JP3763468B2 - 内燃機関のバルブタイミング制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、運転条件に応じて吸気弁や排気弁の開閉タイミング（バルブタイミング）を調整するための内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２２〜図２６は従来のバルブタイミング制御装置の要部を示す図であり、図２２は、ベーン式バルブタイミング調整装置（カム位相アクチュエータ）の内部構成を示す径方向の断面図である。
【０００３】
図２３は軸方向の構成を示す縦断面図（図１内のＡ−Ａ線参照）である。
図２４は、図２２に示したカム位相アクチュエータのロック機構およびロック解除機構（ロックピン）の周辺を拡大して示す斜視図である。
【０００４】
図２５および図２６は、図２４に示したロックピン周辺の構成を示す縦断面図であり、それぞれ、チェックバルブ１９の切り替え状態が異なる場合を示している。
【０００５】
図２２〜図２６において、バルブタイミング調整用のアクチュエータは、外部回転軸を構成する第１の回転体１（図２３参照）を有する。第１の回転体１は、スプロケット２と、シュー３ａを有するケース３と、カバー４と、締結部材５とを備えている。
【０００６】
また、アクチュエータの内部回転軸（第２の回転体）を構成するロータ６は、ケース３の内周を摺動するベーン６ａを有する。
【０００７】
カムシャフト７は、締結部材８を有し、アクチュエータの回転中心と関連している。
ケース３のシュー３ａとロータ６のベーン６ａとの間の空間により、進角側油圧室９および遅角側油圧室１０が形成されている。
【０００８】
進角側油圧室９および遅角側油圧室１０には、それぞれ、第１の油路（圧力室供給通路）１１および第２の油路（圧力室供給通路）１２が連通されている。
ベーン６ａおよびシュー３ａの先端部には、密閉用のシール手段１３が設けられている。
【０００９】
ベーン６ａ内には、背圧部１４ａを有する収納孔１４が形成され、収納孔１４内には、ロックピン（ロック部材）１５が設けられている。
ロックピン１５は、付勢手段１６により、突出方向（ロック方向）に付勢されている。
【００１０】
収納孔１４の背圧部１４ａ側には、排出孔１７が設けられている。
また、ロックピン１５のロック動作側には、係合孔１８およびロック解除油圧室１８ａが設けられている。
【００１１】
ロック解除油圧室１８ａには、チェックバルブ１９を介して、第１ロック解除油圧供給路２０および第２ロック解除油圧供給路２１が連通されている。
チェックバルブ１９の上流側には、進角側圧力分配通路２２および遅角側圧力分配通路２３が切り替え可能に連通されている。
【００１２】
また、収納孔１４の側面には、パージ通路２４が設けられている。
パージ通路２４は、エンジン始動時にオイルポンプ（図示せず）からの油圧が遅角側油圧室１０に供給される際に、エンジン停止中に入り込んだ空気を排出孔１７から装置外に排出するためのものである。
【００１３】
このように、エンジン始動時に空気が排出されると、背圧部１４ａ内に供給された油により残油圧が発生することにより、解除油圧を高めてロック解除を阻止することになる。
【００１４】
また、進角側油圧に切り替わると、オイルポンプから供給される油圧は、付勢手段１６の付勢力のみに抗して、ロックピン１５の先端を解除方向に押圧してロック状態を解除するようになっている。
【００１５】
図２７は一般的な内燃機関のバルブタイミング制御装置を示すブロック構成図である。
図２７において、内燃機関１０１には、内燃機関１０１への吸入空気を浄化するエアクリーナ１０２と、内燃機関１０１への吸入空気量を計量するエアフローセンサ１０３と、吸気管１０４とが設けられている。
【００１６】
吸気管１０４には、吸入空気量を調節して内燃機関１０１の出力をコントロールするスロットルバルブ１０５と、吸入空気量に見合った燃料を供給するインジェクタ１０６とが設けられている。
【００１７】
内燃機関１０１には、燃焼室内で燃焼した排気ガスを排出する排気管１０７が設けられており、排気管１０７には、排気ガス内の残存酸素量を検出するＯ２センサ１０８と、三元触媒１０９とが設けられている。
三元触媒１０９は、排気ガス内の有害ガスであるＴＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘを同時に浄化する。
【００１８】
内燃機関１０１の燃焼室内には、点火コイル１１０により駆動される点火プラグ１１１が設けられている。
点火プラグ１１１は、点火コイル１１０から供給される高電圧エネルギにより、燃焼室内の混合気を燃焼させる火花を発生する。
【００１９】
内燃機関１０１の吸気バルブに設けられたカム角センサ１１２は、カム角検出用センサプレート（図示しない）の突起によりパルス信号を発生して、カム角を検出する。
【００２０】
ここでは、便宜的に吸気バルブ側のカム角センサ１１２のみが示されているが、カム角センサは、排気バルブ側に設けられてもよく、吸気バルブおよび排気バルブの両方に設けられてもよい。
【００２１】
内燃機関１０１の吸気バルブおよび排気バルブには、クランクシャフトに同期して吸排気のバルブタイミングを設定するカムシャフトが設けられている。
バルブタイミング調整装置として機能するカム位相アクチュエータ（以下、単に「アクチュエータ」と記す）１１３は、カムシャフトに設けられ、クランクシャフトとカムシャフトとの相対角度（カム位相）を進角側または遅角側に変更する。
【００２２】
オイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」と記す）１１４は、アクチュエータ１１３への供給油圧を調整して、カム位相を制御する。
センサプレート１１６に対向配置されたクランク角センサ１１５は、センサプレート１１６の突起（図示せず）がクランク角センサ１１５を横切る時に信号を発生して、クランクシャフトの位置（クランク角）を検出する。
【００２３】
クランク角検出用のセンサプレート１１６は、クランクシャフトに設けられてクランクシャフトと一体に回転しており、所定位置（基準クランク角）に突起が設けられている。
【００２４】
マイクロコンピュータからなるＥＣＵ１１７は、内燃機関１０１の運転状態を示す各種センサからの検出情報に基づいて各種アクチュエータを駆動し、内燃機関１０１およびカム位相を制御する。
【００２５】
オイルポンプ１１８は、内燃機関１０１の各機構部品に潤滑油を圧送するとともに、アクチュエータ１１３を駆動するための油圧を発生する。
油圧センサ１１９は、オイルポンプ１１８からＯＣＶ１１４に圧送されるオイルの油圧を検出する。油温センサ１２０は、オイルポンプ１１８からＯＣＶ１１４に圧送されるオイルの温度を検出する。
【００２６】
冷却水１２１は、内燃機関１０１の外側に配設されて、内燃機関１０１を冷却する。水温センサ１２２は、冷却水１２１の温度を検出する。
各種センサの検出情報は、全てＥＣＵ１１７に入力される。
【００２７】
次に、図２７とともに、図２２〜図２６を参照しながら、従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置による動作について説明する。
バルブタイミング（カム位相）の制御は、ＥＣＵ１１７の制御下で、ＯＣＶ１１４およびアクチュエータ１１３により実行される。
【００２８】
まず、ＥＣＵ１１７は、内燃機関１０１の運転状態に応じて、カム位相の目標位相角を算出するとともに、クランク角センサ１１５で検出されたクランク角と、カム角センサ１１２で検出されたカム角とにより、検出位相角（バルブタイミング）を算出する。
【００２９】
続いて、ＥＣＵ１１７は、検出位相角と目標位相角との位相角偏差のフィードバック制御により、ＯＣＶ１１４への通電電流値（または、デューティ比）を制御して、検出位相角を目標位相角に一致させる。
【００３０】
ＯＣＶ１１４は、アクチュエータ１１３に対するオイルの油路を選択するとともに、印加油圧を調整することにより、バルブタイミングを制御する。
【００３１】
ここで、図２２〜図２６を参照しながら、アクチュエータ（バルブタイミング調整装置）１１３の具体的動作について説明する。
まず、内燃機関１０１の始動時において、ＯＣＶ１１４は、アクチュエータ１１３の遅角側油圧室１０にオイルが供給されるように制御される。
【００３２】
しかしながら、内燃機関１０１の始動前（停止中）においては、アクチュエータ１１３内のオイルおよびオイルポンプ１１８からアクチュエータ１１３までの油路内のオイルは、油圧が印加されないことから、オイルパン内に落ちる可能性がある。
【００３３】
したがって、内燃機関１０１の始動時には、油路内のエア（または、エアを含んだオイル）をアクチュエータ１１３の遅角側油圧室１０に導入させる。
遅角側油圧室１０に導入されたエア（または、エアを含んだオイル）は、パージ通路２４、背圧部１４ａ、排出孔１７を通ってアクチュエータ１１３の外部に排出される。
【００３４】
内燃機関１０１の始動後においては、遅角側圧力分配通路２３からの油圧がロック解除油圧室１８ａにも導入されるが、付勢手段１６の付勢力により、ロックピン１５は係合孔１８から抜けない状態が保持される。
