(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
進角室または遅角室についての作動油の供給または排出により内燃機関のバルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、前記バルブタイミングを最遅角位相よりも進角側の特定角位相に固定する位相固定機構と、前記位相変更機構の作動油の供給態様および排出態様を制御し、前記進角室に作動油を供給するための進角通路と連通する進角ポートを有するオイルコントロールバルブと、前記位相固定機構の作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルスイッチングバルブとを備える可変動弁装置のための制御装置であって、
前記遅角室に残存している作動油の量を残存油量とし、前記遅角室に残存している作動油の圧力を残存油圧とし、前記最遅角位相よりも進角側かつ前記特定角位相を含む所定の位相範囲を特定位相範囲とし、
前記オイルコントロールバルブが前記進角室に作動油を供給し、かつ前記遅角室から作動油を排出する動作状態を進角モードとし、前記オイルコントロールバルブが前記バルブタイミングを保持する動作状態を保持モードとし、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相に固定するための前記オイルスイッチングバルブの動作状態を位相固定モードとし、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相への固定から解除するための前記オイルスイッチングバルブの動作状態を位相解除モードとし、
前記制御装置は、機関始動時における前記残存油量または前記残存油圧が基準値未満のとき、前記オイルスイッチングバルブの動作状態を前記位相固定モードとし、
機関始動時における前記残存油量または前記残存油圧が前記基準値以上のとき、前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードとしかつ前記オイルスイッチングバルブの動作状態を前記位相解除モードとし、前記オイルコントロールバルブの前記進角ポートの通路面積を前記残存油量または前記残存油圧が前記基準値未満のときの前記進角ポートの通路面積よりも大きくし、前記バルブタイミングが前記特定位相範囲まで進角したときに前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードから前記保持モードに変更することを特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項２】
進角室または遅角室についての作動油の供給または排出により内燃機関のバルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、前記バルブタイミングを最遅角位相よりも進角側の特定角位相に固定する位相固定機構と、前記位相変更機構の作動油の供給態様および排出態様を制御し、かつ前記位相固定機構の作動油の供給態様および排出態様を制御し、前記進角室に作動油を供給するための進角通路と連通する進角ポートを有するオイルコントロールバルブとを備える可変動弁装置のための制御装置であって、
前記遅角室に残存している作動油の量を残存油量とし、前記遅角室に残存している作動油の圧力を残存油圧とし、前記最遅角位相よりも進角側かつ前記特定角位相を含む所定の位相範囲を特定位相範囲とし、
前記オイルコントロールバルブが前記進角室に作動油を供給し、かつ前記遅角室から作動油を排出する動作状態を進角モードとし、前記オイルコントロールバルブが前記バルブタイミングを保持する動作状態を保持モードとし、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相に固定するための前記オイルコントロールバルブの動作状態を位相固定モードとし、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相への固定から解除するための前記オイルコントロールバルブの動作状態を位相解除モードとし、
前記制御装置は、機関始動時における前記残存油量または前記残存油圧が基準値未満のとき、前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記位相固定モードとし、
機関始動時における前記残存油量または前記残存油圧が前記基準値以上のとき、前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードおよび前記位相解除モードとし、前記オイルコントロールバルブの前記進角ポートの通路面積を前記残存油量または前記残存油圧が前記基準値未満のときの前記進角ポートの通路面積よりも大きくし、前記バルブタイミングが前記特定位相範囲まで進角したときに前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードから前記保持モードに変更する
ことを特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、機関始動時における前記残量油量または前記残存油圧が前記基準値未満のとき、前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードとすることを特徴とする請求項１または２記載の可変動弁装置の制御装置。
【請求項４】
前記機関始動時の前記バルブタイミングの変動幅に基づいて前記機関始動時の前記残存油量および前記残存油圧の少なくとも一方を推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置。
【請求項５】
最後の機関停止移行時における前記バルブタイミングの変動幅が所定変動幅以上であることを示す履歴を停止時履歴として、今回の前記内燃機関の始動の開始後において、前記カムトルク変動にともない前記バルブタイミングが前記特定角位相まで進角したとき、かつ前記停止時履歴があるとき、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相に固定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置。
【請求項６】
最後の機関停止時における前記残存油量および前記残存油圧の少なくとも一方と、前記最後の機関停止時から前記機関始動時までの期間における前記遅角室からの作動油の流出量とに基づいて、前記機関始動時の前記残存油量および前記残存油圧の少なくとも一方を推定することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを最遅角位相よりも進角側の特定角位相に固定する位相固定機構とを備える可変動弁装置のための制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記可変動弁装置として、特許文献１に記載のものが知られている。【０００３】
同文献の可変動弁装置は、バルブタイミングが特定角位相に固定されていない機関始動時において、カムトルクの変動にともなうバルブタイミングの進角を利用してバルブタイミングを特定角位相に固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記可変動弁装置を備える内燃機関において、機関始動時のカムトルク変動によるバルブタイミングの進角に対する抵抗力は、位相変更機構の遅角室に残存している作動油の量または作動油の圧力が大きくなるにつれて大きくなる。【０００６】
このため、遅角室に残存している作動油の量または作動油の圧力が大きいとき、機関始動の開始後においてバルブタイミングが特定角位相に到達するまでにかかる時間が過度に長くなることに起因して、内燃機関の始動性が低下するおそれがある。【０００７】
本発明は、上記課題を解決するための技術であり、内燃機関の始動性の低下を抑制することが可能な可変動弁装置の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
・本発明は、進角室または遅角室についての作動油の供給または排出により内燃機関のバルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、前記バルブタイミングを最遅角位相よりも進角側の特定角位相に固定する位相固定機構と、前記位相変更機構の作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルコントロールバルブと、前記位相固定機構の作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルスイッチングバルブとを備える可変動弁装置のための制御装置であって、前記遅角室に残存している作動油の量を残存油量とし、前記遅角室に残存している作動油の圧力を残存油圧とし、前記最遅角位相よりも進角側かつ前記特定角位相を含む所定の位相範囲を特定位相範囲とし、前記オイルコントロールバルブが前記進角室に作動油を供給し、かつ前記遅角室から作動油を排出する動作状態を進角モードとし、前記オイルコントロールバルブが前記バルブタイミングを保持する動作状態を保持モードとし、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相に固定するための前記オイルスイッチングバルブの動作状態を位相固定モードとし、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相への固定から解除するための前記オイルスイッチングバルブの動作状態を位相解除モードとし、前記制御装置は、機関始動時における前記残存油量または前記残存油圧が基準値未満のとき、前記オイルスイッチングバルブの動作状態を前記位相固定モードとし、機関始動時における前記残存油量または前記残存油圧が前記基準値以上のとき、前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードとしかつ前記オイルスイッチングバルブの動作状態を前記位相解除モードとし、前記バルブタイミングが前記特定位相範囲まで進角したときに前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードから前記保持モードに変更することを特徴としている。
【０００９】
機関始動時に生じるカムトルク変動によるバルブタイミングの進角に対する抵抗力は、残存油量または残存油圧の影響を受けて変化する。すなわち、機関始動時の残存油量または残存油圧が大きくなるにつれて上記抵抗力が大きくなる。【００１０】
そこでこの発明では、機関始動時の残存油量または残存油圧が大きいとき、機関始動時の残存油量または残存油圧が小さいときと比較して、進角室への作動油の供給量を多くする。これにより、機関始動時の残存油量または残存油圧が大きいとき、機関始動時の残存油量または残存油圧が小さいときと比較して、バルブタイミングを進角させる力が大きくなる。このため、遅角室に残存している作動油に起因して始動性が低下することが抑制される。
またこの発明によれば、機関始動時においてバルブタイミングが位相変更機構の油圧により特定位相範囲に保持されるため、機関始動時においてバルブタイミングが特定位相範囲よりも遅角側の位相に保持される構成と比較して、内燃機関の始動性が高くなる。
【００１１】
