(57)【要約】【課題】ベーンロータとハウジングロータとの衝突が生じる頻度を少なくすることのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。【解決手段】この可変動弁装置は、吸気バルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構と、このバルブタイミング可変機構の遅角室および進角室の潤滑油の供給状態を変更する第１ＯＣＶとを備える。進角室が閉鎖される状態かつ遅角室への潤滑油の供給が許容される状態を形成する第１ＯＣＶの動作状態を「準遅角状態」とする。そして、吸気バルブタイミングが最遅角位相ＶＴｍｉｎのとき、第１ＯＣＶの動作状態を準遅角状態に設定する。すなわち第１ＯＣＶのデューティを遅角準不感帯ＡＲＬに変更する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、前記可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記進角室が閉鎖される状態かつ前記遅角室への作動油の供給が許容される状態を形成する前記油路変更機構の動作状態を「準遅角状態」として、
前記バルブタイミングが前記最遅角位相のとき、前記油路変更機構の動作状態を前記準遅角状態とする
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、前記可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記進角室が閉鎖される状態かつ前記遅角室への作動油の供給が許容される状態を形成する前記油路変更機構の動作状態を「準遅角状態」とし、前記バルブタイミングを最遅角位相に保持することが要求される機関運転状態を「最遅角運転状態」として、
機関運転状態が前記最遅角運転状態のとき、前記油路変更機構の動作状態を前記準遅角状態とする
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記最進角位相から前記最遅角位相の直前までの範囲を「進角側範囲」として、前記バルブタイミングの含まれる範囲が前記進角側範囲から前記最遅角位相に変化したとき、前記油路変更機構の動作状態を前記準遅角状態とする
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、前記可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記バルブタイミングが前記最遅角位相のときに前記進角室と前記遅角室とを互いに連通する遅角連通路が設けられている
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【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可変動弁装置において、
前記バルブタイミングを固定する位相固定機構が設けられていること、
前記位相固定機構として、前記バルブタイミングを前記最遅角位相よりも進角側の所定の位相で固定する機構が設けられていること、
ならびに、前記位相固定機構として、前記バルブタイミングを前記最遅角位相に固定する機構が設けられていないこと
を特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、前記可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、
前記遅角室が閉鎖される状態かつ前記進角室への作動油の供給が許容される状態を形成する前記油路変更機構の動作状態を「準進角状態」として、
前記バルブタイミングが前記最進角位相のとき、前記油路変更機構の動作状態を前記準進角状態とする
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記可変動弁装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
従来の可変動弁装置では、バルブタイミングを最遅角位相に保持する要求があるとき、オイルコントロールバルブ（油路変更機構）の動作状態として、遅角室への作動油の供給が許容され、かつ進角室からの作動油の排出が許容される遅角状態を設定する。
【０００３】
これにより、バルブタイミングが最遅角位相よりも進角側の位相から最遅角位相に向けて変化する。そして、バルブタイミングが最遅角位相に変更したとき、すなわちハウジング（入力回転体）の隔壁とベーンロータ（出力回転体）のベーンとが互いに接触したとき、オイルコントロールバルブの動作状態として、遅角室および進角室が閉鎖される閉鎖状態を設定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１５９６９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記可変動弁装置において、オイルコントロールバルブの動作状態が閉鎖状態に設定されているとき、可変動弁機構を構成する部品のクリアランスから作動油が漏れることにともないバルブタイミングが最遅角位相よりも進角側に変化することがある。
【０００６】
このため、バルブタイミングが進角側に変化した後に再び最遅角位相に向けて変化するとき、すなわちベーンロータのベーンがハウジングロータに対して遅角方向に回転するとき、ベーンロータのベーンとハウジングの隔壁に衝突するおそれがある。
【０００７】
なお、ここではバルブタイミングを最遅角位相に保持する要求が設定された場合の課題について言及しているが、バルブタイミングを最進角位相に保持する要求が設定される場合にも同様の課題が生じる。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力回転体と出力回転体との衝突が生じる頻度を少なくすることのできる内燃機関の可変動弁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】
上記目的を達成するための手段について記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち「吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、前記可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記進角室が閉鎖される状態かつ前記遅角室への作動油の供給が許容される状態を形成する前記油路変更機構の動作状態を『準遅角状態』として、前記バルブタイミングが前記最遅角位相のとき、前記油路変更機構の動作状態を前記準遅角状態とすること」を要旨とする。
【００１０】
本発明によれば、バルブタイミングが最遅角位相のときに遅角室に作動油が供給されるため、バルブタイミングを最遅角位相に保持する要求があるときに遅角室を閉鎖する可変動弁装置と比較して、遅角室の油圧が変動しにくい。このため、バルブタイミングを最遅角位相に保持する要求があるとき、遅角室の油圧の変動にともないバルブタイミングが進角側に変化することが抑制される。このため、入力回転体と出力回転体との衝突が生じにくくなる。
【００１１】
また本発明によれば、バルブタイミングが最遅角位相のときに進角室が閉鎖されるため、バルブタイミングが最遅角位相のときに進角室を開放する可変動弁装置と比較して、出力回転体が入力回転体に対して遅角方向に回転しようとするときに入力回転体と出力回転体との間に作動油が存在する状況が生じやすい。このため、入力回転体と出力回転体との衝突が生じにくくなる。
【００１２】
なお、入力回転体と出力回転体との間に作動油が存在する状況が生じる理由としては、進角室が閉鎖される前から進角室に作動油が存在し、進角室が閉鎖されることにより同作動油が進角室にそのまま残存しているというものが挙げられる。また、この他には次のものが挙げられる。すなわち、進角室に作動油のポートにつながる油路変更機構のポートを進角室対応ポートとして、同ポートが閉鎖されることにより進角室が閉鎖されたとき、同ポートと進角室のポートとを互いに接続する油路には作動油が残存している。そして、出力回転体が入力回転体に対して最遅角位相から進角側に回転するときに上記油路の作動油が進角室に流れることにより、出力回転体と入力回転体との間に作動油が存在する。
【００１３】
「最遅角位相」には次のバルブタイミングが含まれる。すなわち、出力回転体が入力回転体に対して最大限に遅角方向に回転した状態、すなわち出力回転体の少なくとも一部と入力回転体の少なくとも一部とが互いに接触していることにより、入力回転体に対する出力回転体の遅角方向への回転が規制された状態を最遅角基準状態として、入力回転体および出力回転体の状態が最遅角基準状態のときのバルブタイミングＡと、実際のバルブタイミングが同バルブタイミングＡのときに得られる機関運転状態と実質的に同じ機関運転状態が得られるバルブタイミングの範囲とを含む。
【００１４】
