弁開閉時期調整システム
【課題】ロック機構部のロック解除動作が確実に行われるように従来の弁開閉時期制御を改善する。
【解決手段】弁開閉時期調整システムは、クランク軸に対するカム軸の回転位相を遅角位置と進角位置との間で変位させる変位機構部と、回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相でロックピンをロック凹部に係入することで回転位相をロックするロック機構部と、変位機構部とロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットを備えている。油圧回路の油圧動特性に関する特性情報を取得する特性取得部と、ロック解除行程において、ロックピンがロック凹部から係脱するまで回転位相を遅角位置に待機させる待機時間を特性情報に基づいて変更する待機時間変更部とが備えられている。
【解決手段】弁開閉時期調整システムは、クランク軸に対するカム軸の回転位相を遅角位置と進角位置との間で変位させる変位機構部と、回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相でロックピンをロック凹部に係入することで回転位相をロックするロック機構部と、変位機構部とロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットを備えている。油圧回路の油圧動特性に関する特性情報を取得する特性取得部と、ロック解除行程において、ロックピンがロック凹部から係脱するまで回転位相を遅角位置に待機させる待機時間を特性情報に基づいて変更する待機時間変更部とが備えられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を制御する弁開閉時期調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相（以下、単に回転位相と称する）を所定の中間回転位相（ロック回転位相またはロック位置）に保持するために、従動側回転部材に形成されたロック凹部とこのロック凹部に対して出退可能なロック体とからなる油圧式のロック機構を備えた弁開閉時期制御装置が知られている。なお、ここでは、ロック体がロック凹部に挿入されることをロックまたはロック動作、ロック体がロック凹部から離脱することをロック解除またはロック解除動作と呼んでいる。このように構成された弁開閉時期制御装置では、ロック要求やロック解除要求が発生した場合、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を変位させる動作及びロック動作やロック解除動作がスムーズに行われるように油圧制御弁を制御する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、１つの油圧制御弁で回転位相の変位と、ロックピンの動作の両方を制御する弁開閉時期制御装置が開示されている。この装置では、油圧制御弁への駆動信号（駆動電流）を制御する制御手段が、油圧制御弁に対する制御の制御領域を、複数の制御領域に区分すると共に、少なくとも１つの制御領域における駆動電流制御特性を他の制御領域における駆動電流制御特性と異ならせている。詳しくは、位相変位制御の精度・安定性の確保が要求される制御領域では、駆動電流制御の応答速度（時定数）をオーバーシュート・ハンチング防止可能な範囲内に設定し、一方、高応答化が要求される制御領域では、駆動電流制御の応答速度（時定数）を高応答化している。例えば、ロックピンをロック方向／ロック解除方向に駆動するロックピン制御領域では高応答化し、回転位相を運転条件に応じて設定した目標回転位相に変位制御する制御領域では、精度・安定性が確保できる低応答化する。
この装置では、ロック動作・ロック解除動作制御と回転位相変位制御とで異なる応答速度を設定することでそれぞれの動作が最適に行われることが意図されている。しかしながら、ロック要求またはロック解除要求を判定してから、ロック動作・ロック解除動作制御における応答速度の変更設定が行われるので、その判定タイミングが早すぎたり遅すぎたりすると、適正な弁開閉時期の制御ができないという不都合、特にロックピンがロック凹部から抜けないという不都合が生じる。
【０００４】
特許文献２には、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更可能にした位相可変機構と、吸気弁のリフト量を連続的に変更可能にした可変バルブリフト機構とを備えた内燃機関の制御装置が開示されている。この装置では、低負荷側の運転領域と高負荷側の運転領域でモードを分けており、各モードによって、早閉じ動作と遅閉じ動作を分け、吸気弁閉タイミング設定や目標気筒空気量を変化させている。また、モードが移行する際に、気筒空気量を適切に調整し、異常燃焼を確実に防止することができるとともに、ポンプ損失を低減し、機関運転効率を高めることができる。しかしながら、この装置では、低負荷側と高負荷側で運転領域を分けているが、可変バルブの制御動作におけるモード分けに関する記載がなく、弁開閉時期制御における制御モードの調整に関しては考慮されていない。
【０００５】
特許文献３には、クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、カムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材との相対位相（回転位相）を、可動する仕切りによって容積が相補的に可変する２種類の圧力室のそれぞれに対する作動流体の給排によって変位させる位相変換機構と、前記内燃機関の始動に適した中間ロック位相において前記相対位相を固定可能にするとともにその固定解除を作動流体によって行うロック機構とを備えた弁開閉時期制御装置が開示されている。回転位相変位のための作動油の供給を制御する第１制御弁と、ロック動作のための作動油の供給を制御する第２制御弁とが備えられている。制御ユニットには、エンジンの運転状態に応じた最適の相対位相を格納・記憶しており、別途検出される運転状態（エンジン回転数、冷却水温など）に対して、最適の相対位相が取得できるように構成されている。制御ユニットには、イグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦ情報、エンジン油温を検出する油温センサからの情報等も入力されている。この弁開閉時期制御装置は、運転状態に応じて最適な目標相対位相（目標回転位相）を算定する構成となっているが、算定された目標回転位相を実現するために油圧制御弁を駆動するための操作量の演算に関しては詳しく記載されていない。特に、回転位相を変位させる動作及びロック動作やロック解除動作がスムーズを行われるような油圧制御弁の制御に関しては特に考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１‐０５８４４４号公報（段落番号〔０００２−００１１〕〔００４３−００４９〕、図９）
【特許文献２】特開２００９‐２４３３７２号公報（段落番号〔００２９−０１２５〕、図５，１２）
【特許文献３】特開２００９‐０７４３８４号公報（段落番号〔００１２−００４０〕、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記実情に鑑み、本発明の目的は、ロック機構部の動作制御、特にロック解除動作が確実に行われるように従来の弁開閉時期制御を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の弁開閉時期調整システムは、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を遅角位置と進角位置との間で変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相でロックピンをロック凹部に係入することで前記回転位相をロックするロック機構部と、前記変位機構部と前記ロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁を含む油圧回路と、前記油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットとを含み、前記制御ユニットが、前記油圧回路の油圧動特性に関する特性情報を取得する特性取得部を備え、前記ロックピンのロック解除行程において、前記ロックピンが前記ロック凹部から係脱するまで前記回転位相を前記遅角位置に待機させる待機時間を前記特性情報に基づいて変更する待機時間変更部が備えられている。
【０００９】
前記ロックピンが前記ロック凹部から係脱するまで前記回転位相を前記遅角位置に待機させる待機時間が固定されていると、油圧動特性の変動によってロック機構部と変位機構部とに付与される油圧の作用タイミングがずれてしまうことで、ロック解除不良が生じる可能性がある。上記本発明の構成では、油圧動特性の変動による油圧の作用タイミングずれによるロック解除不良の可能性は、特性取得部によって取得される油圧動特性に基づいて前記回転位相を前記遅角位置に待機させる待機時間を適切に調整することで、低減される。
例えば、作動油の粘性や油圧の低下でロックピンをロック凹部から係脱する作用力の低下や遅れが生じた場合、待機時間を長くすることで、ロック解除動作が確実なものとなる。
【００１０】
油圧動特性値を決定付ける特性情報としては、油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数、その他、粘性と関連づけることができる油劣化度などが挙げられるので、前記特性情報が前記油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数、油劣化度のうち少なくとも１つを含むような構成を採用するとよい。但し、付加的なコストを考慮するなら、油温、油圧、油圧ポンプの回転数、油劣化度のうち他の目的で既に取得されるものを利用すると好都合である。例えば、油圧を直接油圧回路に装着した油圧センサから得るのはコストがかかるので、油圧ポンプの回転数から推定することが好ましい。
【００１１】
ロック解除不良は、十分でない待機時間によって引き起こされる可能性が高い。言い換えると、待機時間を長くすれば、ロック解除不良を防ぐことができる。しかしながら、必要以上に待機時間を長くすれば、制御系の時間応答性が悪化し、レスポンスの悪い操縦性につながる。従って、ロック解除不良が発生した場合、徐々に待機時間を長くして、ロック解除不良が発生しない最短の待機時間を見出すことが重要である。この目的のため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記ロック機構部におけるロック解除不良が検知された場合に前記待機時間を延長修正する修正部が前記待機時間変更部に備えられている。
【００１２】
修正部による待機時間の延長修正を毎回繰り返すといった冗長問題を低減するため、さらに好適な実施形態では、前記修正部が複数回のロック解除不良の学習結果から前記待機時間の修正量を算定する学習型修正部として構築される。これにより、適切な待機時間を確実にかつ迅速に決定できる。
【００１３】
ロック解除不良が発生に伴って待機時間が延長されていく場合、その延長時間に限界値を設ける必要がある。その限界値をロック機構部の異常発生のしきい値と連係させると、ロック機構部の故障を報知することができ、長期にわたって低燃費での走行や加速性のない走行を続けるという不都合が防止される。従って、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記待機時間変更部によって延長された前記待機時間がしきい値を越えたとき、異常信号を出力する異常判定部が備えられている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の弁開閉時期調整システムの基本的な制御の流れを概略的に図解する模式図である。
【図２】弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】規制機構及びロック機構の構成を示す分解図である。
【図５】エンジン始動時の規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図６】ロック状態を解除するときの規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図７】規制状態を解除するときの規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図８】規制解除状態及びロック解除状態を保持するときの規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図９】通常運転状態における進角制御時の規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１０】通常運転状態における規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１１】ロック動作開始時における規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１２】規制状態を実現するときの規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１３】ロック状態における規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１４】制御ユニットの機能を示す機能ブロック図である。
