(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置の制御方法であって、
前記バルブタイミング調整装置は、
前記駆動軸とともに回転する駆動側回転部材と、
前記従動軸とともに回転し、回動圧力室の作動流体圧力により前記駆動側回転部材に対し遅角側および進角側に相対回動駆動される従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材に設置され、嵌合穴、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の最遅角位置と最進角位置との間の中間位置で前記嵌合穴に嵌合し前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動を拘束する拘束部材、前記嵌合穴から前記拘束部材が抜け出す方向に作動流体圧力を加える拘束解除圧力室、ならびに前記嵌合穴に向けて前記拘束部材を付勢する拘束付勢部材を有する拘束手段とを備え、
前記回動圧力室に作動流体を供給する供給系と前記拘束解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは別系統であるバルブタイミング調整装置の制御方法において、
前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を前記中間位置に向けて相対回動し前記嵌合穴に前記拘束部材を嵌合するとき、前記嵌合穴に前記拘束部材を嵌合する作動流体圧力の拘束開始タイミングよりも前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動する作動流体圧力の回動開始タイミングを遅らせる制御モードを有することを特徴とするバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項２】
前記拘束部材の前記嵌合穴側端部は前記嵌合穴側に向けて縮径し、前記嵌合穴の前記拘束部材側端部は前記拘束部材側に向けて拡径し、前記拘束開始タイミングよりも前記回動開始タイミングを遅らせる遅延時間は、前記縮径部と前記拡径部とが重ならない位置まで前記嵌合穴に前記拘束部材が進入する時間を含んでいることを特徴とする請求項１記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項３】
前記嵌合穴から前記拘束部材を抜いて前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動するとき、前記嵌合穴から前記拘束部材を抜く作動流体圧力の拘束解除開始タイミングよりも前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動する回動開始タイミングを遅らせる制御モードを有することを特徴とする請求項１または２記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項４】
内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置の制御方法であって、
前記バルブタイミング調整装置は、
前記駆動軸とともに回転する駆動側回転部材と、
前記従動軸とともに回転し、回動圧力室の作動流体圧力により前記駆動側回転部材に対し相対回動駆動される従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材に設置され、嵌合穴、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の最遅角位置と最進角位置との間の中間位置で前記嵌合穴に嵌合し前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動を拘束する拘束部材、前記嵌合穴から前記拘束部材が抜け出す方向に作動流体圧力を加える拘束解除圧力室、ならびに前記嵌合穴に向けて前記拘束部材を付勢する拘束付勢部材を有する拘束手段とを備え、
前記回動圧力室に作動流体を供給する供給系と前記拘束解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは別系統であるバルブタイミング調整装置の制御方法において、
前記嵌合穴から前記拘束部材を抜いて前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動するとき、前記嵌合穴から前記拘束部材を抜く作動流体圧力の拘束解除開始タイミングよりも前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動する作動流体圧力の回動開始タイミングを遅らせる制御モードを有することを特徴とするバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項５】
前記回動開始タイミングを遅らせて前記嵌合穴から前記拘束部材を抜いているとき、前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を前記中間位置に保持するか、あるいは前記中間位置よりも僅かに進角側に駆動するように作動流体制御することを特徴とする請求項３または４記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項６】
前記嵌合穴に前記拘束部材を嵌合する作動流体圧力の拘束開始タイミングよりも前記回動開始タイミングを遅らせる場合はその遅延時間、前記嵌合穴から前記拘束部材を抜く作動流体圧力の拘束解除開始タイミングよりも前記回動開始タイミングを遅らせる場合はその遅延時間を、前記回動圧力室および前記拘束解除圧力室に供給される作動流体の圧力および温度に相当するセンサ信号から求めることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項７】
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材に設置され、所定の回動角度範囲に形成されている制限穴、前記制限穴に嵌合し前記制限穴において前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動方向の遅角側端および進角側端の少なくとも一方に当接することにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動角度範囲を制限する制限部材、前記制限穴から前記制限部材が抜け出す方向に作動流体圧力を加える制限解除圧力室、ならびに前記制限穴に向けて前記制限部材を付勢する制限付勢部材を有する位相制限手段を前記バルブタイミング調整装置は備え、
前記制限解除圧力室に作動流体を供給する供給系と前記拘束解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは同一系統であり、
前記制限穴において、前記制限穴が前記駆動側回転部材に形成されているときは前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動方向の遅角側端、前記制限穴が前記従動側回転部材に形成されているときは前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動方向の進角側端に前記制限部材が当接する位置が前記中間位置であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項８】
内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置の制御方法であって、
前記バルブタイミング調整装置は、
前記駆動軸とともに回転する駆動側回転部材と、
