(57)【要約】【課題】バルブタイミングのロックを速やかに解除して応答性の向上を図ることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】この装置は、油圧作動式のバルブタイミング変更機構を備える。またバルブタイミング変更機構による変更動作を機械的な係合を通じて規制することによってバルブタイミングをロック位相でロックするロック状態と、その機械的な係合を解除することによってバルブタイミングの変更を許容するロック解除状態とのいずれかに切り換えるロック機構を備える。さらに機関駆動式のオイルポンプの駆動により発生する油圧をバルブタイミング変更機構およびロック機構に供給する吐出油路を備える。バルブタイミングＶＴがロック位相であるときに（時刻ｔ１〜ｔ２）、バルブタイミングがロック位相でないときと比較して（時刻ｔ２以降）、吐出油路内の油圧を低い圧力で制限する。【選択図】図５
2012225171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力軸に対するカムシャフトの相対回転位相を変更することにより機関バルブのバルブタイミングを変更する油圧作動式の変更機構と、
前記バルブタイミングが予め定められたロック位相であるときに、前記変更機構による前記相対回転位相の変更動作を機械的な係合を通じて規制して前記バルブタイミングを前記ロック位相でロックするロック状態と、前記係合を解除することによって前記バルブタイミングの変更を許容するロック解除状態とのいずれかに切り換えるロック機構と、
前記出力軸に連結されたオイルポンプの駆動により発生する油圧を前記変更機構および前記ロック機構に供給する供給経路と、
前記バルブタイミングが前記ロック位相であるときに、同バルブタイミングが前記ロック位相でないときと比較して、前記供給経路内の油圧を低い圧力で制限する油圧制限手段と
を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記変更機構は、前記バルブタイミングの変更のための油圧が供給される第１圧力室を有し、
前記ロック機構は、前記ロック解除状態への切り換えのための油圧が供給される第２圧力室を有し、
前記バルブタイミング制御装置は、前記第１圧力室と前記第２圧力室とが常時連通される
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
当該装置は、前記供給経路内の油圧を低圧に調節する第１作動態様と同油圧を高圧に調節する第２作動態様とのいずれか一方に選択的に作動状態が切り換えられる圧力調節装置を更に備え、
前記油圧制限手段は、前記圧力調節装置の作動状態を前記第１作動態様にする
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記圧力調節装置は、前記供給経路内の油圧の上昇に伴い開弁して同供給経路内の油の一部をリリーフするリリーフ弁と、同リリーフ弁が開弁する圧力を前記第１作動態様の選択時には低圧に設定する一方で前記第２作動態様の選択時には高圧に設定する切替弁と、を有する
ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記変更機構は前記出力軸および前記カムシャフトの一方に駆動連結される第１回転体と他方に駆動連結される第２回転体とを有し、
前記ロック機構は前記第１回転体に設けられたロックピンの先端を前記第２回転体に形成された凹部に係合させることにより前記ロック状態となる一方、前記供給経路を通じて供給される油圧によって前記ロックピンを前記凹部から離間する側に付勢して同係合を解除させることにより前記ロック解除状態となる
ことを特徴とする内燃機関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、内燃機関の出力軸に対するカムシャフトの相対回転位相を変更することにより機関バルブの開閉時期を変更するバルブタイミング制御装置にかかり、詳しくは上記相対回転位相の変更動作を機械的な係合を通じて規制するロック機構を有する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関にバルブタイミング制御装置を設けることが多用されている。バルブタイミング制御装置は、内燃機関の燃費性能や出力性能の向上などを図るために、吸気バルブや排気バルブの開閉時期、いわゆるバルブタイミングを機関運転状態に応じて変更する。
【０００３】
特許文献１には、内燃機関の出力軸に連結されるハウジングの内部に、カムシャフトに固定されるベーン体が回動可能に収容されるとともに、このベーン体から周方向に延伸するベーンによってハウンジング内に進角用油圧室と遅角用油圧室とが区画形成される構造のバルブタイミング制御装置が記載されている。このバルブタイミング制御装置では、進角用油圧室や遅角用油圧室への油圧供給を通じてベーン体を回動させることにより、機関出力軸に対するカムシャフトの相対回転位相を変更させてバルブタイミングを変更する。
【０００４】
また、このバルブタイミング制御装置では、ベーン体が回動してバルブタイミングが機関始動に適した所定のロック位相となると、ベーン体に設けられたロックピンがハウジングに設けられた凹部（ロック孔）に対して出入可能な状態となる。そして、この状態において、ベーン体のロックピンが圧縮スプリングの付勢力によってハウジングのロック孔に挿入されることにより、ハウジング内におけるベーン体の回動が規制されてバルブタイミングがロック位相にロックされた状態（ロック状態）になる。また、このロック状態において、ロックピンに対して圧縮スプリングの付勢力に抗する方向に油圧を作用させることにより、ロックピンがロック孔から抜き出た状態（ロック解除状態）になってバルブタイミングの変更が許容される。
【０００５】
