(57)【要約】【課題】ロック部材と凹部の間の隙間が小さくても、検出誤差が発生したとしても、それらに関係なく短時間でロック状態に到達可能な弁開閉時期制御装置を提供する。【解決手段】弁開閉時期制御装置において、相対回転位相がロック解除状態、且つ、第１ロック部材及び第２ロック部材のうちガイド溝が形成された第１凹部又は第２凹部に嵌入するロック部材が、当該凹部に対してガイド溝が形成されている側と反対側にある状態で、ロック解除状態からロック状態に変化させる要求に基づいて、制御部が相対回転位相を変化させる制御を行う。これにより、相対回転位相は第１停止状態になるまで変化する。第１停止状態到達後に、制御部が相対回転位相の変化方向を反転させて相対回転位相を変化させる制御を行うことにより、相対回転位相は第２停止状態になるまで変化する。【選択図】図５
2015042862.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、
前記駆動側回転体と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転体と、
前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のいずれか一方に移動可能に設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のいずれか他方に設けられた第１凹部及び第２凹部と、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方の部分から連続して形成されたガイド溝を含み、前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材が移動して前記第１凹部及び前記第２凹部にそれぞれ嵌入することにより前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材が前記第１凹部及び前記第２凹部からそれぞれ離間することにより拘束が解除されたロック解除状態との間を選択的に切り換え可能な中間ロック機構と、
前記相対回転位相の変化の有無を検出するセンサと、
前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転を制御する制御部と、を備え、
前記相対回転位相が前記ロック解除状態、且つ、前記第１ロック部材と前記第２ロック部材のうち前記ガイド溝が形成された前記第１凹部又は前記第２凹部に嵌入するロック部材が、当該凹部に対して前記ガイド溝が形成されている側と反対側にある状態で、前記ロック解除状態から前記ロック状態に変化させる要求に基づいて、前記制御部が前記相対回転位相を変化させる制御を行うことにより、前記相対回転位相は変化が止まる第１停止状態になるまで変化し、前記第１停止状態への到達後に前記制御部が前記相対回転位相の変化方向を反転させて前記相対回転位相を変化させる制御を行うことにより、前記相対回転位相は変化が止まる第２停止状態になるまで変化する弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記ロック状態において、前記第２ロック部材の前記第２凹部への嵌入により前記相対回転位相を前記中間ロック位相に拘束している請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記ガイド溝は前記第２凹部に形成されている請求項２に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項４】
前記センサは、クランク角センサとカム角センサの組み合わせである請求項１から３のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項５】
前記センサは、油圧センサである請求項１から３のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項６】
前記相対回転位相が前記第２停止状態になった時に、前記制御部は前記ロック状態になったと判断する請求項１から５のいずれか一項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、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関（以下エンジンとも称する）の運転状況に応じて吸気弁及び排気弁の開閉時期を変更可能とする弁開閉時期制御装置が実用化されている。この弁開閉時期制御装置は、例えば、エンジンの作動による駆動側回転体の回転に対する従動側回転体の相対回転位相（以下、単に相対回転位相と称する）を変化させることにより、従動側回転体の回転に伴って開閉される吸排気弁の開閉時期を変更する機構を有している。
【０００３】
一般に、吸排気弁の最適な開閉時期はエンジンの始動時や車両の走行時などエンジンの運転状況により異なる。そこで、エンジンの始動時には、駆動側回転体の回転に対する従動側回転体の相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の所定位相に拘束することにより、エンジンの始動に最適な吸排気弁の開閉時期を実現すると共に、駆動側回転体と従動側回転体によって形成される流体圧室の仕切部が揺動して打音が発生するのを抑制している。そのため、エンジンを停止させる前には、相対回転位相を所定位相に拘束しておくことが望まれる。
【０００４】
特許文献１には、２つのロック部材（移動体）が２つの凹部（溝）にそれぞれ嵌入することで相対回転位相を最進角位相と最遅角位相の間の中間ロック位相に拘束する弁開閉時期制御装置が開示されている。この弁開閉時期制御装置においては、一方のロック部（進角用ロック部）で相対回転位相が遅角方向に変化するのを規制し、他方のロック部（遅角用ロック部）で相対回転位相が進角方向に変化するのを規制している。２つの凹部にはそれぞれラチェット（段部）が設けられており、相対回転位相が最遅角位相から中間ロック位相に変化するときには、変化につれて２つのロック部材がラチェット、凹部の順で交互に嵌入することにより、相対回転位相が逆向きに変化することを規制し、確実に中間ロック位相で拘束することを可能にしている。
【０００５】
特許文献２には、１つのロック部材（ロックピン）と１つの規制部材（規制ピン）が２つのロック凹部（ロック孔）と規制凹部（規制溝）とを備えた弁開閉時期制御装置（バルブタイミング調整装置）が開示されている。この弁開閉時期制御装置において、ロック部材がロック凹部に嵌入することで相対回転位相を最進角位相と最遅角位相の間の中間ロック位相に拘束し、相対位相の進角方向への変化と遅角方向への変化を同時に規制している。ロック凹部にはラチェット（制限溝）が備えられており、ロック部材と規制部材は嵌入方向に向かって階段状に縮径する段付円筒面状の外周面である本体部と突部とを有している。このような構成のため、相対回転位相が最遅角位相から中間ロック位相へ変化するときには、ロック部材の突部とラチェット、ロック部材の本体部とラチェット、規制部材の突部と規制凹部、規制部材の本体部と規制凹部、ロック部材の突部とロック凹部、ロック部材の本体部とロック凹部の順で嵌入する。これにより、相対回転位相が逆向きに変化することを規制し、確実に中間ロック位相で拘束することを可能にしている。