したがって、始動時にロックピン１５が係合孔１８から抜けることはなく、ロータ６が振動して異音を発するのを抑制することができる。
【００３５】
内燃機関１０１の始動後において、たとえば運転者がアクセルペダルを踏み込み込み、ＥＣＵ１１７からカム位相の進角側への指令が生成された場合、ＯＣＶ１１４は、アクチュエータ１１３の進角側油圧室９に油圧を導入するように制御される。
【００３６】
進角側油圧室９のオイルは、進角側圧力分配通路２２を通ってロック解除油圧室１８ａに導入される。
このとき、ＯＣＶ１１４は、遅角側油圧室１０のオイルを排出する位置に制御されるので、遅角側油圧室１０のオイルは、ＯＣＶ１１４を通ってオイルパンに排出される。
【００３７】
これにより、ロックピン１５が係合孔１８から抜けて、ロータ６は稼動可能となり、進角側油圧室９の油圧によりロータ６が進角側に動作することで、進角制御が行われる。
【００３８】
しかしながら、ロックピン１５が係合孔１８に入っている状態で、目標位相角が、ロックピン１５が係合孔１８に係合する位置から急変すると、ロックピン１５が係合孔１８から抜けるタイミングよりもロータ６の動作が早くなる。
【００３９】
この場合、ロックピン１５が係合孔１８から抜けずに、係合孔１８内でねじれた状態となり、ロータ６が所望方向に動作することができなくなってしまう。
したがって、ロックピン１５が係合孔１８に入っている状態からロータ６を確実に作動させるために、ＥＣＵ１１７は、ＯＣＶ１１４への印加電流の変化量を制限することにより、ロータ６の動作速度を遅らせ、あらかじめロックピン１５を確実に解除する操作を実行した後に、通常の位相フィードバック制御を実行する。
【００４０】
次に、バルブタイミング制御が禁止される事例について説明する。
たとえば、吸気バルブの開弁タイミングを進角させると、排気行程において吸気バルブが開弁することになるので、不活性ガスが吸気側に逆流し、吸気行程において再び不活性ガスが内燃機関１０１のシリンダ内に吸入され、シリンダ内の混合気の熱容量が増加して燃焼速度が遅くなる。
【００４１】
このような吸気バルブ開弁タイミングの進角制御を冷機状態で実行すると、内燃機関１０１の温度が低い状態では元々燃焼速度が遅いので、燃焼速度が著しく低下し、失火や燃焼変動が生じてドラビリの悪化が発生するおそれがある。
【００４２】
したがって、ＥＣＵ１１７は、水温センサ１２２の検出温度（内燃機関１０１の冷却水１２１の温度）が所定温度よりも低い場合には、失火や燃焼変動を防止するために、吸気バルブ開弁タイミングの進角制御を禁止している。
【００４３】
一方、ＥＣＵ１１７は、内燃機関１０１の冷却水１２１の温度が所定温度を越えると、バルブタイミング進角制御の禁止状態を解除して、位相フィードバック制御を開始する。
【００４４】
このとき、バルブタイミング進角制御の禁止状態が解除される時点では、急激なバルブタイミング変化によるトルク変動の発生を防止するために、目標位相角の変化量を制限してバルブタイミングの変化量を制限している。
【００４５】
ところが、バルブタイミング変更時に事前にロックピン１５の解除操作が必要なアクチュエータ（図２２〜図２６参照）を用いる場合には、目標位相角が所定角度を越えた時点からロックピン１５の解除動作が開始され、ＯＣＶ１１４への印加電流をゆっくり変化させている。
【００４６】
この場合、通常の位相フィードバック制御と比較して、バルブタイミングの変化開始が遅くなるので、検出位相角が所定角度まで進角して、ロックピン１５の解除状態を検出した時点においては、既に目標位相角と検出位相角の偏差が大きくなってしまっている。
【００４７】
この時点で位相フィードバック制御に切り替わると、目標位相角と検出位相角との位相角偏差が大きいことに起因して、ＯＣＶ１１４への印加電流が大きくなるので、バルブタイミングが急激に変化する。
【００４８】
このように、バルブタイミングが急激に変化すると、内燃機関１０１の出力トルクが変動して、運転者が意図しないショックが発生するので、運転者は違和感を覚えることになる。
【００４９】
この状態を、図２８のタイミングチャートを参照しながら説明する。
図２８は従来装置によるロックピン解除制御時の検出位相角θａ（バルブタイミング）の時間変化を示している。
【００５０】
図２８において、横軸は時間、縦軸はアクチュエータの進角量［ｄｅｇ．ＣＡ］である。
図２８に示すように、水温制限付き目標位相角θｔｗが増加して、所定角度（たとえば、５［ｄｅｇ．ＣＡ］）を超過した時点ｔｐｓから、検出位相角θａが増加を開始し、ロックピン１５の解除制御が開始される。
【００５１】
一方、目標位相角θｔｗは、ロックピン１５の解除状態が検出される時点ｔｐｅにおいて、既にベース目標位相角θｍａｐまで達している。
したがって、この時点ｔｐｅから位相フィードバック制御を行うと、検出位相角θａが図示したように急激に変化するので、運転者の意図しないトルク変動によるショックが発生する。
【００５２】
【発明が解決しようとする課題】
従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置は以上のように、図２２〜図２６に示すアクチュエータを用いた場合には、検出位相角が所定角度まで進角した（ロックピン１５の解除状態を検出した）時点ｔｐｅ（図２８参照）で位相フィードバック制御に切り替わると、バルブタイミングが急変して内燃機関１０１の出力トルクが変動して、運転者の意図しないショックが発生するという問題点があった。
【００５３】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、バルブタイミング変更時に事前にロックピン解除操作が必要なアクチュエータを用いた場合でも、位相フィードバック制御への切り替え時における運転者の意図しないショックの発生を抑制することのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を得ることを目的とする。
【００５４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関のクランクシャフトに同期して少なくとも吸気または排気のバルブタイミングを設定するカムシャフトと、油圧が供給される進角油圧室および遅角油圧室を有し、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対角度を進角側または遅角側に変更するアクチュエータと、アクチュエータに設けられて相対角度を所定相対角度でロックするためのロック機構と、油圧を発生するオイルポンプと、油圧をアクチュエータの進角油圧室または遅角油圧室に供給する油圧調整手段と、油圧調整手段を制御する内燃機関制御装置とを備え、ロック機構は、相対角度の変更時に、進角油圧室または遅角油圧室のいずれか一方のみに供給される油圧により解除され、ロック機構によるロック状態から相対角度を変更する場合に、あらかじめロック状態の解除制御を実行した後に、相対角度の位相フィードバック制御を行う内燃機関のバルブタイミング制御装置において、内燃機関制御装置は、バルブタイミングの変化量を制限する変化量制限手段を含み、ロック状態の解除制御から位相フィードバック制御に移行する際に、バルブタイミングの変化量を所定値に制限し、制限手段は、クランクシャフトに対するカムシャフトの目標位相角の変化量を制限するとともに、ロック状態の解除制御の開始時におけるトルク要求を推定し、トルク要求の推定値に応じて、目標位相角の変化量の制限度合いを変更するものである。
【００５７】
また、この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置の制限手段は、目標位相角を用いてトルク要求を推定するものである。
【００５８】
また、この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、制限手段は、スロットル開度を用いてトルク要求を推定するものである。
【００５９】
また、この発明に係る内燃機関のバルブタイミング制御装置は、内燃機関の吸入空気量に対応した吸気量パラメータを検出する吸気量パラメータ検出手段を備え、制限手段は、吸気量パラメータを用いてトルク要求を推定するものである。
【００６０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
【００６１】
なお、この発明の実施の形態１による全体構成は、図２７に示した通りであり、ＥＣＵ１１７内の動作プログラムの一部が変更されているのみである。
また、アクチュエータ１１３としては、図２２〜図２６に示したものが用いられているものとする。
【００６２】
したがって、アクチュエータ１１３は、ロックピン１５が進角側の油圧のみでロック状態を解除できる油路構造を有し、ロックピン１５の係合孔１８は、最遅角位置に設定されている。
【００６３】
図１〜図１１はこの発明の実施の形態１を示す図であり、図１〜図３および図５〜図９は、この発明の実施の形態１によるＥＣＵ１１７の動作を示すフローチャートである。
【００６４】
