JP2002161766A

JP2002161766A - 内燃機関のバルブタイミング制御装置

Info

Publication number: JP2002161766A
Application number: JP2000364589A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Teraoka; 正彦寺岡; Hironobu Makino; 博信牧野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-07

Abstract

(57)【要約】【課題】ロック機構によるロックがなされなくても、そ
の後の機関始動時の始動性及びエミッションの悪化を極
力抑制することのできる内燃機関のバルブタイミング制
御装置を提供する。【解決手段】バルブタイミング制御装置は、吸気カムシ
ャフトの相対回転位相を中間位相θにロックするロック
機構を備える。電子制御装置は、ＩＧスイッチが「ＯＦ
Ｆ」操作されてから所定期間、吸気カムシャフトの相対
回転位相を所定位相以上進角させる。そして、電子制御
装置は、上記所定期間における相対回転位相の最大値θ
ｍａｘが、中間位相θ以上に進角側にあるか否かを判断
する（ステップＳ１３）。内燃機関の始動に際して、最
大値θｍａｘが中間位相θよりも遅角側にある場合（ス
テップＳ１７：ＮＯ）には、ロック機構によるロック状
態を保持するための進角側圧力室への作動油供給を禁止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関のバルブ
タイミング制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、車載用エンジン等の内燃機関
にあっては、出力の向上やエミッションの改善等を意図
して同機関のバルブタイミングを適宜に変更するバルブ
タイミング可変機構が設けられることがある（例えば、
特開平１１―２２９８２８号公報参照）。こうしたバル
ブタイミング可変機構では、例えば内燃機関のカムシャ
フトに連結された可動部材と、可動部材を挟むように設
けられる進角側圧力室及び遅角側圧力室とを備えてい
る。そして、それら圧力室に選択的に作動油を供給して
油圧で可動部材を移動させることにより、同機関のクラ
ンクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を進
角側又は遅角側に変更する。このようにカムシャフトの
相対回転位相を変更することにより、同機関における機
関バルブのバルブタイミングが変更されるようになる。

【０００３】ところで、内燃機関の始動開始時には、上
記圧力室から作動油が抜けた状態になっていることがあ
り、機関始動開始と同時に圧力室に作動油を供給し始め
ても、可動部材に十分な油圧が作用しないことから、機
関バルブの開閉駆動に伴う反力によってカムシャフトの
相対回転位相（バルブタイミング）が最遅角状態となる
ことがある。従って、内燃機関の始動性を良好なものと
するためには、機関バルブのバルブタイミングが最遅角
状態となったとき、機関始動に適したバルブタイミング
（以下、始動タイミングという）が得られるよう同バル
ブタイミングの制御範囲を設定する必要が生じる。

【０００４】しかし、上記のような要求が満たされるよ
うにバルブタイミングの制御範囲を設定すると、その制
御範囲が狭くなり内燃機関の全運転領域に亘ってバルブ
タイミングを最適に制御することが困難になる。そこ
で、機関始動時のバルブタイミングを最適にしつつ、バ
ルブタイミングの制御範囲の縮小を抑制する技術とし
て、機関始動時にはカムシャフトの相対回転位相を固定
するロック機構を設けたバルブタイミング制御装置が提
案されている。こうしたバルブタイミング制御装置で
は、機関停止に際してカムシャフトの相対回転位相をロ
ック機構により最遅角状態よりも所定量だけ進角した状
態でロックし、その後の機関始動時には、圧力室から供
給される作動油の油圧に基づいてロック機構のロック状
態が保持される。この結果、機関始動時においてバルブ
タイミングを始動タイミングに維持することができ、同
機関の始動性を良好なものとすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように上記ロック
機構を備えることにより、バルブタイミングの制御範囲
を制限することなく、良好な機関始動性を確保すること
ができるようになる。

【０００６】但し、何らかの理由でこうしたロック機構
によるロックがなされないまま内燃機関が始動される場
合には以下のような不都合も無視できないものとなる。
例えば、機関が停止され、その後直ぐに再始動されるよ
うな場合には、圧力室内に十分な作動油が残っているた
め、ロック機構のロック状態を保持するための作動油が
圧力室に供給されると同圧力室の油圧は速やかに上昇す
るようになる。その結果、上昇した圧力室の油圧によっ
てカムシャフトの相対回転位相がロック機構によりロッ
クすべき位相から大幅にずれてしまう状況が発生し得
る。

【０００７】また例えば、機関停止から長時間が経過し
た後に再始動されるような場合には、圧力室内に作動油
が殆ど残っておらず、またロック保持用の作動油が供給
されても同圧力室の油圧が直ぐには上昇しないため、カ
ムシャフトの相対回転位相は、機関バルブの開閉駆動に
伴う反力によって遅角側に変更され、ロック機構により
ロックすべき位相から外れて最遅角状態となる。

【０００８】このようにロック機構を備えたバルブタイ
ミング制御装置では、同ロック機構によるロックがなさ
れないまま機関が始動された場合には、バルブタイミン
グが機関始動に適したタイミングから大幅にずれるよう
になり、始動性やエミッションの悪化が避けきれないも
のとなっていた。

【０００９】この発明は、こうした従来の実情に鑑みて
なされたものであり、その目的は機関停止に際してロッ
ク機構によるロックがなされなかったとしても、その後
の機関始動時の始動性及びエミッションの悪化を極力抑
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
置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の手段及びその作用効果について以下に記載する。請求
項１に記載の発明は、進角側圧力室及び遅角側圧力室の
流体圧に基づき内燃機関のクランクシャフトに対するカ
ムシャフトの相対回転位相を変更するバルブタイミング
可変機構と、前記カムシャフトの相対回転位相を最遅角
状態と最進角状態との間の中間位相にロックし、前記進
角側圧力室及び遅角側圧力室の少なくとも一方の圧力室
の流体圧に基づいて同ロック状態を保持するロック手段
と、該ロック手段のロック状態を保持すべく機関始動か
ら所定期間が経過するまで前記一方の圧力室の流体圧を
制御する制御手段とを備える内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置において、前記カムシャフトの相対回転位相
が前記ロック手段によりロックされていないことを判断
する判断手段と、前記判断手段により前記相対回転位相
が前記ロック手段によりロックされていない旨判断され
ることに基づいて前記制御手段による前記一方の圧力室
の流体圧制御を禁止する禁止手段とを備えることを要旨
とする。

【００１１】上記構成では、機関始動から所定期間が経
過するまで両圧力室の少なくとも一方の圧力室の流体圧
が制御される。その結果、ロック手段によるロックがな
されていれば、同ロック状態が保持されるようになる。
しかしながら、何らかの理由でロックが行われず、その
状態のまま前記一方の圧力室の流体圧が制御されること
があると、カムシャフトの相対回転位相は同圧力室の流
体圧に応じて機関始動に適した位相と大きく異なる位相
に変更されてしまうおそれがある。

【００１２】この点、上記構成によれば、ロック手段に
よる相対回転位相のロックが行われていない場合には、
こうしたロック状態を保持するための流体圧制御が禁止
されるため、上述したように、カムシャフトの相対回転
位相が機関始動に適した位相と大きく異なる位相に変更
されてしまうようなことがない。この結果、内燃機関の
始動時の始動性及びエミッションの悪化を抑えることが
できるようになる。