【０００６】
特許文献３には、２つのロック部材（ロックピン）が２つの凹部（ロック穴）にそれぞれ嵌入することで相対回転位相を最進角位相と最遅角位相の間の中間ロック位相に拘束する弁開閉時期制御装置（バルブタイミング制御装置）が開示されている。この弁開閉時期制御装置においては、ロック要求が発生した時に、エンジン制御回路が位相可変制御を実行する。そして、この位相可変制御中に実カム軸位相（吸気バルブの実バルブタイミング）が中間ロック位相付近で動かなくなった時に、エンジン制御回路は、位相制御用の油圧制御弁の制御デューティを、実カム軸位相を動かす方向に更に所定量変化させることを試み、それでも実カム軸位相が動かない場合に、ロック完了と判定する。これにより、確実に中間ロック位相でロックしたことを検出することができる。実カム軸位相は、ここでは相対回転位相と同義である。実カム軸位相は、カム角センサとクランク角センサの検出信号に基づいてエンジン制御回路が算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−２５７３１３号公報
【特許文献２】特開２００９−２５００７３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１３８６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
エンジンの始動時に、駆動側回転体と従動側回転体によって形成される流体圧室の仕切部が揺動して発生する打音を抑制するためには、中間ロック状態におけるロック部材と凹部の間の隙間を小さくすることが必要である。隙間を小さくするには、ロック部材や凹部の寸法精度を高めなければならないが、寸法精度を高めることは製品量産時のコストアップにつながる。また、ロック部材と凹部の間の隙間が小さいと、相対回転位相を変化させてロック解除状態からロック状態にするときに、中間ロック位相でのロック部材と凹部との位置合わせの精度を高くする必要があり、ロック状態になるまでに時間がかかり、弁開閉時期制御装置の迅速な作動が妨げられるという問題がある。
【０００９】
特許文献１の弁開閉時期制御装置は、２つのロック部材と２つの凹部を備えている。そして、一方のロック部材と凹部の嵌入により進角方向への回転を規制し、他方のロック部材と凹部の嵌入により遅角方向への回転を規制している。そのため、ロック状態におけるロック部材と凹部の間の隙間を小さくするためには、２つのロック部材と凹部のそれぞれの長さ寸法の精度以外に、２つのロック部材の間及び２つの凹部の間のそれぞれの角度寸法の精度を高める必要がある。しかし、この弁開閉時期制御装置において２つのロック部材の２つの凹部への同時嵌入を量産製品で実現するためには、生産上精度管理すべき寸法の数が多いので、量産時における部品の寸法ばらつきを考えると、精度を高めることは難しい。そのため、実際には、ロック部材と凹部の間の隙間を小さくすることができず、打音を抑制することもできない。
【００１０】
特許文献２の弁開閉時期制御装置は、１つのロック部材が１つのロック凹部に嵌入することで相対回転位相を中間ロック位相に拘束する。そのため、特許文献１の弁開閉時期制御装置と比べると、精度管理すべき寸法の数が少ないので、ロック状態におけるロック部材と凹部の間の隙間を小さくすることができる。しかし、ロック部材と凹部の間の隙間が小さく且つ相対回転位相が最進角位相近傍にある状態から中間ロック位相まで特に高速で変化させたときは、ロック部材がロック凹部に嵌入することなく中間ロック位相を通過し、ロック部材がラチェットの壁に衝突して停止するという誤作動が発生するおそれがある。特許文献２には記載されていないが、その場合、ロック状態に到達させるためには、誤作動によりロック部材が中間ロック位相を通過してしまったことをセンサにより検出し、検出結果に基づいて相対回転位相の変化方向を反転させて作動させてロック状態に到達させる必要がある。このとき、ロック状態に到達するまでに時間がかかり、弁開閉時期制御装置の迅速な作動が妨げられる。
【００１１】
特許文献３の弁開閉時期制御装置では、ロック要求が発生した時に、エンジン制御回路が位相可変制御を実行し、その制御の途中で実カム軸位相が中間ロック位相付近で動かなくなった時に、エンジン制御回路が、位相制御用の油圧制御弁の制御デューティを、実カム軸位相を動かす方向に更に所定量変化させることを試みている。ロック要求が発生する時点では実カム軸位相は中間ロック位相になく、エンジン制御回路は中間ロック位相を超える位相に向けて制御する。この制御によれば、位相が変化する途中で必ずしもロック部材が凹部に嵌入しロック状態になるわけではなく、ロック部材が凹部を通り過ぎてロック状態にならないときもある。実カム軸位相が中間ロック位相を超えたとエンジン制御回路が判断したときは、実カム軸位相の変化方向を反転させ、再び中間ロック位相を超える位相に向けて制御する。この一連の制御を中間ロック位相になるまで繰り返す。「中間ロック位相付近で動かなくなる」とは、中間ロック位相でのロック状態であるが、ロック部材と凹部の隙間の分だけ中間ロック位相が変化し得る状態であることを示している。中間ロック位相付近で動かなくなった状態で、位相制御用の油圧制御弁の制御デューティを実カム軸位相を動かす方向に更に所定量変化させることを試みて、実カム軸位相が中間ロック位相付近の位相から変化しなければ、エンジン制御回路は、実カム軸位相が中間ロック位相にあってロック状態にあると判定する。このように、特許文献３の弁開閉時期制御装置は、実カム軸位相が中間ロック位相でロック状態になった後、ロック状態にあることを確認することを目的とする発明である。
【００１２】
エンジン制御回路が上記の制御を行うためには、実カム軸位相が中間ロック位相付近にあることや中間ロック位相付近を超えたこと等を正確に算出すること、すなわち実際の実カム軸位相を正確に算出することが必要である。そのためには、カム角センサとクランク角センサとが正確にカム角、クランク角を検出して検出信号を出力すると共に、相互の検出信号の出力タイミング差が正確であることが必要である。その結果、実際の実カム軸位相とカム角センサとクランク角センサから算出された実カム軸位相との間に誤差（以下、検出誤差と称する）が生じるおそれがある。検出誤差が生じると、実際には中間ロック位相でないにも拘らずエンジン制御回路は中間ロック位相であると判断して、ロック確認動作を行ったり、中間ロック位相であるにも関わらず中間ロック位相でないと判断して実カム軸位相の変化方向を反転させるなど誤作動を起こすことが懸念される。
【００１３】
