JP4449251B2 - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置において吸気弁または排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置（内燃機関用バルブ開閉タイミング調整装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置の一つとして、内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸と一体的に回転するハウジング部材と、このハウジング部材に設けたシュー部に相対回転可能に組付けられてベーン部にて前記ハウジング部材内に進角油室と遅角油室を形成し前記カム軸または前記クランク軸と一体的に回転するロータ部材と、作動油の供給によりアンロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転を許容し作動油の排出によりロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の両端回転限界位置を除いた中間領域内の目標位相位置にて規制する相対回転制御機構と、前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構への作動油の給排を制御する油圧回路を備えたものがあり、例えば特開平１１−２２３１１２号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した弁開閉時期制御装置においては、相対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の両端回転限界位置を除いた中間領域内の目標位相位置にて規制する状態にて、内燃機関の良好な始動性が得られるように、吸気弁及び排気弁の開閉時期が設定されている。このため、内燃機関の始動時において、相対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対回転を目標位相位置にて規制しない場合には、カム軸に作用する変動トルクを含む駆動力伝達系のトルク変動に起因してハウジング部材とロータ部材が不安定に相対回転して、内燃機関の始動性が損なわれるおそれがある。
【０００４】
ところで、内燃機関の始動時において、相対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対回転を目標位相位置（中間位相位置）にて規制することを阻害する要因としては、油圧回路の設定に起因するものや、進角油室及び遅角油室と相対回転制御機構に作動油が残留することに起因するものがある。また、従来の油圧回路においては、内燃機関の始動時に、油圧回路が備える油圧制御弁を如何に制御するかについて十分な検討がなされておらず、内燃機関の始動時から通常運転時に移行する過程において、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相が過渡的に不安定となる（ハウジング部材に対してロータ部材が進角側および遅角側に大きくばたつく）おそれがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべく、上記した弁開閉時期制御装置において、進角油室及び遅角油室と相対回転制御機構への作動油の給排を制御する油圧回路として、内燃機関の始動時における作動油の油圧が制御可能油圧以上となった後の始動後期には、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給して、前記進角油室と前記遅角油室に作動油を充満させることが可能で、その後に前記相対回転制御機構に作動油を供給可能な油圧回路を採用したこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【０００６】
また、本発明の実施に際しては、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、前記油圧回路が備える油圧制御弁の制御値を、内燃機関の停止前の通常運転時において前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転位相を保持する際の制御値を基に設定すること（請求項２に係る発明）が可能である。この場合において、前記油圧制御弁の制御値を、作動油の温度に応じて補正すること（請求項３に係る発明）が望ましい。
【０００７】
また、本発明の実施に際しては、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、１回で供給される作動油の油量を、前記進角油室と前記遅角油室で異にすること（請求項４に係る発明）が可能である。この場合において、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量比を、前記相対回転制御機構がロック状態であるときの前記進角油室と前記遅角油室の容積比を基に設定すること（請求項５に係る発明）が可能である。
【０００８】
また、本発明の実施に際しては、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転位相を検出する位相検出手段の検出値（実位相位置）と前記目標位相位置との差を基に設定すること（請求項６に係る発明）が可能である。また、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させること（請求項７に係る発明）が可能である。また、作動油の油圧が制御可能油圧以上となったことの判定を、内燃機関の始動開始後の所定経過時間にて行うこと（請求項８に係る発明）が可能である。
【０００９】
また、本発明の実施に際して、前記油圧回路は、内燃機関の始動時に、作動油の油圧が制御可能油圧となるまでは、前記進角油室及び前記遅角油室の両方と、前記相対回転制御機構から作動油を排出可能であること（請求項９に係る発明）が望ましい。
【００１０】
【発明の作用・効果】
本発明による弁開閉時期制御装置（請求項１に係る発明）においては、内燃機関の始動時において、作動油の油圧が制御可能油圧以上となった後の始動後期には、油圧回路により進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給して、進角油室と遅角油室に作動油を充満させることが可能で、その後に相対回転制御機構に作動油を供給可能である。このため、内燃機関の始動後期から通常運転に移行する過程において、相対回転制御機構による規制（ロック）を解除した状態で、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相を上記した目標位相位置に略一致させて保持することができ、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相を所定の中間位相で安定させることができる。
【００１１】
ところで、本発明による弁開閉時期制御装置（請求項１に係る発明）においては、内燃機関の始動後期から通常運転に移行する過程において、油圧回路により進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するものであるため、進角油室と遅角油室に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構による規制（ロック）が解除されても、それまでに進角油室と遅角油室に供給された作動油によってハウジング部材とロータ部材の相対回転を抑制することが可能である。したがって、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相が過渡的に不安定となることを抑制することができて、ハウジング部材に対してロータ部材が進角側および遅角側にばたつく（振動する）ことが抑制される。
【００１２】
また、本発明の実施に際して、進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、油圧回路が備える油圧制御弁の制御値を、内燃機関の停止前の通常運転時においてハウジング部材とロータ部材の相対回転位相を保持する際の制御値を基に設定した場合（請求項２に係る発明の場合）においては、機差（製品のバラツキ）及び経時劣化を吸収することができて、常に所期の作動油供給特性を得ることができ、所期の作動応答性を得ることができる。この場合において、前記油圧制御弁の制御値を、作動油の温度に応じて（例えば、作動油の温度が高いときには粘度が低いため油圧制御弁の開口面積が小さくなるように、また作動油の温度が低いときには粘度が高いため油圧制御弁の開口面積が大きくなるように）補正した場合（請求項３に係る発明の場合）においては、作動油の温度に拘らず、常に所期の作動油供給特性が得られて、所期の作動応答性を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の実施に際して、進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、１回で供給される作動油の油量を、進角油室と遅角油室で異にした場合（請求項４に係る発明の場合）においては、例えば、相対回転制御機構がロック状態であるときの進角油室と遅角油室の容積が異なる場合において、進角油室と遅角油室に作動油をバランスよく供給することができる。
【００１４】
この場合において、進角油室と遅角油室に１回で供給される作動油の油量比を、相対回転制御機構がロック状態であるときの進角油室と遅角油室の容積比を基に設定した場合（請求項５に係る発明の場合）においては、進角油室と遅角油室に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構による規制（ロック）が解除されても、それまでに進角油室と遅角油室に供給された作動油およびその後に進角油室と遅角油室に供給される作動油によって、ハウジング部材に対してロータ部材を目標位相位置に向けて移動させて保持することが可能である。
【００１５】
また、本発明の実施に際して、進角油室と遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相を検出する位相検出手段の検出値（実位相位置）と目標位相位置との差を基に設定した場合（請求項６に係る発明の場合）においては、進角油室と遅角油室に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構による規制（ロック）が解除されても、その後に進角油室と遅角油室に供給される作動油によって、ハウジング部材に対してロータ部材を目標位相位置に向けて速やかに移動させることが可能であり、しかもハウジング部材に対してロータ部材を目標位相位置に保持することが可能である。
【００１６】
また、本発明の実施に際して、進角油室と遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させた場合（請求項７に係る発明の場合）においては、進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給する初期において多量の作動油を進角油室と遅角油室に供給することができて、進角油室と遅角油室に作動油を短時間にて充満させることができ、内燃機関の始動から通常運転に移行する際の時間を短くすることができる。
【００１７】
また、本発明の実施に際して、作動油の油圧が制御可能油圧以上となったことの判定を、内燃機関の始動開始後の所定経過時間にて行うようにした場合（請求項８に係る発明の場合）においては、油圧検出手段を用いることなく安価に実施することができる。
【００１８】
また、本発明による弁開閉時期制御装置（請求項９に係る発明）においては、内燃機関の始動時に、作動油の油圧が制御可能油圧となるまでの始動初期には、油圧回路にて進角油室及び遅角油室と相対回転制御機構から作動油を排出可能である。このため、内燃機関の始動初期において進角油室及び遅角油室に残る作動油を排出することができて、同作動油によりハウジング部材とロータ部材の相対回転が阻害されることはなく、駆動力伝達系のトルク変動により、ハウジング部材に対してロータ部材を最進角位相位置と最遅角位相位置間の目標位相位置に素早く相対回転させることができる。また、内燃機関の始動初期において相対回転制御機構から作動油を排出することができて、相対回転制御機構にて的確なロック作動が得られ、ハウジング部材とロータ部材の相対回転を上記した目標位相位置にて的確に規制することができる。したがって、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図１１に示した本発明による弁開閉時期制御装置は、カム軸１０の先端部（図１の左端）に一体的に組付けたロータ部材２０と、このロータ部材２０に所定範囲で相対回転可能に外装されたハウジング部材３０と、ハウジング部材３０とロータ部材２０間に介装したトーションスプリングＳと、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を制御する相対回転制御機構Ｂを備えるとともに、後述する進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２への作動油の給排を制御するとともに相対回転制御機構Ｂへの作動油の給排を制御する油圧回路Ｃを備えている。
【００２０】
