JP2010106784A

JP2010106784A - バルブタイミング調整装置

Info

Publication number: JP2010106784A
Application number: JP2008280827A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Satake; 信行佐竹
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-10-31
Filing date: 2008-10-31
Publication date: 2010-05-13

Abstract

【課題】ロック手段を確実にロックさせるためにアシスト弾性部材を備えたバルブタイミング調整装置において、適合工数の増加を抑制する。
【解決手段】アシスト位相領域用のフィードバックゲインマップと非アシスト位相領域用のフィードバックゲインマップとを別々に備えておき、実回転位相に応じてフィードバックゲインマップを切り替える（Ｓ１２〜Ｓ１４）。これにより、実回転位相がアシスト位相領域である場合にも、位相制御弁８０のソレノイド８２に与えるデューティ比を実回転位相が非アシスト位相領域にある場合と同様に制御すればよいことになる。その結果、付勢部材（アシスト弾性部材）１２０を追加することによる適合工数の増加を抑制することができる。
【選択図】図１２

Description

本発明は、内燃機関のバルブタイミング調整装置に関し、特に、ロック手段とアシスト弾性部材とを備えたバルブタイミング調整装置に関する。

内燃機関のバルブタイミング調整装置として、進角室または遅角室に作動流体を供給する作動流体制御弁を備え、この作動流体制御弁を用いて進角室、遅角室の作動流体量を制御することでクランク軸（駆動軸）の位相に対するカム軸（従動軸）の位相を調整するものが知られている（たとえば特許文献１）。この特許文献１のものは作動流体制御弁として油圧制御弁を備えており、フィードバック制御によって油圧制御弁の制御電流を決定している。

また、このバルブタイミング調整装置にはロック手段が備えられることがある。ロック手段は、内燃機関の停止中および始動時に回転位相を調整可能範囲の中間の位相でロックするものである。このロック手段を備えることにより、バルブタイミングの調整可能範囲を広くすることができる。
特開２００１−５００６４号公報

ここで、エンジン停止時にロック手段を確実にロックさせるために、最遅角位相または最進角位相からロック手段がロックするロック位相まで、ロック手段がロックする側へベーンロータを付勢するアシスト弾性部材を設けることが考えられる。アシスト弾性部材を設ける場合、アシスト弾性部材の付勢トルクが働く領域（アシスト位相領域）に回転位相がある場合と、アシスト弾性部材の付勢トルクが働かない領域（非アシスト位相領域）に回転位相がある場合とでは、回転位相の変化速度特性が異なることになる。

変化速度特性が異なるにも係わらず、アシスト位相領域と非アシスト位相領域とで全く同じ制御を行ってしまうと、空燃比の悪化、ドライバビリティの悪化等を招くことになり好ましくない。しかし、アシスト位相領域に対して非アシスト位相領域とは別に制御適合を行わなければならないとすると、適合工数が増加してしまうという問題が生じる。

本発明は、この事情に基づいて成されたものであり、その目的とするところは、ロック手段を確実にロックさせるためにアシスト弾性部材を備えたバルブタイミング調整装置において、適合工数の増加を抑制することにある。

その目的を達成するための請求項１記載の発明は、内燃機関のクランク軸と連動して回転する第１回転体と、吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するカム軸に連結され、且つ、前記第１回転体と同軸上に配置されて前記第１回転体との間に進角室および遅角室を形成する第２回転体と、前記進角室と前記遅角室に作動流体を供給する作動流体制御手段と、前記作動流体制御手段を制御して前記進角室と前記遅角室の流体圧力をそれぞれ変化させて前記第１回転体と前記第２回転体とを相対回転させることで、前記クランク軸に対する前記カム軸の回転位相を変化させてバルブタイミングを可変制御するバルブタイミング制御手段と、内燃機関の停止中および始動時に前記回転位相をその調整可能範囲の中間のロック位相でロックするロック手段と、最遅角位相または最進角位相から前記ロック位相まで、前記第２回転体を前記ロック手段がロックする側へ付勢するアシスト弾性部材とを備えたバルブタイミング調整装置であって、
前記バルブタイミング制御手段は、前記アシスト弾性部材からの付勢トルクが働く回転位相の領域であるアシスト位相領域用のゲインと、前記アシスト弾性部材からの付勢トルクが働かない回転位相の領域である非アシスト位相領域用のゲインとを備え、実際の回転位相が前記アシスト位相領域にあるか非アシスト位相領域にあるかに基づいてゲインを切り替えてフィードバック制御を行うことを特徴とする。

このように、アシスト位相領域用のゲインと非アシスト位相領域用のゲインとを別々に備えておき、実際の回転位相に応じてゲインを切り替えるようにすれば、実際の回転位相がアシスト位相領域である場合にも、作動流体制御手段を実際の回転位相が非アシスト位相領域にある場合と同様に制御すればよいことになる。その結果、アシスト弾性部材を追加することによる適合工数の増加を抑制することができる。

請求項２は、前記バルブタイミング制御手段は、前記アシスト位相領域用の保持値および前記非アシスト位相領域用の保持値のうち実際の回転位相に基づいて定まる側の保持値に、前記回転位相の目標値と前記回転位相の実際値との偏差に基づいて定まるフィードバック値を加算することで制御値を算出するようになっており、且つ、実際の回転位相が前記アシスト位相領域と非アシスト位相領域との境界領域から境界領域でない領域に入った場合に、前記保持値を実際の回転位相に基づいて定まる側の保持値に切り替えることを特徴とする。

このように、アシスト位相領域用の保持値と非アシスト位相領域用の保持値のうち、実際の回転位相に応じた保持値を用いてフィードバック制御を行うようにすれば、アシスト位相領域および非アシスト位相領域のいずれに実際の回転位相があっても適切なフィードバック制御を行うことができる。加えて、回転位相がアシスト位相領域と非アシスト位相領域との境界領域から境界領域でない領域に入った場合に保持値を切り替えるようにしている。換言すれば、境界領域では保持値を切り替えない。これによって、保持値に基づいて定まる目標値が短時間に変動してしまい、フィードバック制御が不安定になることを防止できる。

請求項３は、前記回転位相の実際値と目標値との偏差の変化量が予め設定した更新条件を満たすことに基づいて、前記アシスト位相領域用の保持値と前記非アシスト位相領域用の保持値のうち実際の回転位相が位置する側の保持値を更新する保持値更新手段をさらに備え、その保持値更新手段は、実際の回転位相が前記アシスト位相領域と非アシスト位相領域との境界領域である場合には、前記保持値の更新を行わないことを特徴とする。

このようにすれば、実際の回転位相がアシスト位相領域と非アシスト位相領域との境界領域にある場合には、保持値の更新を行わないようにしていることから、アシスト位相領域と非アシスト位相領域とを実際の回転位相が行き来する状態で保持値を更新してしまうことを抑制できる。従って、保持値を不適切な値に更新してしまうことを抑制できる。

請求項４は、前記バルブタイミング制御手段は、前記アシスト位相領域用の保持値から前記非アシスト位相領域用の保持値へ切り替える際、切り替え前後の保持値の差分値が所定値よりも大きい場合、見込み補正値を保持値に加算してフィードバック制御を行い、前記非アシスト位相領域用の保持値から前記アシスト位相領域用の保持値へ切り替える際、切り替え前後の保持値の差分値が所定値よりも大きい場合、見込み補正値を保持値から減算してフィードバック制御を行うことを特徴とする。

