(57)【要約】【課題】バルブタイミングの変更に要する時間の短縮化を可能とするバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】作動流体の油圧状態に基づいてロック機構６１の作動状態を推定し、解除状態であると推定した場合には、実カム位相を目標カム位相に一致させるフィードバック制御を行い、解除状態を推定できない場合には、ベーン体５４を回動させてロック機構６１の作動状態が規制状態と解除状態のいずれであるかを実際に確認する作動状態検出制御を行う。【選択図】図７
2009203830.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体の供給により内燃機関のクランク軸に対するカム軸の位相を変更する可変バルブタイミング機構と、前記作動流体の流体圧に応じて作動状態が前記可変バルブタイミング機構による前記カム位相の変更を規制する規制状態又は変更を許容する解除状態とされるロック機構と、を備え、
前記作動流体の流体圧または該作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づき前記ロック機構の作動状態が解除状態であると推定できるか否かを判断し、前記ロック機構の解除状態を推定できると判断した場合に前記カム軸の実カム位相を前記カム軸の目標カム位相に一致させるフィードバック制御を行い、前記ロック機構の解除状態を推定できないと判断した場合に前記ロック機構の作動状態を検出する作動状態検出制御を行うことを特徴とするバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
作動流体の供給により内燃機関のクランク軸に対するカム軸の位相を変更する可変バルブタイミング機構と、前記作動流体の流体圧に応じて作動状態が前記可変バルブタイミング機構による前記カム位相の変更を規制する規制状態又は変更を許容する解除状態とされるロック機構と、を備え、
前記作動流体の流体圧または該作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づき前記ロック機構の作動状態が解除状態であると推定できるか否かを判断し、前記ロック機構の解除状態を推定できるとの判断により前記カム軸の実カム位相を前記カム軸の目標カム位相に一致させるフィードバック制御を行い、前記ロック機構の解除状態を推定できないとの判断により前記ロック機構の作動状態が規制状態であると推定できるか否かを前記作動流体の流体圧もしくは作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づいて推定し、前記ロック機構の規制状態を推定できるとの判断により前記ロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に変更する規制解除制御を実行し、前記ロック機構の規制状態を推定できないとの判断により前記ロック機構の作動状態を検出する作動状態検出制御を行うことを特徴とするバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
前記作動状態検出制御の結果、前記ロック機構の作動状態が解除状態であると検出した場合に前記フィードバック制御を行い、前記ロック機構の作動状態が規制状態であると検出した場合に前記ロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に変更する規制解除制御を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
前記可変バルブタイミング機構は、
前記クランク軸に連動して回転される第１の回転体と、該第１の回転体に相対回動可能に配設されて前記カム軸に連結された第２の回転体と、前記第２の回転体を前記第１の回転体に対して回動方向一方側に相対回動させるための作動流体が供給される第１の圧力室と、前記第２の回転体を前記第１の回転体に対して回動方向他方側に相対回動させるための作動流体が供給される第２の圧力室と、を有し、
前記ロック機構は、
前記第１の回転体に支持されて突出位置と待避位置との間を往復移動するロックピンと、前記第２の回転体を前記第１の回転体に対して回動方向他方側に最も相対回動させた位相である回動規制位相で前記突出位置に移動したロックピンが挿入されるロック穴と、前記ロックピンを前記突出位置に向かって付勢するロックピン用スプリングと、該ロックピン用スプリングの付勢力に抗して前記ロックピンを前記待避位置に向かって移動させるための作動流体が前記第２の圧力室から供給されるロック解除用圧力室と、を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のバルブタイミング制御装置。
【請求項５】
前記作動状態検出制御では、前記第１の圧力室に前記作動流体を供給して前記第２の回転体を前記回動方向一方側に相対回動させ、予め設定された作動状態検出時間における前記実カム位相の変化に基づき前記ロック機構の作動状態を検出することを特徴とする請求項４に記載のバルブタイミング制御装置。
【請求項６】
前記作動状態検出時間は、前記作動流体の流体圧もしくは該作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づいて可変設定されることを特徴とする請求項５に記載のバルブタイミング制御装置。
【請求項７】
前記規制解除制御では、予め設定された規制解除時間の間、前記第２の圧力室に前記作動流体を供給して前記ロック機構の規制を解除することを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のバルブタイミング制御装置。
【請求項８】
前記規制解除時間は、前記作動流体の流体圧もしくは該作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づいて可変設定されることを特徴とする請求項７に記載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、バルブタイミング制御装置に関し、例えば内燃機関のクランク軸に対するカム軸の位相を変更して、カム軸の回転に応じて開閉される吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変更するバルブタイミング制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、エンジンのクランク軸に対するカム軸の位相を変更して、カム軸の回転に応じて開閉される吸気バルブや排気バルブの開閉タイミングを変化させるバルブタイミング制御装置が知られており、かかる装置の一例として、作動油の油圧を利用したものが知られている。
【０００３】
油圧式のバルブタイミング制御装置は、内燃機関のクランク軸からの回転力が伝達されるハウジングと、ハウジング内に相対回転可能に配設されてハウジング内を油圧室としての進角室と遅角室に区画するとともにカム軸に連結されたベーンを有する。
【０００４】
そして、油圧を制御するためのオイルコントロールバルブから進角室もしくは遅角室に作動油を供給することによって、ハウジングとベーンを相対回動させ、クランク軸に対するカム軸の位相を進角側もしくは遅角側に変更して、バルブの開閉タイミングを変更するようになっている。
【０００５】
開閉タイミングを保持する場合には、進角室及び遅角室に対する作動油の供給及び排出を停止して、進角室及び遅角室内における作動油の圧力を等しくするようになっている。そして、フィードバック制御によって、クランク軸に対するカム軸の実際の位相である実カム位相を、カム軸の目標とする位相である目標カム位相に一致させている。
