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WO2013105247A1 - バルブタイミング制御装置 - Google Patents

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Publication number
WO2013105247A1
WO2013105247A1 PCT/JP2012/050496 JP2012050496W WO2013105247A1 WO 2013105247 A1 WO2013105247 A1 WO 2013105247A1 JP 2012050496 W JP2012050496 W JP 2012050496W WO 2013105247 A1 WO2013105247 A1 WO 2013105247A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
valve
rotating body
internal combustion
combustion engine
valve timing
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/050496
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
金井　弘
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by トヨタ自動車株式会社 filed Critical トヨタ自動車株式会社
Priority to US14/370,602 priority Critical patent/US9441507B2/en
Priority to DE112012005652.3T priority patent/DE112012005652B4/de
Priority to CN201280062906.5A priority patent/CN104024605B/zh
Priority to JP2013553146A priority patent/JP5817845B2/ja
Priority to PCT/JP2012/050496 priority patent/WO2013105247A1/ja
Publication of WO2013105247A1 publication Critical patent/WO2013105247A1/ja

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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F02D13/0203—Variable control of intake and exhaust valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0002—Controlling intake air
    • F02D2041/001—Controlling intake air for engines with variable valve actuation

Definitions

  • the present invention relates to a technical field of a valve timing control device capable of changing an opening / closing timing of at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine.
  • a lock mechanism that is coupled to a camshaft, can change the relative phase of the camshaft with respect to the crankshaft within a predetermined change range, and sets the relative phase to a lock position.
  • An apparatus including an actuator having the same has been proposed.
  • the unlock mode for unlocking the lock pin is executed Is disclosed (see Patent Document 1).
  • valve timing adjusting device including a first rotating body, a second rotating body, and a lock pin that restrains relative rotation of the first rotating body and the second rotating body
  • a valve timing adjusting device configured to prevent oil from flowing into the retarded chamber until the restraints of the first rotating body and the second rotating body are completely released (see Patent Document 2).
  • a valve timing adjustment device including a vane rotor that rotates together with a camshaft, a housing that rotates relative to the vane rotor, and a lock mechanism that restricts relative rotation of the vane rotor and the housing, torque fluctuation of the camshaft is increased. Therefore, a technique has been proposed in which the rocking of the housing and the vane rotor is vigorously performed so that the lock pin is easily removed (see Patent Document 3).
  • the first rotating body that rotates in synchronization with the crankshaft, the second rotating body that is fixed to the camshaft, and the second rotating body is locked at the first relative angle with respect to the first rotating body.
  • a cam phase actuator having a lock mechanism there is a technology for performing lock pin release control only at the time of advance angle control when it is determined to be in a locked state, and reducing the occurrence of an advance angle operation delay due to the lock pin release control. It has been proposed (see Patent Document 4).
  • the lock pin has a technical problem that shearing force due to torque due to opening / closing drive of at least one of the intake valve and the exhaust valve acts, and it may be difficult to release the lock pin. In the above background art, it is extremely difficult to solve the technical problem.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, for example, and an object of the present invention is to provide a valve timing control device capable of properly releasing a lock pin.
  • valve timing control device of the present invention rotates in synchronization with rotation of a camshaft that opens and closes at least one of an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine and has a plurality of vanes.
  • a second rotating body that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine, and that has a plurality of recesses corresponding to the plurality of vanes and defining a movable range of each of the plurality of vanes;
  • a locking mechanism for engaging the first rotating body and the second rotating body with each other so that each of the plurality of vanes is in contact with one end of the corresponding recess at least when the internal combustion engine is stopped; and
  • Each of the recesses is partitioned by a corresponding vane to control a hydraulic pressure related to a liquid chamber formed on at least one side of the corresponding vane, thereby
  • a rotation timing change means capable of changing a relative rotation phase of the camshaft with respect to the engine, and a valve lift amount associated with the intake valve or the exhaust valve when the internal combustion engine is started.
  • An advance angle control start means for starting control of the relative rotation phase to an advance angle side when increasing, and a valve lift amount related to the intake valve or the exhaust valve when the internal combustion engine starts
  • the apparatus further includes at least one of retard angle control start means for starting control of the relative rotation phase toward the retard angle side.
  • the valve timing device includes the first rotating body, the second rotating body, the lock mechanism, and the rotation phase changing means.
  • the first rotating body is, for example, a vane rotor or the like, and has a plurality of vanes.
  • the first rotating body rotates in synchronization with the rotation of the camshaft.
  • the second rotating body is, for example, a housing or the like, and has a plurality of recesses that respectively correspond to the plurality of vanes of the first rotating body and define the movable range of each of the plurality of vanes.
  • the second rotating body rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft.
  • the locking mechanism connects the first rotating body and the second rotating body to each other so that each of the plurality of vanes of the first rotating body is in contact with one end of the corresponding recess of the second rotating body at least when the internal combustion engine is stopped. Engage.
  • the rotation phase changing means is configured to define a hydraulic pressure related to a liquid chamber formed on at least one side of the corresponding vane by dividing each of the plurality of concave portions of the second rotating body with the vanes of the corresponding first rotating body. By controlling (for example, hydraulic pressure), the relative rotation phase of the camshaft with respect to the crankshaft can be changed.
  • the valve timing control apparatus further includes at least one of an advance angle control start unit including a memory, a processor, and the like, and a retard angle control start unit including, for example, a memory, a processor, and the like. .
  • the advance angle control starting means including a memory, a processor, etc. is used when the internal combustion engine is started and when the valve lift amount related to the intake valve or the exhaust valve is increased (that is, when the intake valve or the exhaust valve is lowered). ), Control of the relative rotational phase is started toward the advance side.
  • “At the time of starting the internal combustion engine” refers to the time from the start of cranking or the time before the cranking start time to a predetermined time (for example, the time when the start request signal is transmitted) until the internal combustion engine is completely detonated. Means period.
  • Start control of relative rotation phase toward the advance side means, for example, releasing the engagement of the first rotating body and the second rotating body by the lock mechanism and ensuring the necessary hydraulic pressure, etc. This means that a series of control processes including processes necessary until the phase starts to change toward the advance side is started.
  • the retard control start means including a memory, a processor, etc. is used when the internal combustion engine is started and when the valve lift amount related to the intake valve or the exhaust valve is reduced (that is, when the intake valve or the exhaust valve is raised). ), Control of the relative rotational phase is started toward the retarded angle side.
  • “Start control of the relative rotational phase toward the retarded angle” means, for example, releasing the engagement of the first rotating body and the second rotating body by the lock mechanism and ensuring the necessary hydraulic pressure, etc. This means that a series of control processes including processes necessary until the phase starts to change toward the retarded side is started.
  • the crankshaft when starting the internal combustion engine, typically, the crankshaft is rotated before the engagement of the first rotating body and the second rotating body by the lock mechanism is released.
