JP2014152660A - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関が停止しており、カム軸にカムトルクが作用している状態であっても、ロック部材をロック穴から速やかに抜脱して相対回転位相を変更することができるバルブタイミング調整装置を提供する。
【解決手段】バルブタイミング調整装置を構成する第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに進入している状態で第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相の進角側への変位が規制されているときに、インナーピン５１Ａと第１ロック穴６０Ａの進角側の側壁６０１との間に隙間ＳＰ１が生じる。そして、バルブタイミング調整装置の制御装置は、インナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに進入している状態で機関停止しているときに、進角室４４の作動油圧を増大させる中間ロック解除処理を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関のバルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。

特許文献１に記載されるバルブタイミング調整装置は、機関出力軸と吸気バルブ用のカム軸との相対回転位相を調整する可変機構と、同相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相で保持する第１のロック機構と、同相対回転位相を最遅角位相で保持する第２のロック機構とを備えている。そして、アイドルストップ条件の成立を契機に機関運転を停止させる場合には、第２のロック機構によって上記相対回転位相を最遅角位相で保持させた状態で機関運転が停止される。一方、運転者の機関運転停止操作、具体的にはイグニッションスイッチをオフにするなどのイグニッションオフ操作（以下、「ＩＧオフ操作」ともいう。）による機関停止指示を契機に機関運転を停止させる場合には、第１のロック機構によって上記相対回転位相を中間位相で保持させた状態で機関運転が停止される。

特許文献１に記載される第１のロック機構は、機関出力軸の回転に連動して回転する第１の回転体に進退移動可能に支持されるロック部材を有している。そして、上記相対回転位相が最遅角位相と上記中間位相との間で変位するときには、カム軸と共に回転する第２の回転体に形成されている溝にロック部材が進入し、同ロック部材が上記相対回転位相の変位に合わせて溝内を移動するようになっている。こうした第１のロック機構では、ロック部材が溝の進角側の側壁に当接された状態で上記相対回転位相が中間位相で保持される。

しかしながら、こうした第１のロック機構では、上記相対回転位相を中間位相で保持させたとしても、ロック部材は溝内を遅角側に移動可能となっているため、上記相対回転位相が中間位相から遅角側に変位することがあり得る。そこで、上記相対回転位相を中間位相で確実に保持させるために、上記相対回転位相が中間位相であるときにロック部材が進入するロック穴を、上記溝の進角側の端部に設けることが考えられる。この場合、ロック穴にロック部材を進入させることにより、上記相対回転位相の中間位相からの変位が規制され、同相対回転位相が中間位相で確実に保持されるようになる。

特開２００７−６４１２７号公報

ところで、内燃機関を温間始動させる場合には、圧縮比が高いことによるプレイグニッションの発生などを抑制するために、上記相対回転位相を最遅角位相で保持させた状態で内燃機関を始動させることがある。このとき、前回の機関運転の停止時に第１のロック機構によって上記相対回転位相を中間位相に保持した状態で機関停止がなされ、上記相対回転位相が中間位相で保持されている場合には、今回の内燃機関の始動に先立って、第１のロック機構による保持を解除した上で、同相対回転位相を可変機構によって遅角側に変位させて第２のロック機構によって最遅角位相で保持させることになる。

ここで、カム軸には、バルブを閉弁させるバルブスプリングの付勢力によるカムトルクが作用している。こうしたカムトルクは、機関停止中におけるカムの停止位相によって、カム軸を進角側に正回転させる方向に作用したり遅角側に逆回転させる方向に作用したりする。そのため、カム軸に作用するカムトルクの方向によっては、ロック部材がロック穴の側壁に押し付けられ、ロック部材とロック穴の側壁との間で生じる摩擦力が大きくなり、ロック部材がロック穴から抜脱されにくくなることがある。すなわち、第１のロック機構による上記相対回転位相の中間位相での保持を解除しにくくなることがある。

なお、こうした課題は、吸気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に限らず、排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置にあっても同様に生じ得る。

本発明の目的は、内燃機関が停止しており、カム軸にカムトルクが作用している状態であっても、ロック部材をロック穴から速やかに抜脱して相対回転位相を変更することができるバルブタイミング調整装置を提供することにある。

上記課題を解決するためのバルブタイミング調整装置は、機関出力軸の回転に連動して回転する第１の回転体とバルブ用のカム軸と共に回転する第２の回転体との相対回転位相を、進角用の油圧室及び遅角用の油圧室の作動油圧の調整によって変更する可変機構と、相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の第１の相対回転位相に保持する第１のロック機構と、相対回転位相を前記第１の相対回転位相よりも遅角側の第２の相対回転位相に保持する第２のロック機構と、各油圧室の作動油圧の調整によって、可変機構及び第１のロック機構及び第２のロック機構を制御する制御装置と、を備えたバルブタイミング調整装置を前提としている。このバルブタイミング調整装置において、第１及び第２の各ロック機構は、第１及び第２の各回転体の一方に進退移動可能に支持されるロック部材を有し、同ロック部材を第１及び第２の各回転体の他方に形成されているロック穴に進入させることで上記相対回転位相を保持する一方、進角用の油圧室及び遅角用の油圧室の少なくとも一方の作動油圧が増大されるとロック部材がロック穴から抜脱されて上記相対回転位相の保持が解除されるものである。また、上記バルブタイミング調整装置では、第１のロック機構のロック部材がロック穴に進入している状態で第２のロック機構によって相対回転位相の進角側への変位が規制されているときに、第１のロック機構のロック部材とロック穴の進角側の側壁との間に隙間が生じるようになっている。そして、上記バルブタイミング調整装置では、制御装置は、第１のロック機構のロック部材がロック穴に進入している状態で機関停止しているときに、進角用の油圧室の作動油圧を増大させる中間ロック解除処理を行う。

第１のロック機構のロック部材がロック穴に進入しており、第１のロック機構によって上記相対回転位相が第１の相対回転位相で保持されている場合、カムトルクがカム軸を遅角側に逆回転させる方向に作用していると、第１のロック機構のロック部材がロック穴の遅角側の側壁に押し付けられ、ロック部材がロック穴から抜けにくくなる。

これに対して、上記構成では、第１のロック機構のロック部材がロック穴に進入している状態で機関停止しているときに、進角用の油圧室の作動油圧を増大させる中間ロック解除処理を行うようにしている。上記のようにカム軸を遅角側に逆回転させる方向にカムトルクが作用している状態で進角用の油圧室の作動油圧を増大させると、カム軸に進角側に正回転させる方向へのトルクが生じ、こうしたトルクで上記カムトルクを相殺することができる。しかも、第１のロック機構によって上記相対回転位相が第１の相対回転位相で保持されている状態では、第２のロック機構によって上記相対回転位相の進角側への変位が規制されているため、進角用の油圧室の作動油圧を増大させたとしても、第１のロック機構のロック部材とロック穴の進角側の側壁との間に隙間が生じている状態は維持される。そのため、進角用の作動油圧を増大させることにより、第１のロック機構では、ロック部材とロック穴の側壁との間で摩擦が生じにくくなり、ロック部材がロック穴から速やかに抜脱されるようになる。

なお、カム軸を進角側に正回転させるカムトルクが作用している場合には、進角用の油圧室の作動油圧の増大によって生じるトルクとカムトルクの双方がカム軸を進角側に正回転させる方向に作用することになる。しかし、第２のロック機構によって相対回転位相の進角側への変位が規制されているため、ロック部材とロック穴の進角側の側壁との間に隙間が生じている状態が維持される。そのため、この場合にもロック部材とロック穴の側壁との間で摩擦が生じにくい状態となり、ロック部材がロック穴から速やかに抜脱される。

したがって、上記構成によれば、内燃機関が停止している状態においてカム軸に作用するカムトルクの方向に拘わらず、ロック部材をロック穴から速やかに抜脱することができるようになる。これにより、内燃機関が停止しており、カム軸にカムトルクが作用している状態であっても、ロック部材をロック穴から速やかに抜脱して相対回転位相を変更することができるようになる。

なお、上記バルブタイミング調整装置において、制御装置は、内燃機関の始動要求がなされてから機関始動が開始されるまでの間に中間ロック解除処理を行うことが好ましい。
上記中間ロック解除処理によれば、第１のロック機構による上記相対回転位相の第１の相対回転位相での保持が速やかに解除されるため、内燃機関の始動要求がなされてから機関始動が開始されるまでの短い期間であってもロック部材のロック穴からの抜脱を行うことができるようになる。

