バルブタイミング調整装置
【課題】 エンジン始動時におけるストッパピンの作動不良によるベーンロータのロック解除不良の発生を防止するバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】 バルブタイミング調整装置においてエンジン始動時ベーンロータの収容孔に収容されているストッパピンがハウジングの嵌合孔に嵌合することでハウジングとベーンロータとを拘束している。エンジン始動後、ＥＣＵは油圧制御弁に対して進角室及び遅角室に同じ圧力の作動油を供給する保持デューティ比を入力する（Ｓ１０６）。次に保持デューティ比が入力された時刻からクランクシャフトが７２０度回転するのに必要な時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１０７）。当該時間において、ベーンロータに作用する進角油圧トルク、遅角油圧トルクおよびカムトルクの合成トルクの方向が遅角方向となるため、ストッパピンと嵌合孔とが接触しなくなる。
【解決手段】 バルブタイミング調整装置においてエンジン始動時ベーンロータの収容孔に収容されているストッパピンがハウジングの嵌合孔に嵌合することでハウジングとベーンロータとを拘束している。エンジン始動後、ＥＣＵは油圧制御弁に対して進角室及び遅角室に同じ圧力の作動油を供給する保持デューティ比を入力する（Ｓ１０６）。次に保持デューティ比が入力された時刻からクランクシャフトが７２０度回転するのに必要な時間が経過したか否かを判定する（Ｓ１０７）。当該時間において、ベーンロータに作用する進角油圧トルク、遅角油圧トルクおよびカムトルクの合成トルクの方向が遅角方向となるため、ストッパピンと嵌合孔とが接触しなくなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの駆動軸としてのクランクシャフトから吸気弁および排気弁を開閉する従動軸としてのカムシャフトへ動力伝達部材としてのチェーンを介して駆動力を伝達し、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を調整するバルブタイミング調整装置が公知である。バルブタイミング調整装置には、カムシャフトに接続されるベーンロータのベーンを正方向（遅角方向）と負方向（進角方向）に揺動するカムトルクが交互に作用している。このため、バルブタイミング調整装置は、ベーンに設けたストッパピンをハウジングの嵌合孔に嵌合することで、エンジン始動時等の低油圧時においてカムトルクにより正逆方向に揺動するベーンとハウジングとの打音を防止している。
【０００３】
バルブタイミング調整装置では、エンジン始動時等の低油圧時から一定時間が経過した後にストッパピンによるベーンロータのロックを解除して、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を調整する。ストッパピンによるベーンロータのロックを解除するとき、ストッパピンには油圧制御弁によって調整された油圧が作用することでストッパピンの嵌合が解除される。このとき、バルブタイミング調整装置の異常により、ストッパピンの嵌合が解除されないことによってベーンロータのロックが解除されないときがある。特許文献１には、油圧制御弁の弁体を往復移動することにより油圧制御弁が噛み込んだ異物を除去し、油圧制御弁の異常を解消する可変バルブタイミング制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５２８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の可変バルブタイミング制御装置では、油圧制御弁における異常を解消できるが、ストッパピンの作動不良によるバルブタイミング調整装置の異常は解消できない。
【０００６】
本発明の目的は、エンジン始動時におけるストッパピンの作動不良によるベーンロータのロック解除不良の発生を防止する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】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、内燃機関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を調整するバルブタイミング調整装置は、ハウジングおよびベーンロータ等を備える。ハウジングは、内燃機関の駆動軸、または吸気弁および排気弁の少なくとも一方を開閉する従動軸のいずれか一方とともに回転する。ベーンロータは、ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、ハウジングに対して相対回動が可能である。ハウジング内部の遅角室および進角室には作動油が供給され、これによりベーンロータの位相を変更する。作動油は圧力発生手段において発生する。圧力発生手段が発生する油圧は制御手段により制御される。ハウジングに対するベーンロータの相対回動を拘束する規制部材は、ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合する。また、従動軸の回転角度は従動軸角度検出手段が検出する。
【０００８】
請求項１に記載のバルブタイミング調整装置は、制御手段により保持デューティ比を圧力発生手段に入力する時刻である第１時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第１判定手段を備える。ここで、保持デューティ比とは、進角室内の作動油の圧力と遅角室内の作動油の圧力とを同じにするように圧力発生手段を作動させるデューティ比である。バルブタイミング調整装置は、第１判定手段により第１時刻から所定時間が経過したと判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
【０００９】
バルブタイミング調整装置では、ハウジングに対するベーンロータの相対回動の拘束を解除するとき、ハウジング内に形成されている進角室および遅角室に同じ圧力の作動油を供給する。さらに、制御手段は、所定時間の間、圧力発生手段に対して保持デューティ比を保持する。当該所定時間では、カムトルクによるベーンロータへの作用方向は遅角方向である正方向、または進角方向である負方向に周期的に変化する。このとき、ベーンロータには、進角室の油圧により作用する進角油圧トルク、および遅角室の油圧により作用する遅角油圧トルクが作用している。すなわち、ベーンロータには、進角油圧トルク、遅角油圧トルクおよびカムトルクの３つのトルクが作用している。この３つのトルクの合成方向が正方向である場合、ベーンロータの収容孔に収容されている規制部材は嵌合孔の内壁面と接触していないため、嵌合を解除しやすい。したがって、規制部材の作動不良によるベーンロータのロック解除不良の発生を防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置における所定時間は、制御手段が圧力発生手段に対して保持デューティ比を入力した時刻である第１時刻から駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長い時間である。駆動軸が２回転、すなわち７２０度回転することにより、従動軸は１回転、すなわち３６０度回転する。従動軸が１回転する間に、進角油圧トルク、遅角油圧トルクおよびカムトルクの合成トルクが正方向となる時間が存在する。そこで、バルブタイミング調整装置では、保持デューティ比を最初に入力した時刻から駆動軸が７２０度回転する時刻までの時間の間、保持デューティ比を維持することでベーンロータのロックを解除することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は制御手段が遅角室内の作動油の圧力に比べて進角室内の作動油の圧力が高くなる進角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する時刻である第２時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第２判定手段と、第２判定手段により第２時刻からの経過時間が所定時間未満であると判定するとき、ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化しているか否かを判定する第３判定手段を備えている。
【００１２】
請求項３に記載のバルブタイミング調整装置では、第３判定手段によりベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化していると判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる油圧を進角室または遅角室に供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
バルブタイミング調整装置では、ハウジングに対するベーンロータの相対回動の拘束を解除するとき、ハウジング内に形成されている進角室および遅角室に作動油を供給する。このとき、制御手段は、圧力発生手段に対して遅角油圧に比べて進角油圧が高くなるように作動油を供給する進角補正保持デューティ比を入力する。これにより、規制部材は前述の保持デューティ比が入力された場合に比べて進角方向に移動する。さらに、第２判定手段により第２時刻から所定時間が経過していないと判定するとき、ベーンロータの位相を第３判定手段において判定する。第３判定手段により、ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置から変化していると判定するとき、制御手段はベーンロータのロックが解除されているとし、ベーンロータを目標位相に進角または遅角させる。これにより、バルブタイミング調整装置は、所定時間が経過する前にベーンロータの進角または遅角させることができる。
請求項４に記載のバルブタイミング調整装置は、上記請求項２に記載のバルブタイミング装置と同様である。
【００１３】
請求項５に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は従動軸角度検出手段により検出される従動軸の角度からカムトルクの作用方向が進角方向であるか否かを判定する第４判定手段を備えている。
バルブタイミング調整装置の制御手段は、第４判定手段によりカムトルクの作用方向が進角方向であると判定するとき、制御手段は進角室内の油圧に比べて遅角室内の油圧が高くなる遅角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。また、第４判定手段によりカムトルクの作用方向が遅角方向である、またはカムトルクが作用していないと判定するとき、制御手段は進角室内の油圧と遅角室内の油圧とを同じにする保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。
【００１４】
請求項５に記載のバルブタイミング調整装置では、カムトルクの作用方向によって圧力発生手段に入力されるデューティ比を変更する。カムトルクの作用方向が進角方向であると判定するとき、制御手段は遅角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。カムトルクの作用方向が進角方向である場合、ベーンロータには位相を進角方向に変化させるトルクが作用する。このとき、制御手段は遅角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。これにより、進角室内の油圧に比べて遅角室内の油圧が高くなるため、ベーンロータは最遅角位置付近に留まる。これにより、規制部材の嵌合が解除されていてもベーンロータは進角しない。したがって、ベーンロータのロックが解除された状態でのベーンロータの予期せぬ動きを防止し、ベーンロータの回転による異音の発生を防止することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は、制御手段により保持デューティ比、または遅角補正保持デューティ比が圧力発生手段に最初に入力される時刻である第３時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第５判定手段を備えている。
第５判定手段により第３時刻から所定時間が経過したと判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。これにより、カムトルク、進角油圧トルクおよび遅角油圧トルクの合力の方向が正となるタイミングでベーンロータのロックを解除できる。
請求項７に記載のバルブタイミング調整装置は、上記請求項２および４に記載のバルブタイミング装置と同様である。
【００１６】
請求項８に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段、駆動軸角度検出手段により検出される内燃機関の回転数が低回転か否かを判定する第６判定手段、および従動軸角度検出手段により検出される従動軸の角度から前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって従動軸に作用するカムトルクの作用方向が進角方向であるか否かを判定する第７判定手段を備える。
第６判定手段により内燃機関の回転数が低回転であると判定し、かつ第７判定手段によりカムトルクの作用方向が進角室の方向であると判定したとき、制御手段は進角室内の油圧に比べて遅角室内の油圧が高くなる遅角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。一方、第６判定手段により内燃機関の回転数が低回転であると判定し、かつ第７判定手段によりカムトルクの作用方向が遅角方向である、またはカムトルクが作用していないと判定したとき、制御手段は進角室内の油圧と遅角室内の油圧とを同じにする保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。
【００１７】
請求項８に記載のバルブタイミング調整装置では、駆動軸角度検出手段により検出される内燃機関の回転数からベーンロータのロック解除手順を使い分ける。内燃機関の回転数が低い場合、カムトルクの作用方向に応じて前述の遅角補正保持デューティ比または保持デューティ比のいずれか一方を圧力発生手段に入力する。これにより、所定時間内でのベーンロータの回転による異音の発生を防止する。一方、内燃機関の回転数が高い場合、前述の進角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。これにより、所定時間が経過する前にベーンロータの進角を開始する。すなわち、請求項８に記載のバルブタイミング調整装置では、内燃機関の回転数が低回転では静音性を重視したベーンロータのロック解除を行い、高回転ではベーンの位相変化において応答性を重視したベーンロータのロック解除を行う。
【００１８】
請求項９に記載のバルブタイミング調整装置では、制御手段により保持デューティ比、または遅角補正保持デューティ比が最初に圧力発生手段に入力される時刻である第４時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第８判定手段を備える。第８判定手段により第４時刻から所定時間が経過したと判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
請求項１０に記載のバルブタイミング調整装置では、第６判定手段により内燃機関の回転数が高回転であると判定したとき、制御手段は遅角室内の油圧に比べて進角室内の油圧が高くなる進角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。
【００１９】