【図１５】待機時間変更部の機能を示す機能ブロック図である。
【図１６】異常判定部の機能を示す機能ブロック図である。
【図１７】ＶＶＴ機構に対する回転位相制御ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図１８】待機時間算定処理ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図１９】ロック不良判定処理ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図２０】始動からロック解除までの回転位相変位行程を図解する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の弁開閉時期調整システムの具体的な実施形態を説明する前に、この発明の概略的な説明を図１の模式図を用いて説明する。このシステムは、ここではフィードバック制御部を含む電子制御系から出力される駆動信号によって油圧制御される弁開閉時期調整機構（以下、ＶＶＴ機構と称する）１を備えている。ＶＶＴ機構１は、後で詳しく説明されるが、内燃機関（エンジンとも表記する）のクランク軸に対するカム軸の回転位相を進角方向または遅角方向に変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相で前記回転位相をロックするロック機構部とを備えている。変位機構部とロック機構部とは駆動信号（例えばＰＷＭ信号）によって駆動制御される油圧制御弁（図１では図示されていない）によって動作する。
【００１６】
全体的な制御の流れは、まず、エンジンＥＣＵ１１から与えられる回転位相の制御目標となる基本目標回転位相を補正して得られた目標回転位相と、制御量としての実回転位相（ＶＶＴ機構１の実角度）との偏差に基づいて操作量を演算出力する。さらに、この操作量から駆動信号を生成して、油圧制御弁へ出力する。なお、図では、基本目標回転位相はθ0で、目標回転位相はθで、偏差はΔθで、操作量はＳで、駆動信号はＤで、実回転位相はθrで示されている。
【００１７】
この発明の重要な特徴は、ロックピンのロック解除行程において、ロック機構部においてロック解除不良が生じた場合、遅角位置における回転位相を待機させる待機時間を延長することである。図１では、遅角位置における基本的な待機時間：ｔ0が算定された修正量：Δｔだけ延長された待機時間：ｔwとなり、これは制御本体であるフィードバック制御に渡されることが図解されている。
待機時間の変更は、ｔw＝ｔ0＋Δｔで示されている。
【００１８】
基本的な待機時間：ｔ0は、油圧制御弁を含む油圧回路の油圧動特性に関する特性情報に基づいて算定される。特性情報としては、油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数（エンジン回転数で代用可能）、油劣化度などが利用可能である。待機時間に最も影響を与えるのは油圧であるが、ここでは油圧を推定することができるパラメータとして油温（図ではＴで示されている）とエンジン回転数（図ではrpmで示されている）が採用されている。
さらに、ロック解除行程における油圧の作用状態からも待機時間の修正量を算定することができるという本願発明者の知見に基づき、実回転位相（実角度）の経時的変化、つまり変化率：rλも特性情報の１つとして採用されている。
このような特性情報を入力パラメータとして、一般にはマップ化される次の関係式：Ｍによって基本的な待機時間が算定可能である。
ｔ0＝Ｍ（Ｔ,rpm,λ）
あるいはｔ0＝Ｍ（Ｔ,rpm）でもよいし、ｔ0＝Ｍ（λ）でもよい。
【００１９】
修正量：Δｔは、ロック解除不良が判定されると、所定量として、または不良度合いに応じて算定される量として与えることができる。ロック解除不良は、目標回転位相に対する実回転位相の経時的の挙動から判定可能である。
【００２０】
さらに、図１では、待機時間：ｔwがしきい値：ｔthを越えたとき、ロック機構部に故障が発生したとみなして異常信号を出力する機能も図解されている。この異常信号はエンジンＥＣＵ１１に与えられることで、運転者に対して故障を報知する異常報知がなされる。
【００２１】
フィードバック制御自体は、よく知られた構成であり、ＶＶＴ機構１における回転位相の測定値（回転位相の実際値）である実角度（図ではθrで示されている）と、目標値である目標角度（図ではθで示されている）の差である偏差（図ではΔθで示されている）に基づいて、操作量：Ｓを演算する。さらに、演算された操作量から駆動信号：Ｄが生成され、油圧制御弁に出力される。
【００２２】
本発明に係る実施形態について図２から図１３に基づいて説明する。まずは、図２及び図３に基づいて、ＶＶＴ機構１の全体構成について説明する。
【００２３】
（全体構成）
弁開閉時期制御機構（以下単にＶＶＴ機構と称する）１は、エンジンのクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ２と、外部ロータ２に対して同軸上に配置され、カムシャフト１９と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ３とを備えている。
【００２４】
外部ロータ２は、カムシャフト１９が接続される側に取り付けられるリアプレート２１と、カムシャフト１９が接続される側とは反対側に取り付けられるフロントプレート２２と、リアプレート２１とフロントプレート２２とで挟まれるハウジング２３から構成される。外部ロータ２に内装される内部ロータ３は、カムシャフト１９の先端部に一体的に組み付けられ、外部ロータ２に対して一定の範囲内で相対回転が可能である。
【００２５】
クランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材１０を介してリアプレート２１のスプロケット部２１ａにその回転駆動力が伝達され、外部ロータ２が図３に示すＳ方向に回転駆動する。外部ロータ２の回転駆動に伴い、内部ロータ３がＲＤ方向に回転駆動してカムシャフト１９が回転する。
【００２６】
外部ロータ２のハウジング２３には、径内方向に突出する複数個の突出部２４を周方向に沿って互いに離間させて形成してある。この突出部２４と内部ロータ３とにより油圧室４が形成される。本実施形態においては、油圧室４を３箇所に設けてあるが、これに限られるものではない。
【００２７】
各油圧室４は、内部ロータ３の一部をなす仕切部３１又は内部ロータ３に取り付けられるベーン３２によって、進角室４１と遅角室４２とに二分されている。仕切部３１に形成された規制部材収容部５１とロック部材収容部６１には、それぞれ規制部材５とロック部材（ロックピンとも称する）６が収容され、規制機構５０及びロック機構部６０を構成している。なお本発明では、進角方向及び遅角方向の回転変位を行う機構全般を変位機構部とも呼んでいる。この変位機構部に規制機構５０も含まれている。これらの構成については後述する。
【００２８】
内部ロータ３に形成された進角通路４３は、進角室４１に連通している。同様に、内部ロータ３に形成された遅角通路４４は、遅角室４２に連通している。進角通路４３及び遅角通路４４は、油圧回路７を介して、進角室４１及び遅角室４２に作動油を供給又は排出して、変位機構部の主要素である仕切部３１又はベーン３２に油圧を作用させる。このようにして、外部ロータ２に対する内部ロータ３の相対回転位相を、図３の進角方向Ｄ１又は遅角方向Ｄ２へ変位させ、或いは、任意の位相に保持する。なお、作動油としてはエンジンオイルが用いられるのが一般的である。
【００２９】
外部ロータ２と内部ロータ３とが相対回転移動可能な一定の範囲は、油圧室４の内部で仕切部３１又はベーン３２が変位可能な範囲に対応する。進角室４１の容積が最大となるのが最進角位相であり、遅角室４２の容積が最大となるのが最遅角位相である。すなわち、相対回転位相は最進角位相と最遅角位相との間で変位可能である。
【００３０】
内部ロータ３とフロントプレート２２とに亘ってトーションスプリング８を設けてある。内部ロータ３及び外部ロータ２は、トーションスプリング８により、相対回転位相が進角方向Ｄ１に変位するよう付勢されている。
【００３１】
次に、油圧回路７の構成について説明する。油圧回路７は、エンジンにより駆動されて作動油の供給を行う油圧ポンプ７１と、進角通路４３及び遅角通路４４に対する作動油の供給及び排出を制御するソレノイド式油圧制御弁７２と、油圧ポンプ７１からの作動油を昇圧する昇圧機構７３、作動油を貯留するタンク７４とを備えている。
【００３２】
油圧制御弁７２は、制御ユニット９から出力される駆動信号に基づいて作動する。油圧制御弁７２は、進角通路４３への作動油の供給を許可し、遅角通路４４からの作動油の排出を許可して進角制御を行う第１の位置７２ａと、進角通路４３及び遅角通路４４への作動油の給排を禁止して位相保持制御を行う第２の位置７２ｂと、進角通路４３からの作動油の排出を許可し、遅角通路４４への作動油の供給を許可して遅角制御を行う第３の位置７２ｃとを備えている。油圧制御弁７２は、制御ユニット９から駆動信号に基づいて動作する。本実施形態の油圧制御弁７２は、制御ユニット９からからの駆動信号のない状態においては、第１の位置７２ａで進角制御を行うよう構成されている。
【００３３】
（規制機構）
相対回転位相を最遅角位相から中間ロック位相までの範囲（以下、「規制範囲Ｌr」と称する）に規制する規制機構５０の構成について、図４に基づき説明する。中間ロック位相とは、後述のロック機構部６０によってロックされるときの相対回転位相を指す。
【００３４】
規制機構５０は、主に段付き円筒形の規制部材５と、規制部材５を収容する規制部材収容部５１と、規制部材５が突入可能となるようリアプレート２１の表面に形成された長孔形状の規制凹部５２とから構成される。
【００３５】
規制部材５は、径が異なる円筒を４段積み重ねた形状である。この４段の円筒をリアプレート２１の側から順に、第１段部５ａ、第２段部５ｂ、第３段部５ｃ及び第４段部５ｄと称する。第２段部５ｂは第１段部５ａよりも径が小さくなるよう構成され、それよりフロントプレート２２の側では、第２段部５ｂ、第３段部５ｃ、第４段部５ｄと順に径が大きくなるように構成されている。なお、第３段部５ｃは、第１油圧室５５の容積を小さくして、第１油圧室５５に作動油が供給されたときの規制部材５の動作性を向上させるために設けてある。
【００３６】
第１段部５ａは規制凹部５２に突入可能に形成され、第１段部５ａが規制凹部５２に突入しているときは、相対回転位相が規制範囲Ｌr内に規制される。第４段部５ｄには円筒形の凹部５ｆが形成され、スプリング５３が収容される。また、規制部材５が付勢方向に移動するときの作動油の抵抗を緩和し、動作性を向上させるため、規制部材５の中心部には貫通孔５ｇが形成されている。
【００３７】
規制部材５とフロントプレート２２との間には栓部材５４を設け、この栓部材５４と凹部５ｆの底面との間にスプリング５３が取り付けられる。栓部材５４に形成した切欠部５４ａは、規制部材５がフロントプレート２２の側に移動する際に、作動油を不図示の排出流路によりＶＶＴ機構１の外部に排出可能とし、規制部材５の動作性の向上に寄与する。
【００３８】
規制部材収容部５１は、カムシャフト１９の回転軸芯（以下、「回転軸芯」と称する）の方向に沿って内部ロータ３に形成され、フロントプレート２２の側からリアプレート２１の側に亘って内部ロータ３を貫通している。規制部材収容部５１は、例えば径が異なる円筒状の空間を２段積み重ねた形状であって、規制部材５がその内部で移動可能なように形成してある。
【００３９】
規制凹部５２は、回転軸芯を中心とした円弧状であって、その径方向における位置は後述のロック凹部６２とはわずかに異なるよう形成してある。規制凹部５２は、規制部材５が第１端部５２ａと当接状態にあるときに、相対回転位相が中間ロック位相となるように、規制部材５が第２端部５２ｂと当接状態にあるときには、相対回転位相が最遅角位相となるように構成されている。すなわち、規制凹部５２は規制範囲Ｌrに対応している。
【００４０】
規制部材５は、規制部材収容部５１に収容されると共に、スプリング５３によってリアプレート２１の側に常時付勢されている。規制部材５の第１段部５ａが規制凹部５２に突入すると、相対回転位相が規制範囲Ｌr内に規制され、「規制状態」が作り出される。スプリング５３による付勢力に抗して、第１段部５ａが規制凹部５２から退出すると、規制状態が解除され、「規制解除状態」となる。
【００４１】
規制部材５を規制部材収容部５１に収容すると、規制部材５と規制部材収容部５１とによって第１油圧室５５が形成される。第１油圧室５５に作動油が供給され、油圧が第１受圧面５ｅに作用すると、規制部材５がスプリング５３の付勢力に抗してフロントプレート
２２の側に移動し、規制解除状態となる。第１油圧室５５に作動油を給排する流路の構成については後述する。
【００４２】
（ロック機構部）
相対回転位相を中間ロック位相にロックするロック機構部６０の構成について、図４に基づき説明する。ロック機構部６０は、主に段付き円筒形のロック部材６と、ロック部材６を収容するロック部材収容部６１と、ロック部材６が突入可能となるようリアプレート２１の表面に形成された円孔形状のロック凹部６２とから構成される。
【００４３】
ロック部材６は、例えば径が異なる円筒を３段積み重ねた形状である。この３段の円筒をリアプレート２１の側から順に、第１段部６ａ、第２段部６ｂ及び第３段部６ｃと称する。第１段部６ａ、第２段部６ｂ、第３段部６ｃと順に径が大きくなるように構成されている。
