(57)【要約】【課題】高応答性のバルブタイミング調整装置の提供。【解決手段】制御部３０においてスプール弁１００は、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間を中継する中継位置並びに進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間を遮断する遮断位置に移動するスプール１３０を有し、通電によりスプール１３０を駆動する。また、制御部３０において制御回路２００は、カム軸２からベーンロータ１４に作用する変動トルクの方向である変動トルク方向と、ハウジング１１に対してベーンロータ１４を相対回転させる目標方向との同異関係を判定し、変動トルク方向と目標方向との一致判定を下した場合に、スプール弁１００への通電を制御してスプール１３０を中継位置に駆動する一方、変動トルク方向と目標方向との不一致判定を下した場合に、スプール弁１００への通電を制御してスプール１３０を遮断位置に駆動する。【選択図】図１
2009216012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、
前記カム軸と連動して回転し、前記駆動回転体との間において流体室としての進角室及び遅角室を回転方向に区画し、前記進角室又は前記遅角室に作動流体が供給されることにより前記駆動回転体に対する進角方向又は遅角方向に相対回転する従動回転体と、
前記進角室及び前記遅角室のうち作動流体の供給先を制御する制御部と
を備えるバルブタイミング調整装置において、
前記制御部は、
前記進角室と前記遅角室との間を中継する中継位置並びに前記進角室と前記遅角室との間を遮断する遮断位置に移動する弁部材を有し、通電により前記弁部材を駆動する電動弁手段と、
前記カム軸から前記従動回転体に作用する変動トルクの方向である変動トルク方向と、前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させる目標方向との同異関係を判定する方向判定手段と、
前記変動トルク方向と前記目標方向との一致判定が前記方向判定手段により下された場合に、前記電動弁手段への通電を制御して前記弁部材を前記中継位置に駆動する一方、前記変動トルク方向と前記目標方向との不一致判定が前記方向判定手段により下された場合に、前記電動弁手段への通電を制御して前記弁部材を前記遮断位置に駆動する通電制御手段と
を有することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
【請求項２】
前記制御部は、
前記内燃機関の回転数を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された前記回転数に基づいて前記変動トルク方向を推定する推定手段と
をさらに有し、
前記方向判定手段は、前記推定手段による推定された前記変動トルク方向と、前記目標方向との同異関係を判定することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項３】
前記中継位置において前記弁部材は、作動流体を供給する流体供給源を前記進角室と前記遅角室との間に連通させる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調整装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記流体供給源側への作動流体の逆流を規制する規制手段
をさらに有することを特徴とする請求項３に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項５】
スプール弁からなる前記電動弁手段が前記弁部材として有するスプールは、
前記進角室と前記遅角室との間を前記中継位置において中継する中継通路を形成し、
前記遮断位置において前記中継通路を閉塞することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項６】
前記電動弁手段は、前記弁部材としての第一スプールを有する第一スプール弁と、前記弁部材としての第二スプールを有する第二スプール弁との間に、第一連通通路及び第二連通通路を介装してなり、
前記中継位置において前記第一スプールは、前記進角室及び前記遅角室のうち前記駆動回転体に対して前記従動回転体を前記目標方向に相対回転させる前記供給先としての第一流体室に前記第一連通通路を連通させると共に、前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一流体室とは反対の第二流体室に前記第二連通通路を連通させ、且つ前記中継位置において前記第二スプールは、前記第一連通通路に前記第二連通通路を連通させ、
前記遮断位置において前記第一スプール若しくは前記第二スプールは、前記第一連通通路又は前記第二連通通路に対して前記中継位置における連通先を閉塞することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項７】
前記制御部は、
前記内燃機関の回転数を検出する検出手段
をさらに有し、
前記方向判定手段は、前記検出手段により閾値未満の前記回転数が検出された場合に、前記変動トルク方向と前記目標方向との同異関係を判定し、
前記通電制御手段は、前記検出手段により前記閾値以上の前記回転数が検出された場合に、前記電動弁手段への通電を制御して前記弁部材を連通位置に駆動し、
前記連通位置において前記弁部材は、前記進角室及び前記遅角室のうち前記駆動回転体に対して前記従動回転体を前記目標方向に相対回転させる前記供給先としての第一流体室に、作動流体を供給する流体供給源を連通させると共に、前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一流体室とは反対の第二流体室に、作動流体を排出するドレン通路を連通させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
前記制御部は、
前記駆動回転体に対して前記従動回転体を相対回転させる目標応答速度と、当該目標応答速度に応じて制御モードを切換設定するための切換設定速度との高低関係を判定する速度判定手段と、
前記目標応答速度が前記切換設定速度以上であるとする高応答速度判定が前記速度判定手段により下された場合に、前記制御モードを高応答速度モードに設定し、前記目標応答速度が前記切換設定速度未満であるとする低応答速度判定が前記速度判定手段により下された場合に、前記制御モードを低応答速度モードに設定するモード設定手段と
をさらに有し、
前記方向判定手段は、前記モード設定手段により前記高応答速度モードが設定された場合に、前記変動トルク方向と前記目標方向との同異関係を判定し、
前記通電制御手段は、前記モード設定手段により前記低応答速度モードが設定された場合に、前記電動弁手段への通電を制御して前記弁部材を連通位置に駆動し、
前記連通位置において前記弁部材は、前記進角室及び前記遅角室のうち前記駆動回転体に対して前記従動回転体を前記目標方向に相対回転させる前記供給先としての第一流体室に、作動流体を供給する流体供給源を連通させると共に、前記進角室及び前記遅角室のうち前記第一流体室とは反対の第二流体室に、作動流体を排出するドレン通路を連通させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項９】
前記制御部は、
前記内燃機関の回転数を検出する検出手段
をさらに有し、
前記方向判定手段は、前記モード設定手段により前記高応答速度モードが設定されると共に前記検出手段により閾値未満の前記回転数が検出された場合に、前記変動トルク方向と前記目標方向との同異関係を判定し、
前記通電制御手段は、前記モード設定手段により前記高応答速度モードが設定されると共に前記検出手段により前記閾値以上の前記回転数が検出された場合に、前記電動弁手段への通電を制御して前記弁部材を前記連通位置に駆動することを特徴とする請求項８に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１０】
スプール弁からなる前記電動弁手段が前記弁部材として有するスプールは、
前記第一流体室と前記第二流体室との間を前記中継位置において中継し且つ前記第一流体室と前記流体供給源との間を前記連通位置において中継する第一中継通路、並びに前記第二流体室と前記ドレン通路との間を前記連通位置において中継する第二中継通路を形成し、
前記中継位置において前記第二中継通路を閉塞し、前記遮断位置において前記第一中継通路及び前記第二中継通路を共に閉塞することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１１】
前記電動弁手段は、前記弁部材としての第一スプールを有する第一スプール弁と、前記弁部材としての第二スプールを有する第二スプール弁との間に、第一連通通路及び第二連通通路を介装してなり、
前記中継位置において前記第一スプールは、前記第一流体室に前記第一連通通路を連通させると共に、前記第二流体室に前記第二連通通路を連通させ、且つ前記中継位置において前記第二スプールは、前記第一連通通路に前記第二連通通路を連通させると共に、それら第一連通通路及び第二連通通路に対して前記ドレン通路を閉塞し、
前記遮断位置において前記第一スプール若しくは前記第二スプールは、前記第一連通通路又は前記第二連通通路に対して前記中継位置における連通先を閉塞し、且つ前記遮断位置において前記第二スプールは、前記第一連通通路及び前記第二連通通路に対して前記ドレン通路を閉塞し、
前記連通位置において前記第一スプールは、前記第一流体室に前記第一連通通路を介して前記流体供給源を連通させると共に、前記第二流体室に前記第二連通通路を連通させ、且つ前記連通位置において前記第二スプールは、前記第一連通通路に対して前記ドレン通路を閉塞すると共に、前記第二連通通路に対して前記ドレン通路を連通させることを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１２】
前記遮断位置において前記第一スプールは、前記第一流体室に前記第一連通通路を連通させると共に、前記第二流体室に前記第二連通通路を連通させ、且つ前記遮断位置において前記第二スプールは、前記第一連通通路に対して前記第二連通通路を閉塞すると共に、それら第一連通通路及び第二連通通路に対して前記ドレン通路を閉塞することを特徴とする請求項１１に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１３】
前記遮断位置において前記第一スプールは、前記第一連通通路又は前記第二連通通路に対して前記中継位置における連通先を閉塞し、且つ前記遮断位置において前記第二スプールは、前記第一連通通路に前記第二連通通路を連通させると共に、それら第一連通通路及び第二連通通路に対して前記ドレン通路を閉塞することを特徴とする請求項１１に記載のバルブタイミング調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クランク軸と連動して回転する駆動回転体としてのハウジング並びにカム軸と連動して回転する従動回転体としてのベーンロータを備えた流体駆動式のバルブタイミング調整装置が、広く用いられている。こうした装置の一種として特許文献１には、ハウジングとベーンロータとの間において回転方向に区画した流体室としての進角室又は遅角室に作動流体を供給することで、ベーンロータをハウジングに対する進角方向又は遅角方向に相対回転させてバルブタイミングを調整する装置が、開示されている。
【０００３】
この特許文献１の装置は、進角室及び遅角室のうち作動流体の供給先（以下、単に「流体供給先」という）を制御する制御部として、スプール弁を利用するものである。具体的に特許文献１の装置では、スプール弁のスプールを駆動することにより、進角室及び遅角室のうち、ハウジングに対してベーンロータを目標方向に相対回転させる流体供給先としての一方に、他方からの排出流体を補給するようにしている。故に、カム軸からベーンロータに作用する変動トルクにより進角室及び遅角室のうち流体供給先が容積拡大しても、補給流体により当該容積拡大分を補って応答性を高めることができるのである。尚、ここで変動トルクは、ハウジングに対する進角方向と遅角方向とに交互に交番変動してベーンロータに作用するトルクである。
【０００４】
さて、特許文献１の装置では、進角通路及び遅角通路をそれぞれ介して進角室及び遅角室をスプール弁に接続すると共に、一対の逆止弁を配設した共通通路を介して進角通路及び遅角通路の中途部をスプール弁に接続している。そして、例えば目標方向を進角方向とする進角作動では、スプールにより共通通路と遅角通路との間を中継して、遅角室からの排出流体を遅角通路、さらには共通通路へと出力する。これにより共通通路においては、進角通路側の逆止弁が開弁且つ遅角通路側の逆止弁が閉弁し、遅角室からの排出流体が進角通路を通じて進角室に、補給されることになるのである。
【特許文献１】特開２００６−１７７３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような特許文献１の装置において例えば進角作動での各逆止弁は、目標方向と一致する進角方向に変動トルクが作用するときには、遅角室の圧縮により上述の如く作動するが、目標方向と一致しない遅角方向に変動トルクが作用するときには、進角室の圧縮により別の作動をする。即ち、圧縮された進角室から進角通路に作動流体が排出されて進角通路側の逆止弁が閉弁することになるため、当該排出流体が共通通路や遅角通路を通じて遅角室に逆流することが規制されるのである。
【０００６】
しかしながら、内燃機関の回転数が上昇するのに伴って変動トルクの交番周期が短くなると、流体流れに応じて機械的に実現される逆止弁の作動切換は当該変動トルクに対して追従困難となり、例えば進角作動においては、遅角室への逆流や進角室での流体不足が生じて応答性が低下するという問題を惹起するおそれがあった。なお、そうした問題は、目標方向を遅角方向とする遅角作動においても同様に惹起されることから、改善が望まれている。
【０００７】
以上より、本発明の目的は、応答性の高いバルブタイミング調整装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、内燃機関においてクランク軸からのトルク伝達によりカム軸が開閉する動弁のバルブタイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、クランク軸と連動して回転する駆動回転体と、カム軸と連動して回転し、駆動回転体との間において流体室としての進角室及び遅角室を回転方向に区画し、進角室又は遅角室に作動流体が供給されることにより駆動回転体に対する進角方向又は遅角方向に相対回転する従動回転体と、進角室及び遅角室のうち流体供給先を制御する制御部とを備えるバルブタイミング調整装置において、制御部は、進角室と遅角室との間を中継する中継位置並びに進角室と遅角室との間を遮断する遮断位置に移動する弁部材を有し、通電により弁部材を駆動する電動弁手段と、カム軸から従動回転体に作用する変動トルクの方向である変動トルク方向と、駆動回転体に対して従動回転体を相対回転させる目標方向との同異関係を判定する方向判定手段と、変動トルク方向と目標方向との一致判定が方向判定手段により下された場合に、電動弁手段への通電を制御して弁部材を中継位置に駆動する一方、変動トルク方向と目標方向との不一致判定が方向判定手段により下された場合に、電動弁手段への通電を制御して弁部材を遮断位置に駆動する通電制御手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