・この可変動弁装置の制御装置は、進角室または遅角室についての作動油の供給または排出により内燃機関のバルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、前記バルブタイミングを最遅角位相よりも進角側の特定角位相に固定する位相固定機構と、前記位相変更機構の作動油の供給態様および排出態様を制御し、かつ前記位相固定機構の作動油の供給態様および排出態様を制御し、前記進角室に作動油を供給するための進角通路と連通する進角ポートを有するオイルコントロールバルブとを備える可変動弁装置のための制御装置であって、前記遅角室に残存している作動油の量を残存油量とし、前記遅角室に残存している作動油の圧力を残存油圧とし、前記最遅角位相よりも進角側かつ前記特定角位相を含む所定の位相範囲を特定位相範囲とし、前記オイルコントロールバルブが前記進角室に作動油を供給し、かつ前記遅角室から作動油を排出する動作状態を進角モードとし、前記オイルコントロールバルブが前記バルブタイミングを保持する動作状態を保持モードとし、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相に固定するための前記オイルコントロールバルブの動作状態を位相固定モードとし、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相への固定から解除するための前記オイルコントロールバルブの動作状態を位相解除モードとし、前記制御装置は、機関始動時における前記残存油量または前記残存油圧が基準値未満のとき、前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記位相固定モードとし、機関始動時における前記残存油量または前記残存油圧が前記基準値以上のとき、前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードおよび前記位相解除モードとし、前記オイルコントロールバルブの前記進角ポートの通路面積を前記残存油量または前記残存油圧が前記基準値未満のときの前記進角ポートの通路面積よりも大きくし、前記バルブタイミングが前記特定位相範囲まで進角したときに前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードから前記保持モードに変更することが好ましい。
【００１２】
・この可変動弁装置の制御装置は、前記制御装置は、機関始動時における前記残量油量または前記残存油圧が前記基準値未満のとき、前記オイルコントロールバルブの動作状態を前記進角モードとすることが好ましい。
【００１７】
・この可変動弁装置の制御装置は、前記機関始動時の前記バルブタイミングの変動幅に基づいて前記機関始動時の前記残存油量および前記残存油圧の少なくとも一方を推定することが好ましい。【００１８】
機関始動時のバルブタイミングの変動幅は、機関始動時の残存油量および残存油圧に応じて異なる大きさを示す。このため、機関始動時におけるバルブタイミングの変動幅に基づいて機関始動時の残存油量および残存油圧の少なくとも一方を推定することができる。【００１９】
・この可変動弁装置の制御装置は、最後の機関停止移行時における前記バルブタイミングの変動幅が所定変動幅以上であることを示す履歴を停止時履歴として、今回の前記内燃機関の始動の開始後において、前記カムトルク変動にともない前記バルブタイミングが前記特定角位相まで進角したとき、かつ前記停止時履歴があるとき、前記位相固定機構が前記バルブタイミングを前記特定角位相に固定することが好ましい。【００２０】
機関停止移行時のバルブタイミングの変動幅は、残存油量および残存油圧が小さくなるにつれて大きくなる。このため、最後の機関停止移行時におけるバルブタイミングの変動幅が大きいとき、今回の機関始動時における残存油量および残存油圧の少なくとも一方が小さいと推定することができる。【００２１】
そこで上記発明では、停止時履歴があるとき、今回の機関始動時においてカムトルク変動によりバルブタイミングを進角させ、かつ位相固定機構によりバルブタイミングを特定角位相に固定する。このため、機関始動時の残存油量および残存油圧の少なくとも一方が小さいときに位相変更機構の油圧制御によりバルブタイミングを進角させる構成と比較して、バルブタイミングが早い時期に特定角位相に固定される頻度が高くなる。【００２２】
・この可変動弁装置の制御装置は、最後の機関停止時における前記残存油量および前記残存油圧の少なくとも一方と、前記最後の機関停止時から前記機関始動時までの期間における前記遅角室からの作動油の流出量とに基づいて、前記機関始動時の前記残存油量および前記残存油圧の少なくとも一方を推定することが好ましい。【００２３】
内燃機関の回転が停止している期間、すなわち最後の機関停止時から今回の機関始動時までの期間、機関停止時において遅角室に残存していた作動油が位相変更機構のクリアランスから外部に流れ出る。このため、最後の機関停止時における残存油量、および内燃機関の回転が停止している期間の作動油の流出量に基づいて、機関始動時の残存油量および残存油圧の少なくとも一方を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態の可変動弁装置の制御装置について、これを備える内燃機関の構造を模式的に示す構成図。
【図２】同実施形態の可変動弁装置について、その断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態の可変動弁装置について、図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図４】同実施形態の可変動弁装置について、図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図５】同実施形態の可変動弁装置について、図３の第１固定機構およびその周辺の断面構造を示す断面図。
【図６】同実施形態の可変動弁装置について、冷却水温差と外気温との関係に基づく自立進角を行う領域および油圧制御を行う領域を示すマップ。
【図７】同実施形態の可変動弁装置について、その制御装置により行われる「停止時移行制御指定処理」の手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態の可変動弁装置について、その制御装置により行われる「始動時制御選択処理」の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１を参照して、内燃機関１の構成について説明する。
【００２６】
内燃機関１は、混合気の燃焼によりクランクシャフト１５を回転させる機関本体１０と、動弁系の各要素を備える可変動弁装置２０と、機関本体１０等に作動油を供給する油圧機構８０と、これら装置をはじめとする各種装置を統括的に制御する制御装置９０とを有する。
【００２７】
機関本体１０は、混合気の燃焼が行われるシリンダブロック１１と、可変動弁装置２０が組み付けられるシリンダヘッド１２と、機関本体１０の各部位に供給する作動油を貯留するオイルパン１３とを有する。
【００２８】
可変動弁装置２０は、燃焼室１４の吸気ポートを開放および閉鎖する吸気バルブ２１と、燃焼室１４の排気ポートを開放および閉鎖する排気バルブ２３と、吸気バルブ２１を押し下げる吸気カムシャフト２２と、排気バルブ２３を押し下げる排気カムシャフト２４とを有する。またこの他に、クランクシャフト１５の回転位相に対する吸気カムシャフト２２の回転位相（以下、「バルブタイミングＶＴ」）を変更する油圧式の位相変更機構３０と、バルブタイミングＶＴを固定する位相固定機構４０とを有する。
【００２９】
位相変更機構３０は、バルブタイミングＶＴを最も進角側のバルブタイミング（以下、「最進角位相ＶＴｍａｘ」）から最も遅角側のバルブタイミング（以下、「最遅角位相ＶＴｍｉｎ」）までの間で変更する。
【００３０】
位相固定機構４０は、バルブタイミングＶＴを最進角位相ＶＴｍａｘと最遅角位相ＶＴｍｉｎとの間の特定のバルブタイミング（以下、「中間角位相ＶＴｍｄｌ」）に固定する。なお、中間角位相ＶＴｍｄｌは「特定角位相」に相当する。
【００３１】
中間角位相ＶＴｍｄｌとしては、寒冷地において内燃機関１を始動することが可能なバルブタイミングＶＴが設定されている。内燃機関１を始動するときにバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに維持されている場合と、これよりも遅角側のバルブタイミングＶＴに維持されている場合とを比較したとき、後者よりも前者の方が内燃機関１の始動性が高い。
【００３２】
油圧機構８０は、オイルパン１３の作動油を吐出するオイルポンプ８１と、位相変更機構３０についての作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルコントロールバルブ８２と、位相固定機構４０についての作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルスイッチングバルブ８３とを有する。またこの他に、オイルポンプ８１から吐出された作動油を内燃機関１の各部位に供給する供給油路８４と、内燃機関１の各部位の作動油をオイルパン１３に排出する排出油路８８と、位相変更機構３０に関連する進角油路８５および遅角油路８６と、位相固定機構４０に関連する位相固定油路８７とを有する。
【００３３】
進角油路８５は、位相変更機構３０の進角室３７とオイルコントロールバルブ８２とを互いに接続する。遅角油路８６は、位相変更機構３０の遅角室３８とオイルコントロールバルブ８２とを互いに接続する。位相固定油路８７は、位相固定機構４０の第１解除室５４および第２解除室６４とオイルスイッチングバルブ８３とを互いに接続する。
【００３４】
制御装置９０は、内燃機関１を制御するための各種の演算処理等を行う電子制御装置９１と、クランクポジションセンサ９２、カムポジションセンサ９３、冷却水温度センサ９４、およびアクセルポジションセンサ９５をはじめとする各種センサとを有する。
【００３５】
クランクポジションセンサ９２は、クランクシャフト１５の回転角度（以下、「クランク角度ＣＡ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。カムポジションセンサ９３は、吸気カムシャフト２２の回転角度（以下、「カム角度ＤＡ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。冷却水温度センサ９４は、シリンダヘッド１２の冷却水出口付近においての冷却水の温度（以下、「冷却水温度ＴＷ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。アクセルポジションセンサ９５は、アクセルペダル２の踏込量（以下、「アクセル踏込量ＡＰ」）、すなわちアクセル操作量に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。
【００３６】
電子制御装置９１により行われる制御について説明する。なお、以下では、内燃機関１の始動要求が設定されてから内燃機関１の始動動作が完了するまでに要する期間を「機関始動期間」とする。また、内燃機関１の停止要求が設定されてからクランクシャフト１５の回転が停止するまでの期間を「機関停止移行期間」とする。また、内燃機関１の回転が停止している期間を「機関停止期間」とする。また、機関始動期間、機関停止期間、およびアイドル運転期間を除いた機関運転期間を「通常機関運転期間」とする。
【００３７】
電子制御装置９１は、各センサの出力に基づいて以下の各パラメータを算出する。
（Ａ）クランクポジションセンサ９２の出力に基づいて、クランク角度ＣＡに相当する演算値を算出する。
（Ｂ）クランク角度ＣＡの演算値に基づいて、クランクシャフト１５の回転速度（以下、「機関回転速度ＮＥ」）に相当する演算値を算出する。
（Ｃ）カムポジションセンサ９３の出力に基づいて、カム角度ＤＡに相当する演算値を算出する。
（Ｄ）クランク角度ＣＡおよびカム角度ＤＡに基づいて、バルブタイミングＶＴに相当する演算値を算出する。
（Ｅ）冷却水温度センサ９４の出力に基づいて、冷却水温度ＴＷに相当する演算値を算出する。
（Ｆ）アクセルポジションセンサ９５の出力に基づいて、アクセル踏込量ＡＰに相当する演算値を算出する。
【００３８】