「進角室の閉鎖」には次の状態が含まれる。すなわち、進角室の作動油のポートにつながる油路変更機構のポートを進角室対応ポートとして、同ポートの開口面積が「０」の状態と、同ポートの開口面積が「０」よりも大きく、かつ進角室から排出される作動油の流量が少量となる状態とを含む。なお、作動油の流量が少量となる状態とは、回転速度が過度に大きい状態で出力回転体が入力回転体に接触することが抑制される上記効果を速度低下効果として、進角室対応ポートの開口面積が「０」のときに得られる速度低下効果と同じ程度の速度低下効果が得られる状態を示す。
【００１５】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち「吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、前記可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記進角室が閉鎖される状態かつ前記遅角室への作動油の供給が許容される状態を形成する前記油路変更機構の動作状態を『準遅角状態』とし、前記バルブタイミングを最遅角位相に保持することが要求される機関運転状態を『最遅角運転状態』として、機関運転状態が前記最遅角運転状態のとき、前記油路変更機構の動作状態を前記準遅角状態とすること」を要旨とする。
【００１６】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち「請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記最進角位相から前記最遅角位相の直前までの範囲を『進角側範囲』として、前記バルブタイミングの含まれる範囲が前記進角側範囲から前記最遅角位相に変化したとき、前記油路変更機構の動作状態を前記準遅角状態とすること」を要旨とする。
【００１７】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち「吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、前記可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブタイミングが前記最遅角位相のときに前記進角室と前記遅角室とを互いに連通する遅角連通路が設けられていること」を要旨とする。
【００１８】
本発明によれば、バルブタイミングが最遅角位相のとき、進角室と遅角室とが互いに連通されることにより遅角室から進角室に作動油が供給されるため、出力回転体が入力回転体に対して遅角方向に回転しようとするときに出力回転体と入力回転体との間に作動油が存在する状況が生じやすい。このため、出力回転体が入力回転体に対して遅角方向に回転するとき、回転速度が過度に大きい状態で出力回転体が入力回転体に接触することが抑制される。すなわち、入力回転体と出力回転体とが互いに接触するときの力が小さくなる。
【００１９】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち「請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブタイミングを固定する位相固定機構が設けられていること、前記位相固定機構として、前記バルブタイミングを前記最遅角位相よりも進角側の所定の位相で固定する機構が設けられていること、ならびに、前記位相固定機構として、前記バルブタイミングを前記最遅角位相に固定する機構が設けられていないこと」を要旨とする。
【００２０】
この発明によれば、バルブタイミングを最遅角位相に固定する機構が設けられていないため、バルブタイミングを最遅角位相に保持する要求が設定されたときには、作動油の油圧によりバルブタイミングを最遅角位相に保持する必要がある。一方、位相固定機構によりバルブタイミングを所定の位相に保持する構成と、作動油の油圧によりバルブタイミングを所定の位相に保持する構成とを比較したとき、前者の方がバルブタイミングを安定して保持することができる。このことから、バルブタイミングを最遅角位相に固定する機構が設けられていない内燃機関の可変動弁装置は、同機構が設けられている可変動弁装置に比べて、バルブタイミングを最遅角位相に保持するときのバルブタイミングの安定性が問題となる。
【００２１】
一方、本発明では、バルブタイミングが最遅角位相のとき、油路変更機構の動作状態を準遅角状態にするため、バルブタイミングを最遅角位相に保持する要求に応じてバルブタイミングを最遅角位相に保持するとき、バルブタイミングが不安定となることを抑制することができる。
【００２２】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の発明すなわち「吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを最遅角位相から最進角位相までの範囲で変更する油圧式の可変動弁機構と、前記可変動弁機構の遅角室および進角室の作動油の供給状態を変更する油路変更機構とを備える内燃機関の可変動弁装置において、前記遅角室が閉鎖される状態かつ前記進角室への作動油の供給が許容される状態を形成する前記油路変更機構の動作状態を『準進角状態』として、前記バルブタイミングが前記最進角位相のとき、前記油路変更機構の動作状態を前記準進角状態とすること」を要旨とする。
【００２３】
本発明によれば、バルブタイミングが最進角位相のときに進角室に作動油が供給されるため、バルブタイミングを最進角位相に保持する要求があるときに進角室を閉鎖する可変動弁装置と比較して、進角室の油圧が変動しにくい。このため、バルブタイミングを最進角位相に保持する要求があるとき、進角室の油圧の変動にともないバルブタイミングが遅角側に変化することが抑制される。このため、入力回転体と出力回転体との衝突が生じにくくなる。
【００２４】
また本発明によれば、バルブタイミングが最進角位相のときに遅角室が閉鎖されるため、バルブタイミングが最進角位相のときに遅角室を開放する可変動弁装置と比較して、出力回転体が入力回転体に対して進角方向に回転しようとするときに入力回転体と出力回転体との間に作動油が存在する状況が生じやすい。このため、入力回転体と出力回転体との衝突が生じにくくなる。
【００２５】
なお、入力回転体と出力回転体との間に作動油が存在する状況が生じる理由としては、遅角室が閉鎖される前から遅角室に作動油が存在し、遅角室が閉鎖されることにより同作動油が遅角室にそのまま残存しているというものが挙げられる。また、この他には次のものが挙げられる。すなわち、遅角室に作動油のポートにつながる油路変更機構のポートを遅角室対応ポートとして、同ポートが閉鎖されることにより遅角室が閉鎖されたとき、同ポートと遅角室のポートとを互いに接続する油路には作動油が残存している。そして、出力回転体が入力回転体に対して最進角位相から遅角側に回転するときに上記油路の作動油が遅角室に流れることにより、出力回転体と入力回転体との間に作動油が存在する。
【００２６】
「最進角位相」には次のバルブタイミングが含まれる。すなわち、出力回転体が入力回転体に対して最大限に進角方向に回転した状態、すなわち出力回転体の少なくとも一部と入力回転体の少なくとも一部とが互いに接触していることにより、入力回転体に対する出力回転体の進角方向への回転が規制された状態を最進角基準状態として、入力回転体および出力回転体の状態が最進角基準状態のときのバルブタイミングＢと、実際のバルブタイミングが同バルブタイミングＢのときに得られる機関運転状態と実質的に同じ機関運転状態が得られるバルブタイミングの範囲とを含む。
【００２７】
「遅角室の閉鎖」には次の状態が含まれる。すなわち、遅角室の作動油のポートにつながる油路変更機構のポートを遅角室対応ポートとして、同ポートの開口面積が「０」の状態と、同ポートの開口面積が「０」よりも大きく、かつ遅角室から排出される作動油の流量が少量となる状態とを含む。なお、作動油の流量が少量となる状態とは、回転速度が過度に大きい状態で出力回転体が入力回転体に接触することが抑制される上記効果を速度低下効果として、遅角室対応ポートの開口面積が「０」のときに得られる速度低下効果と同じ程度の速度低下効果が得られる状態を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態について、内燃機関の構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態のバルブタイミング可変機構について、（ａ）は、その断面構造を示す断面図、（ｂ）は、Ａ−Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態の第１オイルコントロールバルブについて、その断面構造を模式的に示す断面図。
【図４】同実施形態の第１オイルコントロールバルブについて、（ａ）は、遅角モードの動作状態を模式的に示す断面図、（ｂ）は、準遅角モードの動作状態を模式的に示す断面図、（ｃ）は保持モードの動作状態を模式的に示す断面図。
【図５】同実施形態の第１オイルコントロールバルブについて、（ａ）は、準進角モードの動作状態を模式的に示す断面図、（ｂ）は、進角モードの動作状態を模式的に示す断面図。