上記問題に鑑み、本発明は、ロック部材と凹部の間の隙間が小さくても、検出誤差が発生したとしても、それらに関係なく短時間でロック状態に到達可能な弁開閉時期制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、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、前記駆動側回転体と同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトと同期回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のいずれか一方に移動可能に設けられた第１ロック部材及び第２ロック部材と、前記駆動側回転体及び前記従動側回転体のいずれか他方に設けられた第１凹部及び第２凹部と、前記第１凹部及び前記第２凹部の少なくとも一方の部分から連続して形成されたガイド溝を含み、前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材が移動して前記第１凹部及び前記第２凹部にそれぞれ嵌入することにより前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転位相が最進角位相と最遅角位相との間の中間ロック位相に拘束されるロック状態と、前記第１ロック部材及び前記第２ロック部材が前記第１凹部及び前記第２凹部からそれぞれ離間することにより拘束が解除されたロック解除状態との間を選択的に切り換え可能な中間ロック機構と、前記相対回転位相の変化の有無を検出するセンサと、前記駆動側回転体に対する前記従動側回転体の相対回転を制御する制御部と、を備え、前記相対回転位相が前記ロック解除状態、且つ、前記第１ロック部材と前記第２ロック部材のうち前記ガイド溝が形成された前記第１凹部又は前記第２凹部に嵌入するロック部材が、当該凹部に対して前記ガイド溝が形成されている側と反対側にある状態で、前記ロック解除状態から前記ロック状態に変化させる要求に基づいて、前記制御部が前記相対回転位相を変化させる制御を行うことにより、前記相対回転位相は変化が止まる第１停止状態になるまで変化し、前記第１停止状態への到達後に前記制御部が前記相対回転位相の変化方向を反転させて前記相対回転位相を変化させる制御を行うことにより、前記相対回転位相は変化が止まる第２停止状態になるまで変化する点にある。
【００１５】
通常、中間ロック位相でのロック状態に短時間で到達させるためには、相対回転位相の絶対値を正確に検出することが求められる。そのためには、相対回転位相の検出に使用するセンサの精度が高く、誤動作しないことが求められる。しかし、本発明のような特徴構成とすれば、相対回転位相が最初に停止したことを検出し、停止後に相対回転位相の変化方向を反転させることにより中間ロック位相に到達させるので、センサの誤作動その他の理由により相対回転位相の絶対値が正確に検出できなかったとしても短時間で確実に中間ロック位相に到達させることができる。
【００１６】
例えば、ガイド溝が第１凹部と第２凹部の両方且つ周方向で第１凹部と第２凹部に対して同じ側に形成されている場合、相対回転位相がロック解除状態、且つ、第１ロック部材及び第２ロック部材が第１凹部及び第２凹部に対してガイド溝が形成されている側と反対側にある状態から中間ロック位相に向けて相対回転位相が変化したときに、その変化が停止する第１停止状態には、次の４通りが考えられる。（１）第１ロック部材及び第２ロック部材が第１凹部及び第２凹部とそれぞれ嵌合する場合、（２）第１ロック部材と第１凹部が嵌合し、第２ロック部材が第２凹部と嵌合せずにガイド溝に乗り上げる場合、（３）第１ロック部材と第１凹部が嵌合せずにガイド溝に乗り上げ、第２ロック部材が第２凹部と嵌合せずにガイド溝に乗り上げる場合、（４）第１ロック部材と第１凹部が嵌合せずにガイド溝に乗り上げ、第２ロック部材が第２凹部ともガイド溝とも嵌合しない場合、である。
【００１７】
（１）の場合は、正しく中間ロック位相でロック状態になっており、（２）〜（４）は実施形態で説明する第１動作、第２動作、第３動作にそれぞれ該当し、いずれも中間ロック位相を超過してしまっている。（１）の場合には既に中間ロック位相でのロック状態に到達しているので、相対回転位相の変化方向を反転させて第２停止状態になっても中間ロック位相のままである。（２）〜（４）の場合は、第１停止状態において中間ロック位相を超過しているので、相対回転位相の変化方向を反転させたときには、いずれの場合も中間ロック位相に向かうにつれて第１凹部、第２凹部とも溝深さが深くなる。その結果、第２停止状態では、中間ロック位相になっている。このように、（１）〜（４）のいずれの場合でも、第２停止状態では確実に中間ロック位相に到達している。
【００１８】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ロック状態において、前記第２ロック部材の前記第２凹部への嵌入により前記相対回転位相を前記中間ロック位相に拘束していると好適である。
【００１９】
上述したように、２つあるロック部材と凹部のうち、いずれか一方だけにより相対回転位相を中間ロック位相に拘束し、且つ、打音の抑制も実現するためには、ロック部材が凹部に嵌入した時の嵌合隙間（ガタ）が小さいことが求められる。本発明の構成であれば、特許文献１の弁開閉時期制御装置と比較して精度管理すべき寸法の数が少ないので、ロック状態における嵌合隙間を小さくすることができる。しかし、嵌合隙間が小さい場合、第１ロック部材及び第２ロック部材が第１凹部及び第２凹部に対してガイド溝が形成されている側と反対側にある状態から中間ロック位相に向けて相対回転位相を変化させるときにロック状態を実現するためには、ロック部材と凹部との位置関係を正確に合わせるために相対回転位相の変化速度を小さくすることが必要となり、ロック状態到達まで時間がかかる。しかし、このような構成とすれば、変化速度を小さくする必要がないので、短時間で中間ロック位相に到達させることができる。
【００２０】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記ガイド溝は前記第２凹部に形成されていると好適である。
【００２１】
ガイド溝を第２凹部に形成することにより、第２ロック部材と第２凹部の嵌合隙間が小さくても、第２ロック部材を第２凹部に確実に嵌合させることができる。
【００２２】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記センサは、クランク角センサとカム角センサの組み合わせであると好適である。
【００２３】
このような構成とすれば、制御部で相対回転位相の絶対値を算出により検出することができ、これにより相対回転位相の変化が停止したことを確実に検出し、確実に中間ロック位相に到達させることができる。
【００２４】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記センサは、油圧センサであると好適である。
【００２５】