このように、保持値の切り替え前後の差分値が大きい場合に、保持値を補正値によって補正してフィードバック制御を行うようにすれば、フィードバック制御の応答性を高めることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態によるバルブタイミング調整装置１を車両の内燃機関２に適用した例を示している。バルブタイミング調整装置１は、カム軸３が開閉する吸気弁のバルブタイミングを、ポンプ４から供給される作動油を利用して調整する油駆動式である。

（基本構成）
以下、バルブタイミング調整装置１の基本構成を説明する。バルブタイミング調整装置１は、内燃機関２のクランク軸（図示しない）からカム軸３に機関トルクを伝達する伝達系に設置される駆動部１０、並びに当該駆動部１０の作動を制御する制御部３０を備えている。

（駆動部）
図１，２に示すように駆動部１０において、第１回転体としてのハウジング１１は、シュー部材１２及びスプロケット部材１３等から構成されている。

シュー部材１２は金属により形成され、有底円筒状の筒部１２ａ並びに複数のシュー１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを有している。各シュー１２ｂ〜１２ｄは、筒部１２ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向内側に突出している。各シュー１２ｂ〜１２ｄの突出側端面は円弧面状であり、第２回転体であるベーンロータ１４のボス部１４ａの外周面に摺接する。回転方向において隣り合うシュー１２ｂ〜１２ｄの間には、それぞれ収容室５０が形成される。

スプロケット部材１３は金属によって円環板状に形成されており、シュー部材１２の筒部１２ａの開口側端部に同軸固定されている。ここでスプロケット部材１３は、クランク軸との間にタイミングチェーン（図示しない）が掛け渡されることにより、当該クランク軸と連繋する。これにより内燃機関２の運転時には、クランク軸からスプロケット部材１３に機関トルクが伝達されることで、ハウジング１１がクランク軸と連動して図２の時計回転方向に回転するようになっている。

図１，２に示すように、ベーンロータ１４は金属により形成されてハウジング１１内に同心収容されており、軸方向の両端部がシュー部材１２の筒部１２ａの底壁とスプロケット部材１３とに摺接するようになっている。ベーンロータ１４は、円柱状のボス部１４ａ並びに複数のベーン１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを有している。

ボス部１４ａは、カム軸３に対して同軸連結されている。これによりベーンロータ１４は、カム軸３と連動して図２の時計回転方向に回転すると共に、ハウジング１１に対して相対回転可能となっている。各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、ボス部１４ａにおいて回転方向に略等間隔となる箇所から径方向外側に突出し、それぞれ対応する収容室５０内に収容されている。各ベーン１４ｂ〜１４ｄの突出側端面は円弧面状に形成され、筒部１２ａの内周面と摺接する。

各ベーン１４ｂ〜１４ｄは、それぞれ対応する収容室５０を回転方向に二分することにより、進角油室５２，５３，５４及び遅角油室５６，５７，５８をハウジング１１との間に区画形成している。具体的には、シュー１２ｂとベーン１４ｂの間に進角油室５２、シュー１２ｃとベーン１４ｃの間に進角油室５３、シュー１２ｄとベーン１４ｄの間に進角油室５４がそれぞれ形成されている。また、シュー１２ｃとベーン１４ｂの間に遅角油室５６、シュー１２ｄとベーン１４ｃの間に遅角油室５７、シュー１２ｂとベーン１４ｄの間に遅角油室５８がそれぞれ形成されている。

こうした構成の駆動部１０では、進角油室５２〜５４への作動油導入並びに遅角油室５６〜５８からの作動油排出により、ハウジング１１に対するベーンロータ１４の回転位相が進角側に変化する。故に、このときには、バルブタイミングが進角することになる。また一方、遅角油室５６〜５８への作動油導入並びに進角油室５２〜５４からの作動油排出により、回転位相が遅角側に変化する。故に、このときには、バルブタイミングが遅角することになるのである。

（制御部）
図１に示すように制御部３０において、カム軸３及びその軸受（図示しない）を通して設けられる進角通路７２は、回転位相の変化に拘らず進角油室５２〜５４と常時連通する。また、カム軸３及びその軸受を通して設けられる遅角通路７４は、回転位相の変化に拘らず遅角油室５６〜５８と常時連通する。

供給通路７６はポンプ４の吐出口と連通しており、オイルパン５からポンプ４の吸入口に吸入された作動油が当該吐出口から吐出供給されるようになっている。ここで本実施形態のポンプ４は、内燃機関２の始動時を含む運転時に、クランク軸によって駆動されて供給通路７６に作動油を吐出供給するメカポンプである。また、ドレン通路７８は、オイルパン５に作動油を排出可能に設けられている。

作動流体制御手段としての位相制御弁８０は、進角通路７２、遅角通路７４、供給通路７６及びドレン通路７８に機械的に接続されている。位相制御弁８０は、ソレノイド８２への通電に従って作動することで、進角通路７２及び遅角通路７４にそれぞれ連通する通路を供給通路７６及びドレン通路７８の間で切換える。なお、本実施形態では、上記駆動電流は、パルス波形にて与えるようになっており、デューティ比で制御する。

制御回路９０は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、位相制御弁８０のソレノイド８２と電気的に接続されている。また、この制御回路９０には、位相制御弁８０の他、カム角センサやクランク角センサ等の複数のセンサ（図示せず）が電気接続されている。
制御回路９０は、ソレノイド８２への通電を制御する機能を備えることでバルブタイミング制御手段として機能すると共に、内燃機関２の運転を制御する機能を備えている。また、この制御回路９０は、後述するように、保持値更新手段としても機能する。

こうした構成の制御部３０では、内燃機関２の運転時に制御回路９０により制御されたソレノイド８２への通電に従って位相制御弁８０が作動することで、進角通路７２及び遅角通路７４に対する供給通路７６及びドレン通路７８の連通状態が切り換えられる。ここで、位相制御弁８０が進角通路７２及び遅角通路７４にそれぞれ供給通路７６及びドレン通路７８を連通させるときには、ポンプ４からの作動油が通路７６，７２を通じて進角油室５２〜５４に導入されると共に、遅角油室５６〜５８の作動油が通路７４，７８を通じてオイルパン５に排出される。故に、このときには、バルブタイミングが進角することになる。また一方、位相制御弁８０が遅角通路７４及び進角通路７２にそれぞれ供給通路７６及びドレン通路７８を連通させるときには、ポンプ４からの作動油が通路７６，７４を通じて遅角油室５６〜５８に導入されると共に、進角油室５２〜５４の作動油が通路７２，７８を通じてオイルパン５に排出される。故に、このときには、バルブタイミングが遅角することになるのである。

（特徴構成）
以下、バルブタイミング調整装置１の特徴構成を詳細に説明する。

（変動トルクの作用構造）
ベーンロータ１４にカム軸３が同軸連結されている駆動部１０では、内燃機関２の運転時には、カム軸３が開閉駆動する吸気弁からのスプリング反力等に起因して変動トルクがベーンロータ１４に作用する。ここで、図３に例示するように変動トルクは、ハウジング１１に対する回転位相の進角側にベーンロータ１４を付勢する負トルクと、回転位相の遅角側にベーンロータ１４を付勢する正トルクとの間において、交番するものである。そして、特に本実施形態の変動トルクは、カム軸３及び軸受間のフリクション等に起因して、正トルクのピークトルクＴ＋が負トルクのピークトルクＴ−よりも大きくなる傾向を示しており、当該変動トルクの平均トルクＴａｖｅによってベーンロータ１４が正トルク側、即ち回転位相の遅角側に平均的に偏って付勢されるようになっている。

