(57)【要約】【課題】中間ロック機構付きの可変バルブタイミング機構を備えるエンジンにおいて、比較的安価に始動性の向上を図ることができるエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】エンジンのクランキング時に、カムシャフトの回転位相を進角させる進角制御と、カムシャフトの回転位相を遅角させる遅角制御と、を交互に実行することで、中間ロック機構を確実に機能させて、カムシャフトの回転位相を中間位置に固定する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて吸気弁又は排気弁の開閉時期を変化させると共に、前記カムシャフトの回転位相を最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置に固定する中間ロック機構を備える可変バルブタイミング機構と、
エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記運転状態検出手段の検出結果に応じて前記可変バルブタイミング機構を制御する位相変更手段と、を備え、
該位相変更手段は、前記エンジンのクランキング時に、前記カムシャフトの回転位相を進角させる進角制御と、前記カムシャフトの回転位相を遅角させる遅角制御と、を交互に実行することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記位相変更手段は、前記エンジンのクランキング時に、前記進角制御から実行することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記可変バルブタイミング機構が、前記カムシャフトに連結され油圧によって回動可能に保持されたベーン部材と、前記ベーン部材を進角方向に付勢する付勢手段とを備えるものであり、
前記位相変更手段は、前記エンジンの停止時に前記遅角制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間ロック機構付きの可変バルブタイミング機構を備えるエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載されるエンジンには、吸気弁の開閉時期を変更可能な可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）を備えているものがある。可変バルブタイミング機構としては、例えば、吸気カムシャフトに連結されたベーン式のカム位相可変機構を有する油圧駆動式のものが広く採用されている。ベーン式のカム位相可変機構は、進角側及び遅角側の各油室にエンジンの作動油を給排することで、吸気カムシャフトの回転位相を進角あるいは遅角させる。そして従来は、このような可変バルブタイミング機構によって、例えば、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を最遅角位置としてエンジンを始動し、その後のエンジンの運転状態に応じて、吸気カムシャフトの回転位相の進角量を制御していた。
【０００３】
また近年、可変バルブタイミング機構として、例えば、吸気カムシャフトの回転位相を最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置で固定可能な中間ロック機構を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
このような中間ロック機構付き可変バルブタイミング機構を採用することで、吸気カムシャフトの回転位相が所定の中間位置にある状態でエンジンを始動させ、その後のエンジンの運転状態に応じて、吸気カムシャフトの回転位相を進角側及び遅角側のそれぞれに変更することができるようになる。すなわち中間ロック機構により、吸気カムシャフトの回転位相を、エンジン始動時の回転位相に対して進角側だけでなく遅角側にも変更することができるようになる。これによりエンジンの運転状態により適した吸気弁の開閉時期を設定して、エンジンの出力性能及び燃費性能を向上させることができる。例えば、吸気カムシャフトの回転位相を中間位置よりも遅角側に変更することで、吸気弁と排気弁とのバルブオーバーラップ量が増加して充填効率が低下し、それに伴う点火時期の進角によって燃費の向上を図ることができる。またこのような効果は、特に、中回転以上中高負荷の運転領域において顕著である。
【０００５】
またエンジンの始動時に、可変バルブタイミング機構の進角側及び遅角側の各油室から作動油（作動流体）を排出させる始動モードを実行することで、上記のような中間ロック機構を確実に機能させて、吸気カムシャフトの回転位相が中間位置に保持されるようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２１１７１３号公報
【特許文献２】特許第４２８４８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２に記載されているようにエンジンの始動時に始動モードを実行することで、中間ロック機構を確実に機能させて吸気カムシャフトの回転位相を中間位置に保持し、エンジンの始動性を向上することができる。しかしながら、始動モードを備えたオイルコントロールバルブを用いた場合、可変バルブタイミング機構の構造が複雑になり、コストが大幅に上昇してしまうという問題がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、中間ロック機構付きの可変バルブタイミング機構を備えるエンジンにおいて、比較的安価に始動性の向上を図ることができるエンジン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】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて吸気弁又は排気弁の開閉時期を変化させると共に、前記カムシャフトの回転位相を最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置に固定する中間ロック機構を備える可変バルブタイミング機構と、エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段の検出結果に応じて前記可変バルブタイミング機構を制御する位相変更手段と、を備え、該位相変更手段は、前記エンジンのクランキング時に、前記カムシャフトの回転位相を進角させる進角制御と、前記カムシャフトの回転位相を遅角させる遅角制御と、を交互に実行することを特徴とするエンジンの制御装置にある。
【００１０】
かかる本発明の第１の態様では、エンジンのクランキング時に、進角制御と遅角制御とを交互に実行することで、中間ロック機構を確実に機能させることができる。したがって、クランキング後には、カムシャフトの回転位相が中間位置に確実に保持された状態となる。またこのような可変バルブタイミング機構の制御は、ＶＶＴ機構の構造を大きく変更することなく実施が可能である。つまり本発明によれば、比較的安価にエンジンの始動性を向上することができる。
【００１１】
本発明の第２の態様は、前記位相変更手段は、前記エンジンのクランキング時に、前記進角制御から実行することを特徴とする第１の態様のエンジンの制御装置にある。
【００１２】
かかる第２の態様では、エンジンの始動直後はバルブから受ける反力によりカムシャフトが遅角方向に付勢される。そのため、進角制御から実行することで、より早期に中間位置への保持が可能となる。また、始動前から中間位置に固定されていた場合でも、進角制御から実行することで、中間ロック機構にかかる負担を軽減することができる。
【００１３】
本発明の第３の態様は、前記可変バルブタイミング機構が、前記カムシャフトに連結され油圧によって回動可能に保持されたベーン部材と、前記ベーン部材を進角方向に付勢する付勢手段とを備えるものであり、前記位相変更手段は、前記エンジンの停止時に前記遅角制御を実行することを特徴とする第１又は２の態様のエンジンの制御装置にある。
【００１４】
かかる第３の態様では、エンジンのクランキング時に、付勢手段の付勢力によってベーン部材をより確実に中間位置まで回動させて、中間ロック機構を機能させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
かかる本発明では、エンジンのクランキング時に、中間ロック機構を確実に作動させてカムシャフトの回転位相を中間位置に保持することができるため、エンジンの始動性を向上することができる。また可変バルブタイミング機構の構造を大きく変更する必要がないため、比較的安価に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態に係る制御装置を含むエンジンシステムの概略構成図である。
【図２】一実施形態に係るＶＶＴ機構の概略構成を示す平面図である。
【図３】一実施形態に係るＶＶＴ機構の動作を説明する図である。
【図４】一実施形態に係るＶＶＴ機構が備える付勢手段を説明する平面図である。
【図５】エンジンの運転領域が規定されたマップの一例を示す図である。
【図６】一実施形態に係る吸気弁と排気弁との開閉時期の関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、実施形態に基づいて本発明について説明する。
図１は、一実施形態に係る制御装置を含むエンジンシステムの概略構成を示す図である。図１に示すように、エンジン１１は、吸気管噴射型(Multi Point Injection)のエンジンであり、シリンダヘッド１２とシリンダブロック１３とを有している。シリンダブロック１３の各シリンダ１４内には、ピストン１５が往復移動自在に収容されている。このピストン１５とシリンダ１４とシリンダヘッド１２とで燃焼室１６が形成されている。ピストン１５は、コンロッド１７を介してクランクシャフト１８に接続されている。
【００１８】
シリンダヘッド１２には吸気ポート１９が形成されている。この吸気ポート１９には吸気マニホールド２０が接続されている。吸気ポート１９には吸気弁２２が設けられている。吸気弁２２は、エンジン回転に応じて回転する吸気カムシャフト２３のカム２３ａに倣って作動し、燃焼室１６と吸気ポート１９との連通・遮断を行う。吸気マニホールド２０には、燃料噴射弁２４が設けられ、この燃料噴射弁２４から吸気ポート１９に向かって燃料が噴射される。またシリンダヘッド１２には、各気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられている。各点火プラグ２５には、高電圧を出力する点火コイル２６が接続されている。
【００１９】
吸気マニホールド２０の上流側にはサージタンク２７が設けられている。サージタンク２７の上流側には吸気量を調整するスロットルバルブ２８が設けられており、併せてスロットルバルブ２８の開度を検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）２９が設けられている。またスロットルバルブ２８の上流には、吸気量を計測するエアフローセンサ３０が介装されている。
【００２０】
シリンダヘッド１２には、さらに排気ポート３１が形成されている。この排気ポート３１には排気マニホールド３２の一端が接続され、排気マニホールド３２の他端には排気管（排気通路）３３が接続されている。また排気ポート３１には排気弁３４が設けられており、排気弁３４は、排気カムシャフト３５のカム３５ａに倣って作動し、燃焼室１６と排気ポート３１との連通・遮断を行う。
【００２１】
吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト３５の前端にはタイミングプーリ３６，３７が取付けられ、これらのタイミングプーリ３６，３７は、図示しないタイミングベルトを介してクランクシャフト１８に連結されている。そしてクランクシャフト１８の回転に伴って、タイミングプーリ３６，３７と共に吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト３５が回転駆動され、カム２３ａ，３５ａに倣って吸気弁２２及び排気弁３４が所定のタイミングで開閉駆動される。
【００２２】
ここで、吸気カムシャフト２３とタイミングプーリ３６との間には、吸気弁２２の開閉時期を変更可能な油圧駆動式の可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）が設けられている。ＶＶＴ機構は、既存の構成を採用すればよいため、ここではＶＶＴ機構の構成について簡単に説明する。図２に示すように、ＶＶＴ機構３８は、いわゆるベーン式のカム位相可変機構を有する油圧駆動式のものであり、タイミングプーリ３６のハウジング３９内に回動可能に設けられたベーンロータ（ベーン部材）４０を備える。ベーンロータ４０は吸気カムシャフト２３に連結されている。ハウジング３９内は、ベーンロータ４０により遅角室４１と進角室４２とに区画されている。
【００２３】
また可変バルブタイミング機構３８は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）４３を備える（図１参照）。そしてエンジン１１のオイルポンプ４４から供給される作動油を利用して、ＯＣＶ４３の各切換によって遅角室４１又は進角室４２或いはその両方に作動油を供給し、この作動油の圧力によってベーンロータ４０を回動又は停止させている。つまりベーンロータ４０の回動に伴って、クランクシャフト１８に対する吸気カムシャフト２３の回転位相が変更される。例えば、遅角室４１に作動油が供給される際には、同時に進角室４２内の作動油が排出され、図３（ａ）に示すように、ベーンロータ４０が遅角側（図中反時計回り）に回動する。すなわち吸気カムシャフト２３の回転位相が遅角側に変更される。なお図３（ａ）は、吸気カムシャフト２３の回転位相が最遅角位置にある状態を示している。
【００２４】
一方、進角室４２に作動油が供給される場合には、同時に遅角室４１内の作動油は排出され、図３（ｂ）に示すように、ベーンロータ４０が進角側（図中時計回り）に回動する。すなわち吸気カムシャフト２３の回転位相が進角側に変更される。なお図３（ｂ）は、吸気カムシャフト２３の回転位相が最進角位置にある状態を示している。
【００２５】
さらに可変バルブタイミング機構３８は、吸気カムシャフト２３の回転位相を最遅角位置と最進角位置との間の所定の中間位置に固定する中間ロック機構４５を備えている。すなわち中間ロック機構４５は、所定の中間位置において、ベーンロータ４０とタイミングプーリ３６との相対移動を規制する。この中間ロック機構４５も既存の構成を採用すればよいため、ここでは簡単に説明する。中間ロック機構４５は本実施形態では２本のロックピン４６を備え、ロックピン４６がベーンロータ４０とタイミングプーリ３６とに係合されることで、遅角室４１及び進角室４２内に油圧が生じていない状態であっても、ベーンロータ４０が中間位置（デフォルト）に保持されるようになっている（図２参照）。
【００２６】
また図４に示すように、可変バルブタイミング機構３８は、ベーンロータ４０を進角側に付勢するコイルばね等からなる付勢手段であるアシストスプリング６０を備えている。これによりエンジン１１の停止時に、中間ロック機構４５によってベーンロータ４０を中間位置に固定することができる。具体的には、エンジン１１を停止する際にベーンロータ４０を中間位置よりも遅角側に回動させておくことで、エンジン１１の停止後或いはエンジン１１の再始動時（クランキング時）にアシストスプリング６０の付勢力によってベーンロータ４０を中間位置まで回動させて上述のように中間ロック機構４５によって固定することができる。なおロックピン４６のベーンロータ４０及びタイミングプーリ３６との係合は、エンジン１１の始動後に供給される作動油の圧力によって解除されるようになっている。すなわちエンジン１１が始動されて作動油の圧力が回復すると、ロックピン４６の係合が解除されてベーンロータ４０が回動可能となる。
【００２７】
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）４７は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。このＥＣＵ４７によって、エンジン１１の総合的な制御が行われる。ＥＣＵ４７の入力側には、上述したスロットルポジションセンサ２９、エアフローセンサ３０等の他、エンジン１１のクランク角を検出するクランク角センサ４８や、エンジン１１の水温を検出する水温センサ４９等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。一方、ＥＣＵ４７の出力側には、上述の燃料噴射弁２４、点火コイル２６、ＶＶＴ機構３８、スロットルバルブ２８等の各種出力デバイスが接続されている。これら各種出力デバイスには、各種センサ類からの検出情報に基づきＥＣＵ４７から所定の情報が出力されている。
【００２８】
そして本発明に係る制御装置１０は、このような各種センサ類とＥＣＵ４７とで構成されており、例えば、各種センサ類の情報から検出したエンジン１１の運転状態に基づいてＶＶＴ機構３８を適宜制御する。これによりエンジン１１の運転状態に応じて、吸気弁２２の開閉時期を適切に設定することができる。制御装置１０は、本実施形態では、運転状態検出手段５１と、位相変更手段５２とをＥＣＵ４７に備えている。
【００２９】
運転状態検出手段５１は、各種センサ類の情報に基づいてエンジン１１の運転状態を検出する。本実施形態では、図５に示すように、エンジン１１の運転状態が７つの運転領域Ｒ１〜Ｒ７に区分けされており、運転状態検出手段５１は、現在のエンジン１１の運転状態が運転領域Ｒ１〜Ｒ７の何れの領域にあるかを検出する。
【００３０】
位相変更手段５２は、運転状態検出手段５１の検出結果に応じてクランクシャフト１８に対する吸気カムシャフト２３の回転位相を変更する。すなわち位相変更手段５２は、エンジン１１の運転状態が運転領域Ｒ１〜Ｒ７の何れの領域にあるかによって、ＶＶＴ機構３８のＯＣＶ４３を制御して、ベーンロータ４０を進角側又は遅角側に所定量だけ回動させる。これにより、吸気弁２２の開閉時期が調整され、それに伴ってオーバーラップ量も調整される。
【００３１】
ここで、吸気弁２２の開閉時期の調整範囲は、車種等に応じて適宜決定されればよいが、吸気カムシャフト２３の回転位相が最遅角位置にあるときの吸気弁２２の閉弁時期が、吸気下死点後（ＡＢＤＣ）９０°以上、例えば、ＡＢＤＣ９０°〜１００°程度であることが好ましい。すなわち吸気弁２２の開弁時期が、排気上死点前（ＢＴＤＣ）−５°以下、例えば、ＢＴＤＣ−５°〜−１５°程度であることが好ましい。例えば、本実施形態では、図６に示すように、吸気カムシャフト２３の回転位相が中間位置にあるときには、吸気弁２２の開弁時期を排気上死点前（ＢＴＤＣ）５°とし、閉弁時期を吸気下死点後（ＡＢＤＣ）８０°とした。また吸気カムシャフト２３の回転位相が最遅角位置にあるときには、吸気弁２２の開弁時期を排気上死点前（ＢＴＤＣ）−１５°とし、閉弁時期を吸気下死点後（ＡＢＤＣ）１００°とした。また吸気カムシャフト２３の回転位相が最進角位置にあるときには、吸気弁２２の開弁時期を排気上死点前（ＢＴＤＣ）４５°とし、閉弁時期を吸気下死点後（ＡＢＤＣ）４０°とした。なお排気弁３４の開閉時期はエンジン１１の運転状態に拘わらず固定されており、本実施形態では、開弁時期を膨張下死点前（ＢＢＤＣ）３５°とし、閉弁時期を排気上死点後（ＡＴＤＣ）５°とした。
【００３２】
位相変更手段５２は、このような吸気弁２２の開閉時期の調整範囲内において、各運転領域Ｒ１〜Ｒ７に最適なＶＶＴ機構３８の制御を実行して吸気カムシャフト２３の回転位相を変更する。
【００３３】
まずは、吸気カムシャフト２３の回転位相が中間位置の状態、すなわちロックピン４６によってベーンロータ４０の回動が規制された状態で、エンジン１１が始動され、例えば、エンジン１１の運転状態がアイドル運転領域Ｒ７にある場合には、位相変更手段５２が吸気カムシャフト２３の回転位相を中間位置に保持する中間制御を実行する。なおエンジン１１が始動されると、上述のようにロックピン４６によるベーンロータ４０の移動規制は解除され、中間制御では、位相変更手段５２がＯＣＶ４３を制御して遅角室４１及び進角室４２のそれぞれに作動油を供給し、その油圧によってベーンロータ４０が中間位置に保持される。
【００３４】
このような中間制御では、吸気弁２２の閉弁時期は、吸気下死点後（ＡＢＤＣ）８０°程度であり極端な遅閉じではないため、所望の実圧縮比を確保してアイドル安定性を確保することができる。またオーバーラップ量も比較的小さく抑えられているため、内部ＥＧＲ量の増加による燃焼悪化、またそれに伴うアイドル安定性の低下も抑制される。
【００３５】
またエンジン１１の運転状態が、低回転低負荷領域である運転領域Ｒ５にある場合には、位相変更手段５２は、吸気カムシャフト２３の回転位相を中間位置よりも進角させる進角制御を実行する。すなわち、位相変更手段５２がＯＣＶ４３を制御して進角室４２に作動油を供給することで（図３（ｂ））、ベーンロータ４０を中間位置よりも進角側に回動させる。運転領域Ｒ５では、この進角制御によって、ベーンロータ４０を比較的大きく、例えば、中間位置から３０°以上進角側に回動させる。これにより、オーバーラップ量が増大するため、ポンピングロスが低下し、また吸気弁２２の早閉じに伴って実圧縮比を高めることができる。したがって、燃費の向上を図ることができる。
【００３６】
またエンジン１１の運転状態が、運転領域Ｒ５以外の領域（本実施形態では、全負荷の運転領域Ｒ１，Ｒ２を除く）にある場合には、つまり運転領域Ｒ３，Ｒ４，Ｒ６にある場合には、位相変更手段５２は、吸気カムシャフト２３の回転位相を中間位置よりも遅角させる遅角制御を実行する。すなわち位相変更手段５２がＯＣＶ４３を制御して遅角室４１に作動油を供給することで（図３（ａ））、ベーンロータ４０を中間位置よりも遅角側に回動させる。より具体的には、エンジン１１の運転状態が高負荷低速領域である運転領域Ｒ３及び低負荷高速領域である運転領域Ｒ６にある場合には、位相変更手段５２は、吸気カムシャフト２３の回転位相を中間位置から２０°程度の範囲で遅角させる第１の遅角制御を実行する。この第１の遅角制御では、吸気弁２２の閉弁時期が遅れることによってポンピングロスが低減される。また遅角量が比較的小さいことで、吸気弁２２の閉弁時期が遅くなることに伴う充填効率の下がり過ぎや、トルク不足による燃費の悪化も抑制することができる。一方、高負荷高速領域である運転領域Ｒ４では、位相変更手段５２は、吸気カムシャフト２３を第１の遅角制御よりも大きく遅角させる第２の遅角制御を実行する。第２の遅角制御では、吸気弁２２の閉弁時期が大きく遅れるため、充填効率が低下することに伴って点火時期が進角される。したがって燃費の向上を図ることができる。
【００３７】
また本実施形態では、第１の遅角制御においては吸気弁２２の閉弁時期が吸気下死点後（ＡＢＤＣ）９０°よりも前となるように吸気カムシャフト２３の回転位相を遅角させ、第２の遅角制御においては吸気弁２２の閉弁時期が吸気下死点後（ＡＢＤＣ）９０°以降となるように吸気カムシャフト２３の回転位相を遅角させている。これにより、第１の遅角制御及び第２の遅角制御の何れにおいても、より確実に燃費の向上を図ることができる。
【００３８】
ところで、例えばエンジン１１の運転状態が運転領域Ｒ５から運転領域Ｒ３に変化した場合、位相変更手段５２によって、進角制御から遅角制御に切り替えられることになる。このような場合には、エンジン１１の各運転領域の境界付近の領域Ｒｂ（図５参照）において、吸気カムシャフト２３の回転位相を段階的、或いは連続的に変化させることが好ましい。これにより、連続的に変化するエンジン１１の回転数や負荷の変化に対応して吸気カムシャフト２３の回転位相をより適切に変更することができ、応答性が向上する。
【００３９】
またエンジン１１の運転状態が全負荷領域である運転領域Ｒ１、Ｒ２にある場合には、位相変更手段５２は、吸気カムシャフト２３の回転位相を中間位置よりも進角させる進角制御を実行する。すなわち位相変更手段５２がＯＣＶ４３を制御して進角室４２に作動油を供給することで（図３（ｂ））、ベーンロータ４０を中間位置よりも進角側に所定量だけ回動させる。
【００４０】
また本実施形態では、エンジン１１の運転状態が全負荷領域の高速側である運転領域Ｒ２にある場合、位相変更手段５２は、吸気カムシャフト２３の回転位相を中間位置から＋１０°程度の範囲内で進角させる第１の進角制御を実行する。第１の進角制御では、オーバーラップ量が増大するため排気効率が向上する。また進角量が比較的小さく抑えられていることで充填効率の低下も抑制される。したがってトルクの向上を図ることができる。一方エンジン１１の運転状態が全負荷領域の低中速側である運転領域Ｒ１にある場合、位相変更手段５２は、吸気カムシャフト２３の回転位相を第１の進角制御に比べて大きく進角させる第２の進角制御を実行する。本実施形態では、中間位置よりも＋１０°〜４０°程度の範囲で吸気カムシャフト２３の回転位相を進角させている。つまり第２の進角制御では、吸気カムシャフト２３の回転位相は最進角には達しない程度に比較的大きく進角される。これにより、吸気弁２２の閉弁時期が早まるため、充填効率が高まりトルクを向上することができる。また進角量（オーバーラップ量）を最進角に達しない中程度の範囲とすることで、内部ＥＧＲ量の増えすぎによる燃焼悪化も抑制することができる。
【００４１】
ところで、上述のように中間ロック機構付きＶＶＴ機構を備えるエンジン１１は、吸気カムシャフト２３の回転位相が中間位置（デフォルト）に保持された状態で始動される。つまり中間位置における吸気弁２２の開閉時期は、エンジン１１の始動に適した範囲に設定されている。このため、吸気カムシャフト２３の回転位相が中間位置よりも進角或いは遅角していると、エンジン１１の始動性が低下してしまう虞がある。
【００４２】
このため、上述したようにＶＶＴ機構３８は、付勢手段であるアシストスプリング６０を備え、このアシストスプリング６０の付勢力によって中間ロック機構４５が作動するようにしている。しかしながらアシストスプリング６０の付勢力だけでは、ベーンロータ４０を中間位置に保持できない虞がある。そこで本発明では、位相変更手段５２が、エンジン１１のクランキング時に、吸気カムシャフト２３の回転位相を進角させる進角制御と、吸気カムシャフト２３の回転位相を遅角させる遅角制御と、を交互に実行するようにした。すなわち進角制御によりベーンロータ４０を中間位置よりも進角側まで回動させ（図３（ｂ）参照）、遅角制御によってベーンロータ４０を中間位置の遅角側まで回動させるようにした（図３（ａ）参照）。なお、交互に実行される進角制御と遅角制御は、少なくとも一度実行されればよい。
【００４３】
エンジン１１の始動に、このように進角制御と遅角制御とを交互に実行することで、中間ロック機構４５をより確実に機能させることができる。すなわちロックピン４６をベーンロータ４０とタイミングプーリ３６とに係合させてベーンロータ４０の回動をより確実に規制することができる。したがってエンジン１１の始動は、常に、吸気カムシャフト２３の回転位相が中間位置（デフォルト）に保持された状態で行われることになる。よってエンジン１１の始動性をより確実に向上することができる。
【００４４】
またこのようなＶＶＴ機構の制御は、ＶＶＴ機構の構造を大きく変更することなく実施が可能である。つまり本発明によれば、比較的安価にエンジン１１の始動性を向上することができる。
【００４５】
ところで、エンジン１１の始動直後は、カム２３ａが吸気弁２２から受ける反力により吸気カムシャフト２３は遅角方向に付勢される。そのため、エンジン１１の始動直後はベーンロータ４０が中間位置よりも遅角側に位置しやすい。そこで、本発明ではエンジン１１のクランキング時に進角制御から実行するようにした。これにより、エンジン１１の始動時、早期に中間位置への保持が可能となる。また、始動前から中間位置に固定されていた場合でも、進角制御から実行することで、中間ロック機構にかかる負担を軽減することができる。
【００４６】
また本実施形態ではアシストスプリング６０が設けられているため、位相変更手段５２は、エンジン１１の停止時に遅角制御を実行することが好ましい。つまりエンジン１１を停止した際に、ベーンロータ４０が中間位置よりも遅角側に回動した状態となっていることが好ましい。これによりエンジン１１のクランキング時に、進角制御と遅角制御とを交互に実行する際に、アシストスプリング６０の付勢力も働き、中間ロック機構４５をより確実に機能させることができる。勿論、アシストスプリング６０は、必要に応じて設けられればよく、必ずしも設けられていなくてもよい。
【００４７】
以上本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。例えば、上述の実施形態では、吸気カムシャフトの回転位相の制御を一例として本発明を説明したが、本発明は、排気カムシャフトの回転位相の制御にも適用することができる。
【００４８】
また例えば、本発明の制御装置が適用されるエンジンの構成は、特に限定されるものではない。上述の実施形態では、吸気管噴射型のエンジンを例示したが、本発明は、例えば、筒内噴射型等、他のタイプのエンジンにも採用することができるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１０  制御装置
１１  エンジン
１２  シリンダヘッド
１３  シリンダブロック
１４  シリンダ
１５  ピストン
１６  燃焼室
１７  コンロッド
１８  クランクシャフト
１９  吸気ポート
２０  吸気マニホールド
２２  吸気弁
２３  吸気カムシャフト
２３ａ  カム
２４  燃料噴射弁
２５  点火プラグ
２６  点火コイル
２７  サージタンク
２８  スロットルバルブ
２９  スロットルポジションセンサ
３０  エアフローセンサ
３１  排気ポート
３２  排気マニホールド
３３  排気管（排気通路）
３４  排気弁
３５  排気カムシャフト
３５ａ  カム
３６，３７  タイミングプーリ
３８  可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ機構）
３９  ハウジング
４０  ベーンロータ
４１  遅角室
４２  進角室
４３  オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）
４４  オイルポンプ（ＯＰ）
４５  中間ロック機構
４６  ロックピン
４７  ＥＣＵ
４８  クランク角センサ
４９  水温センサ
６０  アシストスプリング
【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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