電子制御装置９１は、機関運転状態に基づいて位相変更機構３０および位相固定機構４０の動作を制御するバルブタイミング制御と、機関始動時のバルブタイミングＶＴの進角方法を選択する始動時制御選択処理とを行う。なお、機関運転状態を規定するパラメータとしては、機関回転速度ＮＥおよび機関負荷等が挙げられる。
【００３９】
バルブタイミング制御は、通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを進角するための位相進角制御、通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを遅角するための位相遅角制御、および通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを油圧により保持するための位相保持制御を含む。また、位相固定機構４０によりバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するための位相固定制御、および位相固定機構４０によるバルブタイミングＶＴの中間角位相ＶＴｍｄｌへの固定を解除するための位相解除制御を含む。
【００４０】
位相進角制御および位相遅角制御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを進角する要求（以下、「位相進角要求」）またはバルブタイミングＶＴを遅角する要求（以下、「位相遅角要求」）が設定されたとき、機関運転状態に基づいて目標のバルブタイミングＶＴ（以下、「目標角位相ＶＴｔｒｇ」）を設定する。
【００４１】
そして、目標角位相ＶＴｔｒｇおよびバルブタイミングＶＴの演算値に基づいて、位相変更機構３０を進角動作または遅角動作させるためのオイルコントロールバルブ８２の制御を行う。
【００４２】
位相保持制御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを油圧により所定の位相に保持する要求（以下、「位相保持要求」）が設定されたとき、位相変更機構３０に保持動作させるためのオイルコントロールバルブ８２の制御を行う。位相保持要求は、例えばアイドル運転条件が成立していることに基づいて設定される。なお、保持動作は、バルブタイミングＶＴを最遅角位相から最進角位相までの範囲のうちの所定の位相に保持するための位相変更機構３０の動作を示す。
【００４３】
位相固定制御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定する要求（以下、「位相固定要求」）が設定されたとき、位相固定機構４０に固定動作させるためのオイルスイッチングバルブ８３の制御を行う。位相固定要求は、機関停止条件が成立していること、またはアイドル運転条件が成立していることに基づいて設定される。なお、固定動作は、バルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するための位相固定機構４０の動作を示す。
【００４４】
位相解除制御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴの中間角位相ＶＴｍｄｌへの固定を解除する要求（以下、「位相解除要求」）が設定されたとき、位相固定機構４０に固定解除動作させるためのオイルスイッチングバルブ８３の制御を行う。位相解除要求は、アイドル運転状態から通常機関運転状態に変更すること、すなわちアイドル運転状態においてアクセル踏込量ＡＰが増加することに基づいて設定される。なお、固定解除動作は、バルブタイミングＶＴの中間角位相ＶＴｍｄｌへの固定を解除するための位相固定機構４０の動作を示す。
【００４５】
図２を参照して、位相変更機構３０の構造について説明する。
【００４６】
位相変更機構３０は、図１のクランクシャフト１５に同期して回転するハウジングロータ３１と、吸気カムシャフト２２に同期して回転するベーンロータ３５と、バルブタイミングＶＴが進角するようにベーンロータ３５に力を付与するアシストスプリング（図示略）とを有する。
【００４７】
バルブタイミングＶＴは、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相に応じて変更される。なお、図中の矢印ＤＲは、スプロケット３３（クランクシャフト１５）および吸気カムシャフト２２の回転方向を示している。
【００４８】
ハウジングロータ３１は、その本体となるハウジング本体３２と、ハウジング本体３２の軸方向の一方の端部に固定されたスプロケット３３と、ハウジング本体３２の軸方向の他方の端部に固定されたカバー３４（図３参照）とを有する。
【００４９】
ハウジング本体３２は、ハウジングロータ３１の回転軸の径方向に突出する３つの区画壁３２Ａを有する。ハウジング本体３２、スプロケット３３、およびカバー３４は、これらの軸方向に挿入された３本のボルトにより互いに固定されている。
【００５０】
ベーンロータ３５は、ハウジング本体３２内の空間に配置されている。また、吸気カムシャフト２２の端部に固定されている。ベーンロータ３５は、ハウジング本体３２に向けて突出した３つのベーン３５Ａを有する。
【００５１】
位相変更機構３０は、３つの収容室３６を有する。各収容室３６は、ハウジング本体３２の外周の壁部、隣り合う区画壁３２Ａ、ベーンロータ３５のうちの回転軸の周囲の壁部、スプロケット３３、およびカバー３４に囲まれて形成されている。１つの収容室３６は、１つのベーン３５Ａが配置されている。各収容室３６は、対応するベーン３５Ａにより進角室３７および遅角室３８に区画されている。
【００５２】
進角室３７は、収容室３６内においてベーン３５Ａよりも回転方向ＤＲの後方側に形成されている。遅角室３８は、収容室３６内においてベーン３５Ａよりも回転方向ＤＲの前方側に形成されている。進角室３７および遅角室３８の容積は、位相変更機構３０に対する作動油の給排態様に応じて変化する。
【００５３】
位相変更機構３０の動作について説明する。
【００５４】
進角室３７への作動油の供給および遅角室３８からの作動油の排出により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角側すなわち回転方向ＤＲに向けて回転するとき、バルブタイミングＶＴが進角する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も進角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が回転方向ＤＲの最も前方側の回転位相のとき、バルブタイミングＶＴが最進角位相ＶＴｍａｘに設定される。
【００５５】
進角室３７からの作動油の排出および遅角室３８への作動油の供給により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側すなわち回転方向ＤＲの反対方向に向けて回転するとき、バルブタイミングＶＴが遅角する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も遅角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が回転方向ＤＲの最も後方側の回転位相のとき、バルブタイミングＶＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎに設定される。
【００５６】
図２を参照して、位相固定機構４０の構成について説明する。
【００５７】
位相固定機構４０は、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転範囲を規制する第１固定機構５０と、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転範囲を第１固定機構５０とは異なる範囲に規制する第２固定機構６０とを有する。またこの他に、進角室３７および遅角室３８からの作動油の排出を促進するための開放機構７０（図３参照）を有する。
【００５８】
第１固定機構５０および第２固定機構６０は、互いに異なるベーン３５Ａに位置する。そしてハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＶＴｍｄｌに対応する回転位相（以下、「中間回転位相」）のとき、第１固定機構５０および第２固定機構６０の協働によりバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００５９】
図３および図４を参照して、第１固定機構５０および第２固定機構６０の構成について説明する。なお、図３および図４は、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間回転位相にある状態を示している。また以下では、第１固定機構５０の第１固定ピン５１および第２固定機構６０の第２固定ピン６１がベーン３５Ａから突出する方向を「突出方向ＺＡ」とし、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１がベーン３５Ａ内に移動する方向を「収容方向ＺＢ」とする。
【００６０】
第１固定機構５０は、ベーン３５Ａに対してベーンロータ３５の軸方向に移動する第１固定ピン５１と、第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに押すための第１固定ばね５２と、第１固定ピン５１および第１固定ばね５２を収容する第１固定室５３と、第１固定ピン５１の周方向の軌跡に対応して形成された第１係合溝５６とを有する。
【００６１】
第１固定ピン５１は、ベーン３５Ａに対して突出方向ＺＡおよび収容方向ＺＢに移動するとともにベーン３５Ａの外部に突出する内側ピン５１Ａと、ベーン３５Ａ内においてベーン３５Ａに対して突出方向ＺＡおよび収容方向ＺＢに移動する外側ピン５１Ｂとを有する。
【００６２】
第１固定ばね５２は、内側ピン５１Ａを突出方向ＺＡに押すための内側ばね５２Ａと、外側ピン５１Ｂを突出方向ＺＡに押すための外側ばね５２Ｂとを有する。
【００６３】
第１固定室５３は、ベーン３５Ａ内に形成されている。また、第１固定ピン５１により第１解除室５４および第１ばね室５５に区画されている。なお、第１固定機構５０を構成する各部品のクリアランスを介して作動油の流れが生じないと仮定したとき、第１解除室５４と第１ばね室５５との間では作動油の流れが形成されない。
【００６４】
第１係合溝５６は、互いに深さの異なる２つの溝、すなわち相対的に深さの大きい第１下段溝５７、および相対的に深さの小さい第１上段溝５８を有する。第１上段溝５８は、ハウジングロータ３１の周方向において第１下段溝５７よりも遅角側に形成されている。
【００６５】
第１下段溝５７の進角側の端部である第１進角端部５６Ａは、中間回転位相にあるベーンロータ３５の第１固定ピン５１の内側ピン５１Ａについて、その進角側の端面と対応する位置に形成されている。第１上段溝５８の遅角側の端部である第１遅角端部５６Ｂは、ハウジングロータ３１の周方向において第１進角端部５６Ａよりも遅角側に形成されている。第１下段溝５７の遅角側の端部である第２遅角端部５６Ｃは、ハウジングロータ３１の周方向において第１進角端部５６Ａと第１遅角端部５６Ｂとの間に形成されている。
【００６６】
第２固定機構６０は、ベーン３５Ａに対してベーンロータ３５の軸方向に移動する第２固定ピン６１と、第２固定ピン６１を突出方向ＺＡに押すための第２固定ばね６２と、第２固定ピン６１および第２固定ばね６２を収容する第２固定室６３と、第２固定ピン６１の周方向の軌跡に対応して形成された第２係合溝６６とを有する。
【００６７】
第２固定ピン６１は、ベーン３５Ａに対して突出方向ＺＡおよび収容方向ＺＢに移動するとともにベーン３５Ａの外部に突出する内側ピン６１Ａと、ベーン３５Ａ内においてベーン３５Ａに対して突出方向ＺＡおよび収容方向ＺＢに移動する外側ピン６１Ｂとを有する。
【００６８】
第２固定ばね６２は、内側ピン６１Ａを突出方向ＺＡに押すための内側ばね６２Ａと、外側ピン６１Ｂを突出方向ＺＡに押すための外側ばね６２Ｂとを有する。
【００６９】