油圧センサを備えた車両においては、クランク角センサやカム角センサを用いることなく相対回転位相の変化が停止したことを検出できるので、このような構成とすれば、簡易な構成で確実に中間ロック位相に到達させることができる。
【００２６】
本発明に係る弁開閉時期制御装置においては、前記相対回転位相が前記第２停止状態になった時に、前記制御部は前記ロック状態になったと判断すると好適である。
【００２７】
このような構成とすれば、センサの誤作動その他の理由により相対回転位相の絶対値が正確に検出できなかったとしても確実に中間ロック位相に到達したと判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構成を表す縦断面図である。
【図２】中間ロック位相でのロック状態を表す、図１のII−II線断面図である。
【図３】弁開閉時期制御装置の最進角位相の状態を表す断面図である。
【図４】弁開閉時期制御装置の第１動作における第１停止状態を表す断面図である。
【図５】最進角位相から遅角方向に変化して中間ロック位相でロック状態になるまでの弁開閉時期制御装置の制御のタイムチャートである。
【図６】検出誤差が生じたときの、最進角位相から中間ロック位相でロック状態になるまでの相対回転位相の変化を表すタイムチャートである。
【図７】弁開閉時期制御装置の第２動作における第１停止状態を表す断面図である。
【図８】弁開閉時期制御装置の第３動作における第１停止状態を表す断面図である。
【図９】第１動作、第２動作及び第３動作時における、最進角位相から中間ロック位相でロック状態になるまでの相対回転位相の変化を表すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔基本構成〕
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。図１及び図２に示すように、内燃機関としてのエンジン６０の吸気バルブ（不図示）の開閉時期を設定する弁開閉時期制御装置１０と、エンジン６０とを制御するエンジン制御ユニット（ＥＣＵ）４０を備えた内燃機関制御システムが構成されている。
【００３０】
図１に示すエンジン６０は、乗用車等の車両に備えられるものであり、クランクシャフト１に駆動回転力を伝えるスタータモータ５５と、インテークポートあるいは燃焼室に対する燃料の噴射を制御する燃料制御装置５と、点火プラグ（不図示）による点火を制御する点火制御装置６と、クランクシャフト１の回転角と回転速度とを検出するクランク角センサ１ａと、カムシャフト３の回転角を検出するカム角センサ３ａを備えている。
【００３１】
ＥＣＵ４０は、機関制御部４１と位相制御部４２とを備えている。機関制御部４１はエンジン６０の自動始動と自動停止とを行い、位相制御部４２は弁開閉時期制御装置１０の相対回転位相とロック機構とを制御する。このＥＣＵ４０に関連する制御構成と、制御形態については後述する。
【００３２】
〔弁開閉時期制御装置〕
図１に示すように、弁開閉時期制御装置１０は、エンジン６０のクランクシャフト１と同期回転する駆動側回転体としての外部ロータ１１と、エンジン６０の燃焼室の吸気バルブ（不図示）を開閉するカムシャフト３に連結ボルト１３により連結する従動側回転体としての内部ロータ１２とを備えている。内部ロータ１２は、カムシャフト３の軸心Ｘと同軸心に配置され、この内部ロータ１２と外部ロータ１１とは軸心Ｘを中心にして相対回転自在に構成されている。
【００３３】
外部ロータ１１と内部ロータ１２とは軸心Ｘと同軸心上に配置され、外部ロータ１１はフロントプレート１４とリヤプレート１５とに挟み込まれる状態で締結ボルト１６により締結されている。リヤプレート１５の外周にはタイミングスプロケット１５ａが形成されている。内部ロータ１２のリヤプレート１５側の端部に吸気側のカムシャフト３が連結される。
【００３４】
内部ロータ１２からフロントプレート１４に亘って、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転位相（以下、相対回転位相と称する）が最遅角にある状態から相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に達するまで付勢力を作用させるトーションスプリング１８が備えられている。なお、トーションスプリング１８の付勢力が作用する範囲は、中間ロック位相Ｐ１を超えるものでも良く、中間ロック位相Ｐ１に達しないものであっても良い。
【００３５】
この弁開閉時期制御装置１０は、エンジン６０のクランクシャフト１に設けた出力スプロケット７と、外部ロータ１１のタイミングスプロケット１５ａとに亘ってタイミングチェーン８を巻回することで、外部ロータ１１はクランクシャフト１と同期回転する。図面には示していないが、排気側のカムシャフト３の前端にも弁開閉時期制御装置１０と同様の構成の装置が備えられており、この装置に対してもタイミングチェーン８から回転力が伝達される。
【００３６】
図２に示すように、外部ロータ１１には、軸心Ｘの方向（径方向内側）に向けて突出する複数の突出部１１ａが一体的に形成されている。内部ロータ１２は複数の突出部１１ａの突出端に密接する外周を有する円柱状に形成されている。これにより、回転方向で隣接する突出部１１ａの間に流体圧室５０が形成される。内部ロータ１２の外周には、流体圧室５０に向けて突出するように嵌め込まれているベーン１７を複数備えている。このベーン１７により仕切られた流体圧室５０は、回転方向で進角室５１と遅角室５２とに分割されている。
【００３７】
弁開閉時期制御装置１０は、クランクシャフト１からの駆動力が伝達されて外部ロータ１１が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。また、外部ロータ１１に対して内部ロータ１２が駆動回転方向Ｓと同方向へ回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Ｓｂと称する。この弁開閉時期制御装置１０では、相対回転位相が進角方向Ｓａに変化する際に変化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に変化する際に変化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とカムシャフト３との関係が設定されている。
【００３８】
進角室５１は作動油が供給されることで相対回転位相を進角方向Ｓａに変化させ、逆に遅角室５２は作動油が供給されることで相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変化させる。ベーン１７が進角方向Ｓａの移動端（軸心Ｘを中心にした揺動端）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン１７が遅角側の移動端（軸心Ｘを中心にした揺動端）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称する。なお、最進角位相はベーン１７の進角方向Ｓａの移動端だけはなく、この近傍を含む概念である。これと同様に、最遅角位相はベーン１７の遅角方向Ｓｂでの移動端だけではなく、この近傍を含む概念である。