【００１３】請求項２に記載の発明は、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において、前記
判断手段は、機関始動時の前記相対回転位相が前記中間
位相よりも遅角側の位相であることに基づいて前記ロッ
ク手段によるロックがなされていない旨判断することを
要旨とする。

【００１４】また、請求項３に記載の発明は、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におい
て、前記制御手段は、前記相対回転位相が前記中間位相
よりも進角側の位相になるように前記両圧力室の流体圧
を機関停止に際して所定期間制御するものであり、前記
判断手段は前記制御手段により前記両圧力室の流体圧が
制御される前記所定期間において前記相対回転位相が前
記中間位相に達しないことに基づいて前記ロック手段に
よるロックがなされていない旨判断することを要旨とす
る。

【００１５】機関始動時にカムシャフトの相対回転位相
が前記中間位相と一致していればロック手段によるロッ
クがなされていることになる。但し、機関始動時にカム
シャフトの相対回転位相が前記中間位相よりも進角側の
位相になっていれば、機関バルブの開閉駆動に伴う反力
によってカムシャフトの相対回転位相が遅角側に変更さ
れるため、前記中間位相に達したときにロック手段によ
るロックがなされるようになる。一方、機関始動時のカ
ムシャフトの相対回転位相が前記中間位相よりも遅角側
の位相になっている場合には、機関始動に伴ってロック
手段によるロックがなされることはない。

【００１６】請求項２又は請求項３記載の発明の構成に
よれば、機関始動時におけるカムシャフトの相対回転位
相が前記中間位相よりも遅角側の位相であること、或い
は機関停止に際して両圧力室の流体圧が制御される期間
にカムシャフトの相対回転位相が前記中間位相に達しな
いことに基づいて、ロック手段によるロックがなされて
いない旨判断するようにしているため、同判断をより正
確に行うことができるようになる。

【００１７】請求項４に記載の発明は、進角側圧力室及
び遅角側圧力室の流体圧に基づき内燃機関のクランクシ
ャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更する
バルブタイミング可変機構と、該バルブタイミング可変
機構により前記カムシャフトの相対回転位相を目標位相
に変更すべく前記両圧力室の流体圧を制御する制御手段
と、前記カムシャフトの相対回転位相を最遅角状態と最
進角状態との間の中間位相にロックするロック手段とを
備える内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
前記カムシャフトの相対回転位相が前記ロック手段によ
りロックされていないことを判断する判断手段を備え、
前記制御手段は前記判断手段により前記相対回転位相が
前記ロック手段によりロックされていない旨判断される
ことに基づいて、前記目標位相を機関始動から所定期間
が経過するまで前記中間位相に設定するものであること
を要旨とする。

【００１８】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記
制御手段は、前記カムシャフトの実際の相対回転位相と
前記目標位相との乖離度合に基づき前記両圧力室の流体
圧をフィードバック制御するものであることを要旨とす
る。

【００１９】上記請求項４又は５記載の発明の構成によ
れば、カムシャフトの相対回転位相がロック手段により
ロックされていない場合には、相対回転位相がロック手
段によりロックされるべき中間位相となるように両圧力
室の流体圧が制御される。このため、機関バルブの開閉
駆動に伴う反力によって相対回転位相が最遅角状態に移
行するのを抑制して同相対回転位相を機関始動に適した
前記中間位相に近づけることができ、内燃機関の始動時
の始動性及びエミッションの悪化を抑えることができる
ようになる。

【００２０】尚、カムシャフトの相対回転位相が目標位
相となるように両圧力室の流体圧を制御する際には、請
求項５記載の発明によるように、カムシャフトの実際の
相対回転位相と前記目標位相との乖離度合に基づき両圧
力室の流体圧をフィードバック制御するのが好ましい。

【００２１】請求項６に記載の発明は、請求項５に記載
の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記
制御手段は前記目標位相を機関始動から所定期間が経過
するまで前記中間位相に設定して前記両圧力室の流体圧
をフィードバック制御する際にはそのフィードバックゲ
インを前記所定期間が経過した後のフィードバックゲイ
ンよりも大きく設定することを要旨とする。

【００２２】上記構成によれば、機関始動時のように両
圧力室に供給される流体の量が十分に確保できない場合
にあって、カムシャフトの実際の相対回転位相を前記中
間位相にまで極力早く近づけることができるようにな
る。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下、本発明
の内燃機関のバルブタイミング制御装置の第１の実施形
態を図１〜図６に従って説明する。

【００２４】図１に示すように、内燃機関１１のシリン
ダブロック１１ａには、各気筒毎にピストン１２（図１
には一つのみ図示）が往復移動可能に設けられている。
このピストン１２は、コネクティングロッド１３を介し
て内燃機関１１の出力軸であるクランクシャフト１４に
連結されている。

【００２５】また、シリンダブロック１１ａの上端に設
けられたシリンダヘッド１５と上記ピストン１２との間
には燃焼室１６が設けられている。シリンダヘッド１５
にはこの燃焼室１６に開口する吸気ポート１７及び排気
ポート１８が形成され、これら吸気ポート１７及び排気
ポート１８はそれぞれ吸気通路１９及び排気通路２０に
接続される。それら吸気ポート１７及び排気ポート１８
には、それぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設
けられている。また、吸気通路１９の途中には、スロッ
トルバルブ（図示略）が設けられ、このスロットルバル
ブを迂回するように同バルブの上流側及び下流側で吸気
通路１９に接続するバイパス通路（図示略）が設けられ
ている。このバイパス通路の途中には、図示しないアイ
ドルスピードコントロールバルブ（図示略）が設けら
れ、このバルブの開度に応じてアイドル運転時の吸入空
気量が調整される。

【００２６】また、シリンダヘッド１５には、上記吸気
バルブ２１及び排気バルブ２２を開閉駆動するための吸
気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４が回転可
能に支持されている。これらカムシャフト２３，２４に
は、クランクシャフト１４の回転力がチェーン２８及び
ギア３１（図２参照）を介して伝達される。そして、吸
気カムシャフト２３が回転すると、図示しない吸気カム
を介して吸気バルブ２１が開閉駆動され、吸気ポート１
７と燃焼室１６とが連通・遮断される。また、排気カム
シャフト２４が回転すると、これも図示しない排気カム
を介して排気バルブ２２が開閉駆動され、排気ポート１
８と燃焼室１６とが連通・遮断される。

【００２７】一方、吸気通路１９の下流端には、吸気ポ
ート１７内に燃料を噴射するための燃料噴射弁２５が設
けられている。この燃料噴射弁２５は、内燃機関１１の
吸気行程にて吸気通路１９内の空気が燃焼室１６へ吸入
されるとき、吸気ポート１７内に燃料を噴射して燃料及
び空気からなる混合気を形成する。

【００２８】また、シリンダヘッド１５には、燃焼室１
６内に充填された混合気に対して点火を行うための点火
プラグ２６が設けられている。そして、燃焼室１６内の
混合気に対し点火が行われて混合気が燃焼すると、その
燃焼エネルギーによってピストン１２が往復移動してク
ランクシャフト１４が回転し、内燃機関１１が駆動され
る。燃焼室１６内で燃焼した混合気は、内燃機関１１の
排気行程中にピストン１２の上昇により排気として排気
通路２０へ送り出される。

