JP2007127107A - バルブタイミング制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バルブタイミングの可変機構を駆動する電動モータの小型化を図ることのできるバルブタイミング制御装置を提供する。
【解決手段】電子制御装置４１は、機関始動に備えてのバルブタイミング変更要求時に、モータ・ジェネレータ５２を通じてクランクシャフト１７を抵抗となるカムトルクが減少する側に回転させた状態で、ＶＶＴ駆動用電動モータ７１を駆動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、クランクシャフト及びこれに駆動連結されるカムシャフトの相対回転位相の調節を通じてバルブタイミングを制御するバルブタイミング制御装置に関する。

従来、こうしたバルブタイミング制御装置として例えば特許文献１に示す技術が知られている。
この装置では、クランクシャフト及びカムシャフトの相対回転位相を可変とする可変機構の駆動源として電動モータを備えている。バルブタイミングを進角させる際には、カムシャフトの回転速度が上昇するように電動モータを駆動するなどして、クランクシャフトに対してカムシャフトの回転位相が正方向（順方向）側に変更されるようにする。逆に、バルブタイミングを遅角させる際には、カムシャフトの回転速度が低下するように電動モータを駆動するなどして、クランクシャフトに対してカムシャフトの回転位相が逆方向側に変更されるようにする。

ところで、従来、内燃機関を始動するに際してバルブタイミングが該始動に適したものとなるようこれを制御するバルブタイミング制御装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

こうした機関始動に備えてのバルブタイミング制御を実行する場合、例えば上記特許文献１の技術のように電動モータを通じたバルブタイミングの制御が可能な装置にあっては、バルブタイミング変更要求に応じて電動モータの回転速度を上昇あるいは低下させることでバルブタイミングの進角・遅角が可能となる。
特開２００４−２７０４８８号公報 特開平１１−１５９３１１号公報

ところで、カムシャフトの駆動源には、該シャフトの回転とともに周期的に増減するカムトルクが作用する。このカムトルクは、バルブスプリングの弾性力がカムに作用すること等に起因して発生するものであり、カムトルクが回転抵抗として働く期間には当然ながらこの抵抗となるカムトルク（抵抗側カムトルク）に抗してカムシャフトを駆動する必要がある。

ここで、例えば上述のように可変機構の駆動源として電動モータを用いる態様において、上記機関始動に備えてのバルブタイミング制御を行う場合、内燃機関の運転が停止した状態で可変機構をモータ駆動することとなる。したがって、駆動源に対しカムトルクが抵抗として働く側にバルブタイミングを変更する場合には、このときの抵抗側カムトルクに抗して可変機構を駆動できるだけのトルクを電動モータに出力させることが必要となる。

ここで、例えば、抵抗側カムトルクがピークに至るまでカムシャフトを回転させる旨のバルブタイミング変更要求がなされたとする。この場合、ピーク時の抵抗側カムトルクに抗して可変機構を駆動できるだけのトルクを出力可能な電動モータを採用すれば上記要求に応じたバルブタイミング変更を行うことができる。このような電動モータが採用されれば、抵抗側カムトルクがその変動範囲内でどのような大きさになろうともバルブタイミングの変更が可能である。

しかしながら、こうした電動モータの高出力化は該モータの小型化、ひいては内燃機関の小型化を困難とするものであり、上述のようにピーク時の抵抗側カムトルクに抗して可変機構を駆動できるほどの高出力化を図ることは、こうした問題を一層顕著にしてしまうといった懸念がある。

本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、バルブタイミングの可変機構を駆動する電動モータの小型化を図ることのできるバルブタイミング制御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。
先ず、請求項１に係る発明は、クランクシャフト及びこれに駆動連結されるカムシャフトの相対回転位相の変更を通じてバルブタイミングを可変とする可変機構と、該可変機構を駆動するＶＶＴ駆動用電動モータと、前記バルブタイミングを所望のタイミングに保持可能な保持機構と、機関始動に備え前記可変機構を通じて前記バルブタイミングを所望のタイミングに制御する制御手段と、を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記制御手段は、機関始動に備えてのバルブタイミング変更要求時に、前記ＶＶＴ駆動用電動モータとは別のクランクシャフト駆動用電動モータを通じて前記クランクシャフトを抵抗となるカムトルクが減少する側に回転させた状態で、前記ＶＶＴ駆動用電動モータを駆動する機関始動用バルブタイミング制御を実行することをその要旨とする。

この構成によれば、仮に、抵抗となるカムトルク（以下これを抵抗側カムトルクと称する）の増大する側、すなわちカムシャフトの駆動抵抗が増大する側に向けてＶＶＴ駆動用電動モータを駆動させる旨のバルブタイミング変更要求がなされたとしても、クランクシャフト駆動用電動モータは抵抗側カムトルクが減少する側にクランクシャフトを回転させるため、その分だけＶＶＴ駆動用電動モータの出力トルクを小さくすることができるようになる。したがって、ＶＶＴ駆動用電動モータの小型化を図ることができるようになる。

なお、本請求項記載の「前記ＶＶＴ駆動用電動モータとは別のクランクシャフト駆動用電動モータを通じて前記クランクシャフトを抵抗となるカムトルクが減少する側に回転させた状態で前記ＶＶＴ駆動用電動モータを駆動する」という制御態様には、クランクシャフト駆動用電動モータによってクランクシャフトを回転させかつ停止させた後にＶＶＴ駆動用電動モータの駆動を開始するもののほか、両モータの駆動時期が重複するもの（両モータの駆動開始時期についてはいずれが先であってもよく、あるいは同時であってもよい）等が含まれるものとする。

