JP2006077680A - 内燃機関の可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標特性に対するバルブ特性の追従性低下を抑制することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供する。
【解決手段】バルブタイミング可変機構１３には、エンジン回転に基づき駆動される機械式オイルポンプ２３から吐出されるオイルだけでなく、エンジン回転に関係なく駆動される電動オイルポンプ２５から吐出されるオイルも供給される。ここで、同機構１３に供給されるオイルの温度が高くなるほど、オイルの粘度低下に起因して同機構１３及びそこへのオイル供給経路からのオイルの漏れが多くなって、同機構１３に供給されるオイルの油圧低下が大となり、同機構１３を駆動しようとするときの応答性が低下し易くなる。しかし、上記油温が高いほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が高くなるよう同ポンプ２５が駆動されるため、同機構１３に供給されるオイルの油圧低下が抑制され、上述した同機構１３の応答性低下が抑制される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関するものである。

自動車用エンジン等の内燃機関においては、機関運転領域全体に亘って出力及び燃費の最適化を図るべく、吸気バルブ等の機関バルブのバルブ特性を機関運転状態に応じて変更するようにしている。こうしたバルブ特性の変更を行うバルブ特性可変機構としては、機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプから吐出されたオイルの油圧によって駆動されるものが知られている（特許文献１参照）。そして、上記のようなバルブ特性可変機構の駆動を通じて、機関バルブのバルブ特性を機関運転状態に応じて可変設定される目標特性へと制御することで、上記バルブ特性がそのときの機関運転に適した状態とされるようになる。
特開２００１−２６３０１５公報

ところで、バルブ特性可変機構を作動させるためのオイルの油温が高くなるほど、そのオイルの粘度が低下してバルブ特性機構及び同機構へのオイル供給経路からのオイル漏れが多くなる。そして、このようにオイル漏れが多くなるほど、バルブ特性可変機構に供給されるオイルの油圧低下が大となり、同機構を駆動しようとするときの応答性が低下し易くなる。このため、上記油温が高い状態にあって、目標特性が機関運転状態に応じて変化したときなどには、その目標特性に対し実際のバルブ特性を追従させる際の追従性が低下するおそれがある。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、目標特性に対するバルブ特性の追従性が低下するを抑制することのできる内燃機関の可変動弁装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明では、機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプと、そのポンプから吐出されたオイルの油圧により駆動されて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構とを備え、前記機関バルブのバルブ特性が機関運転状態に応じて可変設定される目標特性となるよう前記バルブ特性可変機構を制御する内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブ特性可変機構を駆動するためのオイルを吐出する電動オイルポンプと、前記バルブ特性可変機構に供給されるオイルの温度が高いほど、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する制御手段とを備えた。

上記構成によれば、機械式オイルポンプから吐出されたオイルだけでなく、機関回転に関係なくオイルを吐出する電動オイルポンプからのオイルも、上記バルブ特性の変更のためのバルブ特性可変機構の駆動に利用される。ここで、バルブ特性可変機構に供給されるオイルの温度が高くなるほど、オイルの粘度低下に起因してバルブ特性可変機構及び同機構へのオイル供給経路からのオイルの漏れが多くなって、同機構に供給されるオイルの油圧低下が大となり、同機構を駆動しようとするときの応答性が低下し易くなる。しかし、上記オイルの温度が高くなるほど、電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう同ポンプが駆動されるため、バルブ特性可変機構に供給されるオイルの油圧低下が抑制され、上述した同機構の応答性低下が抑制されるようになる。従って、上記オイルの油温が高くなるにつれて、変化する目標特性に対し実際のバルブ特性を追従させる際の追従性が低下するのを抑制することができる。

なお、上記オイルの油温については、例えば油温センサによって検出することや内燃機関の冷却水温等から推定して求めることが可能である。
請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において、前記制御手段は、内燃機関の冷却水温に基づき油温ベース値を求めるとともに、前記バルブ特性可変機構に供給されるオイルの熱収支に関係するパラメータに基づき補正値を算出し、前記油温ベース値を当該補正値で補正した値を前記オイルの油温とすることを要旨とした。

内燃機関の冷却水温はバルブ特性可変機構に供給されるオイルの油温に対応して変化する値ではあるが、その油温の変化に対し必ずしも同一の変化態様で変化するわけではないため、冷却水温をそのまま油温を表す値として用いると、その値は油温として不正確なものとなる。上記構成によれば、冷却水温だけでなく上記オイルの熱収支に関係するパラメータも加味して同オイルの油温を求めているため、その求められた油温を正確な値とすることができる。

請求項３記載の発明では、請求項２記載の発明において、前記制御手段は、機関始動開始時、前記パラメータとして機関停止完了から機関始動開始までの経過時間を用いることを要旨とした。

機関停止完了後には冷却水温及び油温が共に低下するが、その低下態様は冷却水温よりも油温の方が緩やかになる。従って、こうした両者の差異は機関停止完了から機関始動開始までの経過時間によって変わってくる。このため、機関停止完了から機関始動開始までの経過時間を上記オイルの熱収支に関係するパラメータとして用い、そのパラメータに基づき算出された補正値で油温ベース値を補正することで、当該補正によって求められる油温を機関始動開始時の油温として正確な値とすることができる。

請求項４記載の発明では、請求項２又は３記載の発明において、前記制御手段は、機関冷間始動開始から機関暖機気完了までの間、前記パラメータとして機関始動開始からの経過時間、及び、機関始動開始からの吸入空気量の積算値のうちの少なくとも一方を用いることを要旨とした。

機関始動開始後から機関暖気完了までの間は、冷却水温及び油温が共に上昇するが、その上昇態様は冷却水温よりも油温の方が緩やかになる。こうした両者の差異は、機関始動開始からの経過時間や、機関始動開始からの吸入空気量の積算値、言い換えれば機関始動開始後に内燃機関が発生する総熱量によって変わってくる。このため、上記経過時間や上記積算値を上記オイルの熱収支に関係するパラメータとして用い、同パラメータに基づき算出された補正値で油温ベース値を補正することで、当該補正によって求められる油温を機関始動開始から機関暖気完了までの間の油温として正確な値とすることができる。

請求項５記載の発明では、請求項２〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、内燃機関の搭載される車両の高負荷高速走行時、前記オイルの熱収支に関係するパラメータとして機関負荷、前記高負荷高速走行開始からの経過時間、及び、前記高負荷高速走行開始から吸入空気量の積算値のうちの少なくとも一つを用いるとともに、内燃機関の冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータとして機関回転速度及び車速のうちの少なくとも一つを用い、前記オイルの熱収支に関係するパラメータと前記冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータとに基づき前記補正値を算出するものとした。

内燃機関の搭載される車両の高負荷高速走行時には、バルブ特性可変機構に供給されるオイルと比較して内燃機関の冷却水の方がラジエータによって効果的に冷却されることから、冷却水温が略一定に保持されるのに対し、上記オイルの油温は上昇してゆく傾向がある。こうした冷却水温と油温との差異は、機関負荷、機関回転速度、車速、前記高負荷高速走行開始からの経過時間、及び、前記高負荷高速走行開始から吸入空気量の積算値によって変わってくる。なお、ここで上記経過時間、機関負荷、及び積算値は、高負荷高速走行開始後に内燃機関が発生する総熱量に関係しており、上記オイルの熱収支に関係したパラメータである。また、エンジン回転速度及び車速は上記ラジエータによって冷却水から奪われる熱量に関係したパラメータである。こう言えるのは、エンジン回転速度に基づき当該回転によって駆動されるウォータポンプの駆動率が変化してラジエータを通過する冷却水の流量が変化し、車速に基づきラジエータに当たる空気の流量が変化するためである。従って、これらのパラメータに基づき算出された補正値で油温ベース値を補正することで、当該補正によって求められる油温を高負荷高速走行時の油温として正確な値とすることができる。

