(57)【要約】【課題】プレイグニッションの発生を抑制可能な弁開閉時期制御装置を提供する。【解決手段】弁開閉時期制御装置１は、内燃機関Ｅのクランク軸１１０と同期回転する駆動側回転部材１２に対する、内燃機関Ｅのカム軸１０１と一体回転すると共に駆動側回転部材１２に対して相対回転可能な従動側回転部材２の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に保持する中間位相保持機構６と、内燃機関Ｅに関する状態量を取得する状態量取得部１８２と、内燃機関Ｅの停止時の相対回転位相が中間位相よりも遅角位相の側の位相であり、状態量が予め設定された設定条件を満たしている場合に相対回転位相を中間位相に移行させる位相制御部１８０と、を備える。【選択図】図１
2014051919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のクランク軸と同期回転する駆動側回転部材と、
前記内燃機関のカム軸と一体回転すると共に前記駆動側回転部材に対して相対回転可能な従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成される流体圧室と、
前記流体圧室内に配置され、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を前記相対回転の方向のうち遅角方向に移動させる遅角室と前記相対回転位相を前記相対回転の方向のうち進角方向に移動させる進角室とに前記流体圧室を仕切るベーンと、
前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相に保持する中間位相保持機構と、
前記内燃機関に関する状態量を取得する状態量取得部と、
前記内燃機関の停止時の前記相対回転位相が前記中間位相よりも遅角位相の側の位相であり、前記状態量が予め設定された設定条件を満たしている場合に前記相対回転位相を前記中間位相に移行させる位相制御部と、
を備える弁開閉時期制御装置。
【請求項２】
前記状態量取得部が、前記内燃機関を通流するオイルの温度、前記内燃機関を冷却する冷媒の温度、及び前記内燃機関に導入される空気の温度のうちの少なくとも１つを前記状態量として取得し、
前記位相制御部は、前記状態量としての温度が夫々規定された設定温度以下である場合に、前記相対回転位相を前記中間位相に移行させる請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項３】
前記状態量取得部が、前記内燃機関が停止してからの経過時間を前記状態量として取得し、
前記位相制御部は、前記状態量取得部により取得された前記状態量としての前記経過時間が設定時間を超えた場合に、前記相対回転位相を前記中間位相に移行させる請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
【請求項４】
前記位相制御部は、前記内燃機関が停止している間に前記相対回転位相を前記中間位相に移行させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のクランク軸と同期回転する駆動側回転部材に対して、内燃機関のカム軸と一体回転する従動側回転部材の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃費向上を図るべく、内燃機関の吸気弁及び排気弁の一方又は双方の開閉時期を制御する弁開閉時期制御装置が利用されてきた。この種の弁開閉時期制御装置は、クランク軸と同期回転する駆動側回転部材と、カム軸と一体回転する従動側回転部材との相対回転位相を変更して上記開閉時期を制御する。
【０００３】
一方、近年、更なる燃費向上の要求に答えるべく、内燃機関に導入される混合気の高圧縮化も検討されている。この種の内燃機関にあっては吸気弁を閉じるタイミングと、ピストンが下死点付近に達するタイミングとが一致している場合に圧縮比が高くなる。係る場合、混合気の温度が高いと点火プラグによる着火の前に自己着火するプレイグニッションが発生することがある。このようなプレイグニッションの発生は、シリンダの壁面温度を急激に上昇させ、内燃機関の出力の低下や回転不良の原因となる。そこで、このようなプレイグニッションの発生を抑制する技術も検討されてきた（例えば特許文献１）。
【０００４】
特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相（以下「相対回転位相」とする）を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相に保持する中間位相保持機構が備えられる。この弁開閉時期制御装置は、内燃機関を停止させる際に内燃機関に関する状態量が設定条件を満たしている場合、その停止前に相対回転位相を中間位相よりも遅角方向の側の位相に制御し、内燃機関を停止させる際に内燃機関に関する状態量が設定条件を満たしていない場合、その停止前に相対回転位相を中間位相に制御する。また、内燃機関の運転停止後、内燃機関に関する状態量が設定条件を満たさなくなると、相対回転位相を中間位相に制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４６８７９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載の制御は、例えばアイドルストップのような短時間、内燃機関を停止した場合に行われる。よって、アイドルストップではなくイグニッションキーの操作によって内燃機関の運転を停止した時に制御することは想定されていない。このため、内燃機関が高温状態で停止した後、温度が低下する前に再始動した場合、プレイグニッションが発生する可能性がある。