前記従動軸とともに回転し、回動圧力室の作動流体圧力により前記駆動側回転部材に対し遅角側および進角側に相対回動駆動される従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材に設置され、所定の回動角度範囲に形成されている制限穴、前記制限穴に嵌合し前記制限穴において前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動方向の遅角側端および進角側端の少なくとも一方に当接することにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動角度範囲を制限する制限部材、前記制限穴から前記制限部材が抜け出す方向に作動流体圧力を加える制限解除圧力室、ならびに前記制限穴に向けて前記制限部材を付勢する制限付勢部材を有する位相制限手段とを備え、
前記回動圧力室に作動流体を供給する供給系と前記制限解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは別系統であるバルブタイミング調整装置の制御方法において、
前記制限穴に前記制限部材を嵌合するとき、前記制限穴に前記制限部材を嵌合する作動流体圧力の制限開始タイミングよりも前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動する作動流体圧力の回動開始タイミングを遅らせる制御モードを有することを特徴とするバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項９】
内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置の制御方法であって、
前記バルブタイミング調整装置は、
前記駆動軸とともに回転する駆動側回転部材と、
前記従動軸とともに回転し、回動圧力室の作動流体圧力により前記駆動側回転部材に対し遅角側および進角側に相対回動駆動される従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材に設置され、所定の回動角度範囲に形成されている制限穴、前記制限穴に嵌合し前記制限穴において前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動方向の遅角側端および進角側端の少なくともいずれか一方に当接することにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動角度範囲を制限する制限部材、前記制限穴から前記制限部材が抜け出す方向に作動流体圧力を加える制限解除圧力室、ならびに前記制限穴に向けて前記制限部材を付勢する制限付勢部材を有する位相制限手段とを備え、
前記回動圧力室に作動流体を供給する供給系と前記制限解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは別系統であるバルブタイミング調整装置の制御方法において、
前記制限穴に前記制限部材を嵌合し前記制限穴の前記遅角側端または前記進角側端に前記制限部材を当接するとき、前記制限穴に前記制限部材を嵌合する作動流体圧力の制限開始タイミングよりも前記制限穴の前記遅角側端または前記進角側端に前記制限部材を当接するように前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動する回動開始タイミングを遅らせる制御モードを有し、前記制限開始タイミングから前記回動開始タイミングまでに、前記制限部材と当接する前記制限穴の前記遅角側端または前記進角側端よりも前記制限穴の僅かに回動方向内側に前記制限部材が位置するように前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動することを特徴とするバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項１０】
前記制限穴から前記制限部材を抜き前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動し前記制限穴の範囲外に前記制限部材を移動するとき、前記制限穴から前記制限部材を抜く作動流体圧力の制限解除開始タイミングよりも前記従動側回転部材を相対回動し前記制限穴の範囲外に前記制限部材を移動する回動開始タイミングを遅らせる制御モードを有することを特徴とする請求項８または９記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項１１】
内燃機関の駆動軸から吸気弁および排気弁の少なくともいずれか一方を開閉駆動する従動軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記吸気弁および前記排気弁の少なくともいずれか一方の開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置の制御方法であって、
前記バルブタイミング調整装置は、
前記駆動軸とともに回転する駆動側回転部材と、
前記従動軸とともに回転し、回動圧力室の作動流体圧力により前記駆動側回転部材に対し遅角側および進角側に相対回動駆動される従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材に設置され、所定の回動角度範囲に形成されている制限穴、前記制限穴に嵌合し前記制限穴において前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動方向の遅角側端および進角側端の少なくとも一方に当接することにより前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動角度範囲を制限する制限部材、前記制限穴から前記制限部材が抜け出す方向に作動流体圧力を加える制限解除圧力室、ならびに前記制限穴に向けて前記制限部材を付勢する制限付勢部材を有する位相制限手段とを備え、
前記回動圧力室に作動流体を供給する供給系と前記制限解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは別系統であるバルブタイミング調整装置の制御方法において、
前記制限穴から前記制限部材を抜き前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動し前記制限穴の範囲外に前記制限部材を移動するとき、前記制限穴から前記制限部材を抜く作動流体圧力の制限解除開始タイミングよりも前記従動側回転部材を相対回動し前記制限穴の範囲外に前記制限部材を移動する作動流体圧力の回動開始タイミングを遅らせる制御モードを有することを特徴とするバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項１２】
前記制限穴の前記遅角側端または前記進角側端に前記制限部材が当接している状態から前記制限部材を前記制限穴から抜くとき、前記制限解除開始タイミングから前記回動開始タイミングまでに、前記制限部材が当接している前記制限穴の前記遅角側端または前記進角側端から前記制限部材が離れる方向に前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動することを特徴とする請求項１０または１１記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項１３】
前記制限穴に前記制限部材を嵌合する作動流体圧力の制限開始タイミングよりも前記回動開始タイミングを遅らせる場合はその遅延時間、前記制限穴から前記制限部材を抜く作動流体圧力の制限解除開始タイミングよりも前記回動開始タイミングを遅らせる場合はその遅延時間を、前記回動圧力室および前記制限解除圧力室に供給する作動流体の圧力および温度に相当するセンサ信号から求めることを特徴とする請求項８から１２のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項１４】
前記駆動側回転部材および前記従動側回転部材に設置され、嵌合穴、前記制限穴が形成されている回動角度範囲内で前記嵌合穴に嵌合し前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回動を拘束する拘束部材、前記嵌合穴から前記拘束部材が抜け出す方向に作動流体圧力を加える拘束解除圧力室、ならびに前記嵌合穴に向けて前記拘束部材を付勢する拘束付勢部材を有する拘束手段を前記バルブタイミング調整装置は備え、