【００２９】次に、上記内燃機関１１における吸気バル
ブ２１のバルブタイミングを可変とするバルブタイミン
グ可変機構３０について図２を参照して説明する。図２
に示すように、バルブタイミング可変機構３０は、上記
ギア３１と、吸気カムシャフト２３の先端面にボルト３
２によって一体回転可能に固定された回転部材３３とを
備えている。上記ギア３１は、その中心部を貫通する吸
気カムシャフト２３に対して相対回転可能となってい
る。

【００３０】また、ギア３１の先端面（図中左側面）に
は回転部材３３を囲うように設けられたリングカバー３
４が当接し、同リングカバー３４の先端開口部は閉塞板
３５によって塞がれている。そして、ギア３１、リング
カバー３４、及び閉塞板３５は、ボルト３６によって一
体回転可能に固定されている。従って、吸気カムシャフ
ト２３及び回転部材３３とに対し上記ギア３１、リング
カバー３４、及び閉塞板３５は吸気カムシャフト２３の
軸線Ｌを中心に相対回転可能となっている。

【００３１】バルブタイミング可変機構３０には、上記
シリンダヘッド１５や吸気カムシャフト２３等に図示の
ごとく形成された進角側油路３７や遅角側油路３８から
作動油が供給される。このように作動油が供給されてバ
ルブタイミング可変機構３０が作動すると、クランクシ
ャフト１４に対する吸気カムシャフト２３の相対回転位
相が進角側又は遅角側に変更され、これに伴い吸気バル
ブ２１のバルブタイミングも変更されるようになる。

【００３２】上記進角側油路３７及び遅角側油路３８
は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）４０に接続さ
れている。また、ＯＣＶ４０には供給通路５０及び排出
通路５１が接続されている。そして、供給通路５０はク
ランクシャフト１４の回転に伴って駆動されるオイルポ
ンプ５２を介して内燃機関１１の下部に設けられたオイ
ルパン１１ｂに繋がっており、排出通路５１は直接オイ
ルパン１１ｂに繋がっている。

【００３３】ＯＣＶ４０は、所定数（この例では４つ）
の弁部４１を有してコイルスプリング４２及び電磁ソレ
ノイド４３により、それぞれ逆の方向に付勢されるスプ
ール４４を備えている。このＯＣＶ４０においては、そ
の電磁ソレノイド４３に対する電圧印加が電子制御ユニ
ット（以下、ＥＣＵという）８０によってデューティ制
御されることに基づき、スプール４４の位置（弁位置）
が制御される。

【００３４】即ち、ＥＣＵ８０により電磁ソレノイド４
３に対する電圧印加のデューティ比Ｄが（５０％＜Ｄ≦
１００％）の範囲に設定されると、スプール４４がコイ
ルスプリング４２の付勢力に抗して一端側（図中左側）
に配置される。この状態にあっては、進角側油路３７と
供給通路５０とが連通してオイルパン１１ｂ内の作動油
がオイルポンプ５２により進角側油路３７へ送り出され
るとともに、遅角側油路３８と排出通路５１とが連通し
て遅角側油路３８内の作動油がオイルパン１１ｂ内へ戻
される。

【００３５】また、ＥＣＵ８０により電磁ソレノイド４
３に対する電圧印加のデューティ比Ｄが（０％≦Ｄ＜５
０％）の範囲に設定されると、スプール４４がコイルス
プリング４２の付勢力により他端側（図中右側）に配置
される。この状態にあっては、遅角側油路３８と供給通
路５０とが連通してオイルパン１１ｂ内の作動油がオイ
ルポンプ５２により遅角側油路３８に送り出されるとと
もに、進角側油路３７と排出通路５１とが連通して進角
側油路３７内の作動油がオイルパン１１ｂ内へ戻され
る。

【００３６】また、ＥＣＵ８０により電磁ソレノイド４
３に対する電圧印加のデューティ比Ｄが５０％に設定さ
れると、電磁ソレノイド４３の電磁力とコイルスプリン
グ４２の付勢力との釣合いによりスプール４４が前記一
端側の位置と他端側の位置の略中間位置に配置される。
この状態にあっては、進角側油路３７及び遅角側油路３
８の双方が供給通路５０に連通され、作動油がこれら各
油路３７，３８の双方に送り出される。

【００３７】次に、バルブタイミング可変機構３０にお
ける回転部材３３及びリングカバー３４の詳細構造につ
いて図３を参照して説明する。図３に示すように、リン
グカバー３４の内周面３４ａには、吸気カムシャフト２
３の前記軸線Ｌ（図２参照）へ向かって突出する四つの
凸部３４ｂが、リングカバー３４の周方向について所定
間隔毎に形成されている。この各凸部３４ｂ間には、そ
れぞれ凹部３４ｃがリングカバー３４の周方向について
所定間隔毎に形成されている。また、回転部材３３は、
その外周面から各凹部３４ｃに挿入されるように外側方
へ突出する四つのベーン３３ａを備えている。各凹部３
４ｃ及びギア３１、閉塞板３５によって形成される空間
は、ベーン３３ａにより進角側圧力室５３及び遅角側圧
力室５４に区画されている。これら進角側圧力室５３及
び遅角側圧力室５４は、ベーン３３ａを回転部材３３の
周方向両側から挟むように位置している。そして、進角
側圧力室５３には回転部材３３内を通過するように形成
された上記進角側油路３７が連通され、遅角側圧力室５
４にはギア３１内を通過するように形成された上記遅角
側油路３８が連通されている。

【００３８】こうしたバルブタイミング可変機構３０に
あって、ＥＣＵ８０によりＯＣＶ４０の電磁ソレノイド
４３に対する電圧印加のデューティ比Ｄが（５０％＜Ｄ
≦１００％）の範囲に設定されると、進角側油路３７か
ら進角側圧力室５３へ作動油が供給されるとともに、遅
角側圧力室５４から遅角側油路３８を介して作動油が排
出される。その結果、各ベーン３３ａが矢印Ａ方向へ相
対移動することにより回転部材３３が図中右方向に相対
回動し、ギア３１（クランクシャフト１４）に対する吸
気カムシャフト２３の相対回転位相が変更される。因み
に同バルブタイミング可変機構３０にあっては、クラン
クシャフト１４の回転がチェーン２８等を介してギア３
１に伝達されると、このギア３１及び吸気カムシャフト
２３は共に図中右方向に回転する。従って、上記矢印Ａ
方向についての各ベーン３３ａの相対移動が行われる
と、吸気カムシャフト２３がクランクシャフト１４に対
して進角側に相対回転し、その結果、吸気バルブ２１の
バルブタイミングも進角するようになる。

【００３９】また、ＥＣＵ８０によりＯＣＶ４０の電磁
ソレノイド４３に対する電圧印加のデューティ比Ｄが
（０％≦Ｄ＜５０％）の範囲に設定されると、遅角側油
路３８から遅角側圧力室５４へ作動油が供給されるとと
もに、進角側圧力室５３から進角側油路３７を介して作
動油が排出される。その結果、各ベーン３３ａが矢印Ａ
と逆方向へ相対移動することにより回転部材３３が同中
左方向に相対回動し、ギア３１（クランクシャフト１
４）に対する吸気カムシャフト２３の相対回転位相が上
記と逆方向に変更される。同バルブタイミング可変機構
３０にあっては、この場合、吸気カムシャフト２３がク
ランクシャフト１４に対して遅角側に相対回転し、その
結果、吸気バルブ２１のバルブタイミングも遅角するよ
うになる。

