(57)【要約】【課題】機関始動後、バルブタイミングを変更するに際してロック機構のロック解除を速やかに行う一方、機関停止の際には、ロック機構を通じてバルブタイミングが最進角時期又は最遅角時期にロックされる頻度を高め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】ロック機構は、遅角室５２に制御弁２３を通じてロック解除圧以上の油圧をもって作動油が供給されることに伴ってロック状態が解除されるものであり、このロック解除圧が位相変更圧よりも低く設定されている。さらに、制御弁２３による切替操作を通じて進角室５１に供給路２１Ａを介し作動油を供給して相対回転位相を変更するときに進角室５１から作動油が排出されることを規制する逆止弁２４が供給路２１Ａに設けられている。【選択図】図４
2013036374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸と連動する第１の回転体及び排気用のカム軸と連動する第２の回転体の相対回転位相を進角用及び遅角用の各油圧室に対する作動油の給排操作を通じて変更することで排気バルブのバルブタイミングを可変とする可変機構と、前記各油圧室に対する作動油の給排状態を切り替えるための切替操作を行う制御弁と、前記相対回転位相を最進角位相にロックするロック機構とを有する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ロック機構は、前記遅角用の油圧室に前記制御弁を通じてロック解除圧以上の油圧をもって作動油が供給されることに伴ってロック状態が解除されるものであり、前記ロック解除圧が前記相対回転位相を変更することのできる作動油の最低圧力よりも低く設定されてなり、
前記制御弁による前記切替操作を通じて前記進角用の油圧室に作動油を供給するための供給路において同供給路には前記相対回転位相を変更するときに前記進角用の油圧室から作動油が排出されることを規制する弁が設けられてなる
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。
【請求項２】
クランク軸と連動する第１の回転体及び吸気用のカム軸と連動する第２の回転体の相対回転位相を進角用及び遅角用の各油圧室に対する作動油の給排操作を通じて変更することで吸気バルブのバルブタイミングを可変とする可変機構と、前記各油圧室に対する作動油の給排状態を切り替えるための切替操作を行う制御弁と、前記相対回転位相を最遅角位相にロックするロック機構とを有する内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記ロック機構は、前記進角用の油圧室に前記制御弁を通じてロック解除圧以上の油圧をもって作動油が供給されることに伴ってロック状態が解除されるものであり、前記ロック解除圧が前記相対回転位相を変更することのできる作動油の最低圧力よりも低く設定されてなり、
前記制御弁による前記切替操作を通じて前記遅角用の油圧室に作動油を供給するための供給路において同供給路には前記相対回転位相を変更するときに前記遅角用の油圧室から作動油が排出されることを規制する弁が設けられてなる
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、クランク軸と連動する第１の回転体及びカム軸と連動する第２の回転体の相対回転位相を進角用及び遅角用の各油圧室に対する作動油の給排操作を通じて変更することでバルブタイミングを可変とする可変機構と、各油圧室に対する作動油の給排状態を切り替えるための切替操作を行う制御弁と、相対回転位相を最進角位相又は最遅角位相にロックするロック機構と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。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のバルブタイミング制御装置では、カム軸により開閉駆動される吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを機関運転状態に応じて変更するようにしている。こうしたバルブタイミング制御装置のうち、特に油圧回転駆動式の可変機構を有するものにあっては、クランク軸に対するカム軸の回転位相を作動油の油圧を利用して変化させることでバルブタイミングが変更される。すなわち、この可変機構は、クランク軸と連動して回転する第１の回転体とカム軸と連動して回転する第２の回転体とによって区画形成される進角用の油圧室（「進角室」）及び遅角用の油圧室（「遅角室」）に対する作動油の給排状態を変更し、両回転体を相対回転させて目標位相に保持することにより、吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングが機関運転状態に応じた時期となるようにこれを制御する。また、これら進角室及び遅角室に対する作動油の給排態様は、制御弁によって制御される。
【０００３】