こうしたバルブタイミング制御装置では、内燃機関の運転停止時において次回の機関始動に備えてバルブタイミングが上記ロック位相でロックされる一方、内燃機関の始動に際してバルブタイミングの変更を開始するべく同バルブタイミングのロックが解除される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３５３４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、上記バルブタイミング制御装置では、ロック機構をロック状態からロック解除状態に切り換える際に、ロック状態のままでバルブタイミングを変更するべく進角用圧力室や遅角用圧力室に油圧が供給されると、ロックピンがロック孔の内壁に押し付けられてそれらの間の接触圧が不要に高くなってしまう。そして、この場合にはロック孔からのロックピンの円滑な離脱が妨げられて、バルブタイミングの変更開始が遅れてしまう。また場合によっては、ロックピンとロック孔の内壁との間に過大な接触圧が生じて、その後の長期にわたってバルブタイミングを変更することができなくなるおそれもある。
【０００８】
なお、こうした不都合は、上記ロック機構を備える装置に限らず、機関出力軸に対するクランクシャフトの相対回転位相の変更動作を機械的な係合を通じて規制するロック機構を備える装置にあっては同様に生じうる。
【０００９】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブタイミングのロックを速やかに解除して応答性の向上を図ることのできる内燃機関の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】
【００１０】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の装置は、内燃機関の出力軸に対するカムシャフトの相対回転位相を変更することにより機関バルブのバルブタイミングを変更する油圧作動式の変更機構を備える。また上記装置は、バルブタイミングが予め定められたロック位相であるときに、前記変更機構による前記相対回転位相の変更動作を機械的な係合を通じて規制してバルブタイミングをロック位相でロックするロック状態と、同係合を解除することによってバルブタイミングの変更を許容するロック解除状態とのいずれかに切り換えるロック機構を備える。さらには、内燃機関の出力軸に連結されたオイルポンプの駆動により発生する油圧を変更機構およびロック機構に供給する供給経路を備える。
【００１１】
この装置では、供給油路を通じて変更機構に供給される油圧が高いときほど、前記相対回転位相を変更するべく同変更機構に作用する力が大きくなる。そのため、機械的な係合を通じて前記相対回転位相の変更動作が規制された状態で同相対回転位相を変更するべく供給経路を通じて変更機構に油圧が供給されるといった特定の状況になった場合には、同油圧が高いときほどロック機構の係合部位における接触圧が高くなって同係合部位の動作が妨げられるようになる。
【００１２】
上記装置では、バルブタイミングがロック位相であるとき、すなわち特定の状況になる可能性があるときに、そうでないときと比較して、供給経路内の油圧が低い圧力で制限される。そのため、上記特定の状況になった場合において、供給経路内の油圧を低い圧力で制限しない装置と比較して、ロック機構における係合部位における接触圧を低くすることができる。したがって、このときロック機構の係合部位を円滑に動作させてロック機構による規制を速やかに解除することができ、バルブタイミングの変更についての応答性の向上を図ることができる。
【００１３】
請求項２に記載の装置では、変更機構に設けられてバルブタイミングの変更のための油圧が供給される第１圧力室と、ロック機構に設けられてロック解除状態への切り換えのための油圧が供給される第２圧力室とが常時連通される。そのため、バルブタイミングの変更のための第１圧力室への油圧供給とロック解除状態への切り換えのための第２圧力室への油圧供給とが同一の時期に実行される。したがって上記装置では、バルブタイミングの変更と同バルブタイミングのロック解除とが同一の時期において実行されるようになるため、ロック機構をロック解除状態に切り換える際に同ロック機構の係合部位における接触圧が高くなるといった不都合が生じ易いと云える。
【００１４】
上記装置によれば、そうした不都合が生じ易い装置において、ロック機構における係合部位における接触圧を低くすることができるために、ロック機構によるバルブタイミングのロックを速やかに解除することができるようになる。
【００１５】
請求項３によるように、前記供給経路内の油圧を低圧に調節する第１作動態様と同油圧を高圧に調節する第２作動態様とのいずれか一方に選択的に作動状態が切り換えられる圧力調節装置を備えたバルブタイミング制御装置において、前記油圧制限手段によって同圧力調節装置の作動状態を第１作動態様にすることにより、供給経路内の油圧を低い圧力で制限することができる。
【００１６】
なお上記圧力調節装置としては、請求項４によるように、前記供給経路内の油圧の上昇に伴い開弁して同供給経路内の油の一部をリリーフするリリーフ弁と、同リリーフ弁が開弁する圧力を第１作動態様の選択時には低圧に設定する一方で第２作動態様の選択時には高圧に設定する切替弁とを有するものを採用することができる。
【００１７】
また上記ロック機構としては、請求項５によるように、内燃機関の出力軸およびカムシャフトの一方に駆動連結される第１回転体と他方に駆動連結される第２回転体とを有する変更機構において、第１回転体に設けられたロックピンの先端を第２回転体に形成された凹部に係合させることによりロック状態となる一方、前記供給経路を通じて供給される油圧によってロックピンを凹部から離間する側に付勢して同係合を解除させることによりロック解除状態となるロック機構を採用することができる。
【００１８】
こうした装置によれば、ロックピンの外壁と凹部の内壁との接触圧が不要に大きくなってロックピンの円滑な動作が妨げられるおそれがあるときに、その接触圧を低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を具体化した一実施形態にかかる内燃機関のバルブタイミング制御装置の概略構成を示す略図。
【図２】［ａ］および［ｂ］ロック機構の断面構造を示す断面図。
【図３】圧力調節装置の具体構成を示す略図。
【図４】設定処理の実行手順を示すフローチャート。