図４は、この発明の実施の形態１によるベース目標位相角θｍａｐを算出するための３次元マップ（データテーブル）を示す説明図であり、回転速度Ｎｅと充填効率Ｃｅとからベース目標位相角θｍａｐを算出する場合を示している。
図１０および図１１は、この発明の実施の形態１によるベース目標位相角θｍａｐの時間変化を示すタイミングチャートである。
【００６５】
以下、前述と同様に、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対角度（バルブタイミング）を制御する場合を例にとって説明する。
図１は、ロックピン１５のロック状態を判定するための処理ルーチンを示している。
【００６６】
図１において、まず、検出位相角θａが所定角度（たとえば、５［ｄｅｇ．ＣＡ］）以上であるか否かを判定し（ステップＳ１０１）、θａ≧所定角度（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ピンロックフラグｘｐｉｎに「０」を設定し（ステップＳ１０２）、図１の処理ルーチンを終了する。
【００６７】
このとき、θａ≧所定角度の状態は、ロータ６が進角側に動作できており、ロックピン１５が係合孔１８から抜けている状態を示すので、ロックピン１５のロック状態が解除したものと判断される。
なお、ピンロックフラグｘｐｉｎは、ロック状態において「１」に設定され、ロック解除状態で「０」が設定される。
【００６８】
一方、ステップＳ１０１において、θａ＜所定角度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、内燃機関１０１が始動モードであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
【００６９】
ステップＳ１０３において、始動モードでない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続いて、回転速度Ｎｅが所定速度（たとえば、６００［ｒ／ｍ］）よりも小さく、且つ冷却水温ｔｈｗが所定温度（たとえば、９０［℃］）よりも高い、か否かを判定する（ステップＳ１０４）。
【００７０】
ステップＳ１０３において、始動モードである（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、前述のように内燃機関１０１の停止時にオイルポンプ１１８の発生油圧がなくなってロックピン１５が係合孔１８に係合されることから、ピンロック状態と判断して、ピンロックフラグｘｐｉｎに「１」を設定し（ステップＳ１０５）、図１の処理ルーチンを終了する。
【００７１】
なお、ステップＳ１０５においては、ロックピン解除カウンタＣＰ（後述する図８参照）が「０」に設定されるとともに、ロックピン解除後の目標制限カウンタＣＴ（後述する図９参照）が「０」に設定される。
【００７２】
また、ステップＳ１０３において始動モードでない（すなわち、ＮＯ）と判定された後、ステップＳ１０４において、Ｎｅ＜所定速度、且つ、ｔｈｗ＞所定温度（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップＳ１０５に進む。
【００７３】
一方、ステップＳ１０４において、Ｎｅ≧所定速度、または、ｔｈｗ≦所定温度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、そのまま、図１の処理ルーチンを終了する。
【００７４】
これにより、ステップＳ１０３において始動モードでない（すなわち、ＮＯ）と判定され、続いて、ステップＳ１０４において、Ｎｅ≧所定速度、または、ｔｈｗ≦所定温度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、過去に設定されたピンロックフラグｘｐｉｎの値が残ることになる。
【００７５】
したがって、一旦、内燃機関１０１が始動モードになるか、または、回転速度Ｎｅが所定速度よりも小さく且つ冷却水温ｔｈｗが所定温度よりも高くなると、ピンロックフラグｘｐｉｎに「１」が設定されたままとなる。
【００７６】
ロックピン１５は、進角側油圧室９に油を導入しないと係合孔１８から抜けないので、ピンロックフラグｘｐｉｎの状態は、実際のロックピン１５の動作状態と一致することになる。
【００７７】
図２は、ロックピン１５の解除状態を判定するための処理ルーチンを示している。
図２において、まず、検出位相角θａが所定角度（たとえば５［ｄｅｇ．ＣＡ］）よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２０１）。
【００７８】
ステップＳ２０１において、θａ≧所定角度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ロックピン１５のロック状態が解除されて、十分に進角したものと判断できるので、ピンロックフラグｘｐｉｎを「０」にクリアし（ステップＳ２０２）、図２の処理ルーチンを終了する。
また、ステップＳ２０１において、θａ＜所定角度（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、そのまま図２の処理ルーチンを終了する。
【００７９】
図３は各種制限が実行される前の処理ルーチンを示すフローチャートであり、ベース目標位相角θｍａｐを内燃機関１０１の運転状態から算出するための処理ルーチンを示している。
【００８０】
図３において、まず、内燃機関１０１の運転状態を示すパラメータ（各種センサの出力値）を読み込み（ステップＳ３０１）、内燃機関１０１の回転速度Ｎｅと充填効率Ｃｅとの３次元マップ（図４参照）のテーブルデータ値を用いて、ベース目標位相角θｍａｐを算出する（ステップＳ３０２）。
【００８１】
ステップＳ３０２において、Ｍａｐ（Ｎｅ、Ｃｅ）は、図４の３次元マップ値に対して、回転速度Ｎｅおよび充填効率Ｃｅを用いてθｍａｐを算出するための関数である。
【００８２】
次に、目標位相角制限処理（後述する図５参照）を用いて、θｍａｐに制限を与え（ステップＳ３０３）、ピンロックフラグｘｐｉｎが「０」であるか否かを判定する（ステップＳ３０４）。
【００８３】
ステップＳ３０４において、ｘｐｉｎ＝０（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ロックピン解除後の目標位相角制限処理（後述する図９参照）を用いて、位相フィードバック制御に用いられる最終的な目標位相角θｔ（ロックピン解除後の制限が与えられた角度）を算出し（ステップＳ３０５）、図３の処理ルーチンを終了する。
また、ステップＳ３０４において、ｘｐｉｎ＝１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、そのまま図３の処理ルーチンを終了する。
【００８４】
次に、内燃機関１０１の冷却水温ｔｈｗに応じて、図３で算出されたベース目標位相角θｍａｐに制限を与えるための処理ルーチンについて、図５のフローチャートを参照しながら説明する。
【００８５】
この処理においては、内燃機関１０１の始動時に、冷却水温ｔｈｗが所定温度（たとえば、０[℃]）よりも低い場合には、ベース目標進角量θｍａｐの値にかかわらず、バルブタイミング制御を禁止して最遅角位置とする。
【００８６】
また、内燃機関１０１の暖機状態が促進され、冷却水温ｔｈｗが所定温度（０［℃］）以上になった場合には、最終目標位相角θｔへの制限を緩和し、最遅角位置からベース目標位相角θｍａｐに徐々に変化させる。
【００８７】
図５において、まず、冷却水温ｔｈｗが所定温度（０［℃］）以上か否かを判定し（ステップＳ５０１）、ｔｈｗ＜所定温度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、目標位相角制限フラグｘｌｉｍに「１」を設定するとともに、ベース目標位相角θｍａｐの反映率αを「０」にクリアして（ステップＳ５０２）、ステップＳ５０８（後述する）に進む。
【００８８】
一方、ステップＳ５０１において、ｔｈｗ≧所定温度（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、目標位相角制限フラグｘｌｉｍが「１」（ベース目標位相角θｍａｐが制限状態）か否かを判定する（ステップＳ５０３）。
【００８９】
目標位相角制限フラグｘｌｉｍは、内燃機関１０１のキーＯＮ時に「０」にクリアされるとともに、ベース目標位相角θｍａｐが制限状態の場合には「１」が設定され、非制限状態の場合には「０」が設定される。
【００９０】
ステップＳ５０３において、ｘｌｉｍ＝０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、反映率αを「１」に設定して（ステップＳ５０４）、ステップＳ５０８に進む。
【００９１】
一方、ステップＳ５０３において、ｘｌｉｍ＝１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、反映率αを所定値（たとえば、０．１）だけ増加させて（ステップＳ５０５）、反映率αが１未満か否かを判定する（ステップＳ５０６）。
【００９２】