請求項２に係る発明は、クランクシャフト及びこれに駆動連結されるカムシャフトの相対回転位相の変更を通じてバルブタイミングを可変とする可変機構と、該可変機構を駆動するＶＶＴ駆動用電動モータと、前記バルブタイミングを所望のタイミングに保持可能な保持機構と、機関始動に備え前記可変機構を通じて前記バルブタイミングを所望のタイミングに制御する制御手段と、を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置において、前記制御手段は、機関始動に備えてのバルブタイミング変更要求時に、前記ＶＶＴ駆動用電動モータとは別のクランクシャフト駆動用電動モータを通じて前記クランクシャフトを抵抗となるカムトルクがピークに至るよう回転させた状態で、前記ＶＶＴ駆動用電動モータを駆動する機関始動用バルブタイミング制御を実行することをその要旨とする。

この構成によれば、仮に、抵抗となるカムトルク（以下これを抵抗側カムトルクと称する）が最大（ピーク）、すなわちカムシャフトの駆動抵抗が最大に至るまであるいはこれを越えるようにＶＶＴ駆動用電動モータを駆動させる旨のバルブタイミング変更要求がなされたとしても、クランクシャフト駆動用電動モータによるクランクシャフトの回転駆動によって抵抗側カムトルクがピークに至らしめられるようになる。

そのため、例えば、抵抗側カムトルクがこうしたピークに至らしめられるまでＶＶＴ駆動用電動モータ単独でカムシャフトを回転させる態様と比較して、該モータの出力トルクを小さくすることができ、該モータの小型化を図ることができるようになる。

なお、本請求項記載の「前記ＶＶＴ駆動用電動モータとは別のクランクシャフト駆動用電動モータを通じて前記クランクシャフトを抵抗となるカムトルクがピークに至るよう回転させた状態で、前記ＶＶＴ駆動用電動モータを駆動する」という制御態様には、クランクシャフト駆動用電動モータによってクランクシャフトを回転させかつ停止させた後にＶＶＴ駆動用電動モータの駆動を開始するもののほか、両モータの駆動時期が重複するもの（両モータの駆動開始時期についてはいずれが先であってもよく、あるいは同時であってもよい）等が含まれるものとする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記保持機構としてサイクロ減速機（登録商標）が採用され、該減速機を構成するリングギヤ及びこれと噛み合うピニオンギヤの一方を公転させる入力軸は前記ＶＶＴ駆動用電動モータの回転軸に駆動連結され、前記両ギヤの他方は前記クランクシャフトと連動する回転体に固定され、前記一方のギヤの公転によりこれら両ギヤの一方自身若しくは他方に生じた自転運動を取り出す出力軸は前記カムシャフトに駆動連結されることをその要旨とする。

サイクロ減速機はその構成部材であるリングギヤ及びピニオンギヤのいずれか一方を入力軸の回転に基づき公転させることによって生じる上記一方自身若しくは他方のギヤの自転運動を取り出すことで入力軸よりも低い回転速度を出力軸に生じさせるようにしたものである。

そして該減速機は、仮に上記出力軸に回転駆動力を入力しても上記入力軸を増速することなく両軸の相対回転位相を一定に保持するという機能を有する。また該減速機は、仮に上記出力軸に回転駆動力を入力しても、上記両ギヤのうち入力軸の回転により公転が生じない方すなわち上記他方のギヤ及び出力軸の相対回転位相を一定に保持するという機能を有する。

したがって、カムシャフトから出力軸にカムトルクが伝達されたとしても、カムシャフト及びＶＶＴ駆動用電動モータの回転軸の相対回転位相、並びに、カムシャフト及びクランクシャフトの相対回転位相は一定に保持される。こうした相対回転位相の保持機能は、該相対回転位相がどのような値であっても有効である。すなわち、こうした機能によって、バルブタイミングを所望のタイミングに保持することができるようになる。

また該減速機は、上記両ギヤのうち入力軸の回転により公転が生じない方、すなわち上記他方のギヤ（すなわち回転体）に回転駆動力を加えても、該ギヤ及び上記入力軸の相対回転位相、並びに、該ギヤ及び上記出力軸の相対回転位相の双方を一定に保持するという機能を有する。

したがって、クランクシャフトの回転に基づき、これに連動する回転体を介してカムシャフトを同期回転させることができ、更に、ＶＶＴ駆動用電動モータの非駆動時にはその回転軸をクランクシャフトの回転に基づいて回転体ひいてはカムシャフトと一体回転（連れ回り）させることができるようになる。これによれば、バルブタイミングを変更する必要のない時にはＶＶＴ駆動用電動モータへの給電が不要となることから省エネルギ及び電源となるバッテリ（二次電池）の耐久性向上を図ることができるようになる。

また本発明においては、サイクロ減速機の減速機能によって、その分だけＶＶＴ駆動用電動モータの出力トルクを小さくすることができ、該モータの小型化を図ることができるようになる。