（付勢トルクの作用構造）
図１，４に示すように、ハウジング１１においてシュー部材１２の筒部１２ａには、金属によって円筒状に形成されたハウジングブッシュ１００が、そのフランジ壁１０１にて同軸固定されている。ハウジングブッシュ１００の軸方向においてフランジ壁１０１と反対側の端部には、径方向に貫通する円弧状のハウジング溝１０２が設けられている。

ベーンロータ１４においてボス部１４ａには、金属によって有底円筒状に形成されたロータブッシュ１１０が、その底壁１１１にて同軸固定されている。ロータブッシュ１１０は、ハウジングブッシュ１００よりも小径に形成されており、それによって当該ハウジングブッシュ１００の内周側に相対回転可能に同心配置されている。ロータブッシュ１１０の軸方向において底壁１１１と反対側の端部には、径方向に貫通する円弧状のロータ溝１１２が設けられている。

ハウジングブッシュ１００の外周側には、金属製のヘリカルトーションスプリングからなり、アシスト弾性部材として機能する付勢部材１２０が同心配置されている。付勢部材１２０の一端部１２０ａは、シュー部材１２の筒部１２ａに固定された係止ピン１２１に常時係止されている。付勢部材１２０の他端部１２０ｂは、ハウジング溝１０２及びロータ溝１１２を径方向の外側から内側に遊挿状態で貫通している。

本実施形態において、回転位相が図５に示す最遅角位相と図４に示す所定のロック位相との間にあるときには、付勢部材１２０の端部１２０ｂがロータ溝１１２により進角側から係止される。このとき付勢部材１２０の端部１２０ｂは、ハウジング溝１０２には係止されない状態となるので、内燃機関２の運転時には、付勢部材１２０のねじり変形によって発生する復原力が変動トルクの平均トルクＴａｖｅに抗してロータ溝１１２に作用することになる。故に、ロータブッシュ１１０がベーンロータ１４と共に回転位相の進角側へと付勢されるのである。

これに対し、回転位相が図４に示すロック位相と図６に示す最進角位相との間にあるときには、付勢部材１２０の端部１２０ｂがハウジング溝１０２により進角側から係止される。このとき付勢部材１２０の端部１２０ｂは、ロータ溝１１２には係止されない状態となるので、付勢部材１２０の復原力がハウジングブッシュ１００にのみ作用することになる。以上より本実施形態では、ベーンロータ１４の進角側への付勢がロック位相よりも遅角側では実現されるが、ロック位相よりも進角側では実現されないようになっているのである。

尚、バルブタイミング調整装置１が適用される本実施形態の内燃機関２については、その始動を許容する回転位相領域である始動位相領域として、始動時における気筒への吸入空気量が吸気弁の閉弁遅延によって減少し過ぎないように、最遅角位相及び最進角位相の間の中間位相から最進角位相に至るまでの領域が設定されている。そこで、上記ロック位相について本実施形態では、始動位相領域の中でも特に環境温度に拘らず最適な機関始動性を確保可能な中間位相に、設定されている。

（規制・ロック構造）
図１，７に示すようにハウジング１１のスプロケット部材１３には、金属によって形成されたガイド１３０が嵌合固定されており、当該ガイド１３０の内周面等によって第一規制溝１３２及びロック孔１３４が形成されている。第一規制溝１３２は、スプロケット部材１３のベーンロータ１４側の内面１３５において開口する形態でハウジング１１の回転方向に長孔状に延伸しており、閉塞された両端部１３２ａ，１３２ｂに一対の第一規制ストッパ１３６，１３７を形成している。ロック孔１３４はカム軸３に軸平行な有底円筒孔状を呈しており、第一規制溝１３２において一端部１３２ａよりも回転位相の進角側に位置する他端部１３２ｂの底面に開口している。

図１，２に示すようにベーンロータ１４のベーン１４ｂには、金属によって形成されたスリーブ１４０が嵌合固定されている。スリーブ１４０は、ボス部１４ａに軸平行な段付円筒面状の内周面を有しており、当該内周面によって当該内周面によって小径孔１４２及び大径孔１４４を形成している。小径孔１４２は、大径孔１４４よりも小径に且つ大径孔１４４よりもスプロケット部材１３側に形成され、当該部材１３の内面１３５に向かって開口している。これにより小径孔１４２は、ベーンロータ１４の回転方向にも延伸する形となっている第一規制溝１３２に対し、所定の回転位相領域において対向するようになっている。大径孔１４４は、スリーブ１４０及びベーンロータ１４を貫通する第一規制通路１４６と連通している。

スリーブ１４０には、金属により形成された第一規制ピン１５０が支持されている。図１に示すように、第一規制ピン１５０は段付円筒面状の外周面を有しており、当該外周面によって本体部１５２及び受力部１５６を形成している。本体部１５２は、スリーブ１４０の小径孔１４２に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部１５６は、スリーブ１４０の大径孔１４４に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部１５６のスプロケット部材１３側の端面には、第一規制通路１４６を通じて大径孔１４４に導入される作動油の圧力が作用する。この圧力作用により、スプロケット部材１３とは反対側に向かって第一規制ピン１５０を駆動する第一規制駆動力が、発生する。

図１，２に示すように、スリーブ１４０の大径孔１４４内においてベーンロータ１４のベーン１４ｂと第一規制ピン１５０との間には、金属製の圧縮コイルスプリングからなる第一規制弾性部材１７０が同心収容されている。第一規制弾性部材１７０は、圧縮変形によって発生した復原力を第一規制ピン１５０に作用させることで、当該ピン１５０をスプロケット部材１３側に向かって押圧する。

以上の構成により第一規制ピン１５０の本体部１５２は、図８（ｂ）〜（ｄ）に模式的に示すようにハウジング１１の第一規制溝１３２に揺動可能に突入して、各第一規制ストッパ１３６，１３７により係止可能となっている。ここで、図８（ｂ）に示すように本体部１５２が遅角側の第一規制ストッパ１３６に係止されるときには、最遅角位相及びロック位相の間の始動位相領域のうちその遅角側端となる第一規制位相にて、回転位相の遅角側への変化が規制される。また一方、図８（ｄ）に示すように本体部１５２が進角側の第一規制ストッパ１３７に係止されるときには、回転位相の進角側への変化がロック位相にて規制される。このように本体部１５２が各第一規制ストッパ１３６，１３７に係止されることによれば、始動位相領域のうち所定の位相領域Ｗｐ１（図８（ｄ）参照）内に回転位相が制限されることになる。したがって、本実施形態では、規制ピン１５０，２２０、規制弾性部材１７０，２３０が共同して「ロック手段」を構成する。

また、第一規制ピン１５０の本体部１５２は、図８（ｅ）に模式的に示すようにハウジング１１のロック孔１３４に第一規制溝１３２から突入して、当該孔１３４に同心上に嵌合可能となっている。したがって、本体部１５２がロック孔１３４に嵌合することによれば、回転位相がロックされるので、始動位相領域のうちロック位相にて回転位相の進角側及び遅角側双方への変化が規制されることになる。