【０００６】
ところで、例えばエンジン始動時には、オイルポンプからバルブタイミング制御装置に十分な作動油が供給されるまでにタイムラグが生じるので、進角室もしくは遅角室に供給される作動油の圧力は、通常運転時と比較して低くなる。
【０００７】
ベーンにはカム軸がバルブを開閉駆動する際に生じる反力トルクが作用するので、上記のような作動油の圧力が比較的低い状況では、ハウジングに対してベーンが反力トルクの変化に応じて相対回動するおそれがあり、バルブの開閉タイミングを一定にすることができず、また、ベーンがハウジングの内壁に衝突して打音が発生することが懸念される。
【０００８】
そこで、このような問題を解決すべく、油圧を利用してハウジングに対するベーンの相対回動を規制又は解除するロック機構を設けて、作動油の油圧が比較的低い状況ではロック機構によりベーンの相対回動を規制することが従来から提案されている。
【０００９】
油圧式のロック機構は、ベーンに移動可能に支持されたロックピンと、ハウジングに凹設されたロック穴を備えており、作動油の油圧が低下しているときは、ロックピンの先端部をロック穴に挿入して、ハウジングに対するベーンの相対回動を規制する。
【００１０】
ロック機構には、進角室と遅角室に連通するロック解除用圧力室が設けられており、ロックピンをロック穴から離脱させる方向に押圧する圧力が進角室もしくは遅角室から導入される。
【００１１】
そして、エンジン始動後に、オイルポンプによる十分な作動油の供給が可能となり、進角室もしくは遅角室の少なくとも一方の圧力が十分に高まると、ロック解除用圧力室に導入された作動油の圧力も高まり、ロックピンがロック穴から離脱してハウジングに対するベーンの相対回動の規制が解除される。
【００１２】
そして、この相対回動の規制が解除されると、ハウジングとベーンとの相対回動が可能になり、進角室と遅角室との圧力調整によりバルブの開閉タイミングを変更し、カム軸の実カム位相を目標カム位相に一致させるフィードバック制御が行われる。
【００１３】
このように、ロックピンによるロック解除には作動油を用いているので、油圧の状態によってはロック解除が正常に行なわれない場合がある。例えば、エンジン始動時直後などの作動油の油圧が比較的低い状況でバルブの開閉タイミングを変更しようとした場合、ロック解除がなされる前にハウジングとベーンとの相対回転が開始されてしまい、ロックピンがロック穴の側壁に押し付けられてロック機構の規制が解除されないロック解除不全が発生する。
【００１４】
ロック解除不全が発生しているか否かは、カム軸の実カム位相と、目標カム位相との偏差に基づいて判定され、例えば、進角室に作動油を供給しているにもかかわらず、実カム位相と目標カム位相との乖離状態が所定時間以上継続される場合は、ロック解除不全が発生していると判定される。
【００１５】
ロック解除不全が発生していると判定された場合は、規制を解除する規制解除制御がなされる。規制解除制御では、進角室への作動油の供給を停止するとともに遅角室に作動油を供給して、ロック穴の側壁に対するロックピンの押し付けを解除し、ロックピンをロック穴から離脱させる。
【００１６】
このようなロック解除不全の発生を回避すべく、特許文献１には、エンジン始動直後時にロック状態からバルブタイミングを進角側に変更する要求を受けた場合に、オイルポンプによる十分な作動油の供給が可能となるまでバルブタイミング変更制御を行わず、所定の待機時間が経過した後にバルブタイミング変更制御を開始する技術が示されている。
【特許文献１】特開2004-239209号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、上記の従来技術では、進角要求を受けても待機時間の間はバルブタイミングの変更制御を開始することができないので、バルブタイミングの変更が完了するまでに長い時間を要し、所望の出力を早期に得ることができないという問題を有する。
【００１８】
また、作動油の圧力の状態を推定して待機時間を設定しているので、確実性に欠け、ロック解除不全の発生を完全に防ぐことはできない。ロック解除不全が発生した場合には、早期にロックを解除する必要があり、そのためには、ロック解除不全を早期に判定する必要がある。
【００１９】
しかし、フィードバック制御で実カム位相と目標カム位相との偏差が小さく進角室や遅角室への作動油の供給量が少ない場合や、エンジン始動直後時のような油温や油圧の低い場合には、位相の変化が遅いので、位相が変化している最中なのか、それともロック解除不全が発生しているのかを迅速に判断することができず、長い判断時間を要し、ロック解除不全を早期に判定することができないという問題を有する。そして、判断時間が長くなると、例えばトルク要求が出ている状況においては出力特性が劣化するおそれがある。
従って、バルブタイミングの変更は可能な限り短時間で行うことが好ましい。
【００２０】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、バルブタイミングの変更に要する時間の短縮化を可能とするバルブタイミング制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明のバルブタイミング制御装置は、作動流体の流体圧または作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づきロック機構の作動状態が解除状態であると推定できるか否かを判断し、推定できると判断した場合にフィードバック制御を行い、ロック機構の解除状態を推定できないと判断した場合にロック機構の作動状態を検出する作動状態検出制御を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、ロック機構の作動状態が解除状態であると推定できる場合には、作動状態検出制御を行わず、フィードバック制御のみを行うので、作動状態検出制御によるロック機構の作動状態を確認する時間を省略することができる。従って、フィードバック制御によって実カム位相を目標カム位相に早期に一致させることができ、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮化し、所望の出力を迅速に得ることができる。
【００２３】
そして、ロック機構の作動状態が解除状態であると推定できない場合には、フィードバック制御ではなく、作動状態検出制御を行うので、ロック機構の作動状態が解除状態であるかまたは規制状態であるかを早期に把握することができる。従って、その把握した作動状態に応じてフィードバック制御や規制解除制御等の制御を実行でき、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮化し、所望の出力を迅速に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に、本発明の実施の形態について以下に説明する。
［第１実施の形態］
図１は、本発明のバルブタイミング制御装置５１が適用されるエンジン装置１の構成例を示す図である。エンジン装置１のエンジン本体２は、シリンダヘッド３に吸気バルブ３２用のカム軸３１と、排気バルブ３４用のカム軸３３を備えたDOHC型の多気筒４サイクルエンジンである。
【００２５】