第２固定室６３は、ベーン３５Ａ内に形成されている。また、第２固定ピン６１により第２解除室６４および第２ばね室６５に区画されている。なお、第２固定機構６０を構成する各部品のクリアランスを介しての作動油の流れが生じないと仮定したとき、第２解除室６４と第２ばね室６５との間では作動油の流れが形成されない。
【００７０】
第２係合溝６６は、互いに深さの異なる２つの溝、すなわち相対的に深さの大きい第２下段溝６７、および相対的に深さの小さい第２上段溝６８を有する。第２上段溝６８は、ハウジングロータ３１の周方向において第２下段溝６７よりも遅角側に形成されている。
【００７１】
第２下段溝６７の遅角側の端部である第４遅角端部６６Ｃは、中間回転位相にあるベーンロータ３５の第２固定ピン６１の内側ピン６１Ａについて、その遅角側の端面と対応する位置に形成されている。第２上段溝６８の遅角側の端部である第３遅角端部６６Ｂは、ハウジングロータ３１の周方向において第４遅角端部６６Ｃよりも遅角側に形成されている。第２下段溝６７の進角側の端部である第２進角端部６６Ａは、ハウジングロータ３１の周方向において第４遅角端部６６Ｃよりも進角側に形成されている。
【００７２】
図３および図４を参照して、位相固定機構４０の動作について説明する。
【００７３】
第１固定ピン５１の内側ピン５１Ａは、先端が第１係合溝５６の第１下段溝５７の底面に接触する位置（以下、「第１固定ピン５１の突出位置」）から先端がベーン３５Ａ内に収容されている位置（以下、「第１固定ピン５１の収容位置」）までの範囲においてベーン３５Ａに対して軸方向に移動する。また、ベーン３５Ａに対する内側ピン５１Ａの位置は、第１解除室５４の油圧に基づいて作用する力と第１固定ばね５２の弾性力との関係に応じて変化する。
【００７４】
第１固定ピン５１の外側ピン５１Ｂは、ハウジングロータ３１の周方向において第１固定ピン５１が第１下段溝５７と対応する位置にあるとき、内側ピン５１Ａと連動して軸方向に移動する。一方、ハウジングロータ３１の周方向において第１固定ピン５１が第１下段溝５７と対応しない位置にあるとき、第１解除室５４の油圧に基づいて作用する力と第１固定ばね５２の弾性力との関係に応じて内側ピン５１Ａから独立して軸方向に移動することが許容される。
【００７５】
以下では、外側ピン５１Ｂがベーン３５Ａ内において最大限に突出方向ＺＡに移動した位置を「外側ピン５１Ｂの開放位置」とする。また、外側ピン５１Ｂがベーン３５Ａ内において最大限に収容方向ＺＢに移動した位置を「外側ピン５１Ｂの閉鎖位置」とする。
【００７６】
第２固定ピン６１の内側ピン６１Ａは、先端が第２係合溝６６の第２下段溝６７の底面に接触する位置（以下、「第２固定ピン６１の突出位置」）から先端がベーン３５Ａ内に収容されている位置（以下、「第２固定ピン６１の収容位置」）までの範囲においてベーン３５Ａに対して軸方向に移動する。また、ベーン３５Ａに対する内側ピン６１Ａの位置は、第２解除室６４の油圧に基づいて作用する力と第２固定ばね６２の弾性力との関係に応じて変化する。
【００７７】
第２固定ピン６１の外側ピン６１Ｂは、ハウジングロータ３１の周方向において第２固定ピン６１が第２下段溝６７と対応する位置にあるとき、内側ピン６１Ａと連動して軸方向に移動する。一方、ハウジングロータ３１の周方向において第２固定ピン６１が第２下段溝６７と対応しない位置にあるとき、第２解除室６４の油圧に基づいて作用する力と第２固定ばね６２の弾性力との関係に応じて内側ピン６１Ａから独立して軸方向に移動することが許容される。
【００７８】
以下では、外側ピン６１Ｂがベーン３５Ａ内において最大限に突出方向ＺＡに移動した位置を「外側ピン６１Ｂの開放位置」とする。また、外側ピン６１Ｂがベーン３５Ａ内において最大限に収容方向ＺＢに移動した位置を「外側ピン６１Ｂの閉鎖位置」とする。
【００７９】
ここで、位相固定機構４０の動作状態について定義する。
【００８０】
第１固定ピン５１および第２固定ピン６１が収容位置に位置するときの位相固定機構４０の動作状態を「位相固定機構４０の位相解除状態」とする。また、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１が突出位置に位置するときの位相固定機構４０の動作状態を「位相固定機構４０の位相固定状態」とする。なお、図３は位相固定機構４０の位相解除状態の一例を示している。また、図４は位相固定機構４０の位相固定状態を示している。
【００８１】
第１固定ピン５１の動作について説明する。なお、第２固定ピン６１は第１固定ピン５１の下記動作に準じて動作するため、ここでは第２固定ピン６１の動作についての説明を省略する。
【００８２】
第１解除室５４の油圧に基づいて第１固定ピン５１に作用する力が第１固定ばね５２の弾性力よりも小さいとき、第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに移動させる力が第１固定ピン５１に付与される。そして、ハウジングロータ３１の周方向において第１固定ピン５１が第１下段溝５７と対応する箇所に位置し、かつハウジングロータ３１の軸方向において第１固定ピン５１が収容位置に位置し、かつ第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに移動させる力が第１固定ピン５１に作用しているとき、内側ピン５１Ａが図３に示される収容位置から図４に示される突出位置に移動する。また、内側ピン５１Ａの移動に連動して外側ピン５１Ｂが閉鎖位置から開放位置に移動する。
【００８３】
第１解除室５４の油圧に基づいて第１固定ピン５１に作用する力が第１固定ばね５２の弾性力よりも大きいとき、第１固定ピン５１を収容方向ＺＢに移動させる力が第１固定ピン５１に付与される。そして、ハウジングロータ３１の軸方向において第１固定ピン５１が突出位置に位置し、かつ第１固定ピン５１を収容方向ＺＢに移動させる力が第１固定ピン５１に作用しているとき、内側ピン５１Ａが図４に示される突出位置から図３に示される収容位置に移動する。また、内側ピン５１Ａの移動に連動して外側ピン５１Ｂが開放位置から閉鎖位置に移動する。
【００８４】
第１固定ピン５１が突出位置に位置しているとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相よりも進角方向に向けて回転することが規制される。また、第２固定ピン６１が突出位置に位置しているとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相よりも遅角方向に向けて回転することが規制される。
【００８５】
このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１が突出位置に位置しているとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相から進角方向および遅角方向に回転することができない。すなわち、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００８６】
機関始動時の位相変更機構３０の動作について説明する。
【００８７】
通常の機関始動時においては、位相変更機構３０の進角室３７および遅角室３８の作動油が通常機関運転時よりも十分に少ない。なお、作動油が十分に少ない状態とは、位相変更機構３０の油圧によりバルブタイミングＶＴを適切に制御することが困難となる程度にまで作動油の量が減少している状態を示す。
【００８８】
このため、吸気カムシャフト２２のトルク変動（以下、「吸気カムトルク変動」）にともなうバルブタイミングＶＴの進角量が通常機関運転時よりも大きくなる。そして、機関始動時において位相変更機構３０の油圧によるバルブタイミングＶＴの制御が困難な場合においても、吸気カムトルク変動にともなうバルブタイミングＶＴの進角を利用することにより、バルブタイミングＶＴを位相固定機構４０により中間角位相ＶＴｍｄｌに固定することが可能となる。以下では、吸気カムトルク変動にともないバルブタイミングＶＴが進角する動作を「自立進角」とする。
【００８９】
位相変更機構３０が自立進角するときの位相固定機構４０の動作を以下に示す。
【００９０】
位相変更機構３０の進角室３７および遅角室３８の作動油が十分に少ない状態において機関始動が開始されたとき、吸気カムトルク変動によりベーンロータ３５が最遅角位相ＶＴｍｉｎに対応する回転位相から進角側に回転する。そして、以下の（Ａ）〜（Ｄ）の順に第１固定ピン５１および第２固定ピン６１が動作することにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００９１】
（Ａ）ベーンロータ３５の進角側への回転にともない、周方向において第１固定ピン５１が第１上段溝５８に対応する位置に到達したとき、第１固定ピン５１が第１上段溝５８に突出する。
【００９２】
（Ｂ）上記（Ａ）の状態において、ベーンロータ３５の進角側への回転にともない、周方向において第２固定ピン６１が第２上段溝６８に対応する位置に到達したとき、第２固定ピン６１が第２上段溝６８に突出する。
【００９３】
（Ｃ）上記（Ｂ）の状態において、ベーンロータ３５の進角側への回転にともない、周方向において第２固定ピン６１が第２下段溝６７に対応する位置に到達したとき、第２固定ピン６１が第２下段溝６７に突出する。すなわち、第２固定ピン６１が突出位置に位置する。
【００９４】
（Ｄ）上記（Ｃ）の状態において、ベーンロータ３５の進角側への回転にともない、周方向において第１固定ピン５１が第１下段溝５７に対応する位置に到達したとき、第１固定ピン５１が第１下段溝５７に突出する。すなわち、第１固定ピン５１が突出位置に位置する。
【００９５】
上記（Ｄ）の状態においては、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１が突出位置に位置しているため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相から進角方向および遅角方向に回転することができない。すなわち、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００９６】
図３を参照して、開放機構７０の構成について説明する。
【００９７】
開放機構７０は、第１固定機構５０が設けられたベーン３５Ａの第１ばね室５５を介して進角室３７と遅角室３８とを互いに連通する第１開放機構７１と、第２固定機構６０が設けられたベーン３５Ａの第２ばね室６５を介して進角室３７と遅角室３８とを互いに連通する第２開放機構７２とを有する。
【００９８】
第１開放機構７１は、第１ばね室５５と進角室３７とを互いに連通する進角室開放通路７１Ａと、第１ばね室５５と遅角室３８とを互いに連通する遅角室開放通路７１Ｂと、第１固定機構５０の外側ピン５１Ｂとを有する。
【００９９】
第２開放機構７２は、第２ばね室６５と進角室３７とを互いに連通する進角室開放通路７２Ａと、第２ばね室６５と遅角室３８とを互いに連通する遅角室開放通路７２Ｂと、第２固定機構６０の外側ピン６１Ｂとを有する。
【０１００】
図５を参照して、第１開放機構７１の動作について説明する。なお、第２開放機構７２は第１開放機構７１の下記動作に準じて動作するため、ここでは第２開放機構７２の動作についての説明を省略する。
【０１０１】
図５（ａ）に示されるように、位相固定機構４０の動作状態が位相解除状態のとき、かつハウジングロータ３１の周方向において第１固定ピン５１が第１下段溝５７と対応する箇所に位置し、かつ第１固定ピン５１を収容方向ＺＢに移動させる力が第１固定ピン５１に作用しているとき、外側ピン５１Ｂが閉鎖位置に位置する。このため、進角室開放通路７１Ａおよび遅角室開放通路７１Ｂが外側ピン５１Ｂにより閉塞される。すなわち、第１ばね室５５と進角室３７および遅角室３８とが互いに遮断される。
【０１０２】