【図５】設定処理の実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明を具体化した一実施形態にかかる内燃機関のバルブタイミング制御装置について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０のカムシャフト１２にはバルブタイミング変更機構２０が取り付けられている。このバルブタイミング変更機構２０の外面にはスプロケット２１が形成されている。スプロケット２１に巻き掛けられたタイミングチェーン（図示略）を介してカムシャフト１２（詳しくは、そのハウジング２２）と内燃機関１０の出力軸１１とが連結されている。
【００２１】
スプロケット２１はバルブタイミング変更機構２０のハウジング２２に一体に形成されている。ハウジング２２の内部には、カムシャフト１２に固定されたロータ２３が回動可能に収容されている。本実施形態では、ロータ２３が第１回転体として機能し、ハウジング２２が第２回転体として機能する。
【００２２】
ロータ２３にはその中心から径方向に突出する二つのベーン２４が設けられている。またハウジング２２には、それらベーン２４をそれぞれ収容する二つの収容室２５が設けられている。そのため、ハウジング２２内にロータ２３が収容された状態において、収容室２５がベーン２４によって進角用油圧室２６と遅角用油圧室２７とに区画されている。そして、このようにベーン２４を挟むように配設された進角用油圧室２６および遅角用油圧室２７内の油圧が調整されることにより、ベーン２４が収容室２５内で移動して、ロータ２３がハウジング２２内で回動するようになる。
【００２３】
本実施形態では、それら進角用油圧室２６および遅角用油圧室２７への作動油の供給が、内燃機関１０の出力軸１１に連結された機械式のオイルポンプ１３によって行われる。バルブタイミング変更機構２０の進角用油圧室２６には進角用油路４２が接続されており、遅角用油圧室２７には遅角用油路４３が接続されている。それら進角用油路４２および遅角用油路４３は、油圧調整弁４０を介して供給油路４１および還流油路４４に接続されている。
【００２４】
上記オイルポンプ１３は供給油路４１の途中に設けられている。このオイルポンプ１３によってオイルパン１４から汲み上げられた作動油は、供給油路４１を通じて各油圧室２６，２７に選択的に供給される。また、ロータ２３の回動に伴い各油圧室２６，２７から排出される作動油は還流油路４４を通じてオイルパン１４に戻される。なお、オイルポンプ１３から吐出される作動油の一部は、図示しない潤滑油通路を通じて内燃機関１０の各部に潤滑油として供給されて機関各部の潤滑に供された後、オイルパン１４へと戻される。
【００２５】
油圧調整弁４０としては電気的な駆動信号に基づき駆動されるソレノイドバルブが採用されている。この油圧調整弁４０は、入力される駆動信号のデューティ比の大小に応じて上記各油路４１〜４４の接続態様を切り替える。具体的には、デューティ比が５０％のときには上記各油路４１〜４４の連通を全て遮断する状態になる。そして、デューティ比が５０％よりも小さいときには、供給油路４１と進角用油路４２とを連通するとともに、還流油路４４と遅角用油路４３とを連通する状態になり、デューティ比が小さくなるほど進角用油圧室２６に供給される作動油の量を増大させる。一方、デューティ比が５０％よりも大きいときには、供給油路４１と遅角用油路４３とを連通するとともに、還流油路４４と進角用油路４２とを連通する状態になり、デューティ比が大きくなるほど遅角用油圧室２７に供給される作動油の量を増大させる。
【００２６】
これにより、デューティ比が５０％よりも小さいときには、オイルポンプ１３によって汲み上げられた作動油が供給油路４１および進角用油路４２を通じて進角用油圧室２６へと供給されるとともに、遅角用油圧室２７内の作動油が遅角用油路４３および還流油路４４を通じてオイルパン１４へと戻されるようになる。こうして進角用油圧室２６内の油圧が増大すると、ハウジング２２内においてロータ２３が上記カムシャフト１２の回転方向前側（図１における時計回り方向）に回動するようになる。これに伴いカムシャフト１２が進角側に回動するために、内燃機関１０の出力軸１１に対するカムシャフト１２の相対回転位相が、同カムシャフト１２によって駆動される機関バルブ（本実施形態では、吸気バルブ）の開閉時期（いわゆるバルブタイミング）を進角させる方向に変位する。
【００２７】
一方、デューティ比が５０％よりも大きいときには、オイルポンプ１３によって汲み上げられた作動油が供給油路４１および遅角用油路４３を通じて遅角用油圧室２７へと供給されるとともに、進角用油圧室２６内の作動油が進角用油路４２および還流油路４４を通じてオイルパン１４へと戻されるようになる。こうして遅角用油圧室２７内の油圧が増大すると、ハウジング２２内においてロータ２３が上記カムシャフト１２の回転方向後ろ側（図１における時計回り方向と反対方向）に回動する。これに伴いカムシャフト１２が遅角側に回動し、内燃機関１０の出力軸１１に対するカムシャフト１２の相対回転位相がバルブタイミングを遅角させる方向に変位する。
【００２８】
また、デューティ比が５０％に設定されたときには、各油圧室２６，２７内の作動油の給排が停止されるために、各油圧室２６，２７内の油圧によってハウジング２２内でのロータ２３の回動が規制されてバルブタイミングが保持される。
【００２９】
ところで、上述した油圧駆動式のバルブタイミング変更機構２０にあっては、オイルポンプ１３から各油圧室２６，２７に供給される油圧が低い機関始動時には、各油圧室２６，２７内の油圧が不足するため、ロータ２３の回動を規制してバルブタイミングを所望の位相に保持することが困難となる。そのため、このバルブタイミング変更機構２０には、機械的な係合を通じてロータ２３の回動を規制することによってバルブタイミングを内燃機関１０の始動に適した所定のロック位相（本実施形態では、最遅角位相）に保持するロック機構３０が設けられている。このロック機構３０により、機関始動時のように各油圧室２６，２７内の油圧が低いときには予め定められたロック位相でバルブタイミングが保持される。以下、ロック機構３０の構造について具体的に説明する。
【００３０】