請求項６記載の発明では、機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプと、そのポンプから吐出されたオイルの油圧により駆動されて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構とを備え、前記機関バルブのバルブ特性が機関運転状態に応じて可変設定される目標特性となるよう前記バルブ特性可変機構を制御する内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブ特性可変機構を駆動するためのオイルを吐出する電動オイルポンプと、前記バルブ特性可変機構に供給されるオイルの粘度が低いほど、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する制御手段とを備えた。

上記構成によれば、機械式オイルポンプから吐出されたオイルだけでなく、機関回転に関係なくオイルを吐出する電動オイルポンプからのオイルも、上記バルブ特性の変更のためのバルブ特性可変機構の駆動に利用される。ここで、バルブ特性可変機構に供給されるオイルの温度が高くなるほど、オイルの粘度低下に起因してバルブ特性可変機構及び同機構へのオイル供給経路からのオイルの漏れが多くなって、同機構に供給されるオイルの油圧低下が大となり、同機構を駆動しようとするときの応答性が低下し易くなる。しかし、上記オイルの粘度が低いほど、電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう同ポンプが駆動されるため、バルブ特性可変機構に供給されるオイルの油圧低下が抑制され、上述したバルブ特性可変機構の応答性低下は抑制される。従って、上記オイルの油温が高くなるにつれて、変化する目標特性に対し実際のバルブ特性を追従させる際の追従性が低下するのを抑制することができる。

なお、上記オイルの粘度については、例えば粘度センサによって検出することが可能である。
請求項７記載の発明では、機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプと、そのポンプから吐出されたオイルの油圧により駆動されて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構とを備え、前記機関バルブのバルブ特性が機関運転状態に応じて可変設定される目標特性となるよう前記バルブ特性可変機構を制御する内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブ特性可変機構を駆動するためのオイルを吐出する電動オイルポンプと、前記目標特性に対する前記バルブ特性の乖離が大きいほど、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する制御手段とを備えた。

上記構成によれば、機械式オイルポンプから吐出されたオイルだけでなく、機関回転に関係なくオイルを吐出する電動オイルポンプからのオイルも、上記バルブ特性の変更のためのバルブ特性可変機構の駆動に利用される。ここで、バルブ特性可変機構に供給されるオイルの温度が高くなるほど、オイルの粘度低下に起因してバルブ特性可変機構及び同機構へのオイル供給経路からのオイルの漏れが多くなって、同機構に供給されるオイルの油圧低下が大となり、同機構を駆動しようとするときの応答性が低下し易くなる。その結果、目標特性に対する実際のバルブ特性の乖離が大になるという傾向が生じる。しかし、その乖離が大きいほど、電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう同ポンプが駆動されるため、バルブ特性可変機構に供給されるオイルの油圧低下が抑制され、上述したバルブ特性可変機構の応答性低下は抑制される。従って、上記オイルの油温が高くなるにつれて、変化する目標特性に対し実際のバルブ特性を追従させる際の追従性が低下するのを抑制することができる。

請求項８記載の発明では、機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプと、そのポンプから吐出されたオイルの油圧により駆動されて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構とを備え、前記機関バルブのバルブ特性が機関運転状態に応じて可変設定される目標特性となるよう前記バルブ特性可変機構を制御する内燃機関の可変動弁装置において、前記バルブ特性可変機構を駆動するためのオイルを吐出する電動オイルポンプと、前記バルブ特性可変機構の駆動領域のうち、同機構を駆動したときの前記バルブ特性の変化速度が大となる傾向が強い領域ほど、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する制御手段とを備えた。

上記構成によれば、機械式オイルポンプから吐出されたオイルだけでなく、機関回転に関係なくオイルを吐出する電動オイルポンプからのオイルも、上記バルブ特性の変更のためのバルブ特性可変機構の駆動に利用される。ここで、バルブ特性可変機構に供給されるオイルの温度が高くなるほど、オイルの粘度低下に起因してバルブ特性可変機構及び同機構へのオイル供給経路からのオイルの漏れが多くなって、同機構に供給されるオイルの油圧低下が大となり、同機構を駆動しようとするときの応答性が低下し易くなる。そして、バルブ特性可変機構の駆動領域のうち、同機構を駆動したときのバルブ特性変化速度が大となる傾向の強い領域では、上記応答性低下による悪影響が顕著になる。これは、当該領域では、バルブ特性を目標特性へと変化させる際のバルブ特性の目標速度が大となり、その速度を得るのに高い応答性が要求されるにもかかわらず、上記のように応答性が低下してしまうためである。しかし、上記傾向の強い領域ほど、電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう同ポンプが駆動されるため、油温上昇に伴う上記応答性低下及びそれによる悪影響を的確に抑制し、変化する目標特性に対し実際のバルブ特性を追従させる際の追従性低下を的確に抑制することができる。

請求項９記載の発明では、請求項１〜８のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、アイドル運転時にエンジン回転速度がアイドル回転速度以下の所定値未満まで低下したとき、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が低くなるよう当該電動オイルポンプを駆動するものとした。

電動オイルポンプを駆動するときには、その駆動に必要な電力を供給する分だけ内燃機関の電気負荷が増えるため、機関回転速度が低下する傾向にある。このため、機関回転速度が低くなるアイドル運転時に電動オイルポンプを駆動すると、機関回転速度の低下に伴いストールが生じるおそれがある。しかし、上記構成によれば、こうした状況のもとで機関回転速度がアイドル回転速度以下の所定値未満になると、電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が低くなるよう当該電動オイルポンプが駆動されるため、内燃機関の電気負荷が低減されてストールの抑制が図られるようになる。

請求項１０記載の発明では、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発明において、前記バルブ特性可変機構へのオイル供給経路にアキュムレータを接続した。
上記構成によれば、内燃機関の減速時やアイドル運転時など、比較的安定した機関運転状態にあるときにはバルブ特性可変機構に供給されるオイルの油圧がアキュムレータによって蓄圧され、内燃機関の加速時などバルブ特性を急速に変化させる必要のある場合にはアキュムレータにて蓄圧された油圧を用いてバルブ特性可変機構が駆動される。従って、加速時などバルブ特性を急速に変化させる必要のある場合に、バルブ特性可変機構の駆動応答性を必要なレベルに維持しつつ、電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧、言い換えれば電動オイルポンプの駆動率を低く抑えることができる。このように電動オイルポンプの駆動率を低く抑えることで、同ポンプの駆動に伴う内燃機関の電気負荷を低減し、内燃機関の燃費改善を図ることができる。

請求項１１記載の発明では、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記バルブ特性可変機構の駆動状態が急変するとき、前記電動オイルポンプの駆動状態の変化を規制するものとした。

バルブ特性の変化速度はバルブ特性可変機構の駆動領域によって変わり、こうした駆動領域に応じたバルブ特性の変化速度の推移は電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧によって異なる推移傾向をとる。従って、例えばバルブ特性を目標特性とすべくバルブ特性可変機構の駆動状態（駆動領域）を急変させるような場合に、仮に電動オイルポンプの駆動状態が大きく変化したとすると、上記バルブ特性の変化速度の推移傾向が大きく変化し、それに伴いバルブ特性を目標特性へと好適に収束させることが困難になる。その結果、バルブ特性の目標特性への制御性が悪化するおそれがある。しかし、上記構成によれば、バルブ特性可変機構の駆動状態が急変するときには電動オイルポンプの駆動状態の変化が規制され、上述したようにバルブ特性の変化速度の推移傾向が大きく変化することは抑制される。従って、バルブ特性を目標特性へと好適に収束させることが困難になることはなく、バルブ特性の目標特性への制御性が悪化するのを抑制することができる。