【００４４】
第１段部６ａはロック凹部６２に突入可能に形成され、第１段部６ａがロック凹部６２に突入している状態のときは、相対回転位相が中間ロック位相にロックされる。第３段部６ｃから第２段部６ｂの一部に亘って、円筒形の凹部６ｆが形成され、スプリング６３が収容される。また、ロック部材６が付勢方向に移動するときの作動油の抵抗を緩和し、動作性を向上させるため、ロック部材６の中心部には貫通孔６ｇが形成されている。
【００４５】
ロック部材６とフロントプレート２２との間には栓部材６４を設け、この栓部材６４と凹部６ｆの底面との間にスプリング６３が取り付けられる。栓部材６４に形成した切欠部６４ａは、ロック部材６がフロントプレート２２の側に移動する際に、作動油を不図示の排出流路によりＶＶＴ機構１の外部に排出可能とし、ロック部材６の動作性の向上に寄与する。
【００４６】
ロック部材収容部６１は、回転軸芯の方向に沿って内部ロータ３に形成され、フロントプレート２２の側からリアプレート２１の側に亘って内部ロータ３を貫通している。ロック部材収容部６１は、径が異なる円筒状の空間を３段積み重ねた形状であって、ロック部材６がその内部で移動可能なように形成してある。
【００４７】
ロック部材６は、ロック部材収容部６１に収容されると共に、スプリング６３によってリアプレート２１の側に常時付勢されている。ロック部材６の第１段部６ａがロック凹部６２に突入すると、相対回転位相が中間ロック位相にロックされ、「ロック状態」が作り出される。スプリング６３による付勢力に抗して、第１段部６ａがロック凹部６２から退出すると、ロック状態が解除され、「ロック解除状態」となる。
【００４８】
ロック部材６をロック部材収容部６１に収容すると、ロック部材６とロック部材収容部６１によって第２油圧室６５及び第３油圧室６６が形成される。第２油圧室６５に作動油が供給され、油圧が第２受圧面６ｄに作用すると、ロック部材６がスプリング６３の付勢力に抗してフロントプレート２２の側に移動し、ロック解除状態となる。また、第３油圧室６６に作動油が供給され、油圧が第３受圧面６ｅに作用すると、ロック部材６のロック解除状態が保持される。第２油圧室６５及び第３油圧室６６に作動油を給排する流路の構成については後述する。
【００４９】
次に、規制解除流路、ドレン流路、ロック解除流路及び連通流路について、図４と図５に基づき説明する。
【００５０】
（規制解除流路）
規制解除状態を実現するための規制解除流路は、規制時連通路８２と解除時連通路８３
とを備えている。規制時連通路８２は、後述するリアプレート通路８４、第１貫通路８５ａ及び供給路８５ｃからなり、規制状態を解除するために第１油圧室５５に作動油を供給する流路である。また、解除時連通路８３は、規制部材５が規制凹部５２から退出しているときに、規制解除状態を保持するために第１油圧室５５に作動油を供給する流路である。
【００５１】
リアプレート通路８４は、リアプレート２１の内部ロータ３の側の表面に形成された溝状の通路であり、進角室４１と連通している。リアプレート通路８４は、規制部材５が規制範囲Ｌr内における所定の進角側の範囲（以下、「規制解除可能範囲Ｌt」と称する）内にあるときにのみ、ロータ通路８５の一部をなす第１貫通路８５ａと連通可能なように構成されている。なお、規制解除可能範囲Ｌt内に規制部材５があるとは、第１段部５ａが完全に規制解除可能範囲Ｌtの領域に位置していることをいう。
【００５２】
ロータ通路８５は、内部ロータ３に形成される通路であり、第１貫通路８５ａ、第２貫通路８５ｂ、供給路８５ｃ及び排出路８５ｄからなる。第１貫通路８５ａ及び第２貫通路８５ｂは、内部ロータ３の径方向外側の側面に、回転軸芯の方向に沿って連続的に直線をなすように形成される。第１貫通路８５ａのリアプレート２１の側の端部は、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内にあるときに、リアプレート通路８４と連通するよう構成されている。また、第２貫通路８５ｂのフロントプレート２２の側の端部は、排出路８５ｄと接続している。供給路８５ｃは、第１貫通路８５ａと第２貫通路８５ｂの境界部から分岐し、第１油圧室５５に連通している。排出路８５ｄは内部ロータ３のフロントプレート２２の側の表面に平面視でＬ字状に形成されており、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌtよりも進角側の所定の範囲にあるときにのみ、後述の排出孔８７と連通するよう構成されている。
【００５３】
上述のように、規制時連通路８２は、リアプレート通路８４、第１貫通路８５ａ及び供給路８５ｃからなる。したがって、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内にあるときに、リアプレート通路８４と第１貫通路８５ａとが連通することにより、規制時連通路８２は第１油圧室５５に連通して作動油を供給し、第１受圧面５ｅに油圧を作用させて規制状態を解除する。
【００５４】
解除時連通路８３は、内部ロータ３内に形成された管状の通路であり、進角室４１と連通している。解除時連通路８３は、規制部材５が規制凹部５２から退出して規制解除状態となっているときに、第１油圧室５５に連通して進角室４１から作動油を供給し、第１受圧面５ｅに油圧を作用させて規制解除状態を保持する。
【００５５】
なお、規制部材５がスプリング５３の付勢力に抗してフロントプレート２２の側に移動するとき、解除時連通路８３が第１油圧室５５と連通するタイミングで、供給路８５ｃが第１段部５ａによって第１油圧室５５との連通を断たれるように構成してある。すなわち、第１油圧室５５に作動油を供給する通路は、規制時連通路８２或いは解除時連通路８３の何れかとなるよう択一的に構成されている。この構成により、第１油圧室５５から作動油を排出したい場合に、第１油圧室５５から供給路８５ｃ（後述のドレン油路８６の一部）を介して作動油を排出しつつ、解除時連通路８３からの作動油の供給を断つことができる。
ただし厳密には、規制時連通路８２と解除時連通路８３との切換時においては、規制時連通路８２及び解除時連通路８３の何れからも作動油が第１油圧室５５に供給されるように構成してある。これは、規制時連通路８２と解除時連通路８３との切換時に何れの連通路も第１油圧室５５に接続されない状況が生じると、第１油圧室５５が一時的に密閉状態となり、規制部材５の規制・解除動作の円滑性が損なわれてしまうのを防止するためである。
【００５６】
（ドレン流路）
ドレン流路８６は、規制部材５が規制凹部５２に突入するときに、規制部材５の移動抵抗となる第１油圧室５５内の作動油を速やかに排出するための流路である。ドレン流路８６は、供給路８５ｃ、第２貫通路８５ｂ、排出路８５ｄ及び排出孔８７からなる。排出孔８７は、フロントプレート２２を回転軸芯の方向に貫通するよう形成されている。
【００５７】
ドレン流路８６は、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌtよりも進角側の所定の範囲にあるときにのみ連通し、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内にあるときには連通しないように構成してある。この構成により、リアプレート通路８４と第１貫通路８５ａが連通しているときに、進角室４１から供給された作動油が、そのままドレン流路８６を経由して排出されるのを防止する。
【００５８】
（ロック解除流路）
ロック解除流路８８は、内部ロータ３内に形成された管状の通路であり、遅角室４２と連通している。ロック解除流路８８は、第２油圧室６５に遅角室４２から作動油を供給して、第２受圧面６ｄに油圧を作用させ、ロック部材６をロック凹部６２から退出させるための流路である。
【００５９】
（連通流路）
連通流路８９は、内部ロータ３内に形成された管状の通路であり、規制解除状態かつロック部材６がフロントプレート２２の側にある程度移動した状態で、第１油圧室５５と第３油圧室６６とを連通するように構成されている。解除時連通路８３、第１油圧室５５、連通流路８９及び第３油圧室６６が連通すると、進角室４１から第１油圧室５５に供給された作動油が第３油圧室６６にも供給されるため、規制解除状態とロック解除状態を保持することができる。
【００６０】
（ロック解除時及び規制解除時の動作）
以上説明した規制機構５０、ロック機構部６０及び各流路を用いて、ロック状態を解除する手順について、図５〜図８に基づき説明する。
【００６１】
エンジン始動時の状態を図５に示す。エンジン始動時には、油圧制御弁７２が第１の位置７２ａにあるため進角制御を行う。しかし、規制部材５は規制解除可能範囲Ｌtの範囲外にあるため、規制時連通路８２からは第１油圧室５５に作動油が供給されない。また、解除時連通路８３も第１油圧室５５と連通していないため、第１油圧室５５に作動油が供給されない。よって、ロック状態が維持される。
【００６２】
エンジン始動後、まずロック状態を解除するために、遅角制御に切り換えたときの状態を図６に示す。このとき、ロック解除流路８８を介して遅角室４２から第２油圧室６５に作動油が供給され、ロック部材６がロック凹部６２から退出してロック状態が解除される。ロック状態が解除されると、規制部材５は規制凹部５２内で遅角方向に移動する。
【００６３】
図示しない位相センサが、規制部材６が規制解除可能範囲Ｌt内に位置する相対回転位相となったことを検知すると、ＥＣＵ７３は進角制御に切り換える。このときの状態を図７に示す。リアプレート通路８４と第１貫通路８５ａとが連通しているため、規制時連通路８２から第１油圧室５５に作動油が供給される。すると、規制部材５は規制凹部５２から退出し、規制状態が解除される。
【００６４】
進角制御によって、規制解除状態及びロック解除状態を保持しているときの状態を図８に示す。このとき、第１油圧室５５と第３油圧室６６とは連通流路８９により連通するから、進角室４１から第１油圧室５５に供給される作動油は、第３油圧室にも供給されることになる。その結果、規制解除状態及びロック解除状態が保持される。
【００６５】
（通常運転状態における動作）
次に、上述の手順により規制解除状態及びロック解除状態が実現され、通常の運転状態となったときの動作について、図９及び図１０に基づき説明する。
【００６６】
通常の運転状態において、進角制御を行ったときの状態を図９に示す。進角制御のときには上述のとおり、進角室４１、解除時連通路８３、第１油圧室５５、連通流路８９及び第３油圧室６６が連通するから、規制解除状態及びロック解除状態が保持された状態で進角作動する。
【００６７】
通常の運転状態において、遅角制御を行ったときの状態を図１０に示す。このとき、遅角室４２から第２油圧室６５に作動油が供給されるので、ロック解除状態が保持される。一方、第１油圧室５５には作動油が供給されないので、規制部材５はスプリング５３によって付勢され、リアプレート２１と当接する。しかし、規制部材５はリアプレート２１の表面上を滑動するので、運転に支障をきたすことはない。また、規制凹部５２とロック凹部６２は径方向にずらした位置に形成しているため、規制部材５がロック凹部６２に突入することはない。
【００６８】
（規制時及びロック時の動作）
最後に、まず規制状態とした後、ロック状態とする手順について、図１１〜図１３に基づき説明する。
【００６９】
進角制御により、排出路８５ｄと排出孔８７とが連通して、ドレン流路８６が機能する位置するまで位相回転させた状態を図１１に示す。このとき、進角室４１から第１油圧室５５及び第３油圧室６６に作動油が供給されるため、規制解除状態及びロック解除状態を保持している。ドレン流路８６が連通しているため、次の手順において規制部材５を規制凹部５２に突入させるときに、第１油圧室５５から作動油を排出し、速やかに規制状態とすることができる。
【００７０】
遅角制御に切り換えて、規制状態が実現した状態を図１２に示す。規制部材５が規制凹部５２に突入してからも遅角制御を維持すると、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内に位置して、次に進角制御に切り換えたとき、規制状態が解除されてしまう。このため、規制状態となった後は、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内に位置して、リアプレート通路８４と第１貫通路８５ａとが連通する前に進角制御に切り換える必要がある。
【００７１】
規制部材５が規制解除可能範囲Ｌtに入る前に、進角制御に切り換えると、第１油圧室５５には作動油が供給されないので、規制部材５は規制凹部５２から退出せずに進角作動する。その結果、規制部材５が規制凹部５２の第１端部５２ａに当接する。このとき、連通流路８９への作動油供給が断たれているので、ロック部材６はスプリング６３によって付勢され、ロック凹部６２に突入し、図１３に示したロック状態が実現される。
【００７２】
上述したように構成されたＶＶＴ機構１の変位機構部とロック機構部とを、エンジンＥＣＵ１１からの動作指令に基づいて制御する制御ユニット９を、図１４に示された機能ブロック図を用いて説明する。この実施形態では、エンジンＥＣＵ１１からの動作指令には、基本目標角度（回転位相）及びその動作行程におけるロック動作またはロック解除動作の有無情報が含まれているとする。ロック動作またはロック解除動作の有無情報は、基本目標角度から、制御ユニット９側で判定してもよい。
【００７３】