ステップＳ５０６において、α≧１（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、目標位相角制限（バルブタイミング制御禁止）フラグｘｌｉｍを「０」に設定し（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０８に進む。
【００９３】
一方、ステップＳ５０６において、α＜１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、水温制限付き目標位相角θｔｗを、以下の式（１）を用いて算出し（ステップＳ５０８）、図５の処理ルーチンを終了する。
【００９４】
θｔｗ＝α×θｍａｐ ・・・（１）
【００９５】
図６は位相角制御時の処理ルーチンを示している。
図６において、まず、最終目標位相角θｔが所定角度（たとえば、５［ｄｅｇ．ＣＡ］）以上であるか否かを判定し（ステップＳ６０１）、θｔ≧所定角度（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、ピンロックフラグｘｐｉｎが「１」であるか否かを判定する（ステップＳ６０２）。
【００９６】
ステップＳ６０２において、ｘｐｉｎ＝０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、通常の位相フィードバック制御を実行して（ステップＳ６０３）、図６の処理ルーチンを終了する。
【００９７】
また、ステップＳ６０２において、ｘｐｉｎ＝１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、トルク要求推定処理（後述する図７参照）を用いて、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でのトルク要求を推定する（ステップＳ６０４）。
【００９８】
また、トルク要求の推定処理（ステップＳ６０４）に続いて、ロックピン解除制御処理（後述する図８参照）を実行し（ステップＳ６０５）、図６の処理ルーチンを終了する。
【００９９】
一方、ステップＳ６０１において、θｔ＜所定角度（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、最遅角位置制御を実行して（ステップＳ６０６）、バルブタイミングの進角制御を実行せずに、図６の処理ルーチンを終了する。
【０１００】
図７は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でのトルク要求の有無を推定するための処理ルーチンを示している。
図７において、まず、ロックピン解除カウンタＣＰが「０」であるか否かを判定し（ステップＳ７０１）、ＣＰ＝０（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、目標位相角制限フラグｘｌｉｍが１かを判定する（ステップＳ７０２）。
【０１０１】
ステップＳ７０１において、ＣＰ＞０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、ロックピン解除制御が既に進行中であるので、何も処理を実行せずに、図７の処理ルーチンを終了する。
【０１０２】
また、ステップＳ７０２において、ｘｌｉｍ＝１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、冷却水温ｔｈｗによってベース目標進角量θｍａｐが制限されている状態であって、ロックピン解除制御が実行されたものと判断できるので、トルク要求フラグｘｔｑを「０」にクリアして（ステップＳ７０３）、図７の処理ルーチンを終了する。
【０１０３】
一方、ステップＳ７０２において、ｘｌｉｍ＝０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、トルク要求フラグｘｔｑに「１」を設定し（ステップＳ７０４）、図７の処理ルーチンを終了する。
【０１０４】
なお、トルク要求フラグｘｔｑは、運転者のトルク要求が有ると判断できる場合には「１」が設定され、トルク要求が無いと判断できる場合には「０」が設定される。
【０１０５】
図８は、ロックピン解除制御におけるＯＣＶ１１４の電流を算出するための処理ルーチンを示している。
図８において、まず、ＯＣＶ１１４に供給する電流Ｉｏｕｔを、以下の式（２）を用いて算出する（ステップＳ８０１）。
【０１０６】
Ｉｏｕｔ＝Ａ×ＣＰ＋（Ｉｈ−Ｉｏｆｓ） ・・・（２）
【０１０７】
ただし、式（２）において、Ｉｈは保持電流値（たとえば、５００［ｍＡ］）であり、バルブタイミング制御装置を所定角度位置で保持するためにＯＣＶ１１４に供給される電流値である。
【０１０８】
また、Ｉｏｆｓはオフセット電流値（たとえば、２００［ｍＡ］）であり、ＯＣＶ１１４への供給電流Ｉｏｕｔを、保持電流値Ｉｈに対して若干遅角側から、徐々に増加させるための電流値である。
【０１０９】
また、Ａは供給電流Ｉｏｕｔを徐々に増加させるための電流増加率（たとえば、０．１［ｍＡ／ｍｓｅｃ］）であり、ＣＰはロックピン解除カウンタのカウンタ値である。
【０１１０】
次に、ロックピン解除カウンタＣＰに対して、図８の処理周期（たとえば、２５［ｍｓｅｃ］）を加算して（ステップＳ８０２）、図８の処理ルーチンを終了する。
【０１１１】
図９は、ロックピン１５の解除状態を検出した直後に水温制限付き目標位相角θｔｗを制限するための処理ルーチンを示している。
図９においては、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でのトルク要求の有無によって、水温制限付き目標位相角θｔｗへの制限を切り替えている。
【０１１２】
まず、トルク要求フラグｘｔｑが「１」であるか否かを判定し（ステップＳ９０１）、ｘｔｑ＝１（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、目標位相角θｔの変化率βとしてβ１を代入し（ステップＳ９０２）、ｘｔｑ＝０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、変化率βとしてβ２（＜β１）を代入する（ステップＳ９０３）。
【０１１３】
次に、ロックピン解除制限付き目標位相角θｔｐを、以下の式（３）を用いて算出する（ステップＳ９０４）。
【０１１４】
θｔｐ＝θｐｉｎ＋β×ＣＴ ・・・（３）
【０１１５】
ただし、式（３）において、θｐｉｎは、図２内のステップＳ２０１（ロックピン１５の解除判定）で用いた所定角度（たとえば、５［ｄｅｇ．ＣＡ］）である。また、目標制限カウンタＣＴは、ロックピン１５の解除検出時点からカウントアップを開始する時間カウンタであり、その値はロックピン解除後の経過時間に相当する。
【０１１６】
次に、ロックピン解除制限付き目標位相角θｔｐと水温制限付き目標位相角θｔｗとを比較し、θｔｐ≦θｔｗであるか否かを判定する（ステップＳ９０５）。
【０１１７】
ステップＳ９０５において、θｔｐ≦θｔｗ（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、最終目標位相角θｔとしてロックピン解除制限付き目標位相角θｔｐを代入し（ステップＳ９０６）、θｔｐ＞θｔｗ（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、最終目標位相角θｔとして水温制限付き目標位相角θｔｗを代入する（ステップＳ９０７）。
【０１１８】
最後に、ロックピン解除後の目標制限カウンタＣＴに対して、図９の処理周期（たとえば、２５［ｍｓｅｃ］）を加算して（ステップＳ９０８）、図９の処理ルーチンを終了する。
【０１１９】
このように、ロックピン解除制御の開始時でのトルク要求の有無（トルク要求フラグｘｔｑ）を推定し、推定されたトルク要求の有無に応じて、目標位相角の変化率βを変更する。
【０１２０】
すなわち、トルク要求が無い場合（ｘｔｑ＝０）には、トルク要求が有る場合よりも小さい変化率β２に設定し、ロックピン解除検出後の目標位相角θｔの変化を抑制する。これにより、トルク要求が無い場合における運転者の意図しないショックの発生を防止する。
【０１２１】
一方、トルク要求が有る場合（ｘｔｑ＝１）には、トルク要求が無い場合よりも大きい変化率β１に設定し、目標位相角θｔを速やかにベース目標位相角θｍａｐに近づける。これにより、ロックピン解除制御の実行による検出位相角θａの応答遅れを最小限にする。
【０１２２】
以下、図１０および図１１を参照しながら、この発明の実施の形態１による上記処理動作について、さらに具体的に説明する。
図１０は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点で「トルク要求が無い」と推定された場合の検出位相角の時間変化を示すタイミングチャートである。
【０１２３】
図１０において、まず、前述（図２８参照）と同様に、水温制限付き目標位相角θｔｗが５［ｄｅｇ．ＣＡ］を超過した時点ｔｐｓから、ロックピン解除制御が開始される。
【０１２４】
この時点ｔｐｓでは、反映率α（図１０内の最下段参照）が「１．０未満」であるため、目標位相角制限フラグｘｌｉｍ（図１０内の中段参照）は、「１」となっている。