吸気バルブ３２用のカム軸３１の一端には、可変バルブタイミング機構を有するカムプーリ３７が設けられ、排気バルブ３４用のカム軸３３の一端には、クランク軸６に対するカム軸３３の位相が変化しないカムプーリ３８が設けられている。カムプーリ３７,３８は、クランク軸６のクランクプーリ６aとの間に掛け渡されたタイミングベルト３９によってクランク軸６に連結されており、クランク軸６からの回転力が伝達されて回転駆動される。
【００２６】
クランク軸６にはオイルポンプ７が接続されていて、クランク軸６に同期して回転することにより作動流体である作動油を吐出し、流体圧である油圧を発生させてエンジン本体２内の潤滑やオイルコントロールバルブ２４等の油圧駆動アクチュエータへのオイル供給を行なっている。
【００２７】
エンジン本体２の吸気側には、エアクリーナ１１、エアフローセンサ４３、スロットルボディ１３、コレクタ１４、吸気管１５が取り付けられている。エアフローセンサ４３は、エアクリーナ１１から取り入れられた空気の吸入空気量を検出する。スロットルボディ１３には、エンジン本体２に供給される空気の吸入空気量を制御するスロットル弁１３aが収容されており、スロットル弁１３aの開度を検出するスロットルセンサ４２が取り付けられている。吸気管１５には、吸気管１５の管内圧力を検出する吸気管内圧センサ４４が取り付けられている。
【００２８】
エアクリーナ１１から取り入れられた空気は、エアフローセンサ４３、スロットルボディ１３を通過し、コレクタ１４内に導入され、吸気管１５によってシリンダブロック４の各シリンダ４ａに分配された後、ピストン５及びシリンダ４ａ等によって形成される燃焼室２ａに導かれる。
【００２９】
エンジン本体２には、インジェクタ２１と点火プラグ２２が各気筒別に設けられている。インジェクタ２１は、燃料配管（図示せず）を通して燃料タンク（図示せず）から供給されたガソリン等の燃料を所定のタイミングで噴射する。インジェクタ２１から噴射された燃料は、エンジン本体２の吸気通路内で空気と混合されて混合気として燃焼室２ａに供給される。火プラグ２２は、点火コイル２３で高電圧化された点火信号により燃焼室２ａ内で点火を行う。
【００３０】
また、エンジン本体２には、水温センサ４１、クランク角センサ４５、カム角センサ４６が取り付けられている。水温センサ４１は、エンジン本体２を冷却する冷却水の水温を測定し、その信号をエンジン制御装置８に出力する。クランク角センサ４５は、エンジン本体のクランク軸６に取り付けられた回転体３６の回転角度を検出して、クランク軸６の回転位置を表す角度信号をエンジン制御装置８に出力する。カム角センサ４６は、吸気バルブ３２を駆動するカム軸３１に、一体に回転可能に取り付けられた回転体３５の回転角度を検出して、カム軸３１の回転位置を表す角度信号をエンジン制御装置８に出力する。
【００３１】
エンジン本体２の排気側には、排気管1６が取り付けられている。排気管1６には、排気ガス中の酸素濃度を検出してその検出信号をエンジン制御装置８に出力する空燃比センサ１７や、排気ガス浄化用触媒１８等が設けられている。
【００３２】
図３は、エンジン制御装置８の内部構成図である。エンジン制御装置８の主要部は、ＭＰＵ８ａ、ＥＰ−ＲＯＭ８ｂ、ＲＡＭ８ｃ、及びＡ／Ｄ変換器を含むＩ／Ｏ ＬＳＩ８ｄ等で構成される。
【００３３】
Ｉ／Ｏ ＬＳＩ８ｄの入力側には、クランク角センサ４５、カム角センサ４６、水温センサ４１、スロットルセンサ４２、エアフローセンサ４３、吸気管内圧センサ４４を含む各種のセンサ等が接続されており、エンジン制御装置８は、これら各種のセンサ等からの入力信号を取り込む。
【００３４】
エンジン制御装置８は、これらの入力信号に基づいて所定の演算処理を実行し、この演算結果として算定された各種の制御信号をＩ／Ｏ ＬＳＩ８ｄから出力し、アクチュエータである燃料ポンプ（図示せず）、スロットル弁１３a、インジェクタ２１、点火コイル２３、オイルコントロールバルブ２４等に所定の制御信号を供給して燃料噴射量制御、点火時期制御およびカム位相制御等を実行する。
【００３５】
バルブタイミング制御装置５１は、上述のエンジン制御装置８によって実行されるカム位相制御手段と、後述する可変バルブタイミング機構５２及びロック機構６１によって構成される。
【００３６】
図２は、カム軸３１，３２を駆動する構造を概略的に示す斜視図、図４は、バルブタイミング制御装置５１の可変バルブタイミング機構５２と油圧回路の構造をあわせて示す図、図５は、オイルコントロールバルブ２４の動作を説明する図である。
【００３７】
可変バルブタイミング機構５２は、図４に示すように、第1の回転体である略円環状のハウジング５３と、その内部に収容された第2の回転体であるベーン体５４とを有する。ハウジング５３は、カムプーリ３７に一体回転可能に連結され、ベーン体５４は、吸気バルブ３２用のカム軸３１に一体回転可能に連結されている。
【００３８】
ハウジング５３は、ハウジング５３の内周面から径方向外側に向かって凹設されて、周方向に所定間隔をおいて形成された複数の凹部５３ａを有する。ベーン体５４は、径方向外側に向かって突出して各凹部５３ａ内にて回動方向に往復移動可能に配置される複数のベーン５４ａを有する。
【００３９】
ハウジング５３の凹部５３ａは、ベーン体５４のベーン５４ａによって回動方向一方側である進角側と回動方向他方側である遅角側に区画され、ベーン５４ａとの協働により第1の圧力室である進角室Ｆと第2の圧力室である遅角室Ｂを形成する。なお、本実施の形態では、回動方向一方側を、図４で時計回りに示されるプーリ回転方向として設定している。ベーン体５４は、ベーン５４ａが凹部５３ａの回動方向一方側の側壁に当接する位相から、回動方向他方側の側壁に当接する位相までの範囲で相対回動することができる。ハウジング５３とベーン体５４との位相の変化は、クランク軸６に対するカム軸３１の位相の変化に同意である。
【００４０】
そして、ベーン体５４を遅角側(回動方向他方側)に最も相対回動させた最遅角位置（回動規制位相）を、エンジン停止状態における位置、すなわち、オイルコントロールバルブ２４がエンジン制御装置８によって作動制御されていないときの初期位置として設定している。
【００４１】
クランク軸６に対するカム軸３１の実際の位相である実カム位相は、クランク角センサ４５から出力されたクランク軸６の回転位置を表す角度信号と、カム角センサ４６から出力されたカム軸３１の回転位置を表す角度信号を用いて、エンジン制御装置８によって算出される。
【００４２】
上記構成を有する可変バルブタイミング機構５２の進角室Ｆは、進角油圧通路ＬＦを介してオイルコントロールバルブ２４の進角ポートＰ２に接続され、遅角室Ｂは、遅角油圧通路ＬＢを介してオイルコントロールバルブ２４の遅角ポートＰ３に接続されている。
【００４３】
オイルコントロールバルブ２４は、ソレノイド２４ａ、プランジャ２４ｂ、バルブハウジング２４ｃ、スプール２４ｄ、スプリング２４ｅを備えている。バルブハウジング２４ｃには、供給ポートＰ1、進角ポートＰ2、遅角ポートＰ3、ドレインポートＰ4、Ｐ5が形成されており、供給ポートＰ1には、オイルポンプ7に連通するオイル供給通路が接続され、オイルポンプ7から作動流体である作動油が供給されるようになっている。
【００４４】
スプール２４ｄは、バルブハウジング２４ｃ内に往復移動可能に収容されており、図5（ａ）に示すように、図の右側であるバルブハウジング２４ｃの基端側に位置しているときは、供給ポートＰ１と遅角ポートＰ３との間を連通させ、同時にドレインポートＰ４と進角ポートＰ２との間を連通させる。そして、オイルポンプ７から供給された作動油を遅角室Ｂに導き、進角室Ｆ内の作動油を、図示していないドレイン通路からオイルパンに排出し、ハウジング５３に対してベーン体５４を遅角側に相対回動させることができ、カム位相を遅角側に変更することができる。