このような請求項１に記載の発明では、変動トルク方向が目標方向と一致するときには、その一致判定が方向判定手段により下されることで、電動弁手段の弁部材が中継位置に駆動されて進角室と遅角室との間が中継される。またこのときには、流体室としての進角室及び遅角室のうち駆動回転体に対して従動回転体を目標方向に相対回転させる流体供給先とは反対となる流体室が、当該目標方向と同一方向の変動トルクにより圧縮される。したがって、流体供給先としての一方の流体室には、それに中継されて圧縮された他方の流体室からの排出流体が補給されることになる。
【００１０】
一方、変動トルク方向が目標方向と不一致となるときに請求項１に記載の発明では、その不一致判定が方向判定手段により下されることで、電動弁手段の弁部材が遮断位置に駆動されて進角室と遅角室との間が遮断される。このとき、進角室及び遅角室のうち流体供給先としての一方の流体室は、目標方向と反対方向の変動トルクによって圧縮されて作動流体を排出するが、当該排出流体は、中継を遮断された他方の流体室に逆流することを規制されることになる。
【００１１】
以上、目標方向に対する変動トルク方向の一致時と不一致時とで異なる位置に弁部材を駆動して、流体供給先である一方の流体室への流体補給と他方の流体室への逆流規制とを達成する請求項１に記載の発明の電動弁手段は、当該弁部材駆動を通電制御手段の通電制御により実現する。故に、内燃機関の回転数（以下、「エンジン回転数」という）が上昇するのに伴って変動トルクの交番周期が短くなっても、通電制御により電動弁手段の弁部材を迅速に駆動して、流体補給と逆流規制との作動切換を変動トルクに対して追従させることができる。したがって、こうした追従作用によれば、駆動回転体に対して従動回転体を目標方向に相対回転させる際の応答性を高めることが、可能となるのである。
【００１２】
請求項２に記載の発明によると、制御部は、エンジン回転数を検出する検出手段と、検出手段により検出されたエンジン回転数に基づいて変動トルク方向を推定する推定手段とをさらに有し、方向判定手段は、推定手段による推定された変動トルク方向と、目標方向との同異関係を判定する。ここで、エンジン回転数に応じて交番する変動トルクの方向は、検出手段により検出されたエンジン回転数に基づいて推定手段により推定されることで、正確なものとなる。故に、推定手段によって正確に推定された変動トルク方向と、目標方向との同異関係を判定することによれば、当該判定結果に従う流体補給と逆流規制との作動切換を変動トルクに対して正しく追従させて、応答性を高めることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明によると、中継位置において電動弁手段の弁部材は、作動流体を供給する流体供給源を進角室と遅角室との間に連通させる。これによれば、変動トルク方向が目標方向と一致するときには、中継された進角室と遅角室との間に連通する流体供給源からの供給流体を、当該方向の変動トルクによって容積拡大する流体供給先としての一方の流体室に対して、他方の流体室からの排出流体と共に供給可能となる。したがって、流体供給先としての流体室において作動流体が不足する事態を確実に抑制して、応答性のさらなる向上を図ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によると、制御部は、流体供給源側への作動流体の逆流を規制する規制手段をさらに有する。これによれば、中継された進角室と遅角室との間に流入した作動流体が流体供給源側に逆流することを規制手段により規制し得るので、そうした逆流に起因して流体供給先の流体室への流体供給量が不足する事態が抑制されることになる。
【００１５】
請求項５に記載の発明によると、スプール弁からなる電動弁手段が弁部材として有するスプールは、進角室と遅角室との間を中継位置において中継する中継通路を形成し、遮断位置において中継通路を閉塞する。
【００１６】
このような請求項５に記載の発明では、変動トルク方向が目標方向と一致するときに、スプール弁からなる電動弁手段において弁部材としてのスプールが中継位置に駆動されることで、当該スプールの中継通路が進角室と遅角室との間を中継することになる。一方、変動トルク方向が目標方向と不一致となるときには、遮断位置に駆動されたスプールの中継通路が閉塞されることで、進角室と遅角室との間が遮断されることになる。そして、こうした中継と遮断のためのスプール駆動は、唯一つのスプール弁への通電制御により実現可能であるので、それら中継と遮断とに対応した流体補給と逆流規制との作動切換について変動トルクに対する追従性を高めて応答性を向上させることができるのである。
【００１７】
請求項６に記載の発明によると、電動弁手段は、弁部材としての第一スプールを有する第一スプール弁と、弁部材としての第二スプールを有する第二スプール弁との間に、第一連通通路及び第二連通通路を介装してなり、中継位置において第一スプールは、進角室及び遅角室のうち駆動回転体に対して従動回転体を目標方向に相対回転させる流体供給先としての第一流体室に第一連通通路を連通させると共に、進角室及び遅角室のうち当該第一流体室とは反対の第二流体室に第二連通通路を連通させ、且つ中継位置において第二スプールは、第一連通通路に第二連通通路を連通させ、遮断位置において第一スプール若しくは第二スプールは、第一連通通路又は第二連通通路に対して中継位置における連通先を閉塞する。
【００１８】
このような請求項６に記載の発明では、変動トルク方向が目標方向と一致するときに、電動弁手段において第一スプール弁の第一スプールが中継位置に駆動されることで、流体供給先としての第一流体室及びその反対の第二流体室にそれぞれ第一連通通路及び第二連通通路が連通する。またこのときには、電動弁手段において第二スプール弁の第二スプールが中継位置に駆動されて第一連通通路に第二連通通路が連通するので、進角室及び遅角室の一方と他方である第一流体室と第二流体室との間が中継されることとなる。
【００１９】
一方、変動トルク方向が目標方向と不一致となるときには、第一スプール若しくは第二スプールが遮断位置に駆動されることで、第一連通通路又は第二連通通路に対して中継位置での連通先が閉塞される。即ち、第一スプールを遮断位置に駆動する場合には、第一連通通路に対して第一流体室が閉塞又は第二連通通路に対して第二流体室が閉塞されるのであり、また一方、第二スプールを遮断位置に駆動する場合には、第一連通通路及び第二連通通路の一方に対して他方が閉塞されるのである。故に、いずれの閉塞形態によっても、第一流体室と第二流体室との間が遮断されることとなる。
【００２０】
以上、第一流体室及び第二流体室に対する第一連通通路及び第二連通通路の連通状態を通電により制御する第一スプール弁も、第一連通通路に対する第二連通通路の連通状態を通電により制御する第二スプール弁も、一般的なシンプル構造の電動式スプール弁にて実現可能である。したがって、応答性を低コストにて向上させることができるのである。
【００２１】
請求項７に記載の発明によると、制御部は、エンジン回転数を検出する検出手段をさらに有し、方向判定手段は、検出手段により閾値未満のエンジン回転数が検出された場合に、変動トルク方向と目標方向との同異関係を判定し、通電制御手段は、検出手段により閾値以上のエンジン回転数が検出された場合に、電動弁手段への通電を制御して弁部材を連通位置に駆動し、当該連通位置において弁部材は、進角室及び遅角室のうち駆動回転体に対して従動回転体を目標方向に相対回転させる流体供給先としての第一流体室に、作動流体を供給する流体供給源を連通させると共に、進角室及び遅角室のうち第一流体室とは反対の第二流体室に、作動流体を排出するドレン通路を連通させる。
【００２２】
このような請求項７に記載の発明によると、エンジン回転数が閾値未満である間は、変動トルク方向と目標方向との同異関係が判定手段により判定されるので、当該判定の結果に従って流体補給と逆流規制とを切り換えて応答性を高めることができる。一方、請求項７に記載の発明では、エンジン回転数が閾値以上になると、電動弁手段の弁部材が連通位置に駆動されることで、流体供給先としての第一流体室には流体供給源が連通する一方、当該第一流体室とは反対の第二流体室にはドレン通路が連通する。故に、変動トルクの交番周期が短くなる高エンジン回転数時には、流体供給源から第一流体室に作動流体を供給しつつ第二流体室から作動流体をドレン通路に排出する状態を電動弁手段への通電制御により継続できる。したがって、短周期の変動トルクに追従する作動切換に起因して電動弁手段が故障する事態を、抑制し得るのである。
【００２３】
請求項８に記載の発明によると、制御部は、駆動回転体に対して従動回転体を相対回転させる目標応答速度と、当該目標応答速度に応じて制御モードを切換設定するための切換設定速度との高低関係を判定する速度判定手段と、目標応答速度が切換設定速度以上であるとする高応答速度判定が速度判定手段により下された場合に、制御モードを高応答速度モードに設定し、目標応答速度が切換設定速度未満であるとする低応答速度判定が速度判定手段により下された場合に、制御モードを低応答速度モードに設定するモード設定手段とをさらに有し、方向判定手段は、モード設定手段により高応答速度モードが設定された場合に、変動トルク方向と目標方向との同異関係を判定し、通電制御手段は、モード設定手段により低応答速度モードが設定された場合に、電動弁手段への通電を制御して弁部材を連通位置に駆動し、当該連通位置において弁部材は、進角室及び遅角室のうち駆動回転体に対して従動回転体を目標方向に相対回転させる流体供給先としての第一流体室に、作動流体を供給する流体供給源を連通させると共に、進角室及び遅角室のうち第一流体室とは反対の第二流体室に、作動流体を排出するドレン通路を連通させる。
【００２４】
このような請求項８に記載の発明では、目標応答速度が切換設定速度以上となるときには、速度判定手段により高応答速度判定が下されることで制御モードが高応答速度モードに設定されて、変動トルク方向と目標方向との同異関係が判定手段により判定されることになる。故にこのときには、判定手段による判定結果に従って流体補給と逆流規制とを切り換えて応答性を高めることができるのである。
【００２５】
これに対し、目標応答速度が切換設定速度未満となるときに請求項８に記載の発明では、速度判定手段により低応答速度判定が下されることで制御モードが低応答速度モードに設定されて、電動弁手段の弁部材が連通位置に駆動されることになる。故に、応答性を高める必要性のないときには、流体供給先としての第一流体室に流体供給源を連通させて作動流体を補給する一方、当該第一流体室とは反対の第二流体室にはドレン通路を連通させて作動流体の排出を促す状態を、電動弁手段への通電制御により継続できる。したがって、変動トルクに追従する作動切換が長時間継続するのに起因して電動弁手段が故障する事態を、抑制し得るのである。
【００２６】
請求項９に記載の発明によると、制御部は、エンジン回転数を検出する検出手段をさらに有し、方向判定手段は、モード設定手段により高応答速度モードが設定されると共に検出手段により閾値未満のエンジン回転数が検出された場合に、変動トルク方向と目標方向との同異関係を判定し、通電制御手段は、モード設定手段により高応答速度モードが設定されると共に検出手段により閾値以上のエンジン回転数が検出された場合に、電動弁手段への通電を制御して弁部材を連通位置に駆動する。
【００２７】
このような請求項９に記載の発明では、高応答速度モードにおいてエンジン回転数が閾値未満である間は、変動トルク方向と目標方向との同異関係が判定手段により判定されるので、当該判定の結果に従って流体補給と逆流規制とを切り換えて応答性を高めることができる。一方、高応答速度モードにおいてエンジン回転数が閾値以上になるときには、電動弁手段の弁部材が連通位置に駆動されることで、流体供給先としての第一流体室には流体供給源が連通する一方、当該第一流体室とは反対の第二流体室にはドレン通路が連通することになる。これによれば、高応答速度モードであっても変動トルクの交番周期が短くなる高エンジン回転数時には、流体供給源から第一流体室に作動流体を補給しつつ第二流体室から作動流体をドレン通路に排出する状態を、電動弁手段への通電制御により継続できる。したがって、短周期の変動トルクに追従する作動切換に起因して電動弁手段が故障する事態を、抑制し得るのである。
【００２８】
請求項１０に記載の発明によると、スプール弁からなる電動弁手段が弁部材として有するスプールは、第一流体室と第二流体室との間を中継位置において中継し且つ流体供給先としての第一流体室と流体供給源との間を連通位置において中継する第一中継通路、並びに第一流体室とは反対の第二流体室とドレン通路との間を連通位置において中継する第二中継通路を形成し、中継位置において第二中継通路を閉塞し、遮断位置において第一中継通路及び第二中継通路を共に閉塞する。
【００２９】
このような請求項１０に記載の発明では、高応答速度モードにおいて変動トルク方向が目標方向と一致して、スプール弁からなる電動弁手段の弁部材であるスプールが中継位置に駆動されると、当該スプールの第一中継通路が、進角室及び遅角室の一方と他方とである第一流体室と第二流体室との間を中継する。またこのときには、連通位置では第二流体室とドレン通路との間を中継することになるスプールの第二中継通路が閉塞されるので、第二流体室からの排出流体をドレン通路に排出することなく、第一流体室に補給できるのである。
【００３０】
一方、高応答速度モードにおいて変動トルク方向が目標方向と不一致となり、遮断位置に駆動されたスプールの第一中継通路及び第二中継通路が共に閉塞されるときには、第一流体室と第二流体室との間が確実に遮断されて、第二流体室から第一流体室への逆流が規制されることとなる。
【００３１】
また一方、低応答速度モードにおいては、連通位置へと駆動されたスプールの第一中継通路が第一流体室と流体供給源との間を中継すると共に、当該スプールの第二中継通路が第二流体室とドレン通路との間を中継することになる。これによれば、流体供給源から第一流体室に作動流体を補給しつつ第二流体室から作動流体をドレン通路に排出する状態をスプール弁への通電制御により継続して、当該スプール弁の故障を抑制することができる。
【００３２】
以上、請求項１０に記載の発明による流体補給と逆流規制と故障抑制とは、唯一つのスプール弁への通電制御によって達成可能であるので、当該通電の制御性を高めて応答性及び耐久性の向上を図ることができるのである。
【００３３】