ところで、例えば内燃機関の運転を停止してから長時間が経過したときのように、可変機構の進角室及び遅角室をはじめとする油圧系に作動油がほとんど残留していない状況の下で機関始動する場合には、両回転体の相対回転位相を機関始動時に好適な目標位相に保持すること、すなわちバルブタイミングを機関始動時に適した時期に保持することが困難になる。
【０００４】
そこで、従来のバルブタイミング制御装置では、第１の回転体及び第２の回転体の相対回転位相を機械的にロックするロック機構を搭載し、こうしたロック機構のロック操作を通じてバルブタイミングを機関始動時に適した時期にロックするようにしている。こうしたロック機構として、例えば特許文献１に記載されるように、両回転体の相対回転位相を最遅角位相にロックする、すなわち吸気バルブのバルブタイミングを最遅角時期にロックするものが提案されている。これら両回転体は、一方の回転体に設けられたロックピンがスプリングによって他方の回転体に向けて付勢されており、このロックピンが他方の回転体に設けられたロック穴に嵌入することによりロック状態を維持している。その一方、進角室に対して作動油を供給することを通じて、スプリングの弾性力に抗してロックピンがロック穴から脱抜する油圧、すなわちロック状態を解除することのできる作動油の最低圧力（ロック解除圧Ｐα）以上の油圧をロックピンに作用させることによりロック状態を解除する。すなわち、進角室に供給される作動油は、相対回転位相を目標位相に変更する役割のほか、ロック状態を解除する役割も担っている。
【０００５】
なお、特許文献１には記載されていないが、排気バルブのバルブタイミングをロックする場合には、通常、両回転体の相対回転位相を最進角位相にロックすることが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２２７３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、機関始動後にバルブタイミングを変更する際には、ロック解除が行われた後、両回転体の相対回転位相を変更する必要がある。これは、ロック解除が不完全のまま両回転体の相対回転位相を変更させようとすると、ロックピンがロック穴に引っかかり速やかに両回転体の相対回転位相を変更することができないためである。そしてこれを解決するためには、カムトルク変動の他、第２の回転体の慣性力や各部位の摩擦力等に抗して両回転体の相対回転位相を変更することのできる作動油の最低圧力（位相変更圧Ｐβ）よりもロック解除圧Ｐαを小さく設定し、作動油の油圧が機関回転速度の上昇に伴って増加する場合に予めロック解除を完了させ、その後に両回転体を相対回転させるようにすることが望ましい。
【０００８】
しかし、このように位相変更圧Ｐβ及びロック解除圧Ｐαの大小関係を設定すると、機関停止の際に機関回転速度の低下に伴い、オイルポンプを通じて進角室又は遅角室に供給される作動油の圧力（供給圧Ｐ）が低下してもロック機構がロック状態に移行し難くなる。これは以下の理由による。すなわち、供給圧Ｐがロック解除圧Ｐα未満となるまで機関回転速度が低下した場合にロック状態となるが、供給圧Ｐが位相変更圧Ｐβよりも低い状況下では、カムトルク変動の影響により進角室又は遅角室に供給されている作動油が供給路を逆流するようになる。このため、相対回転位相が進角及び遅角に変動し、ロックピンを速やかにロック穴に嵌入させることができなくなるからである。
【０００９】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関始動後、バルブタイミングを変更するに際してロック機構のロック解除を速やかに行う一方、機関停止の際には、ロック機構を通じてバルブタイミングが最進角時期又は最遅角時期にロックされる頻度を高め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】
本発明にかかるバルブタイミング制御装置は、可変機構は排気バルブのバルブタイミングを可変とするものであり、ロック機構は、両回転体の相対回転位相を最進角位相でロックする、すなわちバルブタイミングを最進角時期にロックするものであることを前提としている。また、ロック機構は、遅角室に制御弁を通じてロック解除圧Ｐα以上の油圧をもって作動油が供給されることに伴ってロック状態が解除されるものであり、このロック解除圧Ｐαが位相変更圧Ｐβよりも低く設定されている。さらに、制御弁による切替操作を通じて進角用の油圧室に作動油を供給するための供給路において同供給路には相対回転位相を変更するときに進角用の油圧室から作動油が排出されることを規制する弁が設けられている。
【００１１】
ロック解除圧Ｐαが位相変更圧Ｐβよりも小さく設定されているため、機関始動後にバルブタイミングを変更する際には、まずロック解除が行われた後に両回転体の相対回転位相が変更される。換言すれば、ロック解除が不完全の状態で両回転体の相対回転位相が変更されロックピンがロック穴に引っかかるといった事態を招くことを回避することができる。
【００１２】