【００４５】
スプール２４ｄは、図5（ｃ）に示すように、図の左側であるバルブハウジング２４ｃの先端側に位置しているときは、供給ポートＰ１と進角ポートＰ２との間を連通させ、同時にドレインポートＰ５と遅角ポートＰ３との間を連通させる。そして、オイルポンプ７から供給された作動油を進角室Ｆに導き、遅角室Ｂ内の作動油をドレイン通路からオイルパンに排出し、ハウジング５３に対してベーン体５４を進角側に相対回動させることができ、カム位相を進角側に変更することができる。
【００４６】
スプール２４ｄは、図5（ｂ）に示すように、バルブハウジング２４ｃの中央位置に位置しているときは、供給ポートＰ１と進角ポートＰ２との間、及び供給ポートＰ１と遅角ポートＰ３との間を遮断する。従って、進角室Ｆ及び遅角室Ｂに対する作動油の供給及び排出を停止して、進角室Ｆ及び遅角室Ｂにおける作動油の圧力を等しくし、ハウジング５３に対するベーン体５４の相対回動を停止させることができ、カム位相を固定することができる。
【００４７】
スプール２４ｄは、スプリング２４ｅによって基端側に向かって付勢されており、ソレノイド２４ａに電流を供給しない状態では、図５(ａ)に示すように、最も基端側である基端位置に位置する。そして、ソレノイド２４ａに電流を供給すると、プランジャ２４ｂに押されて先端側に向かって移動する。スプール２４ｂの移動量は、ソレノイド２４ａに供給する電流の大きさに比例して大きくなる。
【００４８】
エンジン制御装置８は、前記各センサから検出した運転状態に基づいて算出した目標カム位相と実カム位相が等しくなるように、ソレノイド２４ａの電流値をフィードバック制御する。ここでは、ソレノイド２４ａの電流値を制御する方法として、単位時間内にソレノイド２４ａに電圧を印加する時間と印加しない時間の割合（デューティ比）を変化させる方法を用いる。
【００４９】
デューティ比を大きくすると、ソレノイド２４ａの電流値が増加し、スプール２４ｂをバルブハウジング２４ｃの先端側に移動させ、デューティ比を小さくすると、ソレノイド２４ａの電流値が減少し、スプール２４ｂをバルブハウジング２４ｃの基端側に移動させる。そして、デューティ比を中間の値にすると、ソレノイド２４ａの電流値も中間的な値となり、スプール２４ｂをバルブハウジング２４ｃの中央に移動させる。そして、デューティ比を制御することによって、供給ポートＰ１と進角ポートＰ２との流路面積、及び供給ポートＰ１と遅角ポートＰ３との流路面積を変更できるようになっている。
【００５０】
次に、バルブタイミング制御装置５１のロック機構６1とその動作原理について図６を用いて説明する。図６は、ロック機構６1の動作を説明する図である。
【００５１】
上述の可変バルブタイミング機構５２には、作動油の油圧低下時に、ベーン体５４の相対回動を規制するロック機構６1が設けられている。ロック機構６1は、最遅角位置でハウジング５３に対するベーン体５４の相対回動を規制し、進角室Ｆと遅角室Ｂの少なくとも一方に供給される作動油の油圧に基づいて相対回動の規制を解除する構成を有する。
【００５２】
ベーン５４ａのひとつには、ベーン体５４の回動軸方向と同方向に延在する段付の収容孔６３が形成されており、この収容孔６３にロックピン６２が往復移動可能に配設されている。ロックピン６２は、図６(ａ)〜（ｄ）に示すように、ロックピン６２の外周面が収容孔６３の内周面に摺接し、ロックピン６２の先端部６２ａがベーン５４ａから突出する突出位置(図６(ａ)を参照)と、ベーン５４ａ内に待避する待避位置との間を往復移動するようになっている。
【００５３】
そして、ロックピン６２は、ロックピン用スプリング６４によって、突出側に向かって付勢されている。ロックピン６２の基端には、段差を介して拡径された拡径部６２ａが形成されており、拡径部６２ａと収容孔６３の段部との間に、ロック解除用圧力室Ｒ１が形成されている。ロック解除用圧力室Ｒ１は、ベーン５４ａに形成された遅角側作動油通路ｒ１を介して遅角室Ｂに連通しており、遅角室Ｂ内の圧力が伝達されるようになっている。
【００５４】
ハウジング５３には、ベーン体５４が最遅角位置に位置するときに、ロックピン６２の先端を挿入可能なロック穴６６が凹設されており、ロックピン６２を突出位置に移動させてロックピン６２の先端部６２ａをロック穴６６に挿入することによって、ベーン体５４をハウジング５３に機械的に締結し、ベーン体５４の相対回動を規制することができる。
【００５５】
ロック穴６６とロックピン６２の先端部６２ａとの間に形成される空間は、ロック解除用圧力室Ｒ２となっており、ベーン体５４とハウジング５３との摺動面に形成された進角側作動油通路ｒ２を介して進角室Ｆに連通され、進角室Ｆ内の圧力が伝達されるようになっている。
【００５６】
ロック解除用圧力室Ｒ１、Ｒ２内の作動油の圧力は、ロックピン６２をロック穴６６から抜脱させる方向に作用する。例えば遅角室Ｂの圧力が十分に高まり、その圧力が、遅角側作動油通路ｒ１を通じて遅角室Ｂ内の油圧がロック解除用圧力室Ｒ１に伝達されると、図６（ｂ）に示すように、ロックピン６２の先端部６２ａを収容孔６６から完全に抜脱させ、ロックピン６２を突出位置から待避位置まで移動させることができ、ロック機構６１の規制を解除することができる。
【００５７】
そして、進角室Ｆの圧力が十分に高まると、図６（ｃ）に示すように、進角側作動油通路ｒ２を通じて進角室Ｆ内の油圧がロック解除用圧力室Ｒ２に伝達され、ロックピン６２を待避位置に保持し、ベーン体５４を進角側に円滑に相対回動させることができる。
【００５８】
また、ベーン体５４を遅角側に相対回動させるべく、遅角室Ｂに作動油を供給し、遅角室Ｂの圧力が十分に高まると、図６(ｄ)に示すように、遅角側作動油通路ｒ１を通じて遅角室Ｂ内の油圧がロック解除用圧力室Ｒ１に伝達され、ロックピン６２を待避位置に保持し、ベーン体５４を遅角側に円滑に相対回動させることができる。
【００５９】
上記構成を有するロック機構６１は、例えばエンジン停止時のようにロック解除用圧力室Ｒ１、Ｒ２に作動油の油圧がかかっていない場合は、図６（ａ）に示すように、ロックピン６２の先端部６２ａがロック穴６６に挿入されて、ハウジング５３に対するベーン体５４の相対回動を規制する規制状態となる。
【００６０】
そして、エンジン始動により遅角室Ｂの油圧が上昇してロック解除用圧力室Ｒ１の油圧がロックピン用スプリング６４の付勢力を上回ると、ロックピン６２が突出位置から待避側に移動され、ロックピン６２の先端部６２ａがロック穴６６から抜脱され、ロック機構６１の規制が解除された解除状態となる。かかる解除状態から、図６（ｃ）に示すように、進角室Ｆに作動油を供給すると、上述したようにベーン体５４を進角側に相対回動させることができる。
【００６１】
次に、バルブタイミング制御装置５１のカム位相制御方法について図7のフローチャートを用いて説明する。このカム位相制御は、エンジン制御装置８によって実行される。図７は、本実施の形態におけるカム位相制御のフローチャートである。
【００６２】
ステップＳ１０１にて、エンジン始動後にバルブタイミングであるカム位相の進角を要求する進角要求があるかどうかを判定し、進角要求がある場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）には、カム位相を進角させるべくステップＳ１０２以降に進み、進角要求がない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）には、プログラムの開始点に戻る。
【００６３】