前記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動駆動する回動圧力室に作動流体を供給する供給系と前記拘束解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは同一系統であることを特徴とする請求項８から１３のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項１５】
前記バルブタイミング調整装置は、エンジンとともに回転する機械式ポンプを作動流体供給源として備えることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【請求項１６】
前記駆動側回転部材または前記従動側回転部材の一方は所定の回動角度範囲に形成されている収容室を有するハウジング部材であり、
前記駆動側回転部材または前記従動側回転部材の他方は、前記従動側回転部材を遅角側に駆動する遅角室、ならびに前記従動側回転部材を進角側に駆動する進角室に前記収容室を仕切るベーンを有し、前記遅角室または前記進角室の作動流体圧力により前記ハウジング部材に対し相対回動駆動されるベーン部材であることを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項記載のバルブタイミング調整装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関（以下、「内燃機関」をエンジンという）の吸気弁および排気弁の少なくとも一方の開閉タイミング（以下、「開閉タイミング」をバルブタイミングという）を調整するバルブタイミング調整装置の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジンのクランクシャフトから駆動力を受けクランクシャフトとともに回転する駆動側回転部材と、カムシャフトとともに回転する従動側回転部材との相対回動を油圧制御することにより、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の位相、つまりクランクシャフトに対するカムシャフトの位相を制御し、吸気弁および排気弁の少なくとも一方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が知られている。
【０００３】
このようなバルブタイミング調整装置として、駆動側回転部材内に従動側回転部材としてベーン部材を相対回動自在に収容し、ベーン部材のベーンに加わる油圧を制御することにより駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動するベーン式のバルブタイミング調整装置が知られている。また、駆動側回転部材と従動側回転部材との間に両回転部材とヘリカルスプライン係合する駆動力伝達部材を設置し、油圧により駆動力伝達部材を往復移動することにより駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動駆動するバルブタイミング調整装置が知られている。
【０００４】
このようなバルブタイミング調整装置において、エンジンの始動不良を防止するため、吸気弁および排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを始動に適した最遅角位置と最進角位置との間の中間位置に保持して始動することが望まれる。
例えば従動側回転部材にピストン部材を設置し、駆動側回転部材にピストン部材が嵌合可能な嵌合穴を設置し、エンジン停止時において最遅角位置と最進角位置との間の中間位置でピストン部材が嵌合穴に嵌合することにより、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の位相を中間位置に保持できる。ピストン部材と嵌合穴との嵌合および嵌合状態の解除は、例えば、嵌合穴に向けてピストン部材を付勢するスプリングの付勢力と、嵌合穴から抜け出る方向にピストン部材に加わるピストン室の油圧とにより制御される。
【０００５】
また、エンジン運転状態によっては、例えば高速定速運転中において急激に速度を低下させる場合等においてエンジンの正常運転を維持するため、最遅角近傍または最進角近傍を除いた相対回動角度範囲で駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動することが望まれる。
例えば、前述した嵌合穴の形状を相対回動方向に円弧状に延ばし、この嵌合穴にピストン部材を嵌合することにより、円弧状に形成した嵌合穴の回動角度範囲内で駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回動角度範囲を制限する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、油圧供給源から供給される作動油の圧力および温度等により、駆動側回転部材に対し従動側回転部材が相対回動する速度、ならびに嵌合穴にピストン部材が嵌合する速度、または嵌合穴からピストン部材を抜く速度が変化する。すると、嵌合穴にピストン部材が嵌合する中間位置において駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回動を拘束する構成、あるいは円弧状に形成された嵌合穴にピストン部材が嵌合し駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回動角度範囲を制限する構成において、嵌合穴にピストン部材が嵌合する前に従動側回転部材が嵌合穴を通り過ぎたり、嵌合穴からピストン部材が抜ける前に従動側回転部材が回転し嵌合穴からピストン部材が抜けにくくなることがある。
【０００７】
本発明の目的は、嵌合穴に拘束部材を確実に嵌合するバルブタイミング調整装置の制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、嵌合穴から拘束部材を確実に抜くバルブタイミング調整装置の制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、制限穴に制限部材を確実に嵌合するバルブタイミング調整装置の制御方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、制限穴から制限部材を確実に抜くバルブタイミング調整装置の制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、記駆動側回転部材に対し前記従動側回転部材を相対回動駆動する回動圧力室に作動流体を供給する供給系と拘束解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは別系統であるバルブタイミング調整装置において、嵌合穴に拘束部材を嵌合する作動流体圧力の拘束開始タイミングよりも駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動する作動流体圧力の回動開始タイミングを遅らせることができる。したがって、嵌合穴に拘束部材が嵌合する前に拘束部材が嵌合穴を通り過ぎることを防止し、嵌合穴に拘束部材を確実に嵌合できる。
【０００９】
嵌合穴に拘束部材が滑らかに嵌合するため、拘束部材の嵌合穴側端部が嵌合穴側に向けて縮径し、嵌合穴の拘束部材側端部が拘束部材側に向けて拡径している構成が考えられる。しかし、嵌合穴に拘束部材が嵌合していても、拘束部材の縮径部と嵌合穴の拡径部とが重なっている状態で駆動側回転部材に対し従動側回転部材が相対回動すると、縮径部と拡径部とが滑って嵌合穴から拘束部材が抜け出ることがある。そこで、本発明の請求項２記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、拘束開始タイミングよりも回動開始タイミングを遅らせる遅延時間は、拘束部材の縮径部と嵌合穴の拡径部とが重ならない位置まで嵌合穴に拘束部材が進入する時間を含んでいる。したがって、嵌合穴に拘束部材を確実に嵌合できる。