したがって、保持機構として機能するサイクロ減速機を採用することで、バルブタイミングの保持機能に加え、カムシャフトをクランクシャフトに連動させつつバルブタイミングの変更要求時には該変更を可能とし、ひいては、ＶＶＴ駆動用電動モータの小型化等を図ることができるという様々な効果を得ることができるようになる。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記機関始動用バルブタイミング制御において、カムトルクが前記バルブタイミングの変更をアシストする側に作用するようになるまで前記カムシャフトを回転させるべく前記クランクシャフト駆動用電動モータを駆動することをその要旨とする。

カムトルクは、カムシャフトの回転に伴って、該回転の抵抗となるもの（抵抗側カムトルク）と該回転をアシストするものとが交互に周期的に現れるという変動特性を有している。本発明によれば、カムトルクによってカムシャフトの回転がアシストされるようになるまでクランクシャフト駆動用電動モータが駆動されることから、バルブタイミング変更時におけるＶＶＴ駆動用電動モータの出力トルクを極力小さくすることができる。

ところで上記制御手段による制御態様としては、例えば、カムシャフトをＶＶＴ駆動用電動モータ単独で回転させることのできるトルク値に抵抗側カムトルクが減少するまでクランクシャフト駆動用電動モータを駆動しておき、該クランクシャフト駆動用電動モータの停止後にＶＶＴ駆動用電動モータを駆動してバルブタイミングを変更するといったものを採用することができる。

しかしこの場合、抵抗側カムトルクが上述のような或る一定のトルク値に減少した状態でクランクシャフト駆動用電動モータを停止させる必要があることから、該モータの駆動量を精密に制御する必要が生じる。

その点、請求項５記載の発明によるように、前記制御手段は、前記機関始動用バルブタイミング制御において、前記クランクシャフト駆動用電動モータを駆動しながら前記ＶＶＴ駆動用電動モータを駆動する、といった制御態様を採用することで、例えばクランクシャフト駆動用電動モータの駆動量を一定量（例えば抵抗側カムトルクの変動周期の数周分に相当する駆動量など）に固定するなど、バルブタイミングの変更に十分なものであればどのような駆動量に設定してもよくなる。したがって、制御手段における制御の態様を簡素なものすることができるようになる。

また、クランクシャフト駆動用電動モータによってカムシャフトが回転駆動されている最中にＶＶＴ駆動用電動モータによって両シャフトの相対回転位相の変更すなわちバルブタイミングの変更が行われ得るようになることから、バルブタイミングの変更要求がなされてからその変更が完了するまでの時間を短縮することができる。

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記制御手段は、前記機関始動用バルブタイミング制御において、前記クランクシャフトを逆回転させるべく前記クランクシャフト駆動用電動モータを駆動することをその要旨とする。

この構成によれば、クランクシャフトが逆方向（機関駆動時の回転方向と異なる方向）に回転させられることから、燃焼室に残留する未燃ガスを吸気通路側に戻すことができるようになる。したがって、未燃ガスが排気通路を介して外部に排出されるといったことを防止することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６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機関始動用バルブタイミング制御を機関停止要求に応じて実行することをその要旨とする。

この構成によれば、機関始動要求がなされる時点で既に機関始動に備えてのバルブタイミング制御が完了されるようになることから、例えば、上記機関始動用バルブタイミング制御を機関始動要求に応じて実行するようにした態様と比較して、機関始動要求がなされてから機関始動が完了するまでの時間を短縮することができるようになる。

以下、本発明をハイブリッド車両に搭載される４サイクル多気筒（本実施形態では直列４気筒またはＶ型８気筒）型内燃機関のバルブタイミング制御装置に具体化した一実施形態を図１〜図６に従って説明する。なお、上記ハイブリッド車両は、走行駆動源として内燃機関とモータ・ジェネレータとの双方を備えるものである。

図１に示されるように、内燃機関１１の各燃焼室（図では一箇所のみ図示）１２には、吸気通路１３を通じて空気が吸入されるとともに燃料噴射弁１４から燃料が噴射供給される。吸気通路１３には、その内部の流路面積を変更して空気流量を変更するスロットルバルブ（図示なし）が配設されている。

この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ１５による点火が行われると、該混合気が燃焼してピストン１６が往復移動し、機関出力軸であるクランクシャフト１７が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として各燃焼室１２から排気通路１８に送り出さる。

内燃機関１１において、燃焼室１２と吸気通路１３との間は吸気バルブ２１の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室１２と排気通路１８との間は排気バルブ２２の開閉動作によって連通・遮断される。これら吸気バルブ２１及び排気バルブ２２は、クランクシャフト１７の回転が伝達される吸気カムシャフト２３及び排気カムシャフト２４の回転に伴い開閉動作する。

クランクシャフト１７はクラッチ機構５１を介してモータ・ジェネレータ（以下、これをＭＧと称する）５２と駆動連結されている。ＭＧ５２は内燃機関１１同様に走行駆動源として利用されるほか、スタータモータとして該機関１１の始動にも利用される。すなわち、ＭＧ５２は請求項における「クランクシャフト駆動用電動モータ」として機能する。