ステップＳ１０２では、ロック機構６1の作動状態が解除状態と推定できるか否かを判断する。この判断は、作動油の油圧状態、あるいは作動油の油圧状態を推定するパラメータに基づいて行われる。作動油の油圧状態を推定するパラメータとは、作動油の油圧状態に関係するパラメータであり、油圧状態を直接又は間接的に推定できるものであればよく、例えば作動油の油温、粘性、エンジン回転数、エンジン冷却水温、エンジン始動時からの経過時間、エンジン停止時からの経過時間、もしくはこれらの組み合わせ等が挙げられる。
【００６４】
例えば、作動油の油圧が十分に高まっている場合には、その圧力が遅角室Ｂからロック解除用圧力室Ｒ１に伝達されて、ロックピン６２が待避位置まで移動し、ロック機構６1の作動状態が解除状態になっていると推定できる（図６（ｂ）を参照）。また、例えば作動油の油温やエンジン冷却水温が高く、作動油の圧力が十分に高まっていると推定できる場合も、ロック機構６1の作動状態が解除状態になっていると推定できる。
【００６５】
一方、最遅角位置において作動油の油圧が十分に高まっていない場合には、ロック解除用圧力室Ｒ1の作動油がロックピン６２を待避位置まで移動させているか否かは不明であり、ロック機構６1の作動状態が確実に解除状態になっていると推定することはできない。同様に、油温や冷却水温が低く、作動油の油圧が十分に高まっていないと推定できる場合も、ロック機構６1の作動状態が確実に解除状態になっていると推定することはできない。
【００６６】
ステップＳ１０２でロック機構６1の作動状態が解除状態であると推定できる場合（Ｓ１０２：YES）は、ステップＳ１０８に進み、オイルコントロールバルブ２４を制御して、カム軸３１の実カム位相を目標カム位相に一致させるフィードバック制御を行う。なお、このフィードバック制御については、カム位相制御において従来から行われている既知の制御であるので、その詳細な説明を省略する。
【００６７】
一方、ロック機構６1の作動状態が解除状態であると推定できない場合（Ｓ１０２：ＮＯ）は、ロック機構６1の作動状態を実際に検出する作動状態検出制御を行うべく、ステップＳ１０３以降に進む。
【００６８】
ステップＳ１０３では、即座にベーン体５４を最遅角位置から進角側に相対回動させるように、オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を１００パーセントに設定する処理を行う。オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を１００パーセントに設定すると、オイルコントロールバルブ２４の供給ポートＰ１と進角ポートＰ２との間の流路面積が最大とされ、オイルコントロールバルブ２４から進角室Ｆに最大供給量の作動油が供給される。これにより、ベーン体５４は最遅角位置から進角側に向かって相対回動するように付勢される。
【００６９】
ステップＳ１０４では、作動状態検出時間が経過するまでオイルコントロールバルブ２４のデューティ比を100パーセントに維持する処理が行われる。この作動状態検出時間は、作動油を進角室Ｆに供給して実カム位相の変化に基づきロック機構６１の作動状態を検出するのに必要とされる最短時間であり、作動油の油圧状態或いは作動油の油圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定される。
【００７０】
また、この作動状態検出時間は、作動油の油圧状態等の条件に加えて、目標カム位相の変化量を考慮して設定してもよい。目標カム位相の変化量を考慮することによって、例えばロック機構６１の規制が解除されている場合に実カム位相のオーバーシュートを最小限に留めることができる。
【００７１】
そして、作動状態検出時間の経過後（Ｓ１０４：ＹＥＳ）に、ステップＳ１０５に進み、ロック機構６1の作動状態が解除状態であるか否かが判断される。ステップＳ１０５では、作動状態検出時間における実カム位相の変化に基づいて解除状態であるか否かが判断される。具体的には、実カム位相が、作動状態検出時間の間に、最遅角位置よりも進角側に設定された判定閾値を超えて、進角側に移動しているか否かによって判断する。
【００７２】
例えば、ロック機構６1の作動状態が解除状態になっている場合には、ベーン体５４は進角室Ｆへの作動油の供給によって進角側に相対回動され、作動状態検出時間の間に、最遅角位置よりも進角側に設定された判定閾値を超えて進角側に移動する。
【００７３】
一方、ロック機構６1の規制が解除されていない場合には、進角室Ｆへの作動油の供給によりロック機構６1のロック解除不全が発生し、ベーン体５４は進角側に相対回動することができず、作動状態検出時間の間に進角側に移動することはない。
【００７４】
従って、実カム位相が判定閾値を超えて進角側に移動している場合には解除状態と判断し、実カム位相が判定閾値以下であった場合には規制状態と判断することができる。
【００７５】
なお、ロック機構６1の作動状態が規制状態の場合には、実カム位相は最遅角位置に固定されているので、判定閾値は、最遅角位置から進角側に僅かに移動した位置に設定できる。従って、作動状態検出時間を長く取ることなく、解除状態であるか否かを迅速に判断できる。
【００７６】
ステップＳ１０５でロック機構６1の作動状態が解除状態であると判断された場合(ステップＳ１０５:NO)は、ステップＳ１０８に進み、実カム位相を目標カム位相に一致させるフィードバック制御が行われる。
【００７７】
そして、ステップＳ１０５でロック機構６１の作動状態が規制状態であると判断された場合（ステップＳ１０５：YES)は、ロック機構６１の作動状態を規制状態から解除状態に変更する規制解除制御を行うべく、ステップＳ１０６に進む。
【００７８】
ステップＳ１０６では、ベーン体５４を即座に遅角側に相対回動させるように、オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を０パーセントに設定する処理を行う。オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を０パーセントに設定すると、オイルコントロールバルブ２４の供給ポートＰ１と遅角ポートＰ３との間の流路面積が最大とされ、オイルコントロールバルブ２４から遅角室Ｂに最大供給量の作動油が供給される。これにより、ベーン体５４は遅角側に向かって付勢され、ロックピン６２はロック穴６６から抜脱する方向に付勢される。
【００７９】
そして、ステップＳ１０７では、規制解除時間が経過するまでデューティ比を０パーセントに維持する処理が行われる。この規制解除時間は、ロック機構６1のロック解除不全を解消する十分な作動油を遅角室Ｂに供給するのに必要とされる時間であり、作動油の油圧状態、あるいは作動油の油圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定される。
【００８０】
そして、規制解除時間の経過後（Ｓ１０７：ＹＥＳ）に、ステップＳ１０３に戻り、ステップＳ１０５でロック機構６1の作動状態が解除状態であると判断されるまで、ステップＳ１０３からステップＳ１０７の処理を繰り返す。
【００８１】
上述のカム位相制御によれば、ロック機構６1の作動状態が解除状態と推定できる場合には、作動状態検出制御を実行せず、フィードバック制御のみを実行する。従って、作動状態検出制御によってロック機構６１の作動状態を検出する時間を省略することができ、フィードバック制御によって実カム位相を目標カム位相に迅速に一致させることができる。従って、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮化でき、所望の出力を早期に得ることができ、トルク要求に対して適切に応えることができる。