請求項１１に記載のバルブタイミング調整装置では、制御手段により進角補正保持デューティ比が最初に圧力発生手段に入力される時刻である第５時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第９判定手段を備える。第９判定手段により第５時刻から所定時間が経過したと判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
請求項１２に記載のバルブタイミング調整装置では、第９判定手段により第５時刻からの経過時間が所定時間未満であると判定するとき、ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化しているか否かを判定する第１０判定手段を備える。第１０判定手段によりベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化していると判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる油圧を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
請求項１３に記載のバルブタイミング調整装置は、上記請求項２、４および７に記載のバルブタイミング装置と同様である。
【００２０】
請求項１４に記載の発明によると、制御手段は、制御手段が圧力発生手段に所定の圧力値を発生させるデューティ比を入力する入力時刻から圧力発生手段が発生する作動油の圧力が所定の圧力値となる時刻までの時間を圧力発生手段が発生する作動油の圧力を所定の圧力値に制御する時刻から遡って、デューティ比を入力する。
圧力発生手段では、制御手段からの所定の圧力を発生するデューティ比が入力された場合、当該所定の圧力を発生するまでに時間がかかる。そこで、制御手段は、所定のデューティ比が圧力発生手段に入力される入力時刻から圧力発生手段において所定の圧力が発生する圧力発生時刻までの時間を事前に算出する。制御手段は、所定の圧力を発生するデューティ比を入力する時刻から遡って所定のデューティ比を入力する。これにより、前述したカムトルクの作用方向が正方向となる時刻と圧力発生手段が所定の圧力を発生する時刻とにずれが発生しなくなるため、ベーンロータのロック解除を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を使った内燃機関の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置の断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を使ったベーンロータのロック解除を行う手順のフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置における（ａ）エンジン回転数と油温との関係を示す図、（ｂ）ベーン、ストッパピンおよび嵌合孔の関係を示す図、である。
【図６】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を説明する図であって、（ａ）カムトルクの時間変化、（ｂ）デューティ比の時間変化、（ｃ）油圧トルクの時間変化、（ｄ）ストッパピンの嵌合深さの時間変化、（ｅ）ベーンロータの位相の時間変化、である。
【図７】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置における（ａ）ベーン、ストッパピンおよび嵌合孔の関係を示す図、（ｂ）合成トルクの時間変化を示す図、である。
【図８】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を使ったベーンロータのロック解除を行う手順のフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を説明する図であって、（ａ）カムトルクの時間変化、（ｂ）デューティ比の時間変化、（ｃ）油圧トルクの時間変化、（ｄ）ストッパピンの嵌合深さの時間変化、（ｅ）ベーンロータの位相の時間変化、である。
【図１０】本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を使ったベーンロータのロック解除を行う手順のフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を説明する図であって、（ａ）カムトルクの時間変化、（ｂ）デューティ比の時間変化、（ｃ）油圧トルクの時間変化、（ｄ）ストッパピンの嵌合深さの時間変化、（ｅ）ベーンロータの位相の時間変化、である。
【図１２】本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置を使ったベーンロータのロック解除を行う手順のフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置におけるエンジン回転数と油温との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態のバルブタイミング調整装置について図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１から図７に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式である。
第１実施形態のバルブタイミング調整装置が設けられる駆動力伝達系では、図１に示すように、エンジン１の「駆動軸」としてのクランクシャフト２に固定されるギア３と、「従動軸」としてのカムシャフト４、５に固定されるギア６、１９１にチェーン７が巻き掛けられ、クランクシャフト２からカムシャフト４、５に駆動力が伝達される。一方のカムシャフト４はカム機構を経由して吸気弁８を開閉駆動し、他方のカムシャフト５はカム機構を経由して排気弁９を開閉駆動する。第１実施形態のバルブタイミング調整装置１０は、ギア１９１をチェーン７に、ベーンロータをカムシャフト４に接続して、吸気弁８の開閉タイミングを調整する。カムシャフト４にはカムシャフト４の回転角度を検出するカム角センサ４ａが取り付けられている。また、クランクシャフト２にはクランクシャフト２の回転角度を検出するクランク角センサ２ａが取り付けられている。
【００２３】
図２および図３に示すように、バルブタイミング調整装置１０は、ハウジング１１、ベーンロータ２０、および「規制部材」としてのストッパピン３０等を備えている。
ハウジング１１は、環状の周壁１２および仕切り部材としてのシュウ１３、１４、１５、１６から一体に形成されたシュウハウジング１７、フロントプレート１８、並びにスプロケット１９等から構成されている。略台形に形成されたシュウ１３、１４、１５、１６は、周壁１２から径方向内側へ延びており、周壁１２の周方向に略等間隔に設けられている。周方向に隣接するシュウ同士の間隙には略扇状の圧力室５０が形成されている。
【００２４】
スプロケット１９は、径外側にギア１９１を備え、周壁１２の回転軸方向の一方に設けられている。スプロケット１９は、軸方向にカムシャフト４を通す軸孔１９２を有している。
フロントプレート１８は、略円盤状に形成され、周壁１２の回転軸方向の他方に設けられている。フロントプレート１８は、円盤の中心に板厚方向に通じる円孔１８１を有している。
シュウハウジング１７、フロントプレート１８およびスプロケット１９は、ボルト１１１によって同軸上に固定されている。
【００２５】
ベーンロータ２０は、ハウジング１１と略同軸に設けられ、ハウジング１１の内側に相対回転可能に収容されている。ベーンロータ２０は、略円筒状のロータ２１、およびこのロータ２１から径外方向に突出する４個のベーン２２、２３、２４、２５を有している。
ベーンロータ２０とカムシャフト４とはボルト２６によって固定されている。ベーンロータ２０とカムシャフト４とは、ノックピン２７によって周方向の位置決めがされている。これにより、ベーンロータ２０は、カムシャフト４とともに回転する。
各ベーン２２、２３、２４、２５は、各圧力室５０を、それぞれ遅角室５１、５２、５３、５４と進角室５５、５６、５７、５８とに仕切っている。
【００２６】
遅角室５１、５２、５３、５４に油圧を供給する遅角通路６１、６２は、ベーンロータ２０のロータ２１に形成されている。進角室５５、５６、５７、５８に油圧を供給する進角通路６３、６４は、ロータ２１のスプロケット１９側の外壁に形成されている。遅角通路６１、６２および進角通路６３、６４は、それぞれカムシャフト４に形成された遅角通路６５および進角通路６６に連通している。
【００２７】
シール部材２８、２９は、例えば樹脂で形成され、各ベーン２２、２３、２４、２５の径外方向の外壁と、各シュウ１３、１４、１５、１６の径内方向の内壁とに嵌合している。各ベーン２２、２３、２４、２５の径外方向の外壁に嵌合するシール部材２８は、板ばね２８１の弾性力により周壁１２に押し付けられている。各シュウ１３、１４、１５、１６の径内方向の内壁に嵌合するシール部材２９は、板ばね２９１の弾性力によりロータ２１に押し付けられている。このため、シール部材２８、２９は、遅角室５１、５２、５３、５４と進角室５５、５６、５７、５８との間の作動油の漏れを抑制している。
【００２８】
ストッパピン３０は、有底円筒状に形成されベーン２２を回転軸方向に通じる収容孔２２１に軸方向に往復移動可能に収容されている。
図３に示すように、スプロケット１９にはベーンロータ２０が最遅角位置に位相制御されている状態でストッパピン３０に対応する位置に嵌合孔３１が形成されている。この嵌合孔３１にブッシュ３２が設けられている。ストッパピン３０は、一方の端部にブッシュ３２の径内側に嵌合する嵌合部３３を有している。
ストッパピン３０の他方の端部には、嵌合孔３１側に凹む凹部３４が設けられている。この凹部３４には、付勢部材としてのコイルスプリング３５が収容されている。コイルスプリング３５は、一端が凹部３４の内壁に当接し、他端がフロントプレート１８の内壁に当接する圧縮コイルスプリングであり、ストッパピン３０をスプロケット１９側へ付勢している。
【００２９】
次に、バルブタイミング調整装置１０の作動を説明する。
＜エンジン始動時＞
エンジン１が停止している状態では、図３に示すようにストッパピン３０は嵌合孔３１のブッシュ３２に嵌合している。エンジン１を始動した直後の状態では、遅角室５１、５２、５３、５４及び進角室５５、５６、５７、５８８に油圧ポンプ９０から十分に作動油が供給されない。このため、ストッパピン３０はブッシュ３２に嵌合した状態を維持し、クランク軸２に対しカムシャフト４は最遅角位置に保持されている。
【００３０】
＜エンジン始動後＞
エンジン始動後、図４に示すような手順に従ってベーンロータ２０のロックを解除する。
最初のステップ（以下、「ステップ」を省略し、単に記号Ｓで示す）１０１において、バルブタイミング調整装置１０を搭載する車両の運転条件を検出する。具体的には、エンジン１の回転数、エンジン１が出力するトルクの大きさ、エンジン１を冷却するラジエータの水温などである。これらの運転条件は、各種センサによって検出され、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）９１に入力される。ＥＣＵ９１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」、「第１判定手段」に相当する。
【００３１】
次にＳ１０２において、ＥＣＵ９１はベーンロータ２０の目標位相を算出する。このとき、ＥＣＵ９０１は、Ｓ１０１で検出した運転条件を基にエンジン始動後のベーンロータ２０の最適な位相を目標位相として算出する。
次にＳ１０３において、Ｓ１０２で算出したベーンロータ２０の目標位相を実現するために「圧力発生手段」としての油圧制御弁９２に入力される目標デューティ比を算出する。
【００３２】
次にＳ１０４において、ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合しているか否かを判定する。ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合している場合、ベーンロータ２０はハウジング１１に対して最遅角に位置している。Ｓ１０４ではカムシャフト４に設置されているカム角センサ４ａによって、ベーンロータ２０のハウジング１１に対する相対位相を検出する。これにより、ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合しているか否かを判断することができる。ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合していると判定する場合、Ｓ１０５に移行する。ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合していないと判定する場合、Ｓ１０８に移行する。
【００３３】
次にＳ１０５において、ベーンロータ２０のロックを解除する条件を満たしているか否かを判定する。ここで、図５を用いてベーンロータ２０のロックを解除する条件について説明する。
図５（ａ）にエンジン１の回転数と油圧制御弁９２の油温との関係から導かれるベーンロータ２０のロック解除を制御する領域（以下、「ロック解除制御実施領域」とする）を示す。また、図５（ｂ）には、ストッパピン３０を収容するベーンロータ２０に対して作用する力の関係を示す。図５（ｂ）に示すように、ベーンロータ２０には、吸気弁８の開閉によって発生するカムトルクＴｃ、遅角室５１、５２、５３、５４に供給される作動油の圧力によって発生する遅角油圧トルクＴｒｔｄ、および進角室５５、５６、５７、５８に供給される作動油の圧力によって発生する進角油圧トルクＴａｄｖ、が作用する。このとき、遅角油圧トルクＴｒｔｄは遅角方向、すなわち図５（ｂ）において左方向に作用する。また進角油圧トルクＴａｄｖは進角方向、すなわち図５（ｂ）において右方向に作用する。また、カムトルクＴｃは、吸気弁８の作動状態によって進角方向、遅角方向いずれの方向にも作用する。
【００３４】
ベーンロータ２０のロックを解除するとき、作動油が進角室５５、５６、５７、５８に供給される。このとき、エンジン１の回転数が高いと油圧制御弁９２に作動油を吐出するポンプ９０の駆動力は大きくなるため、進角室５５、５６、５７、５８に供給される作動油の圧力は高くなる。これにより、進角油圧トルクＴａｄｖが大きくなる。進角油圧トルクＴａｄｖが大きくなると、ストッパピン３０の側壁３３１がブッシュ３２の内壁面３２１に当接するため、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合は解除しにくくなる。すなわち、ベーンロータ２０のロックは解除しにくくなる。また、作動油の温度である油温が低いと作動油の粘度が高くなるため、油圧が高くなる。これによっても進角油圧トルクＴａｄｖは大きくなるため、ベーンロータ２０のロックは解除しにくくなる。したがって、エンジン１の回転数が高い領域または油温が低い領域において、ベーンロータ２０のロックを解除しにくい領域が存在する。したがって、図５（ａ）に示すようにエンジン１の回転数と油圧制御弁９２の油温との関係においてベーンロータ２０のロックを解除しにくい領域としてロック解除制御実施領域を設定する。
Ｓ１０５において、エンジン１の回転数と油圧ポンプ９０における作動油の油温との関係がロック解除制御実施領域にある場合、Ｓ１０６に移行する。エンジン１の回転数と油圧ポンプ９０における作動油の油温との関係がロック解除制御実施領域にない場合、Ｓ１０８に移行する。
【００３５】