請求項１２記載の発明では、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の発明において、前記内燃機関は、前記機関バルブの最大リフト量を変更するリフト量可変機構を備えるとともに、前記機関バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構を前記バルブ特性可変機構として備えた。

上記構成によれば、リフト量可変機構とバルブタイミング可変機構とを備える内燃機関において、そのバルブタイミング可変機構に供給されるオイルの油温が高くなるにつれて、変化する目標特性（目標バルブタイミング）に対し実際のバルブ特性（実際のバルブタイミング）を追従させる際の追従性が低下するのを抑制することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明を自動車に搭載される筒内噴射火花点火式エンジンの可変動弁装置に具体化した第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。

図１に示されるエンジン１においては、燃焼室２に吸気通路３を通じて空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁４から直接燃料が噴射供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ５による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン６が往復移動し、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト７が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室２から排気通路８に送り出される。また、上記クランクシャフト７には、エンジン始動時、停止しているクランクシャフト７を強制回転させるスタータ２７が連結されている。

エンジン１において、燃焼室２と吸気通路３との間は吸気バルブ９の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室２と排気通路８との間は排気バルブ１０の開閉動作によって連通・遮断される。これら吸気バルブ９及び排気バルブ１０は、クランクシャフト７の回転が伝達される吸気カムシャフト１１及び排気カムシャフト１２の回転に伴い開閉動作するようになる。

吸気カムシャフト１１には、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を調節して吸気バルブ９のバルブタイミングを進角又は遅角させるバルブタイミング可変機構１３が設けられている。また、吸気カムシャフト１１の吸気バルブ９との間には、同バルブ９の最大リフト量及び同バルブ９を開閉させる吸気カム１１ａの作用角を可変とするリフト量可変機構１４が設けられている。これらバルブタイミング可変機構１３及びリフト量可変機構１４によって、吸気バルブ９におけるバルブタイミング及び最大リフト量、並びに吸気カム１１ａの作用角といったバルブ特性が可変とされる。

上記リフト量可変機構１４は電動モータ１５によって駆動されるものである。この駆動による吸気バルブ９の最大リフト量及び吸気カム１１ａの作用角の変更態様を図２に示す。同図から分かるように、吸気バルブ９の最大リフト量と吸気カム１１ａの作用角とは、互いに同期して変化するものであって、例えば作用角が小さくなるほど最大リフト量も小さくなってゆく。この作用角が小さくなるということは、吸気バルブ９の開弁時期と閉弁時期とが互いに近寄るということであり、吸気バルブ９の開弁期間が短くなるということを意味する。

一方、バルブタイミング可変機構１３（図１）は、油圧回路１６を通じて同機構１３に作用する油圧を制御することにより駆動されるものである。この駆動による吸気バルブ９のバルブタイミングの変更態様を図３に示す。同図から分かるように、こうした吸気バルブ９のバルブタイミング変更では、吸気バルブ９の開弁期間を一定に保持した状態で同バルブ９の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角されることとなる。

ここで、バルブタイミング可変機構１３に作用する油圧を制御する油圧回路１６について、図１を参照して詳しく説明する。
油圧回路１６は、バルブタイミング可変機構１３に接続された進角側油路１７及び遅角側油路１８を備えている。これら油路１７，１８は、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）１９、並びに、供給通路２０及び排出通路２１を介して、エンジン１のオイルパン２２に繋がっている。上記供給通路２０には、クランクシャフト７の回転により駆動されてＯＣＶ１９に向けてオイルを吐出する機械式オイルポンプ２３が設けられている。また、上記ＯＣＶ１９は、互いに逆方向に働くコイルスプリング及び電磁ソレノイドの付勢力よって切換動作し、供給通路２０及び排出通路２１と進角側油路１７及び遅角側油路１８との接続状態を変更するものである。

そして、ＯＣＶ１９の切換動作を通じて、遅角側油路１８と供給通路２０とが連通するとともに、進角側油路１７と排出通路２１とが連通すると、オイルパン２２内のオイル（作動油）が機械式オイルポンプ２３により遅角側油路１８へ送り出されるとともに、進角側油路１７内にあったオイル（作動油）がオイルパン２２内へ戻される。このとき、バルブタイミング可変機構１３には遅角側油路１８を通じてオイルが供給される。これにより、バルブタイミング可変機構１３は、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を遅角させるよう油圧により作動される。その結果、吸気バルブ９のバルブタイミングが遅角側に変化するようになる。

また、ＯＣＶ１９の切換動作を通じて、遅角側油路１８と排出通路２１とが連通するとともに、進角側油路１７と供給通路２０とが連通する。この場合、オイルパン２２内のオイルが機械式オイルポンプ２３により進角側油路１７に送り出されるとともに、遅角側油路１８内にあったオイルがオイルパン２２内へ戻される。このとき、バルブタイミング可変機構１３には進角側油路１７を通じてオイルが供給される。これにより、バルブタイミング可変機構１３は、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１１の相対回転位相を進角させるよう油圧により作動される。その結果、吸気バルブ９のバルブタイミングが進角側に変化するようになる。

以上のように、吸気バルブ９のバルブタイミングは、ＯＣＶ１９の切換動作を通じて制御されることとなる。なお、ＯＣＶ１９の切換動作は、デューティ比指令値に応じて電磁ソレノイドの印可電圧を変更することによって行われる。このデューティ比指令値は、例えば「−５０〜５０％」という範囲で変更される。そして、デューティ比指令値が「−５０％」に向けて小さくなるほど、遅角側油路１８を通じてバルブタイミング可変機構１３に作用する油圧が大となるようＯＣＶ１９が切換動作させられ、吸気バルブ９のバルブタイミングを遅角させる力が強くなる。また、上記デューティ比指令値が「５０％」に向けて大きくなるほど、進角側油路１７を通じてバルブタイミング可変機構１３に作用する油圧が大となるようＯＣＶ１９が切換動作させられ、吸気バルブ９のバルブタイミングを進角させる力が強くなる。

吸気バルブ９のバルブタイミングは、エンジン運転領域全体に亘って出力及び燃費の最適化を図るべく、上記ＯＣＶ１９の切換動作を通じてエンジン運転状態に応じて変更される。詳しくは、エンジン運転状態に応じて目標バルブタイミングを可変設定するとともに、実際のバルブタイミングが当該目標バルブタイミングとなるようデューティ比指令値を算出し、そのデューティ比指令値に基づきＯＣＶ１９を駆動してバルブタイミングを変更する。以上により、吸気バルブ９のバルブタイミングがそのときのエンジン運転状態に適した状態とされるようになる。

ところで、バルブタイミング可変機構１３を作動させるためのオイルの油温が高くなると、そのオイルの粘度が低下してバルブタイミング可変機構１３及び同機構１３へのオイル供給経路からのオイル漏れが多くなる。その結果、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油圧が低下し、同機構１３を駆動しようとするときの応答性が低下する。この場合、目標バルブタイミングがエンジン運転状態に応じて変更されたときなどに、その目標バルブタイミングの変化に対して実際のバルブタイミングを追従させる際の追従性が低下する。

このため、本実施形態では、供給通路２０にオイルを吐出するポンプとして、機械式オイルポンプ２３だけでなく、自動車のバッテリ及びオルタネータからの電力供給を受けてエンジン回転に関係なく駆動される電動オイルポンプ２５を更に設ける。そして、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油温が高くなるほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が高くなるよう、即ち電動オイルポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が高くなるよう同ポンプ２５を駆動する。