【０１２５】
また、この時点ｔｐｓでは、ロックピン解除カウンタＣＰは、図１内のステップＳ１０５によって「０」にクリアされた状態であり、図７内のステップＳ７０３によって、トルク要求フラグｘｔｑは「０」に設定される。
【０１２６】
さらに、最終目標位相角θｔの変化率βは、図９内のステップＳ９０３により、第１の値β１よりも小さい第２の値β２が代入される。
したがって、最終目標位相角θｔ（図１０内の破線参照）は、上記時点ｔｐｓの後に、ロックピン１５の解除状態が検出される時点ｔｐｅから、従来（図２８参照）の検出位相角θａよりもゆっくり漸増し、ベース目標位相角θｍａｐに収束する。
【０１２７】
この結果、図１０にように、ロック解除状態の検出時点ｔｐｅから位相フィードバック制御を実行した場合でも、検出位相角θａの変化量は、前述（図２８参照）の検出位相角θａと比べて十分に抑制されることが分かる。
【０１２８】
たとえば、運転者のアクセル踏み込み量（スロットル開度）が一定で車両が定常走行中に、冷却水温ｔｈｗが上昇してバルブタイミング制御の禁止状態が解除されたときには、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点において、トルク要求は発生していない。
また、通常、バルブタイミング制御の禁止が解除されたことは、運転者からは認識されない。
【０１２９】
この場合、図１０のように変化率βを小さい値β２に設定してバルブタイミング変化率を抑制し、最終目標位相角θｔをベース目標位相角θｍａｐにゆっくり近づけることにより、トルク変動によるショックを運転者に与えることはなく、運転者の意図しないショックの発生を防止することができる。
【０１３０】
一方、図１１は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点で「トルク要求が有る」と推定された場合の検出位相角θａの挙動を示すタイミングチャートである。
【０１３１】
ただし、図１１は冷却水温ｔｈｗによる制限が既に解除されている場合、すなわち、ベース目標位相角θｍａｐの反映率αが「１」の場合を示している。
図１１において、水温制限付き目標位相角θｔｗが５［ｄｅｇ．ＣＡ］を超過した時点ｔｐｓから、ロックピン解除制御が開始される。
【０１３２】
この場合は、カム位相の進角指令が運転者の要求に応じて発生しているので、ロックピン１５の解除後は、できるだけ迅速にベース目標位相角θｍａｐにバルブタイミングを制御することが望ましい。
【０１３３】
図１１の場合、水温制限付き目標位相角θｔｗが所定角度を超過した時点ｔｐｓにおいて、反映率αが既に「１．０」であるため、目標位相角制限フラグｘｌｉｍは「０」となっている。
【０１３４】
また、この時点ｔｐｓにおいては、ロックピン解除カウンタＣＰ＝０となっており、図７内のステップＳ７０４により、トルク要求フラグｘｔｑは「１」に設定される。
また、図９内のステップＳ９０２により、最終目標位相角θｔの変化率βは、第２の値よりも大きい第１の値β１が代入される。
【０１３５】
したがって、ロックピン１５の解除状態が検出される時点ｔｐｅから、最終目標位相角θｔは急速に増加し、ベース目標位相角θｍａｐに迅速に収束する。
この結果、上記時点ｔｐｅから位相フィードバック制御を実行すると、検出位相角θａは、図１０の場合よりも早くベース目標位相角θｍａｐに追従させることができる。
【０１３６】
このとき、バルブタイミングの急激な進角量変化（変化率β１）によりショックが発生するものの、運転者の意図（アクセル踏み込み量の増大）による運転状態変化に起因して発生するショックと比べて、ＶＶＴ進角によるショックが十分に小さいので、運転者が違和感を覚えることは全くなく、特に問題が生じることはない。
【０１３７】
すなわち、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でのトルク要求の有無を、運転状態で決定するベース目標位相角θｍａｐの制限状態により推定し、位相フィードバック制御に使用される最終目標位相角θｔの制限量を切り替えることにより、運転者のアクセル（スロットル）踏み込み量が一定（定常走行）の場合には、最終目標位相角θｔの変化量が抑制される。
【０１３８】
これにより、バルブタイミングの変化が抑制されるので、トルク変動によるショックを運転者に与えない。
したがって、比較的簡単な処理方法で、運転者の意図しないショックの発生を防止することができる。
【０１３９】
また、図１１のように、運転者の意図（アクセル踏み込みなど）によりトルク要求が発生した場合には、最終目標位相角θｔの変化量の制限を緩めることにより、ベース目標位相角θｍａｐに対してバルブタイミングが迅速に追従させることができる。
【０１４０】
したがって、トルク要求発生時には、ロックピン解除制御の実行時のバルブタイミング応答遅れを最小限に抑制することができ、比較的簡単な処理方法で、ロックピン１５を確実に解除しつつ、出力トルクや排ガス向上などの性能を有効に発揮させることができる。
【０１４１】
実施の形態２．
なお、上記実施の形態１では、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点ｔｐｓでのトルク要求として、ベース目標位相角θｍａｐの目標位相角制限フラグ（制限状態）ｘｌｉｍを用いたが、上記時点ｔｐｓでのトルク要求をスロットル開度の変化量から推定してもよい。
【０１４２】
以下、図１２〜図１６を参照しながら、スロットル開度の変化量からトルク要求を推定したこの発明の実施の形態２について説明する。
ここでは、前述と同様に、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対角度（バルブタイミング）を制御するものとする。
したがって、ロックピン１５のロック状態が進角側油圧のみで解除可能な油路構造を有し、ロックピン１５の係合孔１８が最遅角位置にあるものとする。
【０１４３】
図１２および図１３はこの発明の実施の形態２による処理動作を示すフローチャートであり、図１４は変化率βの２次元テーブルを示す説明図、図１５および図１６はこの発明の実施の形態２による処理動作を示すタイミングチャートである。
【０１４４】
図１２はスロットル開度の変化量Δｔｖｏを求めるための処理ルーチンを示している。
図１２において、まず、ロックピン解除カウンタＣＰが「０」であるか否かを判定し（ステップＳ１２０１）、ＣＰ＞０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、そのまま図１２の処理ルーチンを終了する。
【０１４５】
一方、ステップＳ１２０１において、ＣＰ＝０（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、スロットル開度の変化量Δｔｖｏを、以下の式（４）を用いて算出する（ステップＳ１２０２）。
【０１４６】
Δｔｖｏ＝ｔｖｏ［ｉ］−ｔｖｏ［ｉ−１］ ・・・（４）
【０１４７】
ただし、式（４）において、ｔｖｏ［ｉ］は今回の処理におけるスロットル開度、ｔｖｏ［ｉ−１］は１周期前の処理におけるスロットル開度を示す。
上記式（４）により、スロットル開度が一定である定常運転状態においては、変化量Δｔｖｏの値は極めて小さくなり、加速時のようにスロットルを素早く開いた場合には、変化量Δｔｖｏの値は大きくなる。
【０１４８】
図１３は、スロットル開度の変化量Δｔｖｏから最終目標位相角θｔを算出するための処理ルーチンを示している。
なお、図１３内のステップＳ１３０３〜Ｓ１３０６については、前述（図９参照）のステップＳ９０５〜Ｓ９０８と同様の処理なので、ここでは、説明を省略する。
【０１４９】
図１３において、まず、ロックピン解除制限付き目標位相角θｔｐの変化率βを、以下の式（５）を用いて算出する（ステップＳ１３０１）。
【０１５０】
β＝Ｔａｂｌｅ（Δｔｖｏ） ・・・（５）
【０１５１】
ただし、式（５）において、Ｔａｂｌｅ（Δｔｖｏ）は、スロットル開度の変化量Δｔｖｏの値を図１４の２次元テーブルから求める関数である。
次に、ロックピン解除制限付き目標位相角θｔｐを、以下の式（６）を用いて算出する（ステップＳ１３０２）。
【０１５２】
θｔｐ＝θｐｉｎ＋β×ＣＴ ・・・（６）
【０１５３】
以下、前述のステップＳ９０５〜Ｓ９０８と同様の処理ステップＳ１３０３〜Ｓ１３０６を実行して、図１３の処理ルーチンを終了する。
【０１５４】
なお、ステップＳ１３０１で設定される最終目標位相角θｔの変化率βは、図１４に示すように、スロットル開度の変化量Δｔｖｏが大きい（すなわち、トルク要求が大きい）場合には大きい値となる。
【０１５５】
このように、スロットル開度の変化量Δｔｖｏが大きい状態は、たとえば、運転者が加速したいという意図でアクセルペダルを踏み込み、スロットルバルブを素早く開いた場合に相当する。
【０１５６】
この場合、最終目標位相角θｔは、ロックピン解除検出直後から急速にベース目標位相角θｍａｐに近づくので、バルブタイミングを急速にベース目標位相角θｍａｐに追従させることができる。
【０１５７】