その一方、機関停止の際に機関回転速度が低下することに伴い進角室に対する作動油の供給圧Ｐが位相変更圧Ｐβより低下しても、カムトルク変動の影響によって進角室の作動油が供給路に逆流することを弁によって抑制することができ、最進角位相まで変更された両回転体の相対回転位相が遅角側に変化することを抑制することができるようになる。その結果、進角室に対する作動油の供給圧Ｐがロック解除圧Ｐαより低下した際にロックピンがロック穴に嵌入されやすくなり、機関停止の際にロック機構を通じてバルブタイミングが最進角時期にロックされる頻度を高めることができる。
【００１３】
一方、吸気バルブのバルブタイミングを可変とするバルブタイミング制御装置の場合には、ロック機構として両回転体の相対回転位相を最遅角位相でロックする、すなわちバルブタイミングを最遅角時期にロックするものを採用する。また、ロック機構は、進角室に制御弁を通じてロック解除圧Ｐα以上の油圧をもって作動油が供給されることに伴ってロック状態が解除されるものであり、このロック解除圧Ｐαが位相変更圧Ｐβよりも低く設定される。さらに、制御弁による切替操作を通じて遅角用の油圧室に作動油を供給するための供給路において同供給路には相対回転位相を変更するときに遅角用の油圧室から作動油が排出されることを規制する弁が設けられている。
【００１４】
このような構成でも、ロック解除圧Ｐαが位相変更圧Ｐβよりも小さく設定されているため、機関始動後、バルブタイミングを変更するに際しては、まずロック解除が行われた後に両回転体の相対回転位相が変更される。換言すれば、ロック解除が不完全の状態で両回転体の相対回転位相が変更されロックピンがロック穴に引っかかるといった事態を招くことを回避することができる。さらには、機関停止の際に機関回転速度が低下することに伴い遅角室に対する作動油の供給圧Ｐが位相変更圧Ｐβより低下しても、カムトルク変動の影響によって遅角室から作動油が供給路を逆流することを弁によって抑制することができ、最遅角位相まで変更された両回転体の相対回転位相が進角側に変化することを抑制することができるようになる。その結果、遅角室に対する作動油の供給圧Ｐがロック解除圧Ｐαより低下した際にロックピンがロック穴に嵌入されやすくなるため、機関停止の際にロック機構を通じてバルブタイミングが最遅角時期にロックされる頻度を高めることができる。
【００１５】
なお、請求項１、請求項２に記載の構成において、供給路に設けられる弁としては、例えば、供給路を作動油が逆流することを常に規制する逆止弁を採用することができる。その他、カムトルク変動に起因して両回転体が相対回動して作動油が供給路を逆流すると想定されるカム軸の回転位相範囲でのみ作動油の供給路の逆流を規制するように制御されるものを採用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を具体化した一実施形態にかかるバルブタイミング制御装置及びこれが搭載される内燃機関の概略構成図。
【図２】同バルブタイミング制御装置について、（ａ）はその可変機構の断面構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＤＡ−ＤＡ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】ロック機構の断面構造を示す断面図。
【図４】作動油の流通態様を示す模式図。
【図５】供給圧と機関回転速度との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
まず、図１を参照して本発明にかかるバルブタイミング制御装置の全体構成について説明する。なお、内燃機関１０には、吸気用のバルブタイミング制御装置１の他、本発明を具現化した排気用のバルブタイミング制御装置２が搭載されている。この排気用のバルブタイミング制御装置２は、バルブタイミングを変更するための可変機構４０、バルブタイミングを最進角時期に機械的にロックするためのロック機構８０、これら可変機構４０やロック機構８０に作動油を給排するための作動油路２１、この作動油路２１に設けられて作動油の給排状態を制御する制御弁２３、及びこの制御弁の弁切替位置を機関運転状態に基づいて切り替える制御する制御部９０等により構成されている。
【００１８】
図１に示されるように、内燃機関１０には、吸気バルブ３１を開閉する吸気用のカム軸３２と排気バルブ４１を開閉する排気用のカム軸４２とが回転可能にそれぞれ設けられている。吸気用のカム軸３２には、吸気バルブ３１のバルブタイミングを変更する可変機構３０が設けられている。同様に、排気用のカム軸４２には、排気バルブ４１のバルブタイミングを変更する可変機構４０が設けられている。
【００１９】
これら各可変機構３０，４０に設けられた吸気用のスプロケット３５及び排気用のスプロケット４５と、クランク軸１１のスプロケット１２とは、タイミングチェーン１３を介して駆動連結されている。また、吸気用のスプロケット３５はカム軸３２に固定される一方、排気用のスプロケット４５はカム軸４２にそれぞれ固定されている。このため、クランク軸１１が回転すると、その回転力がタイミングチェーン１３を介してスプロケット３５，４５に伝達されて吸気用及び排気用のカム軸３２，カム軸４２がそれぞれ回転する。
【００２０】