また、内燃機関の始動要求がなされてから機関始動が開始されるまでの間に中間ロック解除処理を行う構成を採用すれば、始動要求がなされてから相対回転位相を変位させる態様となるため、始動要求がなされたときの状態に応じてその状態に適した相対回転位相に変位させ、内燃機関を始動させることができるようになる。

また、上記カム軸が吸気バルブ用のカム軸であるとする。この場合、中間ロック解除処理を行った後、機関始動が開始されるまでの間に遅角用の油圧室の作動油圧を増大させる遅角処理を行うことにより、温間時に機関始動要求がなされたときに、温間始動に備えて予め相対回転位相を遅角側に変位させることができ、プレイグニッションの発生を抑制することができるようになる。

また、上記バルブタイミング調整装置では、第２のロック機構のロック部材がロック穴に進入しており、可変機構によって上記相対回転位相の遅角側への変位が規制されているときに、同第２のロック機構のロック部材とロック穴の遅角側の側壁との間に隙間が生じるようにしてもよい。この場合、制御装置は、第２のロック機構のロック部材がロック穴に進入している状態で機関停止しているときに、遅角用の油圧室の作動油圧を増大させる遅角側ロック解除処理を行うことが好ましい。

第２ロック機構のロック部材がロック穴に進入しており、第２のロック機構によって上記相対回転位相が第２の相対回転位相で保持されている場合、カムトルクがカム軸を進角側に正回転させる方向に作用していると、第２のロック機構のロック部材がロック穴の進角側の側壁に押し付けられロック部材がロック穴から抜けにくくなる。

これに対して、上記構成では、第２のロック機構のロック部材がロック穴に進入している状態で機関停止しているときに、遅角用の油圧室の作動油圧を増大させる遅角側ロック解除処理を行うようにしている。上記のようにカム軸を進角側に正回転させる方向にカムトルクが作用している状態で遅角用の油圧室の作動油圧を増大させると、カム軸に遅角側に逆回転させる方向へのトルクが生じ、こうしたトルクで上記カムトルクを相殺することができる。しかも、第２のロック機構によって上記相対回転位相が第２の相対回転位相で保持されている状態では、可変機構によって上記相対回転位相の遅角側への変位が規制されているため、遅角用の油圧室の作動油圧を増大させたとしても、第２のロック機構のロック部材とロック穴の遅角側の側壁との間に隙間が生じている状態は維持される。そのため、遅角用の作動油圧を増大させることにより、第２のロック機構では、ロック部材とロック穴の側壁との間で摩擦が生じにくくなり、ロック部材がロック穴から速やかに抜脱されるようになる。

なお、カム軸を遅角側に逆回転させるカムトルクが作用している場合には、遅角用の油圧室の作動油圧の増大によって生じるトルクとカムトルクの双方がカム軸を遅角側に逆回転させる方向に作用することになる。しかし、可変機構によって相対回転位相の遅角側への変位が規制されているため、ロック部材とロック穴の遅角側の側壁との間に隙間が生じている状態が維持される。そのため、この場合にもロック部材とロック穴の側壁との間で摩擦が生じにくい状態となり、ロック部材がロック穴から速やかに抜脱される。

したがって、上記構成によれば、内燃機関が停止している状態においてカム軸に作用するカムトルクの方向に拘わらず、ロック部材をロック穴から速やかに抜脱して上記相対回転位相が第２の相対回転位相で保持されている状態を速やかに解除することができるようになる。

なお、上記カム軸が吸気バルブ用のカム軸であるとする。この場合、制御装置は、アイドルストップ条件の成立を契機に機関停止させるとき、第２のロック機構によって上記相対回転位相を第２の相対回転位相で保持させた状態で機関運転を停止させ、機関停止中において第２のロック機構による上記相対回転位相の第２の相対回転位相での保持が継続している状態で機関運転停止操作が行われたときに、遅角側ロック解除処理を行い、その後に進角用の油圧室の作動油圧を増大させる進角処理を行うことが好ましい。

上記構成によれば、アイドルストップ条件の成立時には、上記相対回転位相が第２の相対回転位相で保持された状態で内燃機関の運転が停止される。そのため、こうしたアイドルストップ条件の成立を契機として内燃機関の運転が停止されている状態から内燃機関を再始動させるときには、上記相対回転位相を変更することなく、すなわち上記相対回転位相を第２の相対回転位相で保持したままで内燃機関を再始動させることができる。したがって、内燃機関の早期の再始動を実現することができる。

一方、上述のようにアイドルストップ条件の成立を契機に内燃機関の運転が停止されている状態のときに機関運転停止操作が行われることがある。この場合には交差点などでの一時的な車両停止ではなく、しばらく停車状態が継続されることが予想されるため、次回の機関始動時には冷間始動となる可能性がある。この点、上記構成では、上記相対回転位相が第２の相対回転位相に保持されている状態での内燃機関の間欠停止中に機関運転停止操作が行われると、上記遅角側ロック解除処理によって第２のロック機構による上記相対回転位相の第２の相対回転位相での保持が解除され、上記進角処理によって同相対回転位相が進角側に変位される。すなわち、冷間始動に備えて上記相対回転位相を上記第２の相対回転位相よりも進角側に予め変位させることができ、冷間始動性を向上させることができるようになる。

一実施形態のバルブタイミング調整装置を備える内燃機関の概略構成を示す模式図。 同バルブタイミング調整装置を構成するバルブタイミング調整機構の内部の概略構成を示す平面図。 図２における３−３線で切断した図であって、第１のロック機構によって相対回転位相が中間位相で保持されている状態を示す断面図。 第２のロック機構によって相対回転位相が最遅角位相で保持されている状態を示す断面図。 同バルブタイミング調整装置における作動油の供給系を示す模式図。 同バルブタイミング調整装置のオイルコントロールバルブの動作モードを示す表。 同バルブタイミング調整装置において、相対回転位相が最遅角位相で保持されている状態で機関停止しているときに制御装置が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。 同バルブタイミング調整装置において、相対回転位相が中間位相で保持されている状態で機関始動させる際に制御装置が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。 相対回転位相を中間位相から最遅角位相に変位させてから内燃機関を始動させる様子を示すタイミングチャートであって、（ａ）は機関回転速度の推移を示し、（ｂ）は電動ポンプの動作の推移を示し、（ｃ）はオイルコントロールバルブの動作モードの推移を示し、（ｄ）は相対回転位相の推移を示す。 内燃機関の間欠停止中に相対回転位相を最遅角位相から中間位相に変位させる様子を示すタイミングチャートであって、（ａ）は機関回転速度の推移を示し、（ｂ）は電動ポンプの動作の推移を示し、（ｃ）はオイルコントロールバルブの動作モードの推移を示し、（ｄ）は相対回転位相の推移を示す。

以下、内燃機関のバルブの開閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置を具体化した一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１に示す内燃機関１１の燃焼室１２には、吸気バルブ１３の開弁時に吸気通路１４を通じて吸入空気が吸入される。また、このとき、インジェクタ１５から噴射された燃料も燃焼室１２に吸入される。この燃焼室１２では、点火プラグ１６が点火されることによって、吸入空気及び燃料を含む混合気が燃焼される。そして、この燃焼によって生じた力がピストン１７及びコネクティングロッド１８を通じて機関出力軸であるクランク軸１９に伝達され、クランク軸１９が回転する。また、燃焼室１２で混合気が燃焼されると、排気バルブ２０の開弁時に排気が燃焼室１２から排気通路２１に排出される。

内燃機関１１は、吸気バルブ１３を開閉駆動させるカム軸２２と、排気バルブ２０を開閉駆動させるカム軸２３とを備えている。吸気バルブ用のカム軸２２には、吸気バルブ１３の開閉タイミング、すなわちバルブタイミングを調整する油圧駆動式のバルブタイミング調整機構３０が設けられており、クランク軸１９の回転力がタイミングチェーンからバルブタイミング調整機構３０を介して伝達される。一方、排気バルブ用のカム軸２３には、クランク軸１９の回転力がタイミングチェーンを介して直接伝達される。そして、クランク軸１９の回転力がカム軸２２，２３に伝達されると、カム軸２２，２３に一体に設けられているカム２４，２５の回転によってバルブ１３，２０が開閉駆動される。