【００１０】
本発明の請求項３または４記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、嵌合穴から拘束部材を抜く作動流体圧力の拘束解除開始タイミングよりも駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動する回動開始タイミングを遅らせることができる。したがって、嵌合穴から拘束部材が抜け出る前に従動側回転部材が相対回動して嵌合穴に拘束部材が押しつけられることを防止し、嵌合穴から拘束部材を確実に抜くことができる。
【００１１】
吸気弁または排気弁を駆動するとき、従動軸は遅角側および進角側に変動トルクを受ける。変動トルクの平均は遅角側に働くので、従動側回転部材は駆動側回転部材に対し遅角側に変動トルクを受ける。本発明の請求項５記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、回動開始タイミングを遅らせて嵌合穴から拘束部材を抜いているとき、駆動側回転部材に対し従動側回転部材を中間位置に保持するか、あるいは中間位置よりも僅かに進角側に従動側回転部材を駆動するように作動流体制御する。従動側回転部材に働く遅角側の変動トルクを低減できるので、嵌合穴から拘束部材が抜け出るときの抵抗を低減できる。
【００１２】
駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回動速度および拘束部材の移動速度は作動流体の圧力により変化する。また、作動流体の温度が変化すると作動流体の粘度が変化し、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回動速度および拘束部材の移動速度が変化する。そこで本発明の請求項６記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、嵌合穴に拘束部材を嵌合する作動流体圧力の拘束開始タイミングよりも回動開始タイミングを遅らせる場合はその遅延時間、嵌合穴から拘束部材を抜く作動流体圧力の拘束解除開始タイミングよりも回動開始タイミングを遅らせる場合はその遅延時間を、回動圧力室および拘束解除圧力室に供給される作動流体の圧力および温度に相当するセンサ信号から求める。したがって、作動流体の圧力および温度が変化しても、嵌合穴に拘束部材を確実に嵌合、あるいは嵌合穴から拘束部材を確実に抜くことができる。
【００１３】
本発明の請求項７記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、制限解除圧力室に作動流体を供給する供給系と拘束解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは同一系統であるから、拘束部材と制限部材とはほぼ同じタイミングで作動する。駆動側回転部材に対し従動側回転部材が中間位置よりも遅角側に位置している状態から従動側回転部材を進角側に駆動し嵌合穴に拘束部材を嵌合するとき、拘束部材が嵌合穴に嵌合できなくても、遅角側に働く変動トルクで従動側回転部材が遅角側に回転すると、制限穴の遅角側端または進角側端で制限部材は制限穴と当接して停止する。また、駆動側回転部材に対し従動側回転部材が中間位置よりも進角側に位置している状態から従動側回転部材を遅角側に駆動し嵌合穴に拘束部材を嵌合するとき、制限穴の遅角側端または進角側端で制限部材は制限穴と当接して停止する。制限穴の遅角側端または進角側端で制限部材が制限穴と当接する位置は中間位置であるから、拘束部材は嵌合穴に確実に嵌合する。
【００１４】
本発明の請求項８記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動駆動する回動圧力室に作動流体を供給する供給系と制限解除圧力室に作動流体を供給する供給系とは別系統である。したがって、位相制限制御と回動制御とを独立して行うことができる。また、所定の回動角度範囲に形成されている制限穴に制限部材が嵌合することにより、制限穴から制限部材が抜け出ている状態よりも駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回動角度範囲が狭くなる。エンジンの運転状態に合わせ位相制御範囲を変更できる。
また、制限開始タイミングよりも回動開始タイミングを遅らせる制御モードを有するので、制限穴に制限部材が嵌合する前に制限部材が制限穴を通り過ぎることを防止し、制限穴に制限部材を確実に嵌合できる。
【００１５】
本発明の請求項９記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、制限穴に制限部材を嵌合し、制限穴の遅角側端または進角側端に制限部材を当接するとき、位相制限開始タイミングから回動開始タイミングまでに、制限部材と当接する位相制限穴の遅角側端または進角側端よりも位相制限穴の僅かに回動方向内側に制限部材が位置するように駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動する。遅延時間の間に目標位相である制限穴の遅角側端または進角側端に近づけるので、遅延時間が経過してから回動制御を行うよりも、目標位相近傍に早く近づくことができる。
【００１６】
本発明の請求項１０または１１記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、制限穴から制限部材を抜く作動流体圧力の制限解除開始タイミングよりも駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動する回動開始タイミングを遅らせることができる。制限穴から制限部材が抜け出る前に従動側回転部材が相対回動して制限穴に制限部材が押しつけられることを防止するので、制限穴から制限部材を抜くときの抵抗が小さくなる。
【００１７】
本発明の請求項１２記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、制限穴の遅角側端または進角側端に制限部材が当接している状態から制限部材を制限穴から抜くとき、制限解除開始タイミングから回動開始タイミングまでに、制限部材が当接している制限穴の遅角側端または進角側端から制限部材が離れる方向に駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動する。したがって、制限穴から制限部材を抜くときの抵抗が小さくなる。
【００１８】
駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回動速度および制限部材の移動速度は作動流体の圧力により変化する。また、作動流体の温度が変化すると作動流体の粘度が変化し、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回動速度および制限部材の移動速度が変化する。そこで本発明の請求項１３記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、制限穴に制限部材を嵌合する作動流体圧力の制限開始タイミングよりも回動開始タイミングを遅らせる場合はその遅延時間、制限穴から制限部材を抜く作動流体圧力の制限解除開始タイミングよりも回動開始タイミングを遅らせる場合はその遅延時間を、回動圧力室および制限解除圧力室に供給する作動流体の圧力および温度に相当するセンサ信号から求める。したがって、作動流体の圧力および温度が変化しても、制限穴に制限部材を確実に嵌合、あるいは制限穴から制限部材を確実に抜くことができる。
【００１９】