【図６】同実施形態の第１オイルコントロールバルブについて、（ａ）は、デューティと変位速度との関係を示すグラフ、（ｂ）は、デューティとポートの開口面積との関係を示すグラフ。
【図７】同実施形態の制御装置により行われるバルブタイミング制御について、その手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態の制御装置により行われる最遅角制御について、その手順を示すフローチャート。
【図９】同実施形態のバルブタイミング制御について、同制御の実行にともなう（ａ）目標位相、（ｂ）デューティ、および（ｃ）実位相の変化の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】同実施形態のバルブタイミング可変機構の変形例について、（ａ）は、その断面構造を示す断面図、（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線に沿う断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１を参照して、内燃機関１の構成について説明する。
内燃機関１は、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２およびオイルパン１３を備える機関本体１０と、シリンダヘッド１２に設けられた可変動弁装置２０と、機関本体１０等に潤滑油（作動油）を供給する潤滑装置５０と、これら装置を統括的に制御する制御装置７０とを備える。
【００３０】
可変動弁装置２０は、燃焼室１４を開閉する吸気バルブ２１および排気バルブ２３と、これらバルブを押し下げる吸気カムシャフト２２および排気カムシャフト２４と、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構３０とを備えている。バルブタイミング可変機構３０には、吸気側のバルブタイミングを特定の位相に固定する位相固定機構４０が設けられている。なお、以降の説明では、吸気バルブ２１のバルブタイミングを「吸気バルブタイミングＶＴＡ」とする。
【００３１】
潤滑装置５０は、オイルパン１３の潤滑油を吐出するオイルポンプ５２と、オイルポンプ５２から吐出された潤滑油を内燃機関１の各部位に供給する潤滑油路５１と、各種機構への潤滑油の供給態様を制御する２つのオイルコントロールバルブを備えている。
【００３２】
第１のオイルコントロールバルブ５３（以下、「第１ＯＣＶ５３」）は吸気側のバルブタイミング可変機構３０への潤滑油の供給態様を制御する。第２のオイルコントロールバルブ５４（以下、「第２ＯＣＶ５４」）は位相固定機構４０への潤滑油の供給態様を制御する。
【００３３】
制御装置７０は、内燃機関１を制御するための各種の演算処理等を行う電子制御装置７１と、クランクポジションセンサ７２および吸気カムポジションセンサ７３をはじめとする各種のセンサとを備えている。
【００３４】
クランクポジションセンサ７２は、クランクシャフト１５の回転角度に応じた信号を電子制御装置７１に出力する。吸気カムポジションセンサ７３は、吸気カムシャフト２２の回転角度に応じた信号を電子制御装置７１に出力する。
【００３５】
電子制御装置７１は、各種の制御に用いるためのパラメータとして次のものを算出する。すなわち、クランクポジションセンサ７２からの出力信号に基づいて、クランクシャフト１５の回転角度に相当する演算値（以下、「クランク角度信号ＣＡ」）を算出する。
【００３６】
また、吸気カムポジションセンサ７３からの出力信号に基づいて、吸気カムシャフト２２の回転角度に相当する演算値（以下、「吸気カム角度信号ＤＡ」）を算出する。クランク角度信号ＣＡおよび吸気カム角度信号ＤＡに基づいて吸気バルブタイミングＶＴＡに相当する演算値（以下、「実位相ＶＴＲ」）を算出する。
【００３７】
電子制御装置７１により行われる制御として、吸気バルブタイミングＶＴＡを変更するバルブタイミング制御が挙げられる。
バルブタイミング制御では、機関運転状態に応じて、吸気バルブタイミングＶＴＡを最も進角側のバルブタイミング（以下、「最進角位相ＶＴｍａｘ」）から最も遅角側のバルブタイミング（以下、「最遅角位相ＶＴｍｉｎ」）までの範囲で変更する。
【００３８】
また、機関始動時または機関停止時またはアイドリング時には、吸気バルブタイミングＶＴＡを、最進角位相ＶＴｍａｘと最遅角位相ＶＴｍｉｎとの間の所定のバルブタイミング（以下、「中間角位相ＶＴｍｄｌ」）に保持する。
【００３９】
また、省エネ運転時において、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに設定する。
なお、「最遅角位相ＶＴｍｉｎ」には、次の吸気バルブタイミングＶＴＡが含まれる。
【００４０】
ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最大限に遅角方向に回転した状態、すなわちベーンロータ３５の少なくとも一部とハウジングロータ３１の少なくとも一部とが互いに接触していることにより、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の遅角方向への回転が規制された状態を最遅角基準状態とする。
【００４１】
最遅角位相ＶＴｍｉｎは、ハウジングロータ３１およびベーンロータ３５の状態が最遅角基準状態のときの吸気バルブタイミングＶＴＡ（Ａ）と、実際の吸気バルブタイミングＶＴＡが同吸気バルブタイミングＶＴＡ（Ａ）のときに得られる機関運転状態と実質的に同じ機関運転状態が得られる吸気バルブタイミングＶＴＡの範囲とを含む。
【００４２】
図２を参照して、バルブタイミング可変機構３０の構成について説明する。
図中の矢印Ｘは吸気カムシャフト２２の回転方向Ｘを示している。
バルブタイミング可変機構３０は、クランクシャフト１５に同期して回転するハウジングロータ３１と、吸気カムシャフト２２に同期して回転するベーンロータ３５と、ベーンロータ３５をハウジングロータ３１に対して固定する位相固定機構４０とを備えている。
【００４３】
ハウジングロータ３１は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト１５に連結されたスプロケット３３と、スプロケット３３の内側に組みつけられてスプロケット３３と一体的に回転するハウジング本体３２と、ハウジング本体３２に取り付けられるカバー３４とを含めて構成されている。ハウジング本体３２には、径方向においてハウジングロータ３１の回転軸（吸気カムシャフト２２）に向けて突出する３つの区画壁３１Ａが設けられている。
【００４４】
ベーンロータ３５は、吸気カムシャフト２２の端部に固定されるとともにハウジング本体３２内の空間に配置されている。ベーンロータ３５には、ハウジング本体３２の隣り合う区画壁３１Ａの間に向けて突出した３つのベーン３６が設けられている。各ベーン３６は、区画壁３１Ａの間に形成されているベーン収容室３７を進角室３８および遅角室３９に区画する。
【００４５】
進角室３８は、ベーン収容室３７内においてベーン３６よりも吸気カムシャフト２２の回転方向Ｘの後方側に位置している。遅角室３９は、ベーン収容室３７内においてベーン３６よりも吸気カムシャフト２２の回転方向Ｘの前方側に位置している。
【００４６】
ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相は、ベーンロータ３５の回転位相が回転方向Ｘの最も前方側にあるときの回転位相（以下、「最進角回転位相」）とベーンロータ３５の回転位相が回転方向Ｘの最も後方側にあるときの回転位相（以下、「最遅角回転位相」）の間で変化する。最進角回転位相は、吸気バルブタイミングＶＴＡとしての最進角位相ＶＴｍａｘに対応する。最遅角回転位相は、吸気バルブタイミングＶＴＡとしての最遅角位相ＶＴｍｉｎに対応する。
【００４７】
次に、バルブタイミング可変機構３０の動作について説明する。
進角室３８への潤滑油の供給および遅角室３９からの潤滑油の排出により、進角室３８が拡大するとともに遅角室３９が縮小して、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角側すなわち回転方向Ｘに回転する。これにより、吸気バルブタイミングＶＴＡが進角側に変化する。
【００４８】
進角室３８からの潤滑油の排出および遅角室３９への潤滑油の供給により、遅角室３９が拡大するとともに進角室３８が縮小して、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側すなわち回転方向Ｘとは反対方向に回転する。これにより、吸気バルブタイミングＶＴＡは遅角側に変化する。
【００４９】
位相固定機構４０は、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相を中間角位相ＶＴｍｄｌに対応する回転位相（以下、「中間角回転位相」）に固定する。これにより、吸気バルブタイミングＶＴＡが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００５０】