一方、定常運転時であって、スロットル開度の変化量Δｔｖｏが「０」または微小値である（すなわち、トルク要求が無い）場合には、最終目標位相角θｔの変化率βが小さい値に設定され、ロックピン解除検出直後からの最終目標位相角θｔへの変化量（バルブタイミングの変化量）を小さくすることができる。
【０１５８】
したがって、定常運転時においては、バルブタイミングの急激な変化が発生することがないので、運転者の意図しないショックの発生を抑えることができる。
【０１５９】
次に、図１５および図１６のタイミングチャートを参照しながら、上記処理動作について説明する。
図１５および図１６は、前述の図１０および図１１（定常走行時およびアクセル踏み込み時の処理）に対応している。
【０１６０】
図１５は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点ｔｐｓでトルク要求が発生していないと推定された場合での、検出位相角θａの挙動を示すタイミングチャートである。
【０１６１】
図１５において、まず、水温制限付き目標位相角θｔｗが５［ｄｅｇ．ＣＡ］を超過する時点ｔｐｓからロックピン解除制御が開始される。
この時点ｔｐｏにおいて、ロックピン解除カウンタＣＰは「０」となっているので、前述の式（４）（図１２内のステップＳ１２０２）によりスロットル開度の変化量Δｔｖｏを算出する。
【０１６２】
ただし、上記時点ｔｐｓに至るまでのスロットル開度ｔｖｏは一定（Δｔｖｏ＝０）なので、図１４の２次元テーブルを参照しつつ、前述の式（５）（図１３内のステップＳ１３０１）から変化率βを算出すると、変化率βには最小の値が設定される。
【０１６３】
したがって、最終目標位相角θｔ（図１５内の波線参照）は、ロックピン１５の解除状態が検出される時点ｔｐｅからゆっくり漸増して、ベース目標位相角θｍａｐに収束する。
【０１６４】
この結果、ロックピン解除状態の検出時点ｔｐｅから位相フィードバック制御を行うと、検出位相角θａ（図１５内の実線参照）の変化量は、従来（図２８参照）の検出位相角θａの変化量と比べて抑制される。
【０１６５】
たとえば前述のように、定常走行（運転者のスロットル踏み込み量が一定）中に冷却水温ｔｈｗが上昇してバルブタイミング制御の禁止が解除された場合は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でのトルク要求はなく、また、バルブタイミング制御の禁止が解除されたことは通常運転者からは認識されない。
【０１６６】
この場合、変化率βを十分に小さく設定して、最終目標位相角θｔをベース目標位相角θｍａｐにゆっくり近づけることにより、バルブタイミングの変化は小さく抑えられ、トルク変動によるショックを運転者に与えることはなく、運転者の意図しないショックの発生を防止することができる。
【０１６７】
一方、図１６は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点ｔｐｓにトルク要求が有ると推定された場合の検出位相角θａの挙動を示すタイミングチャートである。
【０１６８】
図１６において、前述のように、水温制限付き目標位相角θｔｗ（図１５参照）が５［ｄｅｇ．ＣＡ］を超過する時点ｔｐｓから、ロックピン解除制御が開始される。
【０１６９】
この場合、時点ｔｐｓにおいて、アクセルペダルが運転者によって踏み込まれている状態であり、スロットル開度の変化量Δｔｖｏは、図１５の場合と比べて大きな値となる。
【０１７０】
したがって、図１４の２次元テーブル（図１３内のステップＳ１３０１）から最終目標位相角θｔの変化率βを算出すると、変化率βは、図１５の場合と比べて大きな値が設定されるので、最終目標位相角θｔは、ロックピン１５の解除状態が検出される時点ｔｐｅから急速に増加して、ベース目標位相角θｍａｐに迅速に収束する。
【０１７１】
この結果、上記時点ｔｐｅから位相フィードバック制御を実行すると、検出位相角θａは、図１５の場合と比べて、迅速にベース目標位相角θｍａｐに追従する。
【０１７２】
図１６の場合、バルブタイミングの急激な変化によりショックが発生するが、このショックは、スロットル踏み込み時の運転状態変化（運転者の意図）に起因して発生するショックと比べて十分に小さいので、運転者が違和感を覚えることはなく、特に問題は生じない。
【０１７３】
また、図１６においては、ベース目標位相角θｍａｐに対してバルブタイミングが迅速に追従するので、ロックピン解除制御の実行によるバルブタイミングの応答遅れを最小限に抑制することができる。
【０１７４】
このように、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でのトルク要求を、運転者の意図が直接的に反映されるスロットル開度の変化量Δｔｖｏにより推定し、位相フィードバック制御に使用される最終目標位相角θｔの制限度合いを変更することにより、内燃機関１０１に対するトルク要求を高精度に推定することができる。
【０１７５】
このように高精度に推定されたトルク要求を用いて、最終目標位相角θｔの変化量を調整することにより、バルブタイミング変化量を高い自由度で調整することができる。
【０１７６】
この結果、運転者の意図しないショックの発生を防止するとともに、ロックピン１５を確実に解除しつつ、出力トルクや排ガスなどの改善性能を最大限に発揮させることができる。
【０１７７】
実施の形態３．
なお、上記実施の形態２では、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点ｔｐｓでのトルク要求を、スロットル開度の変化量Δｔｖｏを用いて推定したが、内燃機関１０１への吸入空気量を示すパラメータの変化量を用いて推定してもよい。
【０１７８】
以下、図１７〜図２１を参照しながら、吸入空気量を示すパラメータの変化量からトルク要求を推定したこの発明の実施の形態３について説明する。
図１７〜図２１は、前述の図１２〜図１６にそれぞれ対応しており、図１７および図１８はこの発明の実施の形態３による処理動作を示すフローチャート、図１９は変化率βのテーブルを示す説明図、図２０および図２１はこの発明の実施の形態３による処理動作を示すタイミングチャートである。
【０１７９】
この場合も、前述と同様に、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの相対角度（バルブタイミング）を制御するものとし、ロックピン１５のロック状態が進角側油圧のみで解除可能な油路構造を有し、ロックピン１５の係合孔１８が最遅角位置にあるものとする。
【０１８０】
ここで、前述の実施の形態２と異なる点は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点のトルク要求を、スロットル開度の変化量Δｔｖｏから推定するのではなく、吸入空気量を示すパラメータ（たとえば、充填効率Ｃｅ）の変化量ΔＣｅから推定する点のみである。
【０１８１】
図１７は、充填効率Ｃｅの変化量ΔＣｅを求めるための処理ルーチンを示している。
図１７において、まず、ロックピン解除カウンタＣＰが「０」であるか否かを判定し（ステップＳ１７０１）、ＣＰ＞０（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、そのまま図１７の処理ルーチンを終了する。
【０１８２】
一方、ステップＳ１７０１において、ＣＰ＝０（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、充填効率Ｃｅの変化量Δｃｅを、以下の式（７）を用いて算出し（ステップＳ１７０２）、図１７の処理ルーチンを終了する。
【０１８３】
ΔＣｅ＝Ｃｅ［ｉ］−Ｃｅ［ｉ−１］ ・・・（７）
【０１８４】
ただし、式（７）において、Ｃｅ［ｉ］は今回の処理における充填効率、Ｃｅ［ｉ−１］は１周期前の処理における充填効率を示す。
図１７の処理により求められた充填効率の変化量ΔＣｅは、充填効率Ｃｅが一定である定常運転状態には極めて小さい値となり、加速時のように吸入空気量が急増した場合には大きい値となる。
【０１８５】
図１８は、充填効率の変化量ΔＣｅから最終目標位相角θｔを算出する処理ルーチンを示している。
図１８において、ステップＳ１８０１およびＳ１８０２は、前述（図１３参照）のステップＳ１３０１およびＳ１３０２に対応している。
【０１８６】
また、図１８内ステップＳ１８０３〜Ｓ１８０６については、前述（図９参照）のステップＳ９０５〜Ｓ９０８と同様の処理なので、ここでは、説明を省略する。
【０１８７】
まず、ロックピン解除制限付き目標位相角θｔｐの変化率βを、以下の式（８）を用いて算出する（ステップＳ１８０１）。
【０１８８】
β＝Ｔａｂｌｅ（ΔＣｅ） ・・・（８）
【０１８９】
ただし、式（８）において、Ｔａｂｌｅ（ΔＣｅ）は、スロットル開度の変化量Δｔｖｏの値を図１９のテーブルから求める関数である。
次に、ロックピン解除制限付き目標位相角θｔｐを、以下の式（９）を用いて算出する（ステップＳ１８０２）。
【０１９０】
θｔｐ＝θｐｉｎ＋β×ＣＴ ・・・（９）
【０１９１】
以下、前述のステップＳ９０５〜Ｓ９０８と同様の処理ステップＳ１３０３〜Ｓ１３０６を実行して、図１３の処理ルーチンを終了する。