さらに、第一規制ピン１５０の本体部１５２は、図８（ａ），（ｆ）に模式的に示すように、第一規制弾性部材１７０の復原力に抗してハウジング１１のロック孔１３４及び第一規制溝１３２の双方から脱出可能となっている。したがって、本体部１５２がロック孔１３４及び第一規制溝１３２から脱出することによれば、任意の回転位相への変化を許容可能となる。

さて、図１，７に示すようにハウジング１１のスプロケット部材１３には、金属によって形成されたガイド２００が嵌合固定されており、当該ガイド２００の内周面等によって第二規制溝２０２が形成されている。ここで第二規制溝２０２は、スプロケット部材１３の内面１３５において開口する形態でハウジング１１の回転方向に長孔状に延伸しており、閉塞された両端部２０２ａ，２０２ｂのうち回転位相の遅角側に位置する一端部２０２ａに第二規制ストッパ２０６を形成している。

図１，２に示すようにベーンロータ１４のベーン１４ｃには、金属によって形成されたスリーブ２１０が嵌合固定されている。スリーブ２１０は、ボス部１４ａに軸平行な段付円筒面状の内周面を有しており、当該内周面によって小径孔２１２及び大径孔２１４を形成している。小径孔２１２は、大径孔２１４よりも小径に且つ大径孔２１４よりもスプロケット部材１３側に形成され、当該部材１３の内面１３５に向かって開口している。これにより小径孔２１２は、ベーンロータ１４の回転方向にも延伸する形となっている第二規制溝２０２に対し、所定の回転位相領域において対向するようになっている。大径孔２１４は、スリーブ２１０及びベーンロータ１４を貫通する第二規制通路２１６と連通している。

スリーブ２１０には、金属により形成された第二規制ピン２２０が支持されている。図１に示すように、第二規制ピン２２０は段付円筒面状の外周面を有しており、当該外周面によって本体部２２２及び受力部２２６を形成している。本体部２２２は、スリーブ２１０の小径孔２１２に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部２２６は、スリーブ２１０の大径孔２１４に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部２２６のスプロケット部材１３側の端面には、第二規制通路２１６を通じて大径孔２１４に導入される作動油の圧力が作用する。この圧力作用により、スプロケット部材１３とは反対側に向かって第二規制ピン２２０を駆動する第二規制駆動力が、発生する。

図１，２に示すように、スリーブ２１０の大径孔２１４内においてベーンロータ１４のベーン１４ｃと第二規制ピン２２０との間には、金属製の圧縮コイルスプリングからなる第二規制弾性部材２３０が同心収容されている。第二規制弾性部材２３０は、圧縮変形によって発生する復原力を第二規制ピン２２０に作用させることで、当該ピン２２０をスプロケット部材１３側に向かって押圧する。

以上の構成により第二規制ピン２２０の本体部２２２は、図８（ｃ）〜（ｆ）に模式的に示すようにハウジング１１の第二規制溝２０２に揺動可能に突入して、第二規制ストッパ２０６により係止可能となっている。ここで、図８（ｃ）に示すように本体部２２２がその遅角側の第二規制ストッパ２０６に係止されるときには、最遅角位相及びロック位相の間の始動位相領域のうち第一規制位相よりも進角側となる第二規制位相にて、回転位相の遅角側への変化が規制される。また、図８（ｄ）に示すように本体部２２２の第二規制溝２０２への突入状態下、第一規制ピン１５０の本体部１５２がその進角側の第一規制ストッパ１３７に係止されるときには、回転位相の変化がロック位相にて規制される。このように本体部２２２，１５２が各規制ストッパ２０６，１３７に係止されることによれば、始動位相領域のうち位相領域Ｗｐ１よりも狭い位相領域Ｗｐ２（図８（ｄ）参照）内に回転位相が制限されることになる。

さらに、第二規制ピン２２０の本体部２２２は、図８（ａ），（ｂ）に模式的に示すように、第二規制弾性部材２３０の復原力に抗してハウジング１１の第二規制溝２０２から脱出可能となっている。したがって、本体部２２２が第二規制溝２０２から脱出した状態下、第一規制ピン１５０の本体部１５２が第一規制溝１３２から脱出することによれば、任意の回転位相への変化が許容されることになるのである。

（流体回路開閉構造）
図９に示すように、ハウジング１１のシュー部材１２とベーンロータ１４とには、それらに跨って流体回路２４０が設けられている。流体回路２４０は、第一流体通路２４２と第二流体通路２４４とを組み合わせてなる。

第一流体通路２４２は、シュー部材１２の筒部１２ａの底壁を円筒孔状に貫通する中心孔２４２ａの内周面によって、ロータブッシュ１１０の外周側に円環状に形成されている。これにより第一流体通路２４２は、ハウジング１１において外部及び内部の間を貫通し、ロータブッシュ１１０及びハウジングブッシュ１００間の円環状の隙間２４３を通じて当該外部の大気に常時開放されている。

図２，９に示すように第二流体通路２４４は、ベーンロータ１４において第一流体通路２４２及び進角油室５２の間を貫通するように形成されている。具体的に第二流体通路２４４は、収容孔２４４ａ、接続溝２４４ｂ及び絞り孔２４４ｃの共同によって形成されている。

収容孔２４４ａは、ボス部１４ａに軸平行な円筒面孔状を呈しており、ベーン１４ｂに設けられてスプロケット部材１３の内面１３５に向かって開口している。また、収容孔２４４ａは、ベーンロータ１４を貫通する開閉制御通路２４６に対し、両端部間の中間部にて連通している。

図９に示すように接続溝２４４ｂは、ベーン１４ｂ及びボス部１４ａに設けられてロータブッシュ１１０と収容孔２４４ａとの間を延伸している。これにより接続溝２４４ｂは、ロータブッシュ１１０の外周側の円環状の第一流体通路２４２に対し、回転位相の変化に拘らず常時連通するようになっており、また収容孔２４４ａのスプロケット部材１３とは反対側端部に連通している。

図２，９に示すように絞り孔２４４ｃは、接続溝２４４ｂよりも断面積が小さい円筒孔状を呈しており、ベーン１４ｂに設けられて収容孔２４４ａのスプロケット部材１３とは反対側端部と連通している。これにより絞り孔２４４ｃは、第二流体通路２４４において流体の流通面積を絞る絞り部として機能する。また、絞り孔２４４ｃは、回転位相が進角側に変化するほど容積拡大する進角油室５２に対し、当該変化に拘らず常時連通するようになっている。

図９に示すように、流体回路２４０において第二流体通路２４４の収容孔２４４ａには、金属により形成されたスリーブ２５０が嵌合固定されている。スリーブ２５０は、ボス部１４ａに平行な円筒面状の内周面を有しており、当該内周面によって収容孔２４４ａよりも小径の小径孔２５２を収容孔２４４ａのスプロケット部材１３側に隣接形成している。これにより小径孔２５２は、収容孔２４４ａにおける開閉制御通路２４６の連通中間部よりもスプロケット部材１３側に位置すると共に、当該部材１３の内面１３５に向かって開口する形となっている。