図４（ｂ）に示されるように、位相固定機構４０は、ベーン３６に対して移動する制限ピン４１と、潤滑油が充填されるピン収容室４２と、制限ピン４１を一方向に押すばね４３と、ハウジングロータ３１に設けられて制限ピン４１が嵌り込む制限穴４４とにより構成されている。ピン収容室４２に潤滑油が供給されている状態でベーンロータ３５の回転位相が中間角回転位相にあるとき、制限ピン４１が制限穴４４に嵌りこむ。一方、ピン収容室４２から潤滑油が排出されているときは、制限ピン４１はピン収容室４２に収容される。すなわち、制限ピン４１は、ピン収容室４２の潤滑油の力とばね４３の力との関係に基づいて、ベーン３６から突出する方向とベーン３６に引込む方向との間で動作する。
【００５１】
図３を参照して、第１ＯＣＶ５３の構造について説明する。
第１ＯＣＶ５３は、複数のポートが設けられたスリーブ６１と、このスリーブ６１内で移動するスプール６２とを備えている。
【００５２】
スリーブ６１には、進角室３８に通じる油路に接続される進角ポート６１Ａと、遅角室３９に通じる油路に接続される遅角ポート６１Ｂとが形成されている。これらポートは、スリーブ６１の軸方向に沿って、遅角ポート６１Ｂ、進角ポート６１Ａの順に形成されている。また、スリーブ６１には、上記の各ポートに加えて、潤滑油の供給油路に接続される供給ポート６１Ｃと、進角室３８から潤滑油を排出するための進角排出ポート６１Ｄと、遅角室３９から潤滑油を排出するための遅角排出ポート６１Ｅとが形成されている。
【００５３】
スプール６２には、２つの弁体すなわち進角弁６２Ａおよび遅角弁６２Ｂが設けられている。
進角弁６２Ａは、進角ポート６１Ａに対応して設けられ、進角ポート６１Ａの開口面積を変更する。遅角弁６２Ｂは、遅角ポート６１Ｂに対応して設けられ、遅角ポート６１Ｂの開口面積を変更する。
【００５４】
次に、各弁体の寸法関係について説明する。
なお、以降の説明では、各ポートおよび各弁体において、スプール６２の移動方向と同方向の寸法を幅寸法とする。また遅角ポート６１Ｂから進角ポート６１Ａに向かう方向を右方向とし、この逆方向を左方向とする。
【００５５】
進角弁６２Ａの幅寸法は、進角ポート６１Ａの幅寸法よりも大きい。遅角弁６２Ｂの幅寸法は、遅角ポート６１Ｂの幅寸法よりも大きい。進角弁６２Ａの幅方向中間位置と遅角弁６２Ｂの幅方向中間位置との間の距離ＤＸ１と、進角ポート６１Ａの幅方向中間位置と遅角ポート６１Ｂの幅方向中間位置との間の距離ＤＸ２とを比べると、前者のほうが後者よりも大きい。
【００５６】
次に、ポート付近における弁体とスリーブ６１との接触部分（以下、「オーバラップ」）について説明する。
進角ポート６１Ａ付近において進角弁６２Ａとスリーブ６１とが接触する接触部分の幅方向の距離について、供給ポート６１Ｃ側の幅方向距離を進角供給オーバラップＬＡｘとし、進角排出ポート６１Ｄ側の幅方向距離を進角排出オーバラップＬＡｙとする。
【００５７】
遅角ポート６１Ｂ付近において遅角弁６２Ｂとスリーブ６１とが接触する接触部分の幅方向の距離について、供給ポート６１Ｃ側の幅方向距離を遅角供給オーバラップＬＢｘとし、遅角排出ポート６１Ｅ側の幅方向距離を遅角排出オーバラップＬＢｙとする。
【００５８】
図３に示すように、進角弁６２Ａと遅角弁６２Ｂとの間の中間位置と、進角ポート６１Ａと遅角ポート６１Ｂとの間の中間位置とを一致させる状態にスプール６２をスリーブ６１に対して配置したとき、各オーバラップは次のような関係になる。
・進角供給オーバラップＬＡｘは、進角排出オーバラップＬＡｙよりも小さい。
・遅角供給オーバラップＬＢｘは、遅角排出オーバラップＬＢｙよりも小さい。
・進角供給オーバラップＬＡｘと遅角供給オーバラップＬＢｘは等しい。
・進角排出オーバラップＬＡｙと遅角排出オーバラップＬＢｙは等しい。
・すなわち、（ＬＡｘ＝ＬＢｘ）＜（ＬＡｙ＝ＬＢｙ）の関係が成立する。
【００５９】
以上の構成により次の作用を奏する。
進角弁６２Ａの右端と遅角弁６２Ｂの右端との間の距離ＤＲｓは、進角ポート６１Ａの右端と遅角ポート６１Ｂの右端との間の距離ＤＲｐよりも大きい。
【００６０】
このことは、スプール６２の移動により、進角弁６２Ａの右端と進角ポート６１Ａの右端が一致したとき、遅角弁６２Ｂの右端と遅角ポート６１Ｂに右端が一致せず、遅角ポート６１Ｂが開口し、遅角ポート６１Ｂと供給ポート６１Ｃとが連通することを示す（図４（ｂ）参照）。
【００６１】
同様に、進角弁６２Ａの左端と遅角弁６２Ｂの左端との間の距離ＤＬｓは、進角ポート６１Ａの左端と遅角ポート６１Ｂの左端との間の距離ＤＬｐよりも大きい。
このことは、スプール６２の移動により、遅角弁６２Ｂの左端と遅角ポート６１Ｂの左端が一致したとき、進角弁６２Ａの左端と進角ポート６１Ａに左端が一致せず、進角ポート６１Ａが開口し、進角ポート６１Ａと供給ポート６１Ｃとが連通することを示す（図５（ａ）参照）。
【００６２】
次に、第１ＯＣＶ５３の潤滑油の供給態様を説明する。
第１ＯＣＶ５３の動作モードは、進角モードＭＡ（進角状態）、準進角モードＭＡｘ、保持モードＭＣ（閉鎖状態）、準遅角モードＭＢｘ（準遅角状態）、遅角モードＭＢ（遅角状態）の５つのモードに区分される。
【００６３】
進角モードＭＡは、進角室３８への潤滑油の供給を可能とし、かつ遅角室３９からの潤滑油の排出を可能とする。ベーンロータ３５はハウジングロータ３１に対して進角側に回転する。すなわち、このモードは吸気バルブタイミングＶＴＡの進角に対応する。
【００６４】
準進角モードＭＡｘは、進角室３８への潤滑油の供給を可能とし、かつ遅角ポート６１Ｂを閉鎖する。このモードでは遅角室３９が密閉状態にされているため、ベーンロータ３５の回転位相はハウジングロータ３１に対して保持される。すなわち、吸気バルブタイミングＶＴＡの保持に対応する。
【００６５】
保持モードＭＣは、進角ポート６１Ａを閉鎖しかつ遅角ポート６１Ｂを閉鎖する。ベーンロータ３５とハウジングロータ３１との間の回転位相は保持される。すなわち、このモードは吸気バルブタイミングＶＴＡの保持に対応する。
【００６６】
準遅角モードＭＢｘは、遅角室３９への潤滑油の供給を可能とし、かつ進角ポート６１Ａを閉鎖する。このモードでは進角室３８が密閉状態にされているためベーンロータ３５はハウジングロータ３１に対して保持される。このモードは、吸気バルブタイミングＶＴＡの保持に対応する。
【００６７】
遅角モードＭＢは、遅角室３９への潤滑油の供給を可能とし、かつ進角室３８からの潤滑油の排出を可能とする。ベーンロータ３５はハウジングロータ３１に対して遅角側に回転する。すなわち、このモードは吸気バルブタイミングＶＴＡの遅角に対応する。
【００６８】
図４および図５を参照して、スリーブ６１に対するスプール６２の移動と、第１ＯＣＶ５３の供給態様（動作モード）との関係を説明する。
なお、各ポートの開口面積を次にように定義する。進角ポート６１Ａと供給ポート６１Ｃとが連通する第１連通状態における進角ポート６１Ａの開口面積を供給側の開口面積とする。進角ポート６１Ａと進角排出ポート６１Ｄとが連通する第２連通状態における進角ポート６１Ａの開口面積を排出側の開口面積とする。遅角ポート６１Ｂと供給ポート６１Ｃとが連通する第３連通状態における遅角ポート６１Ｂの開口面積を供給側の開口面積とする。遅角ポート６１Ｂと遅角排出ポート６１Ｅとが連通する第４連通状態における遅角ポート６１Ｂの開口面積を排出側の開口面積とする。
【００６９】
スプール６２は、第１ＯＣＶ５３に入力されるデューティに応じて軸方向に移動する。デューティが大きい値になるにつれてスプール６２は遅角ポート６１Ｂから進角ポート６１Ａの方向に向けて移動する。ここで、スリーブ６１に対するスプール６２の位置を次のように定義する。
【００７０】
スプール６２が最も遅角ポート６１Ｂ側に移動したときの位置を最左位置とする。最左位置からスプール６２が右方向に移動して、進角弁６２Ａの右端と進角ポート６１Ａの右端とが一致したときの位置を第１中間位置とする。更に、スプール６２が右方向に移動して、遅角弁６２Ｂの右端と遅角ポート６１Ｂの右端とが一致したときの位置を第２中間位置とする。更に、スプール６２が右方向に移動して、進角弁６２Ａの左端と進角ポート６１Ａの左端とが一致したときの位置を第３中間位置とする。更に、スプール６２が右方向に移動して、遅角弁６２Ｂの左端と遅角ポート６１Ｂの左端とが一致したときの位置を第４中間位置とする。更に、スプール６２が右方向に移動して、最も進角ポート６１Ａ側に移動したときの位置を最右位置とする。
【００７１】
図４（ａ）は、スリーブ６１に対してスプール６２が第１位置にあるときを示す。
第１位置は、最左位置と第１中間位置との間の範囲を示す。第１位置は遅角モードＭＢに対応する。
【００７２】
このとき、遅角ポート６１Ｂの供給側の開口面積が「０」よりも大きく、かつ進角ポート６１Ａの排出側の開口面積が「０」よりも大きい。こうしたポート同士の連通状態により、潤滑油が遅角室３９に供給されるとともに進角室３８の潤滑油が排出される。
【００７３】
図４（ｂ）は、スリーブ６１に対してスプール６２が第２位置にあるときを示す。