次にＳ１０６において、保持デューティ比Ｄ１が油圧制御弁９２に入力される。保持デューティ比Ｄ１とは、図６（ｃ）に示すように進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとが０より大きい一定の値で同じになるように油圧制御弁９２に入力されるデューティ比である。ＥＣＵ９１は、「第１時刻」としての時刻ｔ１において保持デューティ比Ｄ１を油圧制御弁９２に入力する。これにより、油圧制御弁９２は作動油を供給し、進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとは時刻ｔ２において０より大きい同じ大きさのトルクとなる。このとき、ＥＣＵ９１は、エンジン１の回転数と作動油の油温から油圧を算出することで、進角油圧トルクＴａｄｖおよび遅角油圧トルクＴｒｔｄを算出する。また、ＥＣＵ９１は前回のバルブタイミング調整時にベーンロータ２０の位相を保持したときに学習した値を保持デューティ比Ｄ１として記憶しておいてもよい。
【００３６】
次にＳ１０７において、油圧制御弁９２に保持デューティ比Ｄ１を入力した時刻ｔ１から所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間として、図６（ａ）に示すようにクランクシャフト２の２回転、すなわち７２０度がカムシャフト４の１回転、すなわち３６０度に相当することから、クランクシャフト２が７２０度回転するのに要する時間以上とする。時刻ｔ１から所定時間が経過していると判定した場合、Ｓ１０８に移行する。時刻ｔ１から所定時間が経過していないと判定した場合、Ｓ１０６に戻り保持デューティ比Ｄ１が維持される。
【００３７】
次にＳ１０８において、油圧制御弁９２に目標デューティ比を入力する。具体的には図６（ｂ）に示すように時刻ｔ３において、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２に目標デューティ比を入力する。これにより、時刻ｔ４において進角油圧トルクＴａｄｖは大きくなり、遅角油圧トルクＴｒｔｄは小さくなる。バルブタイミング調整装置１０では、時刻ｔ３より前に嵌合孔３１に供給された油圧により、図６（ｄ）に示すように時刻ｔ５においてストッパピン３０の嵌合は解除されている。時刻ｔ４においてストッパピン３０の嵌合は解除されているので、図６（ｅ）に示すようにベーンロータ２０は進角する。これにより、ベーンロータ２０とハウジング１１とが相対回動可能となる。その後、遅角室５１、５２、５３、５４及び進角室５５、５６、５７、５８の油圧を制御することにより、クランク軸２に対するカムシャフト４の位相差が調整可能となる。
【００３８】
＜進角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を進角制御するとき、ＥＣＵ９１は、油圧制御弁９２に供給する駆動電流を制御する。油圧制御弁９２は、油圧ポンプ９０と進角通路９３とを接続し、遅角通路９４とオイルパン９５とを接続する。油圧ポンプ９０が吐出する作動油は、進角通路９３、６６、６３、６４を経由し、進角室５５、５６、５７、５８に供給される。一方、遅角室５１、５２、５３、５４の作動油は、遅角通路６１、６２、６５、９４を経由し、オイルパン９５に排出される。進角室５５、５６、５７、５８の油圧はベーン２２、２３、２４、２５に作用し、ベーンロータ２０を進角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ２０は、ハウジング１１に対し進角方向に回転する。
【００３９】
＜遅角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を遅角制御するとき、ＥＣＵ９１は、油圧制御弁９２に供給する駆動電流を制御する。油圧制御弁９２は、油圧ポンプ９０と遅角通路９４とを接続し、進角通路９３とオイルパン９５とを接続する。油圧ポンプ９０から吐出される作動油は、遅角通路９４、６５、６１、６２を経由し、遅角室５１、５２、５３、５４に供給される。一方、進角室５５、５６、５７、５８の作動油は進角通路６３、６４、６６、９３を経由し、オイルパン９５に排出される。遅角室５１、５２、５３、５４の油圧がベーン２２、２３、２４、２５に作用し、ベーンロータ２０を遅角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ２０は、ハウジング１１に対して遅角方向に回転する。
【００４０】
＜中間保持作動時＞
ベーンロータ２０が目標位相に到達すると、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２に供給する駆動電流のデューティ比を制御する。油圧制御弁９２は、油圧ポンプ９０と、遅角通路９４および進角通路９３との接続を遮断し、遅角室５１、５２、５３、５４および進角室５５、５６、５７、５８からオイルパン９５に作動油が排出されることを規制する。このため、ベーンロータ２０は目標位相に保持される。
なお、進角作動時、遅角作動時及び中間保持作動時では、油圧ポンプ９０からバルブタイミング調整装置１０の遅角側圧力室３７及び進角側圧力室３８に供給される油圧は遅角解除圧及び進角解除圧よりも高いので、ストッパピン３０と嵌合孔３１との嵌合は解除されている。
【００４１】
＜エンジン停止時作動＞
バルブタイミング調整装置１０の作動中にエンジン停止が指示されると、上記遅角作動時と同じように、ベーンロータ２０はハウジング１１に対して遅角方向に回転し、ロック位相である最遅角位置に位相制御される。また、エンジン停止指示後、エンジンの回転低下に伴って、バルブタイミング調整装置１０に供給される油圧は次第に低くなり、ストッパピン３０に印加される遅角側圧力室３７及び進角側圧力室３８の圧力も低下する。
【００４２】
（効果）
次に第１実施形態でのバルブタイミング調整装置１０の効果について説明する。
（Ａ）バルブタイミング調整装置１０では、ベーンロータ２０を目標位相に変更する前に、進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとが同じになるように保持する。前述したように、ストッパピン３０を収容するベーンロータ２０に対しては、カムトルクＴｃ、遅角油圧Ｔｒｔｄ、および進角油圧Ｔａｄｖが作用している。これら３つの力の大きさより、ベーンロータ２０のハウジング１１に対する相対位置が変化する。図７に、カムトルクＴｃ、遅角油圧トルクＴｒｔｄ、および進角油圧トルクＴａｄｖがベーンロータ２０に作用した場合のベーンロータ２０のハウジング１１に対する相対位置の変化を示す。図７（ｂ）の横軸は、カムトルクＴｃ、遅角油圧トルクＴｒｔｄ、および進角油圧トルクＴａｄｖの総和である合成トルクＴの大きさと方向を示している。ここで、合成トルクＴが遅角方向に向いているときを正、進角方向に向いているときを負とする。合成トルクＴが正である場合、ストッパピン３０の中心軸３０ａはブッシュ３２の中心軸３２ａに対して遅角方向にずれる。これにより、側壁３３１と内壁面３２１とは当接しないため、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合は解除しやすい。一方、合成トルクＴが負である場合、ストッパピン３０の中心軸３０ａは図７（ａ）に示すようにブッシュ３２の中心軸３２ａに対して進角方向にずれる。このとき、側壁３３１と内壁面３２１とは当接するため、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合は解除しにくい。
【００４３】
ここで、油圧制御弁９２に遅角油圧トルクＴｒｔｄと進角油圧トルクＴａｄｖとが同じになる保持デューティ比Ｄ１が入力されると、カムトルクＴｃの変動によって合成トルクＴが正となる時間が発生する。前述したように、合成トルクＴが正となる場合、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合は解除しやすくなる。保持デューティ比Ｄ１が入力されている油圧制御弁９２は、進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとが同じになるように保持する（図６（ｃ）参照）。このとき、図６（ａ）に示すようにカムトルクＴｃの作用方向は吸気弁８の作動状態によって正または負を周期的に変化している。したがって、進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとが同じになるように保持されている場合であって、かつカムトルクＴｃが正となるとき、ストッパピン３０とブッシュ３２とは嵌合を解除しやすくなる。このとき、ストッパピン３０に油圧が作用することにより、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合が解除される。これにより、エンジン始動時におけるストッパピン３０の作動不良によるベーンロータ２０のロック解除不良の発生を防止することができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図８および図９に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、ベーンロータのロックを解除する手順が一部異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図８に第２実施形態におけるバルブタイミング調整装置でのベーンロータ２０のロック解除の手順を示す。図８に示すように、Ｓ１０５でのＹｅｓ判定の次にＳ２０６において、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２に進角補正保持デューティ比Ｄ２を入力する。ここで、進角補正保持デューティ比Ｄ２とは、前述の保持デューティ比Ｄ１に比べてベーンロータ２０が進角方向に位相を保持することができるデューティ比である。具体的には、図９（ｃ）に示すように、進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力されることにより、進角油圧トルクＴａｄｖが遅角油圧トルクＴｒｔｄより高い値となる。なお、進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力されているとき、ストッパピン３０の側壁３３１とブッシュ３２の内壁面３２１とは当接していない。ＥＣＵ９１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」、「第２判定手段」、および「第３判定手段」に相当する。
【００４６】
次にＳ２０７において、圧力制御弁９２に進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力された時刻ｔ６から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間として、クランクシャフト２の２回転がカムシャフト４の１回転に相当することから、クランクシャフト２が７２０度回転するのに要する時間以上とする。時刻ｔ６から所定時間が経過している場合、Ｓ１０８に移行する。時刻ｔ６から所定時間が経過していない場合、Ｓ２０８に移行する。時刻ｔ６は、特許請求の範囲に記載の「第２時刻」に相当する。
【００４７】
次にＳ２０８において、ベーンロータ２０が進角しているか否かを判定する。第２実施形態のバルブタイミング調整装置では、時刻ｔ６から所定時間が経過する前の時刻ｔ７においてストッパピン３０の嵌合が解除されている場合、図９（ｅ）に示すようにベーンロータ２０は進角する。ベーンロータ２０の位相が変化していることは、カム角センサ４ａにより検出されたカム角に基づいて判定することができる。これにより、ストッパピン３０が嵌合しているか否かを判定することができる。ベーンロータ２０が進角していると判定されたとき、Ｓ１０８に移行する。ベーンロータ２０が進角していないと判定されたとき、Ｓ２０６に戻り、進角補正保持デューティ比Ｄ２が再度入力される。
【００４８】
第２実施形態のバルブタイミング調整装置では、ストッパピン３０の側壁３３とブッシュ３２の内壁面３２１とが当接しない程度にベーンロータ２０を進角させる進角補正保持デューティ比Ｄ２を入力する。進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力された場合、ストッパピン３０の嵌合が解除されるとベーンロータ２０は進角する。これにより、進角補正保持デューティ比Ｄ２を入力した時刻ｔ７において所定時間が経過する前にベーンロータ２０は進角する。したがって、第１実施形態の効果（Ａ）に加えて、所定時間の経過後に進角する第１実施形態に比べてベーンロータ２０を早く進角することができる。ベーンロータ２０の進角を早めることで、ベーンロータ２０の目標位相に早く到達することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図１０および図１１に基づいて説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して、ベーンロータのロックを解除する手順が一部異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
図１０に示すように、Ｓ１０５でのＹｅｓ判定の次にＳ３０６において、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２での油圧の立ち上がり遅れを算出する。油圧制御弁９２では、ＥＣＵ９１からの所定の圧力を発生するデューティ比の入力に対して所定の圧力を発生するまでに時間を要する。Ｓ３０６では、ＥＣＵ９１で所定の圧力を発生するデューティ比を入力する時刻である入力時刻から実際に油圧制御弁９２で指令された油圧が発生する時刻である圧力発生時刻までの時間を算出する。ＥＣＵ９１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」、「第４判定手段」、および「第５判定手段」に相当する。
【００５１】
次にＳ３０７において、ベーンロータ２０にかかるカムトルクの作用方向が負であるか否かを判定する。前述したようにカムトルクの作用方向は吸気弁８の作動状態によって周期的に正または負となる。ここでは、カム角センサ４ａで検出したカム角よりカムトルクの作用方向が負であるか否かを判定する。カムトルクの作用方向が負であると判定されたとき、Ｓ３０８に移行する。カムトルクの作用方向が正であると判定されたとき、Ｓ１０６に移行する。
【００５２】
次にＳ３０８において、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２に対して遅角補正保持デューティ比Ｄ３を入力する。遅角補正保持デューティ比Ｄ３とは、前述の保持デューティ比に比べてベーンロータ２０が遅角方向に位相を保持するデューティ比である。具体的には、図１１（ｃ）に示すように、遅角補正保持デューティ比Ｄ３が入力されることにより、遅角油圧トルクＴｒｔｄが進角油圧トルクＴａｄｖより高い値となる。これにより、ベーンロータ２０はカムトルクの作用方向が負の場合にのみ、遅角方向に位相を変更する。
【００５３】
次にＳ３０９において、Ｓ１０６での保持デューティ比Ｄ１、またはＳ３０８での遅角補正保持デューティ比Ｄ３のいずれかが最初に油圧制御弁９２に入力された時刻ｔ８から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間として、クランクシャフト２の２回転がカムシャフト４の１回転に相当することから、クランクシャフト２が７２０度回転するのに要する時間以上とする。時刻ｔ８から所定時間が経過している場合、Ｓ１０８に移行する。時刻ｔ８から所定時間が経過していない場合、Ｓ３０６に戻り油圧の立ち上がり遅れを算出する。時刻ｔ８は、特許請求の範囲に記載の「第３時刻」に相当する。
【００５４】