これにより、バルブタイミング可変機構１３の駆動には、機械式オイルポンプ２３から吐出されたオイルだけでなく、電動オイルポンプ２５から吐出されたオイルも用いられるようになる。その結果、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油温が高いときの油圧低下が抑制され、同機構１３を駆動する際の応答性低下が抑制されるようになる。従って、上記オイルの油温が高くなるにつれて、変化する目標バルブタイミングに対し実際のバルブタイミングを追従させる際の追従性が低下するのを抑制することができる。

次に、本実施形態における可変動弁装置の制御系について説明する。
可変動弁装置は、エンジン１の運転制御など各種制御を行う電子制御装置２６を備えている。電子制御装置２６は、上記各種制御にかかる演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶された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・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置２６の入力ポートには、以下に示す各種センサが接続されている。
・自動車の運転者によってエンジン１の停止操作（オフ操作）及び始動操作（オン操作）が行われ、それらの操作に対応した信号を入力するイグニッションスイッチ２８。

・吸気通路３を通じて燃焼室２に吸入される空気の量を検出するエアフローメータ３２。
・エンジン１の冷却水温、即ちエンジン回転に基づき駆動されるウォータポンプによって循環する冷却水の水温を検出する水温センサ３３。

・クランクシャフト７の回転に対応する信号を出力し、エンジン回転速度の算出等に用いられるクランクポジションセンサ３４。
・カムの回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ３５。

・自動車の車速を検出する車速センサ３６。
電子制御装置２６の出力ポートには、燃料噴射弁４、電動モータ１５、ＯＣＶ１９、電動オイルポンプ２５、及びスタータ２７の駆動回路が接続されている。

そして、電子制御装置２６は、上記各種センサから入力した検出信号に基づきエンジン運転状態を把握し、その把握したエンジン運転状態に応じて上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして燃料噴射弁４からの燃料噴射量の制御、吸気バルブ９のバルブタイミング制御、吸気バルブ９の最大リフト量制御、吸気カム１１ａの作用角制御、電動オイルポンプ２５の駆動制御、及びスタータ２７の駆動制御が電子制御装置２６を通じて実施される。

次に、電動オイルポンプ２５の駆動制御について説明する。
電動オイルポンプ２５は、電子制御装置２６を通じて可変設定される駆動デューティに基づき駆動制御される。この駆動デューティは例えば０〜１００％といった範囲で可変とされる。そして、駆動デューティの値に応じて電動オイルポンプ２５の駆動率、言い換えれば同ポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が調整されることとなる。具体的には、駆動デューティが０％に近づくほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が小とされ、同ポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が低くされる。また、駆動デューティが１００％に近づくほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が大とされ、同ポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が高くされる。

図４は、上記駆動デューティを算出するための駆動デューティ算出ルーチンを示すフローチャートである。この駆動デューティ算出ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

同ルーチンにおいては、まずバルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油温の算出が行われ（Ｓ１０１）、その後に当該油温に基づき駆動デューティが算出される（Ｓ１０２）。こうして算出された駆動デューティは、図５に示されるように上記油温が高くなるほど大とされるようになる。そして、この駆動デューティに基づき電動オイルポンプ２５が駆動されることで、バルブタイミング可変機構１３に向けてのオイルの吐出が補助される。

仮に、上記油温が高いときに電動オイルポンプ２５が駆動されないとすると、エンジン運転状態に応じて目標バルブタイミングが例えば図６に二点鎖線で示されるように変化したとき、その目標バルブタイミングに対し実際のバルブタイミングを追従させる際の追従性が低下する。その結果、上記変化後（タイミングＴ以後）の目標バルブタイミングに向けた実際のバルブタイミングの推移は、図６に破線で示されるようなゆっくりとしたものになる。なお、上述した追従性の低下は油温が高いほど顕著になる。これは、油温が高いときほど、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油圧低下が大となり、同機構１３を駆動しようとするときの応答性が低下するためである。

しかし、油温に応じて算出される駆動デューティに基づき電動オイルポンプ２５を駆動することで、上述した油圧低下が抑制されるようバルブタイミング可変機構１３に向けてのオイルの吐出が補助される。従って、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングに向けて変化させるべくバルブタイミング可変機構１３を駆動する際の応答性低下を的確に抑制することができる。その結果、実際のバルブタイミングは、バルブタイミング可変機構１３の駆動を通じて、図６に実線で示されるようにタイミングＴ以後の目標バルブタイミングへと速やかに収束するようになる。

次に、駆動デューティ算出ルーチン（図４）におけるステップＳ１０１の油温算出処理の詳細について、油温算出ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して詳しく説明する。この油温度算出ルーチンは、電子制御装置２６を通じて、駆動デューティ算出ルーチンのステップＳ１０１に進む毎に実行される。

油温算出ルーチンにおいては、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油温に対応して変化する値であるエンジン１の冷却水温に基づき、その油温の算出が行われることとなる。ただし、この冷却水温は、上記油温に対応して変化する値ではあるが、その油温の変化に対し必ずしも同一の変化態様で変化するわけではない。即ち、油温は例えばエンジン１からオイルに付与される熱量や同オイルから奪われる熱量の影響を受け、冷却水温は例えば冷却水の循環経路上にあるラジエータによって当該冷却水から奪われる熱量の影響を受け、これらによって両者の変化態様に違いが生じる。以上のことから、冷却水温をそのまま油温を表す値として用いると、その値は油温として不正確なものとなる。このため、同ルーチンでの油温の算出には、冷却水温のほかに、上記オイルの熱収支に関係するパラメータ、及び、自動車のラジエータによって冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータが用いられることとなる。

具体的には、冷却水温から油温ベース値Ｂが算出され（Ｓ２０１）上記オイルの熱収支に関係するパラメータや、ラジエータによって冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータを用いて補正値Ｈが算出される（Ｓ２０２）。続いて、油温ベース値Ｂ及び補正値Ｈに基づき、以下の式（１）を用いて上記オイルの温度として油温Ｏtempが算出される（Ｓ２０３）。

Ｏtemp＝Ｂ＋Ｈ …（１）
Ｏtemp：油温
Ｂ ：油温ベース値
Ｈ ：補正値
ここで、油温Ｏtempの算出に用いられる油温ベース値Ｂ及び補正値Ｈは、エンジン運転状態に応じて異なる態様で算出されることとなる。以下、「エンジン始動開始時」、「エンジン冷間始動開始から暖機完了までの間」、及び、「高負荷高速走行時」といったエンジン運転状態のときの油温ベース値Ｂ及び補正値Ｈの算出について、それら各エンジン運転状態毎に個別に説明する。

［エンジン始動開始時］
エンジン始動開始時であるか否かは、イグニッションスイッチ２８がオンであるか否かに基づいて判断される。そして、イグニッションスイッチ２８がオンであるとき、エンジン始動開始時である旨判断されることとなる。

このときに算出される油温ベース値Ｂについては、冷却水温が高くなるほど大きい値とされるようになる。ただし、エンジン始動開始時の実際の油温は、そのときの冷却水温よりも高くなる傾向がある。これは、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルは、エンジン１の冷却水よりも冷えにくく、エンジン停止完了後における油温及び冷却水温の低下態様については、図８に示されるように冷却水温よりも油温の方が緩やかになるためである。同図から、エンジン停止完了後には時間経過とともに油温と冷却水温との差が大きくなってゆくことが分かる。