  • the camshaft is also rotated in conjunction with the rotation of the crankshaft, and the intake valve and the exhaust valve are opened and closed with the rotation of the camshaft.
  • torque fluctuation occurs in the camshaft due to the opening / closing operation of at least one of the intake valve and the exhaust valve, and shear force acts on the lock pin constituting the lock mechanism.
  • shear force acts on the lock pin constituting the lock mechanism.
  • the engagement between the first rotating body and the second rotating body cannot be released or is difficult to release due to the influence of the shearing force.
  • the magnitude of the shear force acting on the lock pin changes periodically. Specifically, for example, when the relative rotational phase is changed to the advance side (that is, in the case of so-called retard lock, in which the first rotary body and the second rotary body are engaged on the retard side), the valve lift When the amount is increased, the magnitude of the shear force acting on the lock pin becomes relatively small. On the other hand, when the relative rotational phase is changed to the retard side (that is, in the case of so-called advance lock where the first rotary body and the second rotary body are engaged on the advance side), the valve lift amount decreases. The shear force acting on the lock pin is relatively small.
  • the advance angle control start means when the internal combustion engine is started and the valve lift amount related to the intake valve or the exhaust valve is increased by the advance angle control start means, control of the relative rotation phase to the advance side is started.
  • the retard control start means starts control of the relative rotation phase toward the retard side.
  • the advance angle control start means is configured to start the internal combustion engine and to increase the lock mechanism when the valve lift amount related to the intake valve or the exhaust valve is increased.
  • the relative rotation phase is controlled to advance toward the advance side so that the engagement of the first rotating body and the second rotating body is released.
  • the lock pin can be reliably released, which is very advantageous in practice.
  • the relative rotational phase (valve timing) can be changed relatively quickly.
  • the advance angle control start means starts control of the relative rotation phase toward the advance angle side so that the engagement of the first rotating body and the second rotating body by the lock mechanism is released when the valve lift amount is increased. If comprised so, the lock pin of a lock mechanism can be cancelled
  • the retard angle control start means is configured to lock the lock when the internal combustion engine is started and a valve lift amount related to the intake valve or the exhaust valve is reduced.
  • the relative rotation phase is controlled to be retarded so that the engagement of the first rotating body and the second rotating body by the mechanism is released.
  • the lock pin can be reliably released, which is very advantageous in practice.
  • the relative rotational phase can be changed relatively quickly.
  • valve timing control device of the present invention will be described with reference to the drawings.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an engine according to the embodiment.
  • an engine 1 as an example of an “internal combustion engine” according to the present invention includes a cylinder 11, a piston 12, an intake passage 13, an intake valve 14, an exhaust passage 15, and an exhaust valve 16. .
  • members not directly related to the present invention are not shown.
  • the engine 1 includes: (i) a cam 21 that drives the intake valve 14 to open and close; a camshaft 23 that is connected to the cam 21; and an actuator that is coupled to the camshaft 23 and that can change the rotational phase of the camshaft 23. 25, and an oil control valve (OCV) 27 that supplies hydraulic pressure to the actuator 25, and a variable valve timing mechanism (Variable Valve Timing: VVT) on the intake side, and (ii) a cam 22 that drives the exhaust valve 16 to open and close A camshaft 24 to which the cam 22 is connected, an actuator 26 coupled to the camshaft 24 and capable of changing the rotational phase of the camshaft, an oil control valve 28 for supplying hydraulic pressure to the actuator 26, A variable valve timing mechanism on the exhaust side having It has been made.
  • OCV oil control valve
  • the ECU (Electronic Control Unit: electronic control unit) 30 controls the oil control valves 27 and 28 according to the state of the engine 1 and the like.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a main part of the variable valve timing mechanism on the intake side according to the embodiment.
  • the actuator 25 includes a housing 251 that rotates in synchronization with the rotation of a crankshaft (not shown) of the engine 1, a vane rotor 252 that rotates in synchronization with the rotation of the camshaft 23, and at least the stop of the engine 1.
  • the housing 251 and the vane rotor 252 are configured to include a lock mechanism 253 that engages with each other.
  • the housing 251 corresponds to the plurality of vanes 252a, 252b, 252c, and 252d of the vane rotor 252, respectively, and a plurality of recesses 251a, 251b, 251c, and 251d that define the movable ranges of the plurality of vanes 252a, 252b, 252c, and 252d, respectively.
  • Oil stored in the oil pan of the engine 1 is pumped up through an oil strainer by an oil pump, and after removing foreign matter by an oil filter, an oil control valve is passed through a check valve and a VVT oil passage. 27.
  • the oil control valve 27 includes a liquid chamber (specifically, a plurality of recesses 251a, 251b, 251c, and 251d of the housing 251 that are defined by at least one side of the corresponding vane. Controls the hydraulic pressure (here, hydraulic pressure) related to the advance chamber and retard chamber.
  • the relative position between the housing 251 and the vane rotor 252 is changed, and as a result, the relative rotational phase of the camshaft 23 with respect to the crankshaft is changed.
  • the amount of oil supplied from the oil control valve 27 to the actuator 25 is determined based on the VVT control signal output from the ECU 30.
  • the valve timing control device 100 includes an actuator 25, an oil control valve 27, and an ECU 30. That is, in this embodiment, a part of the functions of the ECU 30 for various electronic controls of the engine 1 (and the vehicle on which the engine 1 is mounted) is used as a part of the valve timing control device 100.
  • FIG. 2 shows a state in which the housing 251 and the vane rotor 252 are engaged in a state in which the plurality of vanes 252a, 252b, 252c, and 252d are adjusted to the most retarded position by the lock mechanism 253. ing.
  • the camshaft 23 is driven to rotate.
  • the cross-sectional shape of the cam 21 is, for example, an egg shape as shown in FIG. 3, the direction of the force that the valve spring of the intake valve 14 applies to the cam 21, and the rotational direction of the camshaft 23 The relationship of changes periodically.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the rotation direction of the camshaft and the torque caused by the valve spring according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the time variation of the valve lift amount and the time variation of the shearing force acting on the retard lock pin according to the embodiment.
  • the shear force applied to the lock pin is large, the hydraulic pressure required to release the lock pin increases. On the other hand, if the shear force applied to the lock pin is small, the hydraulic pressure required to release the lock pin is small. Therefore, when the shearing force applied to the lock pin is small, the lock pin can be released relatively easily if the lock pin is released.
  • the ECU 30 controls the oil control valve 27 so as to release the lock pin when the valve lift amount increases and to start the control of the relative rotation phase of the camshaft 23 relative to the crankshaft to the advance side. Specifically, for example, the ECU 30 starts outputting a VVT advance signal (see the lowermost stage in FIG. 4) to the oil control valve 27 in any of the periods A in FIG.