制御ユニット９は、データ入出力部９１、特性取得部９２、ロック解除命令部９３、目標算定部９４、待機時間変更部９５、フィードバック制御部９６、ロック解除不良判定部９７、異常判定部９８を含んでいる。データ入出力部９１は、エンジンＥＣＵ１１から送られてくる基本目標角度やその他の図示されていないＥＣＵ等からデータを受け取り、要求している制御ユニット９内の各機能部に転送する。エンジンＥＣＵ１１からの基本目標角度：θ0は目標算定部９４に転送さら、基本目標角度：θ0から読み取られたロック動作またはロック解除動作の有無情報：Ｒon,Ｒoffはロック解除命令部９３に転送される。
【００７４】
特性取得部９２は、油圧回路７の油圧動特性に関する特性情報として、センサＥＣＵ１２からエンジン回転数や油温を取得する機能や、実角度（図ではθrで示されている）も取得する機能を備えることができる。この実施形態の特性取得部９２は、図１５に示すように、経時的に入ってくる実角度からＶＶＴ機構１の回転変位変化率：λを演算する微分器９２１と、この回転変位変化率：λから油圧を推定する油圧推定部９２２を備えている。
ロック解除命令部９３は、ロック解除不良部９７からのロック解除正常信号やロック解除不良及びロック動作またはロック解除動作の有無情報を入力し、ロック解除命令を出力する。
目標算定部９４は、データ入出力部９１から受け取った基本目標角度、ロック解除命令部９３から受け取ったロック動作またはロック解除動作の有無情報、待機時間変更部９５から受け取った待機時間などに基づいて、目標角度を算定する。なお、この実施形態の目標算定部９４は、回転位相変位制御においてロック解除動作やロック動作を伴うかどうかによって油圧制御の応答性の変更するための信号（図ではＨとＬで示されている）も出力する。
【００７５】
待機時間変更部９５は、図１５に詳しく図解されているように、待機時間算定部９５１と学習型修正部９５２を備えている。待機時間算定部９５１は、特性取得部９２から得られた特性情報を入力パラメータとして油圧―待機時間マップを用いて基本待機時間を導出する。なお、この実施形態では複数の油圧―待機時間マップが用意されており、使用する油圧―待機時間マップは、学習型修正部９５２からのマップ選択情報に基づいて行われる。この油圧―待機時間マップの選択は、単に油圧推定部９２２からの推定油圧によって行ってもよい。学習型修正部９５２は、ロック解除不良判定部９７から出力されるロック解除不良の回数をカウントし、そのカウントされたロック解除不良回数と推定油圧から修正出力部９５３が修正量を算出する。ここでも、修正量は、ロック解除不良回数だけで算出してもよい。その算出アルゴリズムは、よく知られた学習型で構築することができる。
ロック解除不良は、実角度が変化しないことで検知できるので、ロック解除不良判定部９７には目標角度と実角度が入力されており、ロック解除不良判定部９７は所定タイミングにおける実角度の無変化からロック解除不良を判定する。
【００７６】
フィードバック制御部９６は、偏差算出部９６１、ＰＩＤ制御器９６２、駆動制御部９６３を含んでいる。偏差算出部９６１は、目標算定部９４から送られてきた目標角度と制御量である実角度との差から偏差を算出する。ＰＩＤ制御器９６２は、よく知られているように、偏差を入力として操作量を出力する。なお、ＰＩＤ制御器に代えて、他の形式の制御器を採用してもよい。駆動制御部９６３は、ＰＩＤ制御器９６２から出力された操作量に基づいて、ＶＶＴ機構１の油圧制御弁７２のソレノイドを駆動する駆動信号（この実施形態ではＰＷＭ信号）を生成して出力する。
【００７７】
異常判定部９８は、図１６に示すように、待機時間変更部９４で算定された待機時間が予め設定された所定時間を上回ったことで異常を検出するしきい値判定を採用している。異常が検知されると異常信号が正常信号に代えて出力される。この異常信号や正常信号は、一般には異常フラグまたは正常フラグの形態で実施される。
【００７８】
上述したように構成された、本発明に係る弁開閉時期調整システムの実施形態における、ＶＶＴ機構１に対する回転位相制御ルーチンの一例を図１７から図１９のフローチャートを用いて説明する。
【００７９】
このルーチンがスタートすると、まずエンジン始動後のＶＶＴ機構１に対する回転位相の最適角度（目標角度）が進角側かどうかチェックされる（＃３１）。このチェックで進角側であるなら（＃３１Yes分岐）、ロック解除が必要となるので、ロック解除命令が設定される（＃３２）。次のステップで、ロック解除命令が設定されているかどうかチェックされる（＃３３）。ロック解除命令が設定されていると（＃３３Yes分岐）、待機時間算定処理が実行される（＃４０）。この待機時間算定処理は以下に説明するが、この処理により、回転位相が中間位置（中間回転位相）であるロック位置より遅角側でロックピンがロック凹部から抜き出るまでその変位を中止する待機時間が算定され、回転位相変位の待機が実行される。
【００８０】
図１８に示されている待機時間算定処理（＃４０）に入ると、まず目標角度として遅角領域の所定角度が設定される（＃４１）。次いで、現状の制御量である実角度が読み込まれる（＃４２）。経時的に取得している実角度から実角度の微分値、つまり回転位相変位の変化量が演算される（＃４３）。演算された回転位相変位の変化量から油圧が推定され（＃４４）、この推定油圧から油圧・待機時間マップを用いて待機時間が導出される（＃４５）。ここで、ロック解除不良信号がでているかどうか、言い換えるとロック解除不良フラグがたっているかどうか、チェックされる（＃４６）。ロック解除不良信号が出ていなければ（＃４６No分岐）、そこでこの待機時間算定処理を終了し、ロック解除不良信号が出ていなれば（＃４６Yes分岐）、待機時間を延長すべく修正した後、この待機時間算定処理を終了する。
【００８１】
待機時間算定処理から戻ると、待機時間算定処理で設定された遅角領域の所定角度位置（所定回転変位位置）での、同様に待機時間算定処理で算定された待機時間が既に経過しているかチェックされる（＃５１）。待機時間が経過していると（＃５１Yes分岐）、目標角度をＶＶＴ機構１の最適角度に設定する（＃５２）。さらに、以下に示すロック不良判定処理が実行される（＃６０）。ステップ＃５１のチェックでまだ待機時間になっていない場合（＃５１No分岐）、ステップ＃５２の目標角度の設定と＃６０のロック不良判定処理は省略される。
【００８２】
図１９に示されているロック不良判定処理（＃６０）に入ると、まず、設定されている目標角度が進角側であり、かつ実角度が「０」（中間回転位相位置、つまり中間ロック位置を意味する）の状態で所定時間経過しているがどうかがチェックされる（＃６１）。ここでは、このロック不良判定処理は、中間ロック位置から進角方向への回転位相変位行程において、所定時間がたってもロックが解除されずに回転位相が中間ロック位置のまま変位しなければ、ロック解除不良とみなすという処理となっている。このため、ステップ＃６１のチェックでYes分岐の場合、ロック解除不良とみなされ、ロック解除不良信号が出力され、またはロック解除不良フラグが立てられる（＃６２）。されに、ロック解除不良回数がカウントされ、このカウント値と推定油圧とから待機時間の修正量が算出され、この不良判定処理を終了する（＃６３）。
ステップ＃６１のチェックでNo分岐の場合、ロック解除不良が生じていないとみなされ、ロック解除命令がクリアされるとともに（＃６４）、ロック解除不良信号もクリアされる（＃６５）。さらに、待機時間修正量が「０」にリセットされ、この不良判定処理を終了する（＃６６）。
【００８３】
ロック不良判定処理から戻ると、実角度が読み込まれ（＃７１）、目標角度と実角度の差分を入力としてＰＩＤ制御による制御量の演算が行われる（＃７２）。さらに、制御量から駆動信号が生成され、油圧制御弁７２に送信される（＃７３）。なお、ステップ＃３１やステップ＃３３でNo分岐した場合には、直接このステップ＃７１から＃７３までの実質的なフィードバック制御に移行する。最後に、ＶＶＴ機構１に異常（故障等）が発生しているかどうかのチェックとして、その異常発生判定条件としてのしきい値と待機時間が比較される（＃７４）。待機時間がこのしきい値を上回った場合（＃７４Yes分岐）、異常発生とみなされ、異常発生信号が出力される（＃７４）。待機時間がこのしきい値以下の場合（＃７４No分岐）、ステップ＃３３に戻って、この回転位相制御ルーチンが続行される。
【００８４】
上述した回転位相制御ルーチンを繰り返すことで、所望の回転位相変位が実現するが、その一行程（始動からロック解除まで）を図２０の模式図を用いて説明する。
図示されていないがこの行程の出発点は、運転停止時であり、規制ピン５とロックピン６のそれぞれが規制凹部５２とロック凹部６２に突入している。
【００８５】
ステップ（１）
図示されていないが、始動時には、一旦進角室４１に油圧がかけられた後、遅角制御のために遅角室４２に作動油が供給される。その際、遅角室４２に供給された作動油がロック凹部６２に進入して、ロックピン６を押し上げる。
ステップ（２）
ロックピン６がロック凹部６２から持ち上げられると遅角室４２にかけられた油圧により回転位相が遅角方向に変位する。
ステップ（３）
所定の回転位相まで変位すると、遅角室４２への作動油の供給が停止され、次いで進角制御のために進角室４１に作動油が供給される。進角室４１に供給された作動油が規制ピン５を規制凹部５２から持ち上げるためと、ロックピン６の持ち上げ（ロック解除）を保持するためにも利用される。
ステップ（４）
規制ピン５が規制凹部５２から持ち上げられると進角室４１にかけられた油圧により回転位相が進角方向に変位する。
ステップ（５）
さらに、回転位相の進角方向への変位が、ロックピン６の持ち上げ（ロック解除）が保持されているので、ロック位置を越えてさらに進む。これにより、加速に適した進角位置まで変位が続行する。
【００８６】
〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、制御ユニット７の機能を分かりやすく説明するため、その構成を機能別にブロック化しているが、この機能ブロックは説明目的であり、本発明がこのように区画された機能ブロックに限定されるわけではない。例えば、特性取得部９２、ロック解除命令部９３、目標算定部９４、待機時間変更部９５、ロック解除不良判定部９７、異常判定部９８のいずれかを組み合わせて構築してもよい。また、制御ユニット７自体をエンジンＥＣＵ１１内に構築してもよい。逆に、制御ユニット７の機能を分割して、第２の制御ユニットに構築するようなしてもよい。
（２）制御ユニット７に導入されている種々の関数やマップは、便宜上使用された語句であり、入力パラメータに基づいて出力する演算器、テーブル、ニューラルネットワーク、データベースなど、種々の形態を含むものである。
（３）特性取得部９２の微分器９２１で求められる変位変化率：λは、遅角方向の回転位相変位から求めてもよいし、または進角方向の回転位相変位から求めてもよい。
（４）上述した実施の形態での待機時間変更部９６の構成は１つの実施形態であり、特性情報に基づいて待機時間を変更する機能を持つ構成であれば、任意の構成を採用することができる。特に複数の入力パラメータから待機時間を導出するマップの構築は好適な実施形態である。
（５）ここで用いられている油圧という言葉は、流体圧を意味しており、ここでの作動油は、本発明の枠内において種々の圧力を伝達する流体に置き換え可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相で前記回転位相をロックするロック機構部と、前記変位機構部と前記ロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁を含む油圧回路と、前記油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットを備えた弁開閉時期調整システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１：ＶＶＴ機構
３１：仕切部（変位機構部）
３２：ベーン（変位機構部）
４１：進角室
４２：遅角室
５：規制ピン
５２：規制凹部
６０：ロック機構部
６：ロック部材（ロックピン）
６２：ロック凹部
７：油圧回路
７１：油圧ポンプ
７２：油圧制御弁
９：制御ユニット
９２特性取得部
９２１：微分器
９２２：油圧推定部
９４：目標算定部
９５：待機時間変更部
９５１：修正時間算定部
９５２：学習型修正部（修正部）
９６：フィードバック制御部
９６１：偏差算出部
９６２：ＰＩＤ制御器
９６３：駆動制御部
９７：ロック解除不良判定部
９８：異常判定分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランクシャフトと同期して回転する駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を制御する弁開閉時期調整システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相（以下、単に回転位相と称する）を所定の中間回転位相（ロック回転位相またはロック位置）に保持するために、従動側回転部材に形成されたロック凹部とこのロック凹部に対して出退可能なロック体とからなる油圧式のロック機構を備えた弁開閉時期制御装置が知られている。なお、ここでは、ロック体がロック凹部に挿入されることをロックまたはロック動作、ロック体がロック凹部から離脱することをロック解除またはロック解除動作と呼んでいる。このように構成された弁開閉時期制御装置では、ロック要求やロック解除要求が発生した場合、駆動側回転部材に対する従動側回転部材の相対回転位相を変位させる動作及びロック動作やロック解除動作がスムーズに行われるように油圧制御弁を制御する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、１つの油圧制御弁で回転位相の変位と、ロックピンの動作の両方を制御する弁開閉時期制御装置が開示されている。この装置では、油圧制御弁への駆動信号（駆動電流）を制御する制御手段が、油圧制御弁に対する制御の制御領域を、複数の制御領域に区分すると共に、少なくとも１つの制御領域における駆動電流制御特性を他の制御領域における駆動電流制御特性と異ならせている。詳しくは、位相変位制御の精度・安定性の確保が要求される制御領域では、駆動電流制御の応答速度（時定数）をオーバーシュート・ハンチング防止可能な範囲内に設定し、一方、高応答化が要求される制御領域では、駆動電流制御の応答速度（時定数）を高応答化している。例えば、ロックピンをロック方向／ロック解除方向に駆動するロックピン制御領域では高応答化し、回転位相を運転条件に応じて設定した目標回転位相に変位制御する制御領域では、精度・安定性が確保できる低応答化する。