【００８２】
一方、ロック機構６１の作動状態が解除状態であると推定できない場合には、フィードバック制御ではなく、作動状態検出制御を行う。作動状態検出制御では、進角室Ｆに供給される作動油の供給量を最大限にしてベーン体５４を進角側に相対回動させるので、ロック機構６１の作動状態が解除状態であるかまたは規制状態であるかを早期に把握することができる。従って、その把握した結果に応じて、次の制御を実行することができ、結果として、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮化することができる。
【００８３】
[第2実施の形態]
次に、本発明の第2実施の形態について説明する。
本実施の形態において特徴的なことは、バルブタイミング制御装置５１のカム位相制御において、ロック機構６1の作動状態が規制状態と推定できる場合には、最初にロック機構６1の規制解除制御を実行し、次いでロック機構６１の作動状態検出制御を実行することである。かかる制御処理により、ロック機構６1のロック解除不全を早期に解消し、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮化することができる。
【００８４】
以下、本実施の形態におけるバルブタイミング制御装置５１のカム位相制御方法について、図８のフローチャートを用いて詳細に説明する。図８は、本実施の形態におけるカム位相制御のフローチャートである。なお、第1実施の形態と同様の構成要素については、同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【００８５】
まず、エンジン始動後、ステップＳ２０１でカム位相の進角を要求する進角要求があるかどうかを判定し、進角要求がある場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）には、カム位相を進角させるべくステップＳ２０２以降に進み、進角要求がない場合（Ｓ２０１：ＮＯ）には、プログラムの開始点に戻る。
【００８６】
ステップＳ２０２では、ロック機構６1の作動状態が解除状態と推定できるか否かを判定する。この判定処理は、第1実施の形態におけるステップＳ１０２と同様の処理であるので説明を省略する。
【００８７】
ステップS２02でロック機構６1の作動状態が解除状態であると推定できる場合（Ｓ２０２：YES）は、ステップＳ２１１に進み、オイルコントロールバルブ２４を制御して、カム軸３１の実カム位相を目標カム位相に一致させるフィードバック制御を行う。
【００８８】
一方、ロック機構６1の作動状態が解除状態であると推定できない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）は、ステップＳ２０３に進み、ロック機構６1の作動状態が規制状態と推定できるか否かを判定する。この判定は、作動油の油圧状態、あるいは作動油の油圧状態を推定するパラメータに基づいて行われる。
【００８９】
例えば、最遅角位置において作動油の油圧が所定値よりも低い場合には、ロック解除用圧力室Ｒ１の作動油がロックピン６２を待避位置まで完全に移動させることはできず、ロック機構６1の規制は解除されておらず、作動状態は規制状態であると推定できる。同様に、パラメータに基づいて作動油の油圧が所定値よりも低いと推定できる場合も、ロック機構６1の規制は解除されておらず、作動状態は規制状態であると推定できる。
【００９０】
一方、最遅角位置において作動油の油圧が所定値以上の場合には、ロック機構６1の作動状態が規制状態であるとの推定はできない。同様に、パラメータに基づいて作動油の油圧が所定値以上であると推定できる場合にも、ロック機構６1の作動状態が規制状態であるとの推定はできない。
【００９１】
ステップＳ２０３でロック機構６1の作動状態が規制状態であると推定できる場合（Ｓ２０３：YES）は、ロック機構６1の規制を解除する規制解除制御を実行すべく、ステップＳ２０４に進む。
【００９２】
ステップＳ２０４では、ベーン体５４を即座に遅角側に相対回動させるように、オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を０パーセントに設定する処理を行う。オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を０パーセントに設定すると、オイルコントロールバルブ２４の供給ポートＰ１と遅角ポートＰ３との間の流路面積が最大とされ、オイルコントロールバルブ２４から遅角室Ｂに最大供給量の作動油が供給される。これにより、ベーン体５４は遅角側に向かって付勢され、ロックピン６２はロック穴６６から抜脱する方向に付勢される。
【００９３】
そして、ステップＳ２０５では、規制解除時間が経過するまでデューティ比を０パーセントに維持する処理が行われる。この規制解除時間は、ロック機構６1の規制を解除する十分な作動油を遅角室Ｂに供給するのに必要とされる時間であり、作動油の作動油の油圧状態、あるいは作動油の油圧状態を推定するパラメータに基づいて可変設定される。
【００９４】
規制解除時間の経過後（Ｓ２０５：ＹＥＳ）は、ステップＳ２０６に進む。また、ステップＳ２０３でロック機構６1の作動状態が規制状態であると推定できない場合(Ｓ２０３：ＮＯ）は、ロック機構６1の作動状態が不明状態であるとして、ステップＳ２０６に進む。
【００９５】
ステップＳ２０６以降では、ロック機構６1の作動状態が不明状態であるので、ロック機構６1の作動状態を実際に検出する作動状態検出制御が実行される。そして、ステップＳ２０８でロック機構６1のロック解除不全が発生していないと判断されるまで、ステップＳ２０６からステップＳ２１０が繰り返し実行される。なお、ステップＳ２０６からステップＳ２１１までの処理は、第１実施の形態におけるステップＳ１０３からステップＳ１０８までの処理と同一であるのでその詳細な説明を省略する。
【００９６】
上述のカム位相制御によれば、ロック機構６1の作動状態が規制状態と推定できる場合には、最初にロック機構６1の規制を解除する規制解除制御を実行し、次いで作動状態検出制御を実行するので、ロック機構６1のロック解除不全を早期に解消することができる。従って、次の制御を実行することができ、結果として、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮化することができる。
【００９７】
例えば、ロック機構６1の作動状態が規制状態と推定できる場合に、最初に作動状態検出制御を実行すると、ロック解除不全を確実に発生させてしまい、規制解除制御を開始する時間が遅れて、バルブタイミングの変更に要する時間が長くなってしまう。
【００９８】
その点、本実施の形態では、ロック機構６1の作動状態が規制状態と推定できる場合は、最初に規制解除処理を実行するので、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮することができ、所望の出力を早期に得ることができ、トルク要求に対して適切に応えることができる。
【００９９】
図９、図１０は、第２実施の形態によるカム位相制御の動作タイムチャートであり、図９は、ロック機構６1の規制が解除されている状況で、カム位相制御によりロック機構６1の作動状態が不明状態と判定された場合の動作タイムチャートである。まず、エンジン装置１が始動されて完爆した後、図９に示すタイミングｔ０でエンジン運転状態が変化し、目標カム位相が最遅角位置から進角側に変更されると、ロック機構６１の作動状態が推定される。
【０１００】