  • the output of the VVT advance signal can only be started after waiting until time t3).
  • the output of the VVT advance signal can be started. That is, the output of the VVT advance signal can be started relatively early, and the relative rotation phase can be changed to the advance side.
  • the ECU 30 may determine the output timing of the VVT advance signal in consideration of, for example, the time from when the VVT advance signal is output until the hydraulic pressure is actually supplied to the lock pin, friction, and the like. .
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of temporal variation of the engine speed, VVT retarded chamber hydraulic pressure, and lock pin hydraulic pressure.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the calculation processing of the advance amount of the opening / closing timing of the intake valve 14
  • FIG. 7 is a flowchart showing the control processing related to the oil control valve 27.
  • the ECU 30 first sets an initial value related to the opening / closing timing of the intake valve 14 (step S101). Next, the ECU 30 learns the most retarded position (step S102). Note that various known modes can be applied to the method for learning the most retarded angle position, and thus detailed description thereof is omitted.
  • the ECU 30 calculates the target VVT advance amount based on, for example, the operating state of the engine 1 (step S103). Since various known modes can be applied to the target VVT advance amount calculation method, a detailed description thereof is omitted.
  • a difference that is, a deviation
  • a control amount related to the oil control valve 27 is calculated based on the obtained difference (step S105). That is, the oil control valve 27 is feedback (FB) controlled based on the obtained difference.
  • the ECU 30 executes the process shown in the flowchart of FIG. That is, in FIG. 7, the ECU 30 first determines whether or not a predetermined time has elapsed since the cranking of the engine 1 was started (step S201).
  • the “predetermined time” may be set as a time until the lock pin hydraulic pressure rises to such an extent that the lock pin can be released when the shearing force applied to the lock pin is relatively low.
  • step S201 When it is determined that the predetermined time has not elapsed since the cranking of the engine 1 is started (step S201: No), the ECU 30 clears the control amount related to the oil control valve 27 (step S207), and once processes Exit.
  • step S201 when it is determined that a predetermined time has elapsed since the cranking of the engine 1 was started (step S201: Yes), the ECU 30 determines whether or not the advance angle start permission flag is ON (step S202). .
  • step S202: Yes When it is determined that the advance angle start permission flag is ON (step S202: Yes), the ECU 30 performs a process of step S205 described later.
  • step S202: No When the advance angle start permission flag is OFF (step S202: No), the ECU 30 determines whether or not the valve lift amount related to the intake valve 14 is being decreased (step S203).
  • step S203 When it is determined that the valve lift amount related to the intake valve 14 is decreasing (step S203: No), the ECU 30 determines that the shear force applied to the retard lock pin is relatively high (see FIG. 4), The process of step S207 is performed.
  • step S203 when it is determined that the valve lift amount related to the intake valve 14 is increasing (step S203: No), the ECU 30 determines that the shear force applied to the retard lock pin is relatively low (see FIG. 4). Thus, the advance angle start permission flag is turned ON (step S204).
  • the ECU 30 acquires the control amount related to the oil control valve 27 calculated in step S105 described above (step S205). Subsequently, the ECU 30 controls the oil control valve 27 by outputting the acquired control amount related to the oil control valve 27 to the oil control valve 27 (step S206).
  • FIG. 8 is a diagram showing a main part of the variable valve timing mechanism on the exhaust side according to the embodiment having the same meaning as in FIG. 2.
  • the actuator 26 includes a housing 261 that rotates in synchronization with the rotation of the crankshaft (not shown) of the engine 1, a vane rotor 262 that rotates in synchronization with the rotation of the camshaft 23, and at least the stop of the engine 1.
  • it is configured to include a locking mechanism 263 that engages the housing 261 and the vane rotor 262 with each other.
  • the housing 261 corresponds to the plurality of vanes 262a, 262b, 262c, and 262d of the vane rotor 262, and a plurality of recesses 261a, 261b, 261c, and 261d that define the movable ranges of the plurality of vanes 262a, 262b, 262c, and 262d, respectively.
  • the oil control valve 28 includes a liquid chamber (specifically, a plurality of recesses 261a, 261b, 261c, and 261d of the housing 261 that are defined by at least one side of the corresponding vane. Controls the hydraulic pressure (here, hydraulic pressure) related to the advance chamber and retard chamber.
  • the relative position between the housing 261 and the vane rotor 262 is changed, and as a result, the relative rotational phase of the camshaft 24 with respect to the crankshaft is changed.
  • the amount of oil supplied from the oil control valve 28 to the actuator 26 is determined based on the VVT control signal output from the ECU 30.
  • the valve timing control device 100 further includes an actuator 26 and an oil control valve 28.
  • FIG. 8 shows a state in which the housing 261 and the vane rotor 262 are engaged in a state where the plurality of vanes 262a, 262b, 262c, and 262d are adjusted to the most advanced angle position by the lock mechanism 263. ing.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the time variation of the valve lift amount and the time variation of the shearing force acting on the advance lock pin according to the embodiment having the same meaning as in FIG. 4.
  • the shear force applied to the advance lock pin (that is, the lock pin of the lock mechanism 263 of the actuator 26) becomes relatively large when the valve lift amount related to the exhaust valve 16 is increased. It becomes relatively small when the valve lift amount is reduced.
  • the ECU 30 controls the oil control valve 28 so as to release the lock pin when the valve lift amount decreases and to start the control to the retard side of the relative rotation phase of the camshaft 24 with respect to the crankshaft. Specifically, for example, the ECU 30 starts outputting a VVT retardation signal (see the lowermost stage in FIG. 9) to the oil control valve 28 in any period B in FIG.
  • step S102 of the flowchart of FIG. 6 is “least advanced position learning” and “target VVT advance amount calculation” in step S103. It should be read as “target VVT retardation amount calculation”.
  • step S202 of the flowchart of FIG. 7 “Is the advance start permission flag ON?” Set to “Is the retard start start enable flag ON?” And “Is the valve lift amount decreasing?” “Increase?” And “advance start start permission flag ON” in step S204 may be read as “retard start start permission flag ON”.
  • the “vane rotor 252” and the “vane rotor 262” according to the embodiment are examples of the “first rotating body” according to the present invention.
  • the “housing 251” and “housing 261” according to the embodiment are examples of the “second rotating body” according to the present invention.
  • the “oil control valve 27” and the “oil control valve 28” according to the embodiment are examples of the “rotation phase changing unit” according to the present invention.
  • “ECU 30” according to the embodiment is an example of “advance control start means” and “retard control start means” according to the present invention.
  • FIG. 9 an example of the shear force applied to each of the retard lock pin and the advance lock pin in the 4-cylinder engine is shown.
  • FIG. 9 The period A in FIG. 9 and the period B in FIG. 9 are only shortened, and the above-described control itself is not changed.