図２，９に示すように、第二流体通路２４４の収容孔２４４ａ及びスリーブ２５０の小径孔２５２には、金属により形成された開閉ピン２６０が支持されている。図９に示すように開閉ピン２６０は、先端部側に向かって階段状に縮径する段付円筒面状の外周面を有しており、当該外周面によって本体部２６２及び受力部２６６を形成している。本体部２６２は、小径孔２５２に軸方向移動可能に同心収容されている。受力部２６６は、収容孔２４４ａに軸方向移動可能に同心収容されている。受力部２６６のスプロケット部材１３側の端面には、開閉制御通路２４６を通じて収容孔２４４ａに導入される作動油の圧力が作用する。この圧力作用により、スプロケット部材１３とは反対側に向かって開閉ピン２６０を駆動する開閉駆動力が、発生することになる。

図２，９に示すように、第二流体通路２４４の収容孔２４４ａ内において、ベーンロータ１４のベーン１４ｂと開閉ピン２６０との間には、金属製の圧縮コイルスプリングからなる開閉弾性部材２７０が同心収容されている。開閉弾性部材２７０は、圧縮変形によって発生した復原力を開閉ピン２６０に作用させることで、当該ピン２６０をスプロケット部材１３側に向かって押圧する。

以上の構成により開閉ピン２６０は、図９に示す開放位置への移動によりスプロケット部材１３の内面１３５に当接することで、収容孔２４４ａの絞り孔２４４ｃとの連通箇所を露出させて流体回路２４０の第二流体通路２４４を開放する。また一方、開閉ピン２６０は、図１０に示す閉塞位置への移動によりスプロケット部材１３の内面１３５から離間することで、収容孔２４４ａの絞り孔２４４ｃとの連通箇所を遮断して流体回路２４０の第二流体通路２４４を閉塞する。

（駆動力制御）
図１，９に示すように制御部３０において、カム軸３及びその軸受を通して設けられる駆動通路３００は、回転位相の変化に拘らず通路１４６，２１６，２４６と常時連通する。また、図１に示すように供給通路７６から分岐する分岐通路３０２は、当該供給通路７６を介してポンプ４からの作動油供給を受けるようになっている。さらに、ドレン通路３０４は、オイルパン５に作動油を排出可能に設けられている。

駆動制御弁３１０は、駆動通路３００、分岐通路３０２及びドレン通路３０４と機械的に接続されている。駆動制御弁３１０は、制御回路９０と電気的に接続されたソレノイド３１２への通電に従って作動することにより、駆動通路３００に連通する通路を分岐通路３０２及びドレン通路３０４の間で切り換える。

ここで、駆動制御弁３１０が分岐通路３０２を駆動通路３００に連通させるときには、ポンプ４からの作動油が通路７６，３０２，３００，１４６，２１６，２４６を通じて、各ピン１５０，２２０，２６０を収容する孔１４４，２１４，２４４ａに導入される。故に、このときには、各ピン１５０，２２０，２６０をそれぞれ弾性部材１７０，２３０，２７０の復原力に抗して駆動する駆動力が発生することになる。また一方、駆動制御弁３１０がドレン通路３０４を駆動通路３００に連通させるときには、各ピン１５０，２２０，２６０を収容する孔１４４，２１４，２４４ａ内の作動油が通路１４６，２１６，２４６，３００，３０４を通じてオイルパン５に排出される。故に、このときには、各ピン１５０，２２０，２６０を駆動する駆動力が消失することになるのである。

（特徴作動）
以下、バルブタイミング調整装置１の特徴作動を詳細に説明する。

（Ｉ）イグニッションスイッチのオフ等の停止指令に応じて内燃機関２を停止させる正常停止時には、制御回路９０が位相制御弁８０を通電制御して供給通路７６を進角通路７２に連通させる。このとき、完全停止するまでは慣性回転する内燃機関２がその回転数を低下させることにより、ポンプ４から通路７６，７２を通じて進角油室５２〜５４に導入される作動油の圧力も低下する。故に、進角油室５２〜５４への導入油の圧力によってベーンロータ１４に作用する力が低下し、特にロック位相よりも遅角側の回転位相においては、ベーンロータ１４を付勢する付勢部材１２０の復原力が支配的な状態となる。

また、停止指令に応じた内燃機関２の正常停止時には、制御回路９０が駆動制御弁３１０を通電制御してドレン通路３０４を駆動通路３００に連通させる。その結果、孔１４４，２１４，２４４ａ内の作動油が通路３００，３０４を通じて排出されて、各ピン１５０，２２０，２６０の駆動力が消失するので、それら各ピン１５０，２２０，２６０を押圧する弾性部材１７０，２３０，２７０の復原力が支配的な状態となる。

以上の状態下、本実施形態では、停止指令時の回転位相に応じてロック位相へのロックが実現されるのである。

（Ｉ−１）停止指令時における回転位相が図８（ａ）の最遅角位相の場合には、付勢部材１２０によって付勢されるベーンロータ１４がハウジング１１に対して相対回転し、回転位相が当該付勢部材１２０による付勢側、即ち進角側に変化する。この進角側への位相変化により回転位相が図８（ｂ）の第一規制位相に達すると、第一規制弾性部材１７０に押圧される第一規制ピン１５０が本体部１５２を第一規制溝１３２に突入させることで、始動位相領域のうちロック位相を含む位相領域Ｗｐ１内に回転位相が制限される。さらに、進角側への位相変化により回転位相が図８（ｃ）の第二規制位相に達すると、第二規制弾性部材２３０に押圧される第二規制ピン２２０が本体部２２２を第二規制溝２０２に突入させることで、始動位相領域のうちロック位相を含み且つ位相領域Ｗｐ１よりも小さな位相領域Ｗｐ２内に回転位相が制限される。

この後、進角側への位相変化により回転位相が図８（ｄ）のロック位相に達すると、第一規制ピン１５０の本体部１５２が第一規制溝１３２の進角側の第一規制ストッパ１３７に係止される。このとき、付勢部材１２０からの付勢によって第一規制ストッパ１３７に押し当てられる第一規制ピン１５０は、第一規制弾性部材１７０に押圧されることで、図８（ｅ）の如く本体部１５２をロック孔１３４に突入して嵌合する。その結果、回転位相がロック位相にロックされることになるのである。

（Ｉ−２）停止指令時における回転位相が、例えば図８（ｂ）〜（ｄ）に示すように最遅角位相及びロック位相の間又はロック位相にある場合には、上記（Ｉ−１）に準ずる作動が当該指令時の回転位相状態から実現される。したがって、この場合にも、回転位相がロック位相にロックされることになる。

（Ｉ−３）停止指令時における回転位相が図８（ｆ）の最進角位相の場合には、第二規制弾性部材２３０に押圧される第二規制ピン２２０の本体部２２２が、第二規制溝２０２への突入状態となる。かかる状態下、付勢部材１２０の作用がロック位相よりも進角側では規制される本実施形態では、慣性回転状態にある内燃機関２のカム軸３から変動トルクがベーンロータ１４に作用することで、回転位相が当該変動トルクの平均トルクＴａｖｅの偏り側、即ち遅角側へと徐々に変化する。この遅角側への位相変化により回転位相が図８（ｄ）のロック位相に達すると、第一規制弾性部材１７０に押圧される第一規制ピン１５０が本体部１５２を第一規制溝１３２及びロック孔１３４に順次突入させることで、回転位相がロック位相にロックされることになる。

（Ｉ−４）停止指令時における回転位相が最進角位相及びロック位相の間にある場合には、上記（Ｉ−３）に準ずる作動が当該指令時の回転位相状態から実現される。したがって、この場合にも、回転位相がロック位相にロックされることになる。

