されず、最遅角位相又は最進角位相を基準位相としてもよい。ＶＣＴ位相絶対値は、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算出するＶＣＴ位相であり、ＶＣＴ位相相対値は、ＶＣＴ位相絶対値から基準位相学習値から差し引いた値である（基準位相学習値からのＶＣＴ位相変化量である）。
【００４８】
ＶＣＴ位相相対値＝ＶＣＴ位相絶対値−基準位相学習値
目標位相も、基準位相学習値を基準にして設定される。また、基準位相の学習が完了するまでは、基準位相学習値は初期値（又は前回の学習値）に維持される。
【００４９】
図７（ａ）に示すように、中間ロック位相よりも遅角側でロック要求が発生した場合には、ロックピン５８が突出してＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされれば、ロック要求発生後のＶＣＴ位相の変化量が、最遅角位相と中間ロック位相との位相差よりも大きくなることはない。ここで、ＶＣＴ位相の変化量は、ＶＣＴ位相絶対値の変化量、ＶＣＴ位相相対値の変化量いずれであっても同じ値となる。
【００５０】
これに対し、図７（ｂ）に示すように、中間ロック位相よりも遅角側でロック要求が発生した場合に、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過して進角側に移動した場合は、ロック要求発生後のＶＣＴ位相の変化量が、最遅角位相と中間ロック位相との位相差よりも大きくなることがある。
【００５１】
この場合、最遅角位相と中間ロック位相との位相差は、製品ばらつき（製造ばらつきや経時変化）により変動する。そこで、本実施形態では、ＶＣＴ位相の変化量と比較する判定値Ｋは、最遅角位相と中間ロック位相との位相差の設計値よりも、この位相差の製品ばらつき幅以上大きい値となるように設定している。これにより、ＶＣＴ位相の変化量が判定値Ｋを超えたか否かで、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したか否かを正確に判断することが可能となる。
【００５２】
上記判断を行うことを前提として、本実施形態では、ロック制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過することを抑制すべく、図８に示すロック前制御及びロック制御を行っている。この一連の処理は、エンジン制御回路２１によって、所定の周期で繰り返し実行される。
【００５３】
まず、ロック要求が有るか否か判定する（Ｓ１０１）。具体的には、エンジン停止時等にロック要求が発生することでロック要求有りの状態となり、ＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックするまでロック要求有りの状態が継続する。
【００５４】
上記判定において、ロック要求が無いと判定した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。一方、上記判定において、ロック要求が有ると判定した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、ロック制御中でないか否か判定する（Ｓ１０２）。具体的には、ＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックする制御を実行している最中はロック制御中と判定し、それ以外の場合（ロック前位相へのＦ／Ｂ制御中、ロック制御実行前）はロック制御中でないと判定する。
【００５５】
Ｓ１０２の判定において、ロック制御中でないと判定した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、ＶＣＴ位相をロック前位相にＦ／Ｂ制御する（Ｓ１０３）。具体的には、中間ロック位相よりも遅角側の第１位相をロック前位相（目標位相）として、ＶＣＴ位相が第１位相となるように油圧制御弁２５を制御する。第１位相は、ＶＣＴ位相が第１位相から中間ロック位相まで進角側に変化するまでに、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室の油圧を抜く時間を確保することのできる位相、すなわちＶＣＴ位相が中間ロック位相になる時期を所定期間遅らせることのできる位相に設定されている。
【００５６】
続いて、ＶＣＴ位相がロック前位相に到達したか否か判定する（Ｓ１０４）。具体的には、ＶＣＴ位相（上記ＶＣＴ位相相対値）と第１位相との偏差が、許容誤差値（所定値）よりも小さいか否か判定する。なお、基準位相の学習が完了していない場合は、基準位相学習値として初期値（又は前回の学習値）を用いればよい。
【００５７】
Ｓ１０４の判定において、ＶＣＴ位相がロック前位相に到達していないと判定した場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。一方、Ｓ１０４の判定において、ＶＣＴ位相がロック前位相に到達したと判定した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ロック制御を実行する（Ｓ１０５）。具体的には、油圧制御弁２５のロックピン制御ポートをドレンポートに連通させて、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室の油圧を抜く。そして、進角ポートを閉じ、中間ロック機構５０のばね５５の付勢力により、実ＶＣＴ位相を緩やかに進角方向に変化させる。なお、油圧制御弁２５の制御デューティに応じて、油圧制御弁２５の進角ポートの油路の絞りを少しずつ開いて、進角ポートから進角室４２にオイルを少しずつ供給して、ＶＣＴ位相を緩やかに進角方向に変化させることもできる。
【００５８】