請求項１１に記載の発明によると、電動弁手段は、弁部材としての第一スプールを有する第一スプール弁と、弁部材としての第二スプールを有する第二スプール弁との間に、第一連通通路及び第二連通通路を介装してなり、中継位置において第一スプールは、第一流体室に第一連通通路を連通させると共に、第二流体室に第二連通通路を連通させ、且つ中継位置において第二スプールは、第一連通通路に第二連通通路を連通させると共に、それら第一連通通路及び第二連通通路に対してドレン通路を閉塞し、遮断位置において第一スプール若しくは第二スプールは、第一連通通路又は第二連通通路に対して中継位置における連通先を閉塞し、且つ遮断位置において第二スプールは、第一連通通路及び第二連通通路に対してドレン通路を閉塞し、連通位置において第一スプールは、第一流体室に第一連通通路を介して流体供給源を連通させると共に、第二流体室に第二連通通路を連通させ、且つ連通位置において第二スプールは、第一連通通路に対してドレン通路を閉塞すると共に、第二連通通路に対してドレン通路を連通させる。
【００３４】
このような請求項１１に記載の発明では、高応答速度モードにおいて変動トルク方向が目標方向と一致して、電動弁手段の第一スプール弁の第一スプールが中継位置に駆動されると、流体供給先としての第一流体室に第一連通通路が連通し、その反対の第二流体室に第二連通通路が連通する。またこのときには、電動弁手段の第二スプール弁の第二スプールが中継位置に駆動されて第一連通通路に第二連通通路が連通するので、進角室及び遅角室の一方と他方とである第一流体室と第二流体室との間が中継されると共に、それら流体室間に流体供給源が連通することになる。さらにこのときには、中継位置の第二スプールにより第一連通通路及び第二連通通路に対してドレン通路が閉塞されるので、第二流体室からの排出流体並びに流体供給源からの供給流体を、ドレン通路に排出することなく第一流体室に補給できるのである。
【００３５】
一方、高応答速度モードにおいて変動トルク方向が目標方向と不一致となり、第一スプール又は第二スプールが遮断位置に駆動されると、第一連通通路又は第二連通通路に対して中継位置での連通先が閉塞される。即ち、第一スプールが遮断位置に駆動される場合には、第一連通通路に対して第一流体室が閉塞又は第二連通通路に対して第二流体室が閉塞されるのであり、また一方、第二スプールが遮断位置に駆動される場合には、第一連通通路及び第二連通通路の一方に対して他方が閉塞されるのである。さらにいずれの閉塞形態の場合でも、このときには、遮断位置の第二スプールによりドレン通路が第一連通通路及び第二連通通路に対して閉塞されることにもなるので、第一流体室と第二流体室との間が遮断されて第二流体室から第一流体室への逆流が規制されるのである。
【００３６】
また一方、低応答速度モードにおいては、連通位置に駆動された第二スプールによりドレン通路が、第一連通通路に対しては閉塞される一方、第二連通通路に対しては連通することになる。このとき連通位置に駆動される第一スプールによれば、第一流体室には第一連通通路を介して流体供給源が連通し且つ第二流体室には第二連通通路が連通する。故に、流体供給源から第一流体室に作動流体を補給しつつ第二流体室から作動流体をドレン通路へと排出する状態をスプール弁への通電制御により継続して、当該スプール弁の故障を抑制することができる。
【００３７】
以上、第一流体室及び第二流体室に対する流体供給源及び第二連通通路の連通状態を通電により制御する第一スプール弁については、一般的なシンプル構造の電動式スプール弁にて実現可能である。また同様に、第一連通通路に対する第二連通通路の連通状態並びにそれら連通通路に対するドレン通路の連通状態を通電により制御する第二スプール弁についても、一般的なシンプル構造の電動式スプール弁にて実現可能である。したがって、応答性及び耐久性を低コストにて向上させることができるのである。
【００３８】
請求項１２に記載の発明によると、遮断位置において第一スプールは、第一流体室に第一連通通路を連通させると共に、第二流体室に第二連通通路を連通させ、且つ遮断位置において第二スプールは、第一連通通路に対して第二連通通路を閉塞すると共に、それら第一連通通路及び第二連通通路に対してドレン通路を閉塞する。
【００３９】
このような請求項１２に記載の発明では、高応答速度モードにおいて変動トルク方向が目標方向と不一致となり、第一スプールが遮断位置に駆動されると、第一流体室及び第二流体室に第一連通通路及び第二連通通路がそれぞれ連通する。しかし、このときには、第二スプールが遮断位置に駆動されることで、第一連通通路に対して第二連通通路が閉塞されると共に、それら第一連通通路及び第二連通通路に対してドレン通路も閉塞されることになる。これによれば、第一流体室と第二流体室との間を確実に遮断して、第二流体室から第一流体室への逆流規制を確固たるものとなし得る。しかも、遮断位置における第一スプール弁の状態は中継位置における第一スプール弁の状態と一致するので、流体補給と逆流規制との作動切換を第二スプール弁の状態切換のみにより達成して、第一スプール弁の故障を抑制することができるのである。
【００４０】
請求項１３に記載の発明によると、遮断位置において第一スプールは、第一連通通路又は第二連通通路に対して中継位置における連通先を閉塞し、且つ遮断位置において第二スプールは、第一連通通路に第二連通通路を連通させると共に、それら第一連通通路及び第二連通通路に対してドレン通路を閉塞する。
【００４１】
このような請求項１３に記載の発明では、高応答速度モードにおいて変動トルク方向が目標方向と不一致となり、第二スプールが遮断位置に駆動されると、第一連通通路及び第二連通通路に対してドレン通路は閉塞される一方、それら連通通路同士は互いに連通する。しかし、このときには、第一スプールが遮断位置に駆動されることで、第一連通通路又は第二連通通路に対して中継位置における連通先が閉塞される。即ち、第一連通通路に対して第一流体室が閉塞又は第二連通通路に対して第二流体室が閉塞されることになる。以上によれば、第一流体室と第二流体室との間を確実に遮断して、第二流体室から第一流体室への逆流規制を確固たるものとなし得る。しかも、遮断位置における第二スプール弁の状態は中継位置における第二スプール弁の状態と一致するので、流体補給と逆流規制との作動切換を第一スプール弁の状態切換のみにより達成して、第二スプール弁の故障を抑制することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する。
【００４３】
（第一実施形態）
図１は、本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置１を車両の内燃機関に適用した例を示している。バルブタイミング調整装置１は、作動流体として作動油を用いる流体駆動式であり、動弁としての吸気弁のバルブタイミングを調整する。
【００４４】
（基本構成）
以下、バルブタイミング調整装置１の基本構成を説明する。図１，２に示すようにバルブタイミング調整装置１は、内燃機関のクランク軸（図示しない）の駆動力を内燃機関のカム軸２に伝達する駆動力伝達系に設置されて作動油により駆動される駆動部１０と、駆動部１０への作動油供給を制御する制御部３０とを備えている。
【００４５】
（駆動部）
図１，２に示す駆動部１０において、ハウジング１１はシューハウジング１２及びスプロケット１３を組み合わせてなる。
【００４６】
シューハウジング１２は、有底円筒状の筒部１２ａ並びに仕切部としてシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを有している。
【００４７】
各シュー１２ｂ〜１２ｄは、筒部１２ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向内側に突出している。各シュー１２ｂ〜１２ｄの突出側端面は、図１の紙面垂直方向から見て円弧形の凹面状であり、ベーンロータ１４のボス部１４ａの外周面に摺接する。回転方向において隣り合うシュー１２ｂ〜１２ｄの間には、それぞれ収容室５０が形成される。
【００４８】
スプロケット１３は円環板状を呈しており、筒部１２ａの開口側に同軸上に装着されている。スプロケット１３は、タイミングチェーン（図示しない）を介してクランク軸と連繋する。これにより、内燃機関の運転中は、クランク軸からスプロケット１３に駆動力が伝達されることで、ハウジング１１がクランク軸と連動して図１の時計方向に回転する。
【００４９】
ベーンロータ１４はハウジング１１内に同軸上に収容されており、軸方向においてハウジング１１と摺接する。ベーンロータ１４は、円柱状のボス部１４ａ並びにベーン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを有している。
【００５０】
ボス部１４ａは、カム軸２に対して同軸上にボルト固定される。これによりベーンロータ１４は、カム軸２と連動して図１の時計方向に回転すると共に、ハウジング１１に対して相対回転可能となっている。
【００５１】
各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、ボス部１４ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向外側に突出し、それぞれ対応する収容室５０内に収容されている。各ベーン１４ｂ〜１４ｄの突出側端面は、図１の紙面垂直方向から見て円弧形の凸面状に形成され、筒部１２ａの内周面に摺接する。
【００５２】
各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、それぞれ対応する収容室５０を回転方向に二分することにより、流体室としての進角室５１，５２，５３及び遅角室５４，５５，５６をハウジング１１との間に区画形成している。具体的には、シュー１２ｂとベーン１４ｂの間に進角室５１、シュー１２ｃとベーン１４ｃの間に進角室５２、シュー１２ｄとベーン１４ｄの間に進角室５３がそれぞれ形成されている。また、シュー１２ｃとベーン１４ｂの間に遅角室５４、シュー１２ｄとベーン１４ｃの間に遅角室５５、シュー１２ｂとベーン１４ｄの間に遅角室５６がそれぞれ形成されている。
【００５３】
ベーン１４ｂには、ロックピン２６が収容されている。ロックピン２６は圧縮コイルスプリング２８の復原力により移動して、筒部１２ａの底壁部に設けられた嵌合孔２７に嵌合することで、ベーンロータ１４をハウジング１１に対してロックする。ここで本実施形態では、ハウジング１１に対するベーンロータ１４の相対回転位置が最遅角位置（図１参照）にてベーンロータ１４がハウジング１１に対してロックされるようになっている。尚、ロックピン２６は、ベーン１４ｂを挟む進角室５１及び遅角室５４の少なくとも一方から供給される作動油の圧力を受けて嵌合孔２７から離脱することで、ハウジング１１に対するベーンロータ１４のロックを解除可能となっている。
【００５４】
こうした構成の駆動部１０では、ロックピン２６によるロックの解除下、進角室５１〜５３への作動油供給及び遅角室５４〜５６からの作動油排出により、ベーンロータ１４がハウジング１１に対して進角方向に相対回転する。故にこのときには、クランク軸に対するカム軸２の相対位相が進角側に変化して、バルブタイミングが進角することとなる。一方、ロック解除下、遅角室５４〜５６への作動油供給及び進角室５１〜５３からの作動油排出により、ベーンロータ１４がハウジング１１に対して遅角方向に相対回転する。故にこのときには、クランク軸に対するカム軸２の相対位相が遅角側に変化して、バルブタイミングが遅角することとなる。また一方、ロック解除下、全ての流体室５１〜５６に対する作動油供給及び作動油排出の規制により、ベーンロータ１４がハウジング１１と同速回転するときには、バルブタイミングが実質的に保持されることとなる。
【００５５】
（制御部）
制御部３０において、カム軸２及びその軸受（図示しない）を貫通して設けられるメイン進角通路７２は駆動部１０の作動状態によらず進角室５１〜５３と連通し、当該進角通路７２からサブ進角通路７３が分岐している。また、カム軸２及びその軸受を貫通して設けられるメイン遅角通路７４は駆動部１０の作動状態によらず遅角室５４〜５６と連通し、当該遅角通路７４からサブ遅角通路７５が分岐している。
【００５６】
図１に示すように供給通路７６は、オイルポンプ４に接続されて当該ポンプ４の吐出口と連通しており、オイルパン５からオイルポンプ４の吸入口へと吸入された作動油が加圧状態にて吐出されるようになっている。ここで本実施形態のオイルポンプ４は、クランク軸によって駆動されるメカポンプであり、故に内燃機関の運転中において供給通路７６には、作動油が継続して供給されることとなる。進角ドレン通路７７及び遅角ドレン通路７８は、大気に開放されると共にオイルパン５に作動油を排出可能に設けられている。
【００５７】
電動式スプール弁１００は、ソレノイド１２０の発生する電磁駆動力とリターンスプリング１４０の発生する弾性復原力とを利用してスプール１３０を往復直線駆動する電磁制御弁である。このスプール弁１００は、進角ポート１１２，１１３、遅角ポート１１４，１１５、供給ポート１１６及びドレンポート１１７，１１８を有しており、ソレノイド１２０への通電によりスプール１３０を駆動してポート１１２〜１１８の相互連通状態を切り換える。
【００５８】
ここでメイン進角ポート１１２は、メイン進角通路７２と接続されることにより、当該進角通路７２を介して進角室５１〜５３と連通している。サブ進角ポート１１３はサブ進角通路７３と接続されることにより、当該進角通路７３及びメイン進角通路７２を介して進角室５１〜５３と連通している。メイン遅角ポート１１４はメイン遅角通路７４と接続されることにより、当該遅角通路７４を介して遅角室５４〜５６と連通している。サブ遅角ポート１１５はサブ遅角通路７５と接続されることにより、当該遅角通路７５及びメイン遅角通路７４を介して遅角室５４〜５６と連通している。供給ポート１１６は供給通路７６に接続されることにより、当該供給通路７６を介してオイルポンプ４の吐出口と連通可能となっている。進角ドレンポート１１７は進角ドレン通路７７と接続されることにより、また遅角ドレンポート１１８は遅角ドレン通路７８と接続されることにより、それらドレン通路７７，７８からオイルパン５へと作動油を排出可能となっている。
【００５９】
オイルポンプ４と供給ポート１１６との間の供給通路７６には、逆止弁１８０が配設されている。この逆止弁１８０は、供給通路７６においてオイルポンプ４側から供給ポート１１６側に向かう方向を開弁方向としている。これにより逆止弁１８０は、供給ポート１１６側よりもオイルポンプ４側が高圧となるときに開弁して、オイルポンプ４側から供給ポート１１６側へと供給通路７６を流れる作動油順流を許容する。一方、逆止弁１８０は、オイルポンプ４側よりも供給ポート１１６側が高圧となるときに閉弁して、供給ポート１１６側からオイルポンプ４側へと供給通路７６を流れる作動油逆流を規制する。
【００６０】
制御回路２００は、メモリ２００ａを有するマイクロコンピュータを主体に構成されており、スプール弁１００のソレノイド１２０と電気接続されている。この制御回路２００は、メモリに２００ａに記憶のコンピュータプログラムを実行することにより、ソレノイド１２０に対する通電を制御する。また特に、本実施形態の制御回路２００は、クランク軸の回転数を検出するクランクセンサ２０２並びにカム軸２の回転数を検出するカムセンサ２０４と電気接続されており、それらセンサ２０２，２０４の検出結果をソレノイド１２０に対する通電制御に利用するようになっている。
【００６１】
このような構成の制御部３０では、制御回路２００がソレノイド１２０への通電制御によりスプール弁１００のスプール１３０を駆動することで、ポート１１２〜１１８の相互連通状態を切換制御する。