本発明の請求項１４記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、制限穴が形成されている回動角度範囲内で嵌合穴に拘束部材が嵌合することにより、エンジン始動に最適なタイミングで駆動側回転部材に対する従動側回転部材の位相を拘束してエンジンを停止できる。
【００２０】
本発明の請求項１５記載のバルブタイミング調整装置の制御方法によると、エンジンとともに回転する機械式ポンプを作動流体供給源として使用しているバルブタイミング調整装置において、請求項１から１４のいずれか一項に記載した制御を行う。エンジンの回転数により機械式ポンプから吐出される作動流体の圧力が変化しても、独立した供給系の開始タイミングを意図的にずらすことにより、所定の位相制御を行うことができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を示す複数の実施例を図に基づいて説明する。
（第１実施例）
本発明の第１実施例によるエンジン用バルブタイミング調整装置を図１および図２に示す。図２は、図１においてフロントプレート１３の内側面に沿って装置本体２を切断した断面図である。本実施例のバルブタイミング調整装置１は油圧制御式であり、吸気弁のバルブタイミングを調整するものである。バルブタイミング調整装置１は、装置本体２、カムシャフト３、カムシャフト３の軸受け４、第１の電気制御弁としてのスプール弁２３０および第２の電気制御弁としての電磁弁２４０を備えている。
【００２２】
図１に示すように、装置本体２は駆動軸としての図示しないクランクシャフトの駆動力を従動軸としてのカムシャフト３に伝達する。カムシャフト３に形成されているカムにより吸気弁は駆動される。装置本体２は、ハウジング部材１０、ベーンロータ１５、拘束ピストン３０および制限ピストン４４（図４参照）等を有している。駆動側回転部材としてのハウジング部材１０は、一方の側壁であるタイミングギア１１、周壁１２および他方の側壁であるフロントプレート１３を有している。タイミングギア１１およびフロントプレート１３は回転軸方向両側で周壁１２に接続している。タイミングギア１１、周壁１２およびフロントプレート１３はボルト２０により同軸上に固定されている。タイミングギア１１は、図示しないギア群によりクランクシャフトと結合して駆動力を伝達され、クランクシャフトと同期して回転する。
【００２３】
カムシャフト３は軸受け４に軸受けされている。カムシャフト３は、ハウジング部材１０およびベーンロータ１５を介しクランクシャフトの駆動力を伝達され、図示しない吸気弁を開閉駆動する。カムシャフト３は、タイミングギア１１に対し所定の位相差をおいて回動可能である。ハウジング部材１０およびカムシャフト３は図１に示す矢印Ａ方向からみて時計方向に回転する。以下この回転方向を進角方向とする。
【００２４】
図２に示すように、周壁１２は、回転方向にほぼ等間隔に配置され、台形状に形成された仕切部としてのシュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを有している。シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄの内周面は断面円弧状に形成されている。シュー１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにより所定の回動角度範囲に回転方向に四箇所形成される間隙にはそれぞれベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを収容する扇状の収容室５０が形成されている。
【００２５】
ベーンロータ１５は、ボス部１５ｅと、ボス部１５ｅの外周側に回転方向にほぼ等間隔に配置されたベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄとを有している。ベーン１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは各収容室５０内に回動可能に収容されている。各ベーンは、各収容室５０を仕切り遅角油圧室と進角油圧室とに二分している。図２に示す遅角方向、進角方向を表す矢印は、ハウジング部材１０に対するベーンロータ１５の遅角方向、進角方向を表している。従動側回転部材としてのベーンロータ１５はカムシャフト３の回転軸方向端面と当接し、ボルト２１によりカムシャフト３に一体に固定されている。
【００２６】
フロントプレート１３とベーンロータ１５との間に挿入されているスプリング２５は、一端をフロントプレート１３に係止され、他端をベーンロータ１５に係止されている。スプリング２５は、フロントプレート１３に対し進角する方向にベーンロータ１５を付勢する。
ハウジング部材１０とベーンロータ１５とは相対回動可能であり、ハウジング部材１０の回転軸方向両側の内側壁とベーンロータ１５の回転軸方向両側の外側壁、ならびに周壁１２の内周壁とベーンロータ１５の外周壁とは互いに向かい合い摺動している。
【００２７】
図１に示すように、円筒状に形成された拘束部材としての拘束ピストン３０はベーン１５ａ内に形成された収容孔３８に回転軸方向に往復移動自在に収容されている。タイミングギア１１に進角側端が深くなっている円弧状の長穴３４（図３および図４参照）が形成されている。嵌合リング３５は長穴３４の進角側端に圧入保持されており、嵌合穴３６を形成している。拘束ピストン３０は嵌合穴３６に当接し嵌合可能である。図３に示すように、拘束ピストン３０の嵌合穴３６側に嵌合穴３６に向けて縮径する縮径部３１が形成され、嵌合穴３６の拘束ピストン３０側に拘束ピストン３０に向けて拡径する拡径部３２が形成されている。したがって、拘束ピストン３０は嵌合穴３６に滑らかに嵌合する。拘束ピストン３０は嵌合穴３６の入口側から図３に示す距離Ｌ１嵌合穴３６に進入すると嵌合穴３６に嵌合する。また、縮径部３１および拡径部３２のうち嵌合方向に長い方の長さを含み図３に示す距離Ｌ２、拘束ピストン３０が嵌合穴３６に進入すると、拘束ピストン３０は長穴３４から抜け出さない。拘束付勢部材としてのスプリング３７は嵌合穴３６側に拘束ピストン３０を付勢している。
【００２８】
拘束解除圧力室としてのピストン室４０およびピストン室４１に供給される作動油の圧力は、嵌合穴３６から拘束ピストン３０が抜け出す方向に働く。拘束ピストン３０、嵌合穴３６、スプリング３７およびピストン室４０、４１は拘束手段を構成している。ピストン室４０およびピストン室４１は解除流路としてのピストン油路２０３と連通している。拘束ピストン３０は、ハウジング部材１０に対し最遅角位置と最進角位置との中間位置にベーンロータ１５が位置するとき嵌合穴３６に嵌合可能である。拘束ピストン３０が嵌合穴３６に嵌合した状態においてハウジング部材１０に対するベーンロータ１５の相対回動は拘束される。拘束ピストン３０が嵌合穴３６に嵌合する中間位置は、エンジン始動に適した吸気弁のバルブタイミングに設定されている。
ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５が中間位置から遅角側または進角側に回転すると拘束ピストン３０と嵌合穴３６との回転方向位置がずれることにより、拘束ピストン３０は嵌合穴３６に嵌合不能になる。
【００２９】
図１に示すフロントプレート１３に形成された連通路１３ａと、拘束ピストン３０の嵌合穴３６と反対側に形成されている収容孔３８とは、ベーン１５ａに形成した円弧状の連通孔３９を介し互いに連通する。連通路１３ａは大気開放されているので、拘束ピストン３０の往復移動が妨げられない。
【００３０】
図４に示すように、制限部材としての制限ピストン４４はベーン１５ａ内に回転軸方向に往復移動自在に収容されている。制限穴４５は所定の回動角度範囲の円弧状にフロントプレート１３に形成されている。制限ピストン４４は制限穴４５に嵌合可能である。制限付勢部材としてのスプリング４６は制限穴４５側に制限ピストン４４を付勢している。
【００３１】