ロック機構３０はハウジング２２における二つの収容室２５のうちの１つの壁面に形成された凹部（以下、ロック孔３１）と、ベーン２４から出没するように往復動可能に設けられるロックピン３２とを備えている。このロックピン３２は、バルブタイミングがロック位相になると、収容室２５の壁面に形成されたロック孔３１に対応する位置となり、ベーン２４に対して往復動することによってロック孔３１に対して出入自在な状態となる。なお、こうした構成に代えて、ロック孔３１およびロックピン３２を複数の収容室２５およびベーン２４に設けるようにしてもよく、さらにはロータ２３にロック孔３１を形成するとともにハウジング２２にロックピン３２を設けるようにしてもよい。
【００３１】
図２［ａ］および［ｂ］に示すように、ロックピン３２はスプリング３３によって常にベーン２４から突出する方向に付勢されている。そして、ロック孔３１の底部には作動油が供給されて油圧が作用するロック解除用油路３４が形成されている。このロック解除用油路３４内の油圧は、上記スプリング３３の付勢力に抗してロックピン３２の先端部を押圧する方向、すなわちロックピン３２をロック孔３１から離間させる方向に作用する。
【００３２】
このロック解除用油路３４は進角用油路４２に連通されている。本実施形態では、この進角用油路４２を介して進角用油圧室２６とロック解除用油路３４とが常時連通される。なお本実施形態では、進角用油圧室２６がバルブタイミングの変更のための油圧が供給される第１圧力室として機能し、ロック孔３１の内部がロック解除状態への切り換えのための油圧が供給される第２圧力室として機能する。
【００３３】
本実施形態では、内燃機関１０の運転停止に際して、バルブタイミングがロック位相になるようにバルブタイミング変更機構２０が作動する。そして、バルブタイミングがロック位相になった状態で内燃機関１０の出力軸１１の回転が停止してオイルポンプ１３の駆動が停止し、ロック解除用油路３４内の油圧が低下するようになる。これに伴いロック機構３０は、ロックピン３２がスプリング３３の付勢力によってロック孔３１に挿入されて同ロックピン３２の先端がロック孔３１に係合されるロック状態（図２［ａ］に示す状態）となり、このときロータ２３およびベーン２４の回動が規制されるようになる。こうしたロック機構３０を有するバルブタイミング変更機構２０によれば、各油圧室２６，２７内の油圧を十分に確保できない機関始動時においてロック機構３０をロック状態とすることにより、ロータ２３の回動を規制して、バルブタイミングが不安定になることを回避することができる。
【００３４】
一方、内燃機関１０が始動されると、オイルポンプ１３の駆動も開始されるため、その後においてロック解除用油路３４内の油圧が上昇するようになる。そして、ロック解除用油路３４内の油圧が所定圧力以上となると、図２［ｂ］に黒塗りの矢印で示すようにロックピン３２がスプリング３３の付勢力に抗して押し戻され、ロックピン３２の先端とロック孔３１との係合が解除されて、ロック機構３０がロック解除状態（図２［ｂ］に示す状態）になる。ロック機構３０がロック解除状態であるときには、進角用油圧室２６（図１）や遅角用油圧室２７の油圧が調整されることにより、ロータ２３が回動してバルブタイミングが変更される。
【００３５】
本実施形態の装置は、図１に示すように、内燃機関１０を統括的に制御するための電子制御装置５０を備えている。この電子制御装置５０は、内燃機関１０の運転制御に関する各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００３６】
電子制御装置５０の入力ポートには、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが接続されている。各種センサとしては、内燃機関１０の出力軸１１の回転位相および回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ５１や、カムシャフト１２の回転位相を検出するためのカムポジションセンサ５２が設けられている。また運転者によるアクセル操作部材（例えばアクセルペダル）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルポジションセンサ５３が設けられている。また電子制御装置５０には、運転者の操作によりオフ位置、アクセサリ位置、スタート位置およびオン位置のいずれかに切り換えられるイグニッションスイッチ５４なども接続されている。
【００３７】
また、電子制御装置５０の出力ポートには、内燃機関１０に設けられる各種機器の他、上記オイルポンプ１３や油圧調整弁４０等の駆動回路が接続されている。電子制御装置５０は、各種センサやイグニッションスイッチ５４から出力される信号に基づいて各種の演算処理を実行し、その結果に基づいて内燃機関１０の運転制御を実行する。
【００３８】
具体的には、電子制御装置５０は、例えばアクセル操作量ＡＣＣに基づいて出力要求の大きさを推定し、出力要求の大きさに見合った出力を発生するように内燃機関１０の燃料噴射量を制御する。
【００３９】
またクランクセンサ５１によって検出される内燃機関１０の出力軸１１の回転位相とカムポジションセンサ５２によって検出されるカムシャフト１２の回転位相とに基づいて、出力軸１１の回転位相に対するカムシャフト１２の相対回転位相（バルブタイミングＶＴ）を算出する。そして、電子制御装置５０は、機関回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡに基づいて最適なバルブタイミングとなるように同バルブタイミングの制御目標値（目標バルブタイミング）を算出し、実際のバルブタイミングＶＴがこの目標バルブタイミングに一致するように油圧調整弁４０に出力する駆動信号のデューティ比を制御する。このようにデューティ比を設定して油圧調整弁４０を制御することによって進角用油圧室２６および遅角用油圧室２７に供給する作動油の量を調整してバルブタイミングを変更するバルブタイミング変更制御を実行することにより、バルブタイミングを機関運転状態に応じた適切なタイミングに変更する。
【００４０】
さらに電子制御装置５０は、内燃機関１０の始動に際して、ロック機構３０をロック解除状態に切り換えるべく油圧調整弁４０の作動制御（ロックピン抜き制御）を実行する。このロックピン抜き制御では具体的には、イグニッションスイッチ５４がオン操作されて内燃機関１０の始動が開始されてからバルブタイミングがロック位相から変化するまでの間、油圧調整弁４０に出力する駆動信号のデューティ比が０％に設定される。
【００４１】