そして、ロック機構６１の作動状態が不明状態であると判定すると、オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を１００パーセントに設定し、進角室Ｆに最大供給量の作動油を供給して、即座にベーン体５４を最遅角位置から進角側に相対回動させる。
【０１０１】
そして、作動状態検出時間ＴＯ１が経過するまでに、実カム位相の値が判定閾値を超えて進角側に移動しているか否かを判断する。ここでは、作動状態検出時間ＴＯ１が経過する前に実カム位相の位置が判定閾値を超えているので、ロック機構６１のロック解除不全が発生していない、すなわちロック機構６１の規制は解除されていると判断し、作動状態検出時間ＴＯ１が経過したタイミングｔ１で、実カム位相を目標カム位相に一致させるフィードバック制御を実行する。ここで、作動状態検出時間TO1は、作動油の油圧状態に加え、目標カム位相の変化量も考慮して設定されているので、実カム位相のオーバーシュートを最小限に留めることができる。
【０１０２】
図１０は、ロック機構６１のロック解除不全が発生している状況で、カム位相制御によりロック機構の作動状態が不明状態と判断された場合の動作タイムチャートである。
【０１０３】
エンジン装置１が始動されて完爆した後、図１０に示すタイミングｔ０でエンジン運転状態が変化し、目標カム位相が最遅角位置から進角側に変更されると、ロック機構６１の作動状態が推定される。
【０１０４】
そして、ロック機構６１の作動状態が不明状態であると判定すると、オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を１００パーセントに設定し、進角室Ｆに最大供給量の作動油を供給して、即座にベーン体５４を最遅角位置から進角側に相対回動させる。
【０１０５】
そして、作動状態検出時間ＴＯ１が経過するまでに、実カム位相の値が判定閾値を超えて進角側に移動しているか否かを判断する。ここでは、作動状態検出時間ＴＯ１内に実カム位相の位置が判定閾値を超えていないので、ロック機構６１の規制は解除されていない、すなわちロック解除不全が発生していると判断し、作動状態検出時間ＴＯ１が経過したタイミングｔ１で、オイルコントロールバルブ２４のデューティ比を０パーセントに設定する。これにより、遅角室Ｂに最大供給量の作動油が供給されて、ベーン体５４は遅角側に向かって付勢され、ロックピン６２はロック穴６６から抜脱する方向に付勢される。
【０１０６】
そして、規制解除時間ＴＯ２が経過したタイミングｔ２で、再びオイルコントロールバルブ２４のデューティ比を１００パーセントに設定する。これにより、進角室Ｆに最大供給量の作動油が供給されて、ベーン体５４は最遅角位置から進角側に向かって付勢される。
【０１０７】
そして、作動状態検出時間ＴＯ３が経過するまでに、実カム位相の値が判定閾値を超えて進角側に移動しているか否かを判断する。ここで、作動状態検出時間ＴＯ３内に実カム位相の位置が判定閾値を超えているので、ロック機構６１のロック解除不全が発生していない、すなわちロック機構６１の規制は解除されていると判断し、作動状態検出時間ＴＯ３が終了したタイミングｔ３で、実カム位相を目標カム位相に一致させるフィードバック制御を実行する。上記の作動状態検出時間TO1、ＴＯ３は、作動油の油圧状態に加え、目標カム位相の変化量も考慮して設定されているので、実カム位相のオーバーシュートを最小限に留めることができる。
【０１０８】
以上、本発明の各実施形態について詳述したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱することなく、設計において種々の変更ができるものである。
【０１０９】
例えば、上記第１及び第２実施の形態では、ロック機構６１が最遅角位置でベーン体５４とハウジング５３との相対回動を規制する構成の場合を例に説明したが、最進角位置でベーン体５４とハウジング５３との相対回動を規制するロック機構を備える構成についても同様に本発明を適用可能である。
【０１１０】
また、上記各実施の形態では、吸気バルブ３２用のカム軸３１に可変バルブタイミング機構５２を備える構成の場合を例に説明したが、排気バルブ３４用のカム軸３３に可変バルブタイミング機構を備える構成についても同様に本発明を適用可能である。
【０１１１】
本発明のバルブタイミング制御装置は、作動流体の流体圧または作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づきロック機構の作動状態が解除状態であると推定できるか否かを判断し、推定できると判断した場合にカム軸の実カム位相をカム軸の目標カム位相に一致させるフィードバック制御を行い、ロック機構の解除状態を推定できないと判断した場合にロック機構の作動状態を検出する作動状態検出制御を行う。
【０１１２】
従って、ロック機構の作動状態が解除状態であると推定できる場合には、作動状態検出制御を行わず、フィードバック制御のみを行うので、作動状態検出制御によるロック機構の作動状態を確認する時間を省略することができる。従って、フィードバック制御によって実カム位相を目標カム位相に早期に一致させることができ、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮化し、所望の出力を迅速に得ることができる。
【０１１３】
一方、ロック機構の作動状態が解除状態であると推定できない場合には、フィードバック制御ではなく、作動状態検出制御を行うので、ロック機構の作動状態が解除状態であるかまたは規制状態であるかを早期に把握することができる。従って、ロック機構の作動状態が規制状態であることが把握できた場合には、例えばロック機構の規制を解除する規制解除制御を実行して、ロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に早期に変更できる。また、ロック機構の作動状態が解除状態であることが把握できた場合には、例えばフィードバック制御を実行して、実カム位相を目標カム位相に早期に一致させることができ、バルブタイミングの変更に要する時間を短縮化し、所望の出力を迅速に得ることができる。
【０１１４】
また、本発明によるバルブタイミング制御装置の他の態様は、作動流体の流体圧または作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づきロック機構の作動状態が解除状態であると推定できるか否かを判断し、ロック機構の解除状態を推定できると判断した場合にカム軸の実カム位相を目標カム位相に一致させるフィードバック制御を行い、ロック機構の解除状態を推定できないと判断した場合には、ロック機構の作動状態が規制状態であると推定できるか否かを作動流体の流体圧もしくは作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づいて推定し、ロック機構の規制状態を推定できるとの判断によりロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に変更する規制解除制御を実行し、ロック機構の規制状態を推定できないとの判断によりロック機構の作動状態を検出する作動状態検出制御を行うことを特徴としている。
【０１１５】
従って、ロック機構の規制状態を推定できる場合には、作動状態検出制御を行わず、規制解除制御を実行するので、作動状態検出制御によるロック機構の作動状態を確認する時間を省略することができる。従って、ロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に早期に変更することができる。
【０１１６】