一方、Ｓ１０２の判定において、ロック制御中であると判定した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したか否か判定する（Ｓ１０６）。具体的には、基準位相の学習が完了している場合は、ＶＣＴ位相（上記ＶＣＴ位相相対値）が中間ロック位相を通過したか否か判定する。なお、基準位相の学習が完了していない場合は、上述した判断方法に基づいて、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したか否か判定する。
【００５９】
Ｓ１０６の判定において、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過していないと判定した場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、ロック制御を継続する（Ｓ１１０）。そして、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。なお、ＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされた場合は、上述したロック前制御及びロック制御を全て終了する。
【００６０】
一方、Ｓ１０６の判定において、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したと判定した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、ロック前位相（目標位相）を上記第１位相よりも遅角側の第２位相に変更する（Ｓ１０７）。ここで、ロック制御前にＶＣＴ位相を第１位相に制御した場合であっても、可変バルブタイミング装置１８や油圧制御弁２５の製品ばらつき（製造ばらつき、経時変化）、オイルの粘度等により、ＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックできないことがある。こうした点を考慮して、第２位相は第１位相よりも遅角側の位相に設定されている。
【００６１】
続いて、ロック制御を終了する（Ｓ１０８）。具体的には、ロック制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したので、ロック制御を一旦終了する。
【００６２】
続いて、ＶＣＴ位相をロック前位相にＦ／Ｂ制御する（Ｓ１０９）。具体的には、第２位相をロック前位相（目標位相）として、ＶＣＴ位相が第２位相となるように油圧制御弁２５を制御する。そして、この一連の処理を一旦終了する（ＥＮＤ）。以後、Ｓ１０１〜Ｓ１０５の処理が実行され、Ｓ１１０においてＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされる。なお、Ｓ１０６の処理が判定部２１ｂとしての処理に相当する。
【００６３】
図９は、１回目のロック前制御及びロック制御により、ＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされた態様を示すタイミングチャートである。
【００６４】
時刻Ｔ１において、ロック要求が発生すると、目標位相（ロック前位相）として中間ロック位相よりも遅角側の第１位相が設定される。これにより、実ＶＣＴ位相を第１位相とすべく制御Ｄｕｔｙが設定され、油圧制御弁２５が制御される。
【００６５】
時刻Ｔ２において、実ＶＣＴ位相が第１位相に到達したと判定されると、ロック制御が開始される。これにより、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室の油圧を抜くべく制御Ｄｕｔｙが設定され、油圧制御弁２５が制御される。
【００６６】
ここでは、制御Ｄｕｔｙが一定値に維持されており、中間ロック機構５０のばね５５の付勢力によりＶＣＴ位相が進角側へ変化させられる。そして、ＶＣＴ位相が中間ロック位相となった時に、中間ロック機構５０によりＶＣＴ位相がロックされる。
【００６７】
図１０は、１回目のロック前制御及びロック制御では、ＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされず、２回目のロック前制御及びロック制御により、ＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされた態様を示すタイミングチャートである。なお、時刻Ｔ２までの態様は、図９と同様である。
【００６８】
ここでは、時刻Ｔ２以降に、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過している。時刻Ｔ３において、実ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したと判定されると、目標位相（ロック前位相）として第１位相よりも遅角側の第２位相が設定される。これにより、実ＶＣＴ位相を第２位相とすべく制御Ｄｕｔｙが設定され、油圧制御弁２５が制御される。
【００６９】
時刻Ｔ４において、実ＶＣＴ位相が第２位相に到達したと判定されると、ロック制御が開始される。これにより、ロックピン収容孔５７内のロック解除用油圧室の油圧を抜くべく制御Ｄｕｔｙが設定され、油圧制御弁２５が制御される。
【００７０】
そして、中間ロック機構５０のばね５５の付勢力により、ＶＣＴ位相が進角側へ変化させられる。そして、ＶＣＴ位相が中間ロック位相となった時に、中間ロック機構５０によりＶＣＴ位相がロックされる。
【００７１】
以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。
【００７２】