第３実施形態のバルブタイミング調整装置では、ベーンロータ２０に作用するカムトルクの作用方向が負であるとき、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２にベーンロータ２０の位相を遅角方向に変更する遅角補正保持デューティ比Ｄ３を入力する。遅角補正保持デューティ比Ｄ３が入力されると、進角油圧トルクＴｒｔｄに対して遅角油圧トルクＴａｄｖが大きくなる。これにより、カムトルクが負方向に作用してベーンロータ２０の位相を進角方向に変化することを防止する。これにより、時刻ｔ８から所定時間が経過するまでの間にベーンロータ２０のロックが解除された場合でのベーンロータ２０の予期せぬ動きを防止する。したがって、第１実施形態の効果（Ａ）に加えて、ベーンロータ２０による異音の発生を防止することができる。
【００５５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図１２および図１３に基づいて説明する。第４実施形態は、第２実施形態および第３実施形態に対して、ベーンロータのロックを解除する手順が一部異なる。なお、第２実施形態および第３実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
図１２に示すようにＳ１０５でのＹｅｓ判定の次にＳ４０６において、エンジン１の回転数が低回転であるか否かを判定する。エンジン１の回転数が低回転であると判定するとき、Ｓ３０６に移行する。エンジン１の回転数が低回転でないと判定するとき、Ｓ２０６に移行する。このとき、ＥＣＵ９１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」、「第６判定手段」、「第７判定手段」、「第８判定手段」、「第９判定手段」および「第１０判定手段」に相当する。
【００５７】
第４実施形態のバルブタイミング調整装置１０では、エンジン１の回転数に合わせてベーンロータ２０のロック解除の手順を使い分ける。図１３にエンジン１の回転数と油温との関係から示されるロック解除制御実施領域を示す。ロック解除制御実施領域において、エンジン１の回転数が低い領域では第３実施形態におけるバルブタイミング調整装置１０での手順でベーンロータ２０のロックを解除する。第３実施形態におけるベーンロータ２０のロック解除手順では、カムトルクの作用によるベーンロータ２０での異音発生を防止することができる。すなわち、エンジン１の回転数が低い領域では異音が発生しない静音性を重視した手順でベーンロータ２０のロックを解除する。一方、エンジン１の回転数が高い領域では第２実施形態のバルブタイミング調整装置１０における手順でベーンロータ２０のロックを解除する。第２実施形態におけるベーンロータ２０のロック解除手順では、進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力されてから所定時間が経過する前にストッパピン３０の嵌合が解除されている場合、ベーンロータ２０は進角を開始する。すなわち、エンジン１の回転数が高い領域では早くベーンロータ２０の進角を開始することができる。これにより、エンジン１の回転数にあわせた最適な手順でベーンロータ２０のロックを解除することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、バルブタイミング調整装置は吸気弁に適用するとした。しかしながら、本発明のバルブタイミング調整装置を適用する弁はこれに限定されない。排気弁に適用してもよいし、吸気弁および排気弁の両方に同時に適用してもよい。本発明のバルブタイミング調整装置を排気弁に適用したとき、ストッパピンがブッシュに嵌合しているか否かを判定する場合、ベーンロータが最進角の位置にあるか否かで判定する。また、最遅角でも最進角でもない中間位置にあるか否かで判定してもよい。
【００５９】
（イ）上述の第３実施形態では、遅角補正保持デューティ比が入力されると図１１に示すように変化しない進角油圧トルクに対して遅角油圧トルクが大きくなるとした。しかしながら、トルクの変化の関係はこれに限定されない。遅角油圧トルクは変化しないが進角油圧トルクが小さくなってもよいし、また遅角油圧トルクが大きくなり、かつ進角油圧トルクが小さくなってもよい。
【００６０】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ ・・・エンジン（内燃機関）、
２ ・・・クランクシャフト（駆動軸）、
２ａ ・・・クランク角センサ（駆動軸角度検出手段）、
４、５ ・・・カムシャフト（従動軸）、
４ａ ・・・カム角センサ（従動軸角度検出手段）、
８ ・・・吸気弁、
９ ・・・排気弁、
１０ ・・・バルブタイミング調整装置、
１１ ・・・ハウジング、
２０ ・・・ベーンロータ、
２２１ ・・・収容孔、
３０ ・・・ストッパピン（規制部材）、
３１ ・・・嵌合孔、
５１、５２、５３、５４・・・遅角室、
５５、５６、５７、５８・・・進角室、
９２ ・・・油圧制御弁（圧力発生手段）、
９１ ・・・ＥＣＵ（制御手段、第１判定手段、第２判定手段、第３判定手段、第４判定手段、第５判定手段、第６判定手段、第７判定手段、第８判定手段、第９判定手段、第１０判定手段）、
Ｄ１ ・・・保持デューティ比、
Ｄ２ ・・・進角補正保持デューティ比、
Ｄ３ ・・・遅角補正保持デューティ比、
ｔ１ ・・・時刻（第１時刻）、
ｔ６ ・・・時刻（第２時刻）、
ｔ８ ・・・時刻（第３時刻）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブタイミング調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンの駆動軸としてのクランクシャフトから吸気弁および排気弁を開閉する従動軸としてのカムシャフトへ動力伝達部材としてのチェーンを介して駆動力を伝達し、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を調整するバルブタイミング調整装置が公知である。バルブタイミング調整装置には、カムシャフトに接続されるベーンロータのベーンを正方向（遅角方向）と負方向（進角方向）に揺動するカムトルクが交互に作用している。このため、バルブタイミング調整装置は、ベーンに設けたストッパピンをハウジングの嵌合孔に嵌合することで、エンジン始動時等の低油圧時においてカムトルクにより正逆方向に揺動するベーンとハウジングとの打音を防止している。
【０００３】
バルブタイミング調整装置では、エンジン始動時等の低油圧時から一定時間が経過した後にストッパピンによるベーンロータのロックを解除して、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を調整する。ストッパピンによるベーンロータのロックを解除するとき、ストッパピンには油圧制御弁によって調整された油圧が作用することでストッパピンの嵌合が解除される。このとき、バルブタイミング調整装置の異常により、ストッパピンの嵌合が解除されないことによってベーンロータのロックが解除されないときがある。特許文献１には、油圧制御弁の弁体を往復移動することにより油圧制御弁が噛み込んだ異物を除去し、油圧制御弁の異常を解消する可変バルブタイミング制御装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１５２８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の可変バルブタイミング制御装置では、油圧制御弁における異常を解消できるが、ストッパピンの作動不良によるバルブタイミング調整装置の異常は解消できない。
【０００６】
本発明の目的は、エンジン始動時におけるストッパピンの作動不良によるベーンロータのロック解除不良の発生を防止する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】
【０００７】
請求項１に記載の発明によると、内燃機関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を調整するバルブタイミング調整装置は、ハウジングおよびベーンロータ等を備える。ハウジングは、内燃機関の駆動軸、または吸気弁および排気弁の少なくとも一方を開閉する従動軸のいずれか一方とともに回転する。ベーンロータは、ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、ハウジングに対して相対回動が可能である。ハウジング内部の遅角室および進角室には作動油が供給され、これによりベーンロータの位相を変更する。作動油は圧力発生手段において発生する。圧力発生手段が発生する油圧は制御手段により制御される。ハウジングに対するベーンロータの相対回動を拘束する規制部材は、ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合する。また、従動軸の回転角度は従動軸角度検出手段が検出する。
【０００８】
請求項１に記載のバルブタイミング調整装置は、制御手段により保持デューティ比を圧力発生手段に入力する時刻である第１時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第１判定手段を備える。ここで、保持デューティ比とは、進角室内の作動油の圧力と遅角室内の作動油の圧力とを同じにするように圧力発生手段を作動させるデューティ比である。バルブタイミング調整装置は、第１判定手段により第１時刻から所定時間が経過したと判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
【０００９】
バルブタイミング調整装置では、ハウジングに対するベーンロータの相対回動の拘束を解除するとき、ハウジング内に形成されている進角室および遅角室に同じ圧力の作動油を供給する。さらに、制御手段は、所定時間の間、圧力発生手段に対して保持デューティ比を保持する。当該所定時間では、カムトルクによるベーンロータへの作用方向は遅角方向である正方向、または進角方向である負方向に周期的に変化する。このとき、ベーンロータには、進角室の油圧により作用する進角油圧トルク、および遅角室の油圧により作用する遅角油圧トルクが作用している。すなわち、ベーンロータには、進角油圧トルク、遅角油圧トルクおよびカムトルクの３つのトルクが作用している。この３つのトルクの合成方向が正方向である場合、ベーンロータの収容孔に収容されている規制部材は嵌合孔の内壁面と接触していないため、嵌合を解除しやすい。したがって、規制部材の作動不良によるベーンロータのロック解除不良の発生を防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置における所定時間は、制御手段が圧力発生手段に対して保持デューティ比を入力した時刻である第１時刻から駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長い時間である。駆動軸が２回転、すなわち７２０度回転することにより、従動軸は１回転、すなわち３６０度回転する。従動軸が１回転する間に、進角油圧トルク、遅角油圧トルクおよびカムトルクの合成トルクが正方向となる時間が存在する。そこで、バルブタイミング調整装置では、保持デューティ比を最初に入力した時刻から駆動軸が７２０度回転する時刻までの時間の間、保持デューティ比を維持することでベーンロータのロックを解除することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は制御手段が遅角室内の作動油の圧力に比べて進角室内の作動油の圧力が高くなる進角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する時刻である第２時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第２判定手段と、第２判定手段により第２時刻からの経過時間が所定時間未満であると判定するとき、ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化しているか否かを判定する第３判定手段を備えている。
【００１２】
請求項３に記載のバルブタイミング調整装置では、第３判定手段によりベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化していると判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる油圧を進角室または遅角室に供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
バルブタイミング調整装置では、ハウジングに対するベーンロータの相対回動の拘束を解除するとき、ハウジング内に形成されている進角室および遅角室に作動油を供給する。このとき、制御手段は、圧力発生手段に対して遅角油圧に比べて進角油圧が高くなるように作動油を供給する進角補正保持デューティ比を入力する。これにより、規制部材は前述の保持デューティ比が入力された場合に比べて進角方向に移動する。さらに、第２判定手段により第２時刻から所定時間が経過していないと判定するとき、ベーンロータの位相を第３判定手段において判定する。第３判定手段により、ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置から変化していると判定するとき、制御手段はベーンロータのロックが解除されているとし、ベーンロータを目標位相に進角または遅角させる。これにより、バルブタイミング調整装置は、所定時間が経過する前にベーンロータの進角または遅角させることができる。
請求項４に記載のバルブタイミング調整装置は、上記請求項２に記載のバルブタイミング装置と同様である。
【００１３】
請求項５に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は従動軸角度検出手段により検出される従動軸の角度からカムトルクの作用方向が進角方向であるか否かを判定する第４判定手段を備えている。
バルブタイミング調整装置の制御手段は、第４判定手段によりカムトルクの作用方向が進角方向であると判定するとき、制御手段は進角室内の油圧に比べて遅角室内の油圧が高くなる遅角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。また、第４判定手段によりカムトルクの作用方向が遅角方向である、またはカムトルクが作用していないと判定するとき、制御手段は進角室内の油圧と遅角室内の油圧とを同じにする保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。
【００１４】
請求項５に記載のバルブタイミング調整装置では、カムトルクの作用方向によって圧力発生手段に入力されるデューティ比を変更する。カムトルクの作用方向が進角方向であると判定するとき、制御手段は遅角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。カムトルクの作用方向が進角方向である場合、ベーンロータには位相を進角方向に変化させるトルクが作用する。このとき、制御手段は遅角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。これにより、進角室内の油圧に比べて遅角室内の油圧が高くなるため、ベーンロータは最遅角位置付近に留まる。これにより、規制部材の嵌合が解除されていてもベーンロータは進角しない。したがって、ベーンロータのロックが解除された状態でのベーンロータの予期せぬ動きを防止し、ベーンロータの回転による異音の発生を防止することができる。
【００１５】
請求項６に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は、制御手段により保持デューティ比、または遅角補正保持デューティ比が圧力発生手段に最初に入力される時刻である第３時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第５判定手段を備えている。