カム軸１０は、吸気弁（図示省略）を開閉する周知のカム（図示省略）を有していて、内燃機関のシリンダヘッド４０に回転自在に支持されており、内部にはカム軸１０の軸方向に延びる進角通路１１と遅角通路１２が設けられている。進角通路１１は、径方向の通孔１３と環状の通路１４と接続通路Ｐ１を介して油圧制御弁１００の接続ポート１０１に接続されている。また、遅角通路１２は、径方向の通孔１５と環状の通路１６と接続通路Ｐ２を介して油圧制御弁１００の接続ポート１０２に接続されている。なお、径方向の通孔１３，１５と環状の通路１６はカム軸１０に形成されており、環状の通路１４はカム軸１０とシリンダヘッド４０の段部間に形成されている。
【００２１】
ロータ部材２０は、メインロータ２１と、このメインロータ２１の前方（図１の左方）に一体的に組付けた段付筒状のフロントロータ２２によって構成されていて、ボルト５０によってカム軸１０の前端に一体的に固着されており、ボルト５０の頭部によって前端を閉塞された各ロータ２１，２２の中心内孔はカム軸１０に設けた進角通路１１に連通している。
【００２２】
メインロータ２１は、フロントロータ２２が同軸的に組付けられる内孔２１ａを有するとともに、４個のベーン２３とこれを径外方へ付勢するスプリング２４（図１参照）を組付けるためのベーン溝２１ｂを有している。各ベーン２３は、ベーン溝２１ｂに組付けられて径外方に延びており、ハウジング部材３０内に４個の進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２を区画形成している。また、メインロータ２１には、径方向内端にて中心内孔を通して進角通路１１に連通し径方向外端にて進角油室Ｒ１に連通する径方向の通孔２１ｃが４個設けられるとともに、遅角通路１２に連通する軸方向の通孔２１ｄと、径方向内端にて通孔２１ｄに連通し径方向外端にて遅角油室Ｒ２に連通する径方向の通孔２１ｅがそれぞれ４個設けられている。
【００２３】
ハウジング部材３０は、ハウジング本体３１と、フロントプレート３２と、リヤ薄肉プレート３３と、これらを一体的に連結する５本のボルト３４（図２参照）によって構成されていて、ハウジング本体３１の後方外周にはスプロケット３１ａが一体的に形成されている。スプロケット３１ａは、周知のように、タイミングチェーン(図示省略)を介して内燃機関のクランク軸(図示省略)に連結されていて、クランク軸からの駆動力が伝達されて図２の時計方向へ回転されるように構成されている。
【００２４】
ハウジング本体３１は、径内方に突出する４個のシュー部３１ｂを有していて、各シュー部３１ｂの径方向内端にてメインロータ２１を相対回転可能に支承している。フロントプレート３２とリヤ薄肉プレート３３は、軸方向の対向する端面にて、メインロータ２１の軸方向端面外周および各ベーン２３の軸方向端面全体にそれぞれ摺動可能に接している。また、ハウジング本体３１には、図２に示したように、最遅角位相位置をベーン２３との当接によって規定する突起３１ｃが形成されるとともに、最進角位相位置をベーン２３との当接によって規定する突起３１ｄが形成されている。
【００２５】
相対回転制御機構Ｂは、作動油の供給によりアンロック作動してハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を許容し、作動油の排出によりロック作動してハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の目標位相位置（図２の状態）にて規制するものであり、図２〜図４に示したように、一対のロックピン６１，６２及びロックスプリング６３，６４を備えている。
【００２６】
各ロックピン６１，６２は、フロントプレート３２に設けた軸方向の退避孔３２ａ，３２ｂに軸方向へ摺動可能に組付けられていて、退避孔３２ａ，３２ｂに収容したロックスプリング６３，６４によって退避孔３２ａ，３２ｂから突出するように付勢されている。なお、各退避孔３２ａ，３２ｂには、ロックピン６１，６２を円滑に軸方向移動させるための通孔３２ｃ，３２ｄが設けられている。
【００２７】
また、各ロックピン６１，６２は、先端部がメインロータ２１に設けた円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに摺動可能で抜き差し可能（嵌合・離脱可能）であり、円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに作動油が供給されることによりロックスプリング６３，６４の付勢力（小さい値に設定されている）に抗して軸方向へ移動して退避孔３２ａ，３２ｂに退避収容されるようになっている。また、各ロックピン６１，６２の先端は、メインロータ２１の端面に当接可能であり、当接状態では摺動可能である。
【００２８】
各円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇは、図２に示したように、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０が中間位相位置にあるとき、端部が各退避孔３２ａ，３２ｂに対向一致するように設けられていて、底部には円弧状連通溝２１ｈ，２１ｉと軸方向の通孔２１ｊ，２１ｋが設けられている。円弧状ロック溝２１ｆは、図２及び図３にて示したように、円弧状連通溝２１ｈと軸方向の通孔２１ｊと径方向の通孔２１ｃを通して進角通路１１に連通するとともに、径外方に延びる連通溝２１ｍを通して進角油室Ｒ１に連通している。円弧状ロック溝２１ｇは、図２及び図４にて示したように、円弧状連通溝２１ｉと軸方向の通孔２１ｋと径方向の通孔２１ｅと軸方向の通孔２１ｄを通して遅角通路１２に連通するとともに、径外方に延びる連通溝２１ｎを通して遅角油室Ｒ２に連通している。
【００２９】
ハウジング部材３０とロータ部材２０間に介装したトーションスプリングＳは、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０を進角側に回転付勢するものであり、その付勢力は吸気弁を閉方向に付勢するスプリング（図示省略）の付勢力に起因してカム軸１０及びロータ部材２０が遅角側に回転付勢されるのを打ち消す程度の値とされている。このため、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相を進角側へ変更する場合の作動応答性が良好とされている。
【００３０】
図１に示した油圧制御弁１００は、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０、内燃機関のオイル溜１２０等とにより油圧回路Ｃを構成していて、通電制御装置２００によるソレノイド１０３への通電によってスプール１０４をスプリング１０５に抗して図１の左方向へ移動できるものであり、デューティ値（％）を変えることにより、スプール１０４が図５〜図１１に例示したように作動するように構成されている。通電制御装置２００は、各種センサ（クランク角センサ２０１、カム角センサ２０２、スロットル開度センサ２０３、エンジン回転数センサ２０４、エンジン冷却水温センサ２０５、車速センサ２０６、オイルポンプ吐出圧センサ２０７等）からの検出信号に基づき、予め設定した制御ルーチン（始動時制御ルーチンと通常運転時制御ルーチン）に従い、内燃機関の運転状態に応じて出力（デューティ値）を制御するようになっている。
【００３１】
スプール１０４は、図５にて拡大して示したように、５個のランド部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅと、各ランド部間に形成した４個の環状溝１０４ｆ，１０４ｇ，１０４ｈ，１０４ｉと、両端の環状溝１０４ｆ，１０４ｉを排出ポート１０７に連通させる一対の連通孔１０４ｊ，１０４ｋを有していて、図５に示した各部のラップ量がＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５＜Ｌ６となるように設定されている。
【００３２】
ところで、スプール１０４が図５に示した状態（デューティ値０％で非通電の状態）にあるときには、オイルポンプ１１０の吐出口に接続された供給ポート１０６が両ランド部１０４ｂ，１０４ｃによって両接続ポート１０１，１０２との連通を遮断されるとともに、両接続ポート１０１，１０２がオイル溜１２０に接続された排出ポート１０７に両環状溝１０４ｆ，１０４ｉと両連通孔１０４ｊ，１０４ｋを通して連通していて、両接続ポート１０１，１０２から排出ポート１０７に作動油が排出可能である。このため、各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの両円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇから油圧制御弁１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可能である。
【００３３】
また、スプール１０４が図６に示した状態にあるときには、供給ポート１０６が両ランド部１０４ｂ，１０４ｃによって両接続ポート１０１，１０２との連通を遮断されるとともに、接続ポート１０１が排出ポート１０７に環状溝１０４ｆと連通孔１０４ｊを通して連通していて、接続ポート１０１から排出ポート１０７に作動油が排出可能であるものの、接続ポート１０２が両ランド部１０４ｄ，１０４ｅによって排出ポート１０７との連通を遮断される。このため、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆから油圧制御弁１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可能であり、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに作動油を封止可能である。
【００３４】
また、スプール１０４が図７に示した状態にあるときには、供給ポート１０６がランド部１０４ｂによって接続ポート１０１との連通を遮断された状態にて接続ポート１０２に環状溝１０４ｈを通して連通するとともに、接続ポート１０１が排出ポート１０７に環状溝１０４ｆと連通孔１０４ｊを通して連通していて、供給ポート１０６から接続ポート１０２に作動油が供給可能であり、接続ポート１０１から排出ポート１０７に作動油が排出可能である。このため、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能であり、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆから油圧制御弁１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可能である。
【００３５】
また、スプール１０４が図８に示した状態にあるときには、供給ポート１０６がランド部１０４ｂによって接続ポート１０１との連通を遮断された状態にて接続ポート１０２に環状溝１０４ｈを通して連通するとともに、接続ポート１０１がランド部１０４ｂによって排出ポート１０７との連通を遮断され、供給ポート１０６から接続ポート１０２に作動油が供給可能である。このため、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能であり、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに作動油を封止可能である。
【００３６】
また、スプール１０４が図９に示した状態にあるときには、供給ポート１０６が両ランド部１０４ｂ，１０４ｄによって両接続ポート１０１，１０２との連通を遮断されるとともに、両接続ポート１０１，１０２が各ランド部１０４ｂ，１０４ｄ，１０４ｅによって排出ポート１０７との連通を遮断される。このため、各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの両円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに作動油を封止可能である。
【００３７】
また、スプール１０４が図１０に示した状態にあるときには、供給ポート１０６がランド部１０４ｄによって接続ポート１０２との連通を遮断された状態にて接続ポート１０１に環状溝１０４ｇを通して連通するとともに、接続ポート１０２が両ランド部１０４ｄ，１０４ｅによって排出ポート１０７との連通を遮断されていて、供給ポート１０６から接続ポート１０１に作動油が供給可能である。このため、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能であり、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに作動油を封止可能である。
【００３８】
また、スプール１０４が図１１に示した状態（デューティ値１００％の状態）にあるときには、供給ポート１０６がランド部１０４ｄによって接続ポート１０２との連通を遮断された状態にて接続ポート１０１に環状溝１０４ｇを通して連通するとともに、接続ポート１０２が排出ポート１０７に環状溝１０４ｉと連通孔１０４ｋを通して連通していて、供給ポート１０６から接続ポート１０１に作動油が供給可能であり、接続ポート１０２から排出ポート１０７に作動油が排出可能である。このため、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能であり、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇから油圧制御弁１００を通して作動油を排出可能である。
【００３９】