【００４０】また、ＥＣＵ８０により電磁ソレノイド４
３に対する電圧印加のデューティ比Ｄが５０％に設定さ
れると、各油路３７，３８から双方の圧力室５３，５４
に作動油が供給される。その結果、各圧力室５３，５４
の油圧に応じて各ベーン３３ａに対して作用する力が釣
合い、回転部材３３の相対回転が停止されるようにな
る。従って、この場合には、吸気バルブ２１のバルブタ
イミングは現状のタイミングのまま維持されるようにな
る。

【００４１】従って、ＥＣＵ８０により電磁ソレノイド
４３に対する電圧印加のデューティ比Ｄを吸気カムシャ
フト２３の実際の相対回転位相と目標位相との偏差に基
づいて０〜１００％の間で変更することにより、進角側
圧力室５３及び遅角側圧力室５４に対する作動油の供給
・排出が制御され、これら圧力室５３，５４内の油圧が
フィードバック制御されることとなる。こうして進角側
圧力室５３及び遅角側圧力室５４内の油圧をフィードバ
ック制御することにより、吸気バルブ２１のバルブタイ
ミングを変更したり所定の状態に維持したりすることが
可能になる。

【００４２】ここで、内燃機関１１の始動時には、進角
側圧力室５３及び遅角側圧力室５４から作動油が抜けた
状態になっていることがあり、その場合、機関始動開始
と同時に、それら圧力室５３，５４に作動油を供給し始
めても、回転部材３３に十分な油圧が作用しない。その
ため、内燃機関１１の始動開始から所定期間が経過する
までは、後述するロック機構６０によりカムシャフト２
３の相対回転位相を上記最遅角状態と最進角状態との間
の中間位相θにロック（以下、中間止めという）するよ
うにしている。なお、本実施形態では、この中間位相θ
を内燃機関１１の始動に適した位相、すなわち吸気バル
ブ２１のバルブタイミングを機関１１の始動に適したタ
イミング（以下、始動タイミングという）に設定してい
る。

【００４３】次に、吸気バルブ２１のバルブタイミング
を上記のように中間止めするための構造、即ちクランク
シャフト１４に対する吸気カムシャフト２３の相対回転
位相をロックするための構造について図３及び図４を参
照して説明する。

【００４４】図３に示すように、バルブタイミング可変
機構３０には、バルブタイミングが始動タイミングとな
る状態で、吸気カムシャフト２３の相対回転位相を進角
側と遅角側との両方についてロックするためのロック機
構６０が設けられている。このロック機構６０の詳細構
造を図４に示す。なお、図４は、図３の４―４線部に沿
った断面図であり、吸気カムシャフト２３の相対回転位
相を同ロック機構６０によりロックした状態を示してい
る。

【００４５】図４に示されるように、各ベーン３３ａの
一つには吸気カムシャフト２３の軸方向に延びる収容孔
６４が形成されている。この収容孔６４には、同孔６４
内で往復動可能なロックピン６２と、同ロックピン６２
をギア３１側に付勢するコイルスプリング６１とが収容
されている。また、ギア３１には、同ギア３１及びベー
ン３３ａが前記始動タイミングに対応する位置にあると
きに前記ロックピン６２の先端部が挿入可能な穴６３が
形成されている。

【００４６】また、ロックピン６２の外周面にはフラン
ジ６２ａが形成され、収容孔６４にはフランジ６２ａよ
りも閉塞板３５寄りの位置でロックピン６２を内嵌する
筒状の保持部材６５が配設されている。収容孔６４にお
いてこの保持部材６５及びロックピン６２により区画さ
れる環状の空間により進角側油室６６が形成されてい
る。この油室６６は、通路６７を介して進角側圧力室５
３に連通されており、同進角側圧力室５３から作動油が
供給されるようになっている。また、フランジ６２ａは
ロックピン６２の往復動に伴って通路６７の開口よりも
ギア３１側の位置から同開口よりも保持部材６５側の位
置まで、その位置が変化する。一方、ギア３１の穴６３
において、その底部とロックピン６２の先端面との間に
は遅角側油室６８が形成されている。この油室６８は、
通路６９を介して遅角側圧力室５４に連通しており、こ
の遅角側圧力室５４から作動油が供給されるようになっ
ている。

【００４７】こうしたロック機構６０は、進角側圧力室
５３及び遅角側圧力室５４に供給される作動油の圧力、
即ちこれら圧力室５３，５４内の油圧に応じて、吸気カ
ムシャフト２３の相対回転位相の上記中間止め及び同中
間止めの解除を行う。

【００４８】すなわち、機関稼動中にあって、ロックピ
ン６２が穴６３から抜け、フランジ６２ａが通路６７の
開口よりも保持部材６５側に位置しているときには（図
４（ｂ）参照）、進角側油室６６の油圧によってフラン
ジ６２ａは保持部材６５側に付勢する付勢力あるいは遅
角側油室６８の油圧によりロックピン６２の先端部を閉
塞板３５側に付勢する付勢力のいずれかにより、ロック
ピン６２はコイルスプリング６１の付勢力に抗して穴６
３から抜き出た状態に維持される。このときには、ロッ
ク機構６０による吸気カムシャフト２３の相対回転位相
の進角側及び遅角側についてのロック（中間止め）が解
除された状態に維持される。

【００４９】一方、内燃機関１１の停止過程にあって、
クランクシャフト１４の回転速度が低下すると、前記オ
イルポンプ５２により各圧力室５３，５４に送り出され
る作動油の量が低下する。このため、これら各圧力室５
３，５４の油圧が低下し、それに応じてロック機構６０
の各油室６６，６８内における油圧も低下するようにな
る。これらの油圧がロックピン６２をコイルスプリング
６１の付勢力に抗して収容孔６４に挿入させておくこと
が不可能な値まで低下すると、ロックピン６２がコイル
スプリング６１の付勢力によって収容孔６４から突出し
ようとする。このような状態にあって、収容孔６４が穴
６３と重なるとき、すなわちバルブタイミングが始動タ
イミングとなるときには、ロックピン６２が突出して穴
６３に挿入され、吸気カムシャフト２３の相対回転位相
が進角側と遅角側との両方についてロック（中間止め）
される。

【００５０】なお、内燃機関１１が停止する際に上記ロ
ック状態に至らなくても、吸気カムシャフト２３の相対
回転位相が上記中間位相θよりも進角側にあれば、その
後の同機関１１の始動に際して、吸気カムシャフト２３
の相対回転位相が吸気バルブ２１の開閉に伴う反力によ
って遅角側に変更されて中間位相θとなるときに、ロッ
クピン６２が穴６３に挿入されてロック（中間止め）さ
れるようになる。

【００５１】また、ロックピン６２により吸気カムシャ
フト２３の相対回転位相が中間位相で中間止めされた状
態で、上記デューティ比Ｄが１００％に設定され進角側
圧力室５３にのみ作動油が供給されると、上記進角側油
室６６の油圧によりロックピン６２のフランジ６２ａが
ギア３１側に付勢され、その付勢力とコイルスプリング
６１の付勢力とによってロックピン６２が穴６３側に付
勢されるため、上記中間止めされた状態が維持される
（強制中間止め）。

【００５２】また内燃機関１１には、吸気カムシャフト
２３の相対回転位相を検出したり、上記強制中間止め制
御を行うタイミングを判断するための各種センサが設け
られている。