次に、図２〜図４を参照して、バルブタイミング調整機構３０について詳述する。
図２に示すように、バルブタイミング調整機構３０は、吸気バルブ１３のバルブタイミングを変更する可変機構４０と、吸気バルブ１３のバルブタイミングを最遅角時期と最進角時期との間の中間時期に保持するための第１のロック機構５０Ａと、吸気バルブ１３のバルブタイミングを最遅角時期に保持するための第２のロック機構５０Ｂとを備えている。

可変機構４０は、吸気バルブ用のカム軸２２と一体回転する第２の回転体としてのベーンロータ４１と、クランク軸１９の回転に連動して回転する円筒形状のハウジングロータ４２とを備えている。ベーンロータ４１は、吸気バルブ用のカム軸２２に固定されるボス４１１とボス４１１から径方向外側に突出する複数（本実施形態では３つ）のベーン４１２とを有しており、ハウジングロータ４２の内部に配置されている。

ハウジングロータ４２には、径方向内側に突出する複数（本実施形態では３つ）の区画壁４２１が設けられている。そして、周方向で互いに隣り合う区画壁４２１同士の間に形成されている収容室４３は、その内部に配置されるベーンロータ４１のベーン４１２によって２つの油圧室に区画されている。収容室４３におけるベーン４１２のカム軸回転方向後側の油圧室は進角用の油圧室としての進角室４４であり、収容室４３におけるベーン４１２のカム軸回転方向前側の油圧室は遅角用の油圧室としての遅角室４５である。

なお、図２及び図３に示すように、ハウジングロータ４２の一方側の開口（図３では下側の開口）は、クランク軸１９の回転力がタイミングチェーンを介して伝達されるスプロケット４６によって閉塞されている。一方、ハウジングロータ４２の他方側の開口（図３では上側の開口）は、略円盤状のカバー４７によって閉塞されている。したがって、本実施形態では、ハウジングロータ４２、スプロケット４６及びカバー４７により、クランク軸１９の回転に連動して回転する第１の回転体が構成される。

そして、バルブタイミング調整機構３０では、遅角室４５に作動油が供給されるとともに進角室４４から作動油が排出されると、遅角室４５の作動油圧が進角室４４の作動油圧よりも高くなり、ベーンロータ４１がハウジングロータ４２に対してカム軸回転方向とは反対の方向（図２における左回り）に相対回転される。このようにハウジングロータ４２に対するベーンロータ４１の相対回転位相が遅角側に変位した場合、吸気バルブ１３のバルブタイミングが遅角される。なお、以降の記載において、「ハウジングロータ４２に対するベーンロータ４１の相対回転位相」のことを、単に「相対回転位相」というものとする。

一方、進角室４４に作動油が供給されるとともに遅角室４５から作動油が排出されると、進角室４４の作動油圧が遅角室４５の作動油圧よりも高くなり、ベーンロータ４１がハウジングロータ４２に対してカム軸回転方向（図２における右回り）に相対回転される。このように相対回転位相が進角側に変位した場合、吸気バルブ１３のバルブタイミングが進角される。

図２に示すように、第１のロック機構５０Ａは、ベーンロータ４１のベーン４１２のうちの１つに設けられている。この第１のロック機構５０Ａは、相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間に設定されている中間位相で保持する機構である。なお、最遅角位相とは、吸気バルブ１３のバルブタイミングが最も遅角されているときの相対回転位相であり、最進角位相とは、吸気バルブ１３のバルブタイミングが最も進角されているときの相対回転位相である。また、本実施形態では、上記中間位相は、「第１の相対回転位相」に相当し、例えば内燃機関１１の冷間始動に適した相対回転位相に設定されている。

第２のロック機構５０Ｂは、第１のロック機構５０Ａが設けられているベーン４１２とは異なる他のベーン４１２の１つ設けられている。この第２のロック機構５０Ｂは、相対回転位相を最遅角位相で保持する機構である。本実施形態では、最遅角位相が、第１の相対回転位相である中間位相よりも遅角側に設定されている「第２の相対回転位相」に相当する。

図３及び図４に示すように、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂは、円筒形状をなすインナーピン５１Ａ，５１Ｂと、インナーピン５１Ａ，５１Ｂの外周に配置される円環状のアウターピン５２Ａ，５２Ｂとを備えている。アウターピン５２Ａ，５２Ｂは、インナーピン５１Ａ，５１Ｂに対して、カム軸２２の延びる方向である軸方向（図３における上下方向）に摺動可能となっている。そして、インナーピン５１Ａ，５１Ｂ及びアウターピン５２Ａ，５２Ｂは、ベーン４１２に形成されている収容孔４１３内に収容されている。

収容孔４１３内には、カバー４７側（図３では上側）の開口を閉塞するスプリングガイドブッシュ５３Ａ，５３Ｂと、スプロケット４６側（図３では下側）の開口に固定されるリングブッシュ５４Ａ，５４Ｂとが設けられている。このリングブッシュ５４Ａ，５４Ｂの中央には、インナーピン５１Ａ，５１Ｂの先端が通過できる程度の円孔５４１が形成されている。

また、インナーピン５１Ａ，５１Ｂとスプリングガイドブッシュ５３Ａ，５３Ｂとの間には、インナーピン５１Ａ，５１Ｂをスプロケット４６側に付勢するインナーピンスプリング５５Ａ，５５Ｂが設けられている。また、アウターピン５２Ａ，５２Ｂとスプリングガイドブッシュ５３Ａ，５３Ｂとの間には、アウターピン５２Ａ，５２Ｂをスプロケット４６側に付勢するアウターピンスプリング５６Ａ，５６Ｂが設けられている。

また、アウターピン５２Ａ，５２Ｂとリングブッシュ５４Ａ，５４Ｂとの間には、解除室５７Ａ，５７Ｂが区画形成されている。油路を介した解除室５７Ａ，５７Ｂへの作動油の供給によって解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が増大されると、アウターピン５２Ａ，５２Ｂはアウターピンスプリング５６Ａ，５６Ｂの付勢力に抗してカバー４７側に変位可能となり、インナーピン５１Ａ，５１Ｂはインナーピンスプリング５５Ａ，５５Ｂの付勢力に抗してカバー４７側に変位可能となる。

また、収容孔４１３には、バルブタイミング調整機構３０の遅角室４５に連通する油室連通路５８と、進角室４４に連通する油室連通路５９とが接続されている。アウターピン５２Ａ，５２Ｂがスプロケット４６側に変位したときに油室連通路５８，５９が互いに連通され、アウターピン５２Ａ，５２Ｂがカバー４７側に変位したときに油室連通路５８，５９の互いの連通がアウターピン５２Ａ，５２Ｂによって遮断される。したがって、解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が減少され、アウターピン５２Ａ，５２Ｂがスプロケット４６側に変位したときには、遅角室４５と進角室４４とが互いに連通される。

そして、図３に示すように、第１のロック機構５０Ａにあっては、相対回転位相が上記中間位相になると、インナーピン５１Ａが、インナーピンスプリング５５Ａからの付勢力によって収容孔４１３からスプロケット４６側に突出し、スプロケット４６に形成されている第１ロック穴６０Ａ内に進入する。こうしてインナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに係合されることでハウジングロータ４２に対するベーンロータ４１の相対回転が規制され、相対回転位相が中間位相で保持されるようになる。したがって、本実施形態では、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａが、「第１のロック機構のロック部材」に相当する。

なお、第１ロック穴６０Ａの直径は、インナーピン５１Ａの先端、すなわち第１ロック穴６０Ａに進入する部分の直径よりも大きい。そのため、インナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに進入している状態では、インナーピン５１Ａと第１ロック穴６０Ａの周壁との間には隙間が生じる。また、スプロケット４６における第１ロック穴６０Ａの側方には、第１ロック穴６０Ａよりも浅い第１溝６１Ａが、ベーン４１２が進角側に回動したときのインナーピン５１Ａの軌跡に沿うように形成されている。

また、図４に示すように、第２のロック機構５０Ｂにあっては、相対回転位相が最遅角位相になると、インナーピン５１Ｂが、インナーピンスプリング５５Ｂからの付勢力によって収容孔４１３からスプロケット４６側に突出し、スプロケット４６に形成されている第２ロック穴６０Ｂ内に進入する。こうしてインナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂに係合されることでハウジングロータ４２に対するベーンロータ４１の相対回転が規制され、相対回転位相が最遅角位相で保持されるようになる。したがって、本実施形態では、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂが、「第２のロック機構のロック部材」に相当する。