第５判定手段により第３時刻から所定時間が経過したと判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。これにより、カムトルク、進角油圧トルクおよび遅角油圧トルクの合力の方向が正となるタイミングでベーンロータのロックを解除できる。
請求項７に記載のバルブタイミング調整装置は、上記請求項２および４に記載のバルブタイミング装置と同様である。
【００１６】
請求項８に記載の発明によると、バルブタイミング調整装置は駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段、駆動軸角度検出手段により検出される内燃機関の回転数が低回転か否かを判定する第６判定手段、および従動軸角度検出手段により検出される従動軸の角度から前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって従動軸に作用するカムトルクの作用方向が進角方向であるか否かを判定する第７判定手段を備える。
第６判定手段により内燃機関の回転数が低回転であると判定し、かつ第７判定手段によりカムトルクの作用方向が進角室の方向であると判定したとき、制御手段は進角室内の油圧に比べて遅角室内の油圧が高くなる遅角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。一方、第６判定手段により内燃機関の回転数が低回転であると判定し、かつ第７判定手段によりカムトルクの作用方向が遅角方向である、またはカムトルクが作用していないと判定したとき、制御手段は進角室内の油圧と遅角室内の油圧とを同じにする保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。
【００１７】
請求項８に記載のバルブタイミング調整装置では、駆動軸角度検出手段により検出される内燃機関の回転数からベーンロータのロック解除手順を使い分ける。内燃機関の回転数が低い場合、カムトルクの作用方向に応じて前述の遅角補正保持デューティ比または保持デューティ比のいずれか一方を圧力発生手段に入力する。これにより、所定時間内でのベーンロータの回転による異音の発生を防止する。一方、内燃機関の回転数が高い場合、前述の進角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。これにより、所定時間が経過する前にベーンロータの進角を開始する。すなわち、請求項８に記載のバルブタイミング調整装置では、内燃機関の回転数が低回転では静音性を重視したベーンロータのロック解除を行い、高回転ではベーンの位相変化において応答性を重視したベーンロータのロック解除を行う。
【００１８】
請求項９に記載のバルブタイミング調整装置では、制御手段により保持デューティ比、または遅角補正保持デューティ比が最初に圧力発生手段に入力される時刻である第４時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第８判定手段を備える。第８判定手段により第４時刻から所定時間が経過したと判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
請求項１０に記載のバルブタイミング調整装置では、第６判定手段により内燃機関の回転数が高回転であると判定したとき、制御手段は遅角室内の油圧に比べて進角室内の油圧が高くなる進角補正保持デューティ比を圧力発生手段に入力する。
【００１９】
請求項１１に記載のバルブタイミング調整装置では、制御手段により進角補正保持デューティ比が最初に圧力発生手段に入力される時刻である第５時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第９判定手段を備える。第９判定手段により第５時刻から所定時間が経過したと判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
請求項１２に記載のバルブタイミング調整装置では、第９判定手段により第５時刻からの経過時間が所定時間未満であると判定するとき、ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化しているか否かを判定する第１０判定手段を備える。第１０判定手段によりベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化していると判定するとき、制御手段はベーンロータが目標位相となる油圧を進角室および遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を圧力発生手段に入力する。
請求項１３に記載のバルブタイミング調整装置は、上記請求項２、４および７に記載のバルブタイミング装置と同様である。
【００２０】
請求項１４に記載の発明によると、制御手段は、制御手段が圧力発生手段に所定の圧力値を発生させるデューティ比を入力する入力時刻から圧力発生手段が発生する作動油の圧力が所定の圧力値となる時刻までの時間を圧力発生手段が発生する作動油の圧力を所定の圧力値に制御する時刻から遡って、デューティ比を入力する。
圧力発生手段では、制御手段からの所定の圧力を発生するデューティ比が入力された場合、当該所定の圧力を発生するまでに時間がかかる。そこで、制御手段は、所定のデューティ比が圧力発生手段に入力される入力時刻から圧力発生手段において所定の圧力が発生する圧力発生時刻までの時間を事前に算出する。制御手段は、所定の圧力を発生するデューティ比を入力する時刻から遡って所定のデューティ比を入力する。これにより、前述したカムトルクの作用方向が正方向となる時刻と圧力発生手段が所定の圧力を発生する時刻とにずれが発生しなくなるため、ベーンロータのロック解除を確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を使った内燃機関の模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置の断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を使ったベーンロータのロック解除を行う手順のフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置における（ａ）エンジン回転数と油温との関係を示す図、（ｂ）ベーン、ストッパピンおよび嵌合孔の関係を示す図、である。
【図６】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を説明する図であって、（ａ）カムトルクの時間変化、（ｂ）デューティ比の時間変化、（ｃ）油圧トルクの時間変化、（ｄ）ストッパピンの嵌合深さの時間変化、（ｅ）ベーンロータの位相の時間変化、である。
【図７】本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置における（ａ）ベーン、ストッパピンおよび嵌合孔の関係を示す図、（ｂ）合成トルクの時間変化を示す図、である。
【図８】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を使ったベーンロータのロック解除を行う手順のフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態によるバルブタイミング調整装置を説明する図であって、（ａ）カムトルクの時間変化、（ｂ）デューティ比の時間変化、（ｃ）油圧トルクの時間変化、（ｄ）ストッパピンの嵌合深さの時間変化、（ｅ）ベーンロータの位相の時間変化、である。
【図１０】本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を使ったベーンロータのロック解除を行う手順のフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態によるバルブタイミング調整装置を説明する図であって、（ａ）カムトルクの時間変化、（ｂ）デューティ比の時間変化、（ｃ）油圧トルクの時間変化、（ｄ）ストッパピンの嵌合深さの時間変化、（ｅ）ベーンロータの位相の時間変化、である。
【図１２】本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置を使ったベーンロータのロック解除を行う手順のフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態によるバルブタイミング調整装置におけるエンジン回転数と油温との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態のバルブタイミング調整装置について図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるバルブタイミング調整装置を図１から図７に示す。本実施形態のバルブタイミング調整装置は、作動流体として作動油を用いる油圧制御式である。
第１実施形態のバルブタイミング調整装置が設けられる駆動力伝達系では、図１に示すように、エンジン１の「駆動軸」としてのクランクシャフト２に固定されるギア３と、「従動軸」としてのカムシャフト４、５に固定されるギア６、１９１にチェーン７が巻き掛けられ、クランクシャフト２からカムシャフト４、５に駆動力が伝達される。一方のカムシャフト４はカム機構を経由して吸気弁８を開閉駆動し、他方のカムシャフト５はカム機構を経由して排気弁９を開閉駆動する。第１実施形態のバルブタイミング調整装置１０は、ギア１９１をチェーン７に、ベーンロータをカムシャフト４に接続して、吸気弁８の開閉タイミングを調整する。カムシャフト４にはカムシャフト４の回転角度を検出するカム角センサ４ａが取り付けられている。また、クランクシャフト２にはクランクシャフト２の回転角度を検出するクランク角センサ２ａが取り付けられている。
【００２３】
図２および図３に示すように、バルブタイミング調整装置１０は、ハウジング１１、ベーンロータ２０、および「規制部材」としてのストッパピン３０等を備えている。
ハウジング１１は、環状の周壁１２および仕切り部材としてのシュウ１３、１４、１５、１６から一体に形成されたシュウハウジング１７、フロントプレート１８、並びにスプロケット１９等から構成されている。略台形に形成されたシュウ１３、１４、１５、１６は、周壁１２から径方向内側へ延びており、周壁１２の周方向に略等間隔に設けられている。周方向に隣接するシュウ同士の間隙には略扇状の圧力室５０が形成されている。
【００２４】
スプロケット１９は、径外側にギア１９１を備え、周壁１２の回転軸方向の一方に設けられている。スプロケット１９は、軸方向にカムシャフト４を通す軸孔１９２を有している。
フロントプレート１８は、略円盤状に形成され、周壁１２の回転軸方向の他方に設けられている。フロントプレート１８は、円盤の中心に板厚方向に通じる円孔１８１を有している。
シュウハウジング１７、フロントプレート１８およびスプロケット１９は、ボルト１１１によって同軸上に固定されている。
【００２５】
ベーンロータ２０は、ハウジング１１と略同軸に設けられ、ハウジング１１の内側に相対回転可能に収容されている。ベーンロータ２０は、略円筒状のロータ２１、およびこのロータ２１から径外方向に突出する４個のベーン２２、２３、２４、２５を有している。
ベーンロータ２０とカムシャフト４とはボルト２６によって固定されている。ベーンロータ２０とカムシャフト４とは、ノックピン２７によって周方向の位置決めがされている。これにより、ベーンロータ２０は、カムシャフト４とともに回転する。
各ベーン２２、２３、２４、２５は、各圧力室５０を、それぞれ遅角室５１、５２、５３、５４と進角室５５、５６、５７、５８とに仕切っている。
【００２６】
遅角室５１、５２、５３、５４に油圧を供給する遅角通路６１、６２は、ベーンロータ２０のロータ２１に形成されている。進角室５５、５６、５７、５８に油圧を供給する進角通路６３、６４は、ロータ２１のスプロケット１９側の外壁に形成されている。遅角通路６１、６２および進角通路６３、６４は、それぞれカムシャフト４に形成された遅角通路６５および進角通路６６に連通している。
【００２７】
シール部材２８、２９は、例えば樹脂で形成され、各ベーン２２、２３、２４、２５の径外方向の外壁と、各シュウ１３、１４、１５、１６の径内方向の内壁とに嵌合している。各ベーン２２、２３、２４、２５の径外方向の外壁に嵌合するシール部材２８は、板ばね２８１の弾性力により周壁１２に押し付けられている。各シュウ１３、１４、１５、１６の径内方向の内壁に嵌合するシール部材２９は、板ばね２９１の弾性力によりロータ２１に押し付けられている。このため、シール部材２８、２９は、遅角室５１、５２、５３、５４と進角室５５、５６、５７、５８との間の作動油の漏れを抑制している。
【００２８】
ストッパピン３０は、有底円筒状に形成されベーン２２を回転軸方向に通じる収容孔２２１に軸方向に往復移動可能に収容されている。
図３に示すように、スプロケット１９にはベーンロータ２０が最遅角位置に位相制御されている状態でストッパピン３０に対応する位置に嵌合孔３１が形成されている。この嵌合孔３１にブッシュ３２が設けられている。ストッパピン３０は、一方の端部にブッシュ３２の径内側に嵌合する嵌合部３３を有している。
ストッパピン３０の他方の端部には、嵌合孔３１側に凹む凹部３４が設けられている。この凹部３４には、付勢部材としてのコイルスプリング３５が収容されている。コイルスプリング３５は、一端が凹部３４の内壁に当接し、他端がフロントプレート１８の内壁に当接する圧縮コイルスプリングであり、ストッパピン３０をスプロケット１９側へ付勢している。
【００２９】
次に、バルブタイミング調整装置１０の作動を説明する。
＜エンジン始動時＞
エンジン１が停止している状態では、図３に示すようにストッパピン３０は嵌合孔３１のブッシュ３２に嵌合している。エンジン１を始動した直後の状態では、遅角室５１、５２、５３、５４及び進角室５５、５６、５７、５８８に油圧ポンプ９０から十分に作動油が供給されない。このため、ストッパピン３０はブッシュ３２に嵌合した状態を維持し、クランク軸２に対しカムシャフト４は最遅角位置に保持されている。
【００３０】
＜エンジン始動後＞
エンジン始動後、図４に示すような手順に従ってベーンロータ２０のロックを解除する。
最初のステップ（以下、「ステップ」を省略し、単に記号Ｓで示す）１０１において、バルブタイミング調整装置１０を搭載する車両の運転条件を検出する。具体的には、エンジン１の回転数、エンジン１が出力するトルクの大きさ、エンジン１を冷却するラジエータの水温などである。これらの運転条件は、各種センサによって検出され、電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」という）９１に入力される。ＥＣＵ９１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」、「第１判定手段」に相当する。
【００３１】
次にＳ１０２において、ＥＣＵ９１はベーンロータ２０の目標位相を算出する。このとき、ＥＣＵ９０１は、Ｓ１０１で検出した運転条件を基にエンジン始動後のベーンロータ２０の最適な位相を目標位相として算出する。
次にＳ１０３において、Ｓ１０２で算出したベーンロータ２０の目標位相を実現するために「圧力発生手段」としての油圧制御弁９２に入力される目標デューティ比を算出する。
【００３２】