【００５３】即ち、図１に示したように、内燃機関１１
のシリンダブロック１１ａにはその冷却水の温度を検出
するための水温センサ５５が設けられている。また、ク
ランクシャフト１４の近傍にはその回転角度を検出する
ためのクランクポジションセンサ５６が設けられ、吸気
カムシャフト２３の近傍にはその回転角度を検出するた
めのカムポジションセンサ５７が設けられている。そし
て、これら各センサ５５〜５７の出力信号は、ＥＣＵ８
０に入力される。ＥＣＵ８０は、こうして入力される各
センサ５６，５７の出力信号に基づいて吸気カムシャフ
ト２３の実際の相対回転位相を算出する。また、ＥＣＵ
８０には、上記燃料噴射弁２５、点火プラグ２６及びＯ
ＣＶ４０が接続されている。そして、同ＥＣＵ８０は、
これら燃料噴射弁２５、点火プラグ２６及びＯＣＶ４０
に対して駆動信号を出力している。このＥＣＵ８０は、
ＣＰＵ、メモリ、及び入出力ポート（いずれも図示略）
等を備えて構成されている。

【００５４】また、図５に示されるように、このＥＣＵ
８０は、ＩＧスイッチ５８及びメインリレー８１を介し
てバッテリ８３に接続されている。メインリレー８１
は、接点８１ａと同接点８１ａを開閉駆動するための励
磁コイル８１ｂとを備えている。ＥＣＵ８０は、外部か
らのＩＧスイッチ５８の「ＯＮ」・「ＯＦＦ」操作に基
づき、メインリレー駆動回路８０ａを通じてメインリレ
ー８１を制御することにより、ＥＣＵ８０自身への電力
供給を制御する。

【００５５】また、本実施形態では、前記燃料噴射弁２
５及び点火プラグ２６への電力供給を行う点火・噴射リ
レー８２が、メインリレー８１とは別に設けられてい
る。この点火・噴射リレー８２は、メインリレー８１と
同様、接点８２ａと同接点８２ａを開閉駆動するための
励磁コイル８２ｂとを備えている。そして、ＥＣＵ８０
は、外部からのＩＧスイッチ５８の「ＯＮ」・「ＯＦ
Ｆ」操作に基づき、メインリレー駆動回路８０ａとは別
に設けられた点火・噴射リレー駆動回路８０ｂを通じて
点火・噴射リレー８２を制御することにより、燃料噴射
弁２５及び点火プラグ２６への電力供給を制御する。

【００５６】例えば、ＩＧスイッチ５８が「ＯＮ」操作
されると、ＥＣＵ８０は、メインリレー駆動回路８０ａ
とともに点火・噴射リレー駆動回路８０ｂへの通電を行
い、励磁コイル８１ｂ，８２ｂをそれぞれ励磁する。そ
の結果、接点８１ａ，８２ａが閉成され、ＥＣＵ８０と
ともに燃料噴射弁２５及び点火プラグ２６にバッテリ８
３から電力が供給される。この状態にあっては、燃料噴
射弁２５及び点火プラグ２６は作動可能な状態となり、
ＥＣＵ８０からの噴射要求及び点火要求に応じてそれぞ
れ作動するようになる。

【００５７】一方、ＩＧスイッチ５８が「ＯＦＦ」操作
されると、ＥＣＵ８０は、その「ＯＦＦ」操作時から所
定期間ｔ１が経過した後に、メインリレー駆動回路８０
ａとともに点火・噴射リレー駆動回路８０ｂに対する通
電を停止し、励磁コイル８１ｂ，８２ｂをそれぞれ消磁
する。その結果、ＥＣＵ８０、燃料噴射弁２５及び点火
プラグ２６に対して所定期間（ｔ１）、電力が供給され
た後、接点８１ａ，８２ａがそれぞれ開成され、バッテ
リ８３からこれらＥＣＵ８０自身、燃料噴射弁２５及び
点火プラグ２６への電力供給が停止される。

【００５８】因みに、上記のように、ＩＧスイッチ５８
の「ＯＦＦ」操作時から所定期間（ｔ１）、ＥＣＵ８
０、燃料噴射弁２５及び点火プラグ２６への電力供給を
継続するようにしているのは、内燃機関１１の停止過程
におけるクランクシャフト１４の回転を維持することで
オイルポンプ５２を作動させ、進角側圧力室５３に作動
油を供給することにより前記吸気バルブ２１のバルブタ
イミングを前記始動タイミングよりも進角させるためで
ある。

【００５９】尚、上記実施形態では、メインリレー８１
と点火・噴射リレー８２とを各別に設けたため、メイン
リレー８１の接点８１ａが閉固着してＥＣＵ８０から燃
料噴射弁２５及び点火プラグ２６に対して駆動要求が出
力され続けても、所定期間ｔ１経過後は点火・噴射リレ
ー８２の開成によりこれらへの電力供給が遮断されるた
め、内燃機関１１を停止させることができる。

【００６０】一方、点火・噴射リレー８２の接点８２ａ
が閉固着して燃料噴射弁２５及び点火プラグ２６への電
力供給が遮断されなくなっても、メインリレー８１の開
成によりＥＣＵ８０による各種制御が停止し、これに伴
い燃料噴射弁２５及び点火プラグ２６への駆動要求も停
止されるため、内燃機関１１を停止させることができ
る。

【００６１】また、メインリレー駆動回路８０ａと点火
・噴射リレー駆動回路８０ｂとを各別に設けたため、メ
インリレー駆動回路８０ａの故障により接点８１ａを開
成できなくなっても、所定期間ｔ１経過後は点火・噴射
リレー駆動回路８０ｂにより燃料噴射弁２５及び点火プ
ラグ２６への電力供給が停止されるため、内燃機関１１
を停止させることができる。

【００６２】一方、点火・噴射リレー駆動回路８０ｂの
故障により接点８２ａを開成できなくなっても、メイン
リレー駆動回路８０ａへの通電停止により燃料噴射弁２
５及び点火プラグ２６に対する駆動要求が停止されるた
め、内燃機関１１を停止させることができる。

【００６３】次に、図６に示すモード判定ルーチンにつ
いてのフローチャートを参照して、吸気バルブ２１の相
対回転位相をロック機構６０により上記中間位相θにロ
ックする中間止めの制御、及び同バルブタイミングをロ
ック機構６０により上記中間位相θに強制的に保持する
強制中間止めの制御にかかる処理手順について説明す
る。

【００６４】まず始めに、上記中間止めの制御にかかる
処理手順について説明する。なお、この中間止めの制御
は、内燃機関１１の停止過程において行われる。図６に
示されるように、中間止めの制御に際しては、内燃機関
１１の運転時、ステップＳ１０の処理として、ＥＣＵ８
０は、中間止め実行モードか否かを判断する。この際、
ＥＣＵ８０は、上記ＩＧスイッチ５８が「ＯＦＦ」操作
されているか否かを判断する。そして、同ＩＧスイッチ
５８が「ＯＦＦ」操作された状態であれば、ＥＣＵ８０
は、機関停止要求があると判断し（ステップＳ１０：Ｙ
ＥＳ）、中間止め実行モードに移行する。