ここでは、吸入空気量を示すパラメータとして充填効率の変化量ΔＣｅを用いたが、他のパラメータとして、吸気管圧力や体積効率などを用いてもよい。
【０１９２】
この場合も、最終目標位相角θｔの変化率β（図１９参照）は、前述の図１４と同様に設定され、たとえば運転者の加速意図でスロットルを素早く開いた（吸入空気量が急増した）場合には、変化量ΔＣｅが大きい（すなわち、トルク要求が大きい）ことから、大きい値に設定される。
【０１９３】
これにより、ロックピン解除の検出直後から最終目標位相角θｔを急速にベース目標位相角θｍａｐに近づけることができ、バルブタイミングを急速にベース目標位相角θｍａｐ追従させることができる。
【０１９４】
一方、定常運転時には、充填効率の変化量ΔＣｅが「０」または微小である（すなわち、トルク要求が無い）ことから、最終目標位相角θｔの変化率βは、小さい値に設定される。
【０１９５】
これにより、ロックピン解除状態の検出直後からの最終目標位相角θｔの変化量を抑制して、バルブタイミングの変化量を小さくすることができ、バルブタイミングの急激な変化が発生しないので、運転者の意図しないショックの発生を抑制することができる。
【０１９６】
次に、図２０および図２１のタイミングチャートを参照しながら、上記処理動作について説明する。
図２０および図２１は、前述の図１５および図１６（定常走行時およびアクセル踏み込み時の処理）に対応している。
【０１９７】
図２０は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点ｔｐｓでトルク要求が発生していないと推定された場合での、検出位相角θａの挙動を示すタイミングチャートである。
【０１９８】
図２０において、まず、水温制限付き目標位相角θｔｗが５［ｄｅｇ．ＣＡ］を超過する時点ｔｐｓからロックピン解除制御が開始される。
この時点ｔｐｓにおいて、ロックピン解除カウンタＣＰは「０」となっているので、前述の式（７）（図１７内のステップＳ１７０２）により充填効率の変化量ΔＣｅを算出する。
【０１９９】
ただし、上記時点ｔｐｓに至るまでのスロットル開度ｔｖｏは一定（Δｔｖｏ＝０）なので、充填効率Ｃｅも一定（ΔＣｅ＝０）となり、図１９のテーブルを参照しつつ、前述の式（８）（図１８内のステップＳ１８０１）から変化率βを算出すると、変化率βには最小の値が設定される。
【０２００】
したがって、最終目標位相角θｔ（図２０内の波線参照）は、ロックピン１５の解除状態が検出される時点ｔｐｅからゆっくり漸増して、ベース目標位相角θｍａｐに収束する。
【０２０１】
この結果、ロックピン解除状態の検出時点ｔｐｅから位相フィードバック制御を行うと、検出位相角θａ（図２０内の実線参照）の変化量は、従来（図２８参照）の検出位相角θａの変化量と比べて抑制され、前述と同様に、運転者の意図しないショックの発生を防止することができる。
【０２０２】
一方、図２１は、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点ｔｐｓにトルク要求が有ると推定された場合の検出位相角θａの挙動を示すタイミングチャートである。
【０２０３】
図２１の場合は、ロックピン解除制御が開始される時点ｔｐｓでアクセルペダル（スロットル）が運転者により踏み込まれている状態にあり、充填効率Ｃｅが増加するので、充填効率の変化量ΔＣｅが大きな値となり、最終目標位相角θｔの変化率βは、図２０の場合と比べて大きな値が設定される。
【０２０４】
この結果、最終目標位相角θｔは、ロックピン１５の解除状態が検出される時点ｔｐｅから急速に増加してベース目標位相角θｍａｐに収束するので、上記時点ｔｐｅから位相フィードバック制御を実行すると、図２１内の実線で示すように、検出位相角θａは、図２０の場合と比べて、迅速にベース目標位相角θｍａｐに追従する。
【０２０５】
このとき、バルブタイミングの急変によりショックを発生するが、アクセル（スロットル）の踏み込みによる運転状態変化に起因するショックと比べて十分に小さいので、運転者が違和感を覚えることはなく、全く支障はない。
【０２０６】
また、ベース目標位相角θｍａｐに対してバルブタイミングが速く追従でき、ロックピン解除制御の実行によるバルブタイミングの応答遅れを最小限に抑制することができるので、前述と同様に、ロックピン１５を確実に解除しつつ、出力トルクや排ガスなどの改善性能を最大限に発揮させることができる。
【０２０７】
さらに、ロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でのトルク要求を、内燃機関１０１のトルク発生の直接的要因となる吸入空気量の変化量（ΔＣｅ）から推定し、位相フィードバック制御に使用される最終目標位相角θｔの制限度合いを変更することにより、高精度に推定されたトルク要求を用いて最終目標位相角θｔの変化量が調整されるので、バルブタイミング変化量を高い自由度で調整でき、運転者の意図しないショックの発生を防止するとともに、ロックピンを確実に解除しつつ、出力トルクや排ガスなどの改善性能を最大限に発揮させることができる。
【０２０８】
なお、上記各実施の形態では、ベース目標位相角θｍａｐに対して最終目標位相角θｔが制限される事例に関し、内燃機関の運転状態を示すパラメータとして冷却水温ｔｈｗを用いた場合について説明したが、冷却水温ｔｈｗ以外のパラメータを用いて最終目標位相角θｔが制限される場合であっても、前述と同様の処理によって同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
【０２０９】
また、最終目標位相角θｔが制限される条件として、内燃機関の運転状態を用いた場合について説明したが、バルブタイミング制御装置の状態を適用してもよい。
【０２１０】
たとえば、バルブタイミング制御における各種制御パラメータ（たとえば、バルブタイミングの最遅角位置などの学習値）が未校正の場合は、制御パラメータの校正が完了するまでバルブタイミング制御を禁止することがあるが、このような事例に対しても、前述の処理を用いることによって、同様の作用効果を奏することができる。
【０２１１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、内燃機関のクランクシャフトに同期して少なくとも吸気または排気のバルブタイミングを設定するカムシャフトと、油圧が供給される進角油圧室および遅角油圧室を有し、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対角度を進角側または遅角側に変更するアクチュエータと、アクチュエータに設けられて相対角度を所定相対角度でロックするためのロック機構と、油圧を発生するオイルポンプと、油圧をアクチュエータの進角油圧室または遅角油圧室に供給する油圧調整手段と、油圧調整手段を制御する内燃機関制御装置とを備え、ロック機構は、相対角度の変更時に、進角油圧室または遅角油圧室のいずれか一方のみに供給される油圧により解除され、ロック機構によるロック状態から相対角度を変更する場合に、あらかじめロック状態の解除制御を実行した後に、相対角度の位相フィードバック制御を行う内燃機関のバルブタイミング制御装置において、内燃機関制御装置は、バルブタイミングの変化量を制限する変化量制限手段を含み、ロック状態の解除制御から位相フィードバック制御に移行する際に、バルブタイミングの変化量を所定値に制限し、制限手段は、クランクシャフトに対するカムシャフトの目標位相角の変化量を制限するとともに、ロック状態の解除制御の開始時におけるトルク要求を推定し、トルク要求の推定値に応じて、目標位相角の変化量の制限度合いを変更するので、バルブタイミング変更時に事前にロックピン解除操作が必要なアクチュエータを用いた場合でも、比較的簡単な処理により、位相フィードバック制御への切り替え時における運転者の意図しないショックの発生を抑制することのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置が得られる効果がある。
【０２１４】
また、この発明によれば、制限手段は、目標位相角を用いてトルク要求を推定するので、バルブタイミング変更時に事前にロックピン解除操作が必要なアクチュエータを用いた場合でも、位相フィードバック制御への切り替え時における運転者の意図しないショックの発生を抑制することのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置が得られる効果がある。
【０２１５】
また、この発明によれば、内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、制限手段は、運転者の意図が直接的に反映されるスロットル開度を用いてトルク要求を推定し、高精度なトルク要求を用いて最終目標位相角の変化量を調整するので、バルブタイミング変化量を高い自由度で調整することができ、運転者の意図しないショックの発生を防止するとともに、ロックピンを確実に解除しつつ、出力トルクや排ガスなどの改善性能を最大限に発揮させた内燃機関のバルブタイミング制御装置が得られる効果がある。