第２位置は、第１中間位置と第２中間位置との間の範囲を示す。第２位置は準遅角モードＭＢｘに対応する。
【００７４】
このとき、遅角ポート６１Ｂの供給側の開口面積が「０」よりも大きく、かつ進角ポート６１Ａの開口面積が「０」となる。こうしたポート同士の連通状態により、潤滑油が遅角室３９に供給される一方、進角室３８が密閉される。
【００７５】
図４（ｃ）は、スリーブ６１に対してスプール６２が第３位置にあるときを示す。
第３位置は、第２中間位置と第３中間位置との間の範囲を示す。第３位置は保持モードＭＣに対応する。
【００７６】
このとき、進角ポート６１Ａの開口面積が「０」、かつ遅角ポート６１Ｂの開口面積が「０」となる。こうしたポート同士の連通状態により、進角室３８および遅角室３９がともに密閉される。
【００７７】
図５（ａ）は、スリーブ６１に対してスプール６２が第４位置にあるときを示す。
第４位置は、第３中間位置と第４中間位置との間の範囲を示す。第４位置は準進角モードＭＡｘに対応する。
【００７８】
このとき、進角ポート６１Ａの供給側の開口面積が「０」よりも大きく、かつ遅角ポート６１Ｂの開口面積が「０」となる。こうしたポート同士の連通状態により、潤滑油が進角室３８に供給される一方、遅角室３９が密閉される。
【００７９】
図５（ｂ）は、スリーブ６１に対してスプール６２が第５位置にあるときを示す。
第５位置は、第４中間位置と最右位置との間の範囲を示す。第５位置は進角モードＭＡに対応する。
【００８０】
このとき、進角ポート６１Ａの供給側の開口面積が「０」よりも大きく、かつ遅角ポート６１Ｂの排出側の開口面積が「０」よりも大きい。こうしたポート同士の連通状態により、潤滑油が進角室３８に供給されるとともに遅角室３９の潤滑油が排出される。
【００８１】
次に、準遅角モードＭＢｘと第１ＯＣＶ５３の構造との関係を説明する。
上記したように、第１ＯＣＶ５３は、寸法上、距離ＤＲｓは距離ＤＲｐよりも大きい。この構成により、進角弁６２Ａに右端と進角ポート６１Ａの右端が一致したとき、遅角弁６２Ｂの右端と遅角ポート６１Ｂに右端が一致せず、遅角ポート６１Ｂが供給側に開口する。すなわち、準遅角モードＭＢｘが構成される。
【００８２】
準進角モードＭＡｘと第１ＯＣＶ５３の構造との関係を説明する。
上記したように、第１ＯＣＶ５３は、寸法上、距離ＤＬｓは距離ＤＬｐよりも大きい。この構成により、遅角弁６２Ｂに左端と遅角ポート６１Ｂの左端が一致したとき、進角弁６２Ａの左端と進角ポート６１Ａに左端が一致せず、進角ポート６１Ａが供給側に開口する。すなわち、準進角モードＭＡｘが構成される。
【００８３】
図６を参照して、デューティと、進角ポート６１Ａおよび遅角ポート６１Ｂの開口面積と、吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度との関係を説明する。
なお、デューティと吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度との関係は、潤滑油の温度、油圧、オイルポンプ５２からの潤滑油の供給油量、バルブタイミング可変機構３０内の各摺動部品のフリクションの大きさ等により、変化する。
【００８４】
デューティがとり得る値の設定範囲は、第１ＯＣＶ５３の構造と関係付けられて進角帯ＡＲＡと、進角準不感帯ＡＲＨと、中間不感帯ＡＲＭと、遅角準不感帯ＡＲＬと、遅角帯ＡＲＢとの５つの領域に区分される。
・進角帯ＡＲＡは、進角モードＭＡすなわち第５位置に対応する。
・進角準不感帯ＡＲＨは、準進角モードＭＡｘすなわち第４位置に対応する。
・中間不感帯ＡＲＭは、保持モードＭＣすなわち第３位置に対応する。
・遅角準不感帯ＡＲＬは、準遅角モードＭＢｘすなわち第２位置に対応する。
・遅角帯ＡＲＢは、遅角モードＭＢすなわち第１位置に対応する。
【００８５】
（ａ）図６（ｂ）に示すようにデューティが遅角帯ＡＲＢの値をとるとき、第１ＯＣＶ５３は遅角モードＭＢで動作する。遅角ポート６１Ｂの供給側の開口面積は進角ポート６１Ａの排出側の開口面積よりも常に大きい。そして、デューティが小さくなるにつれて遅角ポート６１Ｂの供給側の開口面積および進角ポート６１Ａの排出側の開口面積が大きくなる。また、図６（ａ）に示すようにデューティが小さくなるにつれて遅角側への吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度が大きくなる。
【００８６】
（ｂ）図６（ｂ）に示すようにデューティが遅角準不感帯ＡＲＬの値をとるとき、第１ＯＣＶ５３は準遅角モードＭＢｘで動作する。遅角ポート６１Ｂは供給側に開口し、進角ポート６１Ａの開口面積は「０」である。そして、デューティが大きくなるにつれて遅角ポート６１Ｂの供給側の開口面積が小さくなる。図６（ａ）に示すようにデューティが変わっても吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度は殆ど「０」である。
【００８７】
（ｃ）図６（ｂ）に示すようにデューティが中間不感帯ＡＲＭの値をとるとき、第１ＯＣＶ５３は保持モードＭＣで動作する。進角ポート６１Ａは進角弁６２Ａにより閉鎖され、かつ遅角ポート６１Ｂは遅角弁６２Ｂにより閉鎖されているため、進角ポート６１Ａの供給側および排出側の開口面積、ならびに遅角ポート６１Ｂの供給側および排出側の開口面積はいずれも「０」である。図６（ａ）に示すようにデューティが変わっても吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度は殆ど「０」である。
【００８８】
（ｄ）図６（ｂ）に示すようにデューティが進角準不感帯ＡＲＨの値をとるとき、第１ＯＣＶ５３は準進角モードＭＡｘで動作する。進角ポート６１Ａは供給側に開口し、遅角ポート６１Ｂの開口面積は「０」である。そして、デューティが小さくなるにつれて進角ポート６１Ａの供給側の開口面積が小さくなる。図６（ａ）に示すようにデューティが変わっても吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度は殆ど「０」である。
【００８９】
（ｅ）図６（ｂ）に示すようにデューティが進角帯ＡＲＡの値をとるとき、第１ＯＣＶ５３は進角モードＭＡで動作する。進角ポート６１Ａの供給側の開口面積は遅角ポート６１Ｂの排出側の開口面積よりも常に大きい。そして、デューティが大きくなるにつれて進角ポート６１Ａの供給側の開口面積および遅角ポート６１Ｂの排出側の開口面積が大きくなる。また、図６（ａ）に示すようにデューティが大きくなるにつれて進角側への吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度が大きくなる。
【００９０】
次に、バルブタイミング制御について説明する。
バルブタイミング制御は、吸気バルブタイミングＶＴＡを目標バルブタイミング（以下、「目標位相ＶＴＴ」）に変更する。
【００９１】
バルブタイミング制御は、当該制御時の実位相ＶＴＲを目標位相ＶＴＴに収束させるフィードバック制御と、保持デューティを学習する学習制御（以下、「保持デューティ学習制御」）と、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持する制御（以下、「最遅角制御」）とを含む。
【００９２】
なお、保持デューティは、吸気バルブタイミングＶＴＡを所定値に保持するデューティを示す。
吸気バルブタイミングＶＴＡの変動は、進角室３８または遅角室３９内の潤滑油の抜けに伴って生じるベーンロータ３５の回転位相の変動、すなわち吸気バルブタイミングＶＴＡが進角側および遅角側に変動することを示す。
【００９３】
フィードバック制御について説明する。
制御装置７０は、内燃機関１の運転状態および機関負荷状態に基づいて同状態に適した目標位相ＶＴＴを算出する。一方、クランク角度信号ＣＡおよび吸気カム角度信号ＤＡに基づいて当該処理時での実位相ＶＴＲを算出する。これらの値は演算周期毎に更新される。次に、目標位相ＶＴＴと実位相ＶＴＲとの位相差ＶＴＤを求め、位相差ＶＴＤに対応するデューティを算出する。
【００９４】
具体的には、デューティは、ＰゲインパラメータとＤゲインパラメータを用いて次の（１）式により算出される。
デューティ＝保持デューティ＋Ｐ×位相差＋Ｄ×位相差の変化量  ・・・（１）
・位相差ＶＴＤ＝目標位相ＶＴＴ−実位相ＶＴＲ
・「Ｐ」はＰゲインパラメータを示し、水温と内燃機関１の回転速度と「Ｐ」との関係を示すマップに基づいて与えられる。
・「Ｄ」はＤゲインパラメータを示し、水温と内燃機関１の回転速度と「Ｄ」との関係を示すマップに基づいて与えられる。
【００９５】
フィードバック制御によれば、実位相ＶＴＲと目標位相ＶＴＴとの間の位相差ＶＴＤが大きいとき、デューティを保持デューティから離れた値に設定する。このとき、吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度は大きい。一方、実位相ＶＴＲと目標位相ＶＴＴとの間の位相差ＶＴＤが小さいとき、デューティを保持デューティに近い値に設定する。このとき、吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度は小さい。すなわち、実位相ＶＴＲが目標位相ＶＴＴに近づくにつれて、吸気バルブタイミングＶＴＡの変位速度を小さくし、実位相ＶＴＲを目標位相ＶＴＴに収束させる。