【０００７】
本発明の目的は、上記問題に鑑み、プレイグニッションの発生を確実に抑制することが可能な弁開閉時期制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、
内燃機関のクランク軸と同期回転する駆動側回転部材と、
前記内燃機関のカム軸と一体回転すると共に前記駆動側回転部材に対して相対回転可能な従動側回転部材と、
前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とにより形成される流体圧室と、
前記流体圧室内に配置され、前記駆動側回転部材に対する前記従動側回転部材の相対回転位相を前記相対回転の方向のうち遅角方向に移動させる遅角室と前記相対回転位相を前記相対回転の方向のうち進角方向に移動させる進角室とに前記流体圧室を仕切るベーンと、
前記相対回転位相を最遅角位相と最進角位相との間の中間位相に保持する中間位相保持機構と、
前記内燃機関に関する状態量を取得する状態量取得部と、
前記内燃機関の停止時の前記相対回転位相が前記中間位相よりも遅角位相の側の位相であり、前記状態量が予め設定された設定条件を満たしている場合に前記相対回転位相を前記中間位相に移行させる位相制御部と、
を備えている点にある。
【０００９】
このような特徴構成とすれば、内燃機関の始動にあたり、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相として中間位相が適している場合には、位相制御部により相対回転位相を中間位相に移行させることができる。したがって、スムーズに内燃機関を再始動させることができる。一方、内燃機関の再始動時に、プレイグニッションが発生する可能性がある場合には、中間位相に移行させないようにすることで、プレイグニッションの発生を確実に抑制することができる。
【００１０】
また、前記状態量取得部が、前記内燃機関を通流するオイルの温度、前記内燃機関を冷却する冷媒の温度、及び前記内燃機関に導入される空気の温度のうちの少なくとも１つを前記状態量として取得し、前記位相制御部は、前記状態量としての温度が夫々規定された設定温度以下である場合に、前記相対回転位相を前記中間位相に移行させると好適である。
【００１１】
このような構成とすれば、例えばアイドルストップ後、内燃機関が冷えていない状態で再始動を行う温間再始動を行う場合や、運転停止後に時間をあけずに温間再始動を行う場合には、相対回転位相を遅角位相にして始動することができるので、プレイグニッションの発生を確実に抑制することができる。一方、内燃機関の再始動にあたり、内燃機関が冷えている状態である場合には、このような状態に適した相対回転位相である中間位相で始動することができる。
【００１２】
また、前記状態量取得部が、前記内燃機関が停止してからの経過時間を前記状態量として取得し、前記位相制御部は、前記状態量取得部により取得された前記状態量としての前記経過時間が設定時間を超えた場合に、前記相対回転位相を前記中間位相に移行させると好適である。
【００１３】
このような構成とすれば、内燃機関の停止後、所定時間が経過して内燃機関が冷えているような状態で、内燃機関の始動を行う場合には、駆動側回転部材と従動側回転部材との相対回転位相が遅角位相で始動することができるので、プレイグニッションの発生を確実に抑制することができる。一方、内燃機関の再始動にあたり、内燃機関が冷えている状態である場合には、このような状態に適した相対回転位相である中間位相で始動することができる。
【００１４】
また、前記位相制御部は、前記内燃機関が停止している間に前記相対回転位相を前記中間位相に移行させると好適である。
【００１５】
このような構成とすれば、内燃機関の停止中に予め相対回転位相を変更しておくことができる。したがって、次に内燃機関を始動する際には、中間位相への設定が完了しているため、スムーズに内燃機関を始動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】弁開閉時期制御装置の全体構成を示す側方断面図である。
【図２】図１のII−II線における中間ロック状態の断面を示した図である。
【図３】図１のII−II線における中間ロック解除状態の断面を示した図である。
【図４】図１のII−II線における最遅角位相状態の断面を示した図である。
【図５】位相制御部による制御を示すフローチャートである。