【００６２】
その結果、供給ポート１１６に対してメイン進角ポート１１２が連通するスプール１３０の移動位置（以下、単に「スプール位置」という）では、オイルポンプ４から供給通路７６への吐出油をメイン進角通路７２を通じて進角室５１〜５３に供給可能となる。また、供給ポート１１６に対してメイン遅角ポート１１４が連通するスプール位置では、オイルポンプ４から供給通路７６への吐出油をメイン遅角通路７４を通じて遅角室５４〜５６に供給可能となる。さらに、進角ドレンポート１１７に対してサブ進角ポート１１３が連通するスプール位置では、進角室５１〜５３の作動油をメイン進角通路７２及びサブ進角通路７３を通じて進角ドレン通路７７及びオイルパン５に順次排出可能となる。またさらに、遅角ドレンポート１１８に対してサブ遅角ポート１１５が連通するスプール位置では、遅角室５４〜５６の作動油をメイン遅角通路７４及びサブ遅角通路７５を通じて遅角ドレン通路７８及びオイルパン５に順次排出可能となる。加えて、ポート１１２〜１１８間が全て遮断されるスプール位置では、オイルポンプ４から供給通路７６への吐出油はいずれの流体室５１〜５６にも供給されず、且ついずれの流体室５１〜５６の作動油もドレン通路７７，７８及びオイルパン５には排出されなくなる。
【００６３】
（特徴部分）
以下、バルブタイミング調整装置１の特徴部分を詳細に説明する。
【００６４】
（変動トルク）
内燃機関の運転中は、カム軸２により開閉駆動される吸気弁からのスプリング反力等に起因して生じる変動トルクが、当該カム軸２を通じて駆動部１０のベーンロータ１４に作用する。ここで、図３（ａ）に示すように変動トルクは、ハウジング１１に対する進角方向に作用する負トルクと、ハウジング１１に対する遅角方向に作用する正トルクとの間において交番変動するものであり、その交番周期ωは、エンジン回転数に比例して変化するものである。尚、変動トルクは、例えば、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−と実質的に等しくなることにより平均トルクが実質的に零となるものであってもよいし、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−よりも大きくなることにより平均トルクが正トルク側に偏るものであってもよい。
【００６５】
（スプール弁）
図４に示すようにスプール弁１００は、スリーブ１１０、ソレノイド１２０、駆動軸１２２、スプール１３０及びリターンスプリング１４０を組み合わせてなる。
【００６６】
金属製のスリーブ１１０は円筒状を呈しており、一端部１１０ａにソレノイド１２０が固定されている。スリーブ１１０には、進角ドレンポート１１７、サブ進角ポート１１３、メイン進角ポート１１２、メイン遅角ポート１１４、サブ遅角ポート１１５及び遅角ドレンポート１１８が、一端部１１０ａ側から他端部１１０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で設けられている。
【００６７】
金属製のスプール１３０は略串状を呈しており、スリーブ１１０内に同心上に収容されている。スプール１３０の一端部１３０ａには、ソレノイド１２０によって電磁駆動される駆動軸１２２が同軸上に連繋しており、それによってスプール１３０が駆動軸１２２と共に軸方向に移動可能となっている。スプール１３０には、進角支持ランド１３１、サブ進角切換ランド１３２、メイン進角切換ランド１３３、メイン遅角切換ランド１３４、サブ遅角切換ランド１３５、遅角支持ランド１３６が、一端部１３０ａ側から他端部１３０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で設けられている。
【００６８】
ここで進角支持ランド１３１は、常に進角ドレンポート１１７よりも端部１１０ｂ側においてスリーブ１１０に支持される。サブ進角切換ランド１３２は、常にサブ進角ポート１１３と進角ドレンポート１１７との間においてスリーブ１１０に支持されると共に、スプール位置に応じてサブ進角ポート１１３とメイン進角ポート１１２との間又は進角ドレンポート１１７よりも端部１１０ｂ側でスリーブ１１０に支持される。メイン進角切換ランド１３３は、常にメイン進角ポート１１２とサブ進角ポート１１３との間においてスリーブ１１０に支持されると共に、スプール位置に応じてメイン進角ポート１１２と供給ポート１１６との間でスリーブ１１０に支持される。メイン遅角切換ランド１３４は、常にメイン遅角ポート１１４とサブ遅角ポート１１５との間においてスリーブ１１０に支持されると共に、スプール位置に応じてメイン遅角ポート１１４と供給ポート１１６との間でスリーブ１１０に支持される。サブ遅角切換ランド１３５は、常にサブ遅角ポート１１５と遅角ドレンポート１１８との間においてスリーブ１１０に支持されると共に、スプール位置に応じてサブ遅角ポート１１５とメイン遅角ポート１１４との間又は遅角ドレンポート１１８よりも端部１１０ａ側でスリーブ１１０に支持される。遅角支持ランド１３６は、常に遅角ドレンポート１１８よりも端部１１０ａ側においてスリーブ１１０に支持される。
【００６９】
スプール１３０は、さらに進角中継通路１３７、共通中継通路１３８及び遅角中継通路１３９を、一端部１３０ａ側から他端部１３０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で形成している。
【００７０】
ここで進角中継通路１３７の一端部１３７ａは、メイン進角切換ランド１３３とサブ進角切換ランド１３２との間においてスプール１３０の外周面の複数個所に開口している。進角中継通路１３７の他端部１３７ｂは、サブ進角切換ランド１３２と進角支持ランド１３１との間においてスプール１３０の外周面の複数個所に開口している。共通中継通路１３８の一端部１３８ａは、スプール１３０においてメイン進角切換ランド１３３の外周面の複数個所に開口している。共通中継通路１３８の他端部１３８ｂは、スプール１３０においてメイン遅角切換ランド１３４の外周面の複数個所に開口している。共通中継通路１３８の両端部１３８ａ，１３８ｂ間に分岐形成される分岐部１３８ｃは、メイン進角切換ランド１３３とメイン遅角切換ランド１３４との間においてスプール１３０の外周面の複数個所に開口している。遅角中継通路１３９の一端部１３９ａは、メイン遅角切換ランド１３４とサブ遅角切換ランド１３５との間においてスプール１３０の外周面の複数個所に開口している。遅角中継通路１３９の他端部１３９ｂは、サブ遅角切換ランド１３５と遅角支持ランド１３６との間においてスプール１３０の外周面の複数個所に開口している。
【００７１】
尚、各中継通路１３７，１３８，１３９において両端部１３７ａ，１３７ｂ，１３８ａ，１３８ｂ，１３９ａ，１３９ｂ及び分岐部１３８ｃを除く部分は、スプール１３０を軸方向に貫通する貫通孔１３０ｃ内を四つの仕切部材１３０ｄで仕切ることにより、形成されている。
【００７２】
リターンスプリング１４０は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、スリーブ１１０内に同心上に収容されている。リターンスプリング１４０は、スリーブ１１０においてソレノイド１２０とは反対側の端部１１０ｂとスプール１３０の進角支持ランド１３１との間に介装されている。リターンスプリング１４０は圧縮変形により弾性復原力を発生して、スプール１３０を軸方向のソレノイド１２０側に付勢する。これに対し、ソレノイド１２０は通電により電磁駆動力を発生して、駆動軸１２２と共にスプール１３０を軸方向のリターンスプリング１４０側に付勢する。したがって、スプール弁１００においては、リターンスプリング１４０が発生する弾性復原力とソレノイド１２０が発生する電磁駆動力との釣り合いに応じてスプール１３０が駆動されることにより、スプール位置が変化することとなる。
【００７３】
以上の特徴により、図４に示すスプール位置としての進角側の中継位置（以下、「進角側中継位置」という）においては、共通中継通路１３８の分岐部１３８ｃがメイン進角ポート１１２と連通すると共に、当該中継通路１３８の端部１３８ｂがメイン遅角ポート１１４と連通する。これにより、通路７２，１３８，７４を介して進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が中継されることとなる。また、進角側中継位置においては、供給ポート１１６がメイン進角切換ランド１３３とメイン遅角切換ランド１３４との間並びに共通中継通路１３８の分岐部１３８ｃと連通する。これにより、オイルポンプ４が供給通路７６を介して進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間に連通可能となる。さらに、進角側中継位置においては、端部１３７ａにてサブ進角ポート１１３と連通する進角中継通路１３７の反対側端部１３７ｂ並びに端部１３９ｂにて遅角ドレンポート１１８と連通する遅角中継通路１３９の反対側端部１３９ａが、全てのポート１１２〜１１８に対して閉塞される。それと共に共通中継通路１３８の端部１３８ａも、全ポート１１２〜１１８に対して閉塞される。したがって、各ドレン通路７７，７８と各流体室５１〜５６との間が遮断されることとなる。
【００７４】
図５，６に示すスプール位置としての進角側の連通位置（以下、「進角側連通位置」という）においては、共通中継通路１３８の両端部１３８ａ，１３８ｂが全てのポート１１２〜１１８に対して閉塞される。それと共に供給ポート１１６が、切換ランド１３３，１３４間並びに共通中継通路１３８の分岐部１３８ｃを介してメイン進角ポート１１２と連通する。これらにより、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間は遮断されるが、進角室５１〜５３とオイルポンプ４との間が通路７２，１３８，７６を介して中継されることになる。また、進角側連通位置においては、遅角中継通路１３９の両端部１３９ａ，１３９ｂがそれぞれサブ遅角ポート１１５及び遅角ドレンポート１１８と連通する一方、端部１３７ａにてサブ進角ポート１１３と連通する進角中継通路１３７の反対側端部１３７ｂは全てのポート１１２〜１１８に対して閉塞される。したがって、遅角ドレン通路７８と遅角室５４〜５６との間が通路１３９，７５，７４を介して中継される一方、進角ドレン通路７７と各流体室５１〜５６との間は遮断されることとなる。
【００７５】
図７に示すスプール位置としての遅角側の中継位置（以下、「遅角側中継位置」という）においては、共通中継通路１３８の分岐部１３８ｃがメイン遅角ポート１１４と連通すると共に、当該中継通路１３８の端部１３８ａがメイン進角ポート１１２と連通する。これにより、通路７４，１３８，７２を介して遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間が中継されることとなる。また、遅角側中継位置においては、供給ポート１１６が切換ランド１３３，１３４間並びに共通中継通路１３８の分岐部１３８ｃと連通する。これにより、オイルポンプ４が供給通路７６を介して遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間に連通可能となる。さらに、遅角側中継位置においては、端部１３９ａにてサブ遅角ポート１１５と連通する遅角中継通路１３９の反対側端部１３９ｂ並びに端部１３７ｂにて進角ドレンポート１１７と連通する進角中継通路１３７の反対側端部１３７ａが、全てのポート１１２〜１１８に対して閉塞される。それと共に共通中継通路１３８の端部１３８ｂも、全ポート１１２〜１１８に対して閉塞される。したがって、各ドレン通路７７，７８と各流体室５１〜５６との間が遮断されることとなる。
【００７６】
図８，９に示すスプール位置としての遅角側の連通位置（以下、「遅角側連通位置」という）においては、共通中継通路１３８の両端部１３８ａ，１３８ｂが全てのポート１１２〜１１８に対して閉塞される。それと共に供給ポート１１６が、切換ランド１３３，１３４間並びに共通中継通路１３８の分岐部１３８ｃを介してメイン遅角ポート１１４と連通する。これらにより、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間は遮断されるが、遅角室５４〜５６とオイルポンプ４との間が通路７４，１３８，７６を介して中継されることになる。また、遅角側連通位置においては、進角中継通路１３７の両端部１３７ａ，１３７ｂがそれぞれサブ進角ポート１１３及び進角ドレンポート１１７と連通する一方、端部１３９ａにてサブ遅角ポート１１５と連通する遅角中継通路１３９の反対側端部１３９ｂは全てのポート１１２〜１１８に対して閉塞される。したがって、進角ドレン通路７７と進角室５１〜５３との間が通路１３７，７３，７２を介して中継される一方、遅角ドレン通路７８と各流体室５１〜５６との間は遮断されることとなる。
【００７７】
図１０〜１２に示すスプール位置としての遮断位置において、共通中継通路１３８は分岐部１３８ｃにて供給ポート１１６と連通するが、当該中継通路１３８の両端部１３８ａ，１３８ｂは全てのポート１１２〜１１８に対して閉塞される。これにより、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間も、それら流体室５１〜５６とオイルポンプ４との間も、遮断されることになる。また、遮断位置においては、端部１３７ａにてサブ進角ポート１１３と連通する進角中継通路１３７の反対側端部１３７ｂ並びに端部１３９ａにてサブ遅角ポート１１５と連通する遅角中継通路１３９の反対側端部１３９ｂが、全てのポート１１２〜１１８に対して閉塞される。これにより、各ドレン通路７７，７８と各流体室５１〜５６との間がいずれも遮断されることとなる。
【００７８】
（バルブタイミング調整作動）
オイルポンプ４が駆動される内燃機関の運転中は、制御回路２００がバルブタイミングについての実位相及び目標位相範囲をセンサ２０２，２０４の出力信号から算出し、それら位相の算出結果等に基づいてスプール弁１００のソレノイド１２０への通電電流を制御する。これにより、スプール弁１００のスプール位置に応じた作動油供給又は作動油排出が各流体室５１〜５６に対して行われることで、バルブタイミングが目標位相範囲内に調整されることとなる。
【００７９】
以下、第一実施形態のバルブタイミング調整装置１によるバルブタイミング調整作動について、詳細に説明する。
【００８０】
（１）進角作動
ハウジング１１に対してベーンロータ１４を進角方向に相対回転させてバルブタイミングを進角させる場合の作動を、まずは図１３のフローに従って説明する。
【００８１】
内燃機関においてアクセルのオフ状態又は低・中速高負荷運転状態等を表す進角作動条件が成立すると［Ｓ１０１］、制御回路２００は、ハウジング１１に対してベーンロータ１４を相対回転させるための目標方向Ｄｔを進角方向に設定する［Ｓ１０２］。また、制御回路２００は、ハウジング１１に対してベーンロータ１４を進角方向に相対回転させる際の相対回転速度である目標応答速度Ｖａを、算出した実位相及び目標位相範囲やセンサ２０２，２０４の出力信号等に応じて設定する［Ｓ１０３］。さらに制御回路２００は、設定した目標応答速度Ｖａと、メモリ２００ａに予め記憶されている切換設定速度Ｖａ０との高低関係を判定する［Ｓ１０４］。尚、切換設定速度Ｖａ０については、後の（１−２）にて詳述するようなスプール弁１００の故障を防止可能とする値に設定される。