【００９６】
図７を参照して、バルブタイミング制御の手順を説明する。
なお同処理は、電子制御装置７１により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
ステップＳ１１０において、目標位相ＶＴＴと実位相ＶＴＲとの位相差ＶＴＤの絶対値が許容値ＨＡよりも大きい否かを判定する。すなわち、実位相ＶＴＲが目標位相ＶＴＴに収束しているか否かを判定する。
【００９７】
位相差ＶＴＤの絶対値が許容値ＨＡ以下であるとき、ステップＳ１２０において保持デューティを記憶し、更にステップＳ１３０において「最遅角制御」を実行する。最遅角制御では、目標位相ＶＴＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎにある場合にデューティを変更する。目標位相ＶＴＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎ以外の場合は、デューティを変更しない。そして、ステップＳ１４０において、当該デューティに基づいて第１ＯＣＶ５３を駆動する。
【００９８】
一方、位相差ＶＴＤの絶対値が許容値ＨＡよりも大きいとき、ステップＳ１５０において上記に示したフィードバック制御によりデューティを算出する。そして、ステップＳ１４０において当該デューティに基づいてＯＣＶ制御する。
【００９９】
図８を参照して、最遅角制御について説明する。
吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持するとき、第１ＯＣＶ５３を保持デューティで駆動すると、次の問題が生じる。
【０１００】
保持デューティ学習制御によれば、保持デューティは通常中間不感帯ＡＲＭに設定される。この場合、進角室３８および遅角室３９が密閉状態にされる。しかし、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎに維持するとき第１ＯＣＶ５３の動作モードを保持モードＭＣにすると、両室の密閉状態が持続し、進角室３８および遅角室３９からの潤滑油の漏れに起因してベーンロータ３５の回転位相が進角側および遅角側に変動する。このため、ベーン３６の端面３６Ａとベーン収容室３７の端面３７Ａとが衝突を繰り返す。そして、進角室３８および遅角室３９の潤滑油の漏れ量が大きいとき、ベーンロータ３５の回転を抑制する力が小さくなるため、その衝突力は大きくなる。
【０１０１】
そこで、保持モードＭＣによる最遅角位相ＶＴｍｉｎの保持に代えて、次の方法（以下、「比較方法」）により吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持することも考えられる。
【０１０２】
吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持するとき、ベーンロータ３５を遅角側に最大限の力で回転させる。すなわち、遅角室３９への潤滑油の供給量を最大にし、かつ進角室３８から潤滑油の排出量を最大にすることにより、ベーンロータ３５のベーン３６の端面３６Ａをベーン収容室３７の端面３７Ａに押し付ける。これにより、ベーンロータ３５の回転位相を最遅角回転位相に保持する。
【０１０３】
しかし、この制御の場合、遅角室３９に供給する潤滑油の油圧を所定油圧以上に保持する必要がある。しかし、油温が高くなると油圧が低下するため、ベーン３６がベーン収容室３７の端面３７Ａを押す力が小さくなり、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が進角方向および遅角方向に回転してベーン３６の端面３６Ａとベーン収容室３７の端面３７Ａとが衝突する。また、この方法の場合、進角室３８と進角排出ポート６１Ｄとを連通し、かつ進角排出ポート６１Ｄの開口面積を最大とするため、進角室３８には潤滑油が殆どない状態となっており、ベーンロータ３５の回転を抑制する力が小さい状態となっている。このようなことから、上記ベーンロータ３５の進角方向および遅角方向に回転が生じたときには、ベーン３６とハウジングロータ３１との衝突力が大きい。
【０１０４】
以上のように、上記比較方法では、ベーンロータ３５のベーン３６の端面３６Ａとベーン収容室３７の端面３７Ａとが衝突する事象が生じるおそれがある。そこで、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持するとき、次の最遅角制御を実行する。
【０１０５】
バルブタイミング制御のステップＳ１２０において保持デューティが学習された後、次の判定を行う。
ステップＳ２１０において、目標位相ＶＴＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎであるか否か、およびステップＳ２２０において実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎにあるか否かについて判定する。そして両者が肯定判定されるとき、ステップＳ２３０において、第１ＯＣＶ５３のデューティを遅角準不感帯ＡＲＬ内の所定値に設定する。
【０１０６】
一方、ステップＳ２１０において否定判定されたとき、またはステップＳ２２０において否定判定されたとき、すなわち、目標位相ＶＴＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎ以外のとき、または実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎ以外のときは、最遅角制御は終了する。
【０１０７】
最遅角制御の作用を説明する。
目標位相ＶＴＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎにあり、かつ実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎのとき、第１ＯＣＶ５３のデューティを遅角準不感帯ＡＲＬ内の所定値に設定する。すなわち、遅角室３９に潤滑油が供給されるため、遅角室３９を閉鎖する制御と比較して、遅角室３９の油圧が変動しにくい。このため、遅角室３９の油圧の変動に起因する吸気バルブタイミングＶＴＡの進角側への変化が生じにくくなる。
【０１０８】
また、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのときに進角室３８が閉鎖されるため、進角室３８に潤滑油が存在している状態が保たれる。このため、進角室３８から潤滑油の全部を排出した状態で吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持する制御と比較して、ベーン３６の端面３６Ａとベーン収容室３７の端面３７Ａとが接触しにくい。このため、ベーン３６の端面３６Ａとベーン収容室３７の端面３７Ａとが衝突するときの力が小さくなる。
【０１０９】
図９を参照して、バルブタイミング制御において目標位相ＶＴＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎに設定されたときの実位相ＶＴＲおよびデューティの推移の一例について説明する。
時刻ｔ０、すなわち吸気バルブタイミングＶＴＡが所定の目標位相ＶＴＴに収束している状態を示す。このとき、第１ＯＣＶ５３に入力されるデューティは保持デューティに保持されている。保持デューティは中間不感帯ＡＲＭ内にある。
【０１１０】
時刻ｔ１、すなわち機関運転状態に応じて目標位相ＶＴＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎに値に設定される。このとき、デューティは、遅角帯ＡＲＢ内の所定値に設定される。そして、フィードバック制御により、実位相ＶＴＲが目標位相ＶＴＴに近づくにつれてデューティは保持デューティに近い値に設定される。
【０１１１】
時刻ｔ２、すなわち、最遅角位相ＶＴｍｉｎと実位相ＶＴＲとの差である位相差ＶＴＤの絶対値が許容値ＨＡ以下となる。このとき、実位相ＶＴＲが目標位相ＶＴＴに収束している旨判定し、当該判定時のデューティを保持デューティとして記憶する（保持デューティ学習）。
【０１１２】
そして、実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎにあるか否かについて判定する（ステップＳ２２０）。そして、当該判定が肯定判定されるときは、遅角準不感帯ＡＲＬの中間値をデューティとして設定する。すなわち、デューティとしての当該中間値に基づいて第１ＯＣＶ５３を駆動する。
【０１１３】
次に、上記比較制御と比較して、本実施形態の制御について説明する。