この装置では、ロック動作・ロック解除動作制御と回転位相変位制御とで異なる応答速度を設定することでそれぞれの動作が最適に行われることが意図されている。しかしながら、ロック要求またはロック解除要求を判定してから、ロック動作・ロック解除動作制御における応答速度の変更設定が行われるので、その判定タイミングが早すぎたり遅すぎたりすると、適正な弁開閉時期の制御ができないという不都合、特にロックピンがロック凹部から抜けないという不都合が生じる。
【０００４】
特許文献２には、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変更可能にした位相可変機構と、吸気弁のリフト量を連続的に変更可能にした可変バルブリフト機構とを備えた内燃機関の制御装置が開示されている。この装置では、低負荷側の運転領域と高負荷側の運転領域でモードを分けており、各モードによって、早閉じ動作と遅閉じ動作を分け、吸気弁閉タイミング設定や目標気筒空気量を変化させている。また、モードが移行する際に、気筒空気量を適切に調整し、異常燃焼を確実に防止することができるとともに、ポンプ損失を低減し、機関運転効率を高めることができる。しかしながら、この装置では、低負荷側と高負荷側で運転領域を分けているが、可変バルブの制御動作におけるモード分けに関する記載がなく、弁開閉時期制御における制御モードの調整に関しては考慮されていない。
【０００５】
特許文献３には、クランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、カムシャフトに対して一体回転する従動側回転部材との相対位相（回転位相）を、可動する仕切りによって容積が相補的に可変する２種類の圧力室のそれぞれに対する作動流体の給排によって変位させる位相変換機構と、前記内燃機関の始動に適した中間ロック位相において前記相対位相を固定可能にするとともにその固定解除を作動流体によって行うロック機構とを備えた弁開閉時期制御装置が開示されている。回転位相変位のための作動油の供給を制御する第１制御弁と、ロック動作のための作動油の供給を制御する第２制御弁とが備えられている。制御ユニットには、エンジンの運転状態に応じた最適の相対位相を格納・記憶しており、別途検出される運転状態（エンジン回転数、冷却水温など）に対して、最適の相対位相が取得できるように構成されている。制御ユニットには、イグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦ情報、エンジン油温を検出する油温センサからの情報等も入力されている。この弁開閉時期制御装置は、運転状態に応じて最適な目標相対位相（目標回転位相）を算定する構成となっているが、算定された目標回転位相を実現するために油圧制御弁を駆動するための操作量の演算に関しては詳しく記載されていない。特に、回転位相を変位させる動作及びロック動作やロック解除動作がスムーズを行われるような油圧制御弁の制御に関しては特に考慮されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１‐０５８４４４号公報（段落番号〔０００２−００１１〕〔００４３−００４９〕、図９）
【特許文献２】特開２００９‐２４３３７２号公報（段落番号〔００２９−０１２５〕、図５，１２）
【特許文献３】特開２００９‐０７４３８４号公報（段落番号〔００１２−００４０〕、図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記実情に鑑み、本発明の目的は、ロック機構部の動作制御、特にロック解除動作が確実に行われるように従来の弁開閉時期制御を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の弁開閉時期調整システムは、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を遅角位置と進角位置との間で変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相でロックピンをロック凹部に係入することで前記回転位相をロックするロック機構部と、前記変位機構部と前記ロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁を含む油圧回路と、前記油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットとを含み、前記制御ユニットが、前記油圧回路の油圧動特性に関する特性情報を取得する特性取得部を備え、前記ロックピンのロック解除行程において、前記ロックピンが前記ロック凹部から係脱するまで前記回転位相を前記遅角位置に待機させる待機時間を前記特性情報に基づいて変更する待機時間変更部が備えられている。
【０００９】
前記ロックピンが前記ロック凹部から係脱するまで前記回転位相を前記遅角位置に待機させる待機時間が固定されていると、油圧動特性の変動によってロック機構部と変位機構部とに付与される油圧の作用タイミングがずれてしまうことで、ロック解除不良が生じる可能性がある。上記本発明の構成では、油圧動特性の変動による油圧の作用タイミングずれによるロック解除不良の可能性は、特性取得部によって取得される油圧動特性に基づいて前記回転位相を前記遅角位置に待機させる待機時間を適切に調整することで、低減される。
例えば、作動油の粘性や油圧の低下でロックピンをロック凹部から係脱する作用力の低下や遅れが生じた場合、待機時間を長くすることで、ロック解除動作が確実なものとなる。
【００１０】
油圧動特性値を決定付ける特性情報としては、油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数、その他、粘性と関連づけることができる油劣化度などが挙げられるので、前記特性情報が前記油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数、油劣化度のうち少なくとも１つを含むような構成を採用するとよい。但し、付加的なコストを考慮するなら、油温、油圧、油圧ポンプの回転数、油劣化度のうち他の目的で既に取得されるものを利用すると好都合である。例えば、油圧を直接油圧回路に装着した油圧センサから得るのはコストがかかるので、油圧ポンプの回転数から推定することが好ましい。
【００１１】
ロック解除不良は、十分でない待機時間によって引き起こされる可能性が高い。言い換えると、待機時間を長くすれば、ロック解除不良を防ぐことができる。しかしながら、必要以上に待機時間を長くすれば、制御系の時間応答性が悪化し、レスポンスの悪い操縦性につながる。従って、ロック解除不良が発生した場合、徐々に待機時間を長くして、ロック解除不良が発生しない最短の待機時間を見出すことが重要である。この目的のため、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記ロック機構部におけるロック解除不良が検知された場合に前記待機時間を延長修正する修正部が前記待機時間変更部に備えられている。
【００１２】
修正部による待機時間の延長修正を毎回繰り返すといった冗長問題を低減するため、さらに好適な実施形態では、前記修正部が複数回のロック解除不良の学習結果から前記待機時間の修正量を算定する学習型修正部として構築される。これにより、適切な待機時間を確実にかつ迅速に決定できる。
【００１３】
ロック解除不良が発生に伴って待機時間が延長されていく場合、その延長時間に限界値を設ける必要がある。その限界値をロック機構部の異常発生のしきい値と連係させると、ロック機構部の故障を報知することができ、長期にわたって低燃費での走行や加速性のない走行を続けるという不都合が防止される。従って、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記待機時間変更部によって延長された前記待機時間がしきい値を越えたとき、異常信号を出力する異常判定部が備えられている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の弁開閉時期調整システムの基本的な制御の流れを概略的に図解する模式図である。
【図２】弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側断面図である。
【図３】図２のIII−III断面図である。
【図４】規制機構及びロック機構の構成を示す分解図である。
【図５】エンジン始動時の規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図６】ロック状態を解除するときの規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図７】規制状態を解除するときの規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図８】規制解除状態及びロック解除状態を保持するときの規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図９】通常運転状態における進角制御時の規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１０】通常運転状態における規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１１】ロック動作開始時における規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１２】規制状態を実現するときの規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１３】ロック状態における規制機構及びロック機構の状態を示す（ａ）平面図と（ｂ）断面図である。
【図１４】制御ユニットの機能を示す機能ブロック図である。
【図１５】待機時間変更部の機能を示す機能ブロック図である。
【図１６】異常判定部の機能を示す機能ブロック図である。
【図１７】ＶＶＴ機構に対する回転位相制御ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図１８】待機時間算定処理ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図１９】ロック不良判定処理ルーチンの一例を示すフローチャート図である。
【図２０】始動からロック解除までの回転位相変位行程を図解する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の弁開閉時期調整システムの具体的な実施形態を説明する前に、この発明の概略的な説明を図１の模式図を用いて説明する。このシステムは、ここではフィードバック制御部を含む電子制御系から出力される駆動信号によって油圧制御される弁開閉時期調整機構（以下、ＶＶＴ機構と称する）１を備えている。ＶＶＴ機構１は、後で詳しく説明されるが、内燃機関（エンジンとも表記する）のクランク軸に対するカム軸の回転位相を進角方向または遅角方向に変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相で前記回転位相をロックするロック機構部とを備えている。変位機構部とロック機構部とは駆動信号（例えばＰＷＭ信号）によって駆動制御される油圧制御弁（図１では図示されていない）によって動作する。
【００１６】
全体的な制御の流れは、まず、エンジンＥＣＵ１１から与えられる回転位相の制御目標となる基本目標回転位相を補正して得られた目標回転位相と、制御量としての実回転位相（ＶＶＴ機構１の実角度）との偏差に基づいて操作量を演算出力する。さらに、この操作量から駆動信号を生成して、油圧制御弁へ出力する。なお、図では、基本目標回転位相はθ0で、目標回転位相はθで、偏差はΔθで、操作量はＳで、駆動信号はＤで、実回転位相はθrで示されている。
【００１７】
この発明の重要な特徴は、ロックピンのロック解除行程において、ロック機構部においてロック解除不良が生じた場合、遅角位置における回転位相を待機させる待機時間を延長することである。図１では、遅角位置における基本的な待機時間：ｔ0が算定された修正量：Δｔだけ延長された待機時間：ｔwとなり、これは制御本体であるフィードバック制御に渡されることが図解されている。
待機時間の変更は、ｔw＝ｔ0＋Δｔで示されている。
【００１８】