制限解除圧力室としてのピストン室４８およびピストン室４９に供給される作動油の圧力は、制限穴４５から制限ピストン４４が抜け出す方向に働く。制限ピストン４４、制限穴４５、スプリング４６およびピストン室４８、４９は位相制限手段を構成している。ピストン室４８およびピストン室４９はピストン室４０およびピストン室４１と同様にピストン油路２０３と連通している。ピストン室４０、４１、４８、４９に作動油を供給する供給系は同一系統であるから、拘束ピストン３０および制限ピストン４４はほほ同じタイミングで作動する。制限穴４５の遅角側端は、拘束ピストン３０が嵌合穴３６に嵌合する中間位置である。したがって、拘束ピストン３０が嵌合穴３６に嵌合している状態で、制限ピストン４４は制限穴４５の遅角側端に当接している。
【００３２】
図２に示すように、シュー１２ａとベーン１５ａとの間に遅角油圧室５１が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｂとの間に遅角油圧室５２が形成され、シュー１２ｃとベーン１５ｃとの間に遅角油圧室５３が形成され、シュー１２ｄとベーン１５ｄとの間に遅角油圧室５４が形成されている。遅角油圧室５１、５２、５３、５４は特許請求の範囲に記載した遅角室である。また、シュー１２ｄとベーン１５ａとの間に進角油圧室５５が形成され、シュー１２ａとベーン１５ｂとの間に進角油圧室５６が形成され、シュー１２ｂとベーン１５ｃの間に進角油圧室５７が形成され、シュー１２ｃとベーン１５ｄの間に進角油圧室５８が形成されている。進角油圧室５５、５６、５７、５８は特許請求の範囲に記載した進角室である。
【００３３】
図１に示すように、軸受け４の内周壁との摺動部であるカムシャフト３の外周壁に環状の進角油路２０２、遅角油路２０１、ピストン油路２０３がこの順番で回転軸方向に形成されている。遅角流路としての遅角油路２０１は油路２０５により、進角流路としての進角油路２０２は油路２０６により電磁駆動式のスプール弁２３０と接続している。ピストン油路２０３は油路２０７により電磁弁２４０と接続している。遅角油路２０１および進角油路２０２に作動油を供給する供給系と、ピストン油路２０３に作動油を供給する供給系とは別系統であり、それぞれスプール弁２３０、電磁弁２４０により油圧制御される。
【００３４】
油供給路２１０は流体供給源としての油ポンプ２２０と接続している。油ポンプ２２０はエンジンとともに回転する機械式のポンプである。油ポンプ２２０は、ドレイン２２１から汲み上げた作動油をスプール弁２３０および電磁弁２４０を介し遅角油路２０１、進角油路２０２およびピストン油路２０３に供給可能である。油温センサ２５０は、油供給路２１０の油温を検出する。
【００３５】
スプール弁２３０は図示しないエンジン制御装置（ＥＣＵ）によりデューティ比制御される。スプール弁２３０は、図示しないスプールが往復移動することにより油路２０５または油路２０６と油供給路２１０またはドレイン側との連通または遮断を切り替え、各遅角室および各進角室の油圧を制御する。
電磁弁２４０は図示しないＥＣＵにより制御される。電磁弁２４０に通電すると油路２０７は油供給路２１０と連通し、電磁弁２４０への通電を遮断すると油路２０７はドレイン側に開放される。
【００３６】
図２に示すように、ベーンロータ１５に形成されている油路６１、６２、６３、６４は、ベーンロータ１５およびカムシャフト３に形成されている油路を介し遅角油路２０１と連通している。油路６１は遅角油圧室５１と、油路６２は遅角油圧室５２と、油路６３は遅角油圧室５３と、油路６５は遅角油圧室５４と連通している。
【００３７】
油路６５および油路６６は、カムシャフト３の回転軸方向端面と接触しているベーンロータ１５の端面に形成されており、カムシャフト３に形成されている油路２０４により進角油路２０２と連通している。油路６５は進角油圧室５６および進角油圧室５７と、油路６６は進角油圧室５５および進角油圧室５８と連通している。
【００３８】
以上の油路構成により、油ポンプ２２０から遅角油圧室５１、５２、５３、５４、進角油圧室５５、５６、５７、５８ならびにピストン室４０、４１、４８、４９に作動油を供給可能になるとともに、各油圧室からドレイン２２１へ作動油を排出可能になる。
【００３９】
次に、バルブタイミング調整装置１の作動を説明する。
エンジン通常運転時、電磁弁２４０に通電されているので、ピストン油路２０３からピストン室４０、４１、４８、４９に作動油が供給される。図４に示すように、ピストン室４０、４１の油圧から受ける力によりスプリング３７の付勢力に抗し、拘束ピストン３０は嵌合穴３６から抜け出している。また、ピストン室４８、４９の油圧から受ける力によりスプリング４６の付勢力に抗し、制限ピストン４４は制限穴４５から抜け出している。したがって、ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５は相対回動自在である。そして、スプール弁２３０をデューティ比制御することにより各遅角油圧室および各進角油圧室に加わる油圧を制御し、クランクシャフトに対するカムシャフト３の位相差を調整する。
【００４０】
イグニションキーをオフしエンジンを停止するとき、エンジンは通常アイドル運転状態である。吸気弁において、アイドル運転状態のバルブタイミングは最遅角位置と中間位置との間に設定されることが多い。エンジンを停止するとき、一定時間の間スプール弁２３０の駆動電流を制御し、進角油路２０２と油供給路２１０とを連通することにより各進角油圧室に作動油を供給する。遅角油路２０１はドレイン２２１側に開放されるので、各遅角油圧室から遅角油路２０１を通り作動油が排出される。これにより、ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５は遅角側から中間位置に向け回転する。さらに、エンジンを停止するとき、電磁弁２４０への通電を遮断する。これにより、ピストン油路２０３はドレイン２２１側に開放されるので、ピストン油路２０３を通りピストン室４０、４１、４８、４９から作動油が排出される。拘束ピストン３０はスプリング３７の付勢力により嵌合穴３６に向けて移動し、制限ピストン４４はスプリング４６の付勢力により制限穴４５に向けて移動する。
【００４１】
ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５が中間位置まで回転すると、拘束ピストン３０は嵌合穴３６に嵌合し、ハウジング部材１０に対するベーンロータ１５の相対回動が拘束される。
ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５を相対回動する遅角進角応答速度、嵌合穴３６に拘束ピストン３０を嵌合する突出速度、制限穴４５に制限ピストン４４を嵌合する突出速度は、作動油の粘度、つまり温度と作動油の圧力により変化する。例えば図５に示すように、油温が高くなり作動油の粘度が低下すると油圧が低下するので、ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５を相対回動する遅角進角応答速度は遅くなる。一方、油温が高くなり作動油の粘度が低下するとピストン室４０、４１、４８、４９から作動油が排出しやすくなるので、拘束ピストン３０および制限ピストン４４の突出速度は速くなる。これに対し、油圧が上昇すると、遅角進角応答速度は速くなり、拘束ピストン３０および制限ピストン４４の突出速度は遅くなる。また、作動油の油温および油圧が変化すると、拘束ピストン３０が嵌合穴３６から抜け出す速度、ならびに制限ピストン４４が制限穴４５から抜け出す速度が変化する。このように、作動油の温度および油圧が変化すると、ハウジング部材１０に対するベーンロータ１５の遅角進角応答速度と、拘束ピストン３０および制限ピストン４４の移動速度とにずれが生じる。拘束ピストン３０と制限ピストン４４の移動速度はほぼ同じである。また、ピストン室４０、４１、４８、４９に作動油を供給する供給系は同一系統であるから、拘束開始タイミングと制限穴４５に制限ピストン４４を嵌合する制限開始タイミングはほぼ同じである。
【００４２】