（ＩＩ）このような正常停止後に、イグニッションスイッチのオン等の始動指令に応じて内燃機関２をクランキングして始動させるときには、制御回路９０が位相制御弁８０を通電制御して供給通路７６を進角通路７２に連通させる。その結果、ポンプ４からの作動油が通路７６，７２を通じて進角油室５２〜５４に導入される。また、正常停止後の始動指令に応じた内燃機関２の始動時には、制御回路９０が駆動制御弁３１０を通電制御してドレン通路３０４を駆動通路３００に連通させる。その結果、孔１４４，２１４，２４４ａ内には作動油が導入されず、各ピン１５０，２２０，２６０の駆動力の消失状態が維持されるので、それら各ピン１５０，２２０，２６０を押圧する弾性部材１７０，２３０，２７０の復原力が支配的となる。

以上により、上記（Ｉ）の最終状態、即ち図８（ｅ）の如く第一規制弾性部材１７０の復原力により第一規制ピン１５０がロック孔１３４に嵌合し且つ第二規制弾性部材２３０の復原力により第二規制ピン２２０が第二規制溝２０２に突入した状態が、維持される。ここで特に、内燃機関２が完爆して始動が完了するまでのクランキング中は、ポンプ４からの作動油の圧力が低い状態にあるので、異常によって作動油が孔１４４，２１４内まで到達したとしても、第一規制ピン１５０及び第二規制ピン２２０のロック孔１３４及び第二規制溝２０２への突入状態が、維持され得る。したがって、内燃機関２の始動に最適なロック位相に回転位相をロックして、機関始動性を確保することができるのである。

（ＩＩＩ）このような始動の完了後において制御回路９０は、駆動制御弁３１０を通電制御して供給通路７６からの分岐通路３０２を駆動通路３００に連通させる。その結果、圧力上昇した作動油が通路７６，３０２，３００，１４６，２１６，２４６を通じて孔１４４，２１４，２４４ａ内に導入されることになるので、各ピン１５０，２２０，２６０の駆動力が発生する。

以上により、第一規制駆動力を受ける第一規制ピン１５０は第一規制弾性部材１７０の復原力に抗して駆動されて、ロック孔１３４及び第一規制溝１３２の双方から脱出する。また、第二規制駆動力を受ける第二規制ピン２２０は第二規制弾性部材２３０の復原力に抗して駆動されて、第二規制溝２０２から脱出する。さらに、開閉駆動力を受ける開閉ピン２６０は開閉弾性部材２７０の復原力に抗して駆動され、図１０の閉塞位置に留められることで、流体回路２４０を閉塞状態に保持して進角油室５２からの作動油漏出を確実に防止する。これらによれば、任意の回転位相への変化が許容されることになるので、制御回路９０が位相制御弁８０を通電制御してポンプ４からの作動油を進角油室５２〜５４又は遅角油室５６〜５８に導入することで、適切なバルブタイミング調整を実現することができるのである。

（バルブタイミング調整）
次に、制御回路９０が行うバルブタイミング調整の詳細を説明する。制御回路９０は、実際の回転位相と目標回転位相とを各センサの出力に基づき算出し、両位相の偏差に基づき、フィードバック制御によって位相制御弁８０への通電、即ち当該弁８０に与える駆動電流を制御することで、バルブタイミング調整を行う。

図１１は制御回路９０が行うバルブタイミング制御のメインルーチンを示すフローチャートである。このメインルーチンは所定周期（たとえば８ｍｓｅｃ毎）に実行する。

バルブタイミング制御には種々の制御が含まれるが、この図１１に示すように、ステップＳ１のフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御と、ステップＳ２の保持デューティ比学習制御とを含んでいる。これらの制御の詳細は、それぞれ、図１２および図１３に示す。まず、Ｆ／Ｂ制御を説明する。

図１２はＦ／Ｂ制御の内容を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１０では、カム角センサおよびクランク角センサからの出力信号に基づいて、実際の回転位相（以下、実回転位相という）を算出する。

続くステップＳ１１では、実回転位相が境界領域にあるか否かを判断する。この境界領域とは、ロック位相を中心とする±所定角度領域である。なお、以下では、付勢部材１２０による付勢トルクが働く位相領域すなわち最遅角位相からロック位相までをアシスト位相領域と呼び、その付勢トルクが働かない位相領域すなわちロック位相から最進角位相までを非アシスト位相領域と呼ぶ。

実回転位相が境界領域にある場合にはステップＳ１１を肯定判断して後述するステップＳ１５へ進む。従って、実回転位相が境界領域にある間は、仮に、実回転位相がアシスト位相領域から非アシスト位相領域に移った場合でも、また、逆に、実回転位相が非アシスト位相領域からアシスト位相領域に移った場合でも、フィードバックゲインマップの切り替えは行わないことになる。

一方、実回転位相が境界領域にない場合には、ステップＳ１２に進み、実回転位相の位相領域が移ったか否かを判断する。この判断は、ステップＳ１０で算出した実回転位相とこの時点で設定されているフィードバックゲインマップとが対応しているか否かで行い、対応している場合には位相領域は移っていないと判断する。この場合にはステップＳ１５へ進む。実回転位相とこの時点で設定されているフィードバックゲインマップとが対応していない場合には位相領域が移ったと判断する。そして、実回転位相がアシスト位相領域にある場合にはステップＳ１３へ進み、実回転位相が非アシスト位相領域にある場合にはステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１３では、後述するデューティ比の算出に用いるフィードバックゲインマップをアシスト位相領域用フィードバックゲインマップへ切り替える。また、ステップＳ１４では、フィードバックゲインマップを非アシスト位相領域用フィードバックゲインマップに切り替える。なお、これらのマップは予め実験に基づいて決定したものである。これらステップＳ１３、Ｓ１４を実行後もステップＳ１５へ進む。

ここで、このように実回転位相がアシスト位相領域にあるか非アシスト位相領域にあるかで異なるマップを用いる理由を説明する。図１４は、位相制御弁８０のソレノイド８２に与える駆動電流のデューティ比に対する回転位相の変化速度を示すグラフである。この図１４において、破線は非アシスト位相領域における変化速度特性を示す線であり、実線はアシスト位相領域における変化速度特性を示す線である。

このように、付勢部材１２０による付勢トルクが働く領域と働かない領域という違いから、変化速度特性はアシスト位相領域と非アシスト位相領域とで異なっている。両変化速度特性を比較してみると、変化速度が進角側では、付勢トルクによるアシストがあるために、アシスト位相領域のほうが傾きが大きく、逆に、遅角側では、付勢トルクに抗して回転位相を変化させることになるため、アシスト位相領域のほうが傾きは小さい。なお、保持デューティ比１，２は各々の位相領域において回転位相を保持するためのデューティ比である。

図１２の説明に戻り、ステップＳ１５では、エンジン回転速度、吸気量、冷却水温等のエンジン運転状態信号を各種センサから読み込む。続くステップＳ１６では、ステップＳ１５で読み込んだエンジン運転状態信号に基づいて回転位相の目標値（以下、目標回転位相という）を設定する。なお、目標回転位相の設定には、たとえば、上記エンジン運転状態信号と目標回転位相との対応関係マップを用いる。