・ロック要求が発生した場合に、調整可能範囲において中間ロック位相に対して遅角側の第１位相にＶＣＴ位相が制御される。このため、ばね５５により第１位相から中間ロック位相の方向へＶＣＴ位相を変化させることができるとともに、ＶＣＴ位相が中間ロック位相になる時期を遅らせることができる。その後、ＶＣＴ位相を中間ロック位相でロックさせるように、中間ロック機構５０が制御される。したがって、油圧駆動式の中間ロック機構５０を動作させる時間を確保することができ、中間ロック機構５０の制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過することを抑制することができる。
【００７３】
・ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したと判定された場合に、調整可能範囲のうち中間ロック位相に対して遅角側において、第１位相よりも中間ロック位相から離れた第２位相にＶＣＴ位相が制御される。このため、ＶＣＴ位相を第１位相に制御した場合よりも、ＶＣＴ位相が中間ロック位相になる時期を遅らせることができる。すなわち、第１位相から中間ロック位相に変化するまでの期間よりも、第２位相から中間ロック位相に変化するまでの期間を長くすることができる。したがって、油圧駆動式の中間ロック機構５０を動作させる時間をさらに確保することができ、中間ロック機構５０の制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過することを一層抑制することができる。
【００７４】
・可変バルブタイミング装置１８の備える油圧制御弁２５により、ＶＣＴ位相を調整する油圧及び中間ロック機構５０を駆動する油圧が制御される。そして、中間ロック機構５０が制御される際に、油圧制御弁２５により、ばね５５がＶＣＴ位相を変化させる方向（進角側）と同じ方向へＶＣＴ位相を変化させる油圧が発生させられる。こうした可変バルブタイミング装置１８では、中間ロック機構５０が制御される際に、油圧制御弁２５により発生させられる油圧の作用によっても、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過し易くなる。したがって、上述した制御により、中間ロック機構５０の制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過することを抑制することができる利点が大きくなる。
【００７５】
なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。
【００７６】
・２回目のロック前制御及びロック制御において、ＶＣＴ位相が中間ロック位相でロックされなかった場合に、ロック前位相を第２位相よりも遅角側に設定して、３回目以降のロック前制御及びロック制御を実行してもよい。すなわち、ロック制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過する度に、ロック前位相（目標位相）をより遅角側に設定して、ロック前制御及びロック制御を実行してもよい。
【００７７】
・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、保持モード、進角モード、ロックモード（弱進角モード）の順に制御モードが切り替わるように構成してもよい。
【００７８】
・遅角モードと進角モードとの順序を入れ替えて、ロックモード（弱進角モード）、遅角モード、保持モード、進角モードの順に制御モードが切り替わるように構成してもよい。この場合は、中間ロック機構５０が制御される際に、油圧制御弁２５により、ばね５５がＶＣＴ位相を変化させる方向（進角側）と同じ方向へＶＣＴ位相を変化させる油圧が発生しにくくなる。したがって、中間ロック機構５０の制御中にＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過することを抑制し易くなる。
【００７９】
・ばね５５の作用する範囲が、最遅角位相から中間ロック位相を超えた範囲まで設定されていたとしても、上記ロック前制御及びロック制御を実行することができる。
【００８０】
・吸気側カム軸１６から伝達される変動トルクの平均値が、負トルク側（ＶＣＴ位相を進角させる側）に偏っている場合には、上記ばね５５を、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遅角方向に付勢するように設定してもよい。この場合には、ロック要求が発生した場合に、ロック前制御として、調整可能範囲において中間ロック位相に対して進角側の第１位相にＶＣＴ位相を制御すればよい。そして、ＶＣＴ位相が中間ロック位相を通過したと判定された場合に、調整可能範囲のうち中間ロック位相に対して進角側において、第１位相よりも中間ロック位相から離れた第２位相にＶＣＴ位相が制御すればよい。すなわち、第２位相を第１位相よりも進角側に設定すればよい。
【００８１】
・排気側カム軸１７（バルブ駆動軸）に設けられた排気バルブの可変バルブタイミング装置（ＶＣＴ）を対象として、ロック前制御及びロック制御を行うこともできる。この場合、排気バルブの可変バルブタイミング装置は、クランク軸１２に対する排気側カム軸１７の遅角量（ＶＣＴ位相）を調整するものであればよい。
【００８２】
・ガソリンエンジンに代えて、ディーゼルエンジンを採用することもできる。
【符号の説明】
【００８３】
１１…エンジン、１２…クランク軸、１６…吸気側カム軸、１８…可変バルブタイミング装置、２１…エンジン制御回路、５０…中間ロック機構、５５…ばね。
【図１】
2015001199.tif 000003
【図２】
2015001199.tif 000004
【図３】
2015001199.tif 000005
【図４】
2015001199.tif 000006
【図５】
2015001199.tif 000007
【図６】
2015001199.tif 000008
【図７】
2015001199.tif 000009
【図８】
2015001199.tif 000010
【図９】
2015001199.tif 000011
【図１０】
2015001199.tif 000012