図５（ｂ）に示されるように、位相固定機構４０の動作状態が位相解除状態のとき、かつハウジングロータ３１の周方向において第１固定ピン５１が第１下段溝５７と対応しない箇所に位置し、かつ第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに移動させる力が第１固定ピン５１に作用しているとき、外側ピン５１Ｂが開放位置に位置する。このため、進角室開放通路７１Ａおよび遅角室開放通路７１Ｂが外側ピン５１Ｂから開放される。すなわち、第１ばね室５５と進角室３７および遅角室３８とが互いに連通する。なお、位相固定機構４０および開放機構７０の動作状態が図５（ｂ）に示される状態となる機関運転状態の一例としては、機関始動時において位相固定機構４０の動作状態が位相解除状態となる場合が挙げられる。
【０１０３】
図５（ｃ）に示されるように、位相固定機構４０の動作状態が位相固定状態のとき、かつ第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに移動させる力が第１固定ピン５１に作用しているとき、外側ピン５１Ｂが開放位置に位置する。このため、進角室開放通路７１Ａおよび遅角室開放通路７１Ｂが外側ピン５１Ｂから開放される。すなわち、第１ばね室５５と進角室３７および遅角室３８とが互いに連通する。
【０１０４】
第１ばね室５５と進角室３７および遅角室３８とが互いに連通しているとき、かつオイルコントロールバルブ８２を介して進角室３７および遅角室３８の一方に作動油が供給されているとき、この作動油が第１ばね室５５を介して進角室３７および遅角室３８の他方にも供給される。このため、進角室３７および遅角室３８が互いに連通していないときと比較して、進角室３７および遅角室３８の他方に対する作動油の供給量が多くなる。
【０１０５】
図２を参照して、オイルコントロールバルブ８２の制御について説明する。
【０１０６】
オイルコントロールバルブ８２は、進角油路８５と供給油路８４または排出油路８８とを互いに接続する進角ポートと、遅角油路８６と供給油路８４または排出油路８８とを互いに接続する遅角ポートとを有する。進角油路８５および遅角油路８６と供給油路８４および排出油路８８との接続関係、ならびに進角ポートおよび遅角ポートの通路面積は、電子制御装置９１が出力する指令信号としてのデューティー比に応じて変化する。
【０１０７】
電子制御装置９１は、オイルコントロールバルブ８２のアクチュエータに出力するデューティー比を変更することにより、オイルコントロールバルブ８２の動作状態（以下、「ＯＣＶ動作モード」）を変更する。電子制御装置９１により選択されるＯＣＶ動作モードとしては、進角モード、遅角モード、および保持モードが予め用意されている。そして、ＯＣＶ動作モードが変更されることにより、進角油路８５および遅角油路８６と供給油路８４および排出油路８８との接続関係、ならびに進角ポートおよび遅角ポートの通路面積が変更される。
【０１０８】
ＯＣＶ動作モードとデューティー比との関係について説明する。
【０１０９】
オイルコントロールバルブ８２は、デューティー比に対応する動作領域として遅角感帯、不感帯、および進角感帯を有する。
【０１１０】
遅角感帯は、デューティー比の変更可能領域における最小のデューティー比から所定の第１デューティー比までの範囲を有する。オイルコントロールバルブ８２は、遅角感帯のデューティー比が出力されるとき、進角油路８５と排出油路８８とを互いに接続し、遅角油路８６と供給油路８４とを互いに接続する。
【０１１１】
不感帯は、所定の第１デューティー比から所定の第２デューティー比までの範囲を有する。オイルコントロールバルブ８２は、不感帯のデューティー比が出力されるとき、進角油路８５および遅角油路８６を供給油路８４および排出油路８８に対して遮断する。
【０１１２】
進角感帯は、所定の第２デューティー比からデューティー比の変更可能領域における最大のデューティー比までの範囲を有する。オイルコントロールバルブ８２は、進角感帯のデューティー比が出力されるとき、進角油路８５と供給油路８４とを互いに接続し、遅角油路８６と排出油路８８とを互いに接続する。
【０１１３】
電子制御装置９１は、ＯＣＶ動作モードに応じて以下のデューティー比を出力する。
【０１１４】
（Ａ）ＯＣＶ動作モードとして保持モードを選択するとき、不感帯内のデューティー比をオイルコントロールバルブ８２のアクチュエータに出力する。このとき、進角室３７および遅角室３８がオイルコントロールバルブ８２に対して閉鎖される。このため、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が進角室３７および遅角室３８の油圧により保持される。
【０１１５】
（Ｂ）ＯＣＶ動作モードとして遅角モードを選択するとき、進角感帯内のデューティー比をオイルコントロールバルブ８２のアクチュエータに出力する。このとき、進角室３７から作動油が排出され、かつ遅角室３８に作動油が供給される。このため、ベーンロータ３５をハウジングロータ３１に対して遅角方向に回転させる力がベーンロータ３５に付与される。
【０１１６】
（Ｃ）ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択するとき、進角感帯内のデューティー比をオイルコントロールバルブ８２のアクチュエータに出力する。このとき、進角室３７に作動油が供給され、かつ遅角室３８から作動油が排出される。このため、ベーンロータ３５をハウジングロータ３１に対して進角方向に回転させる力がベーンロータ３５に付与される。
【０１１７】
進角油路８５および遅角油路８６の作動油の流量について説明する。
【０１１８】
進角油路８５の作動油の流量は、進角ポートの通路面積が大きくなるにつれて大きくなる。また進角ポートの通路面積は、進角感帯内におけるデューティー比の大きさが最大のデューティー比に近づくにつれて、または、遅角感帯内におけるデューティー比の大きさが最小のデューティー比に近づくにつれて大きくなる。
【０１１９】
遅角油路８６の作動油の流量は、遅角ポートの通路面積が大きくなるにつれて大きくなる。また遅角ポートの通路面積は、遅角感帯内におけるデューティー比の大きさが最小のデューティー比に近づくにつれて、または、進角感帯内におけるデューティー比の大きさが最大のデューティー比に近づくにつれて大きくなる。
【０１２０】
電子制御装置９１は、進角モードにおいて進角室３７に供給される作動油の量を変更する必要があるとき、進角感帯内におけるデューティー比の大きさを変更する。また、遅角モードにおいて遅角室３８に供給される作動油の量を変更する必要があるとき、遅角感帯内におけるデューティー比の大きさを変更する。
【０１２１】
そして、進角モードにおいてデューティー比が大きくなるとき、進角室３７に供給される作動油量が増加し、かつ遅角室３８から排出される作動油量が増加する。また、遅角モードにおいてデューティー比が大きくなるとき、遅角室３８に供給される作動油量が増加し、かつ進角室３７から排出される作動油量が増加する。
【０１２２】
図３および図４を参照して、オイルスイッチングバルブ８３の制御について説明する。
【０１２３】
図１の電子制御装置９１は、オイルスイッチングバルブ８３のアクチュエータに対する指令信号を変更することにより、オイルスイッチングバルブ８３の動作状態（以下、「ＯＳＶ動作モード」）を変更する。
【０１２４】
各ＯＳＶ動作モードと位相固定機構４０の動作との関係を以下に示す。
【０１２５】
（Ａ）ＯＳＶ動作モードが位相固定モードに設定されているとき、第１解除室５４および第２解除室６４から動作油が排出される。このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１に対して突出力が作用する。
【０１２６】
（Ｂ）ＯＳＶ動作モードが位相解除モードに設定されているとき、第１解除室５４および第２解除室６４に作動油が供給される。このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１に収容力が作用する。
【０１２７】
バルブタイミング制御の詳細について説明する。
【０１２８】
図１の電子制御装置９１は、バルブタイミング制御において、以下の（Ａ）〜（Ｆ）のように機関運転状態に応じてオイルコントロールバルブ８２およびオイルスイッチングバルブ８３を制御する。
【０１２９】
（Ａ）通常機関運転時において、機関運転状態に応じて位相進角制御を行うとき、ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択する。また、ＯＳＶ動作モードとして位相解除モードを選択する。
【０１３０】
（Ｂ）通常機関運転時において、機関運転状態に応じて位相遅角制御を行うとき、ＯＣＶ動作モードとして遅角モードを選択する。また、ＯＳＶ動作モードとして位相解除モードを選択する。
【０１３１】
（Ｃ）通常機関運転時において、機関運転状態に応じて位相保持制御を行うとき、ＯＣＶ動作モードとして保持モードを選択する。また、ＯＳＶ動作モードとして位相解除モードを選択する。なお、バルブタイミングＶＴの変動にともないバルブタイミングＶＴの平均値と目標角位相ＶＴｔｒｇとの差の絶対値が所定値以上となるとき、同平均値を目標角位相ＶＴｔｒｇに近づけるためのフィードバック制御が行われる。
【０１３２】
（Ｄ）通常機関運転時において、位相固定要求に応じて位相固定制御を行うとき、ＯＳＶ動作モードを位相解除モードから位相固定モードに変更する。また、バルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに変更するためのＯＣＶ動作モードを選択する。
【０１３３】
（Ｅ）機関始動時またはアイドル運転時において、位相解除要求に応じて位相解除制御を行うとき、ＯＳＶ動作モードを位相固定モードから位相解除モードに変更する。また、位相進角要求、位相遅角要求、および位相保持要求のいずれかに応じて、ＯＣＶ動作モードとして進角モード、遅角モード、および保持モードのいずれかを選択する。
【０１３４】
（Ｆ）機関始動の開始時において、位相固定機構４０の動作状態が位相固定状態にあり、かつ始動時解除条件が成立していないとき、位相進角要求、位相遅角要求、または位相保持要求に基づく位相固定機構４０の動作状態の変更を禁止する。この制御は、上記の（Ｄ）の制御に優先して行われる。
【０１３５】
（Ｇ）機関始動の開始時において、位相固定機構４０の動作状態が位相解除状態にあり、かつ図８の始動時制御選択処理により自立進角対応制御が選択されるとき、ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択する。また、ＯＳＶ動作モードとして位相固定モードを選択する。
【０１３６】
（Ｈ）機関始動の開始時において、位相固定機構４０の動作状態が位相解除状態にあり、かつ図８の始動時制御選択処理により始動時進角制御が選択されるとき、ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択する。また、ＯＳＶ動作モードとして位相解除モードを選択する。そして、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達したとき、ＯＣＶ動作モードを進角モードから保持モードに変更する。
【０１３７】
上記（Ｆ）の制御において用いられる始動時解除条件について説明する。
【０１３８】
始動時解除条件は、機関始動時に位相固定機構４０の動作状態を位相解除状態に変更してもバルブタイミングＶＴが不安定な状態となるおそれが小さいことを確認するための条件として設定されている。なお、バルブタイミングＶＴが不安定な状態とは、進角室３７および遅角室３８が作動油で満たされていないことによりバルブタイミングＶＴの変動が大きい状態を示す。
【０１３９】
上記（Ｇ）の自立進角対応制御について説明する。
【０１４０】
通常の機関始動時においては、位相変更機構３０の作動油も十分に減少しているため、位相変更機構３０のベーンロータ３５を移動させることが可能な油圧がベーンロータ３５に付与されない。このため、ＯＣＶ動作モードとは関係なくベーンロータ３５が吸気カムトルク変動に応じて進角または遅角する。