次にＳ１０４において、ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合しているか否かを判定する。ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合している場合、ベーンロータ２０はハウジング１１に対して最遅角に位置している。Ｓ１０４ではカムシャフト４に設置されているカム角センサ４ａによって、ベーンロータ２０のハウジング１１に対する相対位相を検出する。これにより、ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合しているか否かを判断することができる。ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合していると判定する場合、Ｓ１０５に移行する。ストッパピン３０がブッシュ３２に嵌合していないと判定する場合、Ｓ１０８に移行する。
【００３３】
次にＳ１０５において、ベーンロータ２０のロックを解除する条件を満たしているか否かを判定する。ここで、図５を用いてベーンロータ２０のロックを解除する条件について説明する。
図５（ａ）にエンジン１の回転数と油圧制御弁９２の油温との関係から導かれるベーンロータ２０のロック解除を制御する領域（以下、「ロック解除制御実施領域」とする）を示す。また、図５（ｂ）には、ストッパピン３０を収容するベーンロータ２０に対して作用する力の関係を示す。図５（ｂ）に示すように、ベーンロータ２０には、吸気弁８の開閉によって発生するカムトルクＴｃ、遅角室５１、５２、５３、５４に供給される作動油の圧力によって発生する遅角油圧トルクＴｒｔｄ、および進角室５５、５６、５７、５８に供給される作動油の圧力によって発生する進角油圧トルクＴａｄｖ、が作用する。このとき、遅角油圧トルクＴｒｔｄは遅角方向、すなわち図５（ｂ）において左方向に作用する。また進角油圧トルクＴａｄｖは進角方向、すなわち図５（ｂ）において右方向に作用する。また、カムトルクＴｃは、吸気弁８の作動状態によって進角方向、遅角方向いずれの方向にも作用する。
【００３４】
ベーンロータ２０のロックを解除するとき、作動油が進角室５５、５６、５７、５８に供給される。このとき、エンジン１の回転数が高いと油圧制御弁９２に作動油を吐出するポンプ９０の駆動力は大きくなるため、進角室５５、５６、５７、５８に供給される作動油の圧力は高くなる。これにより、進角油圧トルクＴａｄｖが大きくなる。進角油圧トルクＴａｄｖが大きくなると、ストッパピン３０の側壁３３１がブッシュ３２の内壁面３２１に当接するため、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合は解除しにくくなる。すなわち、ベーンロータ２０のロックは解除しにくくなる。また、作動油の温度である油温が低いと作動油の粘度が高くなるため、油圧が高くなる。これによっても進角油圧トルクＴａｄｖは大きくなるため、ベーンロータ２０のロックは解除しにくくなる。したがって、エンジン１の回転数が高い領域または油温が低い領域において、ベーンロータ２０のロックを解除しにくい領域が存在する。したがって、図５（ａ）に示すようにエンジン１の回転数と油圧制御弁９２の油温との関係においてベーンロータ２０のロックを解除しにくい領域としてロック解除制御実施領域を設定する。
Ｓ１０５において、エンジン１の回転数と油圧ポンプ９０における作動油の油温との関係がロック解除制御実施領域にある場合、Ｓ１０６に移行する。エンジン１の回転数と油圧ポンプ９０における作動油の油温との関係がロック解除制御実施領域にない場合、Ｓ１０８に移行する。
【００３５】
次にＳ１０６において、保持デューティ比Ｄ１が油圧制御弁９２に入力される。保持デューティ比Ｄ１とは、図６（ｃ）に示すように進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとが０より大きい一定の値で同じになるように油圧制御弁９２に入力されるデューティ比である。ＥＣＵ９１は、「第１時刻」としての時刻ｔ１において保持デューティ比Ｄ１を油圧制御弁９２に入力する。これにより、油圧制御弁９２は作動油を供給し、進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとは時刻ｔ２において０より大きい同じ大きさのトルクとなる。このとき、ＥＣＵ９１は、エンジン１の回転数と作動油の油温から油圧を算出することで、進角油圧トルクＴａｄｖおよび遅角油圧トルクＴｒｔｄを算出する。また、ＥＣＵ９１は前回のバルブタイミング調整時にベーンロータ２０の位相を保持したときに学習した値を保持デューティ比Ｄ１として記憶しておいてもよい。
【００３６】
次にＳ１０７において、油圧制御弁９２に保持デューティ比Ｄ１を入力した時刻ｔ１から所定時間が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間として、図６（ａ）に示すようにクランクシャフト２の２回転、すなわち７２０度がカムシャフト４の１回転、すなわち３６０度に相当することから、クランクシャフト２が７２０度回転するのに要する時間以上とする。時刻ｔ１から所定時間が経過していると判定した場合、Ｓ１０８に移行する。時刻ｔ１から所定時間が経過していないと判定した場合、Ｓ１０６に戻り保持デューティ比Ｄ１が維持される。
【００３７】
次にＳ１０８において、油圧制御弁９２に目標デューティ比を入力する。具体的には図６（ｂ）に示すように時刻ｔ３において、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２に目標デューティ比を入力する。これにより、時刻ｔ４において進角油圧トルクＴａｄｖは大きくなり、遅角油圧トルクＴｒｔｄは小さくなる。バルブタイミング調整装置１０では、時刻ｔ３より前に嵌合孔３１に供給された油圧により、図６（ｄ）に示すように時刻ｔ５においてストッパピン３０の嵌合は解除されている。時刻ｔ４においてストッパピン３０の嵌合は解除されているので、図６（ｅ）に示すようにベーンロータ２０は進角する。これにより、ベーンロータ２０とハウジング１１とが相対回動可能となる。その後、遅角室５１、５２、５３、５４及び進角室５５、５６、５７、５８の油圧を制御することにより、クランク軸２に対するカムシャフト４の位相差が調整可能となる。
【００３８】
＜進角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を進角制御するとき、ＥＣＵ９１は、油圧制御弁９２に供給する駆動電流を制御する。油圧制御弁９２は、油圧ポンプ９０と進角通路９３とを接続し、遅角通路９４とオイルパン９５とを接続する。油圧ポンプ９０が吐出する作動油は、進角通路９３、６６、６３、６４を経由し、進角室５５、５６、５７、５８に供給される。一方、遅角室５１、５２、５３、５４の作動油は、遅角通路６１、６２、６５、９４を経由し、オイルパン９５に排出される。進角室５５、５６、５７、５８の油圧はベーン２２、２３、２４、２５に作用し、ベーンロータ２０を進角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ２０は、ハウジング１１に対し進角方向に回転する。
【００３９】
＜遅角作動時＞
バルブタイミング調整装置１０を遅角制御するとき、ＥＣＵ９１は、油圧制御弁９２に供給する駆動電流を制御する。油圧制御弁９２は、油圧ポンプ９０と遅角通路９４とを接続し、進角通路９３とオイルパン９５とを接続する。油圧ポンプ９０から吐出される作動油は、遅角通路９４、６５、６１、６２を経由し、遅角室５１、５２、５３、５４に供給される。一方、進角室５５、５６、５７、５８の作動油は進角通路６３、６４、６６、９３を経由し、オイルパン９５に排出される。遅角室５１、５２、５３、５４の油圧がベーン２２、２３、２４、２５に作用し、ベーンロータ２０を遅角方向に付勢するトルクを発生する。これにより、ベーンロータ２０は、ハウジング１１に対して遅角方向に回転する。
【００４０】
＜中間保持作動時＞
ベーンロータ２０が目標位相に到達すると、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２に供給する駆動電流のデューティ比を制御する。油圧制御弁９２は、油圧ポンプ９０と、遅角通路９４および進角通路９３との接続を遮断し、遅角室５１、５２、５３、５４および進角室５５、５６、５７、５８からオイルパン９５に作動油が排出されることを規制する。このため、ベーンロータ２０は目標位相に保持される。
なお、進角作動時、遅角作動時及び中間保持作動時では、油圧ポンプ９０からバルブタイミング調整装置１０の遅角側圧力室３７及び進角側圧力室３８に供給される油圧は遅角解除圧及び進角解除圧よりも高いので、ストッパピン３０と嵌合孔３１との嵌合は解除されている。
【００４１】
＜エンジン停止時作動＞
バルブタイミング調整装置１０の作動中にエンジン停止が指示されると、上記遅角作動時と同じように、ベーンロータ２０はハウジング１１に対して遅角方向に回転し、ロック位相である最遅角位置に位相制御される。また、エンジン停止指示後、エンジンの回転低下に伴って、バルブタイミング調整装置１０に供給される油圧は次第に低くなり、ストッパピン３０に印加される遅角側圧力室３７及び進角側圧力室３８の圧力も低下する。
【００４２】
（効果）
次に第１実施形態でのバルブタイミング調整装置１０の効果について説明する。
（Ａ）バルブタイミング調整装置１０では、ベーンロータ２０を目標位相に変更する前に、進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとが同じになるように保持する。前述したように、ストッパピン３０を収容するベーンロータ２０に対しては、カムトルクＴｃ、遅角油圧Ｔｒｔｄ、および進角油圧Ｔａｄｖが作用している。これら３つの力の大きさより、ベーンロータ２０のハウジング１１に対する相対位置が変化する。図７に、カムトルクＴｃ、遅角油圧トルクＴｒｔｄ、および進角油圧トルクＴａｄｖがベーンロータ２０に作用した場合のベーンロータ２０のハウジング１１に対する相対位置の変化を示す。図７（ｂ）の横軸は、カムトルクＴｃ、遅角油圧トルクＴｒｔｄ、および進角油圧トルクＴａｄｖの総和である合成トルクＴの大きさと方向を示している。ここで、合成トルクＴが遅角方向に向いているときを正、進角方向に向いているときを負とする。合成トルクＴが正である場合、ストッパピン３０の中心軸３０ａはブッシュ３２の中心軸３２ａに対して遅角方向にずれる。これにより、側壁３３１と内壁面３２１とは当接しないため、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合は解除しやすい。一方、合成トルクＴが負である場合、ストッパピン３０の中心軸３０ａは図７（ａ）に示すようにブッシュ３２の中心軸３２ａに対して進角方向にずれる。このとき、側壁３３１と内壁面３２１とは当接するため、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合は解除しにくい。
【００４３】
ここで、油圧制御弁９２に遅角油圧トルクＴｒｔｄと進角油圧トルクＴａｄｖとが同じになる保持デューティ比Ｄ１が入力されると、カムトルクＴｃの変動によって合成トルクＴが正となる時間が発生する。前述したように、合成トルクＴが正となる場合、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合は解除しやすくなる。保持デューティ比Ｄ１が入力されている油圧制御弁９２は、進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとが同じになるように保持する（図６（ｃ）参照）。このとき、図６（ａ）に示すようにカムトルクＴｃの作用方向は吸気弁８の作動状態によって正または負を周期的に変化している。したがって、進角油圧トルクＴａｄｖと遅角油圧トルクＴｒｔｄとが同じになるように保持されている場合であって、かつカムトルクＴｃが正となるとき、ストッパピン３０とブッシュ３２とは嵌合を解除しやすくなる。このとき、ストッパピン３０に油圧が作用することにより、ストッパピン３０とブッシュ３２との嵌合が解除される。これにより、エンジン始動時におけるストッパピン３０の作動不良によるベーンロータ２０のロック解除不良の発生を防止することができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を図８および図９に基づいて説明する。第２実施形態は、第１実施形態に対して、ベーンロータのロックを解除する手順が一部異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００４５】
図８に第２実施形態におけるバルブタイミング調整装置でのベーンロータ２０のロック解除の手順を示す。図８に示すように、Ｓ１０５でのＹｅｓ判定の次にＳ２０６において、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２に進角補正保持デューティ比Ｄ２を入力する。ここで、進角補正保持デューティ比Ｄ２とは、前述の保持デューティ比Ｄ１に比べてベーンロータ２０が進角方向に位相を保持することができるデューティ比である。具体的には、図９（ｃ）に示すように、進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力されることにより、進角油圧トルクＴａｄｖが遅角油圧トルクＴｒｔｄより高い値となる。なお、進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力されているとき、ストッパピン３０の側壁３３１とブッシュ３２の内壁面３２１とは当接していない。ＥＣＵ９１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」、「第２判定手段」、および「第３判定手段」に相当する。
【００４６】
次にＳ２０７において、圧力制御弁９２に進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力された時刻ｔ６から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間として、クランクシャフト２の２回転がカムシャフト４の１回転に相当することから、クランクシャフト２が７２０度回転するのに要する時間以上とする。時刻ｔ６から所定時間が経過している場合、Ｓ１０８に移行する。時刻ｔ６から所定時間が経過していない場合、Ｓ２０８に移行する。時刻ｔ６は、特許請求の範囲に記載の「第２時刻」に相当する。
【００４７】
次にＳ２０８において、ベーンロータ２０が進角しているか否かを判定する。第２実施形態のバルブタイミング調整装置では、時刻ｔ６から所定時間が経過する前の時刻ｔ７においてストッパピン３０の嵌合が解除されている場合、図９（ｅ）に示すようにベーンロータ２０は進角する。ベーンロータ２０の位相が変化していることは、カム角センサ４ａにより検出されたカム角に基づいて判定することができる。これにより、ストッパピン３０が嵌合しているか否かを判定することができる。ベーンロータ２０が進角していると判定されたとき、Ｓ１０８に移行する。ベーンロータ２０が進角していないと判定されたとき、Ｓ２０６に戻り、進角補正保持デューティ比Ｄ２が再度入力される。
【００４８】
第２実施形態のバルブタイミング調整装置では、ストッパピン３０の側壁３３とブッシュ３２の内壁面３２１とが当接しない程度にベーンロータ２０を進角させる進角補正保持デューティ比Ｄ２を入力する。進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力された場合、ストッパピン３０の嵌合が解除されるとベーンロータ２０は進角する。これにより、進角補正保持デューティ比Ｄ２を入力した時刻ｔ７において所定時間が経過する前にベーンロータ２０は進角する。したがって、第１実施形態の効果（Ａ）に加えて、所定時間の経過後に進角する第１実施形態に比べてベーンロータ２０を早く進角することができる。ベーンロータ２０の進角を早めることで、ベーンロータ２０の目標位相に早く到達することができる。