内燃機関１０には、供給油路４１におけるオイルポンプ１３の吐出側の部分（吐出油路４１Ａ）内の油圧を調節するための圧力調節装置６０が設けられている。
図３に示すように、圧力調節装置６０は、オイルポンプ１３を迂回して延び、且つ供給油路４１におけるオイルポンプ１３の吸入側の部分（汲み上げ経路４１Ｂ）と吐出側の部分（上記吐出油路４１Ａ）とを互いに接続するように延びるリリーフ油路６１を備えている。このリリーフ油路６１の途中には、吐出油路４１Ａ内の油圧の上昇に伴って開弁するリリーフ弁６２が設けられている。リリーフ弁６２が開弁されると、リリーフ油路６１を介して吐出油路４１Ａ内の作動油の一部が汲み上げ経路４１Ｂにリリーフされるようになるため、このとき吐出油路４１Ａ内の油圧が低下するようになる。
【００４２】
圧力調節装置６０は、リリーフ弁６２の設定圧力（詳しくは、同リリーフ弁６２が開弁するようになる圧力）を切替えるための切替機構６３を備えている。以下、この切替機構６３について説明する。
【００４３】
リリーフ弁６２の内部には、往復移動可能な状態でスリーブ６４が設けられるとともに、同スリーブ６４の移動方向における一方側（図３における下方側）の端部６４Ａと同リリーフ弁６２の内壁面とによって切替室６５が区画形成されている。そして、この切替室６５に作動油が供給されると、同作動油の圧力によってスリーブ６４の端部６４Ａが押圧されて、同切替室６５を拡大させる方向（図３における上方側）にスリーブ６４が移動するようになる。一方、切替室６５内から作動油が排出されると、同切替室６５を縮小させる方向（図３における下方側）にスリーブ６４が移動するようになる。
【００４４】
スリーブ６４の内部には、その移動方向に沿って延びる弁内部油路６６が形成されている。この弁内部油路６６の内部には、スリーブ６４と同一の方向において往復移動可能な状態でピストン６７が設けられている。このピストン６７は、スプリング６８によって移動方向における一方側（図３における上方側）に常時付勢されている。
【００４５】
リリーフ弁６２の壁部には、上記ピストン６７の移動方向における中間部位において開口するように、その内部と外部とを連通する貫通孔６２Ａが形成されている。また、スリーブ６４には、上記ピストン６７の移動方向における中間部位において開口するように、その内部と外部とを連通する貫通孔６４Ｂが形成されている。
【００４６】
上記リリーフ弁６２は、リリーフ油路６１（詳しくは、リリーフ弁６２より上流側の部分［上流側油路６１Ａ］）から弁内部油路６６内に作動油が導入されるとともに、その導入された作動油の圧力が上記スプリング６８の付勢力に抗して（図３における下方側に）ピストン６７を押圧するように作用する構造になっている。
【００４７】
こうしたリリーフ弁６２では、機関回転速度ＮＥが低くオイルポンプ１３の圧送量が少ないときには吐出油路４１Ａおよび上流側油路６１Ａを介して弁内部油路６６に導入される油圧が低いために、ピストン６７の移動量が少ない。そのため、ピストン６７の移動位置が上記スリーブ６４の貫通孔６４Ｂより上方側の位置、すなわち上流側油路６１Ａとリリーフ油路６１における上記リリーフ弁６２より下流側の部分（下流側油路６１Ｂ）との連通を遮断する位置（例えば図中に二点差線で示す位置）になることから、このときリリーフ弁６２は開弁されない。
【００４８】
一方、機関回転速度ＮＥが高くなってオイルポンプ１３の圧送量が多くなると、吐出油路４１Ａおよび上流側油路６１Ａを介して弁内部油路６６に導入される油圧が高くなるために、ピストン６７の移動量が大きくなる。これにより、ピストン６７の移動位置が上記スリーブ６４の貫通孔６４Ｂより下方側の位置、すなわちリリーフ油路６１の上流側油路６１Ａと下流側油路６１Ｂとの連通を許容する位置（例えば図中に実線で示す位置）になるために、このときリリーフ弁６２が開弁されるようになる。リリーフ弁６２の開弁時においては、上流側油路６１Ａ、弁内部油路６６、スリーブ６４の貫通孔６４Ｂ、リリーフ弁６２の外壁の貫通孔６２Ａ、下流側油路６１Ｂといった順に作動油が流れることにより、吐出油路４１Ａ内の油が汲み上げ経路４１Ｂにリリーフされるようになる。
【００４９】
このように本実施形態では、上記リリーフ弁６２が吐出油路４１Ａ内の油圧の上昇に伴い開弁して同吐出油路４１Ａ内の作動油の一部をオイルパン１４（詳しくは、汲み上げ経路４１Ｂ）に戻すといったように機能する。
【００５０】
また上記リリーフ弁６２では、スリーブ６４の移動位置が変化すると、それに伴って同スリーブ６４の貫通孔６２Ａの位置も変化する。そのため、リリーフ油路６１の上流側油路６１Ａと下流側油路６１Ｂとの連通が許容されるようになるピストン６７の移動位置が変化するようになって、リリーフ弁６２の設定圧力が変化するようになる。
【００５１】
本実施形態では、上述したように切替室６５に作動油が供給される状態と同切替室６５から作動油が排出される状態とを切り替えることによってスリーブ６４の移動位置を変更することの可能な構造になっている。そのため、そうしたスリーブ６４の移動位置の変更を通じてリリーフ弁６２の設定圧力を変更可能になっている。
【００５２】
上記切替機構６３は、切替室６５内に作動油が供給される状態と切替室６５内からオイルが排出される状態とを切り替えるための切替弁６９を備えている。この切替弁６９には、上流側油路６１Ａに接続された第１切替油路７０と、切替室６５に接続された第２切替油路７１と、下流側油路６１Ｂに接続された第３切替油路７２とがそれぞれ接続されている。そして、切替弁６９は各切替油路７０〜７２に対応して設けられたポート間の連通状態を変更することにより、切替室６５に作動油が供給される状態と同切替室６５から作動油が排出される状態との切り替えを行う。
【００５３】
具体的には、切替弁６９の作動制御を通じて、上記第１切替油路７０と第２切替油路７１とが連通されるとともに第１切替油路７０と第３切替油路７２との連通が遮断された状態（第１連通状態）になると、吐出油路４１Ａ内の油圧が上流側油路６１Ａ、第１切替油路７０、および第２切替油路７１を介して切替室６５に供給されるようになる。
【００５４】