以上のことから、この場合には上記オイルの熱収支に関係するパラメータとして、エンジン停止完了からエンジン始動開始までの経過時間ｔ１が用いられる。そして、その経過時間ｔ１に基づき補正値Ｈが算出される。即ち、経過時間ｔ１が比較的短い場合には、同経過時間ｔ１が大となるほど補正値Ｈが油温ベース値Ｂを上昇側に補正する値とされる。そして、例えば冷却水温が低下しきって一定となるまで経過時間ｔ１が長い時間になると、経過時間ｔ１が大となるほど上記補正の傾向を弱める値とされる。このように油温ベース値Ｂを補正値Ｈで補正することによって、その補正（式（１））によって求められる油温Ｏtempを正確な値とすることができる。

［エンジン冷間始動開始から暖気完了までの間］
エンジン冷間始動開始から暖機完了までの間であるか否かは、イグニッションスイッチ２８がオフであり且つエンジン１の冷却水温が予め定められた所定値以上であるか否かに基づいて判断される。そして、イグニッションスイッチ２８がオフであり且つエンジン１の冷却水温が予め定められた所定値以上であるとき、エンジン冷間始動開始から暖気完了までの期間中である旨判断されることとなる。

このときに算出される油温ベース値Ｂについても、冷却水温が高くなるほど大きい値とされるようになる。ただし、エンジン冷間始動開始から暖機完了までの間の実際の油温は、そのときの冷却水温よりも低くなる傾向がある。これは、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルは、エンジン１の冷却水よりも暖まりにくく、エンジン始動開始後における油温及び冷却水温の上昇態様について、図９に示されるように冷却水温よりも油温の方が緩やかになるためである。なお、同図においては、エンジン停止から長い時間が経過しており、油温が冷却水温と一致するまで低下した状態からのエンジン始動後の油温及び冷却水温の推移を示している。同図から、エンジン冷間始動開始から暖機完了までの間は時間経過とともに油温と冷却水温との間の差が大きくなってゆくことが分かる。

また、こうした両者の差異は、エンジン始動開始後にエンジン１にて発生する総熱量によっても変わってくる。この総熱量は、エンジン始動開始後に燃焼した燃料の総量によって決まり、その燃料の総量が多くなるほど大となるものである。また、エンジン１においては燃料噴射量が吸入空気量に応じて制御されることから、エンジン始動開始後における吸入空気量の積算値が大となるほど、上記燃料の総量が多くなって上記総熱量が大となる。

以上のことから、この場合には上記オイルの熱収支に関係するパラメータとして、エンジン始動開始からの経過時間ｔ２、及び、エンジン始動開始からの吸入空気量の積算値ΣＧＡ１のうちの少なくとも一方が用いられる。そして、それら経過時間ｔ２や積算値ΣＧＡ１に基づき補正値Ｈが算出され、経過時間ｔ２が小となるほど、また積算値ΣＧＡ１が小となるほど、補正値Ｈが油温ベース値Ｂを低下側に補正する値とされる。このように油温ベース値Ｂを補正値Ｈで補正することによって、その補正（式（１））によって求められる油温Ｏtempを正確な値とすることができる。

［高負荷高速走行時］
高負荷高車速走行時であるか否かは、エンジン負荷及び車速が共に予め定められた所定値以上であるか否かに基づいて判断される。なお、ここで用いられるエンジン負荷はエンジン回転速度及び吸入空気量に基づき算出することが可能である。そして、エンジン負荷及び車速が共に所定値以上であるとき、高負荷高速走行時である旨判断されることとなる。

このときに算出される油温ベース値Ｂについても、冷却水温が高くなるほど大きい値とされるようになる。ただし、高負荷高速走行時の実際の油温は、そのときの冷却水温よりも低くなる傾向がある。これは、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルに比べ、エンジン１の冷却水は自動車のラジエータによって効果的に冷却されることから、図１０に示されるように冷却水温が略一定に保持されるのに対し、油温は上昇してゆくためである。同図から、高負荷高速走行時には時間経過とともに油温が上昇し、いずれは油温が冷却水よりも高くなることが分かる。

また、油温と冷却水温との差異は、高負荷高速走行の開始後にエンジン１にて発生する総熱量によっても変わってくる。この総熱量については、高負荷高速走行時の開始後における吸入空気量の積算値ΣＧＡ２が大きい値になるほど大となり、またエンジン負荷が大となるほど大となる。更に、油温と冷却水温との差異は、エンジン１の冷却水から奪われる熱量によっても変わってくる。この熱量については、高負荷高速走行時においてラジエータを通過する冷却水の流量が多いほど、またラジエータに当たる空気の流量が多いほど大となる。上記ラジエータを通過する冷却水の流量はエンジン回転速度の上昇に伴うウォータポンプの駆動率アップによって多くなり、上記ラジエータに当たる空気の流量は車速の上昇に伴い多くなる。従って、エンジン１の冷却水から奪われる熱量については、エンジン回転速度及び車速が大きい値になるほど大となる。

以上のことから、この場合には上記オイルの熱収支に関係するパラメータとして、高負荷高速走行の開始からの経過時間ｔ３、当該開始からの吸入空気量の積算値ΣＧＡ２、及びエンジン負荷のうちの少なくとも一つが用いられる。更に、ラジエータによって冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータとして、エンジン回転速度及び車速のうちの少なくとも一つが用いられる。そして、それら経過時間ｔ３、積算値ΣＧＡ２、エンジン負荷、エンジン回転速度、及び車速に基づき、補正値Ｈが油温ベース値Ｂを実際の油温に近づく側に補正する値となるよう算出される。このように油温ベース値Ｂを補正値Ｈで補正することによって、その補正（式（１））によって求められる油温Ｏtempを正確な値とすることができる。

以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）バルブタイミング可変機構１３には、エンジン回転に基づき駆動される機械式オイルポンプ２３から吐出されるオイルだけでなく、エンジン回転に関係なく駆動される電動オイルポンプ２５から吐出されるオイルも供給される。ここで、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの温度が高くなるほど、オイルの粘度低下に起因してバルブタイミング可変機構１３及び同機構１３へのオイル供給経路からのオイルの漏れが多くなって、同機構１３に供給されるオイルの油圧低下が大となり、同機構１３を駆動しようとするときの応答性が低下し易くなる。しかし、上記油温が高いほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が高くなるように、言い換えれば電動オイルポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が高くなるよう同ポンプ２５が駆動されるため、バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油圧低下が抑制され、上述した同機構１３の応答性低下が抑制されるようになる。従って、上記のように油温が高くなるにつれて、変化する目標バルブタイミングに対し実際のバルブタイミングを追従させる際の追従性が低下するのを抑制することができる。

（２）バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油温は、その油温を検出するための油温センサを設けずとも、エンジン１の冷却水温に基づき算出することが可能である。ただし、エンジン１の冷却水温をそのまま油温を表す値として用いると、その値が油温として不正確なものとなることは上述した。しかし、本実施形態では、式（１）に示されるように、冷却水温に基づき算出される油温ベース値Ｂを上記オイルの熱収支に関係するパラメータに基づき算出される補正値Ｈで補正して、上記オイルの油温Ｏtempを算出するようにしている。このように冷却水温だけでなく上記パラメータも加味して油温Ｏtempの算出を行っているため、その算出された油温Ｏtempを上記オイルの油温として正確な値とすることができる。

（３）上記パラメータとして、エンジン始動開始時には、エンジン停止完了からの経過時間ｔ１が用いられる。ここで、エンジン停止開始後には冷却水温と油温とが共に低下するが、その低下態様は冷却水温よりも油温の方が緩やかになる。従って、こうした両者の差異は上記経過時間ｔ１によって変わってくる。このため、上記のように経過時間ｔ１を用いて算出された補正値Ｈで油温ベース値Ｂを補正して油温Ｏtempを算出することで、その油温Ｏtempをエンジン始動開始時の油温として正確な値とすることができる。