基本的な待機時間：ｔ0は、油圧制御弁を含む油圧回路の油圧動特性に関する特性情報に基づいて算定される。特性情報としては、油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数（エンジン回転数で代用可能）、油劣化度などが利用可能である。待機時間に最も影響を与えるのは油圧であるが、ここでは油圧を推定することができるパラメータとして油温（図ではＴで示されている）とエンジン回転数（図ではrpmで示されている）が採用されている。
さらに、ロック解除行程における油圧の作用状態からも待機時間の修正量を算定することができるという本願発明者の知見に基づき、実回転位相（実角度）の経時的変化、つまり変化率：rλも特性情報の１つとして採用されている。
このような特性情報を入力パラメータとして、一般にはマップ化される次の関係式：Ｍによって基本的な待機時間が算定可能である。
ｔ0＝Ｍ（Ｔ,rpm,λ）
あるいはｔ0＝Ｍ（Ｔ,rpm）でもよいし、ｔ0＝Ｍ（λ）でもよい。
【００１９】
修正量：Δｔは、ロック解除不良が判定されると、所定量として、または不良度合いに応じて算定される量として与えることができる。ロック解除不良は、目標回転位相に対する実回転位相の経時的の挙動から判定可能である。
【００２０】
さらに、図１では、待機時間：ｔwがしきい値：ｔthを越えたとき、ロック機構部に故障が発生したとみなして異常信号を出力する機能も図解されている。この異常信号はエンジンＥＣＵ１１に与えられることで、運転者に対して故障を報知する異常報知がなされる。
【００２１】
フィードバック制御自体は、よく知られた構成であり、ＶＶＴ機構１における回転位相の測定値（回転位相の実際値）である実角度（図ではθrで示されている）と、目標値である目標角度（図ではθで示されている）の差である偏差（図ではΔθで示されている）に基づいて、操作量：Ｓを演算する。さらに、演算された操作量から駆動信号：Ｄが生成され、油圧制御弁に出力される。
【００２２】
本発明に係る実施形態について図２から図１３に基づいて説明する。まずは、図２及び図３に基づいて、ＶＶＴ機構１の全体構成について説明する。
【００２３】
（全体構成）
弁開閉時期制御機構（以下単にＶＶＴ機構と称する）１は、エンジンのクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材としての外部ロータ２と、外部ロータ２に対して同軸上に配置され、カムシャフト１９と同期回転する従動側回転部材としての内部ロータ３とを備えている。
【００２４】
外部ロータ２は、カムシャフト１９が接続される側に取り付けられるリアプレート２１と、カムシャフト１９が接続される側とは反対側に取り付けられるフロントプレート２２と、リアプレート２１とフロントプレート２２とで挟まれるハウジング２３から構成される。外部ロータ２に内装される内部ロータ３は、カムシャフト１９の先端部に一体的に組み付けられ、外部ロータ２に対して一定の範囲内で相対回転が可能である。
【００２５】
クランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材１０を介してリアプレート２１のスプロケット部２１ａにその回転駆動力が伝達され、外部ロータ２が図３に示すＳ方向に回転駆動する。外部ロータ２の回転駆動に伴い、内部ロータ３がＲＤ方向に回転駆動してカムシャフト１９が回転する。
【００２６】
外部ロータ２のハウジング２３には、径内方向に突出する複数個の突出部２４を周方向に沿って互いに離間させて形成してある。この突出部２４と内部ロータ３とにより油圧室４が形成される。本実施形態においては、油圧室４を３箇所に設けてあるが、これに限られるものではない。
【００２７】
各油圧室４は、内部ロータ３の一部をなす仕切部３１又は内部ロータ３に取り付けられるベーン３２によって、進角室４１と遅角室４２とに二分されている。仕切部３１に形成された規制部材収容部５１とロック部材収容部６１には、それぞれ規制部材５とロック部材（ロックピンとも称する）６が収容され、規制機構５０及びロック機構部６０を構成している。なお本発明では、進角方向及び遅角方向の回転変位を行う機構全般を変位機構部とも呼んでいる。この変位機構部に規制機構５０も含まれている。これらの構成については後述する。
【００２８】
内部ロータ３に形成された進角通路４３は、進角室４１に連通している。同様に、内部ロータ３に形成された遅角通路４４は、遅角室４２に連通している。進角通路４３及び遅角通路４４は、油圧回路７を介して、進角室４１及び遅角室４２に作動油を供給又は排出して、変位機構部の主要素である仕切部３１又はベーン３２に油圧を作用させる。このようにして、外部ロータ２に対する内部ロータ３の相対回転位相を、図３の進角方向Ｄ１又は遅角方向Ｄ２へ変位させ、或いは、任意の位相に保持する。なお、作動油としてはエンジンオイルが用いられるのが一般的である。
【００２９】
外部ロータ２と内部ロータ３とが相対回転移動可能な一定の範囲は、油圧室４の内部で仕切部３１又はベーン３２が変位可能な範囲に対応する。進角室４１の容積が最大となるのが最進角位相であり、遅角室４２の容積が最大となるのが最遅角位相である。すなわち、相対回転位相は最進角位相と最遅角位相との間で変位可能である。
【００３０】
内部ロータ３とフロントプレート２２とに亘ってトーションスプリング８を設けてある。内部ロータ３及び外部ロータ２は、トーションスプリング８により、相対回転位相が進角方向Ｄ１に変位するよう付勢されている。
【００３１】
次に、油圧回路７の構成について説明する。油圧回路７は、エンジンにより駆動されて作動油の供給を行う油圧ポンプ７１と、進角通路４３及び遅角通路４４に対する作動油の供給及び排出を制御するソレノイド式油圧制御弁７２と、油圧ポンプ７１からの作動油を昇圧する昇圧機構７３、作動油を貯留するタンク７４とを備えている。
【００３２】
油圧制御弁７２は、制御ユニット９から出力される駆動信号に基づいて作動する。油圧制御弁７２は、進角通路４３への作動油の供給を許可し、遅角通路４４からの作動油の排出を許可して進角制御を行う第１の位置７２ａと、進角通路４３及び遅角通路４４への作動油の給排を禁止して位相保持制御を行う第２の位置７２ｂと、進角通路４３からの作動油の排出を許可し、遅角通路４４への作動油の供給を許可して遅角制御を行う第３の位置７２ｃとを備えている。油圧制御弁７２は、制御ユニット９から駆動信号に基づいて動作する。本実施形態の油圧制御弁７２は、制御ユニット９からからの駆動信号のない状態においては、第１の位置７２ａで進角制御を行うよう構成されている。
【００３３】
（規制機構）
相対回転位相を最遅角位相から中間ロック位相までの範囲（以下、「規制範囲Ｌr」と称する）に規制する規制機構５０の構成について、図４に基づき説明する。中間ロック位相とは、後述のロック機構部６０によってロックされるときの相対回転位相を指す。
【００３４】
規制機構５０は、主に段付き円筒形の規制部材５と、規制部材５を収容する規制部材収容部５１と、規制部材５が突入可能となるようリアプレート２１の表面に形成された長孔形状の規制凹部５２とから構成される。
【００３５】
規制部材５は、径が異なる円筒を４段積み重ねた形状である。この４段の円筒をリアプレート２１の側から順に、第１段部５ａ、第２段部５ｂ、第３段部５ｃ及び第４段部５ｄと称する。第２段部５ｂは第１段部５ａよりも径が小さくなるよう構成され、それよりフロントプレート２２の側では、第２段部５ｂ、第３段部５ｃ、第４段部５ｄと順に径が大きくなるように構成されている。なお、第３段部５ｃは、第１油圧室５５の容積を小さくして、第１油圧室５５に作動油が供給されたときの規制部材５の動作性を向上させるために設けてある。
【００３６】
第１段部５ａは規制凹部５２に突入可能に形成され、第１段部５ａが規制凹部５２に突入しているときは、相対回転位相が規制範囲Ｌr内に規制される。第４段部５ｄには円筒形の凹部５ｆが形成され、スプリング５３が収容される。また、規制部材５が付勢方向に移動するときの作動油の抵抗を緩和し、動作性を向上させるため、規制部材５の中心部には貫通孔５ｇが形成されている。
【００３７】
規制部材５とフロントプレート２２との間には栓部材５４を設け、この栓部材５４と凹部５ｆの底面との間にスプリング５３が取り付けられる。栓部材５４に形成した切欠部５４ａは、規制部材５がフロントプレート２２の側に移動する際に、作動油を不図示の排出流路によりＶＶＴ機構１の外部に排出可能とし、規制部材５の動作性の向上に寄与する。
【００３８】
規制部材収容部５１は、カムシャフト１９の回転軸芯（以下、「回転軸芯」と称する）の方向に沿って内部ロータ３に形成され、フロントプレート２２の側からリアプレート２１の側に亘って内部ロータ３を貫通している。規制部材収容部５１は、例えば径が異なる円筒状の空間を２段積み重ねた形状であって、規制部材５がその内部で移動可能なように形成してある。
【００３９】
規制凹部５２は、回転軸芯を中心とした円弧状であって、その径方向における位置は後述のロック凹部６２とはわずかに異なるよう形成してある。規制凹部５２は、規制部材５が第１端部５２ａと当接状態にあるときに、相対回転位相が中間ロック位相となるように、規制部材５が第２端部５２ｂと当接状態にあるときには、相対回転位相が最遅角位相となるように構成されている。すなわち、規制凹部５２は規制範囲Ｌrに対応している。
【００４０】
規制部材５は、規制部材収容部５１に収容されると共に、スプリング５３によってリアプレート２１の側に常時付勢されている。規制部材５の第１段部５ａが規制凹部５２に突入すると、相対回転位相が規制範囲Ｌr内に規制され、「規制状態」が作り出される。スプリング５３による付勢力に抗して、第１段部５ａが規制凹部５２から退出すると、規制状態が解除され、「規制解除状態」となる。
【００４１】
規制部材５を規制部材収容部５１に収容すると、規制部材５と規制部材収容部５１とによって第１油圧室５５が形成される。第１油圧室５５に作動油が供給され、油圧が第１受圧面５ｅに作用すると、規制部材５がスプリング５３の付勢力に抗してフロントプレート
２２の側に移動し、規制解除状態となる。第１油圧室５５に作動油を給排する流路の構成については後述する。
【００４２】
（ロック機構部）
相対回転位相を中間ロック位相にロックするロック機構部６０の構成について、図４に基づき説明する。ロック機構部６０は、主に段付き円筒形のロック部材６と、ロック部材６を収容するロック部材収容部６１と、ロック部材６が突入可能となるようリアプレート２１の表面に形成された円孔形状のロック凹部６２とから構成される。
【００４３】
ロック部材６は、例えば径が異なる円筒を３段積み重ねた形状である。この３段の円筒をリアプレート２１の側から順に、第１段部６ａ、第２段部６ｂ及び第３段部６ｃと称する。第１段部６ａ、第２段部６ｂ、第３段部６ｃと順に径が大きくなるように構成されている。
【００４４】
第１段部６ａはロック凹部６２に突入可能に形成され、第１段部６ａがロック凹部６２に突入している状態のときは、相対回転位相が中間ロック位相にロックされる。第３段部６ｃから第２段部６ｂの一部に亘って、円筒形の凹部６ｆが形成され、スプリング６３が収容される。また、ロック部材６が付勢方向に移動するときの作動油の抵抗を緩和し、動作性を向上させるため、ロック部材６の中心部には貫通孔６ｇが形成されている。
【００４５】
ロック部材６とフロントプレート２２との間には栓部材６４を設け、この栓部材６４と凹部６ｆの底面との間にスプリング６３が取り付けられる。栓部材６４に形成した切欠部６４ａは、ロック部材６がフロントプレート２２の側に移動する際に、作動油を不図示の排出流路によりＶＶＴ機構１の外部に排出可能とし、ロック部材６の動作性の向上に寄与する。
【００４６】
ロック部材収容部６１は、回転軸芯の方向に沿って内部ロータ３に形成され、フロントプレート２２の側からリアプレート２１の側に亘って内部ロータ３を貫通している。ロック部材収容部６１は、径が異なる円筒状の空間を３段積み重ねた形状であって、ロック部材６がその内部で移動可能なように形成してある。
【００４７】
ロック部材６は、ロック部材収容部６１に収容されると共に、スプリング６３によってリアプレート２１の側に常時付勢されている。ロック部材６の第１段部６ａがロック凹部６２に突入すると、相対回転位相が中間ロック位相にロックされ、「ロック状態」が作り出される。スプリング６３による付勢力に抗して、第１段部６ａがロック凹部６２から退出すると、ロック状態が解除され、「ロック解除状態」となる。
【００４８】
ロック部材６をロック部材収容部６１に収容すると、ロック部材６とロック部材収容部６１によって第２油圧室６５及び第３油圧室６６が形成される。第２油圧室６５に作動油が供給され、油圧が第２受圧面６ｄに作用すると、ロック部材６がスプリング６３の付勢力に抗してフロントプレート２２の側に移動し、ロック解除状態となる。また、第３油圧室６６に作動油が供給され、油圧が第３受圧面６ｅに作用すると、ロック部材６のロック解除状態が保持される。第２油圧室６５及び第３油圧室６６に作動油を給排する流路の構成については後述する。
【００４９】
次に、規制解除流路、ドレン流路、ロック解除流路及び連通流路について、図４と図５に基づき説明する。
【００５０】
（規制解除流路）
規制解除状態を実現するための規制解除流路は、規制時連通路８２と解除時連通路８３
とを備えている。規制時連通路８２は、後述するリアプレート通路８４、第１貫通路８５ａ及び供給路８５ｃからなり、規制状態を解除するために第１油圧室５５に作動油を供給する流路である。また、解除時連通路８３は、規制部材５が規制凹部５２から退出しているときに、規制解除状態を保持するために第１油圧室５５に作動油を供給する流路である。