【００３９】
内部ロータ１２には進角室５１に連通する進角制御油路２１と、遅角室５２に連通する遅角制御油路２２と、後述する２つのロック機構に作動油を供給するロック解除油路２３とが形成されている。この弁開閉時期制御装置１０では、エンジン６０のオイルパン２に貯留される潤滑油を作動油として用いており、この作動油が進角室５１又は遅角室５２に供給される。
【００４０】
〔弁開閉時期制御装置：ロック機構〕
弁開閉時期制御装置１０は、中間ロック機構３０と、最遅角ロック機構３８の２つのロック機構を備えている。中間ロック機構３０は、外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相を図２に示す中間ロック位相Ｐ１にロックする機能と、そのロックを解除する機能とを有する。最遅角ロック機構３８は、相対回転位相を最遅角位相に対応する最遅角ロック位相Ｐ２にロックする機能と、そのロックを解除する機能とを有する。
【００４１】
中間ロック位相Ｐ１は、相対回転位相が進角方向Ｓａの作動端となる最進角位相と遅角方向Ｓｂの作動端となる最遅角位相との間の所定位相に設定され、低温状態のエンジン６０の始動を良好に行うことができる相対回転位相である。また、最遅角ロック位相Ｐ２は、エンジン６０の始動後のアイドリング時にＨＣ排出量を抑制できる相対回転位相である。
【００４２】
中間ロック機構３０と最遅角ロック機構３８とは、第１ロック部材３１と、第２ロック部材３２と、第１凹部３３と、第２凹部３５と、第３凹部３７との組み合わせにより構成される。
【００４３】
第１ロック部材３１と第２ロック部材３２はプレート状の部材で構成され、軸心Ｘに平行な姿勢で軸心Ｘ方向に向けて接近、離間できるように外部ロータ１１に対し移動自在に支持されている。第１ロック部材３１は第１スプリング３１ａの付勢力により内部ロータ１２の方向に移動し、第２ロック部材３２は第２スプリング３２ａの付勢力により内部ロータ１２の方向に移動する。
【００４４】
第１凹部３３は、内部ロータ１２の外周の軸心方向に沿って溝状に区画形成されており、第１凹部３３の周方向の幅は、第１ロック部材３１の厚みよりも十分広い。第１凹部３３から周方向で進角方向Ｓａに向かって、第１凹部３３よりも浅い溝である第１ガイド溝３４が連続して形成されている。第１ガイド溝３４はガイド溝の一例である。第１凹部３３と第１ガイド溝３４とにより、遅角方向Ｓｂに向かって２段階で溝深さが深くなるラチェット構造の溝が形成されている。ただし、相対回転位相の変化速度がどれほど速くても第１ロック部材３１が必ず嵌入するだけの幅を第１凹部３３が有しているのであれば、第１ガイド溝３４は形成しなくてもよい。
【００４５】
第２凹部３５は、内部ロータ１２の外周の軸心方向に沿って溝状に区画形成されており、溝深さは第１凹部３３と同じである。第２凹部３５の周方向の幅は、第２ロック部材３２の厚みよりもわずかに広い程度で、第２ロック部材３２と第２凹部３５とが衝突した時の打音の発生の抑制と、第２ロック部材３２の第２凹部３５からの確実な離間とが両立可能な隙間であって、且つ第２ロック部材３２と第２凹部３５とがスムーズに嵌合可能な大きさに形成されている。第２凹部３５から周方向で進角方向Ｓａに向かって、第２凹部３５よりも浅い溝である第２ガイド溝３６が連続して形成されている。第２ガイド溝３６はガイド溝の一例である。第２凹部３５と第２ガイド溝３６とにより、遅角方向Ｓｂに向かって２段階で溝深さが深くなるラチェット構造の溝が形成されている。第２ガイド溝３６を備えることにより、第２凹部３５の周方向の幅が狭くても、最遅角ロック位相Ｐ２から中間ロック位相Ｐ１に向かって相対回転位相が変化する時は、その変化速度がどれほど速くても、第２ロック部材３２は第２凹部３５と確実に嵌合する。
【００４６】
第３凹部３７は内部ロータ１２の軸心方向に沿って溝状に区画形成されており、第１凹部３３、第２凹部３５と同じ溝深さである。第３凹部３７の周方向の幅は、第２凹部３５と同じである。
【００４７】
図２に示すように、中間ロック位相Ｐ１では、第１ロック部材３１が第１凹部３３に嵌入し、且つ第２ロック部材３２が第２凹部３５に嵌入している。中間ロック位相Ｐ１における進角方向Ｓａへの変化規制と遅角方向Ｓｂへの変化規制は共に第２ロック部材３２と第２凹部３５との嵌合により実現している。すなわち、第２ロック部材３２と第２凹部３５の嵌合時の隙間（以下、嵌合隙間と称する）の分だけ相対回転位相を変化させたとしても、第１ロック部材３１は第１凹部３３の径方向に沿った壁面には当接しない。中間ロック位相Ｐ１の角度ばらつきを仕様の範囲内に維持し、且つ、嵌合時に第２ロック部材３２が第２凹部３５に衝突した時の打音を小さくするためには、嵌合隙間が小さいことが求められる。本実施形態の構成であれば、１つのロック部材と１つの凹部の寸法精度管理で済むので、ロック状態における嵌合隙間を小さくすることができる。
【００４８】
このように、中間ロック機構３０は、第１ロック部材３１と第１凹部３３と第２ロック部材３２と第２凹部３５とで構成され、これにより相対回転位相を中間ロック位相Ｐ１に拘束（ロック）する。この状態がロック状態である。第１ロック部材３１及び第２ロック部材３２が第１凹部３３及び第２凹部３５からそれぞれ離間し、相対回転位相を変化させることが可能な状態がロック解除状態である。
【００４９】
最遅角ロック位相Ｐ２は、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１にある状態で第１ロック部材３１及び第２ロック部材３２を第１凹部３３及び第２凹部３５からそれぞれ離間させた後に、相対回転位相を更に遅角方向Ｓｂに変化させて、第２ロック部材３２が第３凹部３７に嵌入可能な位相である。
【００５０】
このように、弁開閉時期制御装置１０においては、中間ロック機構３０、最遅角ロック機構３８のそれぞれについて専用のロック部材と凹部を設ける必要がなく、第１ロック部材３１、第２ロック部材３２と、第１凹部３３、第２凹部３５、第３凹部３７の組み合わせにより構成される。従って、弁開閉時期制御装置１０の構成部品点数を減らして安価にすることができると共に、装置全体を小型にすることができる。
【００５１】
〔弁開閉時期制御装置の流体制御機構〕
図１に示すように、エンジン６０には、エンジン６０の駆動力でオイルパン２の潤滑油を吸引して作動油として送り出す油圧ポンプ２０を備えている。本実施形態に係る内燃機関制御システムでは、油圧ポンプ２０から吐出された作動油を弁開閉時期制御装置１０の進角室５１と遅角室５２との一方を選択して供給する電磁操作型の位相制御弁２４と、油圧ポンプ２０から吐出された作動油をロック解除油路２３に供給する電磁操作型のロック解除制御弁２５とを備えている。特に、油圧ポンプ２０と、位相制御弁２４と、ロック解除制御弁２５と、作動油が給排される油路とを併せて弁開閉時期制御装置１０の流体制御機構が構成されている。