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Abstract

　バルブタイミング制御装置（１００）は、内燃機関（１）の始動時、且つ吸気弁（１４）又は排気弁（１６）に係るバルブリフト量が増加している時に、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へ制御開始する進角制御開始手段（３０）、及び内燃機関の始動時、且つ吸気弁又は排気弁に係るバルブリフト量が減少している時に、相対回転位相を遅角側へ制御開始する遅角制御開始手段（３０）、のうち少なくとも一方を備える。このように構成すれば、ロック機構（２５３、２６３）による、カムシャフトの回転に同期して回転する第１回転体（２５２、２６２）、及びクランクシャフトの回転に同期して回転する第２回転体（２５１、２６１）の係合を適切に解除することができる。

Description

バルブタイミング制御装置
　本発明は、内燃機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉タイミングを変更可能なバルブタイミング制御装置の技術分野に関する。
　この種の装置として、例えば、カムシャフトに結合され、クランクシャフトに対する該カムシャフトの相対位相を所定の変更範囲内で変更可能であると共に、該相対位相をロック位置に設定するためのロック機構を有するアクチュエータを備える装置が提案されている。ここでは特に、ロック機構のロックピンの油圧をエンジン回転数やエンジン始動後の経過時間から予測し、油圧が十分に上昇したと判定された場合に、ロックピン解除のためのアンロックモードが実行されることが開示されている（特許文献１参照）。
　或いは、第１の回転体と、第２の回転体と、該第１の回転体及び第２の回転体の相対回動を拘束するロックピンとを備えるバルブタイミング調整装置であって、ロックピンによる第１の回転体及び第２の回転体の拘束が完全に解除されるまで、遅角室に油が流入しないように構成されたバルブタイミング調整装置が提案されている（特許文献２参照）。
　或いは、カムシャフトとともに回転するベーンロータと、該ベーンロータと相対回動するハウジングと、ベーンロータ及びハウジングの相対回動を規制するロック機構とを備えるバルブタイミング調整装置において、カムシャフトのトルク変動を大きくすることで、ハウジングとベーンロータとの揺動を激しくし、ロックピンが抜けやすい状態にする技術が提案されている（特許文献３参照）。
　或いは、クランクシャフトと同期回転する第１の回転体と、カムシャフトに固定された第２の回転体と、第１の回転体に対して第２の回転体を第１の相対角度でロックするロック機構とを備えるカム位相アクチュエータにおいて、ロック状態であると判定された場合の進角制御時のみロックピン解除制御を実施して、ロックピン解除制御による進角動作遅れの発生を低減する技術が提案されている（特許文献４参照）。
特開２００２－３３２８７４号公報 特開２００４－３６０６０６号公報 特開２０１１－１１７３７９号公報 特開２００３－３１４３１１号公報
　ところで、内燃機関の始動時には、クランクシャフトの回転に伴って吸気弁及び排気弁が開閉駆動される。すると、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉駆動に起因するトルクがカムシャフトを介して可変バルブタイミング機構に付与される。このためロックピンには、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉駆動に起因するトルクによるせん断力が働き、該ロックピンの解除が困難になる可能性があるという技術的問題点がある。上記背景技術では、該技術的問題点を解決することは極めて難しい。
　本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、ロックピンを適切に解除することができるバルブタイミング制御装置を提供することを課題とする。
　本発明のバルブタイミング制御装置は、上記課題を解決するために、内燃機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を開閉駆動するカムシャフトの回転に同期して回転すると共に複数のベーンを有する第１回転体と、前記内燃機関のクランクシャフトの回転に同期して回転すると共に、夫々前記複数のベーンに対応し、前記複数のベーン各々の可動範囲を規定する複数の凹部を有する第２回転体と、少なくとも前記内燃機関の停止時に、前記複数のベーン各々が対応する凹部の一方の端部に接するように前記第１回転体及び前記第２回転体を互いに係合するロック機構と、前記複数の凹部各々が対応するベーンで区画されることによって前記対応するベーンの少なくとも一方の側に形成された液室に係る液圧を制御して、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回転位相を変更可能な回転位相変更手段と、を備えるバルブタイミング制御装置であって、前記内燃機関の始動時、且つ前記吸気弁又は前記排気弁に係るバルブリフト量が増加している時に、前記相対回転位相を進角側へ制御開始する進角制御開始手段、及び前記内燃機関の始動時、且つ前記吸気弁又は前記排気弁に係るバルブリフト量が減少している時に、前記相対回転位相を遅角側へ制御開始する遅角制御開始手段、のうち少なくとも一方を更に備える。
　本発明のバルブタイミング制御装置によれば、バルブタイミング装置は、第１回転体、第２回転体、ロック機構、及び回転位相変更手段を備えて構成されている。
　第１回転体は、例えばベーンロータ等であり、複数のベーンを有している。該第１回転体は、カムシャフトの回転に同期して回転する。第２回転体は、例えばハウジング等であり、第１回転体の複数のベーンに夫々対応し、該複数のベーン各々の可動範囲を規定する複数の凹部を有している。該第２回転体は、クランクシャフトの回転に同期して回転する。
　ロック機構は、少なくとも内燃機関の停止時に、第１回転体の複数のベーン各々が対応する第２回転体の凹部の一方の端部に接するように、第１回転体及び第２回転体を互いに係合する。
　回転位相変更手段は、第２回転体の複数の凹部各々が対応する第１回転体のベーンで区画されることによって、該対応するベーンの少なくとも一方の側に形成された液室に係る液圧（例えば、油圧）を制御して、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可能に構成されている。
　当該バルブタイミング制御装置は、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる進角制御開始手段と、例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる遅角制御開始手段と、の少なくとも一方を更に備えて構成されている。
　例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる進角制御開始手段は、内燃機関の始動時、且つ吸気弁又は排気弁に係るバルブリフト量が増加している時（つまり、吸気弁又は排気弁の下降時）に、相対回転位相を進角側へ制御開始する。「内燃機関の始動時」とは、クランキング開始時点、又は、該クランキング開始時点から所定時間前の時点（例えば、始動要求信号が発信された時点）から、内燃機関が完爆するまでの期間を意味する。
　「相対回転位相を進角側へ制御開始」とは、例えば、ロック機構による第１回転体及び第２回転体の係合の解除や、必要な液圧を確保すること等、実際に相対回転位相が進角側へ変化し始めるまでに必要な処理も含む一連の制御処理を開始することを意味する。
　例えばメモリ、プロセッサ等を備えてなる遅角制御開始手段は、内燃機関の始動時、且つ吸気弁又は排気弁に係るバルブリフト量が減少している時（つまり、吸気弁又は排気弁の上昇時）に、相対回転位相を遅角側へ制御開始する。「相対回転位相を遅角側へ制御開始」とは、例えば、ロック機構による第１回転体及び第２回転体の係合の解除や、必要な液圧を確保すること等、実際に相対回転位相が遅角側へ変化し始めるまでに必要な処理も含む一連の制御処理を開始することを意味する。