比較制御では、時刻ｔ２において、目標位相ＶＴＴと実位相ＶＴＲとの差である位相差ＶＴＤの絶対値が許容値ＨＡ以下となったとき、デューティとして遅角帯ＡＲＢの最も小さい値に設定し第１ＯＣＶ５３を駆動する。この駆動の場合、遅角室３９への潤滑油の油圧が小さいときは、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角方向および遅角方向に回転する。すなわち、図９（ｃ）の破線に示されるように、吸気バルブタイミングＶＴＡが大きく変動する。
【０１１４】
これに対して、本実施形態では、実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎのとき、すなわち実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎにあると実質的にみなせるとき、上記に示したように遅角準不感帯ＡＲＬの中間値をデューティとして用いる。このため、遅角室３９に潤滑油が供給され、かつ進角室３８からの潤滑油の排出が停止される。すなわち、遅角室３９への潤滑油の供給により吸気バルブタイミングＶＴＡの進角側への変化が生じにくくなり、かつ進角室３８に潤滑油が存在する状態で保たれることにより、ベーン３６の端面３６Ａとベーン収容室３７の端面３７Ａとが接触しにくくなる。このようにして、図９（ｃ）の実線に示されるように、比較制御に比べて、吸気バルブタイミングＶＴＡの変動が小さくなる。
【０１１５】
（実施形態の効果）
本実施形態の可変動弁装置２０によれば以下の効果が得られる。
（１）本実施形態では、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのとき、第１ＯＣＶ５３の動作モードを準遅角モードＭＢｘ（準遅角状態）に設定する。
【０１１６】
本構成によれば、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのときに遅角室３９に潤滑油が供給されるため、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持する要求があるときに遅角室３９を閉鎖する可変動弁装置２０と比較して、遅角室３９の油圧が変動しにくい。このため、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持する要求があるとき、遅角室３９の油圧の変動にともない吸気バルブタイミングＶＴＡが進角側に変化することが抑制される。このため、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５との衝突が生じにくくなる。
【０１１７】
また、上記構成によれば、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのときに進角室３８が閉鎖される。このため、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのときに進角室３８を開放する可変動弁装置と比較して、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角方向に回転しようとするときにハウジングロータ３１とベーンロータ３５との間に潤滑油が存在する状況が生じやすい。このため、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５との衝突が生じにくくなる。
【０１１８】
なお、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５との間に潤滑油が存在する状況が生じる理由としては、進角室３８が閉鎖される前から進角室３８に潤滑油が存在し、進角室３８が閉鎖されることにより同潤滑油が進角室３８にそのまま残存しているというものが挙げられる。また、この他には次のものが挙げられる。すなわち、進角ポート６１Ａ（進角室対応ポート）が閉鎖されることにより進角室３８が閉鎖されたとき、進角ポート６１Ａと進角室３８のポートとを互いに接続する油路には潤滑油が残存している。そして、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最遅角位相ＶＴｍｉｎから進角側に回転したときに上記油路の潤滑油が進角室３８に流れることにより、ベーンロータ３５とハウジングロータ３１との間に潤滑油が存在する。
【０１１９】
（２）本実施形態では、機関運転状態が最遅角運転状態すなわち省エネ運転のとき、第１ＯＣＶ５３の動作モードを準遅角モードＭＢｘ（準遅角状態）に設定する。すなわち、省エネ運転において吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持するときに、第１ＯＣＶ５３の動作モードを準遅角モードＭＢｘに設定する。これによっても、上記（１）と同様の効果を奏する。
【０１２０】
（３）本実施形態では、吸気バルブタイミングＶＴＡが進角側範囲（最進角位相ＶＴｍａｘから最遅角位相ＶＴｍｉｎの直前位相までの範囲）から最遅角位相ＶＴｍｉｎに変化したとき、第１ＯＣＶ５３の動作モードを準遅角モードＭＢｘ（準遅角状態）に設定する。すなわち、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎに至ったとき、第１ＯＣＶ５３の動作モードを準遅角モードＭＢｘ（準遅角状態）に設定する。このため、上記（１）と同様の効果を奏する。
【０１２１】
（４）本実施形態では、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎよりも進角側の所定の位相で固定する位相固定機構４０が設けられ、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに固定する位相固定機構４０は設けられていない。
【０１２２】
吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに固定する機構が設けられていない内燃機関１の可変動弁装置２０は、同機構が設けられている可変動弁装置２０に比べて、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持するときの吸気バルブタイミングＶＴＡが変動する。
【０１２３】
そこで、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのとき、第１ＯＣＶ５３の動作モードを準遅角モードＭＢｘに設定する。これにより、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持する要求に応じて吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持するとき吸気バルブタイミングＶＴＡが不安定となることを抑制することができる。
【０１２４】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１２５】
・上記実施形態（図８）では、最遅角制御のステップＳ２３０においてデューティを遅角準不感帯ＡＲＬ内の所定値に設定しているが、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持するときのデューティは特定の値に限定されない。すなわち、遅角準不感帯ＡＲＬ内の値であればよい。
【０１２６】
・上記実施形態では、機関運転状態が省エネ運転のとき、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに設定する。すなわち、機関運転状態を省エネ運転にすることと、デューティを遅角準不感帯ＡＲＬ内の値に設定することは関連付けられる。
【０１２７】
このことから、吸気バルブタイミングＶＴＡの実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎに収束する所定時間（以下、「推定所定時間」）を予め取得しておくことにより、機関運転状態が省エネ運転とするとき、推定所定時間の経過後にデューティを遅角準不感帯ＡＲＬ内の値に設定する制御を行ってもよい。この制御によっても、上記（１）と同様の効果を奏する。
【０１２８】
・上記実施形態（図７）では、バルブタイミング制御において、目標位相ＶＴＴを最遅角位相ＶＴｍｉｎに設定するとき、毎回、最遅角制御を行うが、これに代えて次のように制御してもよい。
【０１２９】
すなわち、油温度（水温度）が低くかつ油量（内燃機関１の回転速度が高い）が大きいとき、すなわち油圧が所定基準値よりも大きく、吸気バルブタイミングＶＴＡの進角側および遅角側への変動が小さいと推定することができるとき、比較制御と同様の制御すなわちデューティを遅角帯ＡＲＢの最小値に設定する制御を行う。例えば、次のように実行する。
【０１３０】
（ａ）最遅角制御において、実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎのとき、油温または水温が基準温度未満のときかつ内燃機関１の回転速度が判定値より大きいとき、デューティを遅角帯ＡＲＢの最小値に設定する。
【０１３１】
（ｂ）最遅角制御において、実位相ＶＴＲが最遅角位相ＶＴｍｉｎのとき、油温または水温が基準温度以上または内燃機関１の回転速度が判定値以下のとき、デューティを遅角準不感帯ＡＲＬ内の所定値に設定する。