【００８２】
目標応答速度Ｖａが切換設定速度Ｖａ０以上である場合には、制御回路２００が高応答速度判定を下して、制御モードを進角側の高応答速度モードに設定する［Ｓ１０５］。一方、目標応答速度Ｖａが切換設定速度Ｖａ０未満である場合には、制御回路２００が低応答速度判定を下して、制御モードを進角側の低応答速度モードに設定する［Ｓ１０６］。尚、以下の説明では、進角側の高応答速度モードを「進角側高応答速度モード」といい、また進角側の低応答速度モードを「進角側低応答速度モード」というものとする。
【００８３】
（１−１）進角側高応答速度モード
以下、進角作動のうち進角側高応答速度モードにおける作動を説明する。
【００８４】
進角側高応答速度モードにおいて制御回路２００は、エンジン回転数としてカム軸２の回転数を表すカムセンサ２０４の出力信号から、現在の変動トルクの交番周期ωを逐次算出し、その算出毎に現在の変動トルクの作用方向Ｄｃを推定する。ここで本実施形態のカムセンサ２０４は、図３（ｂ）に示すように一回転毎に一つのパルス信号Ｓｐを出力をするものであり、特にその出力時期は、変動トルクが進角方向の負トルクから遅角方向の正トルクに変化する変化点と実質的に一致するようになっている。そこで、図３（ｃ）に示すように本実施形態では、パルス信号Ｓｐの間隔ΔＳｐを交番周期ωとして算出し、当該算出周期ωのうち所定割合の前半区間ω１では作用方向Ｄｃを遅角方向と推定し、また当該周期ωのうち残りの割合となる後半区間ω２では作用方向Ｄｃを進角方向と推定する。尚、交番周期ωのうち前半区間ω１及び後半区間ω２の各割合については、例えば内燃機関の仕様等に応じて予め設定されて制御回路２００のメモリ２００ａに記憶された値が、利用されるようになっている。
【００８５】
作用方向Ｄｃが進角方向と推定された場合には、制御回路２００は当該方向Ｄｃと目標方向Ｄｔとの一致判定を下してソレノイド１２０への通電電流を図３（ｄ）の所定値Ｉ１（本実施形態では、最大値Ｉ１）に制御することで、スプール弁１００のスプール位置を図４の進角側中継位置とする。これにより、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が通路７２，１３８，７４を介して中継且つ通路７６をさらに介してオイルポンプ４と連通可能になる一方、それら流体室５１〜５６とドレン通路７７，７８との間が遮断されることとなる。
【００８６】
このとき、目標方向Ｄｔである進角方向にベーンロータ１４を相対回転させる流体供給先としての進角室５１〜５３は、作用方向Ｄｃが進角方向の負トルクにより容積拡大する一方、反対の遅角室５４〜５６は、当該負トルクにより圧縮される。故に、圧縮された遅角室５４〜５６の作動油がメイン遅角通路７４に排出されて図４の如く共通中継通路１３８へと流入し、さらに容積拡大した進角室５１〜５３にメイン進角通路７２を通じて補給されることとなる。
【００８７】
ここで、遅角室５４〜５６からの排出油がオイルポンプ４の吐出油よりも高圧になる場合には、供給通路７６においてスプール弁１００側からオイルポンプ４側に向かう逆流が逆止弁１８０の閉弁によって確実に規制される。また、作動油の漏れ等に起因して遅角室５４〜５６からの排出油がオイルポンプ４の吐出油よりも低圧となる場合には、供給通路７６において逆止弁１８０が開弁することで、遅角室５４〜５６からの排出油と共にオイルポンプ４の吐出油が共通中継通路１３８及びメイン進角通路７２を通じて進角室５１〜５３へと補給される。しかも、このようにして補給される作動油については、流体室５１〜５６とドレン通路７７，７８との間の遮断によって、それらドレン通路７７，７８に排出されることがない。
【００８８】
これらのことから、変動トルクによる容積拡大分の作動油を進角室５１〜５３に迅速に補って、進角方向へのベーンロータ１４の相対回転を目標応答速度Ｖａにて実現し得るのである。
【００８９】
以上に対し、作用方向Ｄｃが遅角方向と推定された場合には、制御回路２００は当該方向Ｄｃと目標方向Ｄｔとの不一致判定を下してソレノイド１２０への通電電流を進角側中継位置の値Ｉ１よりも小さな図３（ｄ）の値Ｉ２に制御することで、スプール弁１００のスプール位置を図１０の如く遮断位置とする。これにより、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が遮断されると共に、それら流体室５１〜５６とオイルポンプ４及びドレン通路７７，７８との間も遮断されることになる。
【００９０】
このとき、目標方向Ｄｔである進角方向にベーンロータ１４を相対回転させる流体供給先としての進角室５１〜５３は、作用方向Ｄｃが遅角方向の正トルクにより圧縮されて作動油をメイン進角通路７２及びサブ進角通路７３に排出しようとする。しかし、各中継通路１３７，１３８，１３９が図１０の如く閉塞される本実施形態では、メイン進角通路７２及びその分岐通路７３の作動油について、遅角室５４〜５６及びオイルポンプ４側に逆流することも、ドレン通路７７，７８に排出されることも規制される。したがって、進角室５１〜５３における作動油の減少や遅角室５４〜５６への作動油の逆流に起因してベーンロータ１４が目標方向Ｄｔとは反対の遅角方向に戻り駆動される事態を、抑制し得るのである。
【００９１】
このように進角側高応答速度モードによれば、エンジン回転数の上昇に伴い変動トルクの交番周期ωが短くなっても、図３（ｄ）に従うスプール弁１００の電磁駆動により、進角室５１〜５３に対する作動油補給と遅角室５４〜５６に対する逆流規制との作動切換を当該変動トルクに対して正しく追従可能となる。故に、切換設定速度Ｖａ０以上という高い目標応答速度Ｖａの実現を確固たるものとして、図３（ｅ）に示すようにバルブタイミングの進角応答性を確実に高めることができるのである。
【００９２】
（１−２）進角側低応答速度モード
以下、進角作動のうち進角側低応答速度モードにおける作動を説明する。
【００９３】
進角側低応答速度モードにおいて制御回路２００は、ソレノイド１２０への通電電流を進角側中継位置の値Ｉ１よりも小さく且つ遮断位置の値Ｉ２よりも大きな値Ｉ３に制御することで、スプール弁１００のスプール位置を図５，６の如く進角側連通位置に保持する。これにより、進角室５１〜５３とオイルポンプ４との間が通路７２，１３８，７６を介して中継されると共に、遅角室５４〜５６と遅角ドレン通路７８との間が通路７４，７５，１３９を介して中継される。但し、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間並びにそれら流体室５１〜５６と進角ドレン通路７７との間は、遮断されることになる。
【００９４】
こうした進角側低応答速度モードにおいて、作用方向Ｄｃが進角方向の負トルクにより遅角室５４〜５６が圧縮される場合には、オイルポンプ４の吐出油は図５の如く進角室５１〜５３に補給される一方、遅角室５４〜５６からの排出油は遅角ドレン通路７８へと排出される。また、作用方向Ｄｃが遅角方向の正トルクにより進角室５１〜５３が圧縮される場合には、進角室５１〜５３の作動油が図６の如く供給通路７６のオイルポンプ４側に逆流しようとするが、逆止弁１８０の閉弁によって当該逆流は規制されることとなる。
【００９５】
以上、切換設定速度Ｖａ０未満という低い目標応答速度Ｖａが設定される進角側低応答速度モードでは、作動切換を止めて進角室５１〜５３に対する作動油補給のみを行うようにしても、当該目標応答速度Ｖａの実現が可能である。したがって、変動トルクに追従する作動切換が長時間継続されることに起因してスプール弁１００が故障する事態を、抑制し得るのである。
【００９６】
（２）遅角作動
ハウジング１１に対してベーンロータ１４を遅角方向に相対回転させてバルブタイミングを遅角させる場合の作動を、まずは図１３のフローに従って説明する。
【００９７】
内燃機関において軽負荷の通常運転状態等を表す遅角作動条件が成立すると［Ｓ１０７］、制御回路２００は、ハウジング１１に対してベーンロータ１４を相対回転させるための目標方向Ｄｔを遅角方向に設定する［Ｓ１０８］。また、制御回路２００は、ハウジング１１に対してベーンロータ１４を遅角方向に相対回転させる際の相対回転速度である目標応答速度Ｖｒを、算出した実位相及び目標位相範囲やセンサ２０２，２０４の出力信号等に応じて設定する［Ｓ１０９］。さらに制御回路２００は、設定した目標応答速度Ｖｒと、メモリ２００ａに予め記憶されている切換設定速度Ｖｒ０との高低関係を判定する［Ｓ１１０］。尚、遅角作動における切換設定速度Ｖｒ０については、例えば変動トルクの平均トルク等に応じて進角作動の切換設定速度Ｖａ０と同一値又は相違値に設定される。
【００９８】
目標応答速度Ｖｒが切換設定速度Ｖｒ０以上である場合には、制御回路２００が高応答速度判定を下して、制御モードを遅角側の高応答速度モードに設定する［Ｓ１１１］。一方、目標応答速度Ｖｒが切換設定速度Ｖｒ０未満である場合には、制御回路２００が低応答速度判定を下して、制御モードを遅角側の低応答速度モードに設定する［Ｓ１１２］。尚、以下の説明では、遅角側の高応答速度モードを「遅角側高応答速度モード」といい、また遅角側の低応答速度モードを「遅角側低応答速度モード」というものとする。
【００９９】
（２−１）遅角側高応答速度モード
以下、遅角作動のうち遅角側高応答速度モードにおける作動を説明する。
【０１００】
遅角側高応答速度モードにおいて制御回路２００は、進角側高応答速度モードの場合と同様にして、変動トルクの交番周期ωの算出毎に現在の変動トルクの作用方向Ｄｃを推定する。
【０１０１】
その結果、作用方向Ｄｃが遅角方向と推定された場合には、制御回路２００は当該方向Ｄｃと目標方向Ｄｔとの一致判定を下してソレノイド１２０への通電電流を進角側高応答速度モードの遮断位置の値Ｉ２よりも小さな値Ｉ４（本実施形態では、最小値Ｉ４としての例えば零値）に制御することで、スプール弁１００のスプール位置を図７の遅角側中継位置とする。これにより、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間が通路７４，１３８，７２を介して中継且つ通路７６をさらに介してオイルポンプ４と連通可能になる一方、それら流体室５１〜５６とドレン通路７７，７８との間が遮断されることとなる。
【０１０２】
このとき、目標方向Ｄｔである遅角方向にベーンロータ１４を相対回転させる流体供給先としての遅角室５４〜５６は、作用方向Ｄｃが遅角方向の正トルクにより容積拡大する一方、反対の進角室５１〜５３は、当該正トルクにより圧縮される。故に、圧縮された進角室５１〜５３の作動油がメイン進角通路７２に排出されて図７の如く共通中継通路１３８へと流入し、さらに容積拡大した遅角室５４〜５６にメイン遅角通路７４を通じて補給されることとなる。
【０１０３】
ここで、進角室５１〜５３からの排出油がオイルポンプ４の吐出油よりも高圧になる場合には、供給通路７６においてスプール弁１００側からオイルポンプ４側に向かう逆流が逆止弁１８０の閉弁によって確実に規制される。また、作動油の漏れ等に起因して進角室５１〜５３からの排出油がオイルポンプ４の吐出油よりも低圧となる場合には、供給通路７６において逆止弁１８０が開弁することで、進角室５１〜５３からの排出油と共にオイルポンプ４の吐出油が共通中継通路１３８及びメイン遅角通路７４を通じて遅角室５４〜５６へと補給される。しかも、このようにして補給される作動油については、流体室５１〜５６とドレン通路７７，７８との間の遮断によって、それらドレン通路７７，７８に排出されることがない。
【０１０４】
これらのことから、変動トルクによる容積拡大分の作動油を遅角室５４〜５６に迅速に補って、遅角方向へのベーンロータ１４の相対回転を目標応答速度Ｖｒにて実現し得るのである。
【０１０５】
以上に対し、作用方向Ｄｃが進角方向と推定された場合には、制御回路２００は当該方向Ｄｃと目標方向Ｄｔとの不一致判定を下してソレノイド１２０への通電電流を進角側高応答速度モードの遮断位置と同一値Ｉ２に制御することで、スプール弁１００のスプール位置を図１１の如く遮断位置とする。これにより、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間が遮断されると共に、それら流体室５１〜５６とオイルポンプ４及びドレン通路７７，７８との間も遮断されることになる。
【０１０６】
このとき、目標方向Ｄｔである遅角方向にベーンロータ１４を相対回転させる流体供給先としての遅角室５４〜５６は、作用方向Ｄｃが進角方向の負トルクにより圧縮されて作動油をメイン遅角通路７４及びサブ遅角通路７５に排出しようとする。しかし、各中継通路１３７，１３８，１３９が図１１の如く閉塞される本実施形態では、メイン遅角通路７４及びその分岐通路７５の作動油について、進角室５１〜５３及びオイルポンプ４側に逆流することも、ドレン通路７７，７８に排出されることも規制される。したがって、遅角室５４〜５６における作動油の減少や進角室５１〜５３への作動油の逆流に起因してベーンロータ１４が目標方向Ｄｔとは反対の進角方向に戻り駆動される事態を、抑制し得るのである。
【０１０７】
このように遅角側高応答速度モードによれば、エンジン回転数の上昇に伴い変動トルクの交番周期ωが短くなっても、スプール弁１００の電磁駆動により、遅角室５４〜５６に対する作動油補給と進角室５１〜５３に対する逆流規制との作動切換を当該変動トルクに対して正しく追従可能となる。故に、切換設定速度Ｖｒ０以上という高い目標応答速度Ｖｒの実現を確固たるものとして、バルブタイミングの遅角応答性を確実に高めることができるのである。
【０１０８】
（２−２）遅角側低応答速度モード
以下、遅角作動のうち遅角側低応答速度モードにおける作動を説明する。
【０１０９】
遅角側低応答速度モードにおいて制御回路２００は、ソレノイド１２０への通電電流を遮断位置の値Ｉ２よりも小さく且つ遅角側中継位置の値Ｉ４よりも大きな値Ｉ５に制御することで、スプール弁１００のスプール位置を図８，９の如く遅角側連通位置に保持する。これにより、遅角室５４〜５６とオイルポンプ４との間が通路７４，１３８，７６を介して中継されると共に、進角室５１〜５３と進角ドレン通路７７との間が通路７２，７３，１３７を介して中継される。但し、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間並びにそれら流体室５１〜５６と遅角ドレン通路７８との間は、遮断されることになる。
【０１１０】
こうした遅角側低応答速度モードにおいて、作用方向Ｄｃが遅角方向の正トルクにより進角室５１〜５３が圧縮される場合には、オイルポンプ４の吐出油は図８の如く遅角室５４〜５６に補給される一方、進角室５１〜５３からの排出油は進角ドレン通路７７へと排出される。また、作用方向Ｄｃが進角方向の負トルクにより遅角室５４〜５６が圧縮される場合には、遅角室５４〜５６の作動油が図９の如く供給通路７６のオイルポンプ４側に逆流しようとするが、逆止弁１８０の閉弁によって当該逆流は規制されることとなる。
【０１１１】
以上、切換設定速度Ｖｒ０未満という低い目標応答速度Ｖｒが設定される遅角側低応答速度モードでは、作動切換を止めて遅角室５４〜５６に対する作動油補給のみを行うようにしても、当該目標応答速度Ｖｒの実現が可能である。したがって、進角側低応答速度モードの場合と同様に、作動切換の長時間継続によるスプール弁１００の故障を抑制し得るのである。