【００４９】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態を図１０および図１１に基づいて説明する。第３実施形態は、第１実施形態に対して、ベーンロータのロックを解除する手順が一部異なる。なお、第１実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５０】
図１０に示すように、Ｓ１０５でのＹｅｓ判定の次にＳ３０６において、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２での油圧の立ち上がり遅れを算出する。油圧制御弁９２では、ＥＣＵ９１からの所定の圧力を発生するデューティ比の入力に対して所定の圧力を発生するまでに時間を要する。Ｓ３０６では、ＥＣＵ９１で所定の圧力を発生するデューティ比を入力する時刻である入力時刻から実際に油圧制御弁９２で指令された油圧が発生する時刻である圧力発生時刻までの時間を算出する。ＥＣＵ９１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」、「第４判定手段」、および「第５判定手段」に相当する。
【００５１】
次にＳ３０７において、ベーンロータ２０にかかるカムトルクの作用方向が負であるか否かを判定する。前述したようにカムトルクの作用方向は吸気弁８の作動状態によって周期的に正または負となる。ここでは、カム角センサ４ａで検出したカム角よりカムトルクの作用方向が負であるか否かを判定する。カムトルクの作用方向が負であると判定されたとき、Ｓ３０８に移行する。カムトルクの作用方向が正であると判定されたとき、Ｓ１０６に移行する。
【００５２】
次にＳ３０８において、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２に対して遅角補正保持デューティ比Ｄ３を入力する。遅角補正保持デューティ比Ｄ３とは、前述の保持デューティ比に比べてベーンロータ２０が遅角方向に位相を保持するデューティ比である。具体的には、図１１（ｃ）に示すように、遅角補正保持デューティ比Ｄ３が入力されることにより、遅角油圧トルクＴｒｔｄが進角油圧トルクＴａｄｖより高い値となる。これにより、ベーンロータ２０はカムトルクの作用方向が負の場合にのみ、遅角方向に位相を変更する。
【００５３】
次にＳ３０９において、Ｓ１０６での保持デューティ比Ｄ１、またはＳ３０８での遅角補正保持デューティ比Ｄ３のいずれかが最初に油圧制御弁９２に入力された時刻ｔ８から所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間として、クランクシャフト２の２回転がカムシャフト４の１回転に相当することから、クランクシャフト２が７２０度回転するのに要する時間以上とする。時刻ｔ８から所定時間が経過している場合、Ｓ１０８に移行する。時刻ｔ８から所定時間が経過していない場合、Ｓ３０６に戻り油圧の立ち上がり遅れを算出する。時刻ｔ８は、特許請求の範囲に記載の「第３時刻」に相当する。
【００５４】
第３実施形態のバルブタイミング調整装置では、ベーンロータ２０に作用するカムトルクの作用方向が負であるとき、ＥＣＵ９１は油圧制御弁９２にベーンロータ２０の位相を遅角方向に変更する遅角補正保持デューティ比Ｄ３を入力する。遅角補正保持デューティ比Ｄ３が入力されると、進角油圧トルクＴｒｔｄに対して遅角油圧トルクＴａｄｖが大きくなる。これにより、カムトルクが負方向に作用してベーンロータ２０の位相を進角方向に変化することを防止する。これにより、時刻ｔ８から所定時間が経過するまでの間にベーンロータ２０のロックが解除された場合でのベーンロータ２０の予期せぬ動きを防止する。したがって、第１実施形態の効果（Ａ）に加えて、ベーンロータ２０による異音の発生を防止することができる。
【００５５】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態を図１２および図１３に基づいて説明する。第４実施形態は、第２実施形態および第３実施形態に対して、ベーンロータのロックを解除する手順が一部異なる。なお、第２実施形態および第３実施形態と実質的に同一の部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
【００５６】
図１２に示すようにＳ１０５でのＹｅｓ判定の次にＳ４０６において、エンジン１の回転数が低回転であるか否かを判定する。エンジン１の回転数が低回転であると判定するとき、Ｓ３０６に移行する。エンジン１の回転数が低回転でないと判定するとき、Ｓ２０６に移行する。このとき、ＥＣＵ９１は、特許請求の範囲に記載の「制御手段」、「第６判定手段」、「第７判定手段」、「第８判定手段」、「第９判定手段」および「第１０判定手段」に相当する。
【００５７】
第４実施形態のバルブタイミング調整装置１０では、エンジン１の回転数に合わせてベーンロータ２０のロック解除の手順を使い分ける。図１３にエンジン１の回転数と油温との関係から示されるロック解除制御実施領域を示す。ロック解除制御実施領域において、エンジン１の回転数が低い領域では第３実施形態におけるバルブタイミング調整装置１０での手順でベーンロータ２０のロックを解除する。第３実施形態におけるベーンロータ２０のロック解除手順では、カムトルクの作用によるベーンロータ２０での異音発生を防止することができる。すなわち、エンジン１の回転数が低い領域では異音が発生しない静音性を重視した手順でベーンロータ２０のロックを解除する。一方、エンジン１の回転数が高い領域では第２実施形態のバルブタイミング調整装置１０における手順でベーンロータ２０のロックを解除する。第２実施形態におけるベーンロータ２０のロック解除手順では、進角補正保持デューティ比Ｄ２が入力されてから所定時間が経過する前にストッパピン３０の嵌合が解除されている場合、ベーンロータ２０は進角を開始する。すなわち、エンジン１の回転数が高い領域では早くベーンロータ２０の進角を開始することができる。これにより、エンジン１の回転数にあわせた最適な手順でベーンロータ２０のロックを解除することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
（ア）上述の実施形態では、バルブタイミング調整装置は吸気弁に適用するとした。しかしながら、本発明のバルブタイミング調整装置を適用する弁はこれに限定されない。排気弁に適用してもよいし、吸気弁および排気弁の両方に同時に適用してもよい。本発明のバルブタイミング調整装置を排気弁に適用したとき、ストッパピンがブッシュに嵌合しているか否かを判定する場合、ベーンロータが最進角の位置にあるか否かで判定する。また、最遅角でも最進角でもない中間位置にあるか否かで判定してもよい。
【００５９】
（イ）上述の第３実施形態では、遅角補正保持デューティ比が入力されると図１１に示すように変化しない進角油圧トルクに対して遅角油圧トルクが大きくなるとした。しかしながら、トルクの変化の関係はこれに限定されない。遅角油圧トルクは変化しないが進角油圧トルクが小さくなってもよいし、また遅角油圧トルクが大きくなり、かつ進角油圧トルクが小さくなってもよい。
【００６０】
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ ・・・エンジン（内燃機関）、
２ ・・・クランクシャフト（駆動軸）、
２ａ ・・・クランク角センサ（駆動軸角度検出手段）、
４、５ ・・・カムシャフト（従動軸）、
４ａ ・・・カム角センサ（従動軸角度検出手段）、
８ ・・・吸気弁、
９ ・・・排気弁、
１０ ・・・バルブタイミング調整装置、
１１ ・・・ハウジング、
２０ ・・・ベーンロータ、
２２１ ・・・収容孔、
３０ ・・・ストッパピン（規制部材）、
３１ ・・・嵌合孔、
５１、５２、５３、５４・・・遅角室、
５５、５６、５７、５８・・・進角室、
９２ ・・・油圧制御弁（圧力発生手段）、
９１ ・・・ＥＣＵ（制御手段、第１判定手段、第２判定手段、第３判定手段、第４判定手段、第５判定手段、第６判定手段、第７判定手段、第８判定手段、第９判定手段、第１０判定手段）、
Ｄ１ ・・・保持デューティ比、
Ｄ２ ・・・進角補正保持デューティ比、
Ｄ３ ・・・遅角補正保持デューティ比、
ｔ１ ・・・時刻（第１時刻）、
ｔ６ ・・・時刻（第２時刻）、
ｔ８ ・・・時刻（第３時刻）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記進角室または前記遅角室に供給する作動油の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力値を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記進角室内の作動油の圧力と前記遅角室内の作動油の圧力とを同じにする保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力する時刻である第１時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第１判定手段と、
を備え、
前記第１判定手段により前記第１時刻から所定時間が経過したと判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力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】
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段を備え、
前記所定時間は、前記第１時刻から前記駆動軸角度検出手段により検出される前記駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長い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】
内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記進角室または前記遅角室に供給する作動油の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力値を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記遅角室内の作動油の圧力に比べて前記進角室内の作動油の圧力が高くなる進角補正保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力する時刻である第２時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第２判定手段と、
前記第２判定手段により前記第２時刻からの経過時間が所定時間未満であると判定するとき、前記ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化しているか否かを判定する第３判定手段と、
を備え、
前記第３判定手段により前記ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化していると判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力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４】
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段を備え、
前記所定時間は、前記第２時刻から前記駆動軸角度検出手段により検出される前記駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長い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】
内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記進角室または前記遅角室に供給する作動油の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力値を制御する制御手段と、
前記従動軸の回転角度を検出する従動軸角度検出手段と、
前記従動軸角度検出手段により検出される前記従動軸の角度から前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクの作用方向が進角方向であるか否かを判定する第４判定手段と、
を備え、
前記第４判定手段によりカムトルクの作用方向が進角方向であると判定するとき、前記制御手段は前記進角室内の作動油の圧力に比べて前記遅角室内の作動油の圧力が高くなる遅角補正保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力し、
前記第４判定手段によりカムトルクの作用方向が遅角方向である、またはカムトルクが作用していないと判定するとき、前記制御手段は前記進角室内の作動油の圧力と前記遅角室内の作動油の圧力とを同じにする保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力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６】
前記制御手段により前記保持デューティ比、または前記遅角補正保持デューティ比が前記圧力発生手段に最初に入力される時刻である第３時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第５判定手段を備え、
前記第５判定手段により前記第３時刻から所定時間が経過したと判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力す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調整装置。
【請求項７】
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段を備え、
前記所定時間は、前記第３時刻から前記駆動軸角度検出手段により検出される前記駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長いことを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記進角室または前記遅角室に供給する作動油の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力値を制御する制御手段と、
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段と、
前記従動軸の回転角度を検出する従動軸角度検出手段と、
前記駆動軸角度検出手段により検出される前記内燃機関の回転数が低回転か否かを判定する第６判定手段と、
前記従動軸角度検出手段により検出される前記従動軸の角度から前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクの作用方向が進角方向であるか否かを判定する第７判定手段と、
を備え、
前記第６判定手段により前記内燃機関の回転数が低回転であると判定し、かつ前記第７判定手段によりカムトルクの作用方向が進角方向であると判定したとき、前記制御手段は前記進角室内の作動油の圧力に比べて前記遅角室内の作動油の圧力が高くなる遅角補正保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力し、