一方、ロック機構の規制状態を推定できない場合には、規制解除制御ではなく、作動状態検出制御を行うので、ロック機構の作動状態が解除状態であるかまたは規制状態であるかを早期に把握することができる。そして、ロック機構の作動状態が規制状態であることが把握できた場合には、例えばロック機構の規制を解除する規制解除制御を実行して、ロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に早期に変更できる。また、ロック機構の作動状態が解除状態であることが把握できた場合には、例えばフィードバック制御を実行して、実カム位相を目標カム位相に早期に一致させることができ、所望の出力を迅速に得ることができる。
【０１１７】
そして、本発明によるバルブタイミング制御装置の具体的な態様は、作動状態検出制御の結果、ロック機構の作動状態が解除状態であると検出した場合にフィードバック制御を行い、ロック機構の作動状態が規制状態であると検出した場合にロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に変更する規制解除制御を行うことを特徴としている。
【０１１８】
従って、ロック機構の作動状態が解除状態であることを検出した場合には、フィードバック制御を実行して、実カム位相を目標カム位相に早期に一致させることができ、所望の出力を迅速に得ることができる。そして、ロック機構の作動状態が規制状態であることを検出した場合には、ロック機構の規制を解除する規制解除制御を実行して、ロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に早期に変更できる。従って、早期にフィードバック制御を実行することができ、実カム位相を目標カム位相に一致させて、所望の出力を迅速に得ることができる。
【０１１９】
また、本発明によるバルブタイミング制御装置の具体的な態様は、可変バルブタイミング機構がクランク軸に連動して回転される第１の回転体と、第１の回転体に相対回動可能に配設されてカム軸に連結された第２の回転体と、第２の回転体を第１の回転体に対して回動方向一方側に相対回動させるための作動流体が供給される第１の圧力室と、第２の回転体を第１の回転体に対して回動方向他方側に相対回動させるための作動流体が供給される第２の圧力室とを有し、ロック機構が第１の回転体に支持されて突出位置と待避位置との間を往復移動するロックピンと、第２の回転体を第１の回転体に対して回動方向他方側に最も相対回動させた位相である回動規制位相で突出位置に移動したロックピンが挿入されるロック穴と、ロックピンを突出位置に向かって付勢するロックピン用スプリングと、ロックピン用スプリングの付勢力に抗してロックピンを待避位置に向かって移動させるための作動流体が第２の圧力室から供給されるロック解除用圧力室とを有することを特徴としている。
【０１２０】
従って、可変バルブタイミング機構は、第１の圧力室に作動流体を供給して第２の回転体を第１の回転体に対して回転方向一方側に相対回動させることができ、第２の圧力室に作動流体を供給して第２の回転体を第１の回転体に対して回動方向他方側に相対回動させることができる。
【０１２１】
そして、ロック機構は、回動規制位置でロックピンを突出位置に移動させてロック穴に挿入することにより、第１及び第２の回転体の相対回動を規制することができ、作動流体を第２の圧力室を介してロック解除用圧力室に供給することによって、ロックピンを待避位置に移動させてロック穴から抜脱させ、ロック機構の規制を解除し、第１及び第２の回転体の相対回動を許容する解除状態とすることができる。
【０１２２】
更にまた、本発明によるバルブタイミング制御装置の具体的な態様は、作動状態検出制御では、第１の圧力室に作動流体を供給して第２の回転体を回動方向一方側に相対回動させ、予め設定された作動状態検出時間における実カム位相の変化に基づきロック機構の作動状態を検出することを特徴としている。
【０１２３】
従って、例えば作動状態検出時間の間に実カム位相が変化していない場合はロック機構の作動状態が規制状態であることが検出でき、実カム位相が変化している場合はロック機構の作動状態が解除状態であることが検出できる。
【０１２４】
更にまた、本発明によるバルブタイミング制御装置の具体的な態様は、作動状態検出時間が作動流体の流体圧もしくは作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づいて可変設定されることを特徴としている。従って、ロック機構の作動状態を検出するのに必要な作動油を第１の圧力室に適切に供給することができ、ロック機構の作動状態を迅速に検出することができる。
【０１２５】
更にまた、本発明によるバルブタイミング制御装置の具体的な態様は、規制解除制御では、予め設定された規制解除時間の間、第２の圧力室に作動流体を供給してロック機構の規制を解除することを特徴としている。
【０１２６】
これによれば、第２の圧力室への作動流体の供給により、第２の回転体を回動方向他方側に相対回動させ、ロックピンを待避位置に向かって移動させることができる。従って、ロック機構の規制を解除することができる。
【０１２７】
更にまた、本発明によるバルブタイミング制御装置の具体的な態様は、規制解除時間が作動流体の流体圧もしくは作動流体の流体圧を推定するパラメータに基づいて可変設定されることを特徴としている。従って、ロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に変更するのに必要な作動油を第２の圧力室に供給することができ、ロック機構の作動状態を規制状態から解除状態に確実に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明によるバルブタイミング制御装置が適用されるエンジン装置の構成例を示す図。
【図２】カム軸を駆動する構造を概略的に示す斜視図。
【図３】エンジン制御装置の内部構成図。
【図４】バルブタイミング制御装置の可変バルブタイミング機構の構造と油圧回路構造をあわせて示す図。
【図５】オイルコントロールバルブの動作を説明する図。
【図６】ロック機構の動作を説明する図。
【図７】第１実施の形態によるカム位相制御のフローチャート。
【図８】第２実施の形態によるカム位相制御のフローチャート。
【図９】第２実施の形態によるカム位相制御の動作タイムチャート。
【図１０】第２実施の形態によるカム位相制御の動作タイムチャート。
【符号の説明】
【０１２９】
１  エンジン装置(内燃機関)
６  クランク軸
２４  オイルコントロールバルブ(コントロールバルブ)
３１、３３  カム軸
３２  吸気バルブ(バルブ)
３３  排気バルブ(バルブ)
５１  バルブタイミング制御装置
５２  可変バルブタイミング機構
５３  ハウジング(第1の回転体)
５４  ベーン体(第２の回転体)
６１  ロック機構
６２  ロックピン
６４  ロックピン用スプリング
６６  ロック穴
Ｆ  進角室（第1の圧力室)
Ｂ  遅角室(第2の圧力室)
Ｒ１，Ｒ２  ロック解除用圧力室
【図１】
2009203830.tif 000003
【図２】
2009203830.tif 000004
【図３】
2009203830.tif 000005
【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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【図１０】
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