【０１１２】
（３）保持作動
ハウジング１１に対してベーンロータ１４を相対回転させずにバルブタイミングを実質的に保持する場合の作動を、まずは図１３のフローに従って説明する。
【０１１３】
内燃機関においてアクセルの保持状態といった安定運転状態等を表す保持作動条件が成立する［Ｓ１１３］と、制御回路２００は制御モードを保持モードに設定する［Ｓ１１４］。
【０１１４】
こうして始まる保持モードにおいて、制御回路２００はソレノイド１２０への通電電流を各高応答速度モードの遮断位置と同一値Ｉ２に制御することで、スプール弁１００のスプール位置を図１２の如く遮断位置とする。これにより、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が遮断されると共に、それら流体室５１〜５６とオイルポンプ４及びドレン通路７７，７８との間も遮断されることになる。
【０１１５】
したがって、作用方向Ｄｃが進角方向の負トルクにより遅角室５４〜５６が圧縮される場合には、遅角側高応答速度モードの遮断位置の場合に準じて、遅角室５４〜５６での作動油減少や進角室５１〜５３への作動油逆流に起因するベーンロータ１４の進角方向への駆動が抑制され得る。また、作用方向Ｄｃが遅角方向の正トルクにより進角室５１〜５３が圧縮される場合には、進角側高応答速度モードの遮断位置の場合に準じて、進角室５１〜５３での作動油減少や遅角室５４〜５６への作動油逆流に起因するベーンロータ１４の遅角方向への駆動が抑制され得る。
【０１１６】
以上、保持モードによれば、全ての流体室５１〜５６に対して作動油供給も作動油排出も実質的に生じなくなるので、バルブタイミングを目標位相範囲内に確実に保持することができるのである。
【０１１７】
尚、ここまで説明した第一実施形態では、ハウジング１１が特許請求の範囲に記載の「駆動回転体」に相当し、ベーンロータ１４が特許請求の範囲に記載の「従動回転体」に相当し、スプール弁１００が特許請求の範囲に記載の「電動弁手段」に相当し、スプール１３０が特許請求の範囲に記載の「弁部材」に相当する。また、共通中継通路１３８が特許請求の範囲に記載の「中継通路」及び「第一中継通路」に相当し、進角中継通路１３７及び遅角中継通路１３９がそれぞれ特許請求の範囲に記載の「第二中継通路」に相当し、進角ドレン通路７７及び遅角ドレン通路７８がそれぞれ特許請求の範囲に記載の「ドレン通路」に相当する。さらに、制御回路２００が特許請求の範囲に記載の「方向判定手段」、「通電制御手段」、「推定手段」、「速度判定手段」及び「モード設定手段」に相当し、カムセンサ２０４が特許請求の範囲に記載の「検出手段」に相当し、逆止弁１８０が特許請求の範囲に記載の「規制手段」に相当し、オイルポンプ４が特許請求の範囲に記載の「流体供給源」に相当する。
【０１１８】
（第二実施形態）
図１４に示すように、本発明の第二実施形態は第一実施形態の変形例である。第二実施形態の進角作動において、制御モードが進角側高応答速度モードに設定されると［Ｓ１０５］、制御回路２００は、エンジン回転数としてカムセンサ２０４の出力信号が表すカム軸２の回転数Ｎｃと、メモリ２００ａに予め記憶されている閾値Ｎｃ０との高低関係を判定する［Ｓ２０１］。尚、閾値Ｎｃ０については、後に詳述するようにスプール弁１００の故障を防止可能とする値に設定される。
【０１１９】
回転数Ｎｃが閾値Ｎｃ０未満である場合に制御回路２００は、第一実施形態の進角側高応答速度モードと同様な内容の進角側ノーマル処理を実施し［Ｓ２０２］、進角室５１〜５３に対する作動油補給と遅角室５４〜５６に対する逆流規制との作動切換を変動トルクに対して追従させる。故に、この場合には、切換設定速度Ｖａ０以上という高い目標応答速度Ｖａの実現を確固たるものとして、バルブタイミングの進角応答性を確実に高めることができるのである。
【０１２０】
一方、回転数Ｎｃが閾値Ｎｃ０以上である場合に制御回路２００は、第一実施形態の進角側低応答速度モードと同様な内容の進角側フェイルセーフ処理を実施し［Ｓ２０３］、作動切換を止めて進角室５１〜５３に対する作動油補給のみを行う。故に、この場合には、回転数Ｎｃが閾値Ｎｃ０以上という内燃機関の高回転状態にでは交番周期ωが短くなる変動トルクに対して作動切換が追従し、それに起因してスプール弁１００の故障を招く事態を抑制し得るのである。
【０１２１】
また、こうした進角作動に準じて第二実施形態の遅角作動では、図１４に示すように制御モードが遅角側高応答速度モードに設定されると［Ｓ１１１］、制御回路２００がカム軸２の回転数Ｎｃと閾値Ｎｃ０との高低関係を判定する［Ｓ２０４］。
【０１２２】
回転数Ｎｃが閾値Ｎｃ０未満である場合に制御回路２００は、第一実施形態の遅角側高応答速度モードと同様な内容の遅角側ノーマル処理を実施し［Ｓ２０５］、遅角室５４〜５６に対する作動油補給と進角室５１〜５３に対する逆流規制との作動切換を変動トルクに対して追従させる。故に、この場合には、切換設定速度Ｖｒ０以上という高い目標応答速度Ｖｒの実現を確固たるものとして、バルブタイミングの遅角応答性を確実に高めることができるのである。
【０１２３】
一方、回転数Ｎｃが閾値Ｎｃ０以上である場合に制御回路２００は、第一実施形態の遅角側低応答速度モードと同様な内容の遅角側フェイルセーフ処理を実施し［Ｓ２０６］、作動切換を止めて遅角室５４〜５６に対する作動油補給のみを行う。故に、この場合には、進角側フェイルセーフ処理の場合と同様、短周期ωに追従する作動切換に起因したスプール弁１００の故障を抑制し得るのである。
【０１２４】
（第三実施形態）
図１５に示すように、本発明の第三実施形態は第一実施形態の変形例である。第三実施形態の制御部３０には、唯一のスプール弁１００の代わりに、電動式スプール弁３００，３０２及び連通通路３５０，３５１，３５２が設けられている。
【０１２５】
具体的に、図１６に示すように第一スプール弁３００は、第一スリーブ３１０、第一ソレノイド３２０、第一駆動軸３２２、第一スプール３３０及び第一リターンスプリング３４０を組み合わせてなる。
【０１２６】
金属製の第一スリーブ３１０は円筒状を呈しており、一端部３１０ａに第一ソレノイド３２０が固定されている。第一スリーブ３１０には、進角連通ポート３１１、進角ポート３１２、供給ポート３１３、遅角ポート３１４、遅角連通ポート３１５が、一端部３１０ａ側から他端部３１０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で設けられている。
【０１２７】
金属製の第一スプール３３０は略串状を呈しており、第一スリーブ３１０内に同心上に収容されている。第一スプール３３０の一端部３３０ａには、第一ソレノイド３２０によって電磁駆動される第一駆動軸３２２が同軸上に連繋しており、それによって第一スプール３３０が第一駆動軸３２２と共に軸方向に移動可能となっている。第一スプール３３０には、進角支持ランド３３１、進角切換ランド３３２、遅角切換ランド３３４、遅角支持ランド３３５が、一端部３３０ａ側から他端部３３０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で設けられている。
【０１２８】
ここで進角支持ランド３３１は、常に進角連通ポート３１１よりも端部３１０ｂ側において第一スリーブ３１０に支持される。進角切換ランド３３２は、進角ポート３１２と進角連通ポート３１１との間並びに進角ポート３１２と供給ポート３１３との間のうち、第一スプール３３０の移動位置（以下、「第一スプール位置」という）に応じた少なくとも一方において第一スリーブ３１０に支持される。遅角切換ランド３３４は、遅角ポート３１４と遅角連通ポート３１５との間並びに遅角ポート３１４と供給ポート３１３との間のうち、第一スプール位置に応じた少なくとも一方において第一スリーブ３１０に支持される。遅角支持ランド３３５は、常に遅角連通ポート３１５よりも端部３１０ａ側において第一スリーブ３１０に支持される。
【０１２９】
第一リターンスプリング３４０は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、第一スリーブ３１０内に同心上に収容されている。第一リターンスプリング３４０は、第一スリーブ３１０において第一ソレノイド３２０とは反対側の端部３１０ｂと第一スプール３３０の進角支持ランド３３１との間に介装されている。第一リターンスプリング３４０は圧縮変形により弾性復原力を発生して、第一スプール３３０を軸方向の第一ソレノイド３２０側に付勢する。これに対し、第一ソレノイド３２０は通電により電磁駆動力を発生して、第一駆動軸３２２と共に第一スプール３３０を軸方向の第一リターンスプリング３４０側に付勢する。したがって、第一スプール弁３００においては、第一リターンスプリング３４０が発生する弾性復原力と第一ソレノイド３２０が発生する電磁駆動力との釣り合いに応じて第一スプール３３０が駆動されることにより、第一スプール位置が変化することとなる。
【０１３０】
このような第一スプール弁３００に対して第二スプール弁３０２は、第二スリーブ３６０、第二ソレノイド３７０、第二駆動軸３７２、第二スプール３８０及び第二リターンスプリング３９０を組み合わせてなる。
【０１３１】
金属製の第二スリーブ３６０は円筒状を呈しており、一端部３６０ａに第二ソレノイド３７０が固定されている。第二スリーブ３６０には、進角ドレンポート３６１、進角連通ポート３６２、共通連通ポート３６３、遅角連通ポート３６４、遅角ドレンポート３６５が、一端部３６０ａ側から他端部３６０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で設けられている。
【０１３２】
金属製の第二スプール３８０は略串状を呈しており、第二スリーブ３６０内に同心上に収容されている。第二スプール３８０の一端部３８０ａには、第二ソレノイド３７０によって電磁駆動される第二駆動軸３７２が同軸上に連繋しており、それによって第二スプール３８０が第二駆動軸３７２と共に軸方向に移動可能となっている。第二スプール３８０には、進角支持ランド３８１、進角切換ランド３８２、共通切換ランド３８４、遅角切換ランド３８５が、一端部３８０ａ側から他端部３８０ｂ側に向かう軸方向にこの逆順で設けられている。
【０１３３】
ここで進角支持ランド３８１は、常に進角ドレンポート３６１よりも端部３６０ｂ側において第二スリーブ３６０に支持される。進角切換ランド３８２は、進角ドレンポート３６１よりも端部３６０ｂ側、進角連通ポート３６２と進角ドレンポート３６１との間並びに進角連通ポート３６２と共通連通ポート３６３との間のうち、第二スプール３８０の移動位置（以下、「第二スプール位置」という）に応じた少なくとも一箇所において第二スリーブ３６０に支持される。共通切換ランド３８４は、遅角連通ポート３６４と共通連通ポート３６３との間並びに進角連通ポート３６２と共通連通ポート３６３との間のうち、第二スプール位置に応じた少なくとも一箇所において第二スリーブ３６０に支持される。遅角切換ランド３８５は、遅角ドレンポート３６５よりも端部３６０ａ側、遅角連通ポート３６４と遅角ドレンポート３６５との間並びに遅角連通ポート３６４と共通連通ポート３６３との間のうち、第二スプール位置に応じた少なくとも一箇所において第二スリーブ３６０に支持される。
【０１３４】
第二リターンスプリング３９０は金属製の圧縮コイルスプリングからなり、第二スリーブ３６０内に同心上に収容されている。第二リターンスプリング３９０は、第二スリーブ３６０において第二ソレノイド３７０とは反対側の端部３６０ｂと第二スプール３８０の進角支持ランド３８１との間に介装されている。第二リターンスプリング３９０は圧縮変形により弾性復原力を発生して、第二スプール３８０を軸方向の第二ソレノイド３７０側に付勢する。これに対し、第二ソレノイド３７０は通電により電磁駆動力を発生して、第二駆動軸３７２と共に第二スプール３８０を軸方向の第二リターンスプリング３９０側に付勢する。したがって、第二スプール弁３０２においては、第二リターンスプリング３９０が発生する弾性復原力と第二ソレノイド３７０が発生する電磁駆動力との釣り合いに応じて第二スプール３８０が駆動されることにより、第二スプール位置が変化することとなる。
【０１３５】
そして、図１５，１６に示すように第三実施形態では、以上の第一スプール弁３００と第二スプール弁３０２との間に、進角連通通路３５０、共通連通通路３５１及び遅角連通通路３５２が介装されているのである。
【０１３６】
ここで進角連通通路３５０の両端部は、第一スプール弁３００の進角連通ポート３１１と第二スプール弁３０２の進角連通ポート３６２とにそれぞれ連通している。共通連通通路３５１の両端部は、第一スプール弁３００の供給ポート３１３と第二スプール弁３０２の共通連通ポート３６３とにそれぞれ連通しており、供給通路７６においてオイルポンプ４とは反対側の端部が当該連通通路３５１の中間部に連通している。遅角連通通路３５２の両端部は、第一スプール弁３００の遅角連通ポート３１５と第二スプール弁３０２の遅角連通ポート３６４とにそれぞれ連通している。
【０１３７】
以上に加えて第三実施形態では、第一スプール弁３００の進角ポート３１２と遅角ポート３１４に進角通路７２と遅角通路７４がそれぞれ連通しており、それら通路７２，７４から通路７３，７５が分岐しない形となっている。また、第二スプール弁３０２の進角ドレンポート３６１と遅角ドレンポート３６５には、進角ドレン通路７７と遅角ドレン通路７８がそれぞれ連通している。さらに、図１５に示すように各スプール弁３００，３０２のソレノイド３２０，３７０には、制御回路２００が電気接続されている。したがって、制御回路２００は、第一ソレノイド３２０に対する通電制御により第一スプール弁３００の第一スプール３３０を駆動することで、ポート３１１〜３１６の相互連通状態を切換制御する。また、制御回路２００は、第二ソレノイド３７０に対する通電制御により第二スプール弁３０２の第二スプール３８０を駆動することで、ポート３６１〜３６５の相互連通状態を切換制御する。
【０１３８】
このような特徴の第三実施形態では、第一スプール位置が図１６の進角側中継位置、図１７の進角側連通位置並びに図１８の進角側の遮断位置（以下、「進角側遮断位置」という）にある第一スプール弁３００において、進角ポート３１２及び遅角ポート３１４がそれぞれ供給ポート３１３及び遅角連通ポート３１５と連通する。それと共に、図１６〜１８の各位置にある第一スプール弁３００においては、進角ポート３１２及び遅角ポート３１４が共に進角連通ポート３１１に対して閉塞される。これらにより、オイルポンプ４が通路７６，３５１，７２及び進角室５１〜５３と連通すると共に、遅角連通通路３５２が通路７４を介して遅角室５４〜５６と連通することとなる。尚、図１６〜１８より明らかなように本実施形態では、第一スプール弁３００の進角側中継位置と進角側連通位置と進角側遮断位置とが、同一の第一スプール位置にて実現されるようになっている。
【０１３９】