一方、切替弁６９の作動制御を通じて、上記第１切替油路７０と第２切替油路７１との連通および第１切替油路７０と第３切替油路７２との連通が共に遮断されるとともに第２切替油路７１と第３切替油路７２とが連通された状態（第２連通状態）になると、切替室６５の作動油が第２切替油路７１、第３切替油路７２および下流側油路６１Ｂを介して汲み上げ経路４１Ｂに排出されるようになる。
【００５５】
なお、切替弁６９の作動態様（詳しくは、スリーブ６４の移動位置）が同一であっても、リリーフ弁６２の開弁時における吐出油路４１Ａ内の油圧は、リリーフ油路６１を介して同吐出油路４１Ａから汲み上げ経路４１Ｂにリリーフされる作動油の量に応じて変化するため、一定にはならない。具体的には、機関回転速度ＮＥが高いときほど、吐出油路４１Ａ内の油圧は高くなる。
【００５６】
圧力調節装置６０の作動制御（油圧調節制御）は、基本的には、以下のような考えのもとに実行される。
すなわち先ず、内燃機関１０の始動開始後の経過時間が所定時間Ｔ１（例えば、１０秒）未満であるときには、リリーフ弁６２の設定圧力が高圧に設定される。このとき切替室６５内から作動油が排出される状態（前記第２連通状態）になるように切替弁６９の作動制御が実行されて、圧力調節装置６０の作動状態が吐出油路４１Ａ内の油圧を高圧に調節する第２作動態様になる。
【００５７】
本実施形態では、内燃機関１０の始動開始後の所定期間にわたり吐出油路４１Ａ内の油圧が高圧になるように、油圧調節制御が実行される。これにより、内燃機関１０の運転停止に伴い油量の少なくなった吐出油路４１Ａ内に、同内燃機関１０の始動開始後において速やかに十分な量の油が満たされるようになるため、吐出油路４１Ａ内の油量の不足に起因する騒音の発生や摩耗の早期進行などといった種々の不都合の発生が抑えられるようになる。
【００５８】
また、内燃機関１０の始動開始後において所定時間Ｔ１以上が経過すると、機関回転速度ＮＥと機関負荷ＫＬとにより定まる内燃機関１０の運転領域に応じてリリーフ弁６２の設定圧力が切り替えられる。具体的には、機関回転速度ＮＥが低く且つ機関負荷ＫＬが小さい機関運転領域（低回転低負荷領域）においては、リリーフ弁６２の設定圧力が低圧に設定される。すなわち、このとき切替室６５内に作動油が供給される状態（前記第１連通状態）になるように切替弁６９の作動制御が実行されて、圧力調節装置６０の作動状態が吐出油路４１Ａ内の油圧を低圧に調節する第１作動態様になる。一方、機関回転速度ＮＥが高い機関運転領域（高回転領域）や機関負荷ＫＬが大きい機関運転領域（高負荷領域）においては、リリーフ弁６２の設定圧力が高圧に設定される。すなわち、このとき圧力調節装置６０の作動状態が第２作動態様になる。
【００５９】
ここで、吐出油路４１Ａ内の油圧を高くすると、その分だけオイルポンプ１３の作動負荷が大きくなるために、内燃機関１０の燃費性能が低くなってしまう。そのため、燃費性能の向上を図るうえでは、リリーフ弁６２の設定圧力を低い圧力に設定することが望ましい。また、機関回転速度ＮＥが高い機関運転領域（高回転領域）や機関負荷ＫＬが大きい機関運転領域（高負荷領域）では、機関各部の潤滑に必要になる潤滑油の量が多くなる。そのため高回転領域や高負荷領域では、潤滑性能を確保するために、吐出油路４１Ａ内の油圧を高圧に設定することが好ましい。そのため本実施形態では、機関始動開始後に所定時間Ｔ１以上が経過した後において、低回転低負荷領域ではリリーフ弁６２の設定圧力が低圧に設定されて燃費性能の向上が図られるとともに、高回転領域や高負荷領域ではリリーフ弁６２の設定圧力が高圧に設定されて潤滑性能が確保されるようになっている。
【００６０】
このように本実施形態では、油圧調節制御が、圧力調節装置６０の作動状態を第１作動態様および第２作動態様のいずれか一方に選択的に切り替えるといったように実行される。また本実施形態では、切替弁６９が、前記第１作動態様の選択時にはリリーフ弁６２の設定圧力を低圧に設定する一方で前記第２作動態様の選択時にはリリーフ弁６２の設定圧力を高圧に設定するといったように機能する。
【００６１】
ここで本実施形態では、進角用油圧室２６およびロック解除用油路３４に対して同一の油路（詳しくは、進角用油路４２）を介して油圧が供給されるようになっている。そのため、バルブタイミングの変更のためのバルブタイミング変更機構２０の進角用油圧室２６への油圧供給とロック機構３０のロック解除状態への切り換えのためのロック解除用油路３４への油圧供給とが同一の時期に実行される。したがって、内燃機関１０の始動に際して前記ロックピン抜き制御を実行すると、ロック機構３０をロック解除状態にするべくロック解除用油路３４に油圧が供給されることに加えて、バルブタイミングを進角側に変化させる態様で進角用油圧室２６にも油圧が供給されるようになる。
【００６２】
この場合、ロック機構３０がロック状態のままでバルブタイミングを進角させるように進角用油圧室２６に油圧が供給されるようになるために、ロックピン３２がロック孔３１の内壁に押し付けられてそれらの間の接触圧が不要に高くなってしまう。これにより、ロック孔３１からのロックピン３２の円滑な離脱が妨げられてバルブタイミングの変更開始が遅延するおそれがあるばかりか、場合によってはロックピン３２とロック孔３１の内壁との間に過大な接触圧が生じて、その後の長期にわたってバルブタイミングを変更することができなくなるおそれもある。
【００６３】
この点をふまえて本実施形態では、内燃機関１０の始動に際してロックピン抜き制御が実行されているときであって、バルブタイミングがロック位相から変化していない可能性がある場合に、前記圧力調節装置６０の作動状態の第２作動態様への切替えを禁止して、上記吐出油路４１Ａの油圧を低圧に調節する第１作動態様に設定するようにしている。
【００６４】
以下、そのようにして圧力調節装置６０の作動状態を設定する処理（設定処理）の実行手順をその作用とともに詳しく説明する。
図４は上記設定処理の具体的な実行手順を示すフローチャートであり、図５は同設定処理の実行態様の一例を示すタイミングチャートである。なお、図４のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御装置５０により実行される。本実施形態では、この判定処理が油圧制限手段として機能する。
【００６５】