　ここで、本願発明者の研究によれば、以下の事項が判明している。即ち、内燃機関の始動時には、典型的には、ロック機構による第１回転体及び第２回転体の係合が解除される前に、クランクシャフトが回転される。該クランクシャフトの回転に連動してカムシャフトも回転し、該カムシャフトの回転に伴い吸気弁及び排気弁の開閉動作が行われる。すると、吸気弁及び排気弁の少なくとも一方の開閉動作に起因してカムシャフトにトルク変動が生じ、ロック機構を構成するロックピンにせん断力が作用する。すると、該せん断力の影響により第１回転体及び第２回転体の係合が解除できない、又は解除しにくくなる可能性がある。
　ところで、カムシャフトに接続されているカムの断面形状は、例えば卵型等であるため、ロックピンに働くせん断力の大きさが周期的に変化する。具体的には例えば、相対回転位相を進角側へ変更する場合（つまり、第１回転体及び第２回転体が遅角側で係合されている、所謂遅角ロックの場合）、バルブリフト量が増加している時に、ロックピンに働くせん断力の大きさが比較的小さくなる。他方、相対回転位相を遅角側へ変更する場合（つまり、第１回転体及び第２回転体が進角側で係合されている、所謂進角ロックの場合）、バルブリフト量が減少している時に、ロックピンに働くせん断力の大きさが比較的小さくなる。
　そこで本発明では、進角制御開始手段により、内燃機関の始動時、且つ吸気弁又は排気弁に係るバルブリフト量が増加している時に、相対回転位相の進角側への制御が開始され、他方、遅角制御開始手段により、内燃機関の始動時、且つ吸気弁又は排気弁に係るバルブリフト量が減少している時に、相対回転位相の遅角側への制御が開始される。
　このため、比較的容易にして、ロック機構による第１回転体及び第２回転体の係合を解除する（即ち、ロックピンを解除する）ことができる。
　本発明のバルブタイミング制御装置の一態様では、前記進角制御開始手段は、前記内燃機関の始動時、且つ前記吸気弁又は前記排気弁に係るバルブリフト量が増加している時に、前記ロック機構による前記第１回転体及び前記第２回転体の係合が解除されるように、前記相対回転位相を進角側へ制御開始する。
　この態様によれば、ロックピンを確実に解除することができ、実用上非常に有利である。加えて、比較的速やかに相対回転位相（バルブタイミング）を変更することができる。
　相対回転位相の進角側への制御を、バルブリフト量が増加している時に開始したとしても、例えば機械的フリクションに起因するタイムラグ等により、実際にロックピンの解除動作が行われる時にはバルブリフト量が減少に転じ、ロックピンの解除動作が適切に行われない可能性があることが、本願発明者の研究により判明している。
　そこで、進角制御開始手段を、バルブリフト量の増量時に、ロック機構による第１回転体及び第２回転体の係合が解除されるように、相対回転位相の進角側への制御を開始するように構成すれば、ロック機構のロックピンを確実に解除することができる。
　本発明のバルブタイミング制御装置の他の態様では、前記遅角制御開始手段は、前記内燃機関の始動時、且つ前記吸気弁又は前記排気弁に係るバルブリフト量が減少している時に、前記ロック機構による前記第１回転体及び前記第２回転体の係合が解除されるように、前記相対回転位相を遅角側へ制御開始する。
　この態様によれば、この態様によれば、ロックピンを確実に解除することができ、実用上非常に有利である。加えて、比較的速やかに相対回転位相を変更することができる。
　本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
実施形態に係るエンジンの構成を示すブロック図である。 実施形態に係る吸気側の可変バルブタイミング機構の要部を示す図である。 実施形態に係るカムシャフトの回転方向と、バルブスプリングに起因するトルクとの関係を示す図である。 実施形態に係るバルブリフト量の時間変動と、遅角ロックピンに作用するせん断力の時間変動と、の一例を示す図である。 エンジン回転数、ＶＶＴ遅角室油圧及びロックピン油圧の時間変動の一例を示す図である。 吸気弁の開閉タイミングの進角量の演算処理を示すフローチャートである。 オイルコントロールバルブに係る制御処理を示すフローチャートである。 実施形態に係る排気側の可変バルブタイミング機構の要部を示す図である。 実施形態に係るバルブリフト量の時間変動と、進角ロックピンに作用するせん断力の時間変動と、の一例を示す図である。
　以下、本発明のバルブタイミング制御装置の実施形態について、図面に基づいて説明する。
　（エンジンの構成）
　実施形態に係るエンジンの構成について、図１を参照して説明する。図１は、実施形態に係るエンジンの構成を示すブロック図である。
　図１において、本発明に係る「内燃機関」の一例としての、エンジン１は、気筒１１、ピストン１２、吸気通路１３、吸気弁１４、排気通路１５、及び排気弁１６を備えて構成されている。尚、図１では、本発明に直接関係しない部材については図示を省略している。
　エンジン１は、（ｉ）吸気弁１４を開閉駆動するカム２１と、該カム２１が接続されたカムシャフト２３と、該カムシャフト２３に連結され、該カムシャフト２３の回転位相を変更可能なアクチュエータ２５と、該アクチュエータ２５に油圧を供給するオイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）２７と、を有する吸気側の可変バルブタイミング機構（Ｖａｒｉａｂｌｅ　Ｖａｌｖｅ　Ｔｉｍｉｎｇ：ＶＶＴ）と、（ｉｉ）排気弁１６を開閉駆動するカム２２と、該カム２２が接続されたカムシャフト２４と、該カムシャフト２４に連結され、該カムシャフトの回転位相を変更可能なアクチュエータ２６と、該アクチュエータ２６に油圧を供給するオイルコントロールバルブ２８と、を有する排気側の可変バルブタイミング機構と、を更に備えて構成されている。
　ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ：電子制御ユニット）３０は、エンジン１の状態等に応じて、オイルコントロールバルブ２７及び２８を夫々制御する。
　（吸気側可変バルブタイミング機構の構成）
　次に、吸気側の可変バルブタイミング機構の構成について、図２を参照して説明を加える。図２は、実施形態に係る吸気側の可変バルブタイミング機構の要部を示す図である。
　図２において、アクチュエータ２５は、エンジン１のクランクシャフト（図示せず）の回転に同期して回転するハウジング２５１と、カムシャフト２３の回転に同期して回転するベーンロータ２５２と、少なくともエンジン１の停止時に、ハウジング２５１及びベーンロータ２５２を互いに係合するロック機構２５３と、を備えて構成されている。
　ハウジング２５１は、ベーンロータ２５２の複数のベーン２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ及び２５２ｄに夫々対応し、該複数のベーン２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ及び２５２ｄ各々の可動範囲を規定する複数の凹部２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ及び２５１ｄを有する。
　エンジン１のオイルパンに貯留されたオイルは、オイルポンプによりオイルストレーナを介して汲みあげられ、オイルフィルタで異物が除去された後、逆止弁及びＶＶＴ用油路を経由して、オイルコントロールバルブ２７に供給される。
　オイルコントロールバルブ２７は、ハウジング２５１の複数の凹部２５１ａ、２５１ｂ、２５１ｃ及び２５１ｄ各々が対応するベーンで区画されることによって、該対応するベーンの少なくとも一方の側に形成された液室（具体的には、進角室、遅角室）に係る液圧（ここでは、油圧）を制御する。