なお、第２ロック穴６０Ｂの直径は、インナーピン５１Ｂの先端、すなわち第２ロック穴６０Ｂに進入する部分の直径よりも大きい。そのため、インナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂに進入している状態では、インナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの周壁との間には隙間が生じる。また、スプロケット４６における第２ロック穴６０Ｂの側方には、第２ロック穴６０Ｂよりも浅い第２溝６１Ｂが、ベーン４１２が進角側に回動したときのインナーピン５１Ｂの軌跡に沿うように形成されている。本実施形態では、相対回転位相が最遅角位相と中間位相との間で変位する場合、相対回転位相の変位に合わせてインナーピン５１Ｂが第２溝６１Ｂの内部で移動するようになっている。

ちなみに、図３に示すように、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに進入している場合、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂは、第２溝６１Ｂの進角側の側壁６１１に当接することがある。このように第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂが側壁６１１に当接すると相対回転位相の中間位相から進角側への変位が規制される。本実施形態のバルブタイミング調整機構３０では、インナーピン５１Ｂが側壁６１１に当接している状態のときに第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａと第１ロック穴６０Ａの進角側の側壁６０１との間に隙間ＳＰ１が生じるようになっている。この状態では、相対回転位相の中間位相から進角側への変位が第２のロック機構５０Ｂによって規制されるため、相対回転位相を更に進角側に変位させようとする力が作用したとしてもインナーピン５１Ａと側壁６０１との間に隙間ＳＰ１が生じている状態が維持される。

また、図４に示すように、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂに進入している場合には、ベーン４１２がその遅角側に位置する区画壁４２１に当接することで、相対回転位相の最遅角位相から遅角側への変位が規制される。本実施形態のバルブタイミング調整機構３０では、ベーン４１２がその遅角側に位置する区画壁４２１に当接している状態のときに第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの遅角側の側壁６０２との間に隙間ＳＰ２が生じるようになっている。この状態では、相対回転位相の最遅角位相から遅角側への変位が可変機構４０によって、すなわち可変機構４０のベーン４１２と区画壁４２１とが当接することによって規制されるため、相対回転位相を更に遅角側に変位させようとする力が作用したとしてもインナーピン５１Ｂと側壁６０２との間に隙間ＳＰ２が生じている状態が維持される。

次に、図５及び図６を参照して、本実施形態のバルブタイミング調整装置における作動油の供給系について説明する。
図５に示すように、オイルパン７０に貯留されている作動油は、吸込油路７１を通じて機関駆動式のオイルポンプ７２に汲み上げられる。そして、オイルポンプ７２から吐出された作動油は、バルブタイミング調整機構３０を含む各部位に供給される。

オイルポンプ７２は第１供給油路７３を通じてオイルコントロールバルブ７４に接続されており、オイルコントロールバルブ７４は第１排出油路７５を通じてオイルパン７０に接続されている。また、オイルコントロールバルブ７４は、進角油路７６を通じて進角室４４に接続されているとともに、遅角油路７７を通じて遅角室４５に接続されている。さらに、オイルコントロールバルブ７４は、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂの解除室５７Ａ，５７Ｂに解除油路７８を通じて接続されている。なお、オイルポンプ７２とオイルコントロールバルブ７４とを繋ぐ第１供給油路７３の途中には、オイルコントロールバルブ７４からオイルポンプ７２への作動油の流れを規制する逆止弁７９が設けられている。

また、オイルポンプ７２と逆止弁７９との間の第１供給油路７３には第１分岐油路８０が接続されており、この第１分岐油路８０は作動油を貯留するタンク８１に接続されている。このタンク８１には、ポンプ油路８２を通じて電動式の油圧ポンプ（以下、「電動ポンプ」という）８３が接続されている。この電動ポンプ８３の吐出口には第２分岐油路８４が接続されており、この第２分岐油路８４はオイルコントロールバルブ７４と逆止弁７９との間の第１供給油路７３に接続されている。

こうした油路を備えることにより、オイルコントロールバルブ７４には、オイルポンプ７２によってオイルパン７０から吸い込まれた作動油が供給される。また、機関停止中や機関始動時などのようにオイルポンプ７２からの作動油の供給が停止しているときやオイルポンプ７２の作動油供給能力が低下しているときにも、電動ポンプ８３の駆動によってタンク８１に貯留された作動油をオイルコントロールバルブ７４に供給することができる。

なお、オイルコントロールバルブ７４は、複数のポートが設けられている単一のハウジングと、このハウジング内に設けられている単一のスプールとにより構成されている。そして、このスプールがハウジングに対して移動することにより、進角室４４、遅角室４５及び解除室５７Ａ，５７Ｂに対する作動油の給排状態が、図６に示すモードＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５に変更される。

第１モードＭ１は、進角室４４及び遅角室４５の作動油の給排をともに停止し、解除室５７Ａ，５７Ｂから作動油を排出するモードである。
この第１モードＭ１では、進角室４４及び遅角室４５の作動油圧が変更されないため、相対回転位相は変位せず吸気バルブ１３のバルブタイミングが現状のまま保持される。また、解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が低くなるため、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂのインナーピン５１Ａ，５１Ｂは収容孔４１３から突出可能な状態になる。そのため、相対回転位相が最遅角位相となっているときには第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が最遅角位相に固定された状態に維持され、相対回転位相が中間位相となっているときには第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相が中間位相に固定された状態に維持される。したがって、第１モードＭ１では、進角室４４や遅角室４５に作動油を供給することができない場合でも、第１のロック機構５０Ａ又は第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相の固定状態を保持することができる。なお、第１モードＭ１は、例えば機関停止中に選択される。

第２モードＭ２は、遅角室４５に作動油を供給する一方で進角室４４から作動油を排出するとともに、解除室５７Ａ，５７Ｂから作動油を排出するモードである。
この第２モードＭ２では、遅角室４５の作動油圧が進角室４４の作動油圧よりも高くなるため、相対回転位相が遅角側に変位され、吸気バルブ１３のバルブタイミングが遅角される。また、解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が低くなるため、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂのインナーピン５１Ａ，５１Ｂは収容孔４１３から突出可能な状態になる。そのため、相対回転位相が最遅角位相になっているときには第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が最遅角位相に維持され、相対回転位相が中間位相となっているときには第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相が中間位相に維持される。なお、第２モードＭ２は、例えば機関停止に際してバルブタイミングを最遅角時期又は中間時期で固定するときに選択される。

第３モードＭ３は、遅角室４５に作動油を供給する一方で進角室４４から作動油を排出するとともに、解除室５７Ａ，５７Ｂに作動油を供給するモードである。
この第３モードＭ３では、遅角室４５の作動油圧が進角室４４の作動油圧よりも高くなるため、相対回転位相が遅角側に変位され、吸気バルブ１３のバルブタイミングが遅角される。また、解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が高くなるため、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂのインナーピン５１Ａ，５１Ｂは収容孔４１３に収容された状態になる。したがって、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂによるバルブタイミングの固定は解除されている。なお、第３モードＭ３は、例えばバルブタイミングを遅角させる際に選択される。

第４モードＭ４は、進角室４４及び遅角室４５の作動油の給排をともに停止し、解除室５７Ａ，５７Ｂに作動油を供給するモードである。
この第４モードＭ４では、進角室４４及び遅角室４５の作動油圧が変更されないため、相対回転位相は変位せず吸気バルブ１３のバルブタイミングが現状のまま保持される。また、解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が高くなるため、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂのインナーピン５１Ａ，５１Ｂは収容孔４１３に収容された状態になる。したがって、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂによるバルブタイミングの固定は解除されている。つまり、第４モードＭ４では、第１モードＭ１と異なり、バルブタイミングの保持が進角室４４及び遅角室４５の作動油圧の保持によって行われる。そして、インナーピン５１Ａ，５１Ｂによるバルブタイミングの固定は解除されているため、第３モードＭ３や後述の第５モードＭ５にモードが切り替えられると、ベーン４１２が速やかに相対回転し、バルブタイミングが速やかに変更される。なお、第４モードＭ４は、例えば、機関運転中においてバルブタイミングを保持するときに選択される。