（４）また、上記パラメータとして、エンジン冷間始動開始から暖機完了までの間では、エンジン始動開始からの経過時間ｔ２、及び、エンジン始動開始からの吸入空気量の積算値ΣＧＡ１のうちの少なくとも一方が用いられる。ここで、エンジン冷間始動開始から暖機完了までの間は、冷却水温と油温とが共に上昇するが、その上昇態様は冷却水温よりも油温の方が緩やかになる。こうした両者の差異は、上記経過時間ｔ２や積算値ΣＧＡ２によって変わってくる。このため、上記のように経過時間ｔ２や積算値ΣＧＡ２用いて算出された補正値Ｈで油温ベース値Ｂを補正して油温Ｏtempを算出することで、その油温Ｏtempをエンジン冷間始動開始から暖機完了までの間の油温として正確な値とすることができる。

（５）更に、上記パラメータとして、高負荷高速走行時には、その状態になってからの経過時間ｔ３、高負荷高速走行開始後の吸入空気量の積算値ΣＧＡ２、及びエンジン負荷のうちの少なくとも一つが用いられる。更に、ラジエータによって冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータとして、エンジン回転速度及び車速のうちの少なくとも一つが用いられる。ここで、高負荷高速走行時には、上記オイルと比較して冷却水の方がラジエータによって効果的に冷却されることから、冷却水温が略一定に保持されるのに対し、油温は上昇してゆく傾向がある。こうした両者の差異は、上記オイルの熱収支に関係するパラメータである経過時間ｔ３、積算値ΣＧＡ２、及びエンジン負荷によって変わってくるとともに、ラジエータによって冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータであるエンジン回転速度及び車速によっても変わってくる。このため、上述したパラメータを用いて算出された補正値Ｈで油温ベース値Ｂを補正して油温Ｏtempを算出することで、その油温Ｏtempを高負荷高速走行時の油温として正確な値とすることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図１１及び図１２に基づき説明する。
この実施形態は、第１実施形態のようにバルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油温に基づき電動オイルポンプ２５の駆動率を変更する代わりに、目標バルブタイミングに対する実際のバルブタイミングの乖離の大きさに基づき電動オイルポンプ２５の駆動率を変更するようにしたものである。

図１１は、本実施形態の駆動デューティ算出ルーチンを示すフローチャートである。
同ルーチンにおいては、まず目標バルブタイミングに対する実際のバルブタイミングの乖離量が算出される（Ｓ３０１）。ここで、バルブタイミング制御により実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングにしようとするときには、上記油温が上昇してバルブタイミング可変機構１３の応答性が低下するほど、変化する目標バルブタイミングに対し実際のバルブタイミングを追従させる際の追従性が低下する。このため、上記油温が高くなるほど、目標バルブタイミングに対する実際のバルブタイミングの乖離量が大となる傾向がある。

続いてステップＳ３０２では、上記乖離量に基づき駆動デューティが算出される。こうして算出される駆動デューティは、図１２に示されるように上記乖離量が大きくなるほど大とされるようになる。そして、この駆動デューティに基づき電動オイルポンプ２５が駆動され、バルブタイミング可変機構１３に向けてのオイルの吐出が補助される。従って、上記乖離量が大となるほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が大となり、同ポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が高くなるため、バルブタイミング可変機構１３の上述した油温上昇に伴う応答性低下が的確に抑制される。

本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（６）バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油温が高くなるほど、目標バルブタイミングに対する実際のバルブタイミングの乖離量が大となるという傾向が生じる。そして、この乖離量が大となるほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が大となるよう、言い換えれば電動オイルポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が高くなるよう同ポンプ２５が駆動されるため、油温の上昇に伴うバルブタイミング可変機構１３の応答性低下が抑制されるようになる。従って、油温が高くなるにつれて、変化する目標バルブタイミングに対し実際のバルブタイミングを追従させる際の追従性が低下するのを抑制することができる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図１３及び図１４に基づき説明する。
この実施形態は、第１実施形態や第２実施形態のように電動オイルポンプ２５の駆動率を変更する代わりに、ＯＣＶ１９を駆動制御するためのデューティ比指令値に応じて電動オイルポンプ２５の駆動率を変更するものである。より詳しくは、デューティ比指令値が「−５０〜５０％」という範囲内のいずれの領域に存在するかに応じて、即ちバルブタイミング可変機構１３の駆動領域に応じて、電動オイルポンプ２５の駆動率を変更するものである。

図１３は、本実施形態の駆動デューティ算出ルーチンを示すフローチャートである。
同ルーチンにおいては、まずデューティ比指令値が図１４に示される「−５０〜５０％」という範囲内の各領域Ａi 〜Ａi+n ，−Ａi 〜−Ａi+n のいずれの領域に存在するかが判断される（Ｓ４０１）。

ここで、領域Ａi 〜Ａi+nについては、「０〜５０％」というバルブタイミングを進角させる範囲内に存在しており、領域Ａi+n 側の領域ほど「５０％」に近くなる。また、領域−Ａi 〜−Ａi+n については、「−５０〜０」％というバルブタイミングを遅角させる範囲内に存在しており、領域−Ａi+n 側の領域ほど「−５０％」に近くなる。図１４において実線は、デューティ比指令値の変化に対するバルブタイミングの変化速度の推移を示している。この推移からわかるように、バルブタイミングの変化速度の大きさは、デューティ比指令値を「０」としたときに最小になり、デューティ比指令値を「−５０％」、或いは「５０％」に近づけるほど大になる。

そして、上記変化速度の大きさが大になる傾向の強い領域ほど、油温上昇に伴うバルブタイミング可変機構１３の応答性低下による悪影響が顕著になる。これは、上記傾向の強い領域では、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングへと変化させる際のバルブタイミングの目標速度が大となり、その速度を得るのに高い応答性が要求されるにもかかわらず、同応答性が低下してしまうためである。

続いてステップＳ４０２では、デューティ比指令値が存在する領域に基づき駆動デューティが算出される。こうして算出された駆動デューティは、上記領域が「−５０％」或いは「５０％」寄りの領域であるほど、即ち領域−Ａi+n 或いは領域Ａi+n に近いほど大とされるようになる。そして、この駆動デューティに基づき電動オイルポンプ２５が駆動され、バルブタイミング可変機構１３に向けてのオイルの吐出が補助される。従って、上記バルブタイミング変化速度の大きさが大になる傾向の強い領域ほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が大となって同ポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が高くなり、油温上昇に伴う上記応答性低下及びそれによる悪影響が的確に抑制されるようになる。

本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（７）デューティ比指令値の存在する領域が領域−Ａi+n ，Ａi+n といった「−５０％」及び「５０％」に近い領域ほど、即ちデューティ比指令値の変化に対するバルブタイミングの変化速度の大きさが大となる傾向の強い領域ほど、電動オイルポンプ２５の駆動率が大となるよう同ポンプ２５が駆動される。上記傾向の強い領域ほど、油温上昇に伴うバルブタイミング可変機構１３の応答性低下による悪影響が顕著になる。しかし、上述したように電動オイルポンプ２５を駆動することで、油温上昇に伴う上記応答性低下及びそれによる悪影響を的確に抑制し、変化する目標バルブタイミングに対し実際のバルブタイミングを追従させる際の追従性が低下するのを抑制することができる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を図１５及び図１６に従って説明する。
この実施形態は、第１〜第３実施形態において、アイドル運転時に電動オイルポンプ２５を駆動することに伴うストールを抑制するとともに、バルブタイミング制御時に電動オイルポンプ２５の駆動率変更に伴い実際のバルブタイミングの目標バルブタイミングへの収束性が低下するのを抑制するためのものである。