【図６】その他の実施形態に係る弁開閉時期制御装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る弁開閉時期制御装置１の全体構成を示す側方断面図である。図２−図４は、図１のII−II線における各種状態の断面を示した図である。弁開閉時期制御装置１は、内燃機関としてのエンジンＥを駆動源として備える車両や、エンジンＥ及び電動モータを含む駆動源を備えるハイブリッド車両に搭載される。したがって、弁開閉時期制御装置１は、エンジンＥ及び電動モータのうちの少なくともエンジンＥを有する駆動源に対して、そのエンジンＥの弁開閉時期を制御するものである。本発明に係る弁開閉時期制御装置１は、プレイグニッションの発生を抑制することが可能に構成されている。以下、このような弁開閉時期制御装置１について図面を用いて説明する。なお、以下では、内燃機関に符合Ｅを付して説明する。
【００１８】
弁開閉時期制御装置１は、駆動側回転部材としての外部ロータ１２と、従動側回転部材としての内部ロータ２とを備えて構成される。外部ロータ１２は、内燃機関Ｅのクランク軸１１０に対して同期回転する。内部ロータ２は、内燃機関Ｅのカム軸１０１に対して一体回転すると共に外部ロータ１２に対して相対回転可能に同軸に配置される。本実施形態では、弁開閉時期制御装置１は、外部ロータ１２と内部ロータ２との軸芯Ｘを中心にした相対回転位相（相対回転角）の設定により、吸気弁１１５の開閉タイミングを制御する。
【００１９】
内部ロータ２は、カム軸１０１の先端部に一体的に組付けられている。具体的には、内部ロータ２は、締結ボルト２０によってカム軸１０１の先端部に締結固定されている。
【００２０】
弁開閉時期制御装置１は、カム軸１０１が接続される側とは反対側に、フロントプレート１１と、タイミングスプロケット１５を一体的に備えた外部ロータ１２と、カム軸１０１が接続される側のリアプレート１３と、を備えて構成される。外部ロータ１２は内部ロータ２に外装され、フロントプレート１１とリアプレート１３とで軸方向両側から挟みこまれる。この状態でフロントプレート１１と外部ロータ１２とリアプレート１３とは、上述の締結ボルト２０によって締結固定される。
【００２１】
クランク軸１１０が回転駆動すると、動力伝達部材１０２を介してタイミングスプロケット１５に回転駆動力が伝達され、外部ロータ１２が図２に示される回転方向Ｓに回転駆動する。外部ロータ１２の回転駆動に伴い、内部ロータ２が回転方向Ｓに回転駆動してカム軸１０１が回転し、カム軸１０１に設けられたカム１１６が内燃機関の吸気弁１１５を押し下げて開弁させる。
【００２２】
図２に示されるように、外部ロータ１２には、径方向内側に突出する複数個の突出部１４が回転方向Ｓに沿って互いに離間させて形成され、外部ロータ１２と内部ロータ２とにより流体圧室４が形成される。突出部１４は内部ロータ２の外周面２ａに対するシューとして機能する。本実施形態においては、流体圧室４が４つ形成されている例を挙げて説明しているが、これに限定されるものではない。
【００２３】
外周面２ａのうち流体圧室４に面する部分には、内部ロータ２の径方向を深さ方向とするベーン溝２１が形成されている。ベーン溝２１には、ベーン２２の一部が挿入され、径方向外側に立設配置される。したがって、ベーン２２は流体圧室４内に配置される。
【００２４】
また、流体圧室４は、ベーン２２によって回転方向Ｓに沿って進角室４１と遅角室４２とに仕切られている。遅角室４２にオイルが供給されると、外部ロータ１２に対する内部ロータ２の相対回転位相が相対回転方向のうち遅角方向Ｓ２に移動（変位）される。遅角方向Ｓ２とは、遅角室４２の容積が大きくなる方向であり、図２において符号Ｓ２で示される方向である。進角室４１にオイルが供給されると、相対回転位相を相対回転方向のうち進角方向Ｓ１に移動（変位）される。進角方向Ｓ１とは、ベーン２２が外部ロータ１２に対して相対回転移動し、進角室４１の容積が大きくなる方向であり、図２において符号Ｓ１で示される方向である。ベーン溝２１とベーン２２との間にはスプリング２３が配設され、ベーン２２は径方向外側に付勢される。これにより、進角室４１と遅角室４２との間でのオイルの漏洩を防止している。
【００２５】
図１及び図２に示されるように、各進角室４１に連通するよう、進角通路４３が内部ロータ２及びカム軸１０１に形成される。また、各遅角室４２に連通するよう、遅角通路４４が内部ロータ２及びカム軸１０１に形成される。進角通路４３及び遅角通路４４は、後述する第１制御弁１７４の所定のポートに接続される。
【００２６】
第１制御弁１７４を制御することによって、進角室４１及び遅角室４２に対してオイルを供給、排出、又は給排量保持し、ベーン２２に当該オイルの流体圧力を作用させる。このようにして、相対回転位相を進角方向Ｓ１又は遅角方向Ｓ２へ変位させ、或いは、任意の位相に保持する。
【００２７】
また、図１に示されるように、内部ロータ２とフロントプレート１１とに亘ってトーションスプリング３が設けられる。トーションスプリング３は、カム軸１０１のトルク変動に基づく遅角方向Ｓ２への平均変位力に抗するよう、内部ロータ２を進角側に付勢する。これにより、相対回転位相を円滑かつ迅速に進角方向Ｓ１へ変位させることが可能となる。
【００２８】
このような構成により、内部ロータ２は外部ロータ１２に対して軸芯Ｘの回りに一定の範囲内で円滑に相対回転移動可能である。外部ロータ１２と内部ロータ２とが相対回転移動可能な一定の範囲、即ち最進角位相と最遅角位相との位相差は、流体圧室４の内部でベーン２２が変位可能な範囲に対応する。遅角室４２の容積が最大となるのが最遅角位相であり、進角室４１の容積が最大となるのが最進角位相である。