上記のように構成した本実施形態においては、内燃機関の始動時、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電が通電制御装置２００によって予め設定した始動時制御ルーチンに従って制御され、オイルポンプ１１０から吐出される作動油の供給油圧（オイルポンプ吐出圧）Ｐがゼロ（例えば、図１２と図１３のｔｏ時）から制御可能油圧Ｐ１（例えば、図１２と図１３のｔ１時）となるまでの始動初期には、油圧制御弁１００が図５の状態に制御保持されて、油圧回路Ｃにて各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂから作動油がオイル溜１２０に排出される。
【００４０】
図１２は内燃機関の停止時におけるハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（クランク角センサ２０１とカム角センサ２０２の出力に基づいて演算される実位相位置）と目標位相位置との差（位相量の差）がゼロである場合の作動例であり、図１３は内燃機関の停止時におけるハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置より遅角側にある場合の作動例である。なお、内燃機関の停止時におけるハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置より進角側にある場合の作動例は、図１２および図１３の作動例の説明から容易に理解されると思われるため、その説明は省略する。
【００４１】
また、図１２と図１３のｔｏは内燃機関の始動開始時（これは、例えば、エンジン回転数センサ２０４の出力から検出される）を示し、図１２と図１３のｔ１はオイルポンプ１１０の吐出圧が制御可能油圧Ｐ１になった時点（これは、例えば、オイルポンプ吐出圧センサ２０７の出力から検出される）を示していて、図１２と図１３のｔｏからｔ１までの時間は略２秒程度（オイルポンプ１１０の性能によって異なる）である。
【００４２】
上記した内燃機関の始動初期においては、各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２に残る作動油を排出することができて、同作動油によりハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転が阻害されることはなく、駆動力伝達系のトルク変動により、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０を最進角位相位置と最遅角位相位置間の目標位相位置に素早く相対回転させることができる。また、内燃機関の始動初期においては、相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇから作動油を排出することができて、相対回転制御機構Ｂにて的確なロック作動（各ロックスプリング６３，６４による各ロックピン６１，６２の押動）が得られ、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を上記した目標位相位置にて的確に規制することができる。したがって、内燃機関の始動性を向上させることができる。なお、図１２に示した作動例では、内燃機関の始動時点でハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置に一致していて、相対回転制御機構Ｂがロック作動しているため、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０は相対回転しない。
【００４３】
また、内燃機関の始動時において、オイルポンプ１１０から吐出される作動油の供給油圧Ｐが制御可能油圧Ｐ１以上となった後の始動後期（例えば、図１２と図１３のｔ１以降）には、油圧回路Ｃにて油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電（デューティ値）が通電制御装置２００によって制御されて、油圧制御弁１００から各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に所定の周期Ｔｃ（例えば、１６〜２０ｍｓｅｃ程度の周期）で繰り返し作動油が供給される。
【００４４】
これにより、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に作動油を充満させることが可能で、その後に相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能である。このため、内燃機関の始動後期から通常運転に移行する過程において、相対回転制御機構Ｂによる規制（ロック）を解除した状態で、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相を上記した目標位相位置に略一致させて保持することができ、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相を所定の中間位相で安定させることができる。
【００４５】
ところで、図１２の作動例では、内燃機関の始動初期においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置に一致しているため、油圧制御弁１００から各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際のソレノイド１０３へのデューティ値が、基準制御値（内燃機関の通常運転時においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相を保持する際の制御値、すなわち油圧制御弁１００のスプール１０４が図９の状態に制御保持されるデューティ値で、通電制御装置２００に内燃機関の通常運転毎に更新記憶されている）を基にそれぞれ演算されていて、基準制御値から進角側および遅角側への各振れ幅Ｗ１，Ｗ２が制御の始めから等しくされている。このため、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量が略等しくされている。なお、油圧制御弁１００のスプール１０４が図９の状態に制御保持されている状態でのスプール１０４の位置が基準位置より図示左右方向に変位している場合（すなわち、進角側のラップ量と遅角側のラップ量が相違していて、上記した基準制御値が進角側または遅角側に変位している場合）には、各振れ幅Ｗ１，Ｗ２を調整して、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量が略同じとなるように設定される。
【００４６】
これに対して、図１３の作動例では、内燃機関の始動初期においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置より遅角側にあるため、油圧制御弁１００から各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際のソレノイド１０３へのデューティ値が、実位相位置と目標位相位置との差および上記した基準制御値を基にそれぞれ演算されて、基準制御値からの各振れ幅Ｗ１，Ｗ２が制御の始めに進角側に大きく振れ、その後は徐々に遅角側に移行して、最終的には進角側と遅角側の各振れ幅Ｗ１，Ｗ２が等しくされる。このため、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量が徐々に変化して最終的には略等しくされる。
【００４７】
また、本実施形態においては、内燃機関の通常運転時、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電が通電制御装置２００によって予め設定した通常運転時制御ルーチンに従って制御されることにより、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相が最遅角位相（進角油室Ｒ１の容積が最小となり遅角油室Ｒ２の容積が最大となる位相）から最進角位相（進角油室Ｒ１の容積が最大となり遅角油室Ｒ２の容積が最小となる位相）までの範囲の任意の位相に調整保持されて、内燃機関の駆動時における吸気弁の弁開閉時期が最遅角制御状態での作動と最進角制御状態での作動間で適宜に調整保持される。
【００４８】
この場合において、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相の進角側への調整は、油圧制御弁１００のスプール１０４が図１１に示した状態とされて、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに油圧制御弁１００を通して作動油が供給されるとともに、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇから油圧制御弁１００を通して作動油が排出されることによりなされる。
【００４９】
このときには、作動油が相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに供給されロックピン６１がロックスプリング６３に抗してアンロック作動して退避孔３２ａに退避収容された状態、またはロックピン６１がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、およびロックピン６２がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、またはロックピン６２が円弧状ロック溝２１ｇに摺動可能に嵌合した状態にて、作動油が各進角油室Ｒ１に供給されるとともに、各遅角油室Ｒ２から作動油が排出されることにより、ロータ部材２０がハウジング部材３０に対して進角側に相対回転する。
【００５０】
また、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相の遅角側への調整は、油圧制御弁１００のスプール１０４が図７に示した状態とされて、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油圧制御弁１００を通して作動油が供給されるとともに、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆから油圧制御弁１００を通して作動油が排出されることによりなされる。
【００５１】
このときには、作動油が相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに供給されロックピン６２がロックスプリング６４に抗してアンロック作動して退避孔３２ｂに退避収容された状態、またはロックピン６２がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、およびロックピン６１がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、またはロックピン６１が円弧状ロック溝２１ｆに摺動可能に嵌合した状態にて、作動油が各遅角油室Ｒ２に供給されるとともに、各進角油室Ｒ１から作動油が排出されることにより、ロータ部材２０がハウジング部材３０に対して遅角側に相対回転する。
【００５２】
上記した作動説明から明らかなように、本実施形態においては、内燃機関の始動後期から通常運転に移行する過程において、油圧回路Ｃにより各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油を供給するものであるため、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構Ｂによる規制（ロック）が解除されても、それまでに各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に供給された作動油によってハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を抑制することが可能である。したがって、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相が過渡的に不安定となることを抑制することができて、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０が進角側および遅角側にばたつく（振動する）ことが抑制される。
【００５３】
また、本実施形態においては、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際のソレノイド１０３へのデューティ値が、基準制御値（内燃機関の通常運転時においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相を保持する際の制御値、すなわち油圧制御弁１００のスプール１０４が図９の状態に制御保持されるデューティ値で、通電制御装置２００に内燃機関の通常運転毎に更新記憶されている）を基に規定されているため、機差（製品のバラツキ）及び経時劣化を吸収することができて、常に所期の作動油供給特性を得ることができ、所期の作動応答性を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際のソレノイド１０３へのデューティ値が、実位相位置と目標位相位置との差に応じても変化するようにしてあり、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構Ｂによる規制（ロック）が解除されても、その後に各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に供給される作動油によって、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０を目標位相位置に向けて速やかに移動させることが可能であり、しかもハウジング部材３０に対してロータ部材２０を目標位相位置に保持することが可能である。