したがって、スプール弁２３０および電磁弁２４０をほぼ同時に制御し、嵌合穴３６に拘束ピストン３０を嵌合する拘束開始タイミングとハウジング部材１０に対しベーンロータ１５を相対回動する回動開始タイミング、あるいは嵌合穴３６から拘束ピストン３０を抜く拘束解除開始タイミングと回動開始タイミングとをほぼ同時にすると、嵌合穴３６に拘束ピストン３０が嵌合する前に拘束ピストン３０が嵌合穴３６の上を通過したり、嵌合穴３６に拘束ピストン３０が押しつけられ拘束ピストン３０が抜けにくくなることがある。
【００４３】
そこで第１実施例では、作動油の油温および油圧に相当するセンサ信号をＥＣＵに入力し、電磁弁２４０を制御する拘束開始タイミングまたは拘束解除タイミングよりもスプール弁２３０を制御する回動開始タイミングを遅らせる遅延時間を油温および油圧を入力情報として遅延時間マップから求めている。図７および図８に示すように、油温が上昇すると遅延時間を短くし、油圧が上昇すると遅延時間を長くする。油温センサ２５０に相当するセンサ信号として、水温センサのセンサ信号を用いてもよい。油圧センサに相当するセンサ信号として、エンジンの回転数センサのセンサ信号を用いてもよい。エンジンの回転数が上昇すると油圧が上昇し、エンジンの回転数が低下すると油圧が低下する。
【００４４】
図１０に示す制御ルーチンは、嵌合穴３６に拘束ピストン３０を嵌合するときの拘束制御ルーチンである。まず、エンジンを停止するときの拘束モードであるかを判定する（ステップ３００）。拘束モードでなければこのルーチンを終了する。拘束モードであれば、電磁弁２４０への通電を遮断し、図９の（Ａ）および（Ｂ）に示すように、嵌合穴３６に向け拘束ピストン３０を突き出す（ステップ３０１）。制限ピストン４４も拘束ピストン３０とほぼ同時に制限穴４５に向けて突出する。
【００４５】
次に、ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５が最遅角近傍に位置している場合等、拘束開始タイミングよりも回動開始タイミングを遅らせなくても拘束ピストン３０が嵌合穴３６に嵌合できると判断すると（ステップ３０２）、図９の（Ｃ）に示すように、スプール弁２３０をデューティ比制御しハウジング部材１０に対しベーンロータ１５を進角側に駆動する（ステップ３０５）。
【００４６】
遅延制御が必要であれば、作動油の油温および油圧を入力情報とし、遅延時間マップから遅延時間を求める（ステップ３０３）。そして遅延時間が経過すると（ステップ３０４）、スプール弁２３０をデューティ比制御しハウジング部材１０に対しベーンロータ１５を進角駆動する（ステップ３０５）。嵌合穴３６側に拘束ピストン３０が突出しているので、嵌合穴３６の進角側端に拘束ピストン３０が係止され嵌合穴３６に拘束ピストン３０は確実に嵌合する。
【００４７】
もし、拘束ピストン３０が嵌合穴３６の上を通り過ぎてもカムシャフト３が遅角側に受ける変動トルクにより、ベーンロータ１５が遅角側に戻り、制限穴４５の遅角側端に制限ピストン４４が係止される。制限穴４５の遅角側端に制限ピストン４４が係止される位置は中間位置であるから、拘束ピストン３０は嵌合穴３６に確実に嵌合する。
【００４８】
エンジンを始動する場合、図１２に示す拘束解除制御ルーチンに基づき嵌合穴３６から拘束ピストン３０を抜く。まず、エンジンを始動した後に設定する目標位相が中間位置である拘束位置よりも遅角側または進角側であるかを判定する（ステップ３１０）。目標位相が拘束位置よりも遅角側または進角側ではなく拘束位置のままの場合、嵌合穴３６から拘束ピストン３０を抜かずこのルーチンを終了する。
【００４９】
目標位相が拘束位置よりも遅角側または進角側の場合、電磁弁２４０に通電しピストン室４０、４１、４８、４９に作動油を供給する（ステップ３１１）。次に、ベーンロータ１５が進角側に油圧を受けるようにスプール弁２３０をデューティ比制御する（ステップ３１２）。これにより、ベーンロータ１５が受ける遅角側の変動トルクを低減し、嵌合穴３６から拘束ピストン３０を抜けやすくする。
次に、油温および油圧を入力情報として遅延時間マップから遅延時間を求め、遅延時間が経過すると（ステップ３１３）、目標位相を設定し（ステップ３１４）、ハウジング部材１０に対しベーンロータ１５を相対回動駆動する。
【００５０】
第１実施例では、嵌合穴３６に拘束ピストン３０を嵌合する拘束開始タイミング、ならびに嵌合穴３６から拘束ピストン３０を抜く拘束解除開始タイミングよりもハウジング部材１０に対しベーンロータ１５を相対回動する回動開始タイミングを油温および油圧から求めた遅延時間にしたがい遅らせている。エンジン停止時に嵌合穴３６に拘束ピストン３０が確実に嵌合するので、エンジン始動に適した吸気弁のバルブタイミングでエンジンを始動できる。したがって、エンジンの始動不良を防止できる。また、嵌合穴３から拘束ピストン３０が抜けやすくなっている。
第１実施例において、制限ピストン４４、制限穴４５、スプリング４６およびピストン室４８、４９からなる位相制限手段をもたない構成も可能である。
【００５１】
（第２実施例）
本発明の第２実施例のバルブタイミング調整装置を図１３および図１５に示す。第１実施例と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。第２実施例は、第１実施例の吸気弁用のバルブタイミング調整装置において、遅角油圧室、進角油圧室、ピストン室４０およびピストン室４１に作動油を供給する供給系と、ピストン室４８、４９に作動油を供給する供給系とを別系統にしている。遅角油圧室、進角油圧室、ピストン室４０およびピストン室４１に作動油を供給する供給系はスプール弁２３０により制御され、ピストン室４８、４９に作動油を供給する供給系は電磁弁２４０により制御される。
【００５２】
エンジンの通常運転時、ピストン室４０に進角油圧が加わり、ピストン室４１に遅角油圧が加わっているので、拘束ピストン３０は嵌合穴３６から抜け出している。ピストン室４０に遅角油圧が加わり、ピストン室４１に進角油圧が加わってもよい。
【００５３】
例えば高速定速度運転から急激に速度を低下させる場合等において最遅角位置近傍で位相制御を行うと、吸気弁と排気弁との開弁期間の重なり角度であるバルブオーバーラップ角度とエンジン運転状態の対応が不適確となりエンジンを正常に運転することが困難になることがある。このような事態を防ぐため、電磁弁２４０への通電を遮断して制限穴４５に向けて制限ピストン４４を突出し、制限穴４５に制限ピストン４４を嵌合することにより、最遅角位置近傍を除いた制限された回動範囲において位相制御を行う。
【００５４】
制限穴４５に制限ピストン４４を嵌合する場合、図１４に示す制御ルーチンに基づいて制御する。まず、制限穴４５に制限ピストン４４を嵌合するかを判定する（ステップ３２０）。制限穴４５に制限ピストン４４を嵌合しない場合、このルーチンを終了する。制限穴４５に制限ピストン４４を嵌合する場合、油温および油圧を入力情報として遅延時間マップから遅延時間を求め、遅延時間が経過したかを判定する（ステップ３２１）。遅延時間が経過すると、制限ピストン４４はハウジング部材１０に対しベーンロータ１５を目標位相に相対回動する通常の相対回動制御を行う（ステップ３２２）。遅延時間が経過していないと、制限穴４５に制限ピストン４４を嵌合するときの最初の目標位相が制限穴４５の遅角側端または進角側端かを判定する（ステップ３２３）。最初の目標位相が制限穴４５の遅角側端または進角側端出端ではなく制限穴４５の内側である場合、ステップ３２２に移行し通常の相対回動制御を行う。最初の目標位相が制限穴４５の内側であれば、目標位相に達したときに制限ピストン４４は制限穴４５に嵌合する。
【００５５】
最初の目標位相が制限穴４５の遅角側端または進角側端出端の場合、最初の目標位相である遅角側端の内側近傍または進角側近傍を仮の目標位相として目標位相に設定し、ステップ３２１に移行する。そして、遅延時間中に図１３の（Ａ）および（Ｂ）に示すようにベーンロータ１５を仮の目標位相まで駆動する。ベーンロータ１５が仮の目標位相まで移動すると、図１３の（Ｃ）に示すように、制限ピストン４４は遅延時間中に制限穴４５側に突出する。遅延時間が終了すると、最初の目標位相である制限穴４５の遅角側端または進角側端出端を目標位相に設定し、通常の相対回動制御に移行する。
【００５６】