【００５２】
位相制御弁２４は、制御信号により進角ポジションと遅角ポジションと中立ポジションとに切り換え操作可能な電磁弁として構成されている。つまり、進角ポジションでは、油圧ポンプ２０から吐出される作動油が進角制御油路２１を流通して進角室５１に供給されると共に、遅角室５２の作動油が遅角制御油路２２から排出される。遅角ポジションでは、油圧ポンプ２０から吐出される作動油が遅角制御油路２２を流通して遅角室５２に供給されると共に、進角室５１の作動油が進角制御油路２１から排出される。中立ポジションでは、進角室５１と遅角室５２のいずれにも作動油の給排は行われない。なお、位相制御弁２４へ１００％デューティで通電がなされた時には位相制御弁２４は進角ポジションとなり、５０％デューティで通電がなされた時には中立ポジションとなり、通電が遮断された時には遅角ポジションとなる。
【００５３】
ロック解除制御弁２５は、ＥＣＵ４０からの制御信号によりアンロックポジションとロックポジションとに切換操作可能な電磁弁として構成されている。つまり、アンロックポジションでは、油圧ポンプ２０から吐出される作動油がロック解除油路２３を流通して第１凹部３３と第２凹部３５と第３凹部３７とにそれぞれ供給される。ロックポジションでは、ロック解除油路２３を流通して第１凹部３３と第２凹部３５と第３凹部３７とからそれぞれ作動油が排出されることにより、第１ロック部材３１が第１凹部３３に嵌合可能となり、第２ロック部材３２が第２凹部３５、第３凹部３７に嵌合可能になる。なお、ロック解除制御弁２５への通電がなされた時にはロック解除制御弁２５はロックポジションとなり、通電が遮断された時にはアンロックポジションとなる。
【００５４】
本実施形態では、相対回転位相制御のために位相制御弁２４を用い、ロック制御のために位相制御弁２４とは別にロック解除制御弁２５を用いたが、この構成に限られない。進角制御油路２１、遅角制御油路２２と、ロック解除油路２３とが互いに独立した油路である限りは、１つのソレノイドで相対回転位相制御とロック制御が可能なバルブを用いてもよい。
【００５５】
〔制御構成〕
図１に示すように、ＥＣＵ４０には、クランク角センサ１ａと、カム角センサ３ａと、イグニッションスイッチ４３からの信号が入力される。ＥＣＵ４０は、スタータモータ５５と、燃料制御装置５と、点火制御装置６のそれぞれを制御する信号を出力すると共に、位相制御弁２４とロック解除制御弁２５を制御する信号を出力する。
【００５６】
イグニッションスイッチ４３は、内燃機関制御システムが起動されるスイッチとして構成され、オン操作によりエンジン６０が始動され、オフ操作によりエンジン６０が停止される。機関制御部４１は、イグニッションスイッチ４３の操作に基づいてエンジン６０の始動と停止とを実現する。
【００５７】
位相制御部４２は、クランク角センサ１ａで検出されたクランク角の検出信号及びカム角センサ３ａで検出されたカム角の検出信号に基づいて、外部ロータ１１と内部ロータ１２との相対回転位相の絶対値を算出により検出する（以下、「相対回転位相を検出する」とも称する）。クランク角センサ１ａとカム角センサ３ａの検出信号の相互の出力タイミング差（時間差）により、相対回転位相の変化方向が進角方向Ｓａなのか、遅角方向Ｓｂなのか、相対回転位相が変化していないのかを判断する。また、位相制御部４２は、エンジン６０の始動時に弁開閉時期制御装置１０による吸気弁のタイミング制御を行い、エンジン６０の運転中に弁開閉時期制御装置１０の相対回転位相とロック機構の制御を行い、エンジン６０が停止する際には状況に基づいて停止時の相対回転位相を設定し、ロック機構によるロック状態への移行を実現する。
【００５８】
〔制御形態：概要〕
次に、本実施形態に係る内燃機関制御システムの制御形態のうち、相対回転位相が最進角位相でエンジン６０が作動している状態からエンジン６０が停止に至るまでの制御である、最進角位相から中間ロック位相Ｐ１のロック状態へ相対回転位相が変化するときの制御について図面を用いて説明する。
【００５９】
最進角位相から中間ロック位相Ｐ１に向けて相対回転位相が変化したときに、その変化が停止する状態には、次の４通りが考えられる。（１）第１ロック部材３１及び第２ロック部材３２が第１凹部３３及び第２凹部３５とそれぞれ嵌合する場合、（２）第１ロック部材３１と第１凹部３３が嵌合し、第２ロック部材３２が第２凹部３５と嵌合せずに第２ガイド溝３６に乗り上げる場合、（３）第１ロック部材３１と第１凹部３３が嵌合せずに第１ガイド溝３４に乗り上げ、第２ロック部材３２が第２凹部３５と嵌合せずに第２ガイド溝３６に乗り上げる場合、（４）第１ロック部材３１と第１凹部３３が嵌合せずに第１ガイド溝３４に乗り上げ、第２ロック部材３２が第２凹部３５とも第２ガイド溝３６とも嵌合しない場合、である。（１）の場合は、正しく中間ロック位相Ｐ１でロック状態になっており、（２）〜（４）は以下で説明する第１動作、第２動作、第３動作にそれぞれ該当し、いずれも中間ロック位相Ｐ１を超過してしまっている。なお、最進角位相から中間ロック位相Ｐ１に向けて相対回転位相が変化したときに、第１ロック部材３１が第１凹部３３、第１ガイド溝３４のいずれとも嵌合せず、且つ、第２ロック部材３２が第２凹部３５、第２ガイド溝３６のいずれとも嵌合せずに、相対回転位相が最遅角位相にまで変化することはない。
【００６０】
〔制御形態：第１動作〕
相対回転位相が最進角位相にある時の弁開閉時期制御装置１０の状態を図３に示す。また、図５に示すように、この状態では、位相制御弁２４は、通電は１００％デューティでなされており、進角ポジションを維持している。また、ロック解除制御弁２５は通電が遮断されており、アンロックポジションになっている。この状態からエンジン６０のイグニッションスイッチ４３をオフにする操作をすると、エンジン６０は直ちに停止するわけではなく、相対回転位相を遅角方向Ｓｂへ変化させ、中間ロック位相Ｐ１でロック状態になった後に停止するディレー制御が実行される。
【００６１】
図５に示すように、イグニッションスイッチ４３がオフになると、位相制御部４２は、まず位相制御弁２４への通電を遮断し、遅角ポジションに切り換える制御を行う。同時に、位相制御部４２はロック解除制御弁２５に通電し、ロックポジションへ切り換える制御を行う。これにより、第１凹部３３、第２凹部３５、第３凹部３７から作動油が排出される。
【００６２】
遅角方向Ｓｂへの相対回転位相の変化速度が速い場合、第１ロック部材３１と第１凹部３３、第２ロック部材３２と第２凹部３５がそれぞれ対向する前に第１凹部３３及び第２凹部３５から作動油が排出されたとしても、第１ロック部材３１及び第２ロック部材３２は第１凹部３３及び第２凹部３５とそれぞれ正しく嵌合できず、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１を超過する場合がある。このとき、図４に示すように、第１ロック部材３１は第１凹部３３に嵌合するものの、第１凹部３３の進角方向Ｓａ側の壁面に衝突し、それ以上の遅角方向Ｓｂへの相対回転位相の変化はできなくなって停止する。このとき、第２ロック部材３２は第２凹部３５に嵌合できずに、第２ガイド溝３６に乗り上げた状態になっている。このように、遅角方向Ｓｂへ相対回転位相を変化させる制御において、第２ロック部材３２が中間ロック位相Ｐ１を超過して停止した状態を第１停止状態と称する。