【００５５】
上記実施形態においては、図１２および図１３に示したように、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際に１サイクル（Ｔｃ時間）にて進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給される作動油の油量（Ｗ１＋Ｗ２）が等しくなるようにして実施したが、図１４に示したように、１サイクル（Ｔｃ時間）にて進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給される作動油の油量が順次減少するようにして実施することも可能である。なお、図１４に示した実施形態では、遅角油室Ｒ２に供給される作動油の油量が一定で、進角油室Ｒ１に供給される作動油の油量が順次減少する。
【００５６】
また、上記実施形態においては、図１２に示したように、内燃機関の始動初期においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置に一致している状態での作動（油圧制御弁１００から各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される作動）において、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量が等しくなるようにして実施したが、図１５に示したように、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させるようにして実施することも可能である。
【００５７】
図１５に示した作動が得られる実施形態においては、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油を供給する初期において、多量の作動油を進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給することができて、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に作動油を短時間にて充満させることができ、内燃機関の始動から通常運転に移行する際の時間を短くすることができる。
【００５８】
また、図１６または図１７に示したように、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量を、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２で異にして（破線で示した基準制御値からの各振れ幅または各供給時間を変えることにより、進角油室Ｒ１に１回で供給される作動油の油量を、遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量より少量として）実施することも可能である。これらの実施形態は、相対回転制御機構Ｂがロック状態であるときの進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の容積が異なる場合において有効であり、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に作動油をバランスよく供給することができる。
【００５９】
これらの実施形態において、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量比（図１６に示した振れ幅Ｗ１，Ｗ２の比、または図１７に示した供給時間Ｔ１，Ｔ２の比）を、相対回転制御機構Ｂがロック状態であるときの進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の容積比を基に設定した場合においては、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構Ｂによる規制（ロック）が解除されても、それまでに進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給された作動油およびその後に進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給される作動油によって、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０を目標位相位置に向けて移動させることが可能である。なお、図１６では供給時間Ｔ１，Ｔ２が等しく、図１７では振れ幅Ｗ１，Ｗ２が等しくされている。
【００６０】
また、上記実施形態においては、基準制御値からの振れ幅Ｗ１，Ｗ２の演算に際して作動油の温度（エンジン冷却水温センサ２０５にて検出可能）を考慮せずに実施したが、基準制御値からの振れ幅Ｗ１，Ｗ２の演算に際して図１８または図１９に示した補正量を加算して実施することも可能である。図１８では、作動油の温度が低いとき、作動油の粘性が高くて通路抵抗が大きくなり、作動油が進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２に供給され難くなることを考慮して、補正値を大きくし、また作動油の温度が高いとき、作動油の粘性が低くなってオイルポンプ１１０のポンプ効率が低下し、作動油の油圧が低下して進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２への供給量が低下することを考慮して、低温時程ではないが補正値を大きくしている。一方、図１９では、上記した粘性の変化による通路抵抗の変化のみを考慮して、低温時のみ補正値を大きくしている。図１８または図１９に示した補正量を加算して実施した場合には、作動油の温度に拘らず、常に所期の作動油供給特性が得られて、所期の作動応答性を得ることができる。
【００６１】
また、上記実施形態においては、作動油の油圧が制御可能油圧以上となったことの判定をオイルポンプ吐出圧センサ２０７からの検出信号で行うようにしたが、内燃機関の始動開始後の所定経過時間（内燃機関の始動によって駆動されるオイルポンプ１１０の吐出圧Ｐが制御可能油圧Ｐ１以上となる予め計測した時間）にて行うようにして実施することも可能である。この場合には、上記実施形態のオイルポンプ吐出圧センサ２０７（油圧検出手段）を用いることなく安価に実施することができる。
【００６２】
また、上記実施形態においては、一つの油圧制御弁１００を備えた油圧回路Ｃにて、進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂに作動油を給排可能としてコンパクトな構成で実施したが、複数個の油圧制御弁を備えた油圧回路にて、上記実施形態と同様に、進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂに作動油を給排可能として実施することも可能である。
【００６３】
また、上記実施形態においては、ハウジング部材３０がクランク軸と一体的に回転し、ロータ部材２０がカム軸１０と一体的に回転するように構成した弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、ハウジング部材がカム軸と一体的に回転し、ロータ部材がクランク軸と一体的に回転するように構成した弁開閉時期制御装置にも、本発明は同様に実施することが可能である。また、本発明は、ベーンがロータ本体に一体的に形成されるタイプの装置にも同様に実施し得るものである。
【００６４】
また、上記実施形態においては、吸気弁を開閉するカム軸に装着される弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は排気弁を開閉するカム軸に装着される弁開閉時期制御装置にも同様にまたは適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】 図１の要部縦断正面図である。
【図３】 図２に示した上方のロックピン部位の断面図である。
【図４】 図２に示した下方のロックピン部位の断面図である。
【図５】 図１に示した油圧制御弁の拡大断面図である。
【図６】 図５に示した油圧制御弁の第１の通電状態での要部断面図である。
【図７】 図５に示した油圧制御弁の第２の通電状態での要部断面図である。
【図８】 図５に示した油圧制御弁の第３の通電状態での要部断面図である。
【図９】 図５に示した油圧制御弁の第４の通電状態での要部断面図である。
【図１０】 図５に示した油圧制御弁の第５の通電状態での要部断面図である。
【図１１】 図５に示した油圧制御弁の第６の通電状態での要部断面図である。
【図１２】 図１に示した弁開閉時期制御装置の一作動例（内燃機関の始動初期においてハウジング部材とロータ部材の実位相位置が目標位相位置に一致している場合の作動例）を示す作動説明図である。
【図１３】 図１に示した弁開閉時期制御装置の他の作動例（内燃機関の始動初期においてハウジング部材とロータ部材の実位相位置が目標位相位置より遅角側にある場合の作動例）を示す作動説明図である。
【図１４】 図１２および図１３に示した作動例の変形例（遅角油室に供給される作動油の油量が一定で、進角油室に供給される作動油の油量が順次減少するようにした場合の作動例）を示す作動説明図である。
【図１５】 図１２および図１３に示した作動例の他の変形例（進角油室と遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させるようにした場合の作動例）を示す作動説明図である。
【図１６】 相対回転制御機構がロック状態であるときの進角油室と遅角油室の容積が異なる場合の一作動例を示す作動説明図である。
【図１７】 相対回転制御機構がロック状態であるときの進角油室と遅角油室の容積が異なる場合の他の作動例を示す作動説明図である。
【図１８】 基準制御値からの振れ幅の演算に際して作動油の温度に応じて加算される補正量の一例を示す図である。
【図１９】 基準制御値からの振れ幅の演算に際して作動油の温度に応じて加算される補正量の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…カム軸、１１…進角通路、１２…遅角通路、２０…ロータ部材、２１…ロータ本体、２３…ベーン、３０…ハウジング部材、３１…ハウジング本体、３１ｂ…シュー部、Ｂ…相対回転制御機構、６１，６２…ロックピン、６３，６４…ロックスプリング、Ｒ１…進角油室、Ｒ２…遅角油室、Ｃ…油圧回路、１００…油圧制御弁、１１０…オイルポンプ、１２０…オイル溜、２００…通電制御装置。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の動弁装置において吸気弁または排気弁の開閉時期を制御するために使用される弁開閉時期制御装置（内燃機関用バルブ開閉タイミング調整装置）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の弁開閉時期制御装置の一つとして、内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸と一体的に回転するハウジング部材と、このハウジング部材に設けたシュー部に相対回転可能に組付けられてベーン部にて前記ハウジング部材内に進角油室と遅角油室を形成し前記カム軸または前記クランク軸と一体的に回転するロータ部材と、作動油の供給によりアンロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転を許容し作動油の排出によりロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の両端回転限界位置を除いた中間領域内の目標位相位置にて規制する相対回転制御機構と、前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構への作動油の給排を制御する油圧回路を備えたものがあり、例えば特開平１１−２２３１１２号公報に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した弁開閉時期制御装置においては、相対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の両端回転限界位置を除いた中間領域内の目標位相位置にて規制する状態にて、内燃機関の良好な始動性が得られるように、吸気弁及び排気弁の開閉時期が設定されている。このため、内燃機関の始動時において、相対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対回転を目標位相位置にて規制しない場合には、カム軸に作用する変動トルクを含む駆動力伝達系のトルク変動に起因してハウジング部材とロータ部材が不安定に相対回転して、内燃機関の始動性が損なわれるおそれがある。
【０００４】