　オイルコントロールバルブ２７により、アクチュエータ２５にオイルが供給されることにより、ハウジング２５１とベーンロータ２５２との相対位置が変更され、この結果、クランクシャフトに対するカムシャフト２３の相対回転位相が変更される。ここで、オイルコントロールバルブ２７からアクチュエータ２５に供給されるオイル量は、ＥＣＵ３０から出力されるＶＶＴ制御信号に基づいて決定される。
　本実施形態に係るバルブタイミング制御装置１００は、アクチュエータ２５と、オイルコントロールバルブ２７と、ＥＣＵ３０と、を備えて構成されている。つまり、本実施形態では、エンジン１（及び、該エンジン１が搭載される車両）の各種電子制御用のＥＣＵ３０の機能の一部を、バルブタイミング制御装置１００の一部として用いている。
　尚、図２には、ロック機構２５３により、複数のベーン２５２ａ、２５２ｂ、２５２ｃ及び２５２ｄが、最遅角位置に調整された状態で、ハウジング２５１及びベーンロータ２５２が係合されている状態が示されている。
　エンジン１の始動時には、カムシャフト２３が回転駆動される。ここで、カム２１の断面形状は、図３に示すように、例えば卵型等をしているので、吸気弁１４のバルブスプリングがカム２１に加える力の方向と、カムシャフト２３の回転方向との関係が周期的に変化する。
　具体的には、バルブリフト量の増加時には、図３（ａ）に示すように、カムシャフト２３の回転方向と、バルブスプリングがカム２１に加える力の方向とは互いに反対方向になる。他方、バルブリフト量の減少時には、図３（ｂ）に示すように、カムシャフト２３の回転方向と、バルブスプリングがカム２１に加える力の方向とは同じになる。
　図３は、実施形態に係るカムシャフトの回転方向と、バルブスプリングに起因するトルクとの関係を示す図である。
　ところで、エンジン１の始動時には、アクチュエータ２５におけるハウジング２５１及びベーンロータ２５２の係合が解除される（即ち、ロック機構２５３のロックピンが解除される）。
　上述の如く、吸気弁１４のバルブスプリングがカム２１に加える力の方向と、カムシャフト２３の回転方向との関係が周期的に変化する。この結果、ロック機構２５３のロックピンに加わるせん断力の大きさが、図４に示すように、周期的に変化する。図４は、実施形態に係るバルブリフト量の時間変動と、遅角ロックピンに作用するせん断力の時間変動と、の一例を示す図である。
　ロックピンに加わるせん断力が大きければ、該ロックピンを解除するために必要な油圧は大きくなる。他方、ロックピンに加わるせん断力が小さければ、該ロックピンを解除するために必要な油圧は小さくなる。従って、ロックピンに加わるせん断力が小さい時に、該ロックピンの解除処理を実施すれば、比較的容易にしてロックピンを解除することができる。
　具体的には、ベーンとハウジングとが押し付けられる状態であれば、ロックピンに加わるせん断力は増加しないが、ベーンとハウジングとが離間しようとする状態であると、ロックピンがかじりついてせん断力が増加する。このため、ロック機構２５３によりハウジング２５１及びベーンロータ２５２が係合されている（即ち、ロックピンが解除されていない）状態で、カムシャフトが回転すると、図４に示すように、せん断力が周期的に増加する。
　そこで、ＥＣＵ３０は、バルブリフト量の増加時にロックピンを解除して、クランクシャフトに対するカムシャフト２３の相対回転位相の進角側への制御を開始するように、オイルコントロールバルブ２７を制御する。具体的には例えば、ＥＣＵ３０は、図４における期間Ａのいずれかにおいて、オイルコントロールバルブ２７へのＶＶＴ進角信号（図４の最下段参照）の出力を開始する。
　仮に、遅角ロックピン（即ち、アクチュエータ２５のロック機構２５３のロックピン）に加わるせん断力を考慮しなければ、例えば図５に破線で示すように、ロックピン油圧が十分に高くなる時点（即ち、時点ｔ３）まで待ってからでなければ、ＶＶＴ進角信号の出力を開始することができない。
　しかるに本実施形態に係るバルブタイミング制御装置１００では、遅角ロックピンに加わるせん断力が考慮されるので、例えば図５に実線で示すように、ロックピン油圧が比較的低い時点（ここでは、時点ｔ２）に、ＶＶＴ進角信号の出力を開始することができる。つまり、比較的早期にＶＶＴ進角信号の出力を開始して、相対回転位相を進角側へ変更することができる。
　尚、ＥＣＵ３０は、例えば、ＶＶＴ進角信号が出力されてから実際に油圧がロックピンに供給されるまでの時間、フリクション等を考慮して、ＶＶＴ進角信号の出力時期を決定してもよい。
　図５は、エンジン回転数、ＶＶＴ遅角室油圧及びロックピン油圧の時間変動の一例を示す図である。
　（吸気側可変バルブタイミング機構の制御処理）
　次に、以上のように構成されたバルブタイミング制御装置１００が、吸気側の可変バルブタイミング機構に対して実施する制御処理について、図６及び図７のフローチャートを参照して説明する。図６は、吸気弁１４の開閉タイミングの進角量の演算処理を示すフローチャートであり、図７は、オイルコントロールバルブ２７に係る制御処理を示すフローチャートである。
　図６において、ＥＣＵ３０は、先ず、吸気弁１４の開閉タイミングに係る初期値を設定する（ステップＳ１０１）。次に、ＥＣＵ３０は、最遅角位置を学習する（ステップＳ１０２）。尚、最遅角位置の学習方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、詳細な説明は割愛する。
　次に、ＥＣＵ３０は、例えばエンジン１の動作状態等に基づいて、目標ＶＶＴ進角量を計算する（ステップＳ１０３）。尚、目標ＶＶＴ進角量の計算方法には、公知の各種態様を適用可能であるので、詳細な説明は割愛する。
　次に、計算された目標ＶＶＴ進角量と実際の進角量との差分（即ち、乖離分）を求める（ステップＳ１０４）。次に、求められた差分に基づいて、オイルコントロールバルブ２７に係る制御量を計算する（ステップＳ１０５）。つまり、求められた差分に基づいて、オイルコントロールバルブ２７をフィードバック（ＦＢ）制御する。
　図６のフローチャートで示した処理と並行して、ＥＣＵ３０は、図７のフローチャートで示す処理を実行する。即ち、図７において、ＥＣＵ３０は、先ず、エンジン１のクランキングが開始されてから所定時間経過したか否かを判定する（ステップＳ２０１）。ここで、「所定時間」は、例えば、ロックピンに加わるせん断力が比較的低い場合に、該ロックピンを解除可能な程度に、ロックピン油圧が上昇するまでの時間として設定すればよい。
　エンジン１のクランキングが開始されてから所定時間経過していないと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、オイルコントロールバルブ２７に係る制御量をクリアして（ステップＳ２０７）、一旦処理を終了する。
　他方、エンジン１のクランキングが開始されてから所定時間経過したと判定された場合（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、進角開始許可フラグがＯＮであるか否かを判定する（ステップＳ２０２）。
　進角開始許可フラグがＯＮであると判定された場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、後述するステップＳ２０５の処理を実施する。進角開始許可フラグがＯＦＦである場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、吸気弁１４に係るバルブリフト量の減少中であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。
　吸気弁１４に係るバルブリフト量の減少中であると判定された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、遅角ロックピンに加わるせん断力が比較的高い（図４参照）と判定して、ステップＳ２０７の処理を実施する。
　他方、吸気弁１４に係るバルブリフト量の増加中であると判定された場合（ステップＳ２０３：Ｎｏ）、ＥＣＵ３０は、遅角ロックピンに加わるせん断力が比較的低い（図４参照)と判定して、進角開始許可フラグをＯＮにする（ステップＳ２０４）。