最初の目標位相が制限穴４５の遅角側端または進角側端出端である場合、遅延時間中に目標位相近傍までベーンロータ１５を回動させるので、遅延時間が経過してからベーンロータ１５を駆動するよりも早く目標位相に到達できる。また、目標位相近傍の制限穴４５の内側を仮の目標位相として設定するので、制限ピストン４４が制限穴４５に嵌合してから通常の回動制御を行うことができる。
【００５７】
図１５の（Ａ）に示すように、制限穴４５に制限ピストン４４が嵌合している状態から制限ピストン４４を抜く場合、図１６に示す制御ルーチンに基づいて制御する。
【００５８】
目標位相が制限穴４５の範囲外かを判定する（ステップ３３０）。目標位相が制限穴４５の範囲外ではなく範囲内であればこのルーチンを終了する。目標位相が制限穴４５の範囲外の場合、電磁弁２４０への通電を遮断し、制限穴４５から制限ピストン４４を抜く（ステップ３３１）。油温および油圧を入力情報として遅延時間マップから遅延時間を求め、遅延時間が経過したかを判定する（ステップ３３２）。遅延時間が経過すると、制限穴４５の範囲外である最初の目標位相を目標位相に設定し通常の相対回動制御を行う（ステップ３３３）。遅延時間が経過していないと、図１５の（Ｂ）に示すように、制限穴４５の遅角側端または進角側端の内側近傍を仮の目標位相として設定しステップ３３１に移行する。図１５の（Ｃ）に示すように、制限穴４５の遅角側端または進角側端の内側近傍位置において遅延時間経過中に制限穴４５から制限ピストン４４が抜ける。
【００５９】
目標位相が制限穴４５の範囲外のときに制限穴４５から制限ピストン４４を抜く場合、制限穴４５の遅角側端または進角側端の内側近傍を仮の目標位相として設定する。制限穴４５と制限ピストン４４とが接触しない状態で制限穴４５から制限ピストン４４を抜き、その後にベーンロータ１５を回動制御するので、制限穴４５から制限ピストン４４が抜けやすい。
第２実施例のバルブタイミング調整装置において、拘束ピストン３０、嵌合穴３６、スプリング３７およびピストン室４０、４１からなる拘束手段を持たない構成も可能である。
【００６０】
以上説明した上記複数の実施例では、油温および油圧に相当するセンサ信号を入力し遅延時間マップから遅延時間を求めたが、遅延時間マップを数式化してもよい。また、遅延時間を固定値に設定してもよい。
上記複数の実施例では、吸気弁のバルブタイミング調整装置の制御方法について説明したが、排気弁のバルブタイミング調整装置、または吸気弁および排気弁共通のバルブタイミング調整装置に本発明の制御方法を用いてもよい。
【００６１】
また上記複数の実施例では、拘束ピストン３０が回転軸方向に移動して嵌合穴３６に嵌合したが、拘束ピストンが回転軸と直交する半径方向に移動し嵌合穴に嵌合する構成にすることも可能である。また、拘束ピストンをハウジング部材、嵌合穴をベーンロータに設置してもよい。
【００６２】
また上記複数の実施例では、チェーンスプロケットによりクランクシャフトの回転駆動力をカムシャフトに伝達する構成を採用したが、タイミンプーリまたはタイミングギア等を用いる構成にすることも可能である。また、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力をベーン部材で受け、従動軸としてのカムシャフトとハウジング部材とを一体に回転することも可能である。
【００６３】
また上記複数の実施例で説明したベーン式のバルブタイミング調整装置以外にも、クランクシャフトとともに回転する駆動側回転部材とカムシャフトとともに回転する従動側回転部材との間に駆動側回転部材および従動側回転部材の少なくとも一方とヘリカルスプライン係合する駆動力伝達部材を設置し、駆動力伝達部材を回転軸方向に往復移動することにより駆動側回転部材に対し従動側回転部材を相対回動するバルブタイミング調整装置において、本発明による拘束手段または位相制限手段の制御方法を用いてもよい。
【００６４】
また上記複数の実施例では、タイミングギアによりクランクシャフトの回転駆動力をカムシャフトに伝達する構成を採用したが、タイミンプーリまたはチェーンスプロケット等を用いる構成にすることも可能である。また、駆動軸としてのクランクシャフトの駆動力をベーン部材で受け、従動軸としてのカムシャフトとハウジング部材とを一体に回転することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例によるバルブタイミング調整装置を示す縦断面図である。
【図２】図１においてフロントプレートの内側面に沿って切断したII−II線断面図である。
【図３】第１実施例による拘束ピストン周囲を示す模式的断面図である。
【図４】第１実施例による油路の構成を示す説明図である。
【図５】油温と遅角進角応答速度との関係を示す特性図である。
【図６】油温とピストン突出速度との関係を示す特性図である。
【図７】油温と遅延時間との関係を示す特性図である。
【図８】油圧と遅延時間との関係を示す特性図である。
【図９】第１実施例による拘束ピストンを嵌合するときの作動を示す説明図である。
【図１０】第１実施例による拘束ピストンを嵌合するときの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】第１実施例による拘束ピストンを抜くときの作動を示す説明図である。
【図１２】第１実施例による拘束ピストンを抜くときの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１３】第２実施例による油路の構成と制限ピストンを嵌合するときの作動を示す説明図である。
【図１４】第２実施例による制限ピストンを嵌合するときの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図１５】第２実施例による制限ピストンを抜くときの作動を示す説明図である。
【図１６】第２実施例による制限ピストンを抜くときの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１      バルブタイミング調整装置
２      装置本体
３      カムシャフト（従動軸）
１０      ハウジング部材（駆動側回転部材）
１１      タイミングギア（ハウジング部材、側壁）
１２      周壁（ハウジング部材）
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ      シュー（仕切部）
１３      フロントプレート（ハウジング部材、側壁）
１５      ベーンロータ（ベーン部材、従動側回転部材）
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ    ベーン（ベーン部材）
３０      拘束ピストン（拘束部材、拘束手段）
３６      嵌合穴（拘束手段）
３７      スプリング（拘束付勢部材、拘束手段）
４０、４１      ピストン室（拘束解除圧力室、拘束手段）
４４      制限ピストン（制限部材、位相制限手段）
４５      制限穴（位相制限手段）
４６      スプリング（制限付勢部材、位相制限手段）
４８、４９      ピストン室（制限解除圧力室、位相制限手段）
５０      収容室
５１、５２、５３、５４      遅角油圧室（遅角室）
５５、５６、５７、５８      進角油圧室（進角室）
２２０      油ポンプ（作動流体供給源）
２３０      スプール弁（第１の電気制御弁）
２４０      電磁弁（第２の電気制御弁）
２５０      油温センサ
【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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【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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