【０２１６】
また、この発明によれば、内燃機関の吸入空気量に対応した吸気量パラメータを検出する吸気量パラメータ検出手段を備え、制限手段は、トルク発生の直接的要因となる吸気量パラメータを用いてトルク要求を推定し、高精度なトルク要求を用いて最終目標位相角の変化量を調整するので、バルブタイミング変化量を高い自由度で調整することができ、運転者の意図しないショックの発生を防止するとともに、ロックピンを確実に解除しつつ、出力トルクや排ガスなどの改善性能を最大限に発揮させた内燃機関のバルブタイミング制御装置が得られる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１によるロック状態の判定処理動作を示すフローチャートである。
【図２】 この発明の実施の形態１によるロックピン解除状態の判定処理動作を示すフローチャートである。
【図３】 この発明の実施の形態１による各種制限実行前のベース目標位相角の算出処理動作を示すフローチャートである。
【図４】 この発明の実施の形態１による回転速度および充填効率から目標位相角を算出するための３次元マップ（データテーブル）を示す説明図である。
【図５】 この発明の実施の形態１により冷却水温に応じてベース目標位相角に制限を与えるための処理動作を示すフローチャートである。
【図６】 この発明の実施の形態１による位相角制御時の処理動作を示すフローチャートである。
【図７】 この発明の実施の形態１によるロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でのトルク要求の有無を推定するための処理操作を示すフローチャートである。
【図８】 この発明の実施の形態１によるロックピン解除制御でのＯＣＶ電流の算出処理動作を示すフローチャートである。
【図９】 この発明の実施の形態１によるロックピン解除状態の検出直後に水温制限付き目標位相角を制限するための処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】 この発明の実施の形態１によるロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でトルク要求が無いと判定された場合の検出位相角の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１１】 この発明の実施の形態１によるロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でトルク要求が有ると判定された場合の検出位相角の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１２】 この発明の実施の形態２によるスロットル開度の変化量を求めるための処理動作を示すフローチャートである。
【図１３】 この発明の実施の形態２によるスロットル開度の変化量から最終目標位相角を算出するための処理動作を示すフローチャートである。
【図１４】 この発明の実施の形態２によるスロットル開度の変化量から目標位相角の変化率を算出するための２次元テーブルを示す説明図である。
【図１５】 この発明の実施の形態２によるロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でトルク要求が無いと推定された場合の検出位相角の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１６】 この発明の実施の形態２によるロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でトルク要求が有ると推定された場合の検出位相角の挙動を示すタイミングチャートである。
【図１７】 この発明の実施の形態３による充填効率の変化量を求めるための処理動作を示すフローチャートである。
【図１８】 この発明の実施の形態３による充填効率の変化量から最終目標位相角を算出するための処理動作を示すフローチャートである。
【図１９】 この発明の実施の形態３による充填効率の変化量から目標位相角の変化率を算出するための２次元テーブルを示す説明図である。
【図２０】 この発明の実施の形態３によるロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でトルク要求が無いと推定された場合の検出位相角の挙動を示すタイミングチャートである。
【図２１】 この発明の実施の形態３によるロックピン解除制御の実行要求が発生した時点でトルク要求が有ると推定された場合の検出位相角の挙動を示すタイミングチャートである。
【図２２】 従来のベーン式バルブタイミング調整装置の内部構成を示す横断面図である。
【図２３】 図２２内のＡ−Ａ線による縦断面図である。
【図２４】 図２２に示したバルブタイミング調整装置のロック機構およびロック解除機構の要部（ロックピン周辺）を拡大して示す斜視図である。
【図２５】 図２４に示したロック機構およびロック解除機構の要部を示す縦断面図である。
【図２６】 図２４に示したロック機構およびロック解除機構の要部を示す縦断面図である。
【図２７】 一般的な内燃機関のバルブタイミング制御装置を示すブロック構成図である。
【図２８】 従来の内燃機関のバルブタイミング制御装置による検出位相角の挙動を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
９ 進角側油圧室、１０ 遅角側油圧室、１５ ロックピン（ロック機構）、１８ａ ロック解除油圧室、１０１ 内燃機関、１０３ エアフローセンサ、
１０５ スロットルバルブ、１１２ カム角センサ、１１３ アクチュエータ（カム位相アクチュエータ）、１１４ ＯＣＶ（オイルコントロールバルブ）、
１１５ クランク角センサ、１１７ ＥＣＵ、１１８ オイルポンプ、１２２ 水温センサ、Ｃｅ 充填効率、Ｎｅ 回転速度、ｔｈｗ 冷却水温、ｘｔｑ トルク要求フラグ、Ｓ７０３ カムシャフトの目標位相角の変化量を制限するステップ、θａ 検出位相角、θｍａｐ ベース目標位相角、θｔ 最終目標位相角、α ベース目標位相角の反映率 β 最終目標位相角の変化率、β１ 大きい変化率、β２ 小さい変化率、ΔＣｅ 充填効率の変化量、Δｔｖｏ スロットル開度の変化量。

Claims (4)

1. 内燃機関のクランクシャフトに同期して少なくとも吸気または排気のバルブタイミングを設定するカムシャフトと、
   油圧が供給される進角油圧室および遅角油圧室を有し、前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの相対角度を進角側または遅角側に変更するアクチュエータと、
   前記アクチュエータに設けられて前記相対角度を所定相対角度でロックするためのロック機構と、
   前記油圧を発生するオイルポンプと、
   前記油圧を前記アクチュエータの進角油圧室または遅角油圧室に供給する油圧調整手段と、
   前記油圧調整手段を制御する内燃機関制御装置とを備え、
   前記ロック機構は、前記相対角度の変更時に、前記進角油圧室または前記遅角油圧室のいずれか一方のみに供給される油圧により解除され、
   前記ロック機構によるロック状態から前記相対角度を変更する場合に、あらかじめ前記ロック状態の解除制御を実行した後に、前記相対角度の位相フィードバック制御を行う内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記内燃機関制御装置は、前記バルブタイミングの変化量を制限する変化量制限手段を含み、前記ロック状態の解除制御から前記位相フィードバック制御に移行する際に、前記バルブタイミングの変化量を所定値に制限し、
   前記制限手段は、
   前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの目標位相角の変化量を制限するとともに、
   前記ロック状態の解除制御の開始時におけるトルク要求を推定し、前記トルク要求の推定値に応じて、前記目標位相角の変化量の制限度合いを変更することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. 前記制限手段は、前記目標位相角を用いて前記トルク要求を推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
3. 前記内燃機関のスロットル開度を検出するスロットル開度検出手段を備え、
   前記制限手段は、前記スロットル開度を用いて前記トルク要求を推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
4. 前記内燃機関の吸入空気量に対応した吸気量パラメータを検出する吸気量パラメータ検出手段を備え、
   前記制限手段は、前記吸気量パラメータを用いて前記トルク要求を推定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。

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