第５モードＭ５は、進角室４４に作動油を供給する一方で遅角室４５から作動油を排出するとともに、解除室５７Ａ，５７Ｂに作動油を供給するモードである。
この第５モードＭ５では、進角室４４の作動油圧が遅角室４５の作動油圧よりも高くなるため、相対回転位相が進角側に変位され、吸気バルブ１３のバルブタイミングが進角される。また、解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が高くなるため、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂのインナーピン５１Ａ，５１Ｂは収容孔４１３に収容された状態になる。したがって、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂによるバルブタイミングの固定は解除されている。なお、この第５モードＭ５は、例えばバルブタイミングを進角させる際に選択される。

バルブタイミング調整装置を備える内燃機関１１の各種制御は、図５に示す制御装置１００によって行われる。制御装置１００は、演算処理を実行するＣＰＵ、制御に必要なプログラムやデータが記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果が一時的に記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入力したり出力したりするためのポートなどを備えている。

内燃機関１１には、機関運転状態等を検出する各種のセンサが設けられている。例えば、吸気カムポジションセンサ１０１は吸気バルブ用のカム軸２２の回転位相を検出し、クランクポジションセンサ１０２は機関回転速度の算出に必要なクランク軸１９の回転角を検出する。また、水温センサ１０３は内燃機関１１の冷却水の温度を検出し、アクセル操作量センサ１０４はアクセルペダルの操作量を検出する。また、車速センサ１０５は内燃機関１１が搭載されている車両の車速を検出する。また、制御装置１００には、イグニッションスイッチ１０６が電気的に接続されている。イグニッションスイッチ１０６は、内燃機関１１の運転と停止を切り替えるメインスイッチであり、このイグニッションスイッチ１０６がオン操作されることにより内燃機関１１の始動要求がなされる。つまり、制御装置１００は、イグニッションスイッチ１０６がオン操作されたときに内燃機関１１を始動させ、イグニッションスイッチ１０６がオフ操作されたときに内燃機関１１の運転を停止させる。

また、本実施形態の内燃機関１１は、イグニッションスイッチ１０６がオンになっている状態で機関運転中に所定のアイドルストップ条件が成立したときに内燃機関１１の運転を自動的に停止させる一方、アイドルストップ条件が成立しなくなったときに機関運転を自動的に再開させるアイドルストップ機能を備えている。すなわち、アイドルストップ条件が成立しなくなったことに基づいて始動要求がなされることもある。

ところで、機関運転を停止させる際には、相対回転位相が中間位相又は最遅角位相で保持される。例えば、本実施形態では運転者によるイグニッションスイッチ１０６のオフ操作、すなわち機関運転停止操作を契機に機関運転を停止させる場合には、第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相が中間位相で保持される。また、アイドルストップ条件の成立を契機に機関運転を停止させる場合には、第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が最遅角位相で保持される。なお、アイドルストップ条件の成立を契機に機関運転が停止されている状態で、イグニッションスイッチ１０６がオフ操作されることがある。この場合、相対回転位相の最遅角位相での保持が解除され、相対回転位相が進角側に変位されて中間位相で保持される。

また、機関運転を開始させる際には、相対回転位相をそのときの内燃機関１１の状態に応じた相対回転位相に調整した上で機関運転が開始される。例えば、内燃機関１１の冷却水の温度が高い場合などのような温間始動時には、プレイグニッションの発生の抑制などを目的として、相対回転位相を最遅角位相で保持させた状態で機関運転が開始される。このとき、始動要求がなされる前に第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が既に最遅角位相で保持されていた場合には、相対回転位相が変更されることなく機関始動が開始される。その一方で、機関始動が要求されるまで第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相が中間位相で保持されていた場合には、機関始動に先立って、相対回転位相の中間位相での保持を解除して相対回転位相を最遅角位相まで変位させた上で、第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が最遅角位相で保持されることとなる。

また、水温センサ１０３によって検出される内燃機関１１の冷却水の温度が低い場合などのような冷間始動時には、相対回転位相を中間位相で保持させた状態で機関運転が開始される。このとき、始動要求がなされる前に第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相が既に中間位相で保持されていた場合には、相対回転位相が変更されることなく機関始動が開始される。

そこで次に、図７に示すフローチャートを参照して、アイドルストップ条件の成立を契機に機関運転が停止されている際、すなわち相対回転位相が最遅角位相で保持された状態で機関運転が停止している際に、制御装置１００が予め設定された所定制御サイクル毎に実行する処理ルーチンについて説明する。

図７に示すように、本処理ルーチンにおいて、制御装置１００は、再始動要求がなされたか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えばブレーキペダルの踏み込みが解除されたりアクセルペダルが操作されたりするなどしてアイドルストップ条件が成立しなくなった場合、このステップＳ１１を通じて始動要求がなされたと判定される。始動要求がなされたと判定された場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、制御装置１００は、相対回転位相を最遅角位相で保持させたままで機関始動を許可し（ステップＳ１２）、本処理ルーチンを終了する。

一方、始動要求がなされていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、制御装置１００は、イグニッションスイッチ１０６がオフ操作されたか否かを判定する（ステップＳ１３）。イグニッションスイッチ１０６がオフ操作されていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）、制御装置１００は、本処理ルーチンを一旦終了する。一方、イグニッションスイッチ１０６がオフ操作された場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）、制御装置１００は、電動ポンプ８３の駆動を開始させる（ステップＳ１４）。続いて、制御装置１００は、オイルコントロールバルブ７４の動作モードを上記第３モードＭ３に設定し、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂを第２ロック穴６０Ｂから脱抜させる遅角側ロック解除処理を行う（ステップＳ１５）。

そして、制御装置１００は、オイルコントロールバルブ７４の動作モードを上記第５モードＭ５に設定し、相対回転位相を最遅角位相から中間位相よりも進角側に変位させる進角処理を行う（ステップＳ１６）。続いて、制御装置１００は、オイルコントロールバルブ７４の動作モードを上記第２モードＭ２に設定し、相対回転位相を中間位相に変位させて同中間位相で保持させ（ステップＳ１７）、本処理ルーチンを終了する。

次に、図８に示すフローチャートを参照して、相対回転位相が中間位相で保持されている状態でイグニッションスイッチ１０６のオン操作によって始動要求がなされた場合に制御装置１００が実行する処理ルーチンについて説明する。すなわち、この処理ルーチンは、イグニッションスイッチ１０６のオフ操作を契機に機関運転が停止されている状態からイグニッションスイッチ１０６のオン操作によって始動要求がなされた場合に実行される。

図８に示すように、本処理ルーチンにおいて、制御装置１００は、水温センサ１０３によって検出される内燃機関１１の冷却水の温度などから推定される機関温度が低温であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。ここでは、機関温度が判定温度以上であるときには機関温度が高温であると判定される一方、機関温度が判定温度よりも低いときに機関温度が低温であると判定される。機関温度が低温である場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、今回の機関始動が冷間始動となるため、制御装置１００は、相対回転位相を中間位相で保持したままで機関始動を許可し（ステップＳ２２）、本処理ルーチンを終了する。

一方、機関温度が高温である場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、今回の機関始動が温間始動となるため、制御装置１００は、電動ポンプ８３の駆動を開始させる（ステップＳ２３）。続いて、制御装置１００は、オイルコントロールバルブ７４の動作モードを上記第５モードＭ５に設定し、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａを第１ロック穴６０Ａから脱抜させる中間ロック解除処理を行う（ステップＳ２４）。

そして、制御装置１００は、オイルコントロールバルブ７４の動作モードを上記第３モードＭ３に設定し、相対回転位相を中間位相から遅角側に変位させる遅角処理を行う（ステップＳ２５）。続いて、制御装置１００は、オイルコントロールバルブ７４の動作モードを上記第２モードＭ２に設定し、相対回転位相を最遅角位相で保持させる（ステップＳ２６）。そして、制御装置１００は、相対回転位相を最遅角位相で保持させた状態で機関始動を許可し（ステップＳ２２）、本処理ルーチンを終了する。

次に、図９に示すタイミングチャートを参照して、運転者によるイグニッションスイッチ１０６のオン操作によって内燃機関１１が温間始動する際、すなわち相対回転位相を中間位相から最遅角位相まで変位させてから機関始動を行う際の動作について説明する。

図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、第１のタイミングｔ１でイグニッションスイッチ１０６がオン操作されると、電動ポンプ８３が駆動し始め、バルブタイミング調整機構３０の各油圧室（進角室４４、遅角室４５及び解除室５７Ａ，５７Ｂ）の作動油圧の調整が可能となる。そして、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第５モードＭ５に設定され、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａを第１ロック穴６０Ａから脱抜させる中間ロック解除処理が行われる。