ステップＳ１７では、ステップＳ１０で算出した実回転位相とステップＳ１６で設定した目標回転位相との偏差を算出する。そしてステップＳ１８では、上記ステップＳ１７で算出した偏差に基づいてフィードバックデューティ比を算出し、そのフィードバックデューティ比に保持デューティ比を加算することで、位相制御弁８０のソレノイド８２に与えるデューティ比を算出する。

上記フィードバックデューティ比の算出には、ＰＩＤ制御、ＰＤ制御、ＰＩ制御等の周知のフィードバック制御手法を用いる。前述のフィードバックゲインマップはこのステップＳ１８で用いるマップである。また、保持デューティ比は、非アシスト位相領域用の保持デューティ比（図１４の保持デューティ比１）とアシスト位相領域用の保持デューティ比（図１４の保持デューティ比２）のうち、実回転位相に対応する保持デューティ比を用いる。なお、これら保持デューティ比１，２は次に説明する保持デューティ比学習制御にて逐次更新されるようになっている。

ステップＳ１９では、上記ステップＳ１８で演算したデューティ比にて位相制御弁８０のソレノイド８２の通電時間を制御する。

次に、保持デューティ比学習制御を説明する。図１３は保持デューティ比学習制御の内容を説明するフローチャートである。まず、ステップＳ２０では、実回転位相が境界領域にあるか否かを判断する。実回転位相が境界領域にある場合にはこのステップＳ２０を肯定判断してこの保持デューティ比学習制御を終了する。従って、実回転位相が境界領域にある場合には、保持デューティ比は更新されないことになる。

一方、実回転位相が境界領域にない場合には、ステップＳ２１へ進み、実回転位相がアシスト位相領域にあるか否かを判断する。実回転位相がアシスト位相領域にない場合、すなわち、実回転位相が非アシスト位相領域にある場合には、ステップＳ２１を否定判断してステップＳ２２へ進み、実回転位相がアシスト位相領域にある場合にはステップＳ２１を肯定判断してステップＳ２８へ進む。

ステップＳ２２では、位相領域が移ったか否かを判断する。このステップＳ２２では、ステップＳ１２の判断結果を用いる。位相領域が移っていないと判断した場合には後述するステップＳ２６へ進む。一方、位相領域が移ったと判断した場合にはステップＳ２３へ進む。

ステップＳ２３では、フィードバック制御に用いる保持デューティ比を、アシスト位相領域用の保持デューティ比から非アシスト位相領域用の保持デューティ比に切り替える。続くステップＳ２４では、上記ステップＳ２３における切り替え前後の保持デューティ比の差分値（絶対値）、すなわち、アシスト位相領域用の保持デューティ比と非アシスト位相領域用の保持デューティ比との差分値（絶対値）が、予め設定した所定値よりも大きいか否かを判断する。この判断が否定判断である場合にはステップＳ２６へ進む。

一方、ステップ２４が肯定判断である場合にはステップＳ２５へ進み、非アシスト位相領域用の保持デューティ比に見込み補正値を加算したものをフィードバック制御に用いる保持デューティ比とする。この見込み補正値は、差分値と見込み補正値との対応マップや演算式から決定するものであり、差分値が大きくなるほど大きい値に決定される。

差分値が大きい場合、保持デューティ比を用いてステップＳ１８で算出するデューティ比が大きく変化することになるため、実回転位相が目標回転位相に近づくまでの時間が長くなる恐れがある。そこで、このように、見込み補正値を加算することで応答速度を速めるのである。なお、図１４から分かるように、非アシスト位相領域用の保持デューティ比（図１４の保持ＤＵＴＹ比１）はアシスト位相領域用の保持デューティ比（図１４の保持ＤＵＴＹ比２）よりも大きいことから、このステップＳ２５では見込み補正値を「加算」するのである。

ステップＳ２６では保持デューティ比の更新条件が成立したか否かを判断する。この更新条件は、本実施形態では、実回転位相と目標回転位相との偏差が更新判定値以上、且つ、その偏差の変化量が更新判定変化量よりも小さいことである。従って、このステップＳ２６では、実回転位相と目標回転位相との偏差が大きいままに実回転位相が安定してしまったか否かを判断していることになる。

ステップＳ２６が否定判断である場合、保持デューティ比の更新は行わずに処理を終了する。一方、ステップＳ２６が肯定判断である場合にはステップＳ２７に進み、それまでの非アシスト位相領域用の保持デューティ比に、ステップＳ１７で算出した偏差を加算したものを新たな非アシスト位相領域用の保持デューティ比として更新した後に処理を終了する。

次に、ステップＳ２８以降を説明する。ステップＳ２８では、ステップＳ１２の判断結果を用いて位相領域が移ったか否かを判断する。位相領域が移っていないと判断した場合には後述するステップＳ３２へ進む。一方、位相領域が移ったと判断した場合にはステップＳ２９へ進む。

ステップＳ２９では、フィードバック制御に用いる保持デューティ比を、非アシスト位相領域用の保持デューティ比からアシスト位相領域用の保持デューティ比に切り替える。続くステップＳ３０では、上記ステップＳ２９における切り替え前後の保持デューティ比の差分値（絶対値）が、予め設定した所定値よりも大きいか否かを判断する。この判断が否定判断である場合にはステップＳ３２へ進む。

一方、ステップＳ３０が肯定判断である場合にはステップＳ３１へ進み、アシスト位相領域用の保持デューティ比に見込み補正値を減算したものをフィードバック制御に用いる保持デューティ比とする。この見込み補正値は、差分値と見込み補正値との対応マップや演算式から決定するものであり、差分値が大きくなるほど大きい値に決定される。

このステップＳ３１にて補正を行う理由は、前述のステップＳ２５と同様に応答速度を速めるためである。なお、図１４から分かるように、アシスト位相領域用の保持デューティ比（図１４の保持ＤＵＴＹ比２）は非アシスト位相領域用の保持デューティ比（図１４の保持ＤＵＴＹ比１）よりも小さいことから、このステップＳ３１では見込み補正値を「減算」するのである。

ステップＳ３２では保持デューティ比の更新条件が成立したか否かを判断する。この更新条件はステップＳ２６と同じである。ステップＳ３２が否定判断である場合、保持デューティ比の更新は行わずに処理を終了する。一方、ステップＳ３２が肯定判断である場合にはステップＳ３３に進み、それまでのアシスト位相領域用の保持デューティ比に、ステップＳ１７で算出した偏差を加算したものを新たなアシスト位相領域用の保持デューティ比として更新した後に処理を終了する。

以上、本実施形態によれば、アシスト位相領域用のフィードバックゲインマップと非アシスト位相領域用のフィードバックゲインマップとを別々に備えており、実回転位相に応じてフィードバックゲインマップを切り替えている。これにより、実回転位相がアシスト位相領域である場合にも、位相制御弁８０のソレノイド８２に与えるデューティ比を実回転位相が非アシスト位相領域にある場合と同様に制御すればよいことになる。その結果、付勢部材１２０を追加することによる適合工数の増加を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、実回転位相がアシスト位相領域と非アシスト位相領域との境界領域から境界領域でない領域に入った場合に保持ＤＵＴＹ比を切り替えるようにしている。換言すれば、境界領域では保持ＤＵＴＹ比を切り替えない。これによって、保持ＤＵＴＹ比に基づいて定まる目標回転位相が短時間に変動してしまい、フィードバック制御が不安定になることを防止できる。