本実施形態では、内燃機関１１及びＭＧ５２の運転制御を司る制御システムの一部をなす電子制御装置４１を通じて、燃料噴射弁１４の燃料噴射制御、点火プラグ１５の点火時期制御、等が行われる。電子制御装置４１は、上記各制御に係る各種演算処理を実施する中央演算装置（ＣＰＵ）、制御用のプログラムやデータの記録された読込専用メモリ（ＲＯＭ）、上記ＣＰＵの演算結果やセンサ等から入力されたデータが記録されるランダムアクセスメモリ、外部との間で信号を授受するための入・出力ポート等を備えて構成されている。

電子制御装置４１には、車両の運転者によって操作されるイグニッションスイッチ（以下、これをＩＧスイッチと称する）４２を通じて、内燃機関１１の始動要求にかかる信号や停止要求にかかる信号が入力される。また、電子制御装置４１には、アクセルポジションセンサ４３から、上記運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル４４の踏込量（アクセル踏込量）に対応した信号が入力される。

電子制御装置４１は車両の走行状況等に応じて走行駆動源の切替にかかる制御（走行駆動源切替制御）を実行する。該制御において電子制御装置４１はクラッチ機構５１の断接切替を行うとともに、走行駆動源をＭＧ５２と内燃機関１１とで切り替えるべくこれらの駆動状態を制御する。

例えば、内燃機関１１の始動時には、クラッチ機構５１が接続状態（クランクシャフト１７とＭＧ５２との間での動力伝達が可能な状態）にあるときにＭＧ５２に電力を供給しこれを駆動させることで内燃機関１１を始動させる。

また、機関運転時においてＭＧ５２を発電機として機能させる必要のある場合には、クラッチ機構５１を接続状態とすることで内燃機関１１の出力トルクをＭＧ５２に伝達しこれを従動回転させる。逆に、ＭＧ５２を発電機として機能させる必要のない場合にはクラッチ機構５１が遮断状態（クランクシャフト１７とＭＧ５２との間での動力伝達が断たれた状態）となるようにする。

また、ＭＧ５２のみを走行駆動源として用いる際にはクラッチ機構５１が遮断状態にあるときに該ＭＧ５２に電力を供給してこれを駆動させる。
なお、電子制御装置４１には、ＭＧ５２の回転速度に関する信号（ＭＧ回転速度信号）が該ＭＧ５２から入力される。電子制御装置４１はこのＭＧ速度信号に基づきＭＧ５２をフィードバック制御する。

内燃機関１１の吸気バルブ２１の動弁系にはバルブタイミング可変機構３１が設けられている。バルブタイミング可変機構３１は、吸気バルブ２１の作動角中心（すなわち吸気バルブ２１を駆動するカムの作用角中心）φを連続的に変更させる機構として構成されている。ここでは、該可変機構３１として、クランクシャフト１７及び吸気カムシャフト２３の相対回転位相を変更することで作動角中心φを変更する機構が採用されている。

図２に示されるように、バルブタイミング可変機構３１は、吸気カムシャフト２３を支持するシリンダヘッド１９の外側に設けられている。
シリンダヘッド１９の外側に突出する吸気カムシャフト２３の端部には、バルブタイミング可変機構３１を構成する略中空円柱状のロータ６１が相対回転可能に支持されている。ロータ６１の外周には、図示しないチェーンを介してクランクシャフト１７の回転が伝達されるスプロケット６１ａが突設されている。すなわちクランクシャフト１７と連動する本実施形態のロータ６１は請求項における「回転体」として機能するものである。

ロータ６１はシリンダヘッド１９に固定されたチェーンカバー８１に覆われており、該チェーンカバー８１にはバルブタイミング可変機構３１の駆動源であるＶＶＴ駆動用電動モータ（以下これをＶＶＴモータと称する）７１のハウジング７２が固定されている。

そして、ロータ６１の内部にはＶＶＴモータ７１の回転軸７３の回転を減速して吸気カムシャフト２３に伝達する減速機構６２が設けられている。
本実施形態の減速機構６２はいわゆるサイクロ減速機からなるものである。すなわち、ＶＶＴモータ７１を臨むロータ６１の壁部には減速機構６２の入力軸となる偏心軸６３がベアリング６４を介して相対回転可能に支持されている。この偏心軸６３はオルダムカップリング８２を介してＶＶＴモータ７１の回転軸７３と駆動連結されている。偏心軸６３は回転軸７３の回転に伴い吸気カムシャフト２３と同一の軸線周りに回転する。

偏心軸６３はこの軸線と平行な中心軸線を有する円柱状の偏心部６３ａを備えており、該偏心部６３ａの外周側にはベアリング６５を介してピニオンギヤ６６が相対回転可能に支持されている。ロータ６１のハウジングにはピニオンギヤ６６の外歯と噛み合う内歯を有するリングギヤ６７が固定されている。ピニオンギヤ６６の外歯の数はリングギヤ６７の内歯の数よりもやや少なく設定されている。

そして、ピニオンギヤ６６は偏心軸６３の回転に伴い、リングギヤ６７と噛み合いながら公転するとともに自転する。このとき、ピニオンギヤ６６の自転速度が偏心軸６３の回転速度すなわちＶＶＴモータ７１の回転軸７３の回転速度よりも遅くなることによって減速作用が生じることとなる。