すると、進角室４４及び解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が増大され、第１のロック機構５０Ａでは、インナーピン５１Ａ及びアウターピン５２Ａに対して、インナーピンスプリング５５Ａ及びアウターピンスプリング５６Ａからの付勢力とは反対側に作用する力が作用する。

ここで、機関停止中にあっては、吸気バルブ用のカム軸２２には、吸気バルブ１３を閉弁させるバルブスプリングからの付勢力に起因するカムトルクが作用している。このカムトルクがカム軸２２に作用する方向は、機関停止中におけるカム２４の停止位相によって変わる。例えば、カムトルクがカム軸２２に対して遅角させる逆回転方向（図３では左側）に作用している場合、可変機構４０及び第２のロック機構５０Ｂは相対回転位相の遅角側への変位を許容しているため、インナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａの遅角側の側壁に押し付けられる（図３参照）。この状態では、解除室５７Ａの作動油圧を増大させてインナーピン５１Ａを第１ロック穴６０Ａから脱抜させようとしても、インナーピン５１Ａと第１ロック穴６０Ａの遅角側の側壁との間で大きな摩擦力が発生し、インナーピン５１Ａの第１ロック穴６０Ａからの速やかな脱抜に支障をきたすおそれがある。

この点、上述したように、本実施形態の中間ロック解除処理では、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第５モードＭ５に設定されるため、解除室５７Ａだけではなく進角室４４の作動油圧も増大される。こうして進角室４４の作動油圧が増大されると、ベーン４１２には、ベーン４１２をハウジングロータ４２に対して進角側に相対回動させるようなトルク（以下、「進角トルク」ともいう。）が作用する。その結果、この進角トルクによって上記カムトルクが相殺され、インナーピン５１Ａと第１ロック穴６０Ａの遅角側の側壁との間の摩擦力を小さくすることができる。

しかも、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに進入している状態で第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂが第２溝６１Ｂの進角側の側壁６１１に当接すると、ベーン４１２の更なる進角側への相対回動が規制される。そのため、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに進入している状態では、インナーピン５１Ａと第１ロック穴６０Ａの進角側の側壁６０１との間に隙間ＳＰ１が生じている状態が維持される。すなわち、進角室４４の作動油圧が増大されても、インナーピン５１Ａは第１ロック穴６０Ａの進角側の側壁６０１に当接しない。

その結果、進角室４４及び解除室５７Ａの作動油圧を増大させることにより、インナーピン５１Ａは、第１ロック穴６０Ａから速やかに脱抜されて収容孔４１３内に収容される。したがって、第１のロック機構５０Ａによる相対回転位相の中間位相での保持が速やかに解除される。

そして、相対回転位相の中間位相での保持が解除されている第２のタイミングｔ２では、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが相対回転位相を遅角させるための第３モードＭ３に変更される。すると、遅角室４５の作動油圧が増大される一方で進角室４４の作動油圧が減少されるため、ベーン４１２がハウジングロータ４２に対して遅角側に相対回動される。

なお、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第３モードＭ３に設定されている場合、各解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧も増大される。そのため、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａは収容孔４１３に収容されたままとなり、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂは、第２溝６１Ｂから脱抜されて収容孔４１３に収容される。その結果、ベーン４１２が遅角側に相対回動している最中にインナーピン５１Ａ，５１Ｂがロック穴６０Ａ，６０Ｂや溝６１Ａ，６１Ｂに係合されにくいため、相対回転位相が円滑に遅角側に変位される。

そして、第３のタイミングｔ３でベーン４１２が遅角側の区画壁４２１に当接すると、相対回転位相が最遅角位相になり、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第２モードＭ２に変更される。すると、遅角室４５の作動油圧を増大及び進角室４４の作動油圧の減少が継続された上で、解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が減少される。その結果、第２のロック機構５０Ｂでは、インナーピン５１Ｂは、インナーピンスプリング５５Ｂからの付勢力によって収容孔４１３内からスプロケット４６側に突出し、同スプロケット４６に形成されている第２ロック穴６０Ｂに進入する（図４参照）。すなわち、第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が最遅角位相で保持される。そして、この状態で第４のタイミングｔ４において機関運転が開始される。

なお、機関停止中にあっては、カムトルクがカム軸２２に対して進角させる正回転方向（図３では右側）に作用していることもある。この場合、ベーン４１２に支持されている第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａは、ハウジングロータ４２に対して進角側に相対回動しようとする。そのため、インナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａの遅角側の側壁に当接していたとしても、インナーピン５１Ａは第１ロック穴６０Ａの遅角側の側壁に押し付けられない。また、インナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに進入している状態では、第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相の進角側への変位が規制される。そのため、進角室４４の作動油圧の増大に起因して上記進角トルクがベーン４１２に作用しても、インナーピン５１Ａと第１ロック穴６０Ａの進角側の側壁６０１との間に隙間ＳＰ１が生じている状態が維持される。すなわち、進角トルク及びカムトルクの双方によって、インナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａの進角側の側壁６０１に押し付けられることはない。したがって、進角室４４及び解除室５７Ａの作動油圧の増大によって、インナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａから速やかに脱抜されて収容孔４１３内に収容され、第１のロック機構５０Ａによる相対回転位相の中間位相での保持が速やかに解除される。

次に、図１０に示すタイミングチャートを参照して、アイドルストップ条件の成立を契機に機関停止しているときにイグニッションスイッチ１０６がオフ操作された場合、すなわち機関停止中に相対回転位相を最遅角位相から中間位相に変位させる際の動作について説明する。

アイドルストップ条件の成立を契機に内燃機関１１の運転を停止させる場合には、第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相を最遅角位相で保持させてから機関停止がなされる。したがって、図１０（ａ）〜（ｄ）に示すように、イグニッションスイッチ１０６がオフ操作されるまでの間（第１のタイミングｔ１１以前）には、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第１モードＭ１にされており、相対回転位相が最遅角位相に保持されている。第１のタイミングｔ１１においてイグニッションスイッチ１０６がオフ操作されると、電動ポンプ８３が駆動し始め、バルブタイミング調整機構３０の各油圧室（進角室４４、遅角室４５及び解除室５７Ａ，５７Ｂ）の作動油圧の調整が可能となる。そして、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第３モードＭ３に設定され、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂを第２ロック穴６０Ｂから脱抜させる遅角側ロック解除処理が行われる。

すると、遅角室４５及び解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が増大され、第２のロック機構５０Ｂでは、インナーピン５１Ｂ及びアウターピン５２Ｂに対して、インナーピンスプリング５５Ｂ及びアウターピンスプリング５６Ｂからの付勢力とは反対側に作用する力が作用する。

ここで、機関停止中にあっては、吸気バルブ用のカム軸２２に対するカムトルクが、カム軸２２を進角させる正回転方向（図４では右側）に作用することがある。この場合、ベーン４１２に支持されている第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂは、ハウジングロータ４２に対して進角側に相対回動する。この場合、可変機構４０及び第１のロック機構５０Ａは相対回転位相の進角側への変位を許容しているため、インナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂの進角側の側壁に押し付けられている。この状態では、解除室５７Ｂの作動油圧を増大させてインナーピン５１Ｂを第２ロック穴６０Ｂから脱抜させようとしても、インナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの進角側の側壁との間で大きな摩擦力が発生し、インナーピン５１Ｂの第２ロック穴６０Ｂからの速やかな脱抜に支障をきたすおそれがある。

この点、上述したように、本実施形態の遅角側ロック解除処理では、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第３モードＭ３に設定されるため、解除室５７Ｂだけではなく遅角室４５の作動油圧も増大される。こうして遅角室４５の作動油圧が増大されると、ベーン４１２には、ベーン４１２をハウジングロータ４２に対して遅角側に相対回動させるようなトルク（以下、「遅角トルク」ともいう。）が作用する。その結果、この遅角トルクによって上記カムトルクが相殺され、インナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの進角側の側壁との間の摩擦力を小さくすることができる。

しかも、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂに進入している状態では、相対回転位相を遅角側に変位させることができない。そのため、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂに進入している状態では、インナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの遅角側の側壁６０２との間に隙間ＳＰ２が生じている状態が維持される。すなわち、遅角室４５の作動油圧が増大されても、インナーピン５１Ｂは第２ロック穴６０Ｂの遅角側の側壁６０２に当接しない。