図１５は、上述したストール及び収束性低下を抑制するための駆動デューティ制御ルーチンを示すフローチャートである。この駆動デューティ制御ルーチンは、電子制御装置を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

同ルーチンにおいては、まずエンジン回転速度がアイドル回転速度以下の所定値未満であるか否かが判断される（Ｓ５０１）。ここで肯定判定がなされる状況としては、アイドル運転時に電動オイルポンプ２５駆動されているという状況があげられる。即ち、電動オイルポンプ２５を駆動するための電力はバッテリ及びオルタネータから供給されることから、同ポンプ２５の駆動時にはエンジン１の電気負荷（オルタネータの駆動負荷）が増え、それに伴いエンジン回転速度が低下する傾向にある。このため、エンジン回転速度が低くなるアイドル運転時には、電動オイルポンプ２５の駆動に伴いエンジン回転速度の低下が生じ、ひいてはエンジンストールに繋がるおそれがある。

しかし、ステップＳ５０１で肯定判定がなされると、続くステップＳ５０２では駆動デューティが予め定められた減少値Ｄだけ小さくされる。これにより、電動オイルポンプ２５の駆動率が低下するよう、言い換えれば電動オイルポンプ２５から吐出されるオイルの油圧が低くなるよう同ポンプ２５が駆動される。その結果、エンジン１の電気負荷が低減され、上述したエンジン回転速度の低下に伴うストールを抑制することができる。

ところで、デューティ比指令値の変化に対するバルブタイミングの変化速度の推移は、電動オイルポンプ２５の駆動率によって変わってくる。例えば、仮にデューティ比指令値の変化に対するバルブタイミング変化速度の推移が図１６に実線で示されるようになるとする。この状態にあって、電動オイルポンプ２５の駆動率を大とすると、バルブタイミング可変機構１３へのオイル吐出の補助がより強力に行われるため、バルブタイミングの変化速度の推移がデューティ比指令値の変化に対し急になり、例えば破線Ｌ１で示される状態へと変化する。一方、電動オイルポンプ２５の駆動率を小とすると、バルブタイミング可変機構１３へのオイル吐出の補助が弱められるため、バルブタイミングの変化速度の推移がデューティ比指令値の変化に対し緩やかになり、例えば破線Ｌ２で示される状態へと変化する。

しかし、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングに収束させるべくデューティ指令値を大きく変更するとき、上記のようなバルブタイミングの変化速度の推移の状態変化が生じると、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングに収束させる際の収束性が低下する。ここで、バルブタイミングの変化速度の推移が図中の実線で示される状態にあるとき、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングとすべく、デューティ比指令値が「Ｘ１」から「Ｘ２」へと大きく変更された場合について考える。

この場合、デューティ比指令値の変化後にはバルブタイミングの変化速度がＶ２になるはずである。ところが、このときに電動オイルポンプ２５の駆動率が変化し、バルブタイミングの変化速度の推移が例えば図中の破線Ｌ１や破線Ｌ２で示される状態へと変化すると、デューティ比指令値変化後のバルブタイミングの変化速度は速度Ｖ２’や速度Ｖ２”といった上記速度Ｖ２とは大きく異なる値になる。このため、上記のようにデューティ比指令値を変更したとき、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングへと速やかに収束させることができなくなり、その収束性の低下を招くこととなる。

そこで、駆動デューティ制御ルーチンにおいては、ステップＳ５０３でデューティ比指令値が所定量以上であるか否かが判断され、続くステップＳ５０４で駆動デューティの変化が規制される（Ｓ５０４）。なお、ここでの駆動デューティの変化の規制としては、駆動デューティの変更量を小とすることや、駆動デューティの変更を禁止することが考えられる。このように駆動デューティの変化の規制を行うことで、電動オイルポンプ２５の駆動状態の変化が規制され、その変化に伴いバルブタイミングの変化速度の推移が大きく変化するのを抑制することができる。従って、上記推移が大きな変化に起因して、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングへと収束させる際の収束性が低下するのを抑制することができる。

本実施形態によれば、第１〜第３実施形態に記載した（１）〜（７）の効果に加え、以下に示す効果が得られるようになる。
（８）エンジン回転速度がアイドル回転速度以下の所定値未満になったときには、駆動デューティが減少値Ｄだけ減少させられ、電動オイルポンプ２５の駆動率低減が図られることから、エンジン１の電気負荷が小となってエンジン回転速度の低下が抑制される。このため、アイドル運転時での電動オイルポンプ２５の駆動に起因してエンジン回転速度が低下し、エンジンストールを招くのを抑制することができる。

（９）デューティ比指令値が大きく変更される場合には、駆動デューティの変化が規制され、デューティ比指令値の変化に対するバルブタイミングの変化速度の推移が大幅に異なる状態に移行することがないようにされる。従って、その変化速度の推移の大幅な変化に起因して、実際のバルブタイミングを目標バルブタイミングに収束させる差異の収束性低下を抑制することができる。このため、その収束性低下によるバルブタイミング制御の制御性悪化を抑制することができる。

なお、上記各実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図１７に示されるように、油圧回路１６の供給通路２０における機械式オイルポンプ２３よりも下流にアキュムレータ３７を接続してもよい。この場合、エンジン１の減速時やアイドル運転時など、比較的安定したエンジン運転状態にあるときにはバルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの油圧がアキュムレータ３７によって蓄圧される。そして、エンジン１の加速時など、バルブタイミングを急速に変化させる必要のある場合にはアキュムレータ３７に蓄圧された油圧を用いてバルブタイミング可変機構１３が駆動される。従って、加速時などバルブタイミングを急速に変化させる必要のある場合に、バルブタイミング可変機構１３の駆動応答性を必要レベルに維持しつつ、電動オイルポンプ２５から吐出されるオイルの油圧、言い換えれば電動オイルポンプ２５の駆動率を低く抑えることができる。このように電動オイルポンプ２５の駆動率を低く抑えることで、同ポンプ２５の駆動に伴うエンジン１の電気負荷を低減し、同エンジン１の燃費改善を図ることができる。

・バルブタイミング可変機構１３に供給されるオイルの粘度が低くなるほど駆動デューティを大となるように算出し、これにより電動オイルポンプ２５をオイル粘度の低下に合わせて駆動率が大となるよう駆動してもよい。この場合、上記第１及び第２実施形態と同等の効果が得られるようになる。なお、このときに用いられるオイルの粘度については粘度センサによって検出することが考えられる。

・第４実施形態において、駆動デューティの変化の規制をデューティ比指令値の変化に対するバルブタイミングの変化速度の変化量が大となる領域に限って実施してもよい。例えば、デューティ比指令値が「−５０％」付近の領域にあるとき、及び「５０％」付近の領域にあるときのみ、上記駆動デューティの変化の規制を行うようにしてもよい。これらの領域では、電動オイルポンプ２５の駆動率の変化によるバルブタイミングの変化速度のずれが大きくなるが、それに伴うバルブタイミング制御の制御性悪化を上記駆動デューティの変化の規制によって抑制することができる。

・第４実施形態において、駆動デューティを減少させるための減少値Ｄを可変設定してもよい。例えば、ステップＳ５０１で用いられる所定値からのエンジン回転速度の低下量が大となるほど、上記減少値Ｄを大きくすることが考えられる。