ところで、内燃機関の始動時において、相対回転制御機構がハウジング部材とロータ部材の相対回転を目標位相位置（中間位相位置）にて規制することを阻害する要因としては、油圧回路の設定に起因するものや、進角油室及び遅角油室と相対回転制御機構に作動油が残留することに起因するものがある。また、従来の油圧回路においては、内燃機関の始動時に、油圧回路が備える油圧制御弁を如何に制御するかについて十分な検討がなされておらず、内燃機関の始動時から通常運転時に移行する過程において、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相が過渡的に不安定となる（ハウジング部材に対してロータ部材が進角側および遅角側に大きくばたつく）おそれがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記した問題に対処すべく、上記した弁開閉時期制御装置において、進角油室及び遅角油室と相対回転制御機構への作動油の給排を制御する油圧回路として、内燃機関の始動時における作動油の油圧が制御可能油圧以上となった後の始動後期には、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給して、前記進角油室と前記遅角油室に作動油を充満させることが可能で、その後に前記相対回転制御機構に作動油を供給可能な油圧回路を採用したこと（請求項１に係る発明）に特徴がある。
【０００６】
また、本発明の実施に際しては、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、前記油圧回路が備える油圧制御弁の制御値を、内燃機関の停止前の通常運転時において前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転位相を保持する際の制御値を基に設定すること（請求項２に係る発明）が可能である。この場合において、前記油圧制御弁の制御値を、作動油の温度に応じて補正すること（請求項３に係る発明）が望ましい。
【０００７】
また、本発明の実施に際しては、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、１回で供給される作動油の油量を、前記進角油室と前記遅角油室で異にすること（請求項４に係る発明）が可能である。この場合において、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量比を、前記相対回転制御機構がロック状態であるときの前記進角油室と前記遅角油室の容積比を基に設定すること（請求項５に係る発明）が可能である。
【０００８】
また、本発明の実施に際しては、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転位相を検出する位相検出手段の検出値（実位相位置）と前記目標位相位置との差を基に設定すること（請求項６に係る発明）が可能である。また、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させること（請求項７に係る発明）が可能である。また、作動油の油圧が制御可能油圧以上となったことの判定を、内燃機関の始動開始後の所定経過時間にて行うこと（請求項８に係る発明）が可能である。
【０００９】
また、本発明の実施に際して、前記油圧回路は、内燃機関の始動時に、作動油の油圧が制御可能油圧となるまでは、前記進角油室及び前記遅角油室の両方と、前記相対回転制御機構から作動油を排出可能であること（請求項９に係る発明）が望ましい。
【００１０】
【発明の作用・効果】
本発明による弁開閉時期制御装置（請求項１に係る発明）においては、内燃機関の始動時において、作動油の油圧が制御可能油圧以上となった後の始動後期には、油圧回路により進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給して、進角油室と遅角油室に作動油を充満させることが可能で、その後に相対回転制御機構に作動油を供給可能である。このため、内燃機関の始動後期から通常運転に移行する過程において、相対回転制御機構による規制（ロック）を解除した状態で、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相を上記した目標位相位置に略一致させて保持することができ、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相を所定の中間位相で安定させることができる。
【００１１】
ところで、本発明による弁開閉時期制御装置（請求項１に係る発明）においては、内燃機関の始動後期から通常運転に移行する過程において、油圧回路により進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するものであるため、進角油室と遅角油室に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構による規制（ロック）が解除されても、それまでに進角油室と遅角油室に供給された作動油によってハウジング部材とロータ部材の相対回転を抑制することが可能である。したがって、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相が過渡的に不安定となることを抑制することができて、ハウジング部材に対してロータ部材が進角側および遅角側にばたつく（振動する）ことが抑制される。
【００１２】
また、本発明の実施に際して、進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、油圧回路が備える油圧制御弁の制御値を、内燃機関の停止前の通常運転時においてハウジング部材とロータ部材の相対回転位相を保持する際の制御値を基に設定した場合（請求項２に係る発明の場合）においては、機差（製品のバラツキ）及び経時劣化を吸収することができて、常に所期の作動油供給特性を得ることができ、所期の作動応答性を得ることができる。この場合において、前記油圧制御弁の制御値を、作動油の温度に応じて（例えば、作動油の温度が高いときには粘度が低いため油圧制御弁の開口面積が小さくなるように、また作動油の温度が低いときには粘度が高いため油圧制御弁の開口面積が大きくなるように）補正した場合（請求項３に係る発明の場合）においては、作動油の温度に拘らず、常に所期の作動油供給特性が得られて、所期の作動応答性を得ることができる。
【００１３】
また、本発明の実施に際して、進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、１回で供給される作動油の油量を、進角油室と遅角油室で異にした場合（請求項４に係る発明の場合）においては、例えば、相対回転制御機構がロック状態であるときの進角油室と遅角油室の容積が異なる場合において、進角油室と遅角油室に作動油をバランスよく供給することができる。
【００１４】
この場合において、進角油室と遅角油室に１回で供給される作動油の油量比を、相対回転制御機構がロック状態であるときの進角油室と遅角油室の容積比を基に設定した場合（請求項５に係る発明の場合）においては、進角油室と遅角油室に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構による規制（ロック）が解除されても、それまでに進角油室と遅角油室に供給された作動油およびその後に進角油室と遅角油室に供給される作動油によって、ハウジング部材に対してロータ部材を目標位相位置に向けて移動させて保持することが可能である。
【００１５】
また、本発明の実施に際して、進角油室と遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、ハウジング部材とロータ部材の相対回転位相を検出する位相検出手段の検出値（実位相位置）と目標位相位置との差を基に設定した場合（請求項６に係る発明の場合）においては、進角油室と遅角油室に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構による規制（ロック）が解除されても、その後に進角油室と遅角油室に供給される作動油によって、ハウジング部材に対してロータ部材を目標位相位置に向けて速やかに移動させることが可能であり、しかもハウジング部材に対してロータ部材を目標位相位置に保持することが可能である。
【００１６】
また、本発明の実施に際して、進角油室と遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させた場合（請求項７に係る発明の場合）においては、進角油室と遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給する初期において多量の作動油を進角油室と遅角油室に供給することができて、進角油室と遅角油室に作動油を短時間にて充満させることができ、内燃機関の始動から通常運転に移行する際の時間を短くすることができる。
【００１７】
また、本発明の実施に際して、作動油の油圧が制御可能油圧以上となったことの判定を、内燃機関の始動開始後の所定経過時間にて行うようにした場合（請求項８に係る発明の場合）においては、油圧検出手段を用いることなく安価に実施することができる。
【００１８】
また、本発明による弁開閉時期制御装置（請求項９に係る発明）においては、内燃機関の始動時に、作動油の油圧が制御可能油圧となるまでの始動初期には、油圧回路にて進角油室及び遅角油室と相対回転制御機構から作動油を排出可能である。このため、内燃機関の始動初期において進角油室及び遅角油室に残る作動油を排出することができて、同作動油によりハウジング部材とロータ部材の相対回転が阻害されることはなく、駆動力伝達系のトルク変動により、ハウジング部材に対してロータ部材を最進角位相位置と最遅角位相位置間の目標位相位置に素早く相対回転させることができる。また、内燃機関の始動初期において相対回転制御機構から作動油を排出することができて、相対回転制御機構にて的確なロック作動が得られ、ハウジング部材とロータ部材の相対回転を上記した目標位相位置にて的確に規制することができる。したがって、内燃機関の始動性を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図１１に示した本発明による弁開閉時期制御装置は、カム軸１０の先端部（図１の左端）に一体的に組付けたロータ部材２０と、このロータ部材２０に所定範囲で相対回転可能に外装されたハウジング部材３０と、ハウジング部材３０とロータ部材２０間に介装したトーションスプリングＳと、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を制御する相対回転制御機構Ｂを備えるとともに、後述する進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２への作動油の給排を制御するとともに相対回転制御機構Ｂへの作動油の給排を制御する油圧回路Ｃを備えている。
【００２０】
カム軸１０は、吸気弁（図示省略）を開閉する周知のカム（図示省略）を有していて、内燃機関のシリンダヘッド４０に回転自在に支持されており、内部にはカム軸１０の軸方向に延びる進角通路１１と遅角通路１２が設けられている。進角通路１１は、径方向の通孔１３と環状の通路１４と接続通路Ｐ１を介して油圧制御弁１００の接続ポート１０１に接続されている。また、遅角通路１２は、径方向の通孔１５と環状の通路１６と接続通路Ｐ２を介して油圧制御弁１００の接続ポート１０２に接続されている。なお、径方向の通孔１３，１５と環状の通路１６はカム軸１０に形成されており、環状の通路１４はカム軸１０とシリンダヘッド４０の段部間に形成されている。
【００２１】
ロータ部材２０は、メインロータ２１と、このメインロータ２１の前方（図１の左方）に一体的に組付けた段付筒状のフロントロータ２２によって構成されていて、ボルト５０によってカム軸１０の前端に一体的に固着されており、ボルト５０の頭部によって前端を閉塞された各ロータ２１，２２の中心内孔はカム軸１０に設けた進角通路１１に連通している。
【００２２】
メインロータ２１は、フロントロータ２２が同軸的に組付けられる内孔２１ａを有するとともに、４個のベーン２３とこれを径外方へ付勢するスプリング２４（図１参照）を組付けるためのベーン溝２１ｂを有している。各ベーン２３は、ベーン溝２１ｂに組付けられて径外方に延びており、ハウジング部材３０内に４個の進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２を区画形成している。また、メインロータ２１には、径方向内端にて中心内孔を通して進角通路１１に連通し径方向外端にて進角油室Ｒ１に連通する径方向の通孔２１ｃが４個設けられるとともに、遅角通路１２に連通する軸方向の通孔２１ｄと、径方向内端にて通孔２１ｄに連通し径方向外端にて遅角油室Ｒ２に連通する径方向の通孔２１ｅがそれぞれ４個設けられている。
【００２３】
ハウジング部材３０は、ハウジング本体３１と、フロントプレート３２と、リヤ薄肉プレート３３と、これらを一体的に連結する５本のボルト３４（図２参照）によって構成されていて、ハウジング本体３１の後方外周にはスプロケット３１ａが一体的に形成されている。スプロケット３１ａは、周知のように、タイミングチェーン(図示省略)を介して内燃機関のクランク軸(図示省略)に連結されていて、クランク軸からの駆動力が伝達されて図２の時計方向へ回転されるように構成されている。
【００２４】
ハウジング本体３１は、径内方に突出する４個のシュー部３１ｂを有していて、各シュー部３１ｂの径方向内端にてメインロータ２１を相対回転可能に支承している。フロントプレート３２とリヤ薄肉プレート３３は、軸方向の対向する端面にて、メインロータ２１の軸方向端面外周および各ベーン２３の軸方向端面全体にそれぞれ摺動可能に接している。また、ハウジング本体３１には、図２に示したように、最遅角位相位置をベーン２３との当接によって規定する突起３１ｃが形成されるとともに、最進角位相位置をベーン２３との当接によって規定する突起３１ｄが形成されている。
【００２５】