その結果、遅角室４５及び解除室５７Ｂの作動油圧を増大させることにより、インナーピン５１Ｂは、第２ロック穴６０Ｂから速やかに脱抜されて収容孔４１３内に収容される。したがって、第２のロック機構５０Ｂによる相対回転位相の最遅角位相での保持が速やかに解除される。

そして、相対回転位相の最遅角位相での保持が解除されている第２のタイミングｔ１２では、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第５モードＭ５に変更される。すると、進角室４４の作動油圧が増大される一方で遅角室４５の作動油圧が減少されるため、ベーン４１２がハウジングロータ４２に対して進角側に相対回動される。

なお、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第５モードＭ５に設定されている場合、各解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧も増大される。そのため、第１及び第２のロック機構５０Ａ，５０Ｂのインナーピン５１Ａ，５１Ｂは収容孔４１３に収容されたままとなる。すなわち、ベーン４１２の進角側への相対回動の最中にあっては、インナーピン５１Ａ，５１Ｂがロック穴６０Ａ，６０Ｂや溝６１Ａ，６１Ｂに係合されにくいため、相対回転位相が円滑に進角側に変位される。

そして、第３のタイミングｔ１３で相対回転位相が中間位相を通過すると、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第２モードＭ２に変更される。すると、解除室５７Ａ，５７Ｂの作動油圧が減少される。その結果、第１のロック機構５０Ａでは、インナーピン５１Ａは、インナーピンスプリング５５Ａからの付勢力によって収容孔４１３内からスプロケット４６側に突出し、同スプロケット４６に形成されている第１溝６１Ａに進入する。オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第２モードＭ２である場合には、遅角室４５の作動油圧が増大されるとともに進角室４４の作動油圧が減少されるため、ベーン４１２が遅角側に相対回動する。そのため、ベーン４１２に支持されているインナーピン５１Ａは、第１溝６１Ａ内を遅角側に移動し、第４のタイミングｔ１４で第１ロック穴６０Ａの直上位置に達すると同第１ロック穴６０Ａに進入する。これにより、第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相が中間位相で保持される。また、第２のロック機構５０Ｂでは、インナーピン５１Ｂは、インナーピンスプリング５５Ｂからの付勢力によって収容孔４１３内からスプロケット４６側に突出し、同スプロケット４６に形成されている第２溝６１Ｂに進入する。こうして第４のタイミングｔ１４で相対回転位相が中間位相に保持されると、オイルコントロールバルブ７４の動作モードが第１モードＭ１に変更され、その後、始動要求がなされるまで相対回転位相を中間位相に保持する状態が継続されることになる。

なお、機関停止中にあっては、カムトルクがカム軸２２に対して遅角させる逆回転方向（図４では左側）に作用していることもある。この場合、ベーン４１２に支持されている第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂは、ハウジングロータ４２に対して遅角側に相対回動しようとする。そのため、インナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂの進角側の側壁に当接していたとしても、インナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂの進角側の側壁に押し付けられることはない。また、インナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂに進入している状態では、可変機構４０によって相対回転位相の進角側への変位が規制されている。そのため、遅角室４５の作動油圧の増大に起因して上記遅角トルクがベーン４１２に作用しても、インナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの遅角側の側壁６０２との間に隙間ＳＰ２が生じている状態が維持される。すなわち、遅角トルク及びカムトルクの双方によって、インナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂの遅角側の側壁６０２に押し付けられることはない。したがって、遅角室４５及び解除室５７Ｂの作動油圧の増大によって、インナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂから速やかに脱抜されて収容孔４１３内に収容され、第２のロック機構５０Ｂによる相対回転位相の最遅角位相での保持が速やかに解除される。

上述した構成及び作用により、本実施形態では、以下に示す効果を得ることができる。
（１）第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａが第１ロック穴６０Ａに進入している状態では、第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相の進角側への変位が規制されているため、インナーピン５１Ａと第１ロック穴６０Ａの進角側の側壁６０１との間に隙間ＳＰ１が生じている状態が維持される。そのため、吸気バルブ用のカム軸２２に対して上記カムトルクが何れの方向（正回転方向又は逆回転方向）に作用する場合であっても、中間ロック解除処理の実行によって進角室４４及び解除室５７Ａの作動油圧を増大させることにより、インナーピン５１Ａを第１ロック穴６０Ａから速やかに脱抜させることができる。すなわち、第１のロック機構５０Ａによる相対回転位相の中間位相での保持を速やかに解除させることができる。したがって、内燃機関１１が停止しており、カム軸２２にカムトルクが作用している状態であっても、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａを第１ロック穴６０Ａから速やかに抜脱して相対回転位相を変更可能な状態にすることができる。

（２）本実施形態の中間ロック解除処理を行うことにより、第１のロック機構５０Ａによる相対回転位相の中間位相での保持が速やかに解除されるため、内燃機関１１の始動要求がなされてから機関始動が実際に開始されるまでの短い期間であってもインナーピン５１Ａを第１ロック穴６０Ａから抜脱させることができる。

（３）本実施形態では、イグニッションスイッチ１０６がオン操作された場合、冷間始動時には第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相が中間位相で保持されたままで機関始動が開始される。これに対し、温間始動時には第１のロック機構５０Ａによる相対回転位相の中間位相での保持が解除されて第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が最遅角位相で保持された上で、機関始動が開始される。すなわち、温間始動時におけるプレイグニッションの発生を抑制することができる。また、このように機関始動時の機関温度によって相対回転位相を適宜変更する制御構成を採用することにより、吸気バルブ１３のバルブタイミングを始動時における内燃機関１１の状態に応じた適切な時期に設定した上で機関始動を開始させることができる。

（４）第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂに進入している状態では、可変機構４０によって相対回転位相の遅角側への変位が規制されているため、インナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの遅角側の側壁６０２との間に隙間ＳＰ２が生じている状態が維持される。そのため、吸気バルブ用のカム軸２２に対して上記カムトルクが何れの方向に作用する場合であっても、遅角側ロック解除処理の実行によって遅角室４５及び解除室５７Ｂの作動油圧を増大させることにより、インナーピン５１Ｂを第２ロック穴６０Ｂから速やかに脱抜させることができる。すなわち、第２のロック機構５０Ｂによる相対回転位相の最遅角位相での保持を速やかに解除させることができる。したがって、内燃機関１１が停止しており、カム軸２２にカムトルクが作用している状態であっても、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂを第２ロック穴６０Ｂから速やかに抜脱して相対回転位相を変更可能な状態にすることができる。

（５）アイドルストップ条件の成立時には、第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が最遅角位相で保持された状態で内燃機関１１の運転が停止される。そのため、こうしたアイドルストップ条件の成立を契機として内燃機関１１の運転が停止されている状態から内燃機関１１を再始動させるときには、相対回転位相を変更することなく、すなわち相対回転位相を最遅角位相で保持したままで内燃機関１１を再始動させることができる。したがって、内燃機関１１の早期の再始動を実現することができる。

（６）一方、アイドルストップ条件の成立を契機に内燃機関１１の運転が停止されている状態のときにイグニッションスイッチ１０６がオフ操作されることがある。この場合には交差点などでの一時的な車両停止ではなく、しばらく停車状態が継続されることが予想されるため、時間の機関始動時には冷間始動となる可能性がある。この点、本実施形態では、相対回転位相が最遅角位相で保持された状態でイグニッションスイッチ１０６がオフ操作された場合には、第２のロック機構５０Ｂによる相対回転位相の最遅角位相での保持が解除され、第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相が中間位相で保持されることとなる。すなわち、冷間始動に備えて相対回転位相を中間位相に予め変位させることができ、冷間始動性を向上させることができる。

なお、上記実施形態は以下のような別の実施形態に変更してもよい。
・第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が最遅角位相で保持されている状態でイグニッションスイッチ１０６がオフ操作されたときに、第２のロック機構５０Ｂによる相対回転位相の最遅角位相での保持の解除を行わない構成としてもよい。この場合には、次回のイグニッションスイッチ１０６のオン操作に伴う機関始動が冷間始動であるときに、第２のロック機構５０Ｂによる相対回転位相の最遅角位相での保持を解除して第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相を中間位相で保持させた後に、機関始動を開始させるようにすればよい。こうした構成を採用すると、次回のイグニッションスイッチ１０６のオン操作に伴う機関始動が温間始動であるときには、第２のロック機構５０Ｂによる相対回転位相の最遅角位相での保持を維持したままで機関始動を開始させることとなる。すなわち温間始動時には、相対回転位相を変更させる処理を行わなくても温間始動性を向上させた状態で機関始動を行うことができる。