第二スプール位置が図１６の進角側中継位置にある第二スプール弁３０２においては、共通連通ポート３６３が遅角連通ポート３６４と連通且つ進角連通ポート３６２に対して閉塞されると共に、それら連通ポート３６２〜３６４の全てに対して各ドレンポート３６１，３６５が閉塞される。即ち、共通連通通路３５１が遅角連通通路３５２と連通且つ進角連通通路３５０に対して閉塞されると共に、それら連通通路３５０〜３５２の全てに対して各ドレン通路７７，７８が閉塞されるのである。したがって、各スプール弁３００，３０２の進角側中継位置では、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が通路７２，３５１，３５２，７４を介して中継される一方、それら流体室５１〜５６と各ドレン通路７７，７８との間が遮断されることになる。
【０１４０】
第二スプール位置が図１７の進角側連通位置にある第二スプール弁３０２においては、進角ドレンポート３６１及び遅角ドレンポート３６５がそれぞれ進角連通ポート３６２及び遅角連通ポート３６４と連通すると共に、それらドレンポート３６１，３６５の双方が共通連通ポート３６３に対して閉塞される。即ち、進角ドレン通路７７及び遅角ドレン通路７８がそれぞれ進角連通通路３５０及び遅角連通通路３５２と連通すると共に、それらドレン通路７７，７８の双方が共通連通通路３５１に対して閉塞されるのである。したがって、各スプール弁３００，３０２の進角側連通位置では、遅角ドレン通路７８と遅角室５４〜５６との間が通路３５２，７４を介して中継される一方、当該遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間並びにそれら流体室５１〜５６と進角ドレン通路７７との間は遮断されることになる。
【０１４１】
第二スプール位置が図１８の進角側遮断位置にある第二スプール弁３０２においては、共通連通ポート３６３が進角連通ポート３６２及び遅角連通ポート３６４に対して閉塞されると共に、それら連通ポート３６２〜３６４の全てに対して各ドレンポート３６１，３６５が閉塞される。即ち、共通連通通路３５１が進角連通通路３５０及び遅角連通通路３５２に対して閉塞されると共に、それら連通通路３５０〜３５１の全てに対して各ドレン通路７７，７８が閉塞されるのである。したがって、各スプール弁３００，３０２の進角側遮断位置では、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間並びにそれら流体室５１〜５６と各ドレン通路７７，７８との間が遮断されることになる。
【０１４２】
以上に対し、第一スプール位置が図１９の遅角側中継位置、図２０の遅角側連通位置並びに図２１の遅角側の遮断位置（以下、「遅角側遮断位置」という）にある第一スプール弁３００においては、遅角ポート３１４及び進角ポート３１２がそれぞれ供給ポート３１３及び進角連通ポート３１１と連通する。それと共に、図１９〜２１の各位置にある第一スプール弁３００においては、遅角ポート３１４及び進角ポート３１２が共に遅角連通ポート３１５に対して閉塞される。これらにより、オイルポンプ４が通路７６，３５１，７４及び遅角室５４〜５６と連通すると共に、進角連通通路３５０が通路７２を介して進角室５１〜５３と連通することとなる。尚、図１９〜２１より明らかなように本実施形態では、第一スプール弁３００の遅角側中継位置と遅角側連通位置と遅角側遮断位置とが、同一の第一スプール位置にて実現されるようになっている。
【０１４３】
第二スプール位置が図１９の遅角側中継位置にある第二スプール弁３０２においては、共通連通ポート３６３が進角連通ポート３６２と連通且つ遅角連通ポート３６４に対して閉塞されると共に、それら連通ポート３６２〜３６４の全てに対して各ドレンポート３６１，３６５が閉塞される。即ち、共通連通通路３５１が進角連通通路３５０と連通且つ遅角連通通路３５２に対して閉塞されると共に、それら連通通路３５０〜３５２の全てに対して各ドレン通路７７，７８が閉塞されるのである。したがって、各スプール弁３００，３０２の遅角側中継位置では、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間が通路７４，３５１，３５０，７２を介して中継される一方、それら流体室５１〜５６と各ドレン通路７７，７８との間が遮断されることになる。
【０１４４】
第二スプール位置が図２０の遅角側連通位置にある第二スプール弁３０２においては、遅角ドレンポート３６５及び進角ドレンポート３６１がそれぞれ遅角連通ポート３６４及び進角連通ポート３６２と連通すると共に、それらドレンポート３６５，３６１の双方が共通連通ポート３６３に対して閉塞される。即ち、遅角ドレン通路７８及び進角ドレン通路７７がそれぞれ遅角連通通路３５２及び進角連通通路３５０と連通すると共に、それらドレン通路７８，７７の双方が共通連通通路３５１に対して閉塞されるのである。したがって、各スプール弁３００，３０２の遅角側連通位置では、進角ドレン通路７７と進角室５１〜５３との間が通路３５０，７２を介して中継される一方、当該進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間並びにそれら流体室５１〜５６と遅角ドレン通路７８との間は遮断されることになる。
【０１４５】
第二スプール位置が図２１の遅角側遮断位置にある第二スプール弁３０２においては、共通連通ポート３６３が遅角連通ポート３６４及び進角連通ポート３６２に対して閉塞されると共に、それら連通ポート３６２〜３６４の全てに対して各ドレンポート３６１，３６５が閉塞される。即ち、共通連通通路３５１が遅角連通通路３５２及び進角連通通路３５０に対して閉塞されると共に、それら連通通路３５０〜３５１の全てに対して各ドレン通路７７，７８が閉塞されるのである。したがって、各スプール弁３００，３０２の遅角側遮断位置では、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間並びにそれら流体室５１〜５６と各ドレン通路７７，７８との間が遮断されることになる。尚、図１８，２１より明らかなように本実施形態では、第二スプール弁３０２の進角側遮断位置と遅角遮断位置とが同一の第一スプール位置にて実現されるようになっている。
【０１４６】
そして以上に加えて、第一スプール位置が図２２の保持位置にある第一スプール弁３００においては、進角ポート３１２と遅角ポート３１４とが進角連通ポート３１１、供給ポート３１３及び遅角連通ポート３１５のいずれに対しても閉塞される。即ち、進角通路７２と遅角通路７４とにそれぞれ連通する進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６とは、連通通路３５０，３５１，３５２のいずれに対しても閉塞されるのである。したがって、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間並びにそれら流体室５１〜５６とオイルポンプ４及びドレン通路７７，７８との間が遮断されることになる。尚、第一スプール弁３００が図２２の保持位置にあるときの第二スプール弁３０２の保持位置としては、任意のスプール位置が採用可能であるが、図２２の如く本実施形態では、第二スプール弁３０２の各遮断位置と同一のスプール位置が採用されている。
【０１４７】
（バルブタイミング調整作動）
以下、第三実施形態のバルブタイミング調整作動について、詳細に説明する。第三実施形態のバルブタイミング調整作動は、第一実施形態と同様なフロー（図１３参照）に従って行われるが、進角作動、遅角作動及び保持作動における各制御モードの処理内容が第一実施形態と異なっている。
【０１４８】
（１）進角作動
（１−１）進角側高応答速度モード
進角側高応答速度モードでは、第一実施形態と同様にして方向Ｄｃ，Ｄｔの一致判定を下した場合に制御回路２００が第一ソレノイド３２０への通電電流を所定値Ｉ１１（本実施形態では、最大値Ｉ１１）に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図１６の進角側中継位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を所定値Ｉ２１に制御することで、第二スプール弁３０２の第二スプール位置を図１６の進角側中継位置とする。これらの通電制御により、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が通路７２，３５１，３５２，７４を介して中継且つ通路７６をさらに介してオイルポンプ４と連通可能になる一方、それら流体室５１〜５６とドレン通路７７，７８との間が遮断されることとなる。したがって、第一実施形態と同様の原理により、容積拡大分の作動油を迅速に進角室５１〜５３へと補って、進角方向へのベーンロータ１４の相対回転を目標応答速度Ｖａにて実現し得るのである。
【０１４９】
これに対し、第一実施形態と同様にして方向Ｄｃ，Ｄｔの不一致判定を下した場合に制御回路２００は、第一ソレノイド３２０への通電電流を進角側中継位置と同一値Ｉ１１に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図１８の進角側遮断位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を進角側中継位置の値Ｉ２１よりも小さな値Ｉ２２に制御することで、第二スプール弁３０２の第二スプール位置を図１８の進角側遮断位置とする。これらの通電制御により、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が遮断されると共に、それら流体室５１〜５６とドレン通路７７，７８との間も遮断されることになる。したがって、第一実施形態と同様の原理により、ベーンロータ１４が目標方向Ｄｔとは反対の遅角方向に戻り駆動される事態を、抑制し得るのである。
【０１５０】
以上によれば、変動トルクの交番周期ωが短くなっても、各スプール弁３００，３０２の電磁駆動により、進角室５１〜５３に対する作動油補給と遅角室５４〜５６に対する逆流規制との作動切換を変動トルクに対して正しく追従可能となる。故に、切換設定速度Ｖａ０以上という高い目標応答速度Ｖａの実現を確固たるものとして、バルブタイミングの進角応答性を確実に高めることができる。また、特に本実施形態の進角側高応答速度モードによれば、作動油補給と逆流規制との作動切換に伴う電磁駆動を第一スプール弁３００については必要としないので、当該スプール弁３００の故障を抑制し得るのである。
【０１５１】
（１−２）進角側低応答速度モード
進角側低応答速度モードにおいて制御回路２００は、第一ソレノイド３２０への通電電流を進角側高応答速度モードと同一値Ｉ１１に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図１７の遅角側連通位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を進角側高応答速度モードの進角側中継位置の値Ｉ２１よりも大きな値Ｉ２３に制御することで、第二スプール弁３０２の第二スプール位置を図１７の遅角側連通位置とする。これらの通電制御により、進角室５１〜５３とオイルポンプ４との間が通路７２，３５１，７６を介して中継されると共に、遅角室５４〜５６と遅角ドレン通路７８との間が通路７４，３５２を介して中継される。その一方で、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間並びにそれら流体室５１〜５６と進角ドレン通路７７との間は、遮断されることになる。したがって、第一実施形態と同様の原理により、作動油補給と逆流規制との作動切換が止められて進角室５１〜５３に対する作動油補給のみが行われるので、スプール弁１００の故障を抑制しつつ目標応答速度Ｖａを実現し得るのである。
【０１５２】
（２）遅角作動
（２−１）遅角側高応答速度モード
遅角側高応答速度モードでは、第一実施形態と同様にして方向Ｄｃ，Ｄｔの一致判定を下した場合に制御回路２００が第一ソレノイド３２０への通電電流を進角側高応答速度モードの値Ｉ１１よりも小さな値Ｉ１２に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図１９の遅角側中継位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を進角側高応答速度モードの進角側遮断位置の値Ｉ２２よりも小さな値Ｉ２４に制御することで、第二スプール弁３０２の第二スプール位置を図１９の遅角側中継位置とする。これらの通電制御により、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間が通路７４，３５１，３５０，７２を介して中継且つ通路７６をさらに介してオイルポンプ４と連通可能になる一方、それら流体室５１〜５６とドレン通路７７，７８との間が遮断されることとなる。したがって、第一実施形態と同様の原理により、容積拡大分の作動油を迅速に遅角室５４〜５６へと補って、遅角方向へのベーンロータ１４の相対回転を目標応答速度Ｖｒにて実現し得るのである。
【０１５３】
これに対し、第一実施形態と同様にして方向Ｄｃ，Ｄｔの不一致判定を下した場合に制御回路２００は、第一ソレノイド３２０への通電電流を遅角側中継位置と同一値Ｉ１２に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図２１の遅角側遮断位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を進角側高応答速度モードの進角側遮断位置と同一値Ｉ２２に制御することで、第二スプール弁３０２の第二スプール位置を図２１の遅角側遮断位置とする。これらの通電制御により、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間が遮断されると共に、それら流体室５１〜５６とドレン通路７７，７８との間も遮断されることになる。したがって、第一実施形態と同様の原理により、ベーンロータ１４が目標方向Ｄｔとは反対の進角方向に戻り駆動される事態を、抑制し得るのである。
【０１５４】
以上によれば、変動トルクの交番周期ωが短くなっても、各スプール弁３００，３０２の電磁駆動により、遅角室５４〜５６に対する作動油補給と進角室５１〜５３に対する逆流規制との作動切換を変動トルクに対して正しく追従可能となる。故に、切換設定速度Ｖｒ０以上という高い目標応答速度Ｖｒの実現を確固たるものとして、バルブタイミングの遅角応答性を確実に高めることができる。また、特に本実施形態の遅角側高応答速度モードによれば、作動油補給と逆流規制との作動切換に伴う電磁駆動を第一スプール弁３００については必要としないので、当該スプール弁３００の故障を抑制し得るのである。
【０１５５】
（２−２）遅角側低応答速度モード
遅角側低応答速度モードにおいて制御回路２００は、第一ソレノイド３２０への通電電流を遅角側高答速度モードと同一値Ｉ１２に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図２０の進角側連通位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を遅角側高答速度モードの遅角側中継位置の値Ｉ２４よりも小さな値Ｉ２５に制御することで、第二スプール弁３０２の第二スプール位置を図２０の遅角側連通位置とする。これらの通電制御により、遅角室５４〜５６とオイルポンプ４との間が通路７４，３５１，７６を介して中継されると共に、進角室５１〜５３と進角ドレン通路７７との間が通路７２，３５０を介して中継される。その一方で、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間並びにそれら流体室５１〜５６と遅角ドレン通路７８との間は、遮断されることになる。したがって、第一実施形態と同様の原理により、作動油補給と逆流規制との作動切換が止められて遅角室５４〜５６に対する作動油補給のみが行われるので、スプール弁１００の故障を抑制しつつ目標応答速度Ｖｒを実現し得るのである。