相対回転制御機構Ｂは、作動油の供給によりアンロック作動してハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を許容し、作動油の排出によりロック作動してハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の目標位相位置（図２の状態）にて規制するものであり、図２〜図４に示したように、一対のロックピン６１，６２及びロックスプリング６３，６４を備えている。
【００２６】
各ロックピン６１，６２は、フロントプレート３２に設けた軸方向の退避孔３２ａ，３２ｂに軸方向へ摺動可能に組付けられていて、退避孔３２ａ，３２ｂに収容したロックスプリング６３，６４によって退避孔３２ａ，３２ｂから突出するように付勢されている。なお、各退避孔３２ａ，３２ｂには、ロックピン６１，６２を円滑に軸方向移動させるための通孔３２ｃ，３２ｄが設けられている。
【００２７】
また、各ロックピン６１，６２は、先端部がメインロータ２１に設けた円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに摺動可能で抜き差し可能（嵌合・離脱可能）であり、円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに作動油が供給されることによりロックスプリング６３，６４の付勢力（小さい値に設定されている）に抗して軸方向へ移動して退避孔３２ａ，３２ｂに退避収容されるようになっている。また、各ロックピン６１，６２の先端は、メインロータ２１の端面に当接可能であり、当接状態では摺動可能である。
【００２８】
各円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇは、図２に示したように、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０が中間位相位置にあるとき、端部が各退避孔３２ａ，３２ｂに対向一致するように設けられていて、底部には円弧状連通溝２１ｈ，２１ｉと軸方向の通孔２１ｊ，２１ｋが設けられている。円弧状ロック溝２１ｆは、図２及び図３にて示したように、円弧状連通溝２１ｈと軸方向の通孔２１ｊと径方向の通孔２１ｃを通して進角通路１１に連通するとともに、径外方に延びる連通溝２１ｍを通して進角油室Ｒ１に連通している。円弧状ロック溝２１ｇは、図２及び図４にて示したように、円弧状連通溝２１ｉと軸方向の通孔２１ｋと径方向の通孔２１ｅと軸方向の通孔２１ｄを通して遅角通路１２に連通するとともに、径外方に延びる連通溝２１ｎを通して遅角油室Ｒ２に連通している。
【００２９】
ハウジング部材３０とロータ部材２０間に介装したトーションスプリングＳは、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０を進角側に回転付勢するものであり、その付勢力は吸気弁を閉方向に付勢するスプリング（図示省略）の付勢力に起因してカム軸１０及びロータ部材２０が遅角側に回転付勢されるのを打ち消す程度の値とされている。このため、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相を進角側へ変更する場合の作動応答性が良好とされている。
【００３０】
図１に示した油圧制御弁１００は、内燃機関によって駆動されるオイルポンプ１１０、内燃機関のオイル溜１２０等とにより油圧回路Ｃを構成していて、通電制御装置２００によるソレノイド１０３への通電によってスプール１０４をスプリング１０５に抗して図１の左方向へ移動できるものであり、デューティ値（％）を変えることにより、スプール１０４が図５〜図１１に例示したように作動するように構成されている。通電制御装置２００は、各種センサ（クランク角センサ２０１、カム角センサ２０２、スロットル開度センサ２０３、エンジン回転数センサ２０４、エンジン冷却水温センサ２０５、車速センサ２０６、オイルポンプ吐出圧センサ２０７等）からの検出信号に基づき、予め設定した制御ルーチン（始動時制御ルーチンと通常運転時制御ルーチン）に従い、内燃機関の運転状態に応じて出力（デューティ値）を制御するようになっている。
【００３１】
スプール１０４は、図５にて拡大して示したように、５個のランド部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ，１０４ｄ，１０４ｅと、各ランド部間に形成した４個の環状溝１０４ｆ，１０４ｇ，１０４ｈ，１０４ｉと、両端の環状溝１０４ｆ，１０４ｉを排出ポート１０７に連通させる一対の連通孔１０４ｊ，１０４ｋを有していて、図５に示した各部のラップ量がＬ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜Ｌ５＜Ｌ６となるように設定されている。
【００３２】
ところで、スプール１０４が図５に示した状態（デューティ値０％で非通電の状態）にあるときには、オイルポンプ１１０の吐出口に接続された供給ポート１０６が両ランド部１０４ｂ，１０４ｃによって両接続ポート１０１，１０２との連通を遮断されるとともに、両接続ポート１０１，１０２がオイル溜１２０に接続された排出ポート１０７に両環状溝１０４ｆ，１０４ｉと両連通孔１０４ｊ，１０４ｋを通して連通していて、両接続ポート１０１，１０２から排出ポート１０７に作動油が排出可能である。このため、各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの両円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇから油圧制御弁１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可能である。
【００３３】
また、スプール１０４が図６に示した状態にあるときには、供給ポート１０６が両ランド部１０４ｂ，１０４ｃによって両接続ポート１０１，１０２との連通を遮断されるとともに、接続ポート１０１が排出ポート１０７に環状溝１０４ｆと連通孔１０４ｊを通して連通していて、接続ポート１０１から排出ポート１０７に作動油が排出可能であるものの、接続ポート１０２が両ランド部１０４ｄ，１０４ｅによって排出ポート１０７との連通を遮断される。このため、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆから油圧制御弁１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可能であり、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに作動油を封止可能である。
【００３４】
また、スプール１０４が図７に示した状態にあるときには、供給ポート１０６がランド部１０４ｂによって接続ポート１０１との連通を遮断された状態にて接続ポート１０２に環状溝１０４ｈを通して連通するとともに、接続ポート１０１が排出ポート１０７に環状溝１０４ｆと連通孔１０４ｊを通して連通していて、供給ポート１０６から接続ポート１０２に作動油が供給可能であり、接続ポート１０１から排出ポート１０７に作動油が排出可能である。このため、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能であり、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆから油圧制御弁１００を通して作動油をオイル溜１２０に排出可能である。
【００３５】
また、スプール１０４が図８に示した状態にあるときには、供給ポート１０６がランド部１０４ｂによって接続ポート１０１との連通を遮断された状態にて接続ポート１０２に環状溝１０４ｈを通して連通するとともに、接続ポート１０１がランド部１０４ｂによって排出ポート１０７との連通を遮断され、供給ポート１０６から接続ポート１０２に作動油が供給可能である。このため、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能であり、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに作動油を封止可能である。
【００３６】
また、スプール１０４が図９に示した状態にあるときには、供給ポート１０６が両ランド部１０４ｂ，１０４ｄによって両接続ポート１０１，１０２との連通を遮断されるとともに、両接続ポート１０１，１０２が各ランド部１０４ｂ，１０４ｄ，１０４ｅによって排出ポート１０７との連通を遮断される。このため、各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの両円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに作動油を封止可能である。
【００３７】
また、スプール１０４が図１０に示した状態にあるときには、供給ポート１０６がランド部１０４ｄによって接続ポート１０２との連通を遮断された状態にて接続ポート１０１に環状溝１０４ｇを通して連通するとともに、接続ポート１０２が両ランド部１０４ｄ，１０４ｅによって排出ポート１０７との連通を遮断されていて、供給ポート１０６から接続ポート１０１に作動油が供給可能である。このため、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能であり、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに作動油を封止可能である。
【００３８】
また、スプール１０４が図１１に示した状態（デューティ値１００％の状態）にあるときには、供給ポート１０６がランド部１０４ｄによって接続ポート１０２との連通を遮断された状態にて接続ポート１０１に環状溝１０４ｇを通して連通するとともに、接続ポート１０２が排出ポート１０７に環状溝１０４ｉと連通孔１０４ｋを通して連通していて、供給ポート１０６から接続ポート１０１に作動油が供給可能であり、接続ポート１０２から排出ポート１０７に作動油が排出可能である。このため、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能であり、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇから油圧制御弁１００を通して作動油を排出可能である。
【００３９】
上記のように構成した本実施形態においては、内燃機関の始動時、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電が通電制御装置２００によって予め設定した始動時制御ルーチンに従って制御され、オイルポンプ１１０から吐出される作動油の供給油圧（オイルポンプ吐出圧）Ｐがゼロ（例えば、図１２と図１３のｔｏ時）から制御可能油圧Ｐ１（例えば、図１２と図１３のｔ１時）となるまでの始動初期には、油圧制御弁１００が図５の状態に制御保持されて、油圧回路Ｃにて各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂから作動油がオイル溜１２０に排出される。
【００４０】
図１２は内燃機関の停止時におけるハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（クランク角センサ２０１とカム角センサ２０２の出力に基づいて演算される実位相位置）と目標位相位置との差（位相量の差）がゼロである場合の作動例であり、図１３は内燃機関の停止時におけるハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置より遅角側にある場合の作動例である。なお、内燃機関の停止時におけるハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置より進角側にある場合の作動例は、図１２および図１３の作動例の説明から容易に理解されると思われるため、その説明は省略する。
【００４１】
また、図１２と図１３のｔｏは内燃機関の始動開始時（これは、例えば、エンジン回転数センサ２０４の出力から検出される）を示し、図１２と図１３のｔ１はオイルポンプ１１０の吐出圧が制御可能油圧Ｐ１になった時点（これは、例えば、オイルポンプ吐出圧センサ２０７の出力から検出される）を示していて、図１２と図１３のｔｏからｔ１までの時間は略２秒程度（オイルポンプ１１０の性能によって異なる）である。
【００４２】
上記した内燃機関の始動初期においては、各進角油室Ｒ１及び各遅角油室Ｒ２に残る作動油を排出することができて、同作動油によりハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転が阻害されることはなく、駆動力伝達系のトルク変動により、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０を最進角位相位置と最遅角位相位置間の目標位相位置に素早く相対回転させることができる。また、内燃機関の始動初期においては、相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇから作動油を排出することができて、相対回転制御機構Ｂにて的確なロック作動（各ロックスプリング６３，６４による各ロックピン６１，６２の押動）が得られ、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を上記した目標位相位置にて的確に規制することができる。したがって、内燃機関の始動性を向上させることができる。なお、図１２に示した作動例では、内燃機関の始動時点でハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置に一致していて、相対回転制御機構Ｂがロック作動しているため、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０は相対回転しない。