【０１４１】
また、位相固定機構４０の作動油が十分に減少しているため、位相固定機構４０の第１固定ピン５１および第２固定ピン６１を移動させることが可能な油圧が各ピン５１，６１に付与されない。このため、ＯＳＶ動作モードとは関係なく位相固定機構４０の第１固定ピン５１および第２固定ピン６１を突出位置に移動させる力が各ピン５１，６１に作用する。
【０１４２】
以上のことから、機関始動時においてＯＣＶ動作モードおよびＯＳＶ動作モードを制御しなくとも、バルブタイミングＶＴが自立進角により中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。ただし、機関始動の開始時において位相変更機構３０および位相固定機構４０に残留している作動油の量は、最後の機関停止時から機関始動の開始時までの状況に応じて異なるため、ＯＣＶ動作モードおよびＯＳＶ動作モードを制御しない場合には、次の問題をまねくおそれがある。なお、ＯＣＶ動作モードおよびＯＳＶ動作モードを制御しない状態とは、機関運転状態等に応じて予め規定されている所定の条件が成立しているか否かを判定し、その結果に応じて動作モードを変更する制御を実行しない状態を示す。
【０１４３】
例えば、機関始動時のＯＣＶ動作モードの制御が行われないことにより、最後の機関停止時に選択されたＯＣＶ動作モードとしての遅角モードが維持されているとき、かつ機関始動の開始時における遅角室３８の作動油量が多いとき、遅角室３８の作動油が排出されにくい。これにより、吸気カムトルク変動にともなうバルブタイミングＶＴの進角に対する抵抗が大きくなるため、自立進角が妨げられる。
【０１４４】
また、機関始動時のＯＳＶ動作モードの制御が行われないことにより、最後の機関停止時に選択されたＯＳＶ動作モードとしての位相解除モードが維持されているとき、かつ機関始動の開始時における第１解除室５４および第２解除室６４の少なくとも一方の作動油の量が多いとき、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の少なくとも一方が突出位置に移動しない。このため、吸気カムトルク変動にともないベーンロータ３５が中間回転位相まで進角してもバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されない。
【０１４５】
そこで自立進角対応制御は、機関始動時において自立進角によりバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される頻度を高めるため、ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択し、かつＯＳＶ動作モードとして位相固定モードを選択する。
【０１４６】
上記（Ｈ）の始動時進角制御について説明する。
【０１４７】
機関始動時において、位相変更機構３０の油圧によりバルブタイミングＶＴを制御するために必要な量の作動油が位相変更機構３０内にあるとき、油圧によりバルブタイミングＶＴを進角することができる。そこで、機関始動時において油圧によりバルブタイミングＶＴを進角することが求められるとき、始動時進角制御を行う。
【０１４８】
始動時進角制御においては、バルブタイミングＶＴと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差の絶対値（以下、「位相差ＶＴＤ」）に基づいて、同平均値を目標角位相ＶＴｔｒｇに近づけるためのフィードバック制御を行う。すなわち、位相差ＶＴＤに基づいてオイルコントロールバルブ８２のＤＵＴＹ比を制御する。具体的には、位相差ＶＴＤが大きくなるにつれて、すなわち遅角室３８に残存している作動油の量（以下、「残存油量Ｑ」）が多くなるにつれて、進角室３７への作動油の供給量が多くなるようにオイルコントロールバルブ８２のＤＵＴＹ比を制御する。
【０１４９】
電子制御装置９１は、始動時進角制御における進角室３７への作動油の供給量は、自立進角対応制御における進角室３７への作動油の供給量よりも多くなるようにオイルコントロールバルブ８２のＤＵＴＹ比を制御する。このため、始動時進角制御において進角室３７の油圧によりバルブタイミングＶＴを進角させる力は、自立進角対応制御においてオイルコントロールバルブ８２によりバルブタイミングＶＴを進角させる力よりも大きくなる。このため、機関始動の開始時において遅角室３８の作動油量が多い場合においても始動時進角制御によりバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに速やかに変更される。
【０１５０】
図１を参照して、始動時制御選択処理の詳細について説明する。
【０１５１】
内燃機関１の始動性を評価する指標の１つとして、機関始動期間が挙げられる。そして、内燃機関１に要求される始動性を満たすためには、各種の始動環境下において実際の機関始動期間が要求始動期間以下となるように内燃機関１を始動させる必要がある。
【０１５２】
一方、機関始動期間に影響を及ぼす主な因子として、機関始動時のバルブタイミングＶＴが挙げられる。そこで、内燃機関１においては、要求始動期間内に始動を完了させることを意図して、機関始動時のバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するための位相固定制御を行う。
【０１５３】
中間角位相ＶＴｍｄｌは、混合気の燃焼性が大きく低下する低温環境下においても、要求始動期間内に機関始動を完了させることを可能にするバルブタイミングＶＴとして適合されている。なお、低温環境とは外気温度が氷点下の環境を示す。
【０１５４】
位相固定制御では、機関停止移行期間においてバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するため、機関停止条件に応じて設定される位相固定要求に基づいて、ＯＣＶ動作モードおよびＯＳＶ動作モードを制御する。
【０１５５】
そして、最後の機関停止移行時にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されたとき、すなわち今回の機関始動の開始時にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されているとき、低温環境下においても要求始動期間内に内燃機関１の始動が完了する。
【０１５６】
一方、機関始動の開始時にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されていなくとも、機関始動の開始後にバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定することにより、低温環境下において要求始動期間内に内燃機関１の始動を完了させることもできる。
【０１５７】
ただし、この場合には、機関始動の開始からバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されるまでに要する期間（以下、「固定期間」）について、これを要求固定期間内に収めることが求められる。すなわち、機関始動の開始後においてバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定された場合でも、固定期間が要求固定期間を超えているときには、機関始動期間が要求始動期間を超える可能性が高くなる。なお、この傾向は、低温環境下において特に顕著となる。
【０１５８】
そこで電子制御装置９１は、機関始動の開始時にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されていないとき、要求固定期間内にバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するため、バルブタイミングＶＴの進角方法を選択するための処理として始動時制御選択処理を行う。
【０１５９】
機関始動時の吸気カムトルク変動によるバルブタイミングＶＴの進角に対する抵抗力は、残存油量Ｑの影響を受けて変化する。このため、位相進角制御によるバルブタイミングＶＴの進角速度（以下、「油圧進角速度」）、および吸気カムトルク変動によるバルブタイミングＶＴの進角速度（以下、「自立進角速度」）は、機関始動時の残存油量Ｑに応じて次の関係を有する。
【０１６０】
すなわち、機関始動時の残存油量Ｑが十分に少ないとき、油圧進角速度よりも自立進角速度の方が大きくなる頻度が高い。一方、機関始動時の残存油量Ｑが多いとき、自立進角速度よりも油圧進角速度の方が大きくなる頻度が高い。
【０１６１】
そして始動時制御選択処理は、上記の油圧進角速度および自立進角速度の関係に基づいて、機関始動時点におけるバルブタイミングＶＴの進角方法を選択する。具体的には、内燃機関１の始動動作が開始された時点における残存油量Ｑ、すなわち機関始動時の残存油量Ｑと、予め設定された判定値としての基準油量ＱＡとを比較し、残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上のとき、始動時進角制御によりバルブタイミングＶＴを進角させる。一方、残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満のとき、自立進角によりバルブタイミングＶＴを進角させる。このとき、可変動弁装置２０の制御として自立進角対応制御を行う。なお、基準油量ＱＡは「基準値」に相当する。
【０１６２】
図６を参照して、進角方法の具体的な選択の手順について説明する。
【０１６３】
機関始動時の残存油量Ｑは、最後の機関停止の完了時点における残存油量Ｑ（以下、「最後の機関停止時の残存油量Ｑ」）と、機関停止期間すなわち最後の機関停止の完了時から今回の機関始動の開始時までの期間において、遅角室３８から外部に流出する作動油の量（以下、「停止時流出量」）との差として算出することができる。また停止時流出量は、機関停止期間において遅角室３８の作動油が位相変更機構３０のクリアランスから外部に流出する速度（以下、「停止時流出速度」）と、機関停止期間の長さとの積として算出することができる。なお、停止時流出速度としては、機関停止期間における作動油の流出速度を代表する速度を用いることができる。
【０１６４】
そこで始動時制御選択処理においては、機関停止期間の指標として機関停止時の冷却水温度ＴＷと機関始動時の冷却水温度ＴＷとの差の絶対値（以下、「冷却水温度差ＴＷＤ」）を用い、停止時流出速度の指標として機関始動時の外気温度ＴＡを用い、これらの指標と機関始動時のバルブタイミングの進角方法との関係を図６の制御領域マップに規定している。なお、「機関停止時の冷却水温度ＴＷ」は、詳細には「機関停止の完了時点における冷却水温度ＴＷ」を示す。また「機関始動時の冷却水温度ＴＷ」は、詳細には「機関始動の開始時点における冷却水温度ＴＷ」を示す。また「機関始動時の外気温度ＴＡ」は、詳細には「機関始動の開始時点における外気温度ＴＡ」を示す。
【０１６５】
機関停止期間における冷却水温度ＴＷの低下度合は、機関停止期間が長くなるにつれて大きくなる。このため、制御領域マップ上において冷却水温度差ＴＷＤが大きくなる方向への変化は、機関停止期間が長いことを示している。
【０１６６】
停止時流出速度は、機関停止期間において作動油の粘度が低くなるにつれて大きくなる。また、機関停止期間における作動油の粘度は、機関停止期間における作動油の温度と相関を有する。また、機関停止期間における作動油の温度は、機関停止期間における冷却水温度ＴＷと相関を有する。また、機関停止期間における冷却水温度ＴＷは、今回の機関始動時の冷却水温度ＴＷと相関を有する。また、今回の機関始動時の冷却水温度ＴＷは、今回の機関始動時の外気温度ＴＡと相関を有する。このため、制御領域マップ上において外気温度ＴＡが高くなる方向への変化は、停止時流出速度が高いことを示している。
【０１６７】