【０１５６】
（３）保持作動
第一実施形態と同様な条件によって設定される保持モードにおいて制御回路２００は、第一ソレノイド３２０への通電電流を進角作動の値Ｉ１１よりも小さく且つ遅角作動の値Ｉ１２よりも大きな値Ｉ１３に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図２２の保持位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を各高応答速度モードの遮断位置と同一値Ｉ２２に制御することで、第二スプール弁３０２の第二スプール位置を図２２の遮断位置とする。これらの通電制御により、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が遮断されると共に、それら流体室５１〜５６とオイルポンプ４及びドレン通路７７，７８との間も遮断されることになる。したがって、第一実施形態と同様の原理により、全ての流体室５１〜５６に対して作動油供給も作動油排出も実質的に生じなくなるので、バルブタイミングを目標位相範囲内に確実に保持することができるのである。
【０１５７】
尚、ここまで説明した第一実施形態では、スプール弁３００，３０２及び連通通路３５０，３５１，３５２が共同して特許請求の範囲に記載の「電動弁手段」を構成し、スプール３３０，３８０が特許請求の範囲に記載の「弁部材」に相当する。また、共通連通通路３５１が特許請求の範囲に記載の「第一連通通路」に相当し、進角連通通路３５０及び遅角連通通路３５２がそれぞれ特許請求の範囲に記載の「第二連通通路」に相当する。
【０１５８】
（第四実施形態）
図２３，２４に示すように、本発明の第四実施形態は第三実施形態の変形例である。第四実施形態では、第一スプール位置が図２３の進角側遮断位置並びに図２４の遅角側遮断位置にある第一スプール弁３００において、進角ポート３１２と遅角ポート３１４とが進角連通ポート３１１、供給ポート３１３及び遅角連通ポート１１５のいずれに対しても閉塞される。即ち、本実施形態の第一スプール弁３００の進角側遮断位置及び遅角側遮断位置については、当該スプール弁３００の保持位置と同一に設定されている。したがって、第一スプール弁３００の各遮断位置では、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間並びにそれら流体室５１〜５６とオイルポンプ４及びドレン通路７７，７８との間が遮断されることになる。
【０１５９】
尚、第一スプール弁３００が図２３の進角側遮断位置にあるときの第二スプール弁３０２の進角側遮断位置としては、任意のスプール位置が採用可能であるが、図２３の如く本実施形態では、第二スプール弁３０２の進角側中継位置と同一のスプール位置が採用されている。同様に、第一スプール弁３００が図２４の遅角側遮断位置にあるときの第二スプール弁３０２の遅角側遮断位置としては、任意のスプール位置が採用可能であるが、図２４の如く本実施形態では、第二スプール弁３０２の遅角側中継位置と同一のスプール位置が採用されている。
【０１６０】
このような第四実施形態の進角側高応答速度モードでは、方向Ｄｃ，Ｄｔの不一致判定を下した場合に制御回路２００が、第一ソレノイド３２０への通電電流を保持位置と同一値Ｉ１３に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図２３の進角側遮断位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を進角側中継位置と同一値Ｉ２１に制御することで、第二スプール位置を図２３の進角側遮断位置とする。これらの通電制御により、進角室５１〜５３と遅角室５４〜５６との間が遮断されると共に、それら流体室５１〜５６とオイルポンプ４及びドレン通路７７，７８との間も遮断されることになる。
【０１６１】
したがって、第四実施形態の進角側高応答速度モードによれば、遅角室５４〜５６に対する逆流規制を確固たるものとして、ベーンロータ１４が目標方向Ｄｔとは反対の遅角方向に戻り駆動される事態を抑制し得るので、バルブタイミングの進角応答性を確実に高めることができる。また、特に本実施形態の進角側高応答速度モードでは、作動油補給と逆流規制との作動切換に伴う電磁駆動が第二スプール弁３０２については行われなくなるので、当該スプール弁３０２の故障を抑制し得るのである。
【０１６２】
以上の進角側高応答速度モードに準じて遅角側高応答速度モードでは、方向Ｄｃ，Ｄｔの不一致判定を下した場合に制御回路２００が、第一ソレノイド３２０への通電電流を保持位置と同一値Ｉ１３に制御することで、第一スプール弁３００の第一スプール位置を図２４の遅角側遮断位置とする。それと共に制御回路２００は、第二ソレノイド３７０への通電電流を遅角側中継位置と同一値Ｉ２４に制御することで、第二スプール位置を図２４の遅角側遮断位置とする。これらの通電制御により、遅角室５４〜５６と進角室５１〜５３との間が遮断されると共に、それら流体室５１〜５６とオイルポンプ４及びドレン通路７７，７８との間も遮断されることになる。
【０１６３】
したがって、第四実施形態の遅角側高応答速度モードによれば、進角室５１〜５３に対する逆流規制を確固たるものとして、ベーンロータ１４が目標方向Ｄｔとは反対の進角方向に戻り駆動される事態を抑制し得るので、バルブタイミングの遅角応答性を確実に高めることができる。また、特に本実施形態の遅角側高応答速度モードでは、作動油補給と逆流規制との作動切換に伴う電磁駆動が第二スプール弁３０２については行われなくなるので、当該スプール弁３０２の故障を抑制し得るのである。
【０１６４】
（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。
【０１６５】
具体的には、第一〜第四実施形態の駆動部１０において、例えば変動トルクの平均トルクの偏り側とは反対側にカム軸２を付勢するアシストスプリング等の弾性体を設けるようにしてもよい。また、駆動部１０については、第一〜第四実施形態の場合とは逆に、ハウジング１１をカム軸２と連動して回転させると共に、ベーンロータ１４をクランク軸と連動して回転させるようにしてもよい。
【０１６６】
第一〜第四実施形態の制御部３０のスプール弁１００，３００，３０２において、ソレノイド１２０，３２０，３７０としては、スプール１３０，３３０，３８０を通電により駆動するものであれば、例えばピエゾアクチュエータ等を採用してもよい。また、制御部３０においては、通路７２を遅角室５４〜５６に連通させると共に、通路７４を進角室５１〜５３に連通させるようにしてもよく、その場合には、進角作動及び遅角作動の関係が第一〜第四実施形態の場合と逆となる。
【０１６７】
第一〜第四実施形態のバルブタイミング調整作動では、カムセンサ２０４の出力信号が表すカム軸２の回転数に代えて又は加えて、クランクセンサ２０２の出力信号が表すクランク軸の回転数を、エンジン回転数として利用してもよい。また、第三及び第四実施形態のバルブタイミング調整作動では、第二実施形態に準じて各高応答速度モードの処理内容を変更するようにしてもよい。さらにまた、第三実施形態のバルブタイミング調整作動では、進角側高応答速度モードにおいて進角側遮断位置を遅角側遮断位置により代用してもよいし、遅角側高応答速度モードにおいて遅角側遮断位置を進角側遮断位置により代用してもよい。
【０１６８】
そして、本発明は、第一〜第四実施形態の如く吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、動弁としての排気弁のバルブタイミングを調整する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置にも、適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１の駆動部に作用する変動トルクについて説明するための模式図である。
【図４】本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置の要部の詳細構成並びに作動状態を模式的に示す断面図である。
【図５】図４の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図６】図４の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図７】図４の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図８】図４の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図９】図４の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図１０】図４の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図１１】図４の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図１２】図４の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図１３】本発明の第一実施形態によるバルブタイミング調整装置のバルブタイミング調整作動について説明するためのフローチャートである。
【図１４】本発明の第二実施形態によるバルブタイミング調整装置のバルブタイミング調整作動について説明するためのフローチャートである。
【図１５】本発明の第三実施形態によるバルブタイミング調整装置の要部の詳細構成並びに作動状態を模式的に示す断面図である。
【図１６】図１５の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図１７】図１５の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１５の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図１９】図１５の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図２０】図１５の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図２１】図１５の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図２２】図１５の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図２３】本発明の第四実施形態によるバルブタイミング調整装置の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【図２４】図２３の要部の作動状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１  バルブタイミング調整装置、２  カム軸、４  オイルポンプ（流体供給源）、５  オイルパン、１０  駆動部、１１  ハウジング（駆動回転体）、１２  シューハウジング、１２ａ  筒部、１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  シュー、１３  スプロケット、１４  ベーンロータ（従動回転体）、１４ａ  ボス部、１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  ベーン、３０  制御部、５０  収容室、５１，５２，５３  流体室・進角室、５４，５５，５６  流体室・遅角室、７２  メイン進角通路・進角通路、７３  サブ進角通路、７４  メイン遅角通路・遅角通路、７５  サブ遅角通路、７６  供給通路、７７  進角ドレン通路（ドレン通路）、７８  遅角ドレン通路（ドレン通路）、１００  スプール弁（電動弁手段）、１１０  スリーブ、１１２  メイン進角ポート、１１３  サブ進角ポート、１１４  メイン遅角ポート、１１５  サブ遅角ポート、１１６  供給ポート、１１７  進角ドレンポート、１１８  遅角ドレンポート、１２０  ソレノイド、１２２  駆動軸、１３０  スプール（弁部材）、１３０ｃ  貫通孔、１３０ｄ  仕切部材、１３１  進角支持ランド、１３２  サブ進角切換ランド、１３３  メイン進角切換ランド、１３４  メイン遅角切換ランド、１３５  サブ遅角切換ランド、１３６  遅角支持ランド、１３７  進角中継通路（第二中継通路）、１３７ａ，１３７ｂ  端部、１３８  共通中継通路（中継通路・第一中継通路）、１３８ａ，１３８ｂ  端部、１３８ｃ  分岐部、１３９  遅角中継通路（第二中継通路）、１３９ａ，１３９ｂ  端部、１４０  リターンスプリング、１８０  逆止弁（規制手段）、２００  制御回路（方向判定手段・通電制御手段・推定手段・速度判定手段・モード設定手段）、２００ａ  メモリ、２０２  クランクセンサ、２０４  カムセンサ（検出手段）、３００  第一スプール弁（電動弁手段）、３０２  第二スプール弁（電動弁手段）、３１０  第一スリーブ、３１１  進角連通ポート、３１２  進角ポート、３１３  供給ポート、３１４  遅角ポート、３１５  遅角連通ポート、３２０  第一ソレノイド、３２２  第一駆動軸、３３０  第一スプール（弁部材）、３３１  進角支持ランド、３３２  進角切換ランド、３３４  遅角切換ランド、３３５  遅角支持ランド、３４０  第一リターンスプリング、３５０  進角連通通路（電動弁手段・第二連通通路）、３５１  共通連通通路（電動弁手段・第一連通通路）、３５２  遅角連通通路（電動弁手段・第二連通通路）、３６０  第二スリーブ、３６１  進角ドレンポート、３６２  進角連通ポート、３６３  共通連通ポート、３６４  遅角連通ポート３６５  遅角ドレンポート、３７０  第二ソレノイド、３７２  第二駆動軸、３８０  第二スプール（弁部材）、３８１  進角支持ランド、３８２  進角切換ランド、３８４  共通切換ランド、３８５  遅角切換ランド、３９０  第二リターンスプリング、Ｖａ，Ｖｒ  目標応答速度、Ｖａ０，Ｖｒ０  切換設定速度、Ｄｔ  目標方向、Ｄｃ  作用方向、ω  交番周期、ω１  前半区間、ω２  後半区間、Ｓｐ  パルス信号、ΔＳｐ  間隔、Ｎｃ  回転数、Ｎｃ０  閾値
【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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【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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