【００６３】
第１停止状態では、クランク角センサ１ａとカム角センサ３ａの検出信号の相互の出力タイミング差が変化しないので、位相制御部４２は相対回転位相の変化が止まったと判断する。そして、第１停止状態になって所定時間経過した後、位相制御部４２は、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向を遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転させるように制御する。図４からもわかるように、相対回転位相は進角方向Ｓａへは変化可能である。第２ロック部材３２は既に第２ガイド溝３６に嵌入しているので、相対回転位相が進角方向Ｓａへ変化したときは、その変化速度が速くても第２ロック部材３２は必ず第２凹部３５の遅角方向Ｓｂ側の壁面に衝突する。その結果、図２に示すように、第１ロック部材３１、第２ロック部材３２とも第１凹部３３、第２凹部３５にそれぞれ嵌入し、中間ロック位相Ｐ１で確実にロックされる。
【００６４】
このように、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１を超過したときであっても、相対回転位相の変化が止まったことを検出して、位相制御部４２は、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向が遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転されるように制御する。その結果、たとえ嵌合隙間が小さくても、最遅角ロック位相Ｐ２から中間ロック位相Ｐ１に、短時間で相対回転位相を変化させることができ、且つ確実にロック状態を実現することができる。
【００６５】
相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１でロックされると、そこで再び相対回転位相の変化が停止する。このように、第１停止状態から相対回転方向を進角方向Ｓａへ反転させる制御において、第２ロック部材３２が再び停止した状態を第２停止状態と称する。第２ロック部材３２が第２停止状態に到達したことにより、位相制御部４２は中間ロック位相Ｐ１でロック状態になったと判断することができる。そして、ロック状態になったとの位相制御部４２の判断に基づいて、機関制御部４１は、エンジン６０を停止させる。
【００６６】
上記説明からもわかるように、位相制御部４２は、相対回転位相の変化が止まったことに基づいて、外部ロータ１１に対する内部ロータ１２の相対回転方向を遅角方向Ｓｂから進角方向Ｓａに反転させる制御を行っている。相対回転位相の絶対値が中間ロック位相Ｐ１よりも遅角側にあることに基づいて反転させているのではない。また、位相制御部４２は、２回目に相対回転位相の変化が止まったことに基づいて、中間ロック位相Ｐ１でロック状態になったと判断している。相対回転位相の絶対値が中間ロック位相Ｐ１にあることに基づいてロック状態と判断しているのではない。このように、位相制御部４２が、相対回転位相の絶対値ではなく、相対回転位相の変化の停止を相対回転方向の反転やロック状態実現の判断材料にすることにより、以下のようなメリットが生まれる。
【００６７】
通常、クランク角センサ１ａもカム角センサ３ａも、１回転につき、１回のパルスを出力する。そして、クランク角センサ１ａのパルスとカム角センサ３ａのパルスの発生タイミング差により、位相制御部４２は、相対回転位相を検出する。相対回転位相が変化すると、パルスの発生タイミング差が変化し、これにより位相制御部４２は変化後の相対回転位相を検出する。しかし、クランクシャフト１とカムシャフト３との間に巻回されるタイミングチェーン８の伸びやバタつき、変動が発生した場合には、パルスの発生タイミング差が発生し、これにより、実際の相対回転位相の絶対値と位相制御部４２で検出される相対回転位相の検出値の間に仕様による角度範囲を超える差（以下、検出誤差と称する）が生じることがある。また、故障等何らかの理由で、クランク角センサ１ａとカム角センサ３ａが本来出力すべき角度からずれた角度で検出信号を出力するようになった場合でも、同様に検出誤差が生じることがある。このような検出誤差が生じたときの最遅角ロック位相Ｐ２から中間ロック位相Ｐ１への相対回転位相の変化を図６に示す。なお、正常状態での検出誤差は、相対回転位相の変化量が８０度の弁開閉時期制御装置１０において、３〜５ＣＡ(クランクアングル)程度である。
【００６８】
図６においては、いずれも位相制御部４２で検出された相対回転位相の検出値が示されている。（Ａ）の線は、実際の相対回転位相の絶対値と位相制御部４２で検出される相対回転位相の検出値が一致している場合、すなわち検出誤差がない場合を示す。（Ｂ）の線は、検出誤差により、位相制御部４２で検出される相対回転位相の検出値が実際の相対回転位相の絶対値より進角側にずれた場合を示す。（Ｃ）の線は、（Ｂ）とは逆に遅角側にずれた場合を示す。この状態で、最進角位相から遅角方向Ｓｂに相対回転位相が変化し、図４に示すような第１停止状態になった場合、（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの場合も、相対回転位相の検出値は異なるが、実際の相対回転位相の絶対値は同じであり、相対回転位相はそれ以上遅角方向Ｓｂに変化しない。そして、第１停止状態が所定時間経過すると、位相制御部４２は、相対回転位相の絶対値に関係なく、相対回転方向を進角方向Ｓａに変化させる。それにより、（Ａ）〜（Ｃ）のいずれも相対回転位相は進角方向Ｓａに変化する。そして、第２ロック部材３２は第２凹部３５に嵌入し、中間ロック位相Ｐ１でロック状態になると、（Ａ）〜（Ｃ）のいずれの相対回転位相も変化が停止し、第２停止状態になる。第２停止状態では、（Ｂ）、（Ｃ）の検出値は中間ロック位相Ｐ１からずれているが、実際の相対回転位相の絶対値は中間ロック位相Ｐ１にある。この第２停止状態に到達したことにより、位相制御部４２はロック状態になったと判断する。
【００６９】
（Ｂ）、（Ｃ）のように、検出誤差が発生していたとしても、位相制御部４２は正確に中間ロック位相Ｐ１でロック状態になったことが判断できることがわかる。このように、クランク角センサ１ａとカム角センサ３ａの検出信号のパルスの発生タイミング差がずれた場合であっても、ずれたままのタイミング差が所定の時間継続すれば、位相制御部４２は、相対回転位相の変化が止まったと判断できる。そして、相対回転位相の変化停止の判断に基づいて、相対回転方向の反転制御や、ロック状態の判断を行うことができる。
【００７０】
