(57)【要約】【課題】可変バルブタイミング機構における油圧が不足すると、可変バルブタイミング機構の動作が不安定になってクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相も不安定になる。【解決手段】可変バルブタイミング機構は、ロック部を備えている。ロック部において、ロックピンがロック穴に嵌め込まれることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が固定される。ロック部は、オイルコントロールバルブからのオイルの給排により動作する。燃料ポンプの燃圧があらかじめ定められた燃圧閾値以上であるとき、又は筒内噴射弁から噴射する燃料量である吐出要求量があらかじめ定められた吐出要求閾値よりも多いとき、可変バルブタイミング機構の動作がロックされてクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が固定されるようにオイルコントロールバルブを制御する。【選択図】図４
2020084954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを駆動するためのカムシャフトと、
前記カムシャフトに取り付けられて、クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相を調整する可変バルブタイミング機構と、
前記可変バルブタイミング機構に供給されるオイルの量を調整するオイルコントロールバルブと、
前記カムシャフトの回転トルクを駆動源として駆動し、燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプと、
を備えた内燃機関に適用される制御装置において、
前記燃料ポンプの負荷があらかじめ定められた負荷よりも高いとき、前記可変バルブタイミング機構の動作がロックされて前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相が固定されるように前記オイルコントロールバルブを制御する
内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の内燃機関は、オイルパンに貯留されたオイルを圧送するオイルポンプを備えている。オイルポンプが圧送したオイルの一部は、オイルコントロールバルブを介して、可変バルブタイミング機構に供給される。可変バルブタイミング機構は、排気バルブを開閉するためのカムシャフトに取り付けられている。可変バルブタイミング装置に対するオイルの供給量がオイルコントロールバルブによって調整されることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許４９３０２６６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された可変バルブタイミング機構を正常に動作させるためには、一定以上の油圧が必要である。そのため、可変バルブタイミング機構における油圧が不足すると、可変バルブタイミング機構の動作が不安定になってクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相も不安定になることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、本発明は、内燃機関の吸気バルブ又は排気バルブを駆動するためのカムシャフトと、前記カムシャフトに取り付けられて、クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相を調整する可変バルブタイミング機構と、前記可変バルブタイミング機構に供給されるオイルの量を調整するオイルコントロールバルブと、前記カムシャフトの回転トルクを駆動源として駆動し、燃料を昇圧して吐出する燃料ポンプと、を備えた内燃機関に適用される制御装置において、前記燃料ポンプの負荷があらかじめ定められた負荷よりも高いとき、前記可変バルブタイミング機構の動作がロックされて前記クランクシャフトに対する前記カムシャフトの回転位相が固定されるように前記オイルコントロールバルブを制御する。
【０００６】
上記構成において、燃料ポンプの負荷が高いとき、当該燃料ポンプを動作させるのに回転トルクが消費されるため、カムシャフトを回転させるのにも相応に大きな回転トルクが必要である。したがって、可変バルブタイミング機構がカムシャフトの回転位相を調整する際にも大きなトルクが必要となるため、可変バルブタイミング機構において要する油圧も高くなる。
【０００７】
上記構成によれば、燃料ポンプの負荷が高いときに可変バルブタイミング機構の動作がロックされる。すなわち、可変バルブタイミング機構において油圧不足になりやすい状況下では、可変バルブタイミング機構の動作がロックされて、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相も固定される。したがって、可変バルブタイミング機構において油圧不足になりやすい状況下であっても、カムシャフトの回転位相が不安定になることはない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】内燃機関の概要図。
【図２】可変バルブタイミング機構の側面図。
【図３】可変バルブタイミング機構の断面図。
【図４】可変バルブタイミング機構のロック制御の処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図面を参照して説明する。
先ず、内燃機関１０の概略構成について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０は、全体として直方体のシリンダブロック２０を備えている。シリンダブロック２０の下端には、図示しない複数のクランクキャップが固定されている。これらシリンダブロック２０とクランクキャップとの間には、クランクシャフト３３が回転可能に支持されている。
【００１０】
シリンダブロック２０の内部には、円筒状の気筒２１が複数（例えば、４つ）区画されている。気筒２１は、内燃機関１０におけるクランクシャフト３３の回転軸線方向（図１における紙面厚み方向）に並ぶように配置されている。
【００１１】
シリンダブロック２０における各気筒２１の内部には、ピストン２２が当該気筒２１内を往復移動可能に収容されている。ピストン２２は、コネクティングロッド３４を介してクランクシャフト３３に連結されている。
【００１２】
シリンダブロック２０の下面には、当該シリンダブロック２０の外周縁に沿う略四角筒状のクランクケース３１が固定されている。クランクケース３１の下端面には、有底四角箱状の貯留ケース３２が固定されている。これらクランクケース３１及び貯留ケース３２によってオイルを貯留するためのオイルパン３０が構成されている。
【００１３】
オイルパン３０の内部には、内燃機関１０の各所を潤滑させたり、各機構を作動させたりするためのオイルが収容されている。オイルパン３０の内部には、当該オイルパン３０に収容されているオイルを圧送するためのオイルポンプ３８が収容されている。オイルポンプ３８は、図示しないオイルチェーンを介してクランクシャフト３３の回転が伝達されることによって駆動される。
【００１４】
シリンダブロック２０の上面には、全体として直方体のシリンダヘッド４０が固定されている。シリンダヘッド４０の下面においては、気筒２１の軸線方向から視て円形の凹部４１が上側へと窪んでいる。凹部４１の直径は、気筒２１の直径と略同一となっている。凹部４１は、気筒２１に対向配置されている。凹部４１の内壁、気筒２１の内壁及びピストン２２の上面によって、燃焼室４２が区画されている。
【００１５】
シリンダヘッド４０には、燃料を点火するための点火プラグ５０が取り付けられている。点火プラグ５０の先端は、凹部４１の内部に突出している。シリンダヘッド４０には、燃焼室４２内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁５１が取り付けられている。
【００１６】
シリンダヘッド４０の内部には、気筒２１内に吸気を供給するための吸気ポート４３が区画されている。吸気ポート４３は、気筒２１の中心軸線方向及びクランクシャフト３３の回転軸線方向の双方に直交する方向（図１において左右方向）を幅方向としたとき、シリンダヘッド４０の幅方向一方側に配置されている。吸気ポート４３の一端は凹部４１に開口しており、吸気ポート４３の他端はシリンダヘッド４０の幅方向一方側の側面に開口している。吸気ポート４３の他端には、吸気通路４４（インテークマニホールド）が接続されている。吸気通路４４には、吸気ポート４３内に向かって燃料を噴射するポート噴射弁４５が取り付けられている。
【００１７】
シリンダヘッド４０の内部には、気筒２１内から排気を排出するための排気ポート４７が区画されている。排気ポート４７は、幅方向他方側に配置されている。排気ポート４７の一端は凹部４１に開口しており、排気ポート４７の他端はシリンダヘッド４０の幅方向他方側の側面に開口している。排気ポート４７の他端には、排気通路４８（エグゾーストマニホールド）が接続されている。
【００１８】
シリンダヘッド４０の上端には、吸気側カムシャフト６０及び排気側カムシャフト７０が回転可能に支持されている。吸気側カムシャフト６０及び排気側カムシャフト７０は、図示しないチェーンを介してクランクシャフト３３に駆動連結されており、クランクシャフト３３の回転に同期して回転する。なお、図示は省略するが、シリンダヘッド４０の上端にはカムキャップが固定されていて、これらシリンダヘッド４０とカムキャップとの間に、吸気側カムシャフト６０及び排気側カムシャフト７０が挟み込まれている。吸気側カムシャフト６０及び排気側カムシャフト７０は、クランクシャフト３３の回転中心軸線に対して、平行に延びている。吸気側カムシャフト６０には、当該吸気側カムシャフト６０の回転運動を往復直線運動に変換するための吸気カム６１が取り付けられている。排気側カムシャフト７０には、当該排気側カムシャフト７０の回転運動を往復運動に変換するための排気カム７１が取り付けられている。
【００１９】
シリンダヘッド４０には、吸気ポート４３における凹部４１側の開口を開閉するための吸気バルブ４６が取り付けられている。また、シリンダヘッド４０には、排気ポート４７における凹部４１側の開口を開閉するための排気バルブ４９が取り付けられている。吸気バルブ４６には、吸気カム６１及び吸気側アーム６２を介して、吸気側カムシャフト６０の回転運動が往復直線運動に変換されて伝達される。同様に、排気バルブ４９には、排気カム７１及び排気側アーム７２を介して、排気側カムシャフト７０の回転運動が往復直線運動に変換されて伝達される。排気側カムシャフト７０の端部には、略円盤状の可変バルブタイミング機構１００が取り付けられている。
【００２０】
次に、図２及び図３に従って、本実施形態の可変バルブタイミング機構１００について詳述する。図２に示すように、可変バルブタイミング機構１００は、排気バルブ４９のバルブタイミングを変更する可変部１１０と、排気バルブ４９のバルブタイミングを最進角時期に保持するロック部１５０に大別される。
【００２１】
可変部１１０のハウジングロータ１１５は、全体として円筒形状の筒状部１１６を備えている。筒状部１１６の外壁には、円環状の外歯スプロケットである排気側のカムスプロケット１０１が固定されている。なお、カムスプロケット１０１には、クランクシャフト３３の回転トルクを伝達するためのチェーンが掛け回されている。カムスプロケット１０１の内縁は、筒状部１１６の外壁面に固定されている。したがって、ハウジングロータ１１５は、カムスプロケット１０１と一体回転する。筒状部１１６における内壁からは、複数（本実施形態では３つ）の区画壁１１７が径方向内側に向けて突出している。区画壁１１７の突出長は、いずれも同じになっている。そして、周方向で互いに隣り合う区画壁１１７同士の間には、収容室１１８が区画されている。なお、区画壁１１７の突出側の先端部には、区画シール部１１７Ｓが設けられている。
【００２２】
ハウジングロータ１１５の内部には、排気側カムシャフト７０と一体回転するベーンロータ１１１が配置されている。ベーンロータ１１１における径方向の中心部を構成するボス１１２は、排気側カムシャフト７０の端部に固定されている。ボス１１２の外周面からは、上述した区画壁１１７の数に対応した複数（本実施形態では３つ）のベーン１１３が、径方向の外側に突出している。各ベーン１１３の突出長は、区画壁１１７の突出長と同一となっている。各ベーン１１３は、ハウジングロータ１１５における隣り合う区画壁１１７の間に位置している。なお、ベーン１１３の突出側の先端部には、ベーンシール部１１３Ｓが設けられており、ベーン１１３と筒状部１１６との隙間がシールされている。また、ボス１１２の外周面には、各区画壁１１７の区画シール部１１７Ｓが接触しており、ボス１１２と各区画壁１１７との隙間がシールされている。
【００２３】
ハウジングロータ１１５における収容室１１８は、ハウジングロータ１１５の径方向内側に配置されるベーンロータ１１１のベーン１１３によって２つの油圧室に区画されている。収容室１１８におけるベーン１１３よりも排気側カムシャフト７０の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１１９である。収容室１１８におけるベーン１１３よりも排気側カムシャフト７０の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１２０である。
【００２４】
なお、図３に示すように、ハウジングロータ１１５の一方側の開口（図３では下側の開口）は、第１カバー１９０によって閉塞されている。一方、ハウジングロータ１１５の他方側の開口（図３では上側の開口）は、第２カバー１９１によって閉塞されている。
【００２５】
図２に示すように、可変バルブタイミング機構１００では、遅角室１２０にオイルが供給されるとともに、進角室１１９からオイルが排出されると、遅角室１２０での油圧が進角室１１９での油圧よりも高くなる。この場合、ベーンロータ１１１がハウジングロータ１１５に対して排気側カムシャフト７０の回転方向とは反対の方向（図３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１１５に対するベーンロータ１１１の相対回転位相が変位すると、クランクシャフト３３に対する排気バルブ４９のバルブタイミングが遅角される。
【００２６】
図３に示すように、ベーン１１３の第２カバー１９１側の面において、ロック部１５０の収容穴１５２が窪んでいる。収容穴１５２は円柱状となっている。収容穴１５２には、ロックピン１５１が収容されている。ロックピン１５１は、大径部１５９と小径部１６０とに大別される。大径部１５９は、第２カバー１９１側において、収容穴１５２の内径と略同径の円柱状となっている。大径部１５９の第１カバー１９０側の面からは、小径部１６０が第１カバー１９０側方向に突出している。小径部１６０は、大径部１５９よりも外径が小さい円柱状となっている。大径部１５９の第２カバー１９１側の面と第２カバー１９１の内壁には、ロックピン１５１を第１カバー１９０側に付勢するロックスプリング１５５が収容されている。収容穴１５２の第１カバー１９０側の壁部においては、ロックピン１５１の小径部１６０が貫通する貫通孔１５８が貫通している。
【００２７】
ロック部１５０において、大径部１５９の下面と、小径部１６０の側面と、収容穴１５２の内壁とによって、解除室１５４が区画されている。また、ベーン１１３には、解除室１５４と遅角室１２０を連通させる遅角連通路１５６が区画されている。さらに、ベーン１１３の第１カバー１９０の内壁によって、貫通孔１５８と進角室１１９を連通させる進角連通路１５７が区画されている。
【００２８】
ロックピン１５１は、解除室１５４の油圧とロックスプリング１５５の力との関係に基づいて、ベーン１１３から突出する方向又はベーン１１３に引き込む方向に向けて動作する。解除室１５４の油圧はロックピン１５１に対してベーン１１３に引き込む方向に向けて作用する。一方、ロックスプリング１５５の力は、ロックピン１５１に対してベーン１１３から突出する方向に作用する。
【００２９】
第１カバー１９０の内壁においては、ロック穴１５３が窪んでいる。ロック穴１５３は、円柱状となっている。ロック穴１５３の直径は、ロックピン１５１の直径よりもやや大きく設計されている。ロック穴１５３は、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が最進角位相となったときに、ベーン１１３から突出したロックピン１５１が係合する位置に配置されている。
【００３０】
図１に示すように、オイルポンプ３８によってオイルパン３０から吸い込まれたオイルが、オイルコントロールバルブ８０を通じて可変バルブタイミング機構１００に供給される。詳細は省略するが、オイルコントロールバルブ８０は、複数のポートが設けられているハウジングと、このハウジング内に設けられているスプールとにより構成されている。オイルコントロールバルブ８０には、図示しない電磁ソレノイドが取り付けられている。電磁ソレノイドによる電磁力とスプリングによる付勢力とに基づきハウジング内部のスプールが軸方向に変位することで、可変バルブタイミング機構１００の進角室１１９、遅角室１２０に対するオイルの給排態様が制御される。
【００３１】
可変バルブタイミング機構１００に取り付けられたオイルコントロールバルブ８０は、内燃機関１０の運転状態等に応じて、オイルの給排態様を変化させることによって、可変部１１０を複数の動作モードのうちのいずれかのモードで動作される。こうしたオイルコントロールバルブ８０の動作モードとしては、例えば、以下のような進角モード、保持モード、及び遅角モードが挙げられる。
【００３２】
進角モードでは、進角室１１９にオイルが供給され、かつ遅角室１２０からオイルが排出される。この場合、進角室１１９の油圧が遅角室１２０の油圧よりも高くなるため、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が進角側に変位され、排気バルブ４９のバルブタイミングが進角される。
【００３３】
遅角モードでは、進角室１１９からオイルが排出され、かつ遅角室１２０にオイルが供給される。この場合、遅角室１２０の油圧が進角室１１９の油圧よりも高くなるため、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が遅角側に変位され、排気バルブ４９のバルブタイミングが遅角される。
【００３４】
保持モードでは、進角室１１９及び遅角室１２０のオイルの給排がともに停止される。この場合、進角室１１９及び遅角室１２０のオイルの油圧が変更されないため、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相は変位せず、排気バルブ４９のバルブタイミングが現状のまま保持される。
【００３５】
続いて、ロック部１５０の動作について説明する。ロック部１５０において、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が最進角位相にあり、かつ解除室１５４からオイルが排出されているとする。この場合、ロックピン１５１に対して第１カバー１９０側方向の力が、第２カバー１９１側方向の力よりも大きく作用することで、ロックピン１５１がロック穴１５３に嵌め込まれる。これにより、ハウジングロータ１１５とベーンロータ１１１とが互いに固定される。以下では、ロックピン１５１がロック穴１５３に嵌め込まれたときの可変バルブタイミング機構１００の動作状態、すなわちクランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が最進角位相に固定されたときの可変バルブタイミング機構１００の動作状態を「固定状態」とする。
【００３６】
一方、ロック部１５０において、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が最進角位相にあり、かつ解除室１５４にオイルが供給されているとする。この場合、ロックピン１５１に対して第２カバー１９１側方向の力が、第１カバー１９０側方向の力よりも大きく作用することで、ロックピン１５１がロック穴１５３から離脱する。これにより、ハウジングロータ１１５とベーンロータ１１１との相対的な回転が許容される。以下では、ロックピン１５１がロック穴１５３から離脱したときの可変バルブタイミング機構１００の動作状態、すなわちクランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が最進角位相に固定されていないときの可変バルブタイミング機構１００の動作状態を「解除状態」とする。
【００３７】
次に、内燃機関１０への燃料の経路について説明する。内燃機関１０を搭載している車両は、燃料を収容するための燃料タンク２００を備えている。燃料タンク２００内の燃料は、フィードポンプ２０１によって圧送される。フィードポンプ２０１によって圧送される燃料の一部は、内燃機関１０の低圧デリバリパイプ２０２を介して、ポート噴射弁４５に送られる。フィードポンプ２０１によって圧送される燃料の他の一部は、燃料ポンプ２０３に送られる。燃料ポンプ２０３は、排気側カムシャフト７０に取り付けられた駆動カム２０４によって、排気側カムシャフト７０の回転トルクを駆動源として駆動されるポンプとなっている。燃料ポンプ２０３は、フィードポンプ２０１から送られた燃料をさらに昇圧して、高圧デリバリパイプ２０５に吐出する。高圧デリバリパイプ２０５に吐出された燃料は、筒内噴射弁５１から燃焼室４２内に噴射される。
【００３８】
次に、内燃機関１０を制御対象とする電子制御装置３００について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０を搭載した車両は、内燃機関１０を制御する電子制御装置３００を備えている。
【００３９】
本実施形態の電子制御装置３００には、内燃機関１０の各種センサからの信号が入力される。
電子制御装置３００には、油温センサ３１１から、オイルパン３０からオイルポンプ３８によってオイルコントロールバルブ８０に供給されるオイルの油温Ｔを示す信号が入力される。
【００４０】
電子制御装置３００には、クランク角センサ３１２から、クランクシャフト３３の回転位置を示す検出信号が入力される。クランク角センサ３１２は、クランクシャフト３３の近傍に取り付けられており、クランクシャフト３３の基準位置に対する回転位置を検出する。
【００４１】
電子制御装置３００には、燃圧センサ３１３から、高圧デリバリパイプ２０５における燃圧ＦＰを示す信号が入力される。燃圧センサ３１３は、高圧デリバリパイプ２０５に取り付けられており、燃料ポンプ２０３によって昇圧された燃料の燃圧ＦＰを測定している。
【００４２】
電子制御装置３００には、アクセル開度センサ３１４から、運転者によるアクセルペダル３１５の操作量であるアクセル操作量ＡＣＣを示す信号が入力される。また、電子制御装置３００には、車速センサ３１６から、車速Ｖを示す信号が入力される。
【００４３】
電子制御装置３００は、内燃機関１０の各種センサからの信号に基づいて、オイルコントロールバルブ８０からのオイルの給排態様、ポート噴射弁４５からの燃料噴射量及び、筒内噴射弁５１からの燃料噴射量を制御する。
【００４４】
電子制御装置３００は、オイルコントロールバルブ８０に出力する信号に基づいて、可変バルブタイミング機構１００のクランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相を算出する。
【００４５】
電子制御装置３００は、クランク角センサ３１２からの検出信号に基づいて、クランクシャフト３３の回転速度を算出する。具体的には、電子制御装置３００は、単位時間当たりのクランクシャフト３３の回転位置の変化量に基づいて、クランクシャフト３３の回転速度を算出する。
【００４６】
電子制御装置３００は、アクセル操作量ＡＣＣ、車速Ｖ及び、算出した可変バルブタイミング機構１００のクランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相に基づいて、燃料の総噴射量を算出する。そして、電子制御装置３００は、算出した燃料の総噴射量を基に、筒内噴射弁５１から噴射される燃料の量である吐出要求量ＤＤ及び、ポート噴射弁４５から噴射される燃料の噴射要求量ＤＰを算出する。
【００４７】
次に、電子制御装置３００が行う可変バルブタイミング機構１００のロック制御の処理について説明する。この一連の処理は、内燃機関１０が駆動している状態において、例えばあらかじめ定められた制御周期で繰り返し実行される。
【００４８】
図４に示すように、ステップＳ１１において、電子制御装置３００は、油圧ＯＰを算出する。具体的には、油温センサ３１１からの信号に基づいて算出した油温Ｔと、クランク角センサ３１２からの検出信号に基づいて算出したクランクシャフト３３の回転数とを、あらかじめ試験等によって定められたマップに照らして、油圧ＯＰを算出する。その後、電子制御装置３００は、処理をステップＳ１２に進める。
【００４９】
ステップＳ１２において、電子制御装置３００は、油圧ＯＰが油圧閾値ＯＰｌｉｍ以下であるか否かを判定する。具体的には、電子制御装置３００は、ステップＳ１１において算出した油圧ＯＰと、あらかじめ定められた油圧閾値ＯＰｌｉｍとを比較する。油圧閾値ＯＰｌｉｍは、燃料ポンプ２０３の負荷が最も高い場合に可変バルブタイミング機構１００において油圧不足が生じ始める時の油圧ＯＰとして定められている。そして、油圧ＯＰが油圧閾値ＯＰｌｉｍより大きいと判定した場合（Ｓ１２：ＮＯ）、電子制御装置３００は、処理をステップＳ１６に進める。一方で、算出した油圧ＯＰが油圧閾値ＯＰｌｉｍ以下であると判定した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、電子制御装置３００は、処理をステップＳ１３に進める。
【００５０】
ステップＳ１３において、電子制御装置３００は、燃圧ＦＰが燃圧閾値ＦＰｌｉｍよりも小さいか否かを判定する。燃圧閾値ＦＰｌｉｍは、可変バルブタイミング機構１００において油圧不足が生じ始める時の燃料ポンプ２０３の燃圧ＦＰとして定められており、あらかじめ試験やシミュレーション等を行うことにより定められている。燃圧センサ３１３によって測定された燃圧ＦＰが、燃圧閾値ＦＰｌｉｍ以上と判定した場合（Ｓ１３：ＮＯ）、電子制御装置３００は、処理をステップＳ１５に進める。一方で、燃圧ＦＰが燃圧閾値ＦＰｌｉｍより小さいと判定した場合（Ｓ１３：ＹＥＳ）、電子制御装置３００は、処理をステップＳ１４に進める。
【００５１】
ステップＳ１４において、電子制御装置３００は、アクセル操作量ＡＣＣ及び車速Ｖを示す信号に基づいて算出された筒内噴射弁５１からの吐出要求量ＤＤがあらかじめ定められた吐出要求閾値ＤＤｌｉｍよりも大きいか否かを判定する。吐出要求閾値ＤＤｌｉｍは、可変バルブタイミング機構１００において油圧不足が生じ始める時の筒内噴射弁５１の吐出要求量ＤＤとして定められており、あらかじめ試験やシミュレーション等を行うことにより定められている。吐出要求量ＤＤが吐出要求閾値ＤＤｌｉｍよりも大きいと判定した場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、電子制御装置３００は、処理をステップＳ１５に進める。一方で、吐出要求量ＤＤが吐出要求閾値ＤＤｌｉｍ以下と判定した場合（Ｓ１４：ＮＯ）、電子制御装置３００は、処理をステップＳ１６に進める。
【００５２】
上述したように、ステップＳ１３において否定判定された場合、又はステップＳ１４において肯定判定された場合には、電子制御装置３００は、ステップＳ１５の処理を行う。ステップＳ１５において、電子制御装置３００は、可変バルブタイミング機構１００を固定状態とするようにオイルコントロールバルブ８０を制御する。具体的には、可変バルブタイミング機構１００の進角室１１９にオイルを供給し、遅角室１２０からオイルを排出させる。さらに、解除室１５４のオイルを排出し、ロックピン１５１をロック穴１５３に嵌め込ませることで、固定状態とする。その後、電子制御装置３００は、処理をステップＳ１６に進める。
【００５３】
上述したように、ステップＳ１２において否定判定された場合、ステップＳ１４において否定判定された場合、又はステップＳ１５の処理が終わった場合には、電子制御装置３００は、ステップＳ１６の処理を行う。ステップＳ１６において、電子制御装置３００は、可変バルブタイミング機構１００のクランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相を示す信号をフィードバックする。具体的には、オイルコントロールバルブ８０によって制御していた可変バルブタイミング機構１００の給排態様をフィードバックする。これにより、電子制御装置３００は、ステップＳ１６実行時点での排気側カムシャフト７０の相対回転位相に合わせて、ポート噴射弁４５からの燃料噴射量や筒内噴射弁５１からの燃料噴射量などを制御する。その後、電子制御装置３００は、今回の可変バルブタイミング機構１００のロック制御の処理を終了する。
【００５４】
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）ステップＳ１３において否定判定された場合、すなわち燃圧センサ３１３によって測定された燃圧ＦＰが燃圧閾値ＦＰｌｉｍ以上と判定した場合には、燃料ポンプ２０３から吐出される燃料の燃圧ＦＰが高く、燃料ポンプ２０３の負荷が高い。ステップＳ１４において肯定判定された場合、すなわち吐出要求量ＤＤが吐出要求閾値ＤＤｌｉｍよりも大きい場合には、未だ燃圧ＦＰは高くなくとも、吐出要求閾値ＤＤｌｉｍよりも大きな燃料を吐出する必要があるため、燃料ポンプ２０３の負荷が高い。したがって、これらのいずれの場合も、燃料ポンプ２０３はあらかじめ定められた負荷よりも高い負荷がかかっている高負荷状態となっている。
【００５５】
燃料ポンプ２０３が高負荷状態となっている場合、燃料ポンプ２０３は排気側カムシャフト７０に取り付けられた駆動カム２０４によって駆動されていることから、排気側カムシャフト７０を回転させるために必要な回転トルクは、相応に大きくなる。したがって、可変バルブタイミング機構１００が排気側カムシャフト７０の回転位相を調整する際にも大きなトルクが必要となる。そのため、可変バルブタイミング機構１００において必要な油圧が高くなることで、可変バルブタイミング機構１００が排気側カムシャフト７０の回転位相を調整する際に油圧不足になりやすい。
【００５６】
本実施形態においては、燃料ポンプ２０３の負荷があらかじめ定められた負荷よりも高いとき、可変バルブタイミング機構１００を固定状態としている。そのため、可変バルブタイミング機構１００が排気側カムシャフト７０の回転位相を調整する際に油圧不足になったとしても、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相は、固定状態の最進角位相に固定できる。
【００５７】
（２）本実施形態においては、可変バルブタイミング機構１００に供給される油圧ＯＰがあらかじめ定められた油圧閾値ＯＰｌｉｍよりも低いことを条件に、可変バルブタイミング機構１００を固定状態にロックしている。そのため、供給される油圧ＯＰが低いことで、可変バルブタイミング機構１００において特に油圧不足になりやすい際に、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が不安定になることを抑制できる。
【００５８】
（３）本実施形態において、油温Ｔが高いほど、オイルの粘度は小さくなる。オイルの粘度が小さくなると、同じクランクシャフト３３の回転数であっても、油圧ＯＰは低くなる。本実施形態においては、油圧ＯＰは、油温Ｔが高いほど、小さくなるように定められている。すなわち、油圧ＯＰが油圧閾値ＯＰｌｉｍ以下であるか否かの判定について、油温Ｔとクランクシャフト３３の回転数を基に行っている。そのため、油温Ｔによって油圧不足になりやすい状態を検出しやすい。
【００５９】
上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・可変バルブタイミング機構１００のロック部１５０の構成は本実施形態に限られない。例えば、ロック穴１５３がハウジングロータ１１５の筒状部１１６に設けられており、ロックピン１５１が筒状部１１６の径方向外側方向に突出するように嵌め込まれてもよい。
【００６０】
・可変バルブタイミング機構１００の固定状態は、クランクシャフト３３に対する排気側カムシャフト７０の相対回転位相が、最遅角位相や、最進角位相と最遅角位相との中間である中間位相に固定された状態であってもよい。例えば、ロック穴１５３の位置が、より遅角側に配置されていれば、最遅角位相や中間位相において、ロックピン１５１をロック穴１５３に嵌め込むことで固定できる。なお、中間位相においてベーンロータの位相をロックできる可変バルブタイミング機構としては、例えば、特開２０１４−２１８９１７号公報に記載の可変バルブタイミング機構が挙げられる。
【００６１】
・吸気側カムシャフト６０にも、可変バルブタイミング機構１００が取り付けられていてもよい。この場合、駆動カム２０４及び燃料ポンプ２０３は、吸気側カムシャフト６０と排気側カムシャフト７０のどちらに取り付けられていてもよい。
【００６２】
・吸気側カムシャフト６０に可変バルブタイミング機構１００が取り付けられている場合、排気側カムシャフト７０に可変バルブタイミング機構１００が取り付けられていなくてもよい。この場合、駆動カム２０４は吸気側カムシャフト６０に取り付けられ、燃料ポンプ２０３は吸気側カムシャフト６０によって駆動される。
【００６３】
・燃圧ＦＰと吐出要求量ＤＤのいずれかによってのみ、燃料ポンプ２０３の負荷があらかじめ定められた負荷よりも高いと判定してもよい。例えば、燃圧ＦＰがあらかじめ定められた燃圧閾値ＦＰｌｉｍ以上の場合に、燃料ポンプ２０３の負荷があらかじめ定められた負荷よりも高いと判定してもよい。
【００６４】
・オイルポンプ３８が吐出するオイルの油圧ＯＰの検出方法は、本実施形態の例に限られない。例えば、油圧ＯＰは、クランクシャフト３３の回転数に基づき算出するのではなく、油圧センサによって検出されていてもよい。この場合、油温Ｔの変化も含めて直接的に油圧ＯＰを測定できるため、油圧不足となる状態をより検出しやすい。また、油圧ＯＰは、油温Ｔによってのみ判定してもよい。この場合であっても、オイルの粘度から、油圧不足が起きやすいか否かの判定は可能である。
【００６５】
・燃料ポンプ２０３から昇圧された燃料はポート噴射弁４５に吐出されていてもよいし、筒内噴射弁５１及びポート噴射弁４５のいずれにも吐出されていてもよい。少なくとも、燃料ポンプ２０３は吸気側カムシャフト６０又は排気側カムシャフト７０の回転トルクを駆動源として駆動し、燃料を昇圧して吐出していればよい。
【００６６】
・ポート噴射弁４５及び低圧デリバリパイプ２０２は備わっていなくてもよい。この場合、少なくとも燃料ポンプ２０３から昇圧された燃料が筒内噴射弁５１へと吐出されていればよい。
【００６７】
・本実施形態においては、燃料ポンプ２０３から吐出される燃料の燃圧ＦＰが高いときに、可変バルブタイミング機構１００の不安定な動作を解消させる観点から、可変バルブタイミング機構１００を固定状態とする制御をしている。同じ観点から、可変バルブタイミング機構１００を固定状態とする制御の代わりに、筒内噴射弁５１からの噴射量を規制してもよい。より詳細には、電子制御装置３００は、算出した燃料の総噴射量を、筒内噴射弁５１から噴射される燃料の量である吐出要求量ＤＤと、ポート噴射弁４５から噴射される燃料の噴射要求量ＤＰを算出している。ステップＳ１３において否定判定された場合及び、ステップＳ１４において肯定判定された場合に、電子制御装置３００は、吐出要求量ＤＤと噴射要求量ＤＰとの総計が総吐出量となるように、吐出要求量ＤＤを小さくし、噴射要求量ＤＰを大きく設定する。これにより、燃料ポンプ２０３によって消費される回転トルクが小さくなるため、可変バルブタイミング機構１００において油圧不足となりにくいため、可変バルブタイミング機構１００の不安定な動作を解消できる。さらに、吐出要求量ＤＤを小さくしてもなお、可変バルブタイミング機構１００の油圧が不足するおそれがあるときに、可変バルブタイミング機構１００を固定状態に制御してもよい。
【符号の説明】
【００６８】
１０…内燃機関、２０…シリンダブロック、２１…気筒、２２…ピストン、３０…オイルパン、３１…クランクケース、３２…貯留ケース、３３…クランクシャフト、３４…コネクティングロッド、３８…オイルポンプ、４０…シリンダヘッド、４１…凹部、４２…燃焼室、４３…吸気ポート、４４…吸気通路、４５…ポート噴射弁、４６…吸気バルブ、４７…排気ポート、４８…排気通路、４９…排気バルブ、５０…点火プラグ、５１…筒内噴射弁、６０…吸気側カムシャフト、６１…吸気カム、６２…吸気側アーム、７０…排気側カムシャフト、７１…排気カム、７２…排気側アーム、８０…オイルコントロールバルブ、１００…可変バルブタイミング機構、１０１…カムスプロケット、１１０…可変部、１１１…ベーンロータ、１１２…ボス、１１３…ベーン、１１３Ｓ…ベーンシール部、１１５…ハウジングロータ、１１６…筒状部、１１７…区画壁、１１７Ｓ…区画シール部、１１８…収容室、１１９…進角室、１２０…遅角室、１５０…ロック部、１５１…ロックピン、１５２…収容穴、１５３…ロック穴、１５４…解除室、１５５…ロックスプリング、１５６…遅角連通路、１５７…進角連通路、１５８…貫通孔、１５９…大径部、１６０…小径部、１９０…第１カバー、１９１…第２カバー、２００…燃料タンク、２０１…フィードポンプ、２０２…低圧デリバリパイプ、２０３…燃料ポンプ、２０４…駆動カム、２０５…高圧デリバリパイプ、３００…電子制御装置、３１１…油温センサ、３１２…クランク角センサ、３１３…燃圧センサ、３１４…アクセル開度センサ、３１５…アクセルペダル、３１６…車速センサ、ＡＣＣ…アクセル操作量、ＤＤ…吐出要求量、ＤＰ…噴射要求量、ＦＰ…燃圧、ＯＰ…油圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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