この設定処理では、図４に示すように、ロックピン抜き制御の実行中であり（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、且つバルブタイミングＶＴがロック位相であるときには（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、圧力調節装置６０の作動状態が、吐出油路４１Ａの油圧を低圧に調節する第１作動態様とされる（ステップＳ１２）。すなわち、このとき圧力調節装置６０の作動状態が上記吐出油路４１Ａの油圧を高圧に調節する第２作動態様に切替えられることが禁止されて、同吐出油路４１Ａの油圧が低く設定される。図５に示す例では、時刻ｔ１において内燃機関１０の始動が開始されると、ロックピン抜き制御の実行が開始されて油圧調整弁４０の駆動信号のデューティ比が「０％」に設定されるとともに、上記吐出油路４１Ａ内の油圧が低圧に設定される。
【００６６】
本実施形態の装置では、吐出油路４１Ａ内の油圧が高いときほど、進角用油圧室２６内の油圧が高くなるために、内燃機関１０の出力軸１１に対するカムシャフト１２の相対回転位相を変更するようにバルブタイミング変更機構２０に作用する力が大きくなる。そのため、ロックピン３２とロック孔３１とが係合した状態のままでバルブタイミングを進角させる態様で進角用油圧室２６に油圧が供給される状況（特定の状況）になった場合には、同油圧が高いときほどロックピン３２とロック孔３１との接触圧が高くなって同ロックピン３２の動作が妨げられるようになる。したがって、そうした特定の状況において圧力調節装置６０の作動状態を第１作動態様にすることにより、上記吐出油路４１Ａ内の油圧が低い圧力で制限されるようになるために、上記接触圧を低く抑えることが可能になると云える。
【００６７】
本実施形態では、ロックピン抜き制御の実行中においてバルブタイミングがロック位相であるとき（図５の時刻ｔ１〜ｔ２）、すなわち特定の状況になる可能性があるときに、圧力調節装置６０の作動状態が第１作動態様にされるため、特定の状況になる可能性がないときと比較して、吐出油路４１Ａ内の油圧が低い圧力に制限される。そのため、上記特定の状況になった場合において、吐出油路４１Ａ内の油圧を低い圧力で制限しない比較例の装置（図５中に一点鎖線で示す装置）と比較して、ロックピン３２とロック孔３１の内壁との接触圧を低くすることができる。したがって、このときロックピン３２を円滑に動作させてロック機構３０によるバルブタイミングのロックを速やかに解除することができるため、同バルブタイミングの変更についての応答性の向上を図ることができる。また本実施形態によれば、吐出油路４１Ａ内の油圧を変更しない装置と比較して、ロックピン抜き制御の実行態様を高い自由度で設定することができるようになる。
【００６８】
一方、内燃機関１０の始動時におけるロックピン抜き制御の実行が完了した場合や（ステップＳ１０：ＮＯ）、ロックピン抜き制御の実行中においてバルブタイミングがロック位相から変化した場合には（ステップＳ１１：ＮＯ）、油圧調節制御が通常の実行態様で実行される（ステップＳ１３）。具体的には、内燃機関１０の始動が開始されてから所定時間Ｔ１が経過するまでの間においては、圧力調節装置６０の作動状態が、上記吐出油路４１Ａ内の油圧を高圧に調節する第２作動態様に設定される。その一方で、上記所定時間Ｔ１が経過した後においては、内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで圧力調節装置６０の作動状態が第１作動態様および第２作動態様の一方に選択的に切り換えられる。
【００６９】
図５に示す例では、時刻ｔ２においてバルブタイミングがロック位相から変化してロックピン抜き制御の実行が停止されると、圧力調節装置６０の作動状態が吐出油路４１Ａの油圧を高圧に調節する第２作動態様に切替えられるとともに、その後においてはバルブタイミング変更制御の実行を通じてバルブタイミングが進角される。
【００７０】
なお、特定の状況になる可能性があるときに吐出油路４１Ａ内の油圧を高圧に設定する比較例の装置では、バルブタイミングを進角させるようにバルブタイミング変更機構２０に作用する力を小さく抑えるためには、図５中に二点差線で示すように、油圧調整弁４０の駆動信号のデューティ比を「０％」より高い比率に設定せざるを得ない。
【００７１】
本実施形態では、図５に実線で示すように、特定の状況になる可能性があるときに上記吐出油路４１Ａ内の油圧が低圧に設定されるために、上記バルブタイミング変更機構２０に作用する力を小さく抑えつつロックピン抜き制御を実行する際に、油圧調整弁４０の駆動信号のデューティ比を「０％」に設定することが可能になる。ここで、デューティ比が小さい比率であるときほど、単位時間あたりに進角用油圧室２６に供給される作動油の油量が多くなるため、同進角用油圧室２６の内部に作動油が十分に満たされた状態にし易い。そして、バルブタイミングの進角側への変更を開始するに際して進角用油圧室２６の内部に作動油を早期に満たすことができれば、同バルブタイミングを速やかに進角させることが可能になる。したがって、バルブタイミングの進角側への変更開始に先立ち油圧調整弁４０の駆動信号のデューティ比が「０％」に設定される本実施形態によれば、進角用油圧室２６の内部に作動油を早期に満たすことができるために、バルブタイミングを速やかに変更することが可能になる。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）バルブタイミングＶＴがロック位相であるときに、バルブタイミングＶＴがロック位相でないときと比較して、吐出油路４１Ａ内の油圧を低い圧力で制限するようにした。そのため、ロックピン３２を円滑に動作させてロック機構３０によるバルブタイミングのロックを速やかに解除することができ、同バルブタイミングの変更についての応答性の向上を図ることができる。
【００７３】
（２）バルブタイミングの変更とロック解除とが同一の時期において実行されるためにロック機構３０のロック解除状態への切り換えに際して同ロック機構３０の係合部位における接触圧が高くなるといった不都合が生じ易い装置において、ロック機構３０によるバルブタイミングのロックを速やかに解除することができる。
【００７４】