本実施形態においては、相対回転位相が変化中か、変化が停止しているかの情報をクランク角センサ１ａとカム角センサ３ａから得ていたが、情報取得の手段はこれだけに限られるものではない。例えば、油圧センサによっても相対回転位相が変化中か、変化が停止しているかの情報を得ることができる。
【００７１】
油圧センサは、油圧ポンプ２０から吐出された作動油の油圧を検出するセンサである。油圧センサは、相対回転位相が変化しているときには、進角室５１及び遅角室５２から作動油が供給又は排出されて作動油が流通しているため油圧が低くなっている。一方、相対回転位相の変化が停止しているときは、作動油の流通が止まっているが油圧ポンプ２０は作動しているので、作動油が流通している時の油圧と比較して油圧が高くなる。このように、油圧センサで作動油の油圧を検出することにより、位相制御部４２は、相対回転位相が変化中か、変化が停止しているかの情報を取得することができ、その情報に基づいて、相対回転方向の反転制御や、ロック状態の判断を行うことができる。
【００７２】
〔制御形態：第２動作〕
弁開閉時期制御装置１０において、最進角位相から中間ロック位相Ｐ１を超過して停止し、反転して中間ロック位相Ｐ１のロック状態になるように相対回転位相が変化するときの動作は、上記第１動作に限られない。以下、同様に動作する第２動作及び第３動作について図面を用いて説明する。第２動作及び第３動作は第１動作とは異なる相対回転位相で第１停止状態になる点で第１動作と異なる。その他の点は第１動作と同じである。
【００７３】
弁開閉時期制御装置１０の第２動作においては、最進角位相から遅角方向Ｓｂへ相対回転位相を変化させたとき、第１ロック部材３１及び第２ロック部材３２は第１凹部３３及び第２凹部３５とそれぞれ嵌合できず、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１を超過する。このとき、図７に示すように、第１ロック部材３１は第１凹部３３に嵌合できずに、第１ガイド溝３４に乗り上げた状態になっている。第２ロック部材３２も第２凹部３５に嵌合できずに第２ガイド溝３６に乗り上げ、第２ガイド溝３６の進角方向Ｓａ側の壁面に衝突し、それ以上の遅角方向Ｓｂへの相対回転位相の変化はできなくなって停止する。このように、第２ロック部材３２が第２ガイド溝３６の進角方向Ｓａ側の壁面に衝突して停止した場合も、第１停止状態である。
【００７４】
この後、相対回転方向を進角方向Ｓａに反転させると、その変化速度が速くても第２ロック部材３２は必ず第２凹部３５の遅角方向Ｓｂ側の壁面に衝突する。その結果、図２に示すように、第１ロック部材３１、第２ロック部材３２とも第１凹部３３、第２凹部３５にそれぞれ嵌入し、中間ロック位相Ｐ１でロックされ、第２停止状態になる。
【００７５】
〔制御形態：第３動作〕
弁開閉時期制御装置１０の第３動作においては、最進角位相から遅角方向Ｓｂへ相対回転位相を変化させたとき、第１ロック部材３１及び第２ロック部材３２は第１凹部３３及び第２凹部３５とそれぞれ嵌合できず、相対回転位相が中間ロック位相Ｐ１を超過する。このとき、図８に示すように、第１ロック部材３１は第１凹部３３に嵌合できずに、第１ガイド溝３４に乗り上げ、第１ガイド溝３４の進角方向Ｓａ側の壁面に衝突し、それ以上の遅角方向Ｓｂへの相対回転位相の変化はできなくなって停止する。第２ロック部材３２は第２凹部３５のみならず第２ガイド溝３６とも嵌合できずに超過している。このように、第１ロック部材３１が第１ガイド溝３４の進角方向Ｓａ側の壁面に衝突して停止した場合も、第１停止状態である。
【００７６】
この後、相対回転方向を進角方向Ｓａに反転させると、その変化速度が速くても第２ロック部材３２は必ず第２凹部３５の遅角方向Ｓｂ側の壁面に衝突する。その結果、図２に示すように、第１ロック部材３１、第２ロック部材３２とも第１凹部３３、第２凹部３５にそれぞれ嵌入し、中間ロック位相Ｐ１でロックされ、第２停止状態になる。
【００７７】
図９に、第１動作、第２動作及び第３動作時における、最進角位相から中間ロック位相Ｐ１でロック状態になるまでの相対回転位相の変化を表すタイムチャートを示す。図９に示すように、上記第１動作、第２動作及び第３動作においては、第１停止状態となる時の相対回転位相も第１停止状態に至るまでの時間も異なるが、最終的にはどの動作であっても、中間ロック位相Ｐ１でのロック状態に到達する。
【００７８】
上記の実施形態においては、検出誤差が発生した場合を説明したが、実際の相対回転位相の絶対値と位相制御部４２で検出される相対回転位相の検出値の差が仕様角度範囲内にある場合であっても本発明が適用できることは言うまでもない。
【００７９】
なお、上では詳細に説明しなかったが、（１）の場合、すなわち、第１停止状態で第１ロック部材３１及び第２ロック部材３２が第１凹部３３及び第２凹部３５とそれぞれ嵌合する場合には、このとき既に中間ロック位相Ｐ１になっているので、相対回転位相の変化方向を反転させて第２停止状態になっても中間ロック位相Ｐ１のままで変化しない。すなわち、（１）の場合でも、第２停止状態では、中間ロック位相Ｐ１でのロック状態に到達している。
【００８０】
本実施形態においては、第１ロック部材３１と第１凹部３３が、第２ロック部材３２と第２凹部３５よりも遅角方向Ｓｂ側に形成されていたが、これだけに限られるものではない。第１ロック部材３１と第１凹部３３が、第２ロック部材３２と第２凹部３５よりも進角方向Ｓａ側に形成されていてもよい。
【００８１】
本実施形態においては、第１ロック部材３１と第２ロック部材３２はいずれも径方向に移動するように構成されていたが、これだけに限られるものではない。第１ロック部材３１と第２ロック部材３２が軸心Ｘに沿って移動するように中間ロック機構３０及び最遅角ロック機構３８が構成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転体に対する従動側回転体の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００８３】
１          クランクシャフト
１ａ        クランク角センサ（センサ）
３          カムシャフト
３ａ        カム角センサ（センサ）
１１        外部ロータ（駆動側回転体）
１２        内部ロータ（従動側回転体）
３０        中間ロック機構
３１        第１ロック部材
３２        第２ロック部材
３３        第１凹部
３４        第１ガイド溝（ガイド溝）
３５        第２凹部
３６        第２ガイド溝（ガイド溝）
４２        位相制御部（制御部）
６０        エンジン（内燃機関）
Ｐ１        中間ロック位相
【図１】
2015042862.tif 000003
【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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