吸気バルブ３１は、吸気用のバルブスプリング３４によって閉弁方向に付勢されている。吸気用のカム軸３２が回転すると、吸気バルブ３１はカム軸３２のカム３３により押圧されてバルブスプリング３４の弾性力に抗して開弁する。また、排気バルブ４１は、排気用のバルブスプリング４４によって閉弁方向に付勢されている。排気用のカム軸４２が回転すると、排気バルブ４１はカム軸４２のカム４３により押圧されてバルブスプリング４４の弾性力に抗して開弁する。
【００２１】
また、内燃機関１０には、クランク軸１１の回転力により駆動されてオイルパン２０の作動油を供給路２１Ａに吐出する機関駆動式のオイルポンプ２２が設けられるとともに、作動油を可変機構３０，４０等の油圧機器に給排するための作動油路２１（供給路２１Ａ、排出路２１Ｂ、進角油路６０、遅角油路７０）が設けられている。この作動油路２１には、可変機構４０に対する作動油の給排状態を変更する制御弁２３が設けられている。さらに、作動油路２１において制御弁２３の上流側に位置する供給路２１Ａには作動油の逆流を規制する逆止弁２４が設けられている。
【００２２】
上述したように、オイルポンプ２２はクランク軸１１により駆動される機関駆動式のポンプであるため、可変機構４０の各油圧室に供給される作動油の供給圧Ｐはオイルポンプ２２の吐出圧とほぼ等しくなる。なお、吸気用のバルブタイミング制御装置１の可変機構３０についても、可変機構４０と同様に制御弁によってその作動油の給排状態が変更されるが、同制御弁等についてはその説明を割愛する。
【００２３】
また、内燃機関１０には、その機関運転状態を検出するために、クランク角センサ９１、カム角センサ９２Ａ，９２Ｂが取り付けられている。クランク角センサ９１は、クランク軸１１の近傍に設けられてクランク角及び機関回転速度ＮＥを検出する。カム角センサ９２Ａは、吸気用のカム軸３２の近傍に設けられて同カム軸３２のカム角（回転位相）を検出する。同様に、カム角センサ９２Ｂは、排気用のカム軸４２の近傍に設けられて同カム軸４２のカム角（回転位相）を検出する。これらクランク角センサ９１、各カム角センサ９２Ａ，９２Ｂを含め、各種センサから出力される信号は内燃機関１０の制御部９０に取り込まれる。
【００２４】
排気用のバルブタイミング制御装置２において、その制御部９０は、機関負荷及び機関回転速度ＮＥ等の機関運転状態に基づいて、排気バルブ４１の目標のバルブタイミングを算出する。さらに、クランク角センサ９１及びカム角センサ９２Ｂにより検出されるクランク角及びカム軸４２の回転位相に基づいて排気バルブ４１の実際のバルブタイミングをそれぞれ検出する。そして、排気バルブ４１の実際のバルブタイミングが目標のバルブタイミングと一致するように制御弁２３を制御する。なお、上述したようなバルブタイミングの制御態様は、吸気用のバルブタイミング制御装置１についても同様である。
【００２５】
次に、排気用のバルブタイミング制御装置２の可変機構４０についてその構成を図２を参照して説明する。
図２（ａ）に示されるように、ベーンロータ４６は、カム軸４２の端部に固定されるボス４６Ｂと、ボス４６Ｂからカム軸４２の径方向外側に延びる３つのベーン４６Ａとを有し、カム軸４２と一体回転する。また、ハウジングロータ４７は、そのハウジング本体４８の一端側にスプロケット４５が固定される一方、他端側にカバー４９が固定されている。この排気用のスプロケット４５と、吸気用のスプロケット３５（図１参照）及びクランク軸１１のスプロケット１２（図１参照）とにはタイミングチェーン１３がそれぞれ係回されているため、ハウジングロータ４７、すなわちカバー４９、ハウジング本体４８、スプロケット４５は、ベーンロータ４６と同様にカム軸４２の軸心Ｃ周りに一体回転する。
【００２６】
ハウジング本体４８には、ハウジングロータ４７の軸心Ｃに向かってその径方向に突出する３つの区画壁４８Ａが形成されるとともに、隣り合う区画壁４８Ａの間には、３つの収容室５０が形成されている。これら各収容室５０には、各ベーン４６Ａにより区画された複数の油圧室、すなわち進角室５１及び遅角室５２が形成されている。
【００２７】
各収容室５０において、各進角室５１はベーン４６Ａよりもカム軸４２の回転方向ＲＡの後方側に位置している。その一方、各収容室５０において、各遅角室５２はベーン４６Ａよりもカム軸４２の回転方向ＲＡの前方側に位置している。
【００２８】
ベーンロータ４６には、各進角室５１に供給される作動油及び各進角室５１から排出される作動油が流通する進角油路６０が同各進角室５１からカム軸４２の軸心Ｃに向かって延伸する態様で形成されている。同様に、ベーンロータ４６には、各遅角室５２に供給される作動油及び各遅角室５２から排出される作動油が流通する遅角油路７０が同各遅角室５２からカム軸４２の軸心Ｃに向かって延伸する態様で形成されている。
【００２９】
次に、可変機構４０の動作態様について説明する。
各進角油路６０を通じて各進角室５１に作動油が供給される一方、各遅角油路７０を通じて各遅角室５２から作動油が排出されることにより、ベーンロータ４６はハウジングロータ４７に対して進角側、すなわちカム軸４２の回転方向ＲＡに回転する。これによりバルブタイミングは進角する。このように、ベーンロータ４６が回転方向ＲＡに回転し、各収容室５０内の各ベーン４６Ａが区画壁４８Ａと当接することによりバルブタイミングは最進角時期となる。