【００６５】中間止め実行モードに移行すると、ＥＣＵ
８０は、上記ＯＣＶ４０の電磁ソレノイド４３に対する
電圧印加をデューティ制御し、吸気カムシャフト２３の
相対回転位相（吸気バルブ２１のバルブタイミング）を
現在の状態から所定位相θ１以上進角させる。なお、こ
の所定位相θ１は、吸気カムシャフト２３の最遅角状態
から前記中間位相θまでの位相より大きい値に設定され
ている。そして、ＥＣＵ８０は、この進角制御と平行し
て、ステップＳ１１〜Ｓ１５の処理を行う。

【００６６】ステップＳ１１の処理として、ＥＣＵ８０
は、ＩＧスイッチ５８の「ＯＦＦ」操作が行われてから
の経過時間が上記所定期間ｔ１以内か否かを判断する。
そして、この経過時間が所定期間ｔ１以内の場合（ステ
ップＳ１１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、次のステップＳ
１２の処理を行う。

【００６７】ステップＳ１２の処理として、ＥＣＵ８０
は、中間止め実行モード中、すなわち、ＩＧスイッチ５
８の「ＯＦＦ」操作が行われてから所定期間ｔ１内にお
ける吸気カムシャフト２３の相対回転位相の最大値（最
遅角状態からの進角量の最大値）θｍａｘを記憶する。

【００６８】そして、次のステップＳ１３の処理とし
て、ＥＣＵ８０は、記憶した上記最大値θｍａｘが上記
中間位相θ以上であるか否か、すなわち、吸気カムシャ
フト２３の相対回転位相が上記中間位相θ以上に進角側
に変更されか否かを判断する。そして、この最大値θｍ
ａｘが所定位相θ１以上の場合（ステップＳ１３：ＹＥ
Ｓ）、ＥＣＵ８０は、上記ロック機構６０による吸気カ
ムシャフト２３の相対回転位相（吸気バルブ２１のバル
ブタイミング）のロックが行われた、あるいは、次の機
関始動に際してロックが行われると判断し、次のステッ
プＳ１４の処理を行う。

【００６９】ステップＳ１４の処理として、ＥＣＵ８０
は、中間止め完了フラグＦを「ＯＮ」状態にする。一
方、先のステップＳ１３の処理において、上記記憶した
最大値θｍａｘが上記中間位相θ未満の場合（ステップ
Ｓ１３：ＮＯ）、ＥＣＵ８０は、上記ロック機構６０に
よるロックが行われていないと判断し、次のステップＳ
１５の処理として、中間止め完了フラグＦを「ＯＦＦ」
状態にする。

【００７０】そして、ＩＧスイッチ５８の「ＯＦＦ」操
作が行われてからの経過時間が上記所定期間ｔ１を経過
すると（ステップＳ１１：ＮＯ）、ＥＣＵ８０は、本ル
ーチンを終了するとともに、上記各駆動回路８０ａ，８
０ｂに対する通電を停止し、ＥＣＵ８０自身、並びに燃
料噴射弁２５及び点火プラグ２６への電力供給を停止す
る。

【００７１】一方、先のステップＳ１０において、中間
止め実行モードではないと判断された場合、すなわち、
ＩＧスイッチ５８が「ＯＮ」操作されている状態にある
場合、（ステップＳ１０：ＮＯ）、次のステップＳ１６
の処理を行う。

【００７２】ステップＳ１６の処理として、ＥＣＵ８０
は、強制中間止めモードか否かを判断する。この際、Ｅ
ＣＵ８０は、・内燃機関１１が始動されてからの経過時間が所定期間
ｔ２以内・内燃機関１１の冷却水温度が所定温度以下の両条件が満たされているか否かを判断する。そして、
これら両条件が満たされていれば、ＥＣＵ８０は、内燃
機関１１が始動過程にあると判断し（ステップＳ１６：
ＹＥＳ）、強制中間止めモードに移行する。

【００７３】強制中間止めモードに移行すると、まず、
ステップＳ１７の処理として、中間止め完了フラグＦが
「ＯＮ」状態にあるか否かを判断する。そして、この中
間止め完了フラグＦが「ＯＮ」状態にある場合（ステッ
プＳ１７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、次のステップＳ１
８の処理を行う。

【００７４】ステップＳ１８の処理として、ＥＣＵ８０
は、上記デューティ比Ｄを１００％に設定して強制中間
止め制御を実行する。なお、このステップＳ１８の処理
は、強制中間止めモードの移行条件が満たされる間は次
のステップＳ１５の処理に移行することなく、継続して
行われる。この状態にあっては、吸気カムシャフト２３
の相対回転位相（吸気バルブ２１のバルブタイミング）
がロック機構６０によりロックされたままその状態が維
持される。

【００７５】一方、先のステップＳ１７の処理におい
て、中間止め完了フラグＦが「ＯＦＦ」状態にある場合
（ステップＳ１７：ＮＯ）、ＥＣＵ８０は、ステップＳ
１９の処理を行う。

【００７６】ステップＳ１９の処理として、ＥＣＵ８０
は、上記デューティ比Ｄを０％に設定する。すなわちこ
の場合には、強制中間止め制御の実行が禁止される。こ
の状態にあっては、ロック状態を保持するための進角側
圧力室５３への作動油の供給が禁止され、吸気バルブ２
１の開閉駆動に伴う反力によって吸気カムシャフト２３
の相対回転位相が最遅角状態となり、その状態が維持さ
れることとなる。このため、ロック状態を保持するため
作動油が進角側圧力室５３に供給され、それに伴って吸
気カムシャフト２３の相対回転位相が最進角状態となり
上記始動タイミングと大きく異なる位相に変更されてし
まうようなことがない。この結果、内燃機関１１の始動
時の始動性及びエミッションの悪化を抑えることができ
るようになる。

【００７７】ＥＣＵ８０は、ステップＳ１８またはステ
ップＳ１９の処理を行うと、次のステップＳ１５の処理
として、中間止め完了フラグＦを「ＯＦＦ」状態にす
る。そして、ＥＣＵ８０は、このステップＳ１５の処理
を行った後、あるいは先のステップＳ１６の処理におけ
る上記両条件の少なくとも一方を満たしていないと判断
した場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、本ルーチンを終了
し、通常のバルブタイミング制御を行う。

【００７８】以上詳述したように、この実施形態にかか
るバルブタイミング制御装置によれば、以下に示す効果
が得られるようになる。（１）ロック機構６０による吸気カムシャフト２３の相
対回転位相のロックが行われていない場合には、進角側
圧力室５３への作動油の供給が禁止されるため、同相対
回転位相が最進角状態となって上記始動タイミングと大
きく異なる位相に変更されてしまうようなことがない。
この結果、内燃機関１１の始動時の始動性及びエミッシ
ョンの悪化を抑えることができるようになる。

【００７９】（２）内燃機関１１の停止に際して、吸気
カムシャフト２３の相対回転位相が中間位相θよりも進
角側の位相になるように進角側圧力室５３及び遅角側圧
力室５４内の油圧を所定期間ｔ１制御し、その所定期間
ｔ１におけるカムシャフト２３の相対回転位相の最大値
θｍａｘが所定位相θ１に達しないことに基づいて、ロ
ック機構６０によるロックがなされていない旨判断する
ため、機関停止時にはロック状態にならないものの、次
の機関始動時に、確実にロック状態に移行する場合につ
いてこれをロックがなされていると判断することができ
るため、同判断をより正確に行うことができるようにな
る。