ロータ６１内においてピニオンギヤ６６と吸気カムシャフト２３との間には、ピニオンギヤ６６に生じた自転運動を取り出して吸気カムシャフト２３に伝達する回転部材６８が設けられている。回転部材６８は吸気カムシャフト２３に対して一体回転可能に固定されている。ピニオンギヤ６６を臨む回転部材６８表面には断面円形状の内周面を有する凹部６８ａが複数形成されており、各凹部６８ａにはピニオンギヤ６６に突設された円柱状のピン６９が一つずつ挿入されている。各ピン６９の外周面は凹部６８ａの内周面と接触している。

偏心軸６３の回転に伴うピニオンギヤ６６の公転運動は、ピン６９が凹部６８ａの外周面に沿って公転することで回転部材６８には伝達されないようになっており、ピニオンギヤ６６の自転運動のみが回転部材６８に伝達されるようになっている。こうした作用によってＶＶＴモータ７１の回転軸７３の回転が減速されて吸気カムシャフト２３に伝達される。なお、減速機構６２においてピニオンギヤ６６の自転運動を取り出して吸気カムシャフト２３に伝達する回転部材６８は、請求項における「出力軸」として機能している。

こうしたサイクロ減速機からなる減速機構６２は、仮に吸気カムシャフト２３側から回転部材６８に回転駆動力を入力しても偏心軸６３すなわちＶＶＴモータ７１の回転軸７３を増速することなくこれら吸気カムシャフト２３及び回転軸７３の相対回転位相を一定に保持するという機能を有する。

また減速機構６２は、仮に吸気カムシャフト２３側から回転部材６８に回転駆動力を入力してもリングギヤ６７及び回転部材６８の相対回転位相を一定に保持するという機能を有する。すなわち吸気カムシャフト２３側からの回転駆動力が回転部材６８に作用してもロータ６１及び吸気カムシャフト２３の相対回転位相、換言すれば吸気バルブ２１のバルブタイミングが一定に保持されるようになっている。

さらに減速機構６２は、クランクシャフト１７側からロータ６１すなわちリングギヤ６７に回転駆動力を加えても、該リングギヤ６７及び偏心軸６３の相対回転位相、並びに、該リングギヤ６７及び回転部材６８の相対回転位相の双方を一定に保持するという機能を有する。すなわちクランクシャフト１７側からの回転駆動力がロータ６１に作用しても該ロータ６１及び吸気カムシャフト２３の相対回転位相、換言すれば上記同様吸気バルブ２１のバルブタイミングが一定に保持されるようになっている。

したがって、クランクシャフト１７の回転に基づき、これに連動するロータ６１を介して吸気カムシャフト２３を同期回転させることができ、さらに、ＶＶＴモータ７１の非駆動時（非給電時）には回転軸７３をクランクシャフト１７の回転に基づいて吸気カムシャフト２３と一体回転（連れ回り）させることができるようになる。

このように、吸気バルブ２１のバルブタイミングを所望のタイミングに保持可能な本実施形態の減速機構６２は請求項における「保持機構」として機能する。
なお、本実施形態では、ＶＶＴモータ７１のハウジング７２に固定されるステータ７４に巻装されたコイルへの給電態様が電子制御装置４１によって制御されることにより、モータロータ７５すなわちこれと固定される回転軸７３の回転速度や回転量といったＶＶＴモータ７１の駆動態様が制御されることとなる。

例えば機関運転時においては、吸気カムシャフト２３の回転速度を上昇させるべくＶＶＴモータ７１を駆動することで、吸気バルブ２１の作動角中心φを進角側に変更する、すなわちバルブタイミングを進角させることができる。

逆に、吸気カムシャフト２３の回転速度を低下させるべくＶＶＴモータ７１を駆動することで、吸気バルブ２１の作動角中心φを遅角側に変更する、すなわちバルブタイミングを遅角させることができる。

本実施形態では、こうしたＶＶＴモータ７１の駆動制御を通じて、図３に示されるように吸気バルブ２１のバルブタイミングを連続的に進角あるいは遅角させることができるようになっている。

なお、電子制御装置４１によるバルブタイミング制御は例えば以下のようにして行われる。
すなわち電子制御装置４１は、クランク角センサ４５からの信号（クランク角信号）に基づき機関回転速度等を検出するとともに、カム角センサ４６からの信号（カム角信号）やＶＶＴモータ７１に設けられた図示しない回転速度センサからの信号（モータ回転速度信号）に基づき回転軸７３の回転速度等を検出する（図１参照）。

また、電子制御装置４１は、上記機関回転速度やアクセルポジションセンサ４３を通じて検出されたアクセル踏込量、図示しない水温センサを通じて検出された機関冷却水温度等の情報に基づいて、現状の機関運転状態に適した吸気バルブ２１の作動角中心φの目標値を算出する。そして、モータ回転速度信号やカム角信号、クランク角信号に基づき、吸気バルブ２１の作動角中心φの実際値が上記目標値と一致するようにバルブタイミング可変機構３１をフィードバック制御する。これにより、現状の機関運転状態に応じた最適な吸気バルブ２１のバルブタイミングが得られるようになっている。

また、本実施形態においては、ＩＧスイッチ４２の操作や上記走行駆動源切替制御に基づく機関始動に備えて、吸気バルブ２１のバルブタイミングが該機関始動に適した所望のものとなるよう電子制御装置４１によって制御されるようになっている（電子制御装置４１は請求項における「制御手段」を構成する）。この所望のバルブタイミング（目標値）は、上記機関冷却水温度等の情報に基づいて算出される。例えば、機関冷却水温度が低いときには燃焼室１２での燃料燃焼状態が不安定になりやすいことから、燃焼の安定化を図るべく上記機関始動に備えての目標バルブタイミングがより進角側の値に設定される。