【００３０】
一方、各遅角油路７０を通じて各遅角室５２に作動油が供給される一方、各進角油路６０を通じて各進角室５１から作動油が排出されることにより、ベーンロータ４６はハウジングロータ４７に対して遅角側、すなわちカム軸４２の回転方向ＲＡとは反対の方向に回転する。これによりバルブタイミングは遅角する。このように、ベーンロータ４６が回転方向ＲＡとは反対の方向に回転し、各収容室５０内の各ベーン４６Ａが区画壁４８Ａと当接することによりバルブタイミングは最遅角時期となる。なお、上述したように、カムトルク変動の他、ベーンロータ４６の慣性力や各部位の摩擦力等に抗してベーンロータ４６及びハウジングロータ４７の相対回転位相を変更することのできる作動油の最低圧力を位相変更圧Ｐβと称する。換言すれば、作動油の供給圧Ｐがこの位相変更圧Ｐβ以上であるときに、バルブタイミングが進角又は遅角されることとなる。
【００３１】
さらに、排気用のバルブタイミング制御装置２には、バルブタイミングを最進角時期でロックするためのロック機構８０がベーン４６Ａ及びハウジングロータ４７に設けられている。図３を参照して、このロック機構８０の構造について説明する。
【００３２】
ロック機構８０は、ベーン４６Ａに設けられた収容孔８２と、この収容孔８２に往復動可能に収容されたロックピン８１と、ハウジングロータ４７に形成されてロックピン８１と係合可能なロック穴８６とを有している。ロック穴８６は、ベーンロータ４６と対向するスプロケット４５の壁面のうち、ベーンロータ４６が最進角位相に回転したときにロックピン８１が嵌入可能な位置に形成されている。さらに、収容孔８２において、ロックピン８１の頂面とこれに対向するカバー４９の壁面との間には、同ロックピン８１をハウジングロータ４７側に付勢するスプリング８３が圧縮状態で収容されている。
【００３３】
また、ロック機構８０には、遅角室５２の作動油が供給される遅角解除室８４がベーンロータ４６に設けられる一方、進角室５１の作動油が供給される進角解除室８５がハウジングロータ４７に設けられている。
【００３４】
遅角解除室８４は、ロックピン８１の頂部８１Ｂ及び側部と、収容孔８２の内壁とにより区画形成されている。収容孔８２の壁面には、この遅角解除室８４と遅角室５２とを連通する遅角連通路８４Ａが開口している。遅角室５２に供給された作動油はこの遅角連通路８４Ａを通じて遅角解除室８４に供給される。このように遅角解除室８４に作動油が供給されると、ロックピン８１の頂部８１Ｂにその油圧が作用する。そして、この油圧、換言すれば供給圧Ｐがロック解除圧Ｐα近傍の圧力になると、スプリング８３の弾性力に抗してロックピン８１がスプロケット４５と反対の方向（収容方向ＺＢ」）に移動する。そして、供給圧Ｐがロック解除圧Ｐα以上になると、ロック穴８６に嵌入していたロックピン８１は同ロック穴８６から脱抜し、ロック機構８０はロック解除状態となる。
【００３５】
一方、進角解除室８５はロック穴８６の内壁面によって区画される空間として構成されている。ベーン４６Ａにおいてスプロケット４５と対向する面には、この進角解除室８５と進角室５１とを連通する進角連通路８５Ａが形成されている。進角室５１に供給された作動油はこの進角連通路８５Ａを通じて進角解除室８５に供給される。このように進角解除室８５に作動油が供給されると、ロックピン８１の先端面８１Ａに油圧が作用する。そして、この油圧、換言すれば供給圧Ｐがロック解除圧Ｐα近傍の圧力になると、スプリング８３の弾性力に抗してロックピン８１は収容方向ＺＢに移動する。そして、供給圧Ｐがロック解除圧Ｐα以上になると、ロック穴８６に嵌入していたロックピン８１は同ロック穴８６から脱抜し、ロック機構８０はロック解除状態となる。
【００３６】
一方、遅角解除室８４及び進角解除室８５のいずれにも作動油が供給されていないとき、スプリング８３の弾性力によりロックピン８１がハウジングロータ４７側（突出方向ＺＡ）に付勢される。こうした状況のもとで、ハウジングロータ４７に対してベーンロータ４６が相対回転してロックピン８１がロック穴８６と対応する位置に移動すると、ロックピン８１がベーンロータ４６から突出してロック穴８６に嵌入する。これにより、ロック機構８０がロック状態となってハウジングロータ４７とベーンロータ４６の相対回転位相が最進角位相に固定される。
【００３７】
次に、可変機構４０の動作とロック機構８０の動作との関係について説明する。
バルブタイミングの進角要求があるとき、制御弁２３の切替操作により遅角室５２から遅角油路７０等を通じて作動油が排出される一方、進角室５１に作動油が供給され、さらに進角室５１から進角連通路８５Ａを通じて進角解除室８５にも作動油が供給される。このため、ロック機構８０のロックが解除された状態で、ベーンロータ４６がハウジングロータ４７に対して進角側に回転する。
【００３８】