【００８０】なお、上記実施形態は、例えば以下のよう
に適宜変更することもできる。・上記実施形態では、内燃機関１１の始動過程におい
て、ロック機構６０による吸気カムシャフト２３の相対
回転位相の中間止めが行われていない場合には、進角側
圧力室５３への作動油の供給を禁止するようにした。し
かし、この場合、この作動油の供給禁止処理に加えて、
例えば図７に示すように、ステップＳ２０の処理とし
て、・燃料噴射量の増量・点火時期を進角側に変更・アイドルスピードコントロールによる吸入空気量を増
加のうちの少なくとも１つの処理を行うようにしてもよ
い。このようにすれば、上記効果に加えて、内燃機関１
１の始動過程における前記混合気の燃焼が安定して、エ
ミッション並びにドライバビリティの悪化を抑制するこ
とができるようになる。

【００８１】・上記実施形態では、ロック機構６０のロ
ックがなされたか否かの判断（ステップＳ１３）を内燃
機関１１を停止させる際に行う構成としたが、吸気カム
シャフト２３の相対回転位相の最大値θｍａｘを次の機
関始動時まで記憶しておき、この判断を、同機関１１の
始動に際して行う構成としてもよい。

【００８２】（第２の実施形態）次に、本発明のバルブ
タイミング制御装置の第２の実施形態について図８に従
って説明する。

【００８３】本実施形態では、内燃機関１１の停止に際
して上記ロック機構６０のロックが行われなかった場
合、次の機関始動に際して、吸気カムシャフト２３の相
対回転位相が上記中間位相θ（始動タイミング）となる
ように両圧力室５３，５４の油圧をフィードバック制御
するようにしている。尚以下の説明では、こうした機関
始動に際しての制御態様について第１の実施形態と異な
る部分についてのみ説明し、第１の実施形態と同一の部
分についてはその詳細な説明を省略する。

【００８４】図８は、本実施形態のモード判定ルーチン
の一部を示すフローチャートである。なお、同図８に示
される一連の処理においても、先の図６に示したステッ
プＳ１０〜Ｓ１６の一連の処理は、図６と同様に行われ
る。

【００８５】図８に示されるように、強制中間止めモー
ドへの移行条件が成立し（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、
同機関１１の停止に際して中間止めが行われている場合
（ステップＳ１７：ＹＥＳ）、ＥＣＵ８０は、強制中間
止めを実行する（ステップＳ１８）。

【００８６】一方、ステップＳ１７の処理において、中
間止めが行われていないと判断される場合（ステップＳ
１７：ＮＯ）、ＥＣＵ８０は、吸気カムシャフト２３の
相対回転位相を上記中間位相θに変更すべく、吸気カム
シャフト２３の実際の相対回転位相と目標とする中間位
相θとの偏差に基づき前記進角側圧力室５３及び遅角側
圧力室５４の油圧をフィードバック制御（以下、異常時
フィードバック制御という）している。

【００８７】この際、まずステップＳ２１の処理とし
て、ＥＣＵ８０は、吸気カムシャフト２３相対回転移動
についての目標位相θｔを中間位相θに設定する。次
に、ステップＳ２２の処理として、ＥＣＵ８０は、上記
異常時フィードバック制御の上記デューティ比Ｄの算出
に用いるフィードバックゲインを、機関始動から前記所
定期間ｔ２が経過した後（同図７においては、ステップ
Ｓ１６：ＮＯの場合）に行われる通常のフィードバック
制御に用いるフィードバックゲインＫａよりも大きい異
常時フィードバックゲインＫｂ（Ｋｂ＞Ｋａ）に設定す
る。

【００８８】尚、上記デューティ比Ｄは、例えば以下の
演算式に基づいて算出される。Ｄ←５０％−Ｋｂ（θａ−θｔ） θａ：吸気カムシャフトの実際の相対回転位相 θｔ：目標位相そして、これらステップＳ２１及びステップＳ２２の処
理が行われると、ＥＣＵ８０は、異常時フィードバック
制御を実行する。この異常時フィードバック制御による
バルブタイミングの制御は、強制中間止めモードの移行
条件が満たされる間は次のステップＳ１５の処理に移行
することなく、継続して行われる。そして、ＥＣＵ８０
は、ステップＳ１６における前記両条件の少なくとも一
方を満たしていないと判断した場合（ステップＳ１６：
ＮＯ）、本ルーチンを終了し、通常のバルブタイミング
制御（フィードバック制御）を行う。

【００８９】以上詳述したように、この実施形態にかか
るバルブタイミング制御装置によれば、以下に示すよう
な優れた効果が得られるようになる。（１）カムシャフト２３の相対回転位相がロック機構６
０によりロックされていない場合、同相対回転位相をロ
ックされるべき中間位相θとなるよう、進角側圧力室５
３及び遅角側圧力室５４の油圧がフィードバック制御さ
れる。このため、吸気バルブ２１の開閉駆動に伴う反力
によって相対回転位相が最遅角状態に移行するのを抑制
して同相対回転位相を機関始動に適した中間位相θに近
づけることができ、内燃機関１１の始動時の始動性及び
エミッションの悪化を抑えることができるようになる。

【００９０】（２）また、このようにフィードバック制
御を行う際、異常時フィードバックゲインＫｂを通常の
フィードバックゲインＫａよりも大きく設定したため、
機関始動時のように進角側圧力室５３及び遅角側圧力室
５４に供給される作動油の量が十分に確保できない場合
にあって、カムシャフト２３の実際の相対回転位相を目
標位相θｔである中間位相θにまで極力早く近づけるこ
とができるようになる。

【００９１】なお、上記第２の実施形態は、例えば以下
のように適宜変更することもできる。・上記実施形態では、異常時フィードバック制御に際し
て目標位相θｔを前記始動タイミングである中間位相θ
に設定する構成としたが、この目標位相θｔは任意に設
定可能である。同位相θｔは例えば、中間位相θ近傍の
位相であってもよい。

【００９２】・上記実施形態では、異常時フィードバッ
ク制御に際して異常時フィードバックゲインＫｂを、所
定期間ｔ２が経過した後の通常のフィードバック制御の
際に用いられるフィードバックゲインＫａよりも大きく
設定する構成とした。しかし、この異常時フィードバッ
クゲインＫｂを通常のフィードバックゲインＫａよりも
小さく設定するようにしてもよい。このようにすれば、
吸気カムシャフト２３の実際の相対回転位相を中間位相
θに収束させる際の収束性を高めてハンチングの発生を
抑制することができるようになる。

【００９３】・上記実施形態では、吸気カムシャフト２
３の相対回転位相がロック機構６０によりロックされて
いない場合、フィードバック制御を行う構成としたが、
この制御はオープンループ制御であってもよい。

【００９４】その他、前記各実施形態に共通した変更可
能な要素としては、以下のようなものがある。・上記各実施形態では、ロック機構６０による吸気カム
シャフト２３の相対回転位相のロックが行われたか否か
の判断（ステップＳ１３）を、上記相対回転位相の最大
値θｍａｘが中間位相θ以上か否か、すなわち、同最大
値θｍａｘが中間位相θと同じ若しくは中間位相θより
も進角側にあるか否かで判断するようにした。しかし、
この判断はこれには限定されない。これを例えば、内燃
機関１１が停止した状態（始動開始時の状態）での吸気
カムシャフト２３の相対回転位相が中間位相θと同じ若
しくは中間位相θよりも進角側にあるか否かで判断する
ようにしてもよい。