制御領域マップは、上記の機関停止期間と冷却水温度差ＴＷＤとの関係、および停止時流出速度と外気温度ＴＡとの関係に基づいて、機関始動時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満と推定される領域（以下、「自立進角領域ＲＡ」）と、機関始動時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上と推定される領域（以下、「油圧進角領域ＲＢ」）とに区分されている。
【０１６８】
自立進角領域ＲＡは、残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満であることが冷却水温度差ＴＷＤおよび外気温度ＴＡにより示唆されていることに基づいて、機関始動時のバルブタイミングＶＴの進角方法として自立進角を指定する領域として設定されている。
【０１６９】
油圧進角領域ＲＢは、残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上であることが冷却水温度差ＴＷＤおよび外気温度ＴＡにより示唆されていることに基づいて、機関始動時のバルブタイミングＶＴの進角方法として位相進角制御を指定する領域として設定されている。
【０１７０】
そして始動時制御選択処理においては、機関始動時の冷却水温度差ＴＷＤおよび外気温度ＴＡが自立進角領域ＲＡおよび油圧進角領域ＲＢのいずれに属するかを判定する。冷却水温度差ＴＷＤおよび外気温度ＴＡが自立進角領域ＲＡに属するとき、バルブタイミングＶＴの進角方法として自立進角を選択する。またこのとき、位相変更機構３０の制御として始動時進角制御を行う。一方、冷却水温度差ＴＷＤおよび外気温度ＴＡが油圧進角領域ＲＢに属するとき、バルブタイミングＶＴの進角方法として位相進角制御を選択する。
【０１７１】
電子制御装置９１は、機関始動時のバルブタイミングの進角方法を選択する方法として、上記の制御領域マップを用いた始動時制御選択処理とは別に、機関停止時の残存油量Ｑに応じて進角方法を選択する停止移行時制御指定処理（図７）を有する。
【０１７２】
最後の機関停止の完了時から今回の機関始動の開始時までの期間において、基本的には遅角室３８の作動油の量が増加することはない。このため、最後の機関停止時における残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満のとき、今回の機関始動時における残存油量Ｑも基準油量ＱＡ未満と推定される。一方、機関停止移行時のバルブタイミングＶＴの変動幅（以下、「位相変動幅ＦＷ」）は、機関停止時の遅角室３８の残存油量Ｑに応じて変化する。
【０１７３】
以上のことから、位相変動幅ＦＷに基づいて推定される最後の機関停止時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満のとき、今回の機関始動時の残存油量Ｑを推定しなくとも、バルブタイミングＶＴの進角方法として自立進角を指定することができる。なお、位相変動幅ＦＷは、クランク角度ＣＡが所定量にわたり変化する期間におけるバルブタイミングＶＴの極大値と極小値との差の絶対値として算出することができる。
【０１７４】
そこで停止移行時制御指定処理においては、機関停止時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満であることが機関停止時の位相変動幅ＦＷにより示唆されているとき、そのことを示す履歴を記憶する。そして、今回の機関始動時に同履歴が確認されるとき、バルブタイミングＶＴの進角方法として自立進角を選択する。なお、上記履歴に基づく進角方法の選択は、制御領域マップを用いた進角方法の選択に優先して行われる。
【０１７５】
図７を参照して、停止移行時制御指定処理の手順について説明する。
【０１７６】
ステップＳ１１では、機関停止移行期間中か否かを判定する。ここでは、イグニッションスイッチの操作にともなう機関停止要求に応じて混合気の燃焼が停止されていることに基づいて、機関停止移行期間中の旨判定する。
【０１７７】
ステップＳ１１において機関停止移行期間中の旨判定したとき、ステップＳ１２において、バルブタイミングＶＴが位相固定機構４０により中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されているか否か、すなわち位相固定機構４０の動作状態が位相固定状態か否かを判定する。
【０１７８】
ここでは、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに保持されている状態が所定期間以上にわたり継続されたことに基づいて、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されている旨判定する。
【０１７９】
ステップＳ１２において、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されていない旨判定したとき、ステップＳ１３において、位相変動幅ＦＷが判定値ＦＷＸ以上か否かを判定する。
【０１８０】
ステップＳ１３において、位相変動幅ＦＷが判定値ＦＷＸ以上の旨判定したとき、機関停止時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満と推定される。このため、機関始動時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満と推定することができる。一方、ステップＳ１３において、位相変動幅ＦＷが判定値ＦＷＸ未満の旨判定したとき、機関停止時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上と推定される。そして、ステップＳ１４において、油量判定フラグをオンに設定する。なお、油量判定フラグは「停止時履歴」に相当する。
【０１８１】
図８を参照して、始動時制御選択処理の手順について説明する。
【０１８２】
ステップＳ２１では、油量判定フラグがオンに設定されているか否かを判定する。ステップＳ２１において、油量判定フラグがオフに設定されている旨判定したとき、すなわち最後の機関停止時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満であることを示す履歴があるとき、ステップＳ３２に移行する。一方、ステップＳ２１において、油量判定フラグがオンに設定されている旨判定したとき、すなわち最後の機関停止時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上であることを示す履歴があるため、今回の機関始動時の残存油量Ｑも基準油量ＱＡ以上である可能性が残されているとき、ステップＳ２２に移行する。
【０１８３】
ステップＳ２２では、冷却水温度差ＴＷＤおよび外気温度ＴＡに基づいて、始動時進角制御を実行するための条件が成立しているか否か、すなわち残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上か否かを判定する。
【０１８４】
ここでは、冷却水温度差ＴＷＤおよび外気温度ＴＡが図６の制御領域マップにおいて油圧進角領域に属するとき、始動時進角制御を実行するための条件が成立している旨判定する。
【０１８５】
ステップＳ２１において否定判定したとき、またはステップＳ２２において否定判定したとき、ステップＳ３２において、自立進角対応制御を行う。すなわち、ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択し、ＯＳＶ動作モードとして位相固定モードを選択する。
【０１８６】
ステップＳ２２において肯定判定したとき、ステップＳ３１において、始動時進角制御を行う。すなわち、ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択し、ＯＳＶ動作モードとして位相解除モードを選択する。また、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達したとき、ＯＳＶ動作モードを進角モードから保持モードに変更する。そして、ステップＳ３３において、油量判定フラグをオフに設定する。
【０１８７】
（実施形態の効果）
本実施形態の内燃機関１は、以下の効果を奏する。
【０１８８】
（１）内燃機関１は、機関始動時において位相固定機構４０が位相解除状態かつ残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上のとき、位相変更機構３０の油圧によりバルブタイミングＶＴが進角する。この構成によれば、遅角室３８に残存している作動油に起因して内燃機関１の始動性が低下することが抑制される。
【０１８９】
（２）また、機関始動時において残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上のときにも自立進角によりバルブタイミングＶＴが進角する構成と比較して、残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上のときのバルブタイミングＶＴの進角速度が高くなる。
【０１９０】
このため、上記比較対象の構成と比較して、アシストスプリングの復元力を小さくしても、内燃機関１の始動性が低下するおそれが小さい。そして、アシストスプリングとしてより復元力が小さいものを用いることにより、通常機関運転時においてバルブタイミングＶＴを遅角するときのアシストスプリングの抵抗が小さくなる。このため、オイルポンプ８１の駆動にともなう損失が低減される。
【０１９１】
（３）内燃機関１は、機関始動時において残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満のとき、かつバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌまで進角したとき、位相固定機構４０がバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定する。この構成によれば、機関始動時にバルブタイミングＶＴが位相固定機構４０により固定されない構成と比較して、位相変動幅ＦＷが小さくなる。
【０１９２】
（４）内燃機関１は、機関始動時において位相固定機構４０が位相解除状態かつ残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上のとき、位相変更機構３０の油圧によりバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに保持する。この構成によれば、機関始動時においてバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側の位相に保持される構成と比較して、内燃機関１の始動性が高くなる。
【０１９３】
（５）内燃機関１は、最後の機関停止時における位相変動幅ＦＷが判定値以上であることを示す油量判定フラグが設定されているとき、すなわち今回の機関始動時における残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満であることが推定されるとき、機関始動時に自立進角によりバルブタイミングＶＴを進角する。この構成によれば、油量判定フラグが設定されている機関始動時において位相変更機構３０の油圧によりバルブタイミングＶＴを進角する仮想の構成と比較して、バルブタイミングＶＴが早い時期に中間角位相ＶＴｍｄｌに変更される頻度が高くなる。
【０１９４】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１９５】
・上記実施形態では、機関始動時の残存油量Ｑと基準油量ＱＡとの比較に基づいて、機関始動時に始動時進角制御および自立進角対応制御のいずれの制御を実行するかを選択しているが、機関始動時に実行する制御を選択するための条件を次のように変更することもできる。すなわち、遅角室３８に残存している作動油の圧力を「残存油圧Ｐ」として、この残存油圧Ｐと判定値としての基準油圧ＰＡとの比較の結果に基づいて、機関始動時に実行する制御を選択することもできる。この場合の具体的な制御の内容の例を以下に示す。なお、基準油圧ＰＡは試験等の結果に基づいて予め設定されるものであり、「基準値」に相当する。