（３）吐出油路４１Ａ内の油圧を低圧に調節する第１作動態様と同油圧を高圧に調節する第２作動態様とのいずれか一方に選択的に作動状態が切り換えられる圧力調節装置６０を備えたバルブタイミング制御装置において、圧力調節装置６０の作動状態を第１作動態様にすることにより、吐出油路４１Ａ内の油圧を低い圧力で制限することができる。
【００７５】
（４）ロックピン３２の外壁とロック孔３１の内壁との接触圧が不要に大きくなって同ロックピン３２の円滑な動作が妨げられるおそれがあるときに、その接触圧を低くすることができる。
【００７６】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・ロックピン抜き制御の実行態様は任意に変更することができる。要は、内燃機関１０の始動が開始されてからバルブタイミングＶＴがロック位相から変化するまでの間、ロックピン３２をスプリング３３の付勢力に抗してロック孔３１から離間させる方向に押圧して移動させることが可能になるように、ロック解除用油路３４に油圧を供給することができればよい。
【００７７】
・ロックピン抜き制御を、内燃機関１０の始動に際して実行することに加えて、内燃機関１０の始動完了後においてバルブタイミングが誤ってロック位相でロックされる異常（誤ロック異常）が発生したことを条件に実行するようにしてもよい。誤ロック異常が発生したことは、例えば目標バルブタイミングがロック位相と異なる状態であり、且つバルブタイミングＶＴがロック位相である状態が所定時間にわたり継続されたことをもって判定することができる。このときにも、ロックピン抜き制御の実行中であり且つバルブタイミングＶＴがロック位相であるときに圧力調節装置６０の作動状態を第２作動態様に設定することを禁止して第１作動態様に設定することにより、バルブタイミングのロックを速やかに解除させることができ、同バルブタイミングの変更についての応答性の向上を図ることができる。
【００７８】
・圧力調節装置６０の作動状態の第２作動態様への切替えを禁止するための条件から「ロックピン抜き制御が実行中であること」との条件を省略してもよい。こうした構成によっても、バルブタイミングＶＴがロック位相であるときに、前記特定の状況になる可能性があるとして、ロック機構３０の係合部位における接触圧が不要に高くなることを抑えるべく、吐出油路４１Ａ内の油圧を低い圧力で制限することができる。
【００７９】
・リリーフ弁６２と切替弁６９とを備えた圧力調節装置６０に限らず、吐出油路４１Ａ内の油圧を低圧の状態と比較的高圧の状態との何れかに選択的に切り替えることのできるものであれば、任意の構成の圧力調節装置を採用することができる。そうした圧力調節装置の一例としては、例えば以下の［例１］および［例２］などが挙げられる。
［例１］リリーフ弁６２のスリーブ６４の移動位置を、電磁駆動式のアクチュエータを用いて変更するなど、油圧以外の動力によって変更するもの。
［例２］開弁圧力の低い第１チェック弁と開弁圧力の高い第２チェック弁と同第１チェック弁が機能する状態および機能しない状態を切り替える切替弁とを備えたオイル回路を吐出油路４１Ａと汲み上げ経路４１Ｂとを繋ぐように設けるとともに、上記切替弁の作動を制御することによって吐出油路４１Ａ内の油圧を調節するもの。
【００８０】
・圧力調節装置の作動状態を吐出油路４１Ａ内の油圧が低圧になる第１作動態様と同油圧が高圧になる第２作動態様との二段階に切り替えることに代えて、三段階以上の多段階に切り替えるようにしてもよい。また、吐出油路４１Ａ内の油圧を所定圧力範囲内において無段階に変化させるように圧力調節装置の作動状態を変更するようにしてもよい。要は、圧力調節装置の作動制御（油圧調節制御）が、吐出油路４１Ａ内の油圧が比較的低圧になる第１作動態様と高圧になる第２作動態様とを含む作動範囲内において実行される装置であれば、上記実施形態にかかる制御装置はその構成を適宜変更した上で適用することができる。この場合、上記特定の状況になる可能性のあるときに、そうでないときと比較して、吐出油路４１Ａ内の油圧を低い圧力で制限するようにすればよい。
【００８１】
・ロック解除用油路３４への油圧の供給と進角用油圧室２６への油圧の供給とが各別の指令系を通じてそれぞれ独立して実行されるバルブタイミング制御装置にも、上記実施形態にかかるバルブタイミング制御装置は適用することができる。
【００８２】
・上記実施形態は、バルブタイミングを最遅角位相で規制するロック機構３０が設けられたバルブタイミング装置に限らず、バルブタイミングを最遅角位相と最進角位相との間の中間位相でロックするロック機構が設けられたバルブタイミング装置にも適用することができる。
【００８３】
・上記実施形態にかかるバルブタイミング制御装置は、機関バルブとしての排気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング制御装置にも適用することができる。こうしたバルブタイミング制御装置では、ロック機構として、排気バルブのバルブタイミングを最進角位相でロックするものや、最遅角位相と最進角位相との間の中間位相でロックするものが設けられる。
【符号の説明】
【００８４】
１０…内燃機関、１１…出力軸、１２…カムシャフト、１３…オイルポンプ、１４…オイルパン、２０…バルブタイミング変更機構、２１…スプロケット、２２…ハウジング、２３…ロータ、２４…ベーン、２５…収容室、２６…進角用油圧室、２７…遅角用油圧室、３０…ロック機構、３１…ロック孔、３２…ロックピン、３３…スプリング、３４…ロック解除用油路、４０…油圧調整弁、４１…供給油路、４１Ａ…吐出油路（供給経路）、４１Ｂ…汲み上げ油路、４２…進角用油路、４３…遅角用油路、４４…還流油路、５０…電子制御装置、５１…クランクセンサ、５２…カムポジションセンサ、５３…アクセルポジションセンサ、５４…イグニッションスイッチ、６０…圧力調節装置、６１…リリーフ油路、６１Ａ…上流側油路、６１Ｂ…下流側油路、６２…リリーフ弁、６２Ａ…貫通孔、６３…切替機構、６４…スリーブ、６４Ａ…端部、６４Ｂ…貫通孔、６５…切替室、６６…弁内部油路、６７…ピストン、６８…スプリング、６９…切替弁、７０…第１切替油路、７１…第２切替油路、７２…第３切替油路。
【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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