ところで、クランクシャフト１７やＶＶＴモータ７１によって吸気カムシャフト２３を回転させるときには、図４に示されるように、該シャフト２３の回転とともに周期的に増減するカムトルクが減速機構６２側に作用する。例えば、こうしたカムトルクのうち抵抗となるもの（抵抗側カムトルク）が作用する側にバルブタイミングを変更する場合には、このトルクに抗して吸気カムシャフト２３を回転駆動するなどして該シャフト２３及びクランクシャフト１７の相対回転位相を変更する必要がある。

なお、同図においては、カムトルクのうち「０」より上側のものを上記抵抗側カムトルクとし、「０」より下側のものをアシスト側カムトルク（吸気カムシャフト２３の回転をアシストする側に作用するカムトルク）として示している。ここで、上記抵抗側カムトルクは、吸気カムシャフト２３を正回転（機関運転時と同じ方向の回転）させるにせよ逆回転させるにせよその回転を阻止する側に作用するものである。逆に、上記アシスト側カムトルクは、吸気カムシャフト２３を正回転させるにせよ逆回転させるにせよその回転をアシストする側に作用するものである。

したがって、上述のようにバルブタイミングを機関始動に適したものに変更する場合など、バルブタイミング可変機構３１の駆動を機関始動に備えて行う、すなわち機関停止状態においてＶＶＴモータ７１により該可変機構３１を駆動する場合には、抵抗側カムトルクに抗して該可変機構３１を駆動できるだけのモータトルクが必要となる。

ここで、例えば、抵抗側カムトルクがピークに至るまで吸気カムシャフト２３を回転させる旨のバルブタイミング変更要求が機関始動に際してなされたとする。この場合、ピーク時の抵抗側カムトルクに抗してバルブタイミング可変機構３１を駆動できるだけのモータトルクを出力可能な電動モータをＶＶＴモータ７１として採用すれば、上記要求に応じたバルブタイミング変更を行うことができる。このような電動モータがＶＶＴモータ７１として採用されれば、抵抗側カムトルクがその変動範囲内でどのような大きさになろうともバルブタイミングの変更が可能である。

しかしながら、こうしたＶＶＴモータ７１の高出力化は該モータ７１の小型化、ひいては内燃機関１１の小型化を困難とするものであり、上述のようにピーク時の抵抗側カムトルクに抗してバルブタイミング可変機構３１を駆動できるほどの高出力化を図ることは、こうした問題を一層顕著にしてしまうといった懸念がある。

そこで本実施形態では、こうしたＶＶＴモータ７１の出力トルクを減少させるべく以下のようなバルブタイミング制御を機関始動に備えて実行するようにしている。
以下、電子制御装置４１によって実行されるこうした制御の処理手順について図５のフローチャートを参照しつつ説明する。なおこのフローチャートで示される制御ルーチンは、例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

この制御ルーチンでは先ず、内燃機関１１が停止状態にあるとき、ＩＧスイッチ４２からの信号を通じた運転者による機関始動要求や上記車両の走行駆動源の切替に伴う機関始動要求の有無が判定され（ステップＳ１１０）、いずれの機関始動要求もない旨の判定がなされたときには処理が一旦終了される（ステップＳ１１０：ＮＯ）。

一方、ステップＳ１１０での判定結果がＹＥＳ、すなわち上記のいずれかの機関始動要求がある旨の判定がなされると処理がステップＳ１２０に移行される。
ステップＳ１２０では、吸気バルブ２１のバルブタイミング変更要求の有無が判定される。この変更要求は、例えば、上述のように機関冷却水温度等の情報によって算出されたバルブタイミングの目標値が現状の実際値と異なる場合になされるものである。すなわち電子制御装置４１自身の判断によってなされるものである。

この判定結果がＮＯ、すなわちバルブタイミング変更要求がない旨の判定がなされた場合にはバルブタイミングを変更することなくクラッチ機構５１を接続させた状態でＭＧ５２を正回転方向に駆動（クランキング）して内燃機関１１を始動させる（ステップＳ１５０）。

一方、該ステップＳ１２０での判定結果がＹＥＳ、すなわちバルブタイミング変更要求がある旨の判定がなされた場合には処理がステップＳ１３０に移行される。
ステップＳ１３０では、ＭＧ５２及びＶＶＴモータ７１の双方が同時に駆動される。このとき、ＭＧ５２は、クランク角センサ４５からのクランク角信号や上記ＭＧ回転速度信号に基づくフィードバック制御を通じて、クランクシャフト１７を７２０°ＣＡ（ＣＡはクランク角を意味する）だけ逆回転させるべく、すなわちロータ６１を逆回転方向に一回転させるべく駆動される。

そして、こうしたＭＧ５２の駆動中において、吸気バルブ２１のバルブタイミングの実際値が目標値となるようにＶＶＴモータ７１が駆動される。例えば、上記バルブタイミングを進角側に変更するときには、ロータ６１に対して吸気カムシャフト２３が正回転方向に相対回転するようにＶＶＴモータ７１を駆動する。逆に、上記バルブタイミングを遅角側に変更するときには、ロータ６１に対して吸気カムシャフト２３が逆回転方向に相対回転するようにＶＶＴモータ７１を駆動する。