【００９５】・また、この判断を上記相対回転位相の最
大値θｍａｘが所定の範囲内にあるか否か、例えば、同
最大値θｍａｘが上記中間位相θを中心とする所定の範
囲内にあるか否かで行うようにしてもよい。また、この
場合においても、最大値θｍａｘの代わりに、内燃機関
１１が停止した状態（始動時の状態）での吸気カムシャ
フト２３の相対回転位相を用いることもできる。

【００９６】・上記各実施形態では、各リレー８１，８
２はそれぞれ、接点８１ａ，８２ａと励磁コイル８１
ｂ，８２ｂとを備える構成とした。しかし、これら各リ
レー８１，８２は機械式のものには限られない。これら
リレーとしては例えば、スイッチング素子等の半導体素
子を用いたものであってもよい。

【００９７】・上記各実施形態では、燃料噴射弁２５及
び点火プラグ２６への電力供給を行うリレーとして点火
・噴射リレー８２を設けたが、これら燃料噴射弁２５及
び点火プラグ２６に対して電力供給を行うリレーをそれ
ぞれ各別に設けるようにしてもよい。

【００９８】・上記各実施形態では、点火・噴射リレー
８２の励磁コイル８１ｂをＥＣＵ８０の点火・噴射リレ
ー駆動回路８０ｂに接続する構成としたが、この構成に
は限定されない。これを例えば、点火・噴射リレー駆動
回路８０ｂを省略して上記励磁コイル８１ｂを、メイン
リレー８１の接点８１ａとともにＥＣＵ８０のメインリ
レー駆動回路８０ａに接続するようにしてもよい。

【００９９】・上記各実施形態では、バルブタイミング
可変機構３０を吸気カムシャフト２３のみに設けた例を
示したが、このバルブタイミング可変機構を排気カムシ
ャフト２４のみに、あるいは吸気カムシャフト２３と排
気カムシャフト２４との両方に設けるようにしてもよ
い。これら各カムシャフトに設けられるバルブタイミン
グ可変機構を制御するに際しても、上記各実施形態にお
いて示した制御態様を適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバルブタイミング制御装置の第１の実
施形態が適用される内燃機関の全体構成を示す略図。

【図２】同実施形態のバルブタイミング可変機構への作
動油の供給構造を示す断面図。

【図３】同バルブタイミング可変機構の内部構造を示す
断面図。

【図４】図３の４―４線部に沿った断面図。

【図５】バルブタイミング制御装置の電気的構成を示す
ブロック図。

【図６】内燃機関のモード判定にかかる処理手順を示す
フローチャート。

【図７】他の例にかかるモード判定に関し、その処理手
順の一部を示すフローチャート。

【図８】第２の実施形態にかかるモード判定に関し、そ
の処理手順の一部を示すフローチャート。

【符号の説明】

１１…内燃機関、１４…クランクシャフト、２１…吸気
バルブ、２２…排気バルブ、２３…吸気カムシャフト、
２４…排気カムシャフト、３０…バルブタイミング可変
機構、３３…回転部材、３７…進角側油路、３８…遅角
側油路、４０…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）、
５２…オイルポンプ、５５…クランクポジションセン
サ、５６…水温センサ、５７…カムポジションセンサ、
５３…進角側油圧室、５４…遅角側油圧室、８０…電子
制御ユニット（ＥＣＵ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/22 ３２０Ｆ０２Ｄ 41/22 ３２０Ｆターム(参考） 3G018 AB07 AB17 BA09 BA10 BA33 CA19 DA57 DA74 DA77 EA02 EA16 EA21 EA33 FA01 FA07 GA09 GA11 GA38 GA40 3G092 AA11 BA09 BB02 DA09 DE01Y DG05 EA03 EA13 EC01 FA11 FA15 FA31 FA44 GA01 HA01Z HA13Z HE01Z HE03Z HE08Z 3G301 HA19 JA03 JA08 JB02 KA01 LA07 LB01 LC01 MA11 ND01 NE16 PE01Z PE03Z PE08Z PE10Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】進角側圧力室及び遅角側圧力室の流体圧に
基づき内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフ
トの相対回転位相を変更するバルブタイミング可変機構
と、前記カムシャフトの相対回転位相を最遅角状態と最
進角状態との間の中間位相にロックし、前記進角側圧力
室及び遅角側圧力室の少なくとも一方の圧力室の流体圧
に基づいて同ロック状態を保持するロック手段と、該ロ
ック手段のロック状態を保持すべく機関始動から所定期
間が経過するまで前記一方の圧力室の流体圧を制御する
制御手段とを備える内燃機関のバルブタイミング制御装
置において、前記カムシャフトの相対回転位相が前記ロック手段によ
りロックされていないことを判断する判断手段と、前記判断手段により前記相対回転位相が前記ロック手段
によりロックされていない旨判断されることに基づいて
前記制御手段による前記一方の圧力室の流体圧制御を禁
止する禁止手段とを備える内燃機関のバルブタイミング
制御装置。
【請求項２】前記判断手段は、機関始動時の前記相対回
転位相が前記中間位相よりも遅角側の位相であることに
基づいて前記ロック手段によるロックがなされていない
旨判断する請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置。
【請求項３】前記制御手段は、前記相対回転位相が前記
中間位相よりも進角側の位相になるように前記両圧力室
の流体圧を機関停止に際して所定期間制御するものであ
り、前記判断手段は前記制御手段により前記両圧力室の流体
圧が制御される前記所定期間において前記相対回転位相
が前記中間位相に達しないことに基づいて前記ロック手
段によるロックがなされていない旨判断する請求項１記
載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項４】進角側圧力室及び遅角側圧力室の流体圧に
基づき内燃機関のクランクシャフトに対するカムシャフ
トの相対回転位相を変更するバルブタイミング可変機構
と、該バルブタイミング可変機構により前記カムシャフ
トの相対回転位相を目標位相に変更すべく前記両圧力室
の流体圧を制御する制御手段と、前記カムシャフトの相
対回転位相を最遅角状態と最進角状態との間の中間位相
にロックするロック手段とを備える内燃機関のバルブタ
イミング制御装置において、前記カムシャフトの相対回転位相が前記ロック手段によ
りロックされていないことを判断する判断手段を備え、前記制御手段は前記判断手段により前記相対回転位相が
前記ロック手段によりロックされていない旨判断される
ことに基づいて、前記目標位相を機関始動から所定期間
が経過するまで前記中間位相に設定するものであること
を特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項５】請求項４に記載の内燃機関のバルブタイミ
ング制御装置において、前記制御手段は、前記カムシャフトの実際の相対回転位
相と前記目標位相との乖離度合に基づき前記両圧力室の
流体圧をフィードバック制御するものである内燃機関の
バルブタイミング制御装置。
【請求項６】請求項５に記載の内燃機関のバルブタイミ
ング制御装置において、前記制御手段は前記目標位相を機関始動から所定期間が
経過するまで前記中間位相に設定して前記両圧力室の流
体圧をフィードバック制御する際にはそのフィードバッ
クゲインを前記所定期間が経過した後のフィードバック
ゲインよりも大きく設定する内燃機関のバルブタイミン
グ制御装置。