前記第６判定手段により前記内燃機関の回転数が低回転であると判定し、かつ前記第７判定手段によりカムトルクの作用方向が遅角方向である、またはカムトルクが作用していないと判定したとき、前記制御手段は前記進角室内の作動油の圧力と前記遅角室内の作動油の圧力とを同じにする保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力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９】
前記制御手段により前記保持デューティ比、または前記遅角補正保持デューティ比が最初に前記圧力発生手段に入力される時刻である第４時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第８判定手段を備え、
前記第８判定手段により前記第４時刻から所定時間が経過したと判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力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】
前記第６判定手段により前記内燃機関の回転数が高回転であると判定したとき、前記制御手段は前記遅角室内の作動油の圧力に比べて前記進角室内の作動油の圧力が高くなる進角補正保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力することを特徴とする請求項８または９に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１１】
前記制御手段により前記進角補正保持デューティ比が最初に前記圧力発生手段に入力される時刻である第５時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第９判定手段を備え、
前記第９判定手段により前記第５時刻から所定時間が経過したと判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力することを特徴とする請求項１０に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１２】
前記第９判定手段により前記第５時刻からの経過時間が所定時間未満であると判定するとき、前記ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化しているか否かを判定する第１０判定手段を備え、
前記第１０判定手段により前記ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化していると判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力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】
前記所定時間は、前記第４時刻または前記第５時刻から前記駆動軸角度検出手段により検出される前記駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長いことを特徴とする請求項８から１２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１４】
前記制御手段は、前記制御手段が前記圧力発生手段に所定のデューティ比を入力する入力時刻から前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力が前記所定の圧力値となる時刻までの時間を前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力を前記所定の圧力値に制御する時刻から遡って所定のデューティ比を前記圧力発生手段に入力することを特徴とする請求項５から１３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１】
内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記進角室または前記遅角室に供給する作動油の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力値を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記進角室内の作動油の圧力と前記遅角室内の作動油の圧力とを同じにする保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力する時刻である第１時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第１判定手段と、
を備え、
前記第１判定手段により前記第１時刻から所定時間が経過したと判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力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】
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段を備え、
前記所定時間は、前記第１時刻から前記駆動軸角度検出手段により検出される前記駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長い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】
内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記進角室または前記遅角室に供給する作動油の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力値を制御する制御手段と、
前記制御手段が前記遅角室内の作動油の圧力に比べて前記進角室内の作動油の圧力が高くなる進角補正保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力する時刻である第２時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第２判定手段と、
前記第２判定手段により前記第２時刻からの経過時間が所定時間未満であると判定するとき、前記ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化しているか否かを判定する第３判定手段と、
を備え、
前記第３判定手段により前記ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化していると判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力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４】
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段を備え、
前記所定時間は、前記第２時刻から前記駆動軸角度検出手段により検出される前記駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長い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】
内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記進角室または前記遅角室に供給する作動油の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力値を制御する制御手段と、
前記従動軸の回転角度を検出する従動軸角度検出手段と、
前記従動軸角度検出手段により検出される前記従動軸の角度から前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクの作用方向が進角方向であるか否かを判定する第４判定手段と、
を備え、
前記第４判定手段によりカムトルクの作用方向が進角方向であると判定するとき、前記制御手段は前記進角室内の作動油の圧力に比べて前記遅角室内の作動油の圧力が高くなる遅角補正保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力し、
前記第４判定手段によりカムトルクの作用方向が遅角方向である、またはカムトルクが作用していないと判定するとき、前記制御手段は前記進角室内の作動油の圧力と前記遅角室内の作動油の圧力とを同じにする保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力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６】
前記制御手段により前記保持デューティ比、または前記遅角補正保持デューティ比が前記圧力発生手段に最初に入力される時刻である第３時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第５判定手段を備え、
前記第５判定手段により前記第３時刻から所定時間が経過したと判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力す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調整装置。
【請求項７】
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段を備え、
前記所定時間は、前記第３時刻から前記駆動軸角度検出手段により検出される前記駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長いことを特徴とする請求項６に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項８】
内燃機関の駆動軸の駆動力を従動軸に伝達するとともに前記駆動軸と前記従動軸との回転位相を可変にし、吸気弁及び排気弁の少なくとも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であって、
前記駆動軸または前記従動軸の一方とともに回転するハウジングと、
前記駆動軸または前記従動軸の他方とともに回転し、前記ハウジング内部を遅角室および進角室に仕切るベーンを有し、前記ハウジングに対して相対回動可能なベーンロータと、
前記進角室または前記遅角室に供給する作動油の圧力を発生する圧力発生手段と、
前記ベーンロータに形成される収容孔に摺動可能に収容され、前記ハウジングの回転軸方向の一方の内壁に形成された嵌合孔に嵌合することで前記ハウジングに対する前記ベーンロータの相対回動を拘束する規制部材と、
前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力値を制御する制御手段と、
前記駆動軸の回転角度を検出する駆動軸角度検出手段と、
前記従動軸の回転角度を検出する従動軸角度検出手段と、
前記駆動軸角度検出手段により検出される前記内燃機関の回転数が低回転か否かを判定する第６判定手段と、
前記従動軸角度検出手段により検出される前記従動軸の角度から前記吸気弁及び前記排気弁の少なくとも一方の開閉によって前記従動軸に作用するカムトルクの作用方向が進角方向であるか否かを判定する第７判定手段と、
を備え、
前記第６判定手段により前記内燃機関の回転数が低回転であると判定し、かつ前記第７判定手段によりカムトルクの作用方向が進角方向であると判定したとき、前記制御手段は前記進角室内の作動油の圧力に比べて前記遅角室内の作動油の圧力が高くなる遅角補正保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力し、
前記第６判定手段により前記内燃機関の回転数が低回転であると判定し、かつ前記第７判定手段によりカムトルクの作用方向が遅角方向である、またはカムトルクが作用していないと判定したとき、前記制御手段は前記進角室内の作動油の圧力と前記遅角室内の作動油の圧力とを同じにする保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力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９】
前記制御手段により前記保持デューティ比、または前記遅角補正保持デューティ比が最初に前記圧力発生手段に入力される時刻である第４時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第８判定手段を備え、
前記第８判定手段により前記第４時刻から所定時間が経過したと判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力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】
前記第６判定手段により前記内燃機関の回転数が高回転であると判定したとき、前記制御手段は前記遅角室内の作動油の圧力に比べて前記進角室内の作動油の圧力が高くなる進角補正保持デューティ比を前記圧力発生手段に入力することを特徴とする請求項８または９に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１１】
前記制御手段により前記進角補正保持デューティ比が最初に前記圧力発生手段に入力される時刻である第５時刻から所定時間を経過したか否かを判定する第９判定手段を備え、
前記第９判定手段により前記第５時刻から所定時間が経過したと判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力することを特徴とする請求項１０に記載のバルブタイミング調整装置。
【請求項１２】
前記第９判定手段により前記第５時刻からの経過時間が所定時間未満であると判定するとき、前記ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化しているか否かを判定する第１０判定手段を備え、
前記第１０判定手段により前記ベーンロータの位相が最遅角位置または最進角位置より変化していると判定するとき、前記制御手段は前記ベーンロータが目標位相となる作動油の圧力を前記進角室および前記遅角室の少なくとも１つに供給するデューティ比を前記圧力発生手段に入力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】
前記所定時間は、前記第４時刻または前記第５時刻から前記駆動軸角度検出手段により検出される前記駆動軸の回転角度が７２０度となる時刻までの時間より長いことを特徴とする請求項８から１２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１４】
前記制御手段は、前記制御手段が前記圧力発生手段に所定のデューティ比を入力する入力時刻から前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力が前記所定の圧力値となる時刻までの時間を前記圧力発生手段が発生する作動油の圧力を前記所定の圧力値に制御する時刻から遡って所定のデューティ比を前記圧力発生手段に入力することを特徴とする請求項５から１３のいずれか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２１９７６７（Ｐ２０１２−２１９７６７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８８９９８（Ｐ２０１１−８８９９８）
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１３日（２０１１．４．１３）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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