さらに、本実施形態では、実回転位相が境界領域にある場合には、保持ＤＵＴＹ比の更新を行わないようにしていることから、アシスト位相領域と非アシスト位相領域とを実回転位相が行き来する状態で保持ＤＵＴＹ比を更新してしまうことを抑制できる。従って、保持ＤＵＴＹ比を不適切な値に更新してしまうことを抑制できる。

また、本実施形態では、保持ＤＵＴＹ比の切り替え前後の差分値が大きい場合に、保持ＤＵＴＹ比を見込み補正値によって補正してフィードバック制御を行うので、フィードバック制御の応答性を高めることができる。

（他の実施形態）
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態に適用することができる。

具体的には、前述の実施形態において、第二規制溝２０２、第二規制ピン２２０及び第二規制弾性部材２３０の組を設けないようにしてもよい。また、第一規制溝１３２、ロック孔１３４、第一規制ピン１５０及び第一規制弾性部材１７０の組を設けないようにしてもよい。

そして、本発明は、吸気弁のバルブタイミングを調整する装置以外にも、排気弁のバルブタイミングを調製する装置や、吸気弁及び排気弁の双方のバルブタイミングを調整する装置にも、適用することができる。

本発明の実施形態によるバルブタイミング調整装置を示す構成図であって、図２のＩ−Ｉ断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図１に示す駆動部が受ける変動トルクについて説明するための模式図である。図１のＩＶ−ＩＶ矢視図である。図４とは異なる作動状態を示す図である。図４，５とは異なる作動状態を示す図である。図１のＶＩＩ−ＶＩＩ断面図である。図１のバルブタイミング調整装置の作動を説明するための断面模式図である。図２のＩＸ−ＩＸ断面図である。図９とは異なる作動状態を示す断面図である。図１の制御回路が行うバルブタイミング制御のメインルーチンを示すフローチャートである。図１１のＦ／Ｂ制御の内容を示すフローチャートである。図１１の保持デューティ比学習制御の内容を説明するフローチャートである。図１の位相制御弁のソレノイドに与える駆動電流のデューティ比に対する回転位相の変化速度を示すグラフである。

符号の説明

１：バルブタイミング調整装置、２：内燃機関、３：カム軸、４：ポンプ、５：オイルパン、１０：駆動部、１１：ハウジング（第１回転体）、１２：シュー部材、１２ａ：筒部、１２ｂ〜１２ｄ：シュー、１３：スプロケット部材、１４：ベーンロータ（第２回転体）、１４ａ：ボス部、１４ｂ〜１４ｄ：ベーン、３０：制御部、５０：収容室、５２：進角油室、５３：進角油室、５４：進角油室、５６：遅角油室、５７：遅角油室、５８：遅角油室、７２：進角油路、７４：遅角油路、７６：供給通路、７８：ドレン通路、８０：位相制御弁（作動流体制御手段）、８２：ソレノイド、９０：制御回路（バルブタイミング制御手段、保持値更新手段）、１００：ハウジングブッシュ、１０１：フランジ壁、１０２：ハウジング溝、１１０：ロータブッシュ、１１１：底壁、１１２：ロータ溝、１２０：付勢部材（アシスト弾性部材）、１２０ｂ：端部、１３０：ガイド、１３２：第一規制溝、１３２ａ：端部、１３２ｂ：端部、１３４：ロック孔、１３５：内面、１３６：第一規制ストッパ、１３７：第一規制ストッパ、１４０：スリーブ、１４２：小径孔、１４４：大径孔、１４６：第一規制通路、１５０：第一規制ピン、１５２：本体部、１５６：受力部、１７０：第一規制弾性部材、２００：ガイド、２０２：第二規制溝、２０２ａ：端部、２０２ｂ：端部、２０６：第二規制ストッパ、２１０：スリーブ、２１２：小径孔、２１４：大径孔、２１６：第二規制通路、２２０：第二規制ピン、２２２：本体部、２２６：受力部、２３０：第二規制弾性部材、２４０：流体通路、２４２：第一流体通路、２４２ａ：中心孔、２４３：隙間、２４４：第二流体通路、２４４ａ：収容孔、２４４ｂ：接続溝、２４４ｃ：絞り孔、２４６：開閉制御通路、２５０：スリーブ、２５２：小径孔、２６０：開閉ピン、２６２：本体部、２６６：受力部、２７０：開閉弾性部材、３００：駆動通路、３０２：分岐通路、３０４：ドレン通路、３１０：駆動制御弁、３１２：ソレノイド

Claims

内燃機関のクランク軸と連動して回転する第１回転体と、
吸気バルブまたは排気バルブを開閉駆動するカム軸に連結され、且つ、前記第１回転体と同軸上に配置されて前記第１回転体との間に進角室および遅角室を形成する第２回転体と、
前記進角室と前記遅角室に作動流体を供給する作動流体制御手段と、
前記作動流体制御手段を制御して前記進角室と前記遅角室の流体圧力をそれぞれ変化させて前記第１回転体と前記第２回転体とを相対回転させることで、前記クランク軸に対する前記カム軸の回転位相を変化させてバルブタイミングを可変制御するバルブタイミング制御手段と、
内燃機関の停止中および始動時に前記回転位相をその調整可能範囲の中間のロック位相でロックするロック手段と、
最遅角位相または最進角位相から前記ロック位相まで、前記第２回転体を前記ロック手段がロックする側へ付勢するアシスト弾性部材と
を備えたバルブタイミング調整装置であって、
前記バルブタイミング制御手段は、前記アシスト弾性部材からの付勢トルクが働く回転位相の領域であるアシスト位相領域用のゲインと、前記アシスト弾性部材からの付勢トルクが働かない回転位相の領域である非アシスト位相領域用のゲインとを備え、実際の回転位相が前記アシスト位相領域にあるか非アシスト位相領域にあるかに基づいてゲインを切り替えてフィードバック制御を行うことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
請求項１において、
前記バルブタイミング制御手段は、前記アシスト位相領域用の保持値および前記非アシスト位相領域用の保持値のうち実際の回転位相に基づいて定まる側の保持値に、前記回転位相の目標値と前記回転位相の実際値との偏差に基づいて定まるフィードバック値を加算することで制御値を算出するようになっており、且つ、実際の回転位相が前記アシスト位相領域と非アシスト位相領域との境界領域から境界領域でない領域に入った場合に、前記保持値を実際の回転位相に基づいて定まる側の保持値に切り替えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
請求項２において、
前記回転位相の実際値と目標値との偏差の変化量が予め設定した更新条件を満たすことに基づいて、前記アシスト位相領域用の保持値と前記非アシスト位相領域用の保持値のうち実際の回転位相が位置する側の保持値を更新する保持値更新手段をさらに備え、
その保持値更新手段は、実際の回転位相が前記アシスト位相領域と非アシスト位相領域との境界領域である場合には、前記保持値の更新を行わないことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
請求項２または３において、
前記バルブタイミング制御手段は、前記アシスト位相領域用の保持値から前記非アシスト位相領域用の保持値へ切り替える際、切り替え前後の保持値の差分値が所定値よりも大きい場合、見込み補正値を保持値に加算してフィードバック制御を行い、前記非アシスト位相領域用の保持値から前記アシスト位相領域用の保持値へ切り替える際、切り替え前後の保持値の差分値が所定値よりも大きい場合、見込み補正値を保持値から減算してフィードバック制御を行うことを特徴とするバルブタイミング調整装置。