【００５１】
リアプレート通路８４は、リアプレート２１の内部ロータ３の側の表面に形成された溝状の通路であり、進角室４１と連通している。リアプレート通路８４は、規制部材５が規制範囲Ｌr内における所定の進角側の範囲（以下、「規制解除可能範囲Ｌt」と称する）内にあるときにのみ、ロータ通路８５の一部をなす第１貫通路８５ａと連通可能なように構成されている。なお、規制解除可能範囲Ｌt内に規制部材５があるとは、第１段部５ａが完全に規制解除可能範囲Ｌtの領域に位置していることをいう。
【００５２】
ロータ通路８５は、内部ロータ３に形成される通路であり、第１貫通路８５ａ、第２貫通路８５ｂ、供給路８５ｃ及び排出路８５ｄからなる。第１貫通路８５ａ及び第２貫通路８５ｂは、内部ロータ３の径方向外側の側面に、回転軸芯の方向に沿って連続的に直線をなすように形成される。第１貫通路８５ａのリアプレート２１の側の端部は、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内にあるときに、リアプレート通路８４と連通するよう構成されている。また、第２貫通路８５ｂのフロントプレート２２の側の端部は、排出路８５ｄと接続している。供給路８５ｃは、第１貫通路８５ａと第２貫通路８５ｂの境界部から分岐し、第１油圧室５５に連通している。排出路８５ｄは内部ロータ３のフロントプレート２２の側の表面に平面視でＬ字状に形成されており、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌtよりも進角側の所定の範囲にあるときにのみ、後述の排出孔８７と連通するよう構成されている。
【００５３】
上述のように、規制時連通路８２は、リアプレート通路８４、第１貫通路８５ａ及び供給路８５ｃからなる。したがって、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内にあるときに、リアプレート通路８４と第１貫通路８５ａとが連通することにより、規制時連通路８２は第１油圧室５５に連通して作動油を供給し、第１受圧面５ｅに油圧を作用させて規制状態を解除する。
【００５４】
解除時連通路８３は、内部ロータ３内に形成された管状の通路であり、進角室４１と連通している。解除時連通路８３は、規制部材５が規制凹部５２から退出して規制解除状態となっているときに、第１油圧室５５に連通して進角室４１から作動油を供給し、第１受圧面５ｅに油圧を作用させて規制解除状態を保持する。
【００５５】
なお、規制部材５がスプリング５３の付勢力に抗してフロントプレート２２の側に移動するとき、解除時連通路８３が第１油圧室５５と連通するタイミングで、供給路８５ｃが第１段部５ａによって第１油圧室５５との連通を断たれるように構成してある。すなわち、第１油圧室５５に作動油を供給する通路は、規制時連通路８２或いは解除時連通路８３の何れかとなるよう択一的に構成されている。この構成により、第１油圧室５５から作動油を排出したい場合に、第１油圧室５５から供給路８５ｃ（後述のドレン油路８６の一部）を介して作動油を排出しつつ、解除時連通路８３からの作動油の供給を断つことができる。
ただし厳密には、規制時連通路８２と解除時連通路８３との切換時においては、規制時連通路８２及び解除時連通路８３の何れからも作動油が第１油圧室５５に供給されるように構成してある。これは、規制時連通路８２と解除時連通路８３との切換時に何れの連通路も第１油圧室５５に接続されない状況が生じると、第１油圧室５５が一時的に密閉状態となり、規制部材５の規制・解除動作の円滑性が損なわれてしまうのを防止するためである。
【００５６】
（ドレン流路）
ドレン流路８６は、規制部材５が規制凹部５２に突入するときに、規制部材５の移動抵抗となる第１油圧室５５内の作動油を速やかに排出するための流路である。ドレン流路８６は、供給路８５ｃ、第２貫通路８５ｂ、排出路８５ｄ及び排出孔８７からなる。排出孔８７は、フロントプレート２２を回転軸芯の方向に貫通するよう形成されている。
【００５７】
ドレン流路８６は、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌtよりも進角側の所定の範囲にあるときにのみ連通し、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内にあるときには連通しないように構成してある。この構成により、リアプレート通路８４と第１貫通路８５ａが連通しているときに、進角室４１から供給された作動油が、そのままドレン流路８６を経由して排出されるのを防止する。
【００５８】
（ロック解除流路）
ロック解除流路８８は、内部ロータ３内に形成された管状の通路であり、遅角室４２と連通している。ロック解除流路８８は、第２油圧室６５に遅角室４２から作動油を供給して、第２受圧面６ｄに油圧を作用させ、ロック部材６をロック凹部６２から退出させるための流路である。
【００５９】
（連通流路）
連通流路８９は、内部ロータ３内に形成された管状の通路であり、規制解除状態かつロック部材６がフロントプレート２２の側にある程度移動した状態で、第１油圧室５５と第３油圧室６６とを連通するように構成されている。解除時連通路８３、第１油圧室５５、連通流路８９及び第３油圧室６６が連通すると、進角室４１から第１油圧室５５に供給された作動油が第３油圧室６６にも供給されるため、規制解除状態とロック解除状態を保持することができる。
【００６０】
（ロック解除時及び規制解除時の動作）
以上説明した規制機構５０、ロック機構部６０及び各流路を用いて、ロック状態を解除する手順について、図５〜図８に基づき説明する。
【００６１】
エンジン始動時の状態を図５に示す。エンジン始動時には、油圧制御弁７２が第１の位置７２ａにあるため進角制御を行う。しかし、規制部材５は規制解除可能範囲Ｌtの範囲外にあるため、規制時連通路８２からは第１油圧室５５に作動油が供給されない。また、解除時連通路８３も第１油圧室５５と連通していないため、第１油圧室５５に作動油が供給されない。よって、ロック状態が維持される。
【００６２】
エンジン始動後、まずロック状態を解除するために、遅角制御に切り換えたときの状態を図６に示す。このとき、ロック解除流路８８を介して遅角室４２から第２油圧室６５に作動油が供給され、ロック部材６がロック凹部６２から退出してロック状態が解除される。ロック状態が解除されると、規制部材５は規制凹部５２内で遅角方向に移動する。
【００６３】
図示しない位相センサが、規制部材６が規制解除可能範囲Ｌt内に位置する相対回転位相となったことを検知すると、ＥＣＵ７３は進角制御に切り換える。このときの状態を図７に示す。リアプレート通路８４と第１貫通路８５ａとが連通しているため、規制時連通路８２から第１油圧室５５に作動油が供給される。すると、規制部材５は規制凹部５２から退出し、規制状態が解除される。
【００６４】
進角制御によって、規制解除状態及びロック解除状態を保持しているときの状態を図８に示す。このとき、第１油圧室５５と第３油圧室６６とは連通流路８９により連通するから、進角室４１から第１油圧室５５に供給される作動油は、第３油圧室にも供給されることになる。その結果、規制解除状態及びロック解除状態が保持される。
【００６５】
（通常運転状態における動作）
次に、上述の手順により規制解除状態及びロック解除状態が実現され、通常の運転状態となったときの動作について、図９及び図１０に基づき説明する。
【００６６】
通常の運転状態において、進角制御を行ったときの状態を図９に示す。進角制御のときには上述のとおり、進角室４１、解除時連通路８３、第１油圧室５５、連通流路８９及び第３油圧室６６が連通するから、規制解除状態及びロック解除状態が保持された状態で進角作動する。
【００６７】
通常の運転状態において、遅角制御を行ったときの状態を図１０に示す。このとき、遅角室４２から第２油圧室６５に作動油が供給されるので、ロック解除状態が保持される。一方、第１油圧室５５には作動油が供給されないので、規制部材５はスプリング５３によって付勢され、リアプレート２１と当接する。しかし、規制部材５はリアプレート２１の表面上を滑動するので、運転に支障をきたすことはない。また、規制凹部５２とロック凹部６２は径方向にずらした位置に形成しているため、規制部材５がロック凹部６２に突入することはない。
【００６８】
（規制時及びロック時の動作）
最後に、まず規制状態とした後、ロック状態とする手順について、図１１〜図１３に基づき説明する。
【００６９】
進角制御により、排出路８５ｄと排出孔８７とが連通して、ドレン流路８６が機能する位置するまで位相回転させた状態を図１１に示す。このとき、進角室４１から第１油圧室５５及び第３油圧室６６に作動油が供給されるため、規制解除状態及びロック解除状態を保持している。ドレン流路８６が連通しているため、次の手順において規制部材５を規制凹部５２に突入させるときに、第１油圧室５５から作動油を排出し、速やかに規制状態とすることができる。
【００７０】
遅角制御に切り換えて、規制状態が実現した状態を図１２に示す。規制部材５が規制凹部５２に突入してからも遅角制御を維持すると、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内に位置して、次に進角制御に切り換えたとき、規制状態が解除されてしまう。このため、規制状態となった後は、規制部材５が規制解除可能範囲Ｌt内に位置して、リアプレート通路８４と第１貫通路８５ａとが連通する前に進角制御に切り換える必要がある。
【００７１】
規制部材５が規制解除可能範囲Ｌtに入る前に、進角制御に切り換えると、第１油圧室５５には作動油が供給されないので、規制部材５は規制凹部５２から退出せずに進角作動する。その結果、規制部材５が規制凹部５２の第１端部５２ａに当接する。このとき、連通流路８９への作動油供給が断たれているので、ロック部材６はスプリング６３によって付勢され、ロック凹部６２に突入し、図１３に示したロック状態が実現される。
【００７２】
上述したように構成されたＶＶＴ機構１の変位機構部とロック機構部とを、エンジンＥＣＵ１１からの動作指令に基づいて制御する制御ユニット９を、図１４に示された機能ブロック図を用いて説明する。この実施形態では、エンジンＥＣＵ１１からの動作指令には、基本目標角度（回転位相）及びその動作行程におけるロック動作またはロック解除動作の有無情報が含まれているとする。ロック動作またはロック解除動作の有無情報は、基本目標角度から、制御ユニット９側で判定してもよい。
【００７３】
制御ユニット９は、データ入出力部９１、特性取得部９２、ロック解除命令部９３、目標算定部９４、待機時間変更部９５、フィードバック制御部９６、ロック解除不良判定部９７、異常判定部９８を含んでいる。データ入出力部９１は、エンジンＥＣＵ１１から送られてくる基本目標角度やその他の図示されていないＥＣＵ等からデータを受け取り、要求している制御ユニット９内の各機能部に転送する。エンジンＥＣＵ１１からの基本目標角度：θ0は目標算定部９４に転送さら、基本目標角度：θ0から読み取られたロック動作またはロック解除動作の有無情報：Ｒon,Ｒoffはロック解除命令部９３に転送される。
【００７４】
特性取得部９２は、油圧回路７の油圧動特性に関する特性情報として、センサＥＣＵ１２からエンジン回転数や油温を取得する機能や、実角度（図ではθrで示されている）も取得する機能を備えることができる。この実施形態の特性取得部９２は、図１５に示すように、経時的に入ってくる実角度からＶＶＴ機構１の回転変位変化率：λを演算する微分器９２１と、この回転変位変化率：λから油圧を推定する油圧推定部９２２を備えている。
ロック解除命令部９３は、ロック解除不良部９７からのロック解除正常信号やロック解除不良及びロック動作またはロック解除動作の有無情報を入力し、ロック解除命令を出力する。
目標算定部９４は、データ入出力部９１から受け取った基本目標角度、ロック解除命令部９３から受け取ったロック動作またはロック解除動作の有無情報、待機時間変更部９５から受け取った待機時間などに基づいて、目標角度を算定する。なお、この実施形態の目標算定部９４は、回転位相変位制御においてロック解除動作やロック動作を伴うかどうかによって油圧制御の応答性の変更するための信号（図ではＨとＬで示されている）も出力する。
【００７５】
待機時間変更部９５は、図１５に詳しく図解されているように、待機時間算定部９５１と学習型修正部９５２を備えている。待機時間算定部９５１は、特性取得部９２から得られた特性情報を入力パラメータとして油圧―待機時間マップを用いて基本待機時間を導出する。なお、この実施形態では複数の油圧―待機時間マップが用意されており、使用する油圧―待機時間マップは、学習型修正部９５２からのマップ選択情報に基づいて行われる。この油圧―待機時間マップの選択は、単に油圧推定部９２２からの推定油圧によって行ってもよい。学習型修正部９５２は、ロック解除不良判定部９７から出力されるロック解除不良の回数をカウントし、そのカウントされたロック解除不良回数と推定油圧から修正出力部９５３が修正量を算出する。ここでも、修正量は、ロック解除不良回数だけで算出してもよい。その算出アルゴリズムは、よく知られた学習型で構築することができる。
ロック解除不良は、実角度が変化しないことで検知できるので、ロック解除不良判定部９７には目標角度と実角度が入力されており、ロック解除不良判定部９７は所定タイミングにおける実角度の無変化からロック解除不良を判定する。
【００７６】