その一方、バルブタイミングの遅角要求があるとき、制御弁２３の切替操作により進角室５１から進角油路６０等を通じて作動油が排出される一方、遅角室５２に作動油が供給され、さらに遅角室５２から遅角連通路８４Ａを通じて遅角解除室８４にも作動油が供給される。このため、ロック機構８０のロックが解除された状態で、ハウジングロータ４７に対してベーンロータ４６が遅角側に回転する。
【００３９】
そして、機関停止の際には、バルブタイミングの最進角要求がなされ、制御弁２３の切替操作により、遅角室５２から遅角油路７０等を通じて作動油が排出される一方、進角室５１に作動油が供給され、さらに進角室５１から進角連通路８５Ａを通じて進角解除室８５にも作動油が供給される状態に同作動油の給排状態が維持される。これにより、ハウジングロータ４７に対してベーンロータ４６が進角側に相対回転する。
【００４０】
また、機関停止の際には、機関回転速度ＮＥの低下に伴ってオイルポンプ２２の供給圧Ｐが徐々に低下する。このため、進角解除室８５の油圧が低下して、ロックピン８１はスプリング８３の弾性力によって突出方向ＺＡに付勢されるようになる。ハウジングロータ４７に対するベーンロータ４６の相対回転位相が最進角位相になったとき、ロックピン８１がロック穴８６に嵌入する。これにより、両回転体の相対回転位相、すなわちバルブタイミングが最進角時期に固定される。
【００４１】
次に、図４を参照して、作動油の流通態様について説明する。
オイルポンプ２２から吐出された作動油は、供給路２１Ａを通じて制御弁２３に供給される。作動油は、この制御弁２３の給排状態に応じて次のように流通する。
【００４２】
（ａ）制御弁２３の給排状態が進角室５１に作動油を供給し、かつ遅角室５２から作動油を排出する給排状態（第１モード）にあるとき、進角油路６０を通じて進角室５１に作動油が供給されるとともに遅角油路７０を通じて遅角室５２の作動油が排出される。遅角室５２から排出された作動油は、制御弁２３及び排出路２１Ｂを通じてオイルパン２０に戻される。
【００４３】
（ｂ）制御弁２３の給排状態が進角室５１に作動油を供給し、かつ遅角室５２に対する作動油の流通を遮断する給排状態（第２モード）にあるとき、進角油路６０を通じて進角室５１に作動油が供給されるとともに遅角油路７０が閉鎖される。
【００４４】
（ｃ）制御弁２３の給排状態が進角室５１に対する作動油の流通を遮断し、かつ遅角室５２に対する作動油の流通を遮断する給排状態（第３モード）にあるとき、進角油路６０及び遅角油路７０が閉鎖される。すなわち、進角室５１及び遅角室５２の油圧が一定に維持される。
【００４５】
（ｄ）制御弁２３の給排状態が進角室５１に対する作動油の流通を遮断し、かつ遅角室５２に作動油を供給する給排状態（第４モード）にあるとき、遅角油路７０を通じて遅角室５２に作動油が供給されるとともに進角油路６０が閉鎖される。
【００４６】
（ｅ）制御弁２３の給排状態が進角室５１から作動油を排出し、かつ遅角室５２に作動油を供給する給排状態（第５モード）にあるとき、進角油路６０を通じて進角室５１から作動油が排出されるとともに遅角油路７０を通じて遅角室５２に作動油が供給される。進角室５１から排出された作動油は、制御弁２３及び排出路２１Ｂを通じてオイルパン２０に戻される。
【００４７】
機関始動時や機関停止時を除く通常の機関運転状態の場合には、上述したように、機関負荷及び機関回転速度ＮＥ等の機関運転状態に基づいて、排気バルブ４１の目標のバルブタイミングが算出される。さらに、制御部９０は、クランク角及びカム軸４２の回転位相に基づいて排気バルブ４１の実際のバルブタイミングをそれぞれ算出し、同バルブタイミングが目標のバルブタイミングと一致するように以下の態様で制御弁２３を制御する。
【００４８】
・実際のバルブタイミングが目標のバルブタイミングより遅角している場合には、上述したモードのうち、まず第１モードが選択される。すなわち、進角油路６０を通じて進角室５１に作動油が供給されるとともに遅角油路７０を通じて遅角室５２の作動油が排出される。これにより、バルブタイミングを進角させ、実際のバルブタイミングを目標のバルブタイミングと一致させる。そして、実際のバルブタイミングが目標のバルブタイミングと一致すると、第１モードから上述した第２モードに切り替えられる。すなわち、進角油路６０を通じて進角室５１に作動油が供給されるとともに遅角油路７０が閉鎖される。これにより、進角室５１の油圧を上昇させる。進角室５１及び遅角室５２の油圧が所定圧まで上昇すると、第２モードから上述した第３モードに切り替えられる。すなわち、進角油路６０及び遅角油路７０が閉鎖される。換言すれば、進角室５１及び遅角室５２の油圧が一定に維持され、実際のバルブタイミングが目標のバルブタイミングにて保持される。
【００４９】