【０１３２】
・上記実施形態（図８）では、最遅角制御において、目標位相ＶＴＴを最遅角位相ＶＴｍｉｎに設定するとき、第１ＯＣＶ５３の動作モードを準遅角モードＭＢｘ（準遅角状態）に設定することにより、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５とが接触しにくくする。これに対し、バルブタイミング可変機構３０を次の構成とすることによっても同様の効果を得ることができる。
【０１３３】
図１０を参照して、バルブタイミング可変機構３０の変形例を説明する。
変形例にかかるバルブタイミング可変機構３０Ａのスプロケット３３には、遅角連通路３３Ａが形成されている。遅角連通路３３Ａは、所定のベーン収容室３７に対応する面に溝として設けられ、スプロケット３３の周方向に沿うように形成されている。ベーン３６は遅角連通路３３Ａの蓋として機能する。
【０１３４】
ベーンロータ３５が最遅角回転位相よりも進角側にあるとき、遅角連通路３３Ａは遅角室３９に接続され、かつ遅角連通路３３Ａは進角室３８には接続されない。一方、ベーンロータ３５が最遅角回転位相にあるとき、遅角連通路３３Ａが進角室３８および遅角室３９に接続される。すなわち、ベーンロータ３５が最遅角回転位相にあるときだけ、進角室３８と遅角室３９とが遅角連通路３３Ａにより連通する。
【０１３５】
吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎとなったとき進角室３８と遅角室３９とが連通するため、遅角室３９から進角室３８に潤滑油が供給される。このとき、進角室３８の潤滑油が緩衝材となるため、吸気バルブタイミングＶＴＡの最遅角位相ＶＴｍｉｎへの移動速度が緩和される。
【０１３６】
すなわち、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのとき、進角室３８と遅角室３９とが互いに連通されることにより遅角室３９から進角室３８に潤滑油が供給される。このため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角方向に回転しようとするときにベーンロータ３５とハウジングロータ３１との間に潤滑油が存在する状況が生じる。これにより、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角方向に回転するとき、回転速度が過度に大きい状態でベーンロータ３５がハウジングロータ３１に接触することが抑制される。すなわち、ベーンロータ３５とハウジングロータ３１とが互いに接触するときの力が小さくなる。
【０１３７】
・変形例にかかるバルブタイミング可変機構３０Ａでは、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのときの第１ＯＣＶ５３の制御について規定していないが、同時期において、第１ＯＣＶ５３の動作モードを準遅角モードＭＢｘ（準遅角状態）または遅角モードＭＢ（遅角状態）にしてもよい。この場合においても、バルブタイミング可変機構３０の変形例に準じた効果を得ることができる。また、準遅角モードＭＢｘ（準遅角状態）または遅角モードＭＢ（遅角状態）の制御時間に応じて同効果を持続させることができる。
【０１３８】
すなわち、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎのときに第１ＯＣＶ５３の動作状態を準遅角モードＭＢｘまたは遅角モードＭＢにするため、遅角室３９から進角室３８に潤滑油が供給される。進角室３８の潤滑油が緩衝材となるため、吸気バルブタイミングＶＴＡが最遅角位相ＶＴｍｉｎへの移動速度が緩和される。すなわち、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５とが互いに衝突するときの力が小さくなる。
【０１３９】
・上記実施形態（図２）では、中間角位相ＶＴｍｄｌで吸気バルブタイミングＶＴＡを固定するバルブタイミング可変機構３０に対して本発明を適用しているが、中間角位相ＶＴｍｄｌ以外で固定するバルブタイミング可変機構３０に対しても本発明を適用することができる。例えば、最遅角位相ＶＴｍｉｎで吸気バルブタイミングＶＴＡを固定する位相固定機構４０を有するバルブタイミング可変機構３０に本発明を適用することができる。
【０１４０】
迅速に吸気バルブタイミングＶＴＡを変更することが要求される運転状態にあるときは当該位相固定機構４０を用いて吸気バルブタイミングＶＴＡを固定するよりも、本発明の最遅角制御に基づいて吸気バルブタイミングＶＴＡを固定する方が当該要求に対応可能となる。このため、最遅角位相ＶＴｍｉｎで吸気バルブタイミングＶＴＡを固定するバルブタイミング可変機構３０に対しても本発明が有用である。
【０１４１】
・上記実施形態（図２）では、位相固定機構４０のあるバルブタイミング可変機構３０に対して本発明を適用しているが、位相固定機構４０のないバルブタイミング可変機構に対しても本発明を適用することができる。
【０１４２】
・上記実施形態では、吸気バルブタイミングＶＴＡを最遅角位相ＶＴｍｉｎに保持するときの制御について、本発明（最遅角制御）を実行しているが、吸気バルブタイミングＶＴＡを最進角位相ＶＴｍａｘに保持するときの制御について、本発明に準じた制御（以下、「最進角制御」）を実行することもできる。
【０１４３】
具体的には、目標位相ＶＴＴが最進角位相ＶＴｍａｘであり、かつ実位相ＶＴＲが最進角位相ＶＴｍａｘのとき、デューティを進角準不感帯ＡＲＨ内の所定値に設定する。この制御によれば、ベーン３６の進角側の端面とベーン収容室３７の端面との衝突の力を小さくすることができる。
【０１４４】
なお、「最進角位相ＶＴｍａｘ」には次の吸気バルブタイミングＶＴＡが含まれる。
すなわち、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最大限に進角方向に回転した状態、すなわちベーンロータ３５の少なくとも一部とハウジングロータ３１の少なくとも一部とが互いに接触していることにより、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の進角方向への回転が規制された状態を最進角基準状態とする。そして、ハウジングロータ３１およびベーンロータ３５の状態が最進角基準状態のときの吸気バルブタイミングＶＴＡ（Ａ）と、実際の吸気バルブタイミングＶＴＡが同吸気バルブタイミングＶＴＡ（Ａ）のときに得られる機関運転状態と実質的に同じ機関運転状態が得られる吸気バルブタイミングＶＴＡの範囲とを含む。
【０１４５】
さらに吸気バルブタイミングＶＴＡを最進角位相ＶＴｍａｘに保持するときの最進角制御に代えて、図１０に示すバルブタイミング可変機構３０Ａに対応する構成を採用することができる。すなわち、吸気バルブタイミングＶＴＡが最進角位相ＶＴｍａｘのときに進角室３８と遅角室３９とを互いに連通する「進角連通路」を可変動弁装置２０に設ける。
【０１４６】
・上記実施形態では、吸気側のバルブタイミング可変機構３０に本発明を適用しているが、排気側のバルブタイミング可変機構において、本発明を適用することもできる。
【符号の説明】
【０１４７】
１…内燃機関、１０…機関本体、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…オイルパン、１４…燃焼室、１５…クランクシャフト、２０…可変動弁装置、２１…吸気バルブ、２２…吸気カムシャフト、２３…排気バルブ、２４…排気カムシャフト、３０…バルブタイミング可変機構（可変動弁機構）、３０Ａ…バルブタイミング可変機構、３１…ハウジングロータ（入力回転体）、３１Ａ…区画壁、３２…ハウジング本体、３３…スプロケット、３３Ａ…遅角連通路、３４…カバー、３５…ベーンロータ（出力回転体）、３６…ベーン、３６Ａ…端面、３７…ベーン収容室、３７Ａ…端面、３８…進角室、３９…遅角室、４０…位相固定機構、４１…制限ピン、４２…ピン収容室、４３…ばね、４４…制限穴、５０…潤滑装置、５１…潤滑油路、５２…オイルポンプ、５３…第１ＯＣＶ（油路変更機構）、５４…第２ＯＣＶ（油路変更機構）、６１…スリーブ、６１Ａ…進角ポート、６１Ｂ…遅角ポート、６１Ｃ…供給ポート、６１Ｄ…進角排出ポート、６１Ｅ…遅角排出ポート、６２…スプール、６２Ａ…進角弁、６２Ｂ…遅角弁、７０…制御装置、７１…電子制御装置、７２…クランクポジションセンサ、７３…吸気カムポジションセンサ。
【図１】
2012241599.tif 000003
【図２】
2012241599.tif 000004
【図３】
2012241599.tif 000005
【図４】
2012241599.tif 000006
【図５】
2012241599.tif 000007
【図６】
2012241599.tif 000008
【図７】
2012241599.tif 000009
【図８】
2012241599.tif 000010
【図９】
2012241599.tif 000011
【図１０】
2012241599.tif 000012