・機関始動に先立って、第１のロック機構５０Ａによる相対回転位相の中間位相での保持を解除することができるのであれば、その後の相対回転位相の遅角側への変位及び第２のロック機構５０Ｂによる相対回転位相の最遅角位相での保持は、機関始動中に行ってもよい。この場合、上記実施形態の場合と比較して早期に機関始動を開始させることができる。

・第２の相対回転位相は、第１の相対回転位相として機能する中間位相よりも遅角側の相対回転位相であれば最遅角位相でなくてもよい。このように第２の相対回転位相が最遅角位相よりも進角側の相対回転位相に設定されている場合には、第２のロック機構５０Ｂによって相対回転位相が第２の相対回転位相で保持されているときであっても、ベーン４１２が遅角側の区画壁４２１に当接していないため、可変機構４０によって相対回転位相の遅角側への変位を規制することができない。そこで、ロック穴６０Ａ，６０Ｂが形成されているスプロケット４６には、第１のロック機構５０Ａのインナーピン５１Ａが進入できる形状の溝（以下、「第３溝」ともいう。）を、第１ロック穴６０Ａから遅角側に延びるように設けてもよい。そして、この第３溝を、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂが第２ロック穴６０Ｂに進入し且つインナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの遅角側の側壁６０２との間に隙間ＳＰ２が生じている状態で、遅角側の側壁にインナーピン５１Ａが当接するように形成してもよい。この構成によれば、第１のロック機構５０Ａによって相対回転位相の遅角側への変位を規制することで、インナーピン５１Ｂと第２ロック穴６０Ｂの遅角側の側壁６０２との間に隙間ＳＰ２が生じている状態を維持することができる。そのため、機関停止中であっても、遅角室４５及び解除室５７Ｂの作動油圧を増大させることにより、第２のロック機構５０Ｂのインナーピン５１Ｂを第２ロック穴６０Ｂから速やかに脱抜させることができる。

・第１のロック機構は、相対回転位相を中間位相で保持することができるのであれば、上記実施形態に記載した構成以外の構成を採用してもよい。例えば、第１のロック機構のロック部材は、円筒形状以外の他の形状（例えば、板状）であってもよい。また、第１のロック機構を、ベーン４１２ではなく、第１の回転体を構成するハウジングロータ４２、スプロケット４６、カバー４７などに設けてもよい。この場合、第１のロック機構のロック部材が進入する第１ロック穴及び第１溝を、ベーンロータ４１に形成することとなる。

・第２のロック機構は、相対回転位相を最遅角位相で保持することができるのであれば、上記実施形態に記載した構成以外の構成を採用してもよい。例えば、第２のロック機構のロック部材は、円筒形状以外の他の形状（例えば、板状）であってもよい。また、第２のロック機構を、ベーン４１２ではなく、第１の回転体を構成するハウジングロータ４２、スプロケット４６、カバー４７などに設けてもよい。この場合、第２のロック機構のロック部材が進入する第２ロック穴及び第２溝を、ベーンロータ４１に形成することとなる。

・可変機構４０は、進角室４４及び遅角室４５の作動油圧の調整によって相対回転位相を調整することができるのであれば、上記実施形態に記載した構成以外の他の任意の構成であってもよい。

・排気バルブ２０のバルブタイミングを調整するために、上記実施形態と同様の構成のバルブタイミング調整機構を排気バルブ用のカム軸２３に設けてもよい。これにより、排気バルブ２０のバルブタイミングをそのときの内燃機関１１の状態に応じた適切な時期に設定した上で、機関始動を開始させることができる。

・また、車両は、動力源として内燃機関のみを有する車両であってもよいし、動力源として内燃機関に加えてモータを有するハイブリッド車両であってもよい。ハイブリッド車両にあっては、内燃機関を運転させて走行する第１の走行モードと、内燃機関の運転を停止させて走行する第２の走行モードとが用意されている。この場合、第１の走行モードから第２の走行モードに移行する際には、内燃機関を間欠停止させることとなるため、上記相対回転位相を最遅角位相で保持させた状態で内燃機関１１の運転を停止させることとなる。

１１…内燃機関、１３…吸気バルブ、１９…機関出力軸としてのクランク軸、２０…排気バルブ、２２，２３…カム軸、４０…可変機構、４１…第２の回転体としてのベーンロータ、４２…第１の回転体を構成するハウジングロータ、４４…進角室、４５…遅角室、４６…第１の回転体を構成するスプロケット、４７…第１の回転体を構成するカバー、５０Ａ…第１のロック機構、５０Ｂ…第２のロック機構、５１Ａ，５１Ｂ…ロック部材としてのインナーピン、６０Ａ，６０Ｂ…ロック穴、６０１…第１ロック穴の進角側の側壁、６０２…第２ロック穴の遅角側の側壁、１００…制御装置、ＳＰ１，ＳＰ２…隙間。

Claims (5)

1. 機関出力軸の回転に連動して回転する第１の回転体とバルブ用のカム軸と共に回転する第２の回転体との相対回転位相を、進角用の油圧室及び遅角用の油圧室の作動油圧の調整によって変更する可変機構と、
   前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の第１の相対回転位相に保持する第１のロック機構と、
   前記相対回転位相を前記第１の相対回転位相よりも遅角側の第２の相対回転位相に保持する第２のロック機構と、
   前記各油圧室の作動油圧の調整によって、前記可変機構及び前記第１のロック機構及び前記第２のロック機構を制御する制御装置と、を備えたバルブタイミング調整装置であり、
   前記第１及び第２の各ロック機構は、前記第１及び第２の各回転体の一方に進退移動可能に支持されるロック部材を有し、同ロック部材を前記第１及び第２の各回転体の他方に形成されているロック穴に進入させることで前記相対回転位相を保持する一方、前記進角用の油圧室及び前記遅角用の油圧室の少なくとも一方の作動油圧が増大されると前記ロック部材が前記ロック穴から抜脱されて前記相対回転位相の保持が解除されるものであり、
   前記第１のロック機構の前記ロック部材が前記ロック穴に進入している状態で前記第２のロック機構によって前記相対回転位相の進角側への変位が規制されているときに、前記第１のロック機構の前記ロック部材と前記ロック穴の進角側の側壁との間に隙間が生じ、
   前記制御装置は、前記第１のロック機構の前記ロック部材が前記ロック穴に進入している状態で機関停止しているときに、前記進角用の油圧室の作動油圧を増大させる中間ロック解除処理を行う
   ことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 前記制御装置は、内燃機関の始動要求がなされてから機関始動が開始されるまでの間に前記中間ロック解除処理を行う
   請求項１に記載のバルブタイミング調整装置。
3. 前記カム軸は、吸気バルブ用のカム軸であり、
   前記制御装置は、前記中間ロック解除処理を行った後、機関始動が開始されるまでの間に前記遅角用の油圧室の作動油圧を増大させる遅角処理を行う
   請求項２に記載のバルブタイミング調整装置。
4. 前記第２のロック機構の前記ロック部材が前記ロック穴に進入しており、前記可変機構によって前記相対回転位相の遅角側への変位が規制されているときに、同第２のロック機構の前記ロック部材と前記ロック穴の遅角側の側壁との間に隙間が生じ、
   前記制御装置は、前記第２のロック機構の前記ロック部材が前記ロック穴に進入している状態で機関停止しているときに、前記遅角用の油圧室の作動油圧を増大させる遅角側ロック解除処理を行う
   請求項１〜請求項３のうち何れか一項に記載のバルブタイミング調整装置。
5. 前記カム軸は、吸気バルブ用のカム軸であり、
   前記制御装置は、
   アイドルストップ条件の成立を契機に機関停止させるとき、前記第２のロック機構によって前記相対回転位相を前記第２の相対回転位相で保持させた状態で機関運転を停止させ、
   機関停止中において前記第２のロック機構による前記相対回転位相の前記第２の相対回転位相での保持が継続している状態で機関運転停止操作が行われたときに、前記遅角側ロック解除処理を行い、その後に前記進角用の油圧室の作動油圧を増大させる進角処理を行う
   請求項４に記載のバルブタイミング調整装置。