・実際のバルブタイミングが目標のバルブタイミングより進角している場合には、上述したモードのうち、まず第５モードが選択される。すなわち、進角油路６０を通じて進角室５１から作動油が排出されるとともに遅角油路７０を通じて遅角室５２に作動油が供給される。これにより、バルブタイミングを遅角させ、実際のバルブタイミングを目標のバルブタイミングと一致させる。そして、実際のバルブタイミングが目標のバルブタイミングと一致すると、第５モードから上述した第４モードに切り替えられる。すなわち、遅角油路７０を通じて遅角室５２に作動油が供給されるとともに進角油路６０が閉鎖される。これにより、遅角室５２の油圧を上昇させる。遅角室５２及び進角室５１の油圧が所定圧まで上昇すると、第４モードから上述した第３モードに切り替えられる。すなわち、進角油路６０及び遅角油路７０が閉鎖される。換言すれば、進角室５１及び遅角室５２の油圧が一定に維持され、実際のバルブタイミングが目標のバルブタイミングにて保持される。
【００５０】
・実際のバルブタイミングが目標のバルブタイミングと一致している場合、換言すれば実際のバルブタイミングを変更する必要がない場合には、上述したモードのうち第３モードが選択される。すなわち、進角油路６０及び遅角油路７０が閉鎖され、進角室５１及び遅角室５２の油圧が一定に維持される。
【００５１】
その一方、機関停止の際には、バルブタイミングを最進角時期でロックする必要があるため、上述したモードのうち、第１モードが選択される。すなわち、進角油路６０を通じて進角室５１に作動油が供給されるとともに遅角油路７０を通じて遅角室５２の作動油が排出される。しかし、機関回転速度ＮＥの低下に伴って進角室５１に対する作動油の供給圧Ｐが低下したときロック機構８０がロック状態に移行していない場合には、カムトルクの変動により、進角室５１の作動油が進角油路６０及び供給路２１Ａを逆流するおそれがある。供給路２１Ａに設けられた逆止弁２４はこうした逆流を規制する機能を有している。
【００５２】
次に、図５を参照して、供給圧Ｐと機関回転速度ＮＥとの関係について説明する。
上述したように、オイルポンプ２２はクランク軸１１により駆動されるものであるため、図５に示すように、進角室５１や遅角室５２に対する作動油の供給圧Ｐは機関回転速度ＮＥの上昇に伴い増大する。
【００５３】
また、上述したように機関停止の際には、バルブタイミングは最進角時期でロックされている。そのため、機関始動後、バルブタイミングを変更するに際しては、バルブタイミングの遅角要求がなされ、上述した第５モードが選択される。すなわち、遅角室５２に作動油が供給される。ここで、同図５に示すように、ロック解除圧Ｐαは位相変更圧Ｐβよりも低く設定されている。すなわち、機関回転速度ＮＥが機関回転速度ＮＥαまで上昇することに伴い、遅角室５２に対する作動油の供給圧Ｐが上昇し、まずロック解除圧Ｐαに到達する。すなわち、ロック機構８０のロック状態が解除される。その後、機関回転速度ＮＥがさらに機関回転速度ＮＥβまで上昇することに伴い、供給圧Ｐはさらに上昇し、位相変更圧Ｐβに到達すると、両回転体の相対回転位相が変更されてバルブタイミングが遅角することとなる。したがって、ロック機構８０のロック解除が不完全のまま、ハウジングロータ４７に対してベーンロータ４６が相対回転してロックピン８１がロック穴８６に引っかかるといった事態を招くことを回避することができる。その結果、速やかに各ロータ４６，４７を相対回転させて実際のバルブタイミングを目標のバルブタイミングにまで変更することができるようになる。
【００５４】
その一方、機関停止の際には、上述したように第１モードが選択され、進角室５１に作動油が供給される一方、遅角室５２から作動油が排出される。そして、機関回転速度ＮＥが機関回転速度ＮＥβまで低下することに伴い進角室５１に対する作動油の供給圧Ｐは位相変更圧Ｐβ未満まで低下する。しかし、このときには供給圧Ｐはロック解除圧Ｐαよりも大きいため、ロック状態とはならない。さらに、両回転体は、カムトルク変動等の影響を受けて相対回転し、進角室５１の作動油が逆流しようとする。しかし、上述したように、供給路２１Ａには逆止弁２４が設けられているため、この作動油の逆流を防止することができる。そして、機関回転速度ＮＥがさらに機関回転速度ＮＥαまで低下することに伴い供給圧Ｐがロック解除圧Ｐα未満まで低下するとロック状態となる。
【００５５】
以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
ロック解除圧Ｐαが位相変更圧Ｐβよりも小さく設定されているため、機関始動後、バルブタイミングを変更するに際しては、まずロック解除が行われた後にベーンロータ４６とハウジングロータ４７の相対回転位相が変更される。換言すれば、ロック解除が不完全の状態で両回転体の相対回転位相が変更されロックピン８１がロック穴８６に引っかかるといった事態を招くことを回避することができる。
【００５６】
その一方、機関停止の際に機関回転速度ＮＥが低下することに伴い進角室５１に対する作動油の供給圧Ｐが位相変更圧Ｐβより低下しても、カムトルク変動の影響によって進角室５１の作動油が供給路２１Ａに逆流することを逆止弁２４によって抑制することができ、最進角位相まで変更された両回転体の相対回転位相が遅角側に変化することを抑制することができるようになる。その結果、進角室５１に対する作動油の供給圧Ｐがロック解除圧Ｐαより低下した際にロックピン８１がロック穴８６に嵌入されやすくなり、機関停止の際にロック機構８０を通じてバルブタイミングが最進角時期にロックされる頻度を高めることができる。