こうしてＶＶＴモータ７１の駆動時にロータ６１がＭＧ５２によって回転駆動されることで、例え吸気カムシャフト２３を回転駆動するために必要なトルクが最も大きくなるときであっても、すなわち抵抗側カムトルクがピークに至るときであっても、ＭＧ５２によって吸気カムシャフト２３が回転駆動される。すなわち、上記抵抗側カムトルクのピークを越すべく吸気カムシャフト２３を駆動するために必要なトルクがＭＧ５２から得られるようになる。したがって、例えばＶＶＴモータ７１単独で上記抵抗側カムトルクのピークを越すべく吸気カムシャフト２３を駆動する態様と比較して、ＶＶＴモータ７１の最大出力トルクを小さく設定することができ、該ＶＶＴモータ７１の小型化を図ることができるようになる。

また、ＭＧ５２によってクランクシャフト１７が７２０°ＣＡだけ回転駆動されることから、その駆動期間内には必然的に上記アシスト側カムトルクの生じる期間が存在するようになる（図４参照）。したがって、こうしたアシスト側カムトルクが作用する期間にＶＶＴモータ７１によるバルブタイミング可変機構３１の駆動が行われ得るようになるため、その分、ＶＶＴモータ７１に必要とされる出力トルクが小さくなる。

また、上述のようにＭＧ５２によってクランクシャフト１７が逆回転方向に駆動されることから、燃焼室１２に残留する未燃ガスが吸気通路１３側に戻されるようになる。したがって、未燃ガスが排気通路１８を介して外部に排出されるといったことが防止される。

次に、ステップＳ１４０において、上記ステップＳ１３０処理でのバルブタイミング変更が完了したか否か、すなわち上記バルブタイミングの実際値が目標値となったか否かが判定される。この判定結果がＮＯ、すなわちバルブタイミングの実際値が未だ目標値となってはいない旨の判定がなされた場合は処理がステップＳ１３０に戻され、再実行される。一方、判定結果がＹＥＳ、すなわちバルブタイミングの実際値が目標値となった旨の判定がなされた場合は処理がステップＳ１３０に移行されてＭＧ５２によるクランキングがなされる。

なお、上記ステップＳ１２０処理及びステップＳ１３０処理は請求項における「機関始動用バルブタイミング制御」に相当する。
図６は、上述した一連の処理が実行された際のＭＧ５２の出力トルク推移態様の一例を示す図である。同図に示されるように、機関始動要求及びバルブタイミング変更要求がなされるとＭＧ５２は逆回転方向にクランクシャフト１７を７２０°ＣＡだけ回転させるように駆動される（期間Ｔ１）。該期間Ｔ１にはＶＶＴモータ７１の駆動を通じた吸気カムシャフト２３のバルブタイミング変更がなされ、該バルブタイミングが所望のものとなった後、ＭＧ５２が正回転方向に駆動されてクランキングがなされる（期間Ｔ２）。

上記期間Ｔ１においてＭＧ５２を通じて吸気カムシャフト２３が回転駆動されることで、バルブタイミング変更に必要なＶＶＴモータ７１の出力トルクが小さくなる。
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

（１）電子制御装置４１は上記機関始動用バルブタイミング制御においてＭＧ５２を駆動しながらＶＶＴモータ７１を駆動する。これによれば、ＭＧ５２により抵抗側カムトルクの減少する側にクランクシャフト１７が回転させられた状態でＶＶＴモータ７１が駆動されたり、ＭＧ５２により抵抗側カムトルクがピークに至るようクランクシャフト１７が回転させられた状態でＶＶＴモータ７１が駆動されたりするようになる。

例えば、ＭＧ５２により抵抗側カムトルクの減少する側にクランクシャフト１７が回転させられた状態でＶＶＴモータ７１が駆動される期間には、以下のような効果が得られる。すなわち、この場合、仮に抵抗側カムトルクの増大する側に向けてＶＶＴモータ７１を駆動させる旨のバルブタイミング変更要求がなされたとしても、ＭＧ５２は抵抗側カムトルクが減少する側にクランクシャフト１７を回転させるため、その分だけＶＶＴモータ７１の出力トルクを小さくすることができるようになる。したがって、ＶＶＴモータ７１の小型化を図ることができるようになる。

一方、ＭＧ５２により抵抗側カムトルクがピークに至るようクランクシャフト１７が回転させられた状態でＶＶＴモータ７１が駆動される期間には、以下のような効果が得られる。すなわち、この場合、仮に抵抗側カムトルクがピークに至るまであるいはこれを越えるようにＶＶＴモータ７１を駆動させる旨のバルブタイミング変更要求がなされたとしても、ＭＧ５２によるクランクシャフト１７の回転駆動によって抵抗側カムトルクがピークに至らしめられるようになる。

そのため、例えば、抵抗側カムトルクがこうしたピークに至らしめられるまでＶＶＴモータ７１単独で吸気カムシャフト２３を回転させる態様と比較して、ＶＶＴモータ７１の出力トルクを小さくすることができ、該モータ７１の小型化を図ることができるようになる。