フィードバック制御部９６は、偏差算出部９６１、ＰＩＤ制御器９６２、駆動制御部９６３を含んでいる。偏差算出部９６１は、目標算定部９４から送られてきた目標角度と制御量である実角度との差から偏差を算出する。ＰＩＤ制御器９６２は、よく知られているように、偏差を入力として操作量を出力する。なお、ＰＩＤ制御器に代えて、他の形式の制御器を採用してもよい。駆動制御部９６３は、ＰＩＤ制御器９６２から出力された操作量に基づいて、ＶＶＴ機構１の油圧制御弁７２のソレノイドを駆動する駆動信号（この実施形態ではＰＷＭ信号）を生成して出力する。
【００７７】
異常判定部９８は、図１６に示すように、待機時間変更部９４で算定された待機時間が予め設定された所定時間を上回ったことで異常を検出するしきい値判定を採用している。異常が検知されると異常信号が正常信号に代えて出力される。この異常信号や正常信号は、一般には異常フラグまたは正常フラグの形態で実施される。
【００７８】
上述したように構成された、本発明に係る弁開閉時期調整システムの実施形態における、ＶＶＴ機構１に対する回転位相制御ルーチンの一例を図１７から図１９のフローチャートを用いて説明する。
【００７９】
このルーチンがスタートすると、まずエンジン始動後のＶＶＴ機構１に対する回転位相の最適角度（目標角度）が進角側かどうかチェックされる（＃３１）。このチェックで進角側であるなら（＃３１Yes分岐）、ロック解除が必要となるので、ロック解除命令が設定される（＃３２）。次のステップで、ロック解除命令が設定されているかどうかチェックされる（＃３３）。ロック解除命令が設定されていると（＃３３Yes分岐）、待機時間算定処理が実行される（＃４０）。この待機時間算定処理は以下に説明するが、この処理により、回転位相が中間位置（中間回転位相）であるロック位置より遅角側でロックピンがロック凹部から抜き出るまでその変位を中止する待機時間が算定され、回転位相変位の待機が実行される。
【００８０】
図１８に示されている待機時間算定処理（＃４０）に入ると、まず目標角度として遅角領域の所定角度が設定される（＃４１）。次いで、現状の制御量である実角度が読み込まれる（＃４２）。経時的に取得している実角度から実角度の微分値、つまり回転位相変位の変化量が演算される（＃４３）。演算された回転位相変位の変化量から油圧が推定され（＃４４）、この推定油圧から油圧・待機時間マップを用いて待機時間が導出される（＃４５）。ここで、ロック解除不良信号がでているかどうか、言い換えるとロック解除不良フラグがたっているかどうか、チェックされる（＃４６）。ロック解除不良信号が出ていなければ（＃４６No分岐）、そこでこの待機時間算定処理を終了し、ロック解除不良信号が出ていなれば（＃４６Yes分岐）、待機時間を延長すべく修正した後、この待機時間算定処理を終了する。
【００８１】
待機時間算定処理から戻ると、待機時間算定処理で設定された遅角領域の所定角度位置（所定回転変位位置）での、同様に待機時間算定処理で算定された待機時間が既に経過しているかチェックされる（＃５１）。待機時間が経過していると（＃５１Yes分岐）、目標角度をＶＶＴ機構１の最適角度に設定する（＃５２）。さらに、以下に示すロック不良判定処理が実行される（＃６０）。ステップ＃５１のチェックでまだ待機時間になっていない場合（＃５１No分岐）、ステップ＃５２の目標角度の設定と＃６０のロック不良判定処理は省略される。
【００８２】
図１９に示されているロック不良判定処理（＃６０）に入ると、まず、設定されている目標角度が進角側であり、かつ実角度が「０」（中間回転位相位置、つまり中間ロック位置を意味する）の状態で所定時間経過しているがどうかがチェックされる（＃６１）。ここでは、このロック不良判定処理は、中間ロック位置から進角方向への回転位相変位行程において、所定時間がたってもロックが解除されずに回転位相が中間ロック位置のまま変位しなければ、ロック解除不良とみなすという処理となっている。このため、ステップ＃６１のチェックでYes分岐の場合、ロック解除不良とみなされ、ロック解除不良信号が出力され、またはロック解除不良フラグが立てられる（＃６２）。されに、ロック解除不良回数がカウントされ、このカウント値と推定油圧とから待機時間の修正量が算出され、この不良判定処理を終了する（＃６３）。
ステップ＃６１のチェックでNo分岐の場合、ロック解除不良が生じていないとみなされ、ロック解除命令がクリアされるとともに（＃６４）、ロック解除不良信号もクリアされる（＃６５）。さらに、待機時間修正量が「０」にリセットされ、この不良判定処理を終了する（＃６６）。
【００８３】
ロック不良判定処理から戻ると、実角度が読み込まれ（＃７１）、目標角度と実角度の差分を入力としてＰＩＤ制御による制御量の演算が行われる（＃７２）。さらに、制御量から駆動信号が生成され、油圧制御弁７２に送信される（＃７３）。なお、ステップ＃３１やステップ＃３３でNo分岐した場合には、直接このステップ＃７１から＃７３までの実質的なフィードバック制御に移行する。最後に、ＶＶＴ機構１に異常（故障等）が発生しているかどうかのチェックとして、その異常発生判定条件としてのしきい値と待機時間が比較される（＃７４）。待機時間がこのしきい値を上回った場合（＃７４Yes分岐）、異常発生とみなされ、異常発生信号が出力される（＃７４）。待機時間がこのしきい値以下の場合（＃７４No分岐）、ステップ＃３３に戻って、この回転位相制御ルーチンが続行される。
【００８４】
上述した回転位相制御ルーチンを繰り返すことで、所望の回転位相変位が実現するが、その一行程（始動からロック解除まで）を図２０の模式図を用いて説明する。
図示されていないがこの行程の出発点は、運転停止時であり、規制ピン５とロックピン６のそれぞれが規制凹部５２とロック凹部６２に突入している。
【００８５】
ステップ（１）
図示されていないが、始動時には、一旦進角室４１に油圧がかけられた後、遅角制御のために遅角室４２に作動油が供給される。その際、遅角室４２に供給された作動油がロック凹部６２に進入して、ロックピン６を押し上げる。
ステップ（２）
ロックピン６がロック凹部６２から持ち上げられると遅角室４２にかけられた油圧により回転位相が遅角方向に変位する。
ステップ（３）
所定の回転位相まで変位すると、遅角室４２への作動油の供給が停止され、次いで進角制御のために進角室４１に作動油が供給される。進角室４１に供給された作動油が規制ピン５を規制凹部５２から持ち上げるためと、ロックピン６の持ち上げ（ロック解除）を保持するためにも利用される。
ステップ（４）
規制ピン５が規制凹部５２から持ち上げられると進角室４１にかけられた油圧により回転位相が進角方向に変位する。
ステップ（５）
さらに、回転位相の進角方向への変位が、ロックピン６の持ち上げ（ロック解除）が保持されているので、ロック位置を越えてさらに進む。これにより、加速に適した進角位置まで変位が続行する。
【００８６】
〔別実施の形態〕
（１）上述した実施形態では、制御ユニット７の機能を分かりやすく説明するため、その構成を機能別にブロック化しているが、この機能ブロックは説明目的であり、本発明がこのように区画された機能ブロックに限定されるわけではない。例えば、特性取得部９２、ロック解除命令部９３、目標算定部９４、待機時間変更部９５、ロック解除不良判定部９７、異常判定部９８のいずれかを組み合わせて構築してもよい。また、制御ユニット７自体をエンジンＥＣＵ１１内に構築してもよい。逆に、制御ユニット７の機能を分割して、第２の制御ユニットに構築するようなしてもよい。
（２）制御ユニット７に導入されている種々の関数やマップは、便宜上使用された語句であり、入力パラメータに基づいて出力する演算器、テーブル、ニューラルネットワーク、データベースなど、種々の形態を含むものである。
（３）特性取得部９２の微分器９２１で求められる変位変化率：λは、遅角方向の回転位相変位から求めてもよいし、または進角方向の回転位相変位から求めてもよい。
（４）上述した実施の形態での待機時間変更部９６の構成は１つの実施形態であり、特性情報に基づいて待機時間を変更する機能を持つ構成であれば、任意の構成を採用することができる。特に複数の入力パラメータから待機時間を導出するマップの構築は好適な実施形態である。
（５）ここで用いられている油圧という言葉は、流体圧を意味しており、ここでの作動油は、本発明の枠内において種々の圧力を伝達する流体に置き換え可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相で前記回転位相をロックするロック機構部と、前記変位機構部と前記ロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁を含む油圧回路と、前記油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットを備えた弁開閉時期調整システムに利用することができる。
【符号の説明】
【００８８】
１：ＶＶＴ機構
３１：仕切部（変位機構部）
３２：ベーン（変位機構部）
４１：進角室
４２：遅角室
５：規制ピン
５２：規制凹部
６０：ロック機構部
６：ロック部材（ロックピン）
６２：ロック凹部
７：油圧回路
７１：油圧ポンプ
７２：油圧制御弁
９：制御ユニット
９２特性取得部
９２１：微分器
９２２：油圧推定部
９４：目標算定部
９５：待機時間変更部
９５１：修正時間算定部
９５２：学習型修正部（修正部）
９６：フィードバック制御部
９６１：偏差算出部
９６２：ＰＩＤ制御器
９６３：駆動制御部
９７：ロック解除不良判定部
９８：異常判定分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を遅角位置と進角位置との間で変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相でロックピンをロック凹部に係入することで前記回転位相をロックするロック機構部と、前記変位機構部と前記ロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁を含む油圧回路と、前記油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットが、前記油圧回路の油圧動特性に関する特性情報を取得する特性取得部を備え、前記ロックピンのロック解除行程において、前記ロックピンが前記ロック凹部から係脱するまで前記回転位相を前記遅角位置に待機させる待機時間を前記特性情報に基づいて変更する待機時間変更部が備えられている弁開閉時期調整システム。
【請求項２】
前記特性情報は、前記油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数、油劣化度のうち少なくとも１つを含む請求項１に記載の弁開閉時期調整システム。
【請求項３】
前記ロック機構部におけるロック解除不良が検知された場合に前記待機時間を延長修正する修正部が前記待機時間変更部に備えられている請求項１または２に記載の弁開閉時期調整システム。
【請求項４】
前記修正部が複数回のロック解除不良の学習結果から前記待機時間の修正量を算定する学習型修正部である請求項３に記載の弁開閉時期調整システム。
【請求項５】
前記待機時間変更部によって延長された前記待機時間がしきい値を越えたとき、異常信号を出力する異常判定部が備えられている請求項１から４のいずれか一項に記載の弁開閉時期調整システム。
【請求項１】
内燃機関のクランク軸に対するカム軸の回転位相を遅角位置と進角位置との間で変位させる変位機構部と、前記回転位相の変位範囲内に位置する中間ロック位相でロックピンをロック凹部に係入することで前記回転位相をロックするロック機構部と、前記変位機構部と前記ロック機構部とを油圧駆動する油圧制御弁を含む油圧回路と、前記油圧制御弁の動作を制御する制御系を有する制御ユニットとを含み、
前記制御ユニットが、前記油圧回路の油圧動特性に関する特性情報を取得する特性取得部を備え、前記ロックピンのロック解除行程において、前記ロックピンが前記ロック凹部から係脱するまで前記回転位相を前記遅角位置に待機させる待機時間を前記特性情報に基づいて変更する待機時間変更部が備えられている弁開閉時期調整システム。
【請求項２】
前記特性情報は、前記油圧回路の油温、油圧、油圧ポンプの回転数、油劣化度のうち少なくとも１つを含む請求項１に記載の弁開閉時期調整システム。
【請求項３】
前記ロック機構部におけるロック解除不良が検知された場合に前記待機時間を延長修正する修正部が前記待機時間変更部に備えられている請求項１または２に記載の弁開閉時期調整システム。
【請求項４】
前記修正部が複数回のロック解除不良の学習結果から前記待機時間の修正量を算定する学習型修正部である請求項３に記載の弁開閉時期調整システム。
【請求項５】
前記待機時間変更部によって延長された前記待機時間がしきい値を越えたとき、異常信号を出力する異常判定部が備えられている請求項１から４のいずれか一項に記載の弁開閉時期調整システム。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−１９３５３（Ｐ２０１３−１９３５３Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５４１４２（Ｐ２０１１−１５４１４２）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００００１１）アイシン精機株式会社 (5,421)
【Ｆターム（参考）】
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