【００５７】
なお、この発明にかかるバルブタイミング制御装置は、上述した実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、この実施形態を適宜変更した次のような形態にて実施することもできる。
【００５８】
（イ）本実施形態にて例示した排気用のバルブタイミング制御装置２の構成を吸気用のバルブタイミング制御装置１に適用することもできる。すなわち、この場合には、ロック機構８０として両回転体の相対回転位相を最遅角位相でロックする、換言すれば、バルブタイミングを最遅角時期にロックするものを採用する。また、ロック機構８０は、進角室５１に制御弁２３を通じてロック解除圧Ｐα以上の油圧をもって作動油が供給されることに伴ってロック状態が解除されるものであり、このロック解除圧Ｐαが位相変更圧Ｐβよりも低く設定される。さらに、制御弁２３による切替操作を通じて遅角室５２に供給路を２１Ａ介し作動油を供給して相対回転位相を変更するときに遅角室５２から作動油が排出されることを規制する逆止弁２４が供給路２１Ａに設けられる。
【００５９】
このような構成によっても、上述した効果に準じた効果を奏することができる。
すなわち、ロック解除圧Ｐαが位相変更圧Ｐβよりも小さく設定されているため、機関始動後、バルブタイミングを変更するに際しては、まずロック解除が行われた後に両回転体の相対回転位相が変更される。換言すれば、ロック解除が不完全の状態で両回転体の相対回転位相が変更されロックピン８１がロック穴８６に引っかかるといった事態を招くことを回避することができる。
【００６０】
その一方、機関停止の際に機関回転速度が低下することに伴い遅角室５２に対する作動油の供給圧Ｐが位相変更圧Ｐβより低下しても、カムトルク変動の影響によって遅角室５２の作動油が供給路２１Ａに逆流することを逆止弁２４によって抑制することができ、最遅角位相まで変更された両回転体の相対回転位相が進角側に変化することを抑制することができるようになる。その結果、遅角室５２に対する作動油の供給圧Ｐがロック解除圧Ｐαより低下した際にロックピン８１がロック穴８６に嵌入されやすくなるため、機関停止の際にロック機構８０を通じてバルブタイミングが最遅角時期にロックされる頻度を高めることができる。
【００６１】
（ロ）また、上述したようなロック解除圧Ｐα及び位相変更圧Ｐβに大小関係に関する構成及び機関停止時に油圧室から作動油が逆流することを規制する弁に関する構成は、吸気用のバルブタイミング制御装置１及び排気用のバルブタイミング制御装置２の双方に適用しても、それらの一方にのみ適用してもよい。
【００６２】
（ハ）供給路２１Ａに設けられる弁としては、本実施形態で例示したような供給路２１Ａに設けられた同供給路２１Ａにおける作動油の逆流を常時規制する逆止弁２４に限らず、カムトルク変動に起因してベーンロータ４６とハウジングロータ４７が相対回動して作動油が供給路２１Ａを逆流すると想定される両回転体の相対回転位相範囲でのみ作動油の供給路２１Ａの逆流を規制するように制御される弁を採用することもできる。なおこうした構成を採用する場合であれば、その弁の配設部位は供給路２１Ａに限らず、進角油路６０であってもよい。また、上記（イ）に記載した吸気用のバルブタイミング制御装置１にあっても同様に、その弁を供給路２１Ａに配設する構成、遅角油路７０に配設する構成のいずれをも採用することができる。
【００６３】
（ニ）ロックピン８１をハウジングロータ４７に設けるとともに、これが嵌入するロック穴８６をベーンロータ４６に設けることができる。
（ホ）ロックピン８１及びロック穴８６に関する突出方向ＺＡ及び収容方向ＺＢは、本実施形態において例示したベーンロータ４６の軸方向に限らず、これをベーンロータ４６の径方向とすることもできる。
【符号の説明】
【００６４】
１０…内燃機関、１１…クランク軸、１２…スプロケット、１３…タイミングチェーン、２０…オイルパン、２１…作動油路、２１Ａ…供給路、２１Ｂ…排出路、２２…オイルポンプ、２３…制御弁、２４…逆止弁、３０…可変機構、３１…吸気バルブ、３２…カム軸、３３…カム、３４…バルブスプリング、３５…スプロケット、４１…排気バルブ、４２…カム軸、４３…カム、４４…バルブスプリング、４５…スプロケット、４６…ベーンロータ（第２の回転体）、４６Ａ…ベーン、４６Ｂ…ボス、４７…ハウジングロータ（第１の回転体）、４８…ハウジング本体、４８Ａ…区画壁、４９…カバー、５０…収容室、５１…進角室、５２…遅角室、６０…進角油路、７０…遅角油路、８０…ロック機構、８１…ロックピン、８１Ａ…先端面、８１Ｂ…頂部、８２…収容孔、８３…スプリング、８４…遅角解除室、８４Ａ…遅角連通路、８５…進角解除室、８５Ａ…進角連通路、８６…ロック穴、９０…制御部、９１…クランク角センサ、９２Ａ…カム角センサ、９２Ｂ…カム角センサ。
【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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