【００４３】
また、内燃機関の始動時において、オイルポンプ１１０から吐出される作動油の供給油圧Ｐが制御可能油圧Ｐ１以上となった後の始動後期（例えば、図１２と図１３のｔ１以降）には、油圧回路Ｃにて油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電（デューティ値）が通電制御装置２００によって制御されて、油圧制御弁１００から各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に所定の周期Ｔｃ（例えば、１６〜２０ｍｓｅｃ程度の周期）で繰り返し作動油が供給される。
【００４４】
これにより、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に作動油を充満させることが可能で、その後に相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆ，２１ｇに油圧制御弁１００を通して作動油が供給可能である。このため、内燃機関の始動後期から通常運転に移行する過程において、相対回転制御機構Ｂによる規制（ロック）を解除した状態で、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相を上記した目標位相位置に略一致させて保持することができ、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相を所定の中間位相で安定させることができる。
【００４５】
ところで、図１２の作動例では、内燃機関の始動初期においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置に一致しているため、油圧制御弁１００から各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際のソレノイド１０３へのデューティ値が、基準制御値（内燃機関の通常運転時においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相を保持する際の制御値、すなわち油圧制御弁１００のスプール１０４が図９の状態に制御保持されるデューティ値で、通電制御装置２００に内燃機関の通常運転毎に更新記憶されている）を基にそれぞれ演算されていて、基準制御値から進角側および遅角側への各振れ幅Ｗ１，Ｗ２が制御の始めから等しくされている。このため、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量が略等しくされている。なお、油圧制御弁１００のスプール１０４が図９の状態に制御保持されている状態でのスプール１０４の位置が基準位置より図示左右方向に変位している場合（すなわち、進角側のラップ量と遅角側のラップ量が相違していて、上記した基準制御値が進角側または遅角側に変位している場合）には、各振れ幅Ｗ１，Ｗ２を調整して、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量が略同じとなるように設定される。
【００４６】
これに対して、図１３の作動例では、内燃機関の始動初期においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置より遅角側にあるため、油圧制御弁１００から各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際のソレノイド１０３へのデューティ値が、実位相位置と目標位相位置との差および上記した基準制御値を基にそれぞれ演算されて、基準制御値からの各振れ幅Ｗ１，Ｗ２が制御の始めに進角側に大きく振れ、その後は徐々に遅角側に移行して、最終的には進角側と遅角側の各振れ幅Ｗ１，Ｗ２が等しくされる。このため、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量が徐々に変化して最終的には略等しくされる。
【００４７】
また、本実施形態においては、内燃機関の通常運転時、油圧制御弁１００のソレノイド１０３への通電が通電制御装置２００によって予め設定した通常運転時制御ルーチンに従って制御されることにより、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相が最遅角位相（進角油室Ｒ１の容積が最小となり遅角油室Ｒ２の容積が最大となる位相）から最進角位相（進角油室Ｒ１の容積が最大となり遅角油室Ｒ２の容積が最小となる位相）までの範囲の任意の位相に調整保持されて、内燃機関の駆動時における吸気弁の弁開閉時期が最遅角制御状態での作動と最進角制御状態での作動間で適宜に調整保持される。
【００４８】
この場合において、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相の進角側への調整は、油圧制御弁１００のスプール１０４が図１１に示した状態とされて、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに油圧制御弁１００を通して作動油が供給されるとともに、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇから油圧制御弁１００を通して作動油が排出されることによりなされる。
【００４９】
このときには、作動油が相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆに供給されロックピン６１がロックスプリング６３に抗してアンロック作動して退避孔３２ａに退避収容された状態、またはロックピン６１がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、およびロックピン６２がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、またはロックピン６２が円弧状ロック溝２１ｇに摺動可能に嵌合した状態にて、作動油が各進角油室Ｒ１に供給されるとともに、各遅角油室Ｒ２から作動油が排出されることにより、ロータ部材２０がハウジング部材３０に対して進角側に相対回転する。
【００５０】
また、ロータ部材２０のハウジング部材３０に対する相対回転位相の遅角側への調整は、油圧制御弁１００のスプール１０４が図７に示した状態とされて、各遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに油圧制御弁１００を通して作動油が供給されるとともに、各進角油室Ｒ１と相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｆから油圧制御弁１００を通して作動油が排出されることによりなされる。
【００５１】
このときには、作動油が相対回転制御機構Ｂの円弧状ロック溝２１ｇに供給されロックピン６２がロックスプリング６４に抗してアンロック作動して退避孔３２ｂに退避収容された状態、またはロックピン６２がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、およびロックピン６１がメインロータ２１の端面に摺動可能に当接した状態、またはロックピン６１が円弧状ロック溝２１ｆに摺動可能に嵌合した状態にて、作動油が各遅角油室Ｒ２に供給されるとともに、各進角油室Ｒ１から作動油が排出されることにより、ロータ部材２０がハウジング部材３０に対して遅角側に相対回転する。
【００５２】
上記した作動説明から明らかなように、本実施形態においては、内燃機関の始動後期から通常運転に移行する過程において、油圧回路Ｃにより各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油を供給するものであるため、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構Ｂによる規制（ロック）が解除されても、それまでに各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に供給された作動油によってハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転を抑制することが可能である。したがって、ハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相が過渡的に不安定となることを抑制することができて、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０が進角側および遅角側にばたつく（振動する）ことが抑制される。
【００５３】
また、本実施形態においては、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際のソレノイド１０３へのデューティ値が、基準制御値（内燃機関の通常運転時においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相を保持する際の制御値、すなわち油圧制御弁１００のスプール１０４が図９の状態に制御保持されるデューティ値で、通電制御装置２００に内燃機関の通常運転毎に更新記憶されている）を基に規定されているため、機差（製品のバラツキ）及び経時劣化を吸収することができて、常に所期の作動油供給特性を得ることができ、所期の作動応答性を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際のソレノイド１０３へのデューティ値が、実位相位置と目標位相位置との差に応じても変化するようにしてあり、各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構Ｂによる規制（ロック）が解除されても、その後に各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２に供給される作動油によって、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０を目標位相位置に向けて速やかに移動させることが可能であり、しかもハウジング部材３０に対してロータ部材２０を目標位相位置に保持することが可能である。
【００５５】
上記実施形態においては、図１２および図１３に示したように、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される際に１サイクル（Ｔｃ時間）にて進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給される作動油の油量（Ｗ１＋Ｗ２）が等しくなるようにして実施したが、図１４に示したように、１サイクル（Ｔｃ時間）にて進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給される作動油の油量が順次減少するようにして実施することも可能である。なお、図１４に示した実施形態では、遅角油室Ｒ２に供給される作動油の油量が一定で、進角油室Ｒ１に供給される作動油の油量が順次減少する。
【００５６】
また、上記実施形態においては、図１２に示したように、内燃機関の始動初期においてハウジング部材３０とロータ部材２０の相対回転位相（実位相位置）が目標位相位置に一致している状態での作動（油圧制御弁１００から各進角油室Ｒ１と各遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油が供給される作動）において、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量が等しくなるようにして実施したが、図１５に示したように、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させるようにして実施することも可能である。
【００５７】
図１５に示した作動が得られる実施形態においては、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の交互に繰り返し作動油を供給する初期において、多量の作動油を進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給することができて、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に作動油を短時間にて充満させることができ、内燃機関の始動から通常運転に移行する際の時間を短くすることができる。
【００５８】
また、図１６または図１７に示したように、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量を、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２で異にして（破線で示した基準制御値からの各振れ幅または各供給時間を変えることにより、進角油室Ｒ１に１回で供給される作動油の油量を、遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量より少量として）実施することも可能である。これらの実施形態は、相対回転制御機構Ｂがロック状態であるときの進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の容積が異なる場合において有効であり、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に作動油をバランスよく供給することができる。