また、本実施形態では上述のようにＭＧ５２を駆動しながらＶＶＴモータ７１を駆動するようにしたことで、カムトルクがバルブタイミングの変更をアシストする側に作用するようになるまでＭＧ５２が（クランクシャフト１７及びロータ６１を介して）吸気カムシャフト２３を回転させるようにもなる。

カムトルクは、吸気カムシャフト２３の回転に伴って、該回転の抵抗となるもの（抵抗側カムトルク）と該回転をアシストするものとが交互に周期的に現れるという変動特性を有している。本実施形態では、カムトルクによって吸気カムシャフト２３の回転がアシストされるようになるまでＭＧ５２が駆動されるようになることから、バルブタイミング変更時におけるＶＶＴモータ７１の出力トルクを極力小さくすることができるようになる。

ところで、こうしたＭＧ５２及びＶＶＴモータ７１の制御態様としては、上記のほか、例えば、吸気カムシャフト２３をＶＶＴモータ７１単独で回転させることのできるトルク値に抵抗側カムトルクが減少するまでＭＧ５２を駆動し、その後ＶＶＴモータ７１を駆動してバルブタイミングを変更するといったものを採用することができる。

しかしこの場合、抵抗側カムトルクが上述のような或る一定のトルク値に減少した状態でＭＧ５２を停止させる必要があることから、該ＭＧ５２の駆動量を精密に制御する必要が生じる。

その点、上記のようにＭＧ５２を駆動しながらＶＶＴモータ７１を駆動するといった制御態様が採用されることで、例えばＭＧ５２の駆動量を一定量（本実施形態では７２０°ＣＡ相当分）に固定するなど、バルブタイミングの変更に十分なものであればどのような駆動量に設定してもよくなる。したがって、電子制御装置４１における制御の態様を簡素なものすることができるようになる。

また、ＭＧ５２によって吸気カムシャフト２３が回転駆動されている最中にＶＶＴモータ７１によって両シャフト１７，２３の相対回転位相の変更すなわちバルブタイミングの変更が行われ得るようになることから、バルブタイミングの変更要求がなされてからその変更が完了するまでの時間を短縮することができる。

（２）電子制御装置４１は、上記機関始動用バルブタイミング制御において、クランクシャフト１７を逆回転させるべくＭＧ５２を駆動する。これによれば、クランクシャフト１７の回転方向が機関運転時の方向と逆になるため、燃焼室１２に残留する未燃ガスを吸気通路１３側に戻すことができるようになる。したがって、未燃ガスが排気通路１８を介して外部に排出されるといったことを防止することができる。

本実施形態では燃焼室１２に直接燃料を噴射する直噴タイプの燃料噴射弁１４が採用されることから、例えば吸気通路１３に燃料を噴射するタイプの燃料噴射弁が採用される態様と比較して、該噴射弁１４内が特に高圧となっており、該噴射弁１４から燃焼室１２への燃料漏れが比較的生じやすい状況にあるといえる。したがって、こうした直噴タイプの燃料噴射弁１４を備える内燃機関１１においてクランクシャフト１７を逆回転させる制御態様は、排気性能を向上させるうえで特に有用なものとなる。

（３）上記実施形態では、サイクロ減速機からなる減速機構６２が採用されている。
サイクロ減速機はその構成部材であるリングギヤ及びピニオンギヤのいずれか一方を入力軸の回転に基づき公転させることによって生じる上記一方自身若しくは他方のギヤの自転運動を取り出すことで入力軸よりも低い回転速度を出力軸に生じさせるようにしたものである。例えば本実施形態ではピニオンギヤ６６を偏心軸６３の回転に基づき公転させることで該ピニオンギヤ６６自身に生じた自転運動を取り出して回転部材６８を回転させるようにしている。

そして上述したように減速機構６２は、吸気カムシャフト２３から回転部材６８にカムトルクが伝達されたとしても、吸気カムシャフト２３及びＶＶＴモータ７１の回転軸７３の相対回転位相、並びに、吸気カムシャフト２３及びクランクシャフト１７の相対回転位相は一定に保持される。こうした相対回転位相の保持機能は、該相対回転位相がどのような値であっても有効である。すなわち、こうした機能によって、バルブタイミングを所望のタイミングに保持することができるようになる。

また減速機構６２は、リングギヤ６７すなわちロータ６１に回転駆動力を加えても、該ロータ６１及び偏心軸６３の相対回転位相が一定に保持され、かつ、ロータ６１及び回転部材６８の相対回転位相が一定に保持される。

したがって、クランクシャフト１７の回転に基づき、これに連動するロータ６１を介して吸気カムシャフト２３を同期回転させることができ、更に、ＶＶＴモータ７１の非駆動時にはその回転軸７３をクランクシャフト１７の回転に基づいてロータ６１ひいては吸気カムシャフト２３と一体回転（連れ回り）させることができるようになる。これによれば、バルブタイミングを変更する必要のない時にはＶＶＴモータ７１への給電が不要となることから省エネルギ及び電源となるバッテリ（二次電池）の耐久性向上を図ることができるようになる。

また本実施形態においては、減速機構６２の減速機能によって、その分だけＶＶＴモータ７１の出力トルクを小さくすることができ、該モータ７１の小型化を図ることができるようになる。

このように保持機構としても機能するサイクロ減速機を採用することで、バルブタイミングの保持機能に加え、吸気カムシャフト２