【００２９】
中間位相保持機構６は、内燃機関Ｅの始動直後等のオイルの流体圧力が安定しない状況において、外部ロータ１２と内部ロータ２とを所定の相対位置に保持することで、外部ロータ１２と内部ロータ２との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に保持する。このように中間位相に保持することにより、クランク軸１１０の回転位相に対するカム軸１０１の回転位相を適正に維持し、内燃機関Ｅの安定的な回転を実現する。なお、本実施形態では、中間位相を、吸気弁１１５と排気弁との開弁時期が一部重複（オーバーラップ）する位相、もしくは排気弁の閉弁するタイミングと吸気弁１１５の開弁するタイミングとがほぼ同等（ゼロラップ）となる位相としている。この結果、吸気弁１１５と排気弁との開弁時期が一部重複する位相であれば、内燃機関Ｅの始動時の炭化水素（ＨＣ）の低減が図られ、低エミッションの内燃機関Ｅとすることができる。また、排気弁の閉弁するタイミングと吸気弁１１５の開弁するタイミングとがほぼ同等となる位相であれば、冷間域での始動性及びアイドリング安定性の良い内燃機関Ｅとすることができる。
【００３０】
中間位相保持機構６は、図１及び図２に示されるように、中間ロック通路６１と、二つの中間ロック溝６２と、収容部６３と、プレート状の中間ロック部材６４と、スプリング６５と、を備えて構成される。
【００３１】
中間ロック通路６１は、内部ロータ２とカム軸１０１とに形成され、中間ロック溝６２と後述する第２制御弁１７５とを接続する。第２制御弁１７５を制御することによって、中間ロック溝６２へのオイルの給排を単独で切換えることができる。中間ロック溝６２は、内部ロータ２の外周面２ａに形成されており、相対回転方向に一定の幅を有している。収容部６３は、外部ロータ１２の二箇所に形成されている。二つの中間ロック部材６４は各収容部６３に夫々配設され、収容部６３から径方向に出退可能である。スプリング６５は収容部６３に配設され、各中間ロック部材６４を径方向内側、即ち、中間ロック溝６２の側に付勢する。
【００３２】
中間ロック溝６２からオイルが排出されていると、各中間ロック部材６４は中間ロック溝６２に突出する。図２に示されるように、両方の中間ロック部材６４が中間ロック溝６２に突入すると、中間ロック溝６２の周方向の両端に各中間ロック部材６４が夫々同時に係止することとなる。この結果、内部ロータ２の外部ロータ１２に対する相対回転移動が拘束され、相対回転位相が中間ロック位相に保持される。第２制御弁１７５を制御して、中間ロック溝６２にオイルを供給すると、図３に示されるように、両方の中間ロック部材６４が中間ロック溝６２から収容部６３へ引退して相対回転位相の拘束が解除され、内部ロータ２は相対回転移動自在となる。以下、中間位相保持機構６が相対回転位相を中間位相に拘束している状態を「中間ロック状態」と称する。また、中間ロック状態が解除された状態を「中間ロック解除状態」と称する。
【００３３】
なお、中間ロック部材６４の形状としては、本実施形態に示されたプレート状の他にピン状等を適宜採用することができる。
【００３４】
二つの中間ロック溝６２のうち遅角方向Ｓ２の側の中間ロック溝６２（相対回転位相の進角方向Ｓ１への変位を規制する溝）は、遅角方向Ｓ２に沿って段階的に径方向に深さを深くしたラチェット構造とされている。これにより、中間ロック部材６４が段階的に規制され、中間ロック部材６４が中間ロック溝６２に突入し易くなる。なお、中間ロック通路６１は内部ロータ２の途中で二手に分岐され、各中間ロック溝６２に接続されている。
【００３５】
最遅角ロック機構７は、アイドリング運転時等の低速回転時において、外部ロータ１２と内部ロータ２とを所定の相対位置に保持することで、相対回転位相を最遅角位相に拘束する。即ち、カム軸１０１のトルク変動に基づく遅角方向Ｓ２及び進角方向Ｓ１の変位力に拘らず、内部ロータ２が相対回転移動しないため、安定したアイドリング運転状態を実現できる。なお、本実施形態において、最遅角位相は、排気弁の閉弁タイミングよりも遅い時期にて開弁する位相であり、内燃機関Ｅの温間域にてプレイグニッションを回避しつつ内燃機関Ｅの始動性を確保できる位相である。
【００３６】
最遅角ロック機構７は、図２に示されるように、最遅角ロック通路７１と、最遅角ロック溝７２と、収容部７３と、プレート状の最遅角ロック部材７４と、スプリング７５と、を備えている。最遅角ロック通路７１は、進角通路４３から分岐して構成される。最遅角ロック部材７４は、二つの中間ロック部材６４のうち進角方向Ｓ１の側の中間ロック部材６４（相対回転位相の遅角方向Ｓ２への変位を規制する部材）と同一の部材である。同様に、収容部７３は、二つの収容部６３のうち進角方向Ｓ１の側の収容部６３と同一であり、スプリング７５は、その収容部６３に配設されるスプリング６５と同一である。
【００３７】
このような構成において、最遅角ロック溝７２からオイルが排出されていると、最遅角ロック部材７４は最遅角ロック溝７２に突出する。図４に示されるように、最遅角ロック部材７４が最遅角ロック溝７２に突入すると、最遅角ロック溝７２に最遅角ロック部材７４が係止し、内部ロータ２の外部ロータ１２に対する相対回転移動が拘束され、相対回転位相が最遅角位相に保持される。第１制御弁１７４を制御して相対回転位相を進角側へ変位させようとすると、最遅角ロック溝７２にオイルが供給され、最遅角ロック部材７４が最遅角ロック溝７２から収容部７３へ引退する。即ち、相対回転位相の拘束は解除される。以下、最遅角ロック機構７が相対回転位相を最遅角位相に拘束している状態を「最遅角ロック状態」と称する。また、最遅角ロック状態が解除された状態を「最遅角ロック解除状態」と称する。
【００３８】
相対回転位相が最遅角位相以外の位相であるときは、最遅角ロック部材７４は最遅角ロック溝７２と位置ずれしているため、内部ロータ２の外周面２ａに摺接するだけである。なお、最遅角ロック部材７４の形状としては、本実施形態に示されたプレート状の他にピン状等を適宜採用することができる。
【００３９】
このような構成において、図２に示されるような中間ロック状態において、第２制御弁１７５への給電を停止すれば、図３に示されるように、中間ロック解除状態となる。その後、第２制御弁１７５への給電が停止され続ける限りは、中間ロック溝６２にオイルが供給され続けるため、中間ロック部材６４が中間ロック溝６２に突入することはない。
【００４０】
図４に示されるように、相対回転位相が最遅角位相に変位し、最遅角ロック部材７４が最遅角ロック溝７２に対向すると、最遅角ロック部材７４（６４）が最遅角ロック溝７２に突入し、最遅角ロック状態となる。
【００４１】
このように、本実施形態の構成であると、構成を簡易化することができると共に、部品点数を減らすことができ、製作コストの低減が可能となる。また、中間ロック部材６４と最遅角ロック部材７４とを共用するため、周方向において外部ロータ１２にスペースの余裕ができ、図２に示されるように、流体圧室４を四箇所備えることができる。この結果、相対回転位相を変位させる力が大きくなり、迅速な位相変位が実現できる。また、流体圧室４の周方向の幅を広くして、相対回転位相の変位可能範囲を広くすることも可能である。
【００４２】
次に、本実施形態に係る油圧回路の構成について説明する。油圧回路は、図１に示されるように、内燃機関Ｅにより駆動されてオイルの供給を行う第１ポンプ１７１と、当該第１ポンプ１７１に対して下流側に設けられ、内燃機関Ｅとは異なる動力により駆動されてオイルの供給を行う第２ポンプ１７２と、第１ポンプ１７１と第２ポンプ１７２との間に設けられてオイルが貯留可能なオイル貯留部１７３とを有して構成される。また、油圧回路は、流体圧室４及び中間位相保持機構６へのオイルの供給を制御する第１制御弁１７４、及び中間位相保持機構６へのオイルの供給を制御する第２制御弁１７５も有する。
【００４３】
位相制御部１８０は、上述の相対回転位相を制御するべく、第２ポンプ１７２、第１制御弁１７４及び第２制御弁１７５の動作制御を行う。この位相制御部１８０は、演算処理装置を利用したものであり、単一の制御機器で構成されることもあれば、複数の制御機器で構成されることもある。
【００４４】
指令受付部１８１は、車両に搭載されたイグニッションキーやシステムレディスイッチを用いて構成され、操作者からの運転許可指令及び運転停止指令（イグニッションキーやシステムレディスイッチのオン操作及びオフ操作）を受け付けるように構成されている。位相制御部１８０は、指令受付部１８１によって受け付けられた運転許可指令及び運転停止指令に基づいて運転を制御する。つまり、位相制御部１８０は、運転許可指令が受け付けられると、内燃機関Ｅ及び電動モータを運転可能な状態にする。したがって、内燃機関Ｅ及び電動モータを運転可能な状態においてアクセル操作などの運転操作が行われると、位相制御部１８０は、その運転操作に応じて各機能部を制御する。また、位相制御部１８０は、運転停止指令が受け付けられると、内燃機関Ｅ及び電動モータを運転不能な状態にする。
【００４５】
状態量取得部１８２は、内燃機関Ｅの運転に関する状態量を取得する。内燃機関Ｅの運転に関する状態量とは、例えば内燃機関Ｅを通流する潤滑系１７８のオイルの温度、内燃機関Ｅを冷却する冷媒の温度、及び内燃機関Ｅに導入される空気の温度である。内燃機関Ｅを通流するオイルとは、内燃機関Ｅを潤滑するオイル（エンジンオイル）や弁開閉時期制御装置１を動作させるオイルを含む。また、冷媒とは所謂「クーラント」が相当する。内燃機関Ｅに導入される空気とは、混合気を生成するのに使用するために吸気口に導入された空気が相当する。本実施形態では、状態量取得部１８２は、これらのうちの少なくとも１つを状態量として取得する。このような状態量取得部１８２は温度計で実現することができる。
【００４６】
本実施形態において、第１ポンプ１７１は、内燃機関Ｅのクランク軸１１０から伝達される回転力により駆動される機械式の油圧ポンプからなる。第１ポンプ１７１は、オイルパン１７６に貯留されたオイルを吸入ポートから吸入し、当該オイルを吐出ポートから下流側に吐出する。第１ポンプ１７１の吐出ポートは、フィルタ１７７を介して、内燃機関Ｅの潤滑系１７８及びオイル貯留部１７３に連通している。潤滑系１７８には、内燃機関Ｅ及びその周囲のオイルの供給を必要とする全ての部位が含まれる。
【００４７】
また、第２ポンプ１７２は、内燃機関Ｅとは異なる動力、例えば電動モータにより駆動される電動式ポンプからなる。これにより、第２ポンプ１７２は、内燃機関Ｅの動作状態に拘らず位相制御部１８０からの動作信号にしたがって動作可能とされる。第２ポンプ１７２は、オイル貯留部１７３に貯留されたオイルを吸入ポートから吸入し、当該オイルを吐出ポートから下流側に吐出する。第２ポンプ１７２の吐出ポートは、第１制御弁１７４及び第２制御弁１７５に連通している。具体的には、第２ポンプ１７２は、上述の遅角室４２及び進角室４１に対してオイルを供給・排出可能であり、これにより上述の相対回転位相を制御することが可能となる。また、第２ポンプ１７２に並行して、第２ポンプ１７２の上流側の流路と下流側の流路とを連通させるバイパス流路１７９も配設される。当該バイパス流路１７９には、チェックバルブ１７９Ａが設けられる。
【００４８】
オイル貯留部１７３は、第１ポンプ１７１と第２ポンプ１７２との間に設けられ、一定量のオイルを貯留可能な貯留室１７３Ａを有している。また、オイル貯留部１７３は、貯留室１７３Ａを第１ポンプ１７１の下流側の流路に連通させる第１連通口１７３Ｂ、この第１連通口１７３Ｂより低い位置に設けられ、貯留室１７３Ａを第２ポンプ１７２の上流側の流路に連通させる第２連通口１７３Ｃ、及び第１連通口１７３Ｂより高い位置に設けられ、貯留室１７３Ａを潤滑系１７８に連通させる潤滑系連通口１７３Ｄを有している。そして、オイル貯留部１７３の貯留室１７３Ａの容量は、第１連通口１７３Ｂより低く第２連通口１７３Ｃより高い領域の容量が、第１ポンプ１７１の停止状態で第２ポンプ１７２により供給する必要があるオイルの量以上となるように設定する。
【００４９】
本実施形態においては、内燃機関Ｅの停止状態、すなわち第１ポンプ１７１の停止状態においては、第２ポンプ１７２が流体圧室４及び中間位相保持機構６に対してオイルを供給する動作を行う。したがって、オイル貯留部１７３の貯留室１７３Ａの容量は、流体圧室４及び中間位相保持機構６の最遅角ロック通路７１の容量と、貯留室１７３Ａから第２ポンプ１７２までの間の配管等の容量とを合わせた容量以上となるように設定する。これにより、第１ポンプ１７１の停止状態であっても、第２ポンプ１７２のみを作動させることにより、外部ロータ１２に対する内部ロータ２の相対回転位相を、所期の位相に変位させることが可能となる。
【００５０】
オイル貯留部１７３の潤滑系連通口１７３Ｄが連通する潤滑系１７８の部位は、オイルの流れに対する所定の流路抵抗を有している。ここで、潤滑系１７８による流路抵抗は、第１ポンプ１７１が動作状態であり、第２ポンプ１７２が停止状態である際に、第１ポンプ１７１から吐出されたオイルが貯留室１７３Ａ内に充満し、更にバイパス流路１７９を介して流体圧室４等に十分な圧力のオイルが供給される程度の流路抵抗とすることが望ましい。このような潤滑系１７８の部位としては、例えば、内燃機関Ｅのメインギャラリ部、チェーンテンショナ部、ピストンジェット部等が該当する。
【００５１】
ここで、オイル貯留部１７３内のオイル量は、内燃機関Ｅの状態にしたがって変化する。内燃機関Ｅの停止状態では、第１ポンプ１７１からのオイルの供給はない。ここで、潤滑系１７８及び第１ポンプ１７１は外気に連通されているので、潤滑系連通口１７３Ｄ及び第１連通口１７３Ｂからはオイルが流出し、貯留室１７３Ａ内には空気が流入する。一方、第２ポンプ１７２及びチェックバルブ１７９Ａは密閉構造となっているため第１連通口１７３Ｂより低い領域のオイルは流出しない。したがって、内燃機関Ｅの停止状態でのオイル貯留部１７３の有効容量は、第１連通口１７３Ｂより低く第２連通口１７３Ｃより高い領域の容量となる。
【００５２】
内燃機関Ｅの始動前後の第１ポンプ１７１が停止状態又は十分に動作していない状態で、第２ポンプ１７２を動作させてオイルを流体圧室４等に供給すると、オイル貯留部１７３の貯留室１７３Ａ内のオイルが第２ポンプ１７２に吸入され、オイルの量は減少する。この際、潤滑系連通口１７３Ｄが連通する潤滑系１７８の部位は外気に連通しているので、潤滑系１７８を介して潤滑系連通口１７３Ｄから空気が流入可能となっている。したがって、第２ポンプ１７２によるオイルの吸入抵抗は小さくなっている。そのため、オイルの温度が低いためにオイルの粘度が高い場合等であっても、第２ポンプ１７２は動作することが可能となる。
【００５３】
一方、内燃機関Ｅの始動後は、第１ポンプ１７１により十分な量のオイルが吐出される。そのため、オイル貯留部１７３の貯留室１７３Ａ内には、オイルが充満する。この際、潤滑系連通口１７３Ｄが連通する潤滑系１７８の部位は外気に連通しているので、貯留室１７３Ａ内にあった空気は潤滑系連通口１７３Ｄから潤滑系１７８を介して放出される。また、潤滑系１７８はオイルの流れに対する流路抵抗を有しているので、貯留室１７３Ａ内にオイルが充満した後は、潤滑系１７８の流路抵抗により、貯留室１７３Ａ内のオイルは一定範囲内の圧力に保たれる。したがって、第２ポンプ１７２の停止状態においても、バイパス流路１７９を介して流体圧室４、中間位相保持機構６等に対して十分な圧力のオイルが供給される。なお、内燃機関Ｅの回転数が低くなり、第１ポンプ１７１により十分な圧力のオイルを供給できない状態となった場合には、第２ポンプ１７２も動作してオイルを供給することも当然に可能である。その後、内燃機関Ｅが停止し、第２ポンプ１７２も停止状態となると、貯留室１７３Ａ内のオイルは、上述の内燃機関Ｅの停止状態と同様の状態に戻る。
【００５４】
第１制御弁１７４としては、例えば、位相制御部１８０からのソレノイドへの通電によってスリーブ内に摺動可能に配置されたスプールをスプリングに抗して変位させる可変式電磁スプールバルブを用いることができる。この第１制御弁１７４は、進角通路４３に連通する進角ポートと、遅角通路４４に連通する遅角ポートと、第２ポンプ１７２の下流側の流路に連通する供給ポートと、オイルパン１７６に連通するドレインポートとを有している。
【００５５】
第１制御弁１７４は、進角ポートを供給ポートと連通し、遅角ポートをドレインポートと連通する進角制御、遅角ポートを供給ポートと連通し、進角ポートをドレインポートと連通する遅角制御、及び進角ポート及び遅角ポートを閉塞するホールド制御の３つの状態制御を行うことが可能な３位置制御弁から構成される。進角制御を行うことにより、ベーン２２は外部ロータ１２に対して進角方向Ｓ１に相対回転移動し、相対回転位相は進角側へ変位する。遅角制御を行うと、ベーン２２は外部ロータ１２に対して遅角方向Ｓ２に相対回転移動し、相対回転位相は遅角側へ変位する。ホールド制御を行うと、ベーン２２は相対回転移動せず、相対回転位相を任意の位相に保持できる。
【００５６】
進角制御が行われると、進角通路４３と最遅角ロック通路７１とにオイルが供給される。最遅角ロック状態のときは、最遅角ロック通路７１は最遅角ロック部材７４によって閉塞されている。進角制御によって最遅角ロック部材７４が最遅角ロック溝７２から引退して最遅角ロック解除状態となると、進角通路４３を介して進角室４１にオイルが供給され、内部ロータ２は進角側へ相対回転移動する。
【００５７】
また、第１制御弁１７４は、位相制御部１８０により制御されて動作し、進角室４１及び最遅角ロック通路７１、又は遅角室４２に対するオイルの供給又は排出の制御を行う。これにより、第１制御弁１７４は、中間位相保持機構６のロック状態又は解除状態の切替制御、及び外部ロータ１２に対する内部ロータ２の相対回転位相の制御を行う。本実施形態では第１制御弁１７４に通電すると遅角制御が可能な状態となり、第１制御弁１７４への給電を停止すると進角制御が可能な状態となるように設定されている。また、第１制御弁１７４は、電磁ソレノイドに供給する電力のデューティ比の調節により開度を設定するものである。これにより、オイルの給排量の微調節が可能である。
【００５８】
第２制御弁１７５は、第１制御弁１７４と同様に可変式電磁スプールバルブを用いて構成される。第２制御弁１７５は、中間ロック通路６１に連通する規制ポートと、第２ポンプ１７２の下流側の流路に連通する供給ポートと、オイルパン１７６に連通するドレインポートとを有している。また、第２制御弁１７５は、規制ポートを供給ポートと連通する解除制御、及び規制ポートをドレインポートと連通する規制制御の２つの状態制御を行うことが可能な２位置制御弁として構成される。第２制御弁１７５は、位相制御部１８０により制御されて動作し、中間位相保持機構６の中間ロック溝６２へのオイルの供給又は排出の制御を行う。このようにして、第２制御弁１７５は、中間位相保持機構６の規制状態又は解除状態の切替制御を行う。
【００５９】
第２制御弁１７５により、中間ロック溝６２へのオイルの供給と、中間ロック溝６２からのオイルの排出とが切換え可能である。なお、本実施形態においては、第２制御弁１７５は、給電されると中間ロック溝６２からのオイルが排出可能な状態となり、給電が停止されると中間ロック溝６２へのオイルが供給可能な状態となるように構成されている。
【００６０】
ここで、内燃機関Ｅのクランク軸１１０の近傍には、当該クランク軸１１０の回転角を検出するクランク角センサが備えられる。また、カム軸１０１の近傍には、当該カム軸１０１の回転角を検出するカム軸角センサが備えられる。位相制御部１８０は、クランク角センサとカム軸角センサとの検出結果から相対回転位相を検出し、相対回転位相がいずれの位相にあるかを判定する。また、位相制御部１８０には、イグニッションキーのＯＮ／ＯＦＦ情報、状態量取得部１８２により取得された各部の温度を示す情報等が伝達される。また、位相制御部１８０のメモリ内には、内燃機関Ｅの運転状態に応じた最適の相対回転位相の制御情報が記憶されている。位相制御部１８０は、内燃機関Ｅの運転状態に応じて相対回転位相を制御する。
【００６１】
本実施形態においては、内燃機関Ｅの停止時の相対回転位相が中間位相よりも遅角位相の側の位相であり、状態量が予め設定された設定条件を満たしている場合に、位相制御部１８０は相対回転位相を中間位相に移行させる。相対回転位相とは、外部ロータ１２と内部ロータ２との回転位相である。中間位相とは、本実施形態では中間ロック状態となる位相である。また、相対回転位相は、上述のようにクランク角センサとカム軸角センサとの検出結果から検出可能である。状態量とは、本実施形態ではオイルの温度、冷媒の温度、及び空気の温度のうち、少なくとも１つである。
【００６２】
予め設定された条件とは、本実施形態では、オイルの温度、冷媒の温度、及び空気の温度が夫々規定された設定温度以下であることをいう。位相制御部１８０は、オイルの温度、冷媒の温度、及び空気の温度のうち、少なくとも１つが、夫々規定された設定温度以下である場合に、第２ポンプ１７２を駆動すると共に、第１制御弁１７４及び第２制御弁１７５を用いて外部ロータ１２と内部ロータ２との相対回転位相を中間位相に移行させる。これにより、内燃機関Ｅの停止後、内燃機関Ｅが冷えて冷間状態となった場合であっても、プレイグニッションの発生を確実に抑制することが可能となる。
【００６３】
ここで、このような位相制御部１８０による制御（相対回転位相を中間位相に移行させる制御）は、内燃機関Ｅが停止している状態において（停止している間に)行われる。したがって、第２ポンプ１７２、第１制御弁１７４、及び第２制御弁１７５はバッテリからの電気エネルギー、特に第２ポンプ１７２にあっては電動ポンプを用いて制御される。
【００６４】
次に、位相制御部１８０が行う処理について図５のフローチャートを用いて説明する。内燃機関Ｅの運転が停止されると（ステップ＃０１：Ｙｅｓ）、位相制御部１８０が外部ロータ１２と内部ロータ２との相対回転位相が中間位相よりも遅角側の位相であるか否かを判定する。この判定は、クランク角センサとカム軸角センサとの検出結果に基づいて行われる。上記相対回転位相が中間位相よりも遅角側である場合には（ステップ＃０２：Ｙｅｓ）、更に予め設定された設定条件を具備するか否かが判定される。
【００６５】
設定条件を具備する場合には（ステップ＃０３：Ｙｅｓ）、位相制御部１８０は上記相対回転位相を中間位相に移行させる（ステップ＃０４）。そして、処理を終了する。一方、ステップ＃０３において、設定条件を具備しない場合には（ステップ＃０３：Ｎｏ）、位相制御部１８０は現在の相対回転位相を維持して（ステップ＃０５）、処理を終了する。
【００６６】
また、ステップ＃０２において、相対回転位相が中間位相よりも遅角側でない場合には（ステップ＃０２：Ｎｏ）、そのまま処理を終了する。このようにして位相制御部１８０は、内燃機関Ｅの運転停止後の外部ロータ１２と内部ロータ２との相対回転位相を制御する。
【００６７】
〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、状態量が内燃機関Ｅを通流するオイルの温度、内燃機関Ｅを冷却する冷媒の温度、及び内燃機関Ｅに導入される空気の温度のうち少なくとも１つであるとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。状態量を内燃機関Ｅが停止してからの経過時間とすることも可能である。係る場合、状態量取得部１８２が当該経過時間を計数して取得することも可能であるし、別途設けられるカウンタが計数した結果を取得することも可能である。
【００６８】
また、このように内燃機関Ｅの停止後の経過時間を状態量とした場合には、位相制御部１８０は、当該経過時間が設定時間を超えた場合に、相対回転位相を中間位相に移行させることが可能である。このような構成であっても、内燃機関Ｅの停止後、内燃機関Ｅが冷えて冷間状態となった場合であっても、プレイグニッションの発生を確実に抑制することが可能となる。
【００６９】
上記実施形態では、位相制御部１８０は、内燃機関Ｅの停止時の相対回転位相が中間位相よりも遅角位相の側の位相であり、状態量が予め設定された設定条件を満たしている場合に相対回転位相を中間位相に移行させるとして説明した。すなわち、外部ロータ１２と内部ロータ２とを中間ロック状態にするとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。内燃機関Ｅの停止時の相対回転位相が中間位相よりも遅角位相の側の位相であり、状態量が予め設定された設定条件を満たしている場合に、相対回転位相を最遅角位相と中間ロック状態とする位相との間に移行させるように構成することも当然に可能である。
【００７０】
係る場合、図６に示されるように、上記実施形態における最遅角ロック溝７２を始動位置ロック溝９２とすると共に、最遅角ロック部材７４を始動位置ロック部材９４とし、始動位置ロック溝９２を中間ロック通路６１と連通すると好適である。このような構成とすることにより、最遅角位相、最進角位相、中間ロック位相の夫々に制御することができ、また始動位置ロック溝９２に始動位置ロック部材９４を収容することで適切に始動位置を設定することができる。したがって、内燃機関Ｅの停止後、内燃機関Ｅが冷えて冷間状態となった場合であっても、プレイグニッションの発生を確実に抑制することが可能となる。
【００７１】
本発明は、内燃機関のクランク軸と同期回転する駆動側回転部材に対して、内燃機関のカム軸と一体回転する従動側回転部材の相対回転位相を制御する弁開閉時期制御装置に用いることが可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１：弁開閉時期制御装置
２：内部ロータ（従動側回転部材）
４：流体圧室
６：中間位相保持機構
１２：外部ロータ（駆動側回転部材）
２２：ベーン
４１：進角室
４２：遅角室
１０１：カム軸
１１０：クランク軸
１８０：位相制御部
１８２：状態量取得部
Ｅ：内燃機関（エンジン）
Ｓ１：進角方向
Ｓ２：遅角方向
【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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