【００５９】
これらの実施形態において、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に１回で供給される作動油の油量比（図１６に示した振れ幅Ｗ１，Ｗ２の比、または図１７に示した供給時間Ｔ１，Ｔ２の比）を、相対回転制御機構Ｂがロック状態であるときの進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２の容積比を基に設定した場合においては、進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に作動油が充満される前において、仮に、相対回転制御機構Ｂによる規制（ロック）が解除されても、それまでに進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給された作動油およびその後に進角油室Ｒ１と遅角油室Ｒ２に供給される作動油によって、ハウジング部材３０に対してロータ部材２０を目標位相位置に向けて移動させることが可能である。なお、図１６では供給時間Ｔ１，Ｔ２が等しく、図１７では振れ幅Ｗ１，Ｗ２が等しくされている。
【００６０】
また、上記実施形態においては、基準制御値からの振れ幅Ｗ１，Ｗ２の演算に際して作動油の温度（エンジン冷却水温センサ２０５にて検出可能）を考慮せずに実施したが、基準制御値からの振れ幅Ｗ１，Ｗ２の演算に際して図１８または図１９に示した補正量を加算して実施することも可能である。図１８では、作動油の温度が低いとき、作動油の粘性が高くて通路抵抗が大きくなり、作動油が進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２に供給され難くなることを考慮して、補正値を大きくし、また作動油の温度が高いとき、作動油の粘性が低くなってオイルポンプ１１０のポンプ効率が低下し、作動油の油圧が低下して進角油室Ｒ１または遅角油室Ｒ２への供給量が低下することを考慮して、低温時程ではないが補正値を大きくしている。一方、図１９では、上記した粘性の変化による通路抵抗の変化のみを考慮して、低温時のみ補正値を大きくしている。図１８または図１９に示した補正量を加算して実施した場合には、作動油の温度に拘らず、常に所期の作動油供給特性が得られて、所期の作動応答性を得ることができる。
【００６１】
また、上記実施形態においては、作動油の油圧が制御可能油圧以上となったことの判定をオイルポンプ吐出圧センサ２０７からの検出信号で行うようにしたが、内燃機関の始動開始後の所定経過時間（内燃機関の始動によって駆動されるオイルポンプ１１０の吐出圧Ｐが制御可能油圧Ｐ１以上となる予め計測した時間）にて行うようにして実施することも可能である。この場合には、上記実施形態のオイルポンプ吐出圧センサ２０７（油圧検出手段）を用いることなく安価に実施することができる。
【００６２】
また、上記実施形態においては、一つの油圧制御弁１００を備えた油圧回路Ｃにて、進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂに作動油を給排可能としてコンパクトな構成で実施したが、複数個の油圧制御弁を備えた油圧回路にて、上記実施形態と同様に、進角油室Ｒ１及び遅角油室Ｒ２と相対回転制御機構Ｂに作動油を給排可能として実施することも可能である。
【００６３】
また、上記実施形態においては、ハウジング部材３０がクランク軸と一体的に回転し、ロータ部材２０がカム軸１０と一体的に回転するように構成した弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、ハウジング部材がカム軸と一体的に回転し、ロータ部材がクランク軸と一体的に回転するように構成した弁開閉時期制御装置にも、本発明は同様に実施することが可能である。また、本発明は、ベーンがロータ本体に一体的に形成されるタイプの装置にも同様に実施し得るものである。
【００６４】
また、上記実施形態においては、吸気弁を開閉するカム軸に装着される弁開閉時期制御装置に本発明を実施したが、本発明は排気弁を開閉するカム軸に装着される弁開閉時期制御装置にも同様にまたは適宜変更して実施し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による弁開閉時期制御装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】 図１の要部縦断正面図である。
【図３】 図２に示した上方のロックピン部位の断面図である。
【図４】 図２に示した下方のロックピン部位の断面図である。
【図５】 図１に示した油圧制御弁の拡大断面図である。
【図６】 図５に示した油圧制御弁の第１の通電状態での要部断面図である。
【図７】 図５に示した油圧制御弁の第２の通電状態での要部断面図である。
【図８】 図５に示した油圧制御弁の第３の通電状態での要部断面図である。
【図９】 図５に示した油圧制御弁の第４の通電状態での要部断面図である。
【図１０】 図５に示した油圧制御弁の第５の通電状態での要部断面図である。
【図１１】 図５に示した油圧制御弁の第６の通電状態での要部断面図である。
【図１２】 図１に示した弁開閉時期制御装置の一作動例（内燃機関の始動初期においてハウジング部材とロータ部材の実位相位置が目標位相位置に一致している場合の作動例）を示す作動説明図である。
【図１３】 図１に示した弁開閉時期制御装置の他の作動例（内燃機関の始動初期においてハウジング部材とロータ部材の実位相位置が目標位相位置より遅角側にある場合の作動例）を示す作動説明図である。
【図１４】 図１２および図１３に示した作動例の変形例（遅角油室に供給される作動油の油量が一定で、進角油室に供給される作動油の油量が順次減少するようにした場合の作動例）を示す作動説明図である。
【図１５】 図１２および図１３に示した作動例の他の変形例（進角油室と遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させるようにした場合の作動例）を示す作動説明図である。
【図１６】 相対回転制御機構がロック状態であるときの進角油室と遅角油室の容積が異なる場合の一作動例を示す作動説明図である。
【図１７】 相対回転制御機構がロック状態であるときの進角油室と遅角油室の容積が異なる場合の他の作動例を示す作動説明図である。
【図１８】 基準制御値からの振れ幅の演算に際して作動油の温度に応じて加算される補正量の一例を示す図である。
【図１９】 基準制御値からの振れ幅の演算に際して作動油の温度に応じて加算される補正量の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…カム軸、１１…進角通路、１２…遅角通路、２０…ロータ部材、２１…ロータ本体、２３…ベーン、３０…ハウジング部材、３１…ハウジング本体、３１ｂ…シュー部、Ｂ…相対回転制御機構、６１，６２…ロックピン、６３，６４…ロックスプリング、Ｒ１…進角油室、Ｒ２…遅角油室、Ｃ…油圧回路、１００…油圧制御弁、１１０…オイルポンプ、１２０…オイル溜、２００…通電制御装置。
Claims (10)
- 内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸と一体的に回転するハウジング部材と、このハウジング部材に設けたシュー部に相対回転可能に組付けられてベーン部にて前記ハウジング部材内に進角油室と遅角油室を形成し前記カム軸または前記クランク軸と一体的に回転するロータ部材と、作動油の供給によりアンロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転を許容し作動油の排出によりロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の両端回転限界位置を除いた中間領域内の目標位相位置にて規制する相対回転制御機構と、前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構への作動油の給排を制御する油圧回路を備えた弁開閉時期制御装置において、前記油圧回路として、内燃機関の始動時における作動油の油圧が制御可能油圧以上となった後の始動後期には、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給して、前記進角油室と前記遅角油室に作動油を充満させることが可能で、その後に前記相対回転制御機構に作動油を供給可能な油圧回路を採用したことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 請求項１に記載の弁開閉時期制御装置において、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、前記油圧回路が備える油圧制御弁の制御値を、内燃機関の停止前の通常運転時において前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転位相を保持する際の制御値を基に設定したことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 請求項２に記載の弁開閉時期制御装置において、前記油圧制御弁の制御値を、作動油の温度に応じて補正するようにしたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 請求項１に記載の弁開閉時期制御装置において、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給するときの、１回で供給される作動油の油量を、前記進角油室と前記遅角油室で異にしたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 請求項４に記載の弁開閉時期制御装置において、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量比を、前記相対回転制御機構がロック状態であるときの前記進角油室と前記遅角油室の容積比を基に設定したことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 請求項１から５の何れか１項に記載の弁開閉時期制御装置において、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転位相を検出する位相検出手段の検出値と前記目標位相位置との差を基に設定したことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 請求項１から５の何れか１項に記載の弁開閉時期制御装置において、前記進角油室と前記遅角油室に１回で供給される作動油の油量を、経過時間に応じて順次減少させたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 請求項１に記載の弁開閉時期制御装置において、作動油の油圧が制御可能油圧以上となったことの判定を、内燃機関の始動開始後の所定経過時間にて行うようにしたことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 請求項１、２、４、６、７、８の何れか１項に記載の弁開閉時期制御装置において、前記油圧回路は、内燃機関の始動時に、作動油の油圧が制御可能油圧となるまでの始動初期には、前記進角油室及び前記遅角油室の両方と、前記相対回転制御機構から作動油を排出可能であることを特徴とする弁開閉時期制御装置。
- 内燃機関のクランク軸から内燃機関の吸気弁または排気弁を開閉するカム軸に駆動力を伝達する駆動力伝達系に設けられ、前記クランク軸または前記カム軸と一体的に回転するハウジング部材と、このハウジング部材に設けたシュー部に相対回転可能に組付けられてベーン部にて前記ハウジング部材内に進角油室と遅角油室を形成し前記カム軸または前記クランク軸と一体的に回転するロータ部材と、作動油の供給によりアンロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転を許容し作動油の排出によりロック作動して前記ハウジング部材と前記ロータ部材の相対回転を最進角位相位置と最遅角位相位置間の両端回転限界位置を除いた中間領域内の目標位相位置にて規制する相対回転制御機構と、前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構への作動油の給排を制御する油圧回路を備えた弁開閉時期制御装置において、前記油圧回路として、通電制御装置によって通電を制御されることにより作動を制御されて前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構への作動油の給排を制御し非通電の状態では前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構から作動油を排出可能である油圧制御弁を備えていて、内燃機関の始動時に、作動油の油圧が制御可能油圧となるまでの始動初期には、前記油圧制御弁が非通電の状態とされて、前記進角油室及び前記遅角油室と前記相対回転制御機構から作動油を排出可能であり、内燃機関の始動時における作動油の油圧が制御可能油圧以上となった後の始動後期には、前記進角油室と前記遅角油室の交互に繰り返し作動油を供給して、前記進角油室と前記遅角油室に作動油を充満させることが可能で、その後に前記相対回転制御機構に作動油を供給可能な油圧回路を採用したことを特徴とする弁開閉時期制御装置。
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