　次に、ＥＣＵ３０は、上述のステップＳ１０５で計算されたオイルコントロールバルブ２７に係る制御量を取得する（ステップＳ２０５）。続いて、ＥＣＵ３０は、取得されたオイルコントロールバルブ２７に係る制御量を、オイルコントロールバルブ２７に対して出力することによって、該オイルコントロールバルブ２７を制御する（ステップＳ２０６）。
　（排気側可変バルブタイミング機構の構成）
　次に、排気側の可変バルブタイミング機構の構成について、図８を参照して説明を加える。図８は、図２と同趣旨の、実施形態に係る排気側の可変バルブタイミング機構の要部を示す図である。
　図８において、アクチュエータ２６は、エンジン１のクランクシャフト（図示せず）の回転に同期して回転するハウジング２６１と、カムシャフト２３の回転に同期して回転するベーンロータ２６２と、少なくともエンジン１の停止時に、ハウジング２６１及びベーンロータ２６２を互いに係合するロック機構２６３と、を備えて構成されている。
　ハウジング２６１は、ベーンロータ２６２の複数のベーン２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ及び２６２ｄに夫々対応し、該複数のベーン２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ及び２６２ｄ各々の可動範囲を規定する複数の凹部２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃ及び２６１ｄを有する。
　オイルコントロールバルブ２８は、ハウジング２６１の複数の凹部２６１ａ、２６１ｂ、２６１ｃ及び２６１ｄ各々が対応するベーンで区画されることによって、該対応するベーンの少なくとも一方の側に形成された液室（具体的には、進角室、遅角室）に係る液圧（ここでは、油圧）を制御する。
　オイルコントロールバルブ２８により、アクチュエータ２６にオイルが供給されることにより、ハウジング２６１とベーンロータ２６２との相対位置が変更され、この結果、クランクシャフトに対するカムシャフト２４の相対回転位相が変更される。ここで、オイルコントロールバルブ２８からアクチュエータ２６に供給されるオイル量は、ＥＣＵ３０から出力されるＶＶＴ制御信号に基づいて決定される。
　本実施形態に係るバルブタイミング制御装置１００は、アクチュエータ２６と、オイルコントロールバルブ２８と、を更に備えて構成されている。
　尚、図８には、ロック機構２６３により、複数のベーン２６２ａ、２６２ｂ、２６２ｃ及び２６２ｄが、最進角位置に調整された状態で、ハウジング２６１及びベーンロータ２６２が係合されている状態が示されている。
　エンジン１の始動時には、カム２２の断面形状に起因して、排気弁１６のバルブスプリングがカム２２に加える力の方向と、カムシャフト２４の回転方向との関係が周期的に変化する。この結果、ロック機構２６３のロックピンに加わるせん断力の大きさが、図９に示すように、周期的に変化する。図９は、図４と同趣旨の、実施形態に係るバルブリフト量の時間変動と、進角ロックピンに作用するせん断力の時間変動と、の一例を示す図である。
　進角ロックピン（即ち、アクチュエータ２６のロック機構２６３のロックピン）に加わるせん断力は、遅角ロックピンとは反対に、排気弁１６に係るバルブリフト量の増加時に比較的大きくなり、排気弁１６に係るバルブリフト量の減少時に比較的小さくなる。
　そこで、ＥＣＵ３０は、バルブリフト量の減少時にロックピンを解除して、クランクシャフトに対するカムシャフト２４の相対回転位相の遅角側への制御を開始するように、オイルコントロールバルブ２８を制御する。具体的には例えば、ＥＣＵ３０は、図９における期間Ｂのいずれかにおいて、オイルコントロールバルブ２８へのＶＶＴ遅角信号（図９の最下段参照）の出力を開始する。
　排気側の可変バルブタイミング機構の制御処理については、図６のフローチャートのステップＳ１０２における「最遅角位置学習」を「最進角位置学習」と、ステップＳ１０３における「目標ＶＶＴ進角量計算」を「目標ＶＶＴ遅角量計算」と、読み替えればよい。同様に、図７のフローチャートのステップＳ２０２における「進角開始許可フラグＯＮか？」を「遅角開始許可フラグＯＮか？」と、ステップＳ２０３における「バルブリフト量減少中？」を「バルブリフト量増加中？」と、ステップＳ２０４における「進角開始許可フラグＯＮ」を「遅角開始許可フラグＯＮ」と、読み替えればよい。
　実施形態に係る「ベーンロータ２５２」及び「ベーンロータ２６２」は、本発明に係る「第１回転体」の一例である。実施形態に係る「ハウジング２５１」及び「ハウジング２６１」は、本発明に係る「第２回転体」の一例である。実施形態に係る「オイルコントロールバルブ２７」及び「オイルコントロールバルブ２８」は、本発明に係る「回転位相変更手段」の一例である。実施形態に係る「ＥＣＵ３０」は、本発明に係る「進角制御開始手段」及び「遅角制御開始手段」の一例である。
　尚、実施形態では、４気筒エンジンにおける遅角ロックピン及び進角ロックピン各々に加わるせん断力の一例を示したが、気筒が、例えば６気筒、８気筒等と増加した場合には、図４における期間Ａ、図９における期間Ｂの長さが短くなるだけであって、上述した制御自体に変更は無い。
　本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴うバルブタイミング制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
　１…エンジン、１１…気筒、１２…ピストン、１３…吸気通路、１４…吸気弁、１５…排気通路、１６…排気弁、２１、２２…カム、２３、２４…カムシャフト、２５、２６…アクチュエータ、２７、２８…オイルコントロールバルブ、３０…ＥＣＵ、１００…バルブタイミング制御装置、２５１、２６１…ハウジング、２５２、２６２…ベーンロータ、２５３、２６３…ロック機構

Claims (5)

  1. 　内燃機関の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方を開閉駆動するカムシャフトの回転に同期して回転すると共に複数のベーンを有する第１回転体と、前記内燃機関のクランクシャフトの回転に同期して回転すると共に、夫々前記複数のベーンに対応し、前記複数のベーン各々の可動範囲を規定する複数の凹部を有する第２回転体と、少なくとも前記内燃機関の停止時に、前記複数のベーン各々が対応する凹部の一方の端部に接するように前記第１回転体及び前記第２回転体を互いに係合するロック機構と、前記複数の凹部各々が対応するベーンで区画されることによって前記対応するベーンの少なくとも一方の側に形成された液室に係る液圧を制御して、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回転位相を変更可能な回転位相変更手段と、を備えるバルブタイミング制御装置であって、
    　前記内燃機関の始動時、且つ前記吸気弁又は前記排気弁に係るバルブリフト量が増加している時に、前記相対回転位相を進角側へ制御開始する進角制御開始手段、及び前記内燃機関の始動時、且つ前記吸気弁又は前記排気弁に係るバルブリフト量が減少している時に、前記相対回転位相を遅角側へ制御開始する遅角制御開始手段、のうち少なくとも一方を更に備える
    　ことを特徴とするバルブタイミング制御装置。
  2. 　前記ロック機構は、前記内燃機関の停止時に、最遅角位置として、前記複数のベーン各々が対応する凹部の一方の端部に接するように前記第１回転体及び前記第２回転体を互いに係合し、
    　当該バルブタイミング制御装置は、前記進角制御開始手段を備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング制御装置。
  3. 　前記ロック機構は、前記内燃機関の停止時に、最進角位置として、前記複数のベーン各々が対応する凹部の一方の端部に接するように前記第１回転体及び前記第２回転体を互いに係合し、
    　当該バルブタイミング制御装置は、前記遅角制御開始手段を備える
    　ことを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング制御装置。
  4. 　前記進角制御開始手段は、前記内燃機関の始動時、且つ前記吸気弁又は前記排気弁に係るバルブリフト量が増加している時に、前記ロック機構による前記第１回転体及び前記第２回転体の係合が解除されるように、前記相対回転位相を進角側へ制御開始することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング制御装置。
  5. 　前記遅角制御開始手段は、前記内燃機関の始動時、且つ前記吸気弁又は前記排気弁に係るバルブリフト量が減少している時に、前記ロック機構による前記第１回転体及び前記第２回転体の係合が解除されるように、前記相対回転位相を遅角側へ制御開始することを特徴とする請求項１に記載のバルブタイミング制御装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015015824A1 (ja) * 2013-07-31 2017-03-02 アイシン精機株式会社 内燃機関の制御装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6070669B2 (ja) * 2014-10-02 2017-02-01 トヨタ自動車株式会社 エンジン停止装置
JP7211302B2 (ja) * 2019-08-22 2023-01-24 株式会社デンソー バルブタイミング調整装置
CN114060116A (zh) * 2020-08-04 2022-02-18 深圳臻宇新能源动力科技有限公司 可变气门正时组件、油液系统以及车辆
US11396831B2 (en) * 2021-04-30 2022-07-26 Borgwarner, Inc. Advance locked spool valve pump phaser with hydraulic detent valve

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001073724A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Mikuni Corp バルブタイミング変更装置
JP2002332874A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2003314311A (ja) * 2002-04-24 2003-11-06 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2004360606A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Mitsubishi Electric Corp バルブタイミング調整装置
JP2011038422A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Denso Corp バルブタイミング制御装置
JP2011117379A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Denso Corp バルブタイミング調整システム
JP2011179385A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Toyota Motor Corp 流量制御弁及びこれを具備する内燃機関のバルブタイミング制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10101328A1 (de) 2000-06-16 2001-12-20 Porsche Ag Vorrichtung zur relativen Drehwinkelverstellung einer Nockenwelle einer Brennkraftmaschine zu einem Antriebsrad
JP4046077B2 (ja) 2003-12-08 2008-02-13 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の動弁装置
JP4177297B2 (ja) 2004-06-25 2008-11-05 株式会社日立製作所 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2006307656A (ja) * 2005-04-26 2006-11-09 Hitachi Ltd 圧縮着火エンジンの可変動弁システム
JP4429204B2 (ja) * 2005-05-12 2010-03-10 富士通テン株式会社 可変バルブ制御装置
JP4948831B2 (ja) * 2005-12-13 2012-06-06 ヤマハ発動機株式会社 可変動弁装置ならびにそれを備えるエンジンシステムおよび乗り物
JP4643524B2 (ja) * 2006-08-29 2011-03-02 トヨタ自動車株式会社 可変バルブタイミング装置
DE102007007073B4 (de) 2007-02-13 2020-10-01 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Vorrichtung und Verfahren zur variablen Einstellung der Steuerzeiten von Gaswechselventilen einer Brennkraftmaschine
JP2011080430A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Hitachi Automotive Systems Ltd 制御弁と該制御弁が用いられた可変容量形ポンプ、並びに内燃機関の油圧回路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001073724A (ja) * 1999-09-03 2001-03-21 Mikuni Corp バルブタイミング変更装置
JP2002332874A (ja) * 2001-05-08 2002-11-22 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2003314311A (ja) * 2002-04-24 2003-11-06 Mitsubishi Electric Corp 内燃機関のバルブタイミング制御装置
JP2004360606A (ja) * 2003-06-05 2004-12-24 Mitsubishi Electric Corp バルブタイミング調整装置
JP2011038422A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Denso Corp バルブタイミング制御装置
JP2011117379A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Denso Corp バルブタイミング調整システム
JP2011179385A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Toyota Motor Corp 流量制御弁及びこれを具備する内燃機関のバルブタイミング制御装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015015824A1 (ja) * 2013-07-31 2017-03-02 アイシン精機株式会社 内燃機関の制御装置
US9874156B2 (en) 2013-07-31 2018-01-23 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Control device for internal combustion engine

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