・また、上記駆動デューティを減少値Ｄだけ減少させる代わりに、当該駆動デューティを「０」として電動オイルポンプ２５を停止させてもよい。
・第３実施形態において、デューティ比指令値が「０」に近い領域、即ち領域Ａi ，−Ａi に近い領域である場合、電動オイルポンプ２５の駆動を停止するようにしてもよい。こうした領域では、油温の上昇に伴うバルブタイミング可変機構１３の応答性低下による悪影響がそれほど顕著でないため、上記のように電動オイルポンプ２５の駆動を停止することが可能である。

・第１実施形態においては、バルブタイミング可変機構１３に供給される油温を冷却水温等から算出して用いるようにしたが、これに代えて油温センサによって実測して用いるようにしてもよい。

・第１〜第４実施形態において、油圧駆動されるリフト量可変機構を採用してもよい。この場合、同機構も油圧に基づき駆動されるバルブ特性可変機構ということになる。またこのときにはバルブタイミング可変機構１３を電動モータなど油圧以外の動力源によって駆動されるものとしてもよい。

・排気バルブ１０のバルブタイミングを油圧により可変とするバルブタイミング可変機構や、排気バルブ１０最大リフト量及び排気カムの作用角を油圧により可変とする最大リフト量可変機構を備えたエンジンに本発明を適用してもよい。

・第１〜第４実施形態のうちの二つ、或いはそれ以上を適宜組み合わせて実施してもよい。

第１実施形態の可変動弁装置が適用されるエンジン全体を示す略図。 リフト量可変機構の駆動に基づく吸気バルブの最大リフト量及び吸気カムの作用角の変化態様を示すグラフ。 バルブタイミング可変機構の駆動に基づく吸気バルブのバルブタイミングの変化態様を示すグラフ。 第１実施形態での駆動デューティの算出手順を示すフローチャート。 油温の変化に対する駆動デューティの推移傾向を示すグラフ。 目標バルブタイミングが変化したときの実際のバルブタイミングの追従態様を示すタイムチャート。 油温の算出手順を示すフローチャート。 エンジン停止から始動開始にかけての油温及び冷却水温の推移を示すタイムチャート。 エンジン冷間始動開始から暖機完了にかけての油温及び冷却水温の推移を示すタイムチャート。 高負荷高速走行時における油温及び冷却水温の推移を示すタイムチャート。 第２実施形態での駆動デューティの算出手順を示すフローチャート。 目標バルブタイミングからの実際のバルブタイミングの乖離量の変化に対する駆動デューティの推移傾向を示すグラフ。 第３実施形態での駆動デューティの算出手順を示すフローチャート。 デューティ比指令値の変化に対するバルブタイミングの変化速度の推移傾向を示すグラフ。 第４実施形態での駆動デューティの制御手順を示すフローチャート。 デューティ比指令値の変化に対するバルブタイミングの変化速度の推移傾向を示すグラフ。 アキュムレータを用いた場合の同アキュムレータの接続態様を示す油圧回路図。

符号の説明

１…エンジン、２…燃焼室、３…吸気通路、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、６…ピストン、７…クランクシャフト、８…排気通路、９…吸気バルブ（機関バルブ）、１０…排気バルブ（機関バルブ）、１１…吸気カムシャフト、１１ａ…吸気カム、１２…排気カムシャフト、１３…バルブタイミング可変機構（バルブ特性可変機構）、１４…リフト量可変機構、１５…電動モータ、１６…油圧回路、１７…進角側油路、１８…遅角側油路、１９…オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）、２０…供給通路（オイル供給経路）、２１…排出通路、２２…オイルパン、２３…機械式オイルポンプ、２５…電動オイルポンプ、２６…電子制御装置（制御手段）、２７…スタータ、２８…イグニッションスイッチ、３２…エアフローメータ、３３…水温センサ、３４…クランクポジションセンサ、３５…カムポジションセンサ、３６…車速センサ、３７…アキュムレータ。

Claims (12)

1. 機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプと、そのポンプから吐出されたオイルの油圧により駆動されて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構とを備え、前記機関バルブのバルブ特性が機関運転状態に応じて可変設定される目標特性となるよう前記バルブ特性可変機構を制御する内燃機関の可変動弁装置において、
   前記バルブ特性可変機構を駆動するためのオイルを吐出する電動オイルポンプと、
   前記バルブ特性可変機構に供給されるオイルの温度が高いほど、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
2. 前記制御手段は、内燃機関の冷却水温に基づき油温ベース値を求めるとともに、前記バルブ特性可変機構に供給されるオイルの熱収支に関係するパラメータに基づき補正値を算出し、前記油温ベース値を当該補正値で補正した値を前記オイルの油温とする請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
3. 前記制御手段は、機関始動開始時、前記パラメータとして機関停止完了から機関始動開始までの経過時間を用いる請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
4. 前記制御手段は、機関冷間始動開始から機関暖機完了までの間、前記パラメータとして機関始動開始からの経過時間、及び、機関始動開始からの吸入空気量の積算値のうちの少なくとも一方を用いる請求項２又は３記載の内燃機関の可変動弁装置。
5. 前記制御手段は、内燃機関の搭載される車両の高負荷高速走行時、前記オイルの熱収支に関係するパラメータとして機関負荷、前記高負荷高速走行開始からの経過時間、及び、前記高負荷高速走行開始から吸入空気量の積算値のうちの少なくとも一つを用いるとともに、内燃機関の冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータとして機関回転速度及び車速のうちの少なくとも一つを用い、前記オイルの熱収支に関係するパラメータと前記冷却水から奪われる熱量に関係するパラメータとに基づき前記補正値を算出する請求項２〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
6. 機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプと、そのポンプから吐出されたオイルの油圧により駆動されて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構とを備え、前記機関バルブのバルブ特性が機関運転状態に応じて可変設定される目標特性となるよう前記バルブ特性可変機構を制御する内燃機関の可変動弁装置において、
   前記バルブ特性可変機構を駆動するためのオイルを吐出する電動オイルポンプと、
   前記バルブ特性可変機構に供給されるオイルの粘度が低いほど、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
7. 機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプと、そのポンプから吐出されたオイルの油圧により駆動されて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構とを備え、前記機関バルブのバルブ特性が機関運転状態に応じて可変設定される目標特性となるよう前記バルブ特性可変機構を制御する内燃機関の可変動弁装置において、
   前記バルブ特性可変機構を駆動するためのオイルを吐出する電動オイルポンプと、
   前記目標特性に対する前記バルブ特性の乖離が大きいほど、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
8. 機関回転に基づき駆動される機械式オイルポンプと、そのポンプから吐出されたオイルの油圧により駆動されて機関バルブのバルブ特性を変更するバルブ特性可変機構とを備え、前記機関バルブのバルブ特性が機関運転状態に応じて可変設定される目標特性となるよう前記バルブ特性可変機構を制御する内燃機関の可変動弁装置において、
   前記バルブ特性可変機構を駆動するためのオイルを吐出する電動オイルポンプと、
   前記バルブ特性可変機構の駆動領域のうち、同機構を駆動したときの前記バルブ特性の変化速度が大となる傾向が強い領域ほど、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が高くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
9. 前記制御手段は、アイドル運転時にエンジン回転速度がアイドル回転速度以下の所定値未満まで低下したとき、前記電動オイルポンプから吐出されるオイルの油圧が低くなるよう当該電動オイルポンプを駆動する請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
    前記バルブ特性可変機構へのオイル供給経路にアキュムレータを接続したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
11. 前記制御手段は、前記バルブ特性可変機構の駆動状態が急変するとき、前記電動オイルポンプの駆動状態の変化を規制する請求項１〜１０のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
12. 前記内燃機関は、前記機関バルブの最大リフト量を変更するリフト量可変機構を備えるとともに、前記機関バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変機構を前記バルブ特性可変機構として備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。

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