【０１９６】
（Ａ）機関始動時の残存油量Ｑと基準油量ＱＡとの比較の結果に基づく制御の選択に代えて、残存油圧Ｐと基準油圧ＰＡとの比較の結果に応じて機関始動時に実行する制御を選択する。この場合の制御は、上記実施形態の制御における残存油量Ｑを残存油圧Ｐに置き換えたものに相当する。
【０１９７】
（Ｂ）機関始動時の残存油量Ｑと基準油量ＱＡとの比較の結果、および残存油圧Ｐと基準油圧ＰＡとの比較の結果に応じて機関始動時に実行する制御を選択する。この場合の制御は、残存油量Ｑと基準油量ＱＡとの比較、および残存油圧Ｐと基準油圧ＰＡとの比較の少なくとも一方により機関始動時の残存油量Ｑが多いことが示唆されるとき、始動時進角制御を選択する。または、残存油量Ｑと基準油量ＱＡとの比較、および残存油圧Ｐと基準油圧ＰＡとの比較の両方により機関始動時の残存油量Ｑが多いことが示唆されるとき、始動時進角制御を選択する。
【０１９８】
・上記（Ａ）および（Ｂ）の変形例において、機関停止移行期間中の位相変動幅ＦＷが所定の判定値以上のとき、油量判定フラグに対応する油圧判定フラグを設定することもできる。
【０１９９】
・上記（Ａ）および（Ｂ）の変形例において、最後の機関停止時における残存油量Ｑおよび残存油圧Ｐの少なくとも一方と停止時流出量とに基づいて、機関始動時の残存油圧Ｐを算出することもできる。
【０２００】
・上記実施形態において、最後の機関停止時における残存油量Ｑおよび残存油圧Ｐと停止時流出量とに基づいて、または最後の機関停止時における残存油圧Ｐと停止時流出量とに基づいて、機関始動時の残存油量Ｑを算出することもできる。
【０２０１】
・上記実施形態（図７）の停止移行時制御指定処理では、同処理のステップＳ１３により機関停止時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満であることが確認されるとき、機関始動時のバルブタイミングＶＴの進角方法として自立進角を選択しているが、進角方法の選択の仕方を次のように変更することもできる。すなわち、機関停止期間と判定期間とを比較し、その結果に応じて進角方法を選択することもできる。具体的には、機関停止期間が判定期間以上のとき、すなわち機関停止期間における作動油の漏れにともない機関始動時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満と推定されるとき、バルブタイミングＶＴの進角方法として自立進角を選択する。一方、機関停止期間が判定期間未満のとき、すなわち機関始動の開始時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上と推定されるとき、制御領域マップに基づいてバルブタイミングＶＴの進角方法を選択する。なお、この選択方法を採用する場合には、停止移行時制御指定処理のステップＳ１３の処理が省略される。
【０２０２】
・上記実施形態（図６）の制御領域マップでは、冷却水温度差ＴＷＤおよび外気温度ＴＡにより制御領域を規定しているが、外気温度ＴＡに代えて機関始動時の冷却水温度ＴＷを用いることもできる。機関始動時の冷却水温度ＴＷは、外気温度ＴＡと同様に機関停止期間における作動油の温度の指標となるため、外気温度ＴＡに代えて同冷却水温度ＴＷを用いてマップを適合しても上記実施形態と同様の効果が得られる。
【０２０３】
・上記実施形態（図７）の停止移行時制御指定処理において、ステップＳ１２の判定処理の内容を次のように変更することもできる。すなわち、機関停止時の位相変動幅ＦＷと停止時判定値との比較し、その結果に基づいて、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されているか否かを判定する。具体的には、位相変動幅ＦＷが停止時判定値以下のとき、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されている旨判定する。一方、位相変動幅ＦＷが停止時判定値よりも大きいとき、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されていない旨判定する。なお、停止時判定値は、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されていることを判定するための値として、試験等に基づいて予め設定される。
【０２０４】
・上記実施形態（図８）の始動時制御選択処理において、ステップＳ２２の判定処理の内容を次のように変更することもできる。すなわち、機関始動時の位相変動幅ＦＷと始動時判定値との比較し、その結果に基づいて、残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上か否かを判定する。具体的には、機関始動時の位相変動幅ＦＷが始動時判定値以上のとき、残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上の旨判定する。一方、機関始動時の位相変動幅ＦＷが始動時判定値未満のとき、残存油量Ｑが基準油量ＱＡ未満の旨判定する。なお、始動時判定値は、機関始動時の残存油量Ｑが基準油量ＱＡ以上であることを判定するための値として、試験等に基づいて予め設定される。
【０２０５】
・上記実施形態（図８）の始動時制御選択処理のステップＳ３１では、バルブタイミングＶＴを位相変更機構３０の油圧により中間角位相ＶＴｍｄｌに保持しているが、最遅角位相ＶＴｍｉｎよりも進角側かつ中間角位相ＶＴｍｄｌを含む所定範囲内にバルブタイミングＶＴを保持することもできる。
【０２０６】
・上記実施形態（図８）の始動時制御選択処理のステップＳ３１では、位相変更機構３０の油圧によるバルブタイミングＶＴの進角にともないバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達したとき、油圧によりバルブタイミングＶＴを保持しているが、位相固定機構４０によりバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定することもできる。
【０２０７】
・上記実施形態において、可変動弁装置２０からアシストスプリングを省略することもできる。
【０２０８】
・上記実施形態（図１）において、進角室３７、遅角室３８、および各解除室５４，６４の作動油の給排態様を制御する単一のオイルコントロールバルブをオイルコントロールバルブ８２およびオイルスイッチングバルブ８３に代えて用いることもできる。
【０２０９】
・上記実施形態（図３）において、第１固定機構５０の第１下段溝５７に代えて、第１固定ピン５１を嵌め込むための穴を中間回転位相と対応する位置に形成することもできる。この場合には、第１上段溝５８の端が同穴まで延長される。また、第２固定機構６０の第２下段溝６７に代えて、第２固定ピン６１を嵌め込むための穴を中間回転位相と対応する位置に形成することもできる。
【０２１０】
・上記実施形態（図３）において、第１係合溝５６および第２係合溝６６の少なくとも一方をベーンロータ３５に形成し、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の少なくとも一方をハウジングロータ３１に設けることもできる。
【０２１１】
・上記実施形態（図３）において、第１固定機構５０から外側ピン５１Ｂ、外側ばね５２Ｂ、および第１開放機構７１を省略することもできる。また、第２固定機構６０から外側ピン６１Ｂ、外側ばね６２Ｂ、および第２開放機構７２を省略することもできる。
【０２１２】
・上記実施形態（図３）において、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の少なくとも一方として、ベーン３５Ａに対して径方向に突出動作および収容動作するものを用いることもできる。この場合には、ベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の動作の変更に対応して、第１係合溝５６に相当する係合溝および第２係合溝６６に相当する係合溝の少なくとも一方がハウジングロータ３１に形成される。
【０２１３】
・上記実施形態（図３）において、第１固定機構５０および第２固定機構６０の一方を省略することもできる。この場合、１つの固定機構によりバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定する必要があるため、可変動弁装置２０が有する第１固定機構５０または第２固定機構６０は、第１係合溝５６または第２係合溝６６に代えて、第１固定ピン５１または第2固定ピン６１が嵌め込まれる穴を有する。
【０２１４】
・上記実施形態（図４）では、位相固定機構４０により固定するバルブタイミングＶＴとして中間角位相ＶＴｍｄｌを採用しているが、これに代えて、他のバルブタイミングＶＴを採用することもできる。同他のバルブタイミングＶＴは、要求固定時間内にバルブタイミングＶＴを固定することが可能となる範囲内において、最遅角位相ＶＴｍｉｎと中間角位相ＶＴｍｄｌとの間のいずれかのバルブタイミングＶＴ、または中間角位相ＶＴｍｄｌよりも進角側のいずれかのバルブタイミングＶＴから選択することができる。
【０２１５】
・本発明の適用対象となる可変動弁装置の構成は上記実施形態に例示の構成に限られるものではない。すなわち、位相変更機構および位相固定機構を備える可変動弁装置であれば、別の構成を有する可変動弁装置に対しても本発明を適用することができる。またこの場合にも上記実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【符号の説明】
【０２１６】
１…内燃機関、２…アクセル、１０…機関本体、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…オイルパン、１４…燃焼室、１５…クランクシャフト、２０…可変動弁装置、２１…吸気バルブ、２２…吸気カムシャフト、２３…排気バルブ、２４…排気カムシャフト、３０…位相変更機構、３１…ハウジングロータ、３２…ハウジング本体、３２Ａ…区画壁、３３…スプロケット、３４…カバー、３５…ベーンロータ、３５Ａ…ベーン、３６…収容室、３７…進角室、３８…遅角室、４０…位相固定機構、５０…第１固定機構、５１…第１固定ピン、５１Ａ…内側ピン、５１Ｂ…外側ピン、５２…第１固定ばね、５２Ａ…内側ばね、５２Ｂ…外側ばね、５３…第１固定室、５４…第１解除室、５５…第１ばね室、５６…第１係合溝、５６Ａ…第１進角端部、５６Ｂ…第１遅角端部、５６Ｃ…第２遅角端部、５７…第１下段溝、５８…第１上段溝、６０…第２固定機構、６１…第２固定ピン、６１Ａ…内側ピン、６１Ｂ…外側ピン、６２…第２固定ばね、６２Ａ…内側ばね、６２Ｂ…外側ばね、６３…第２固定室、６４…第２解除室、６５…第２ばね室、６６…第２係合溝、６６Ａ…第２進角端部、６６Ｂ…第３遅角端部、６６Ｃ…第４遅角端部、６７…第２下段溝、６８…第２上段溝、７０…開放機構、７１…第１開放機構、７１Ａ…進角室開放通路、７１Ｂ…遅角室開放通路、７２…第２開放機構、７２Ａ…進角室開放通路、７２Ｂ…遅角室開放通路、８０…油圧機構、８１…オイルポンプ、８２…オイルコントロールバルブ、８３…オイルスイッチングバルブ、８４…供給油路、８５…進角油路、８６…遅角油路、８７…解除油路、８８…排出油路、９０…制御装置、９１…電子制御装置、９２…クランクポジションセンサ、９３…カムポジションセンサ、９４…冷却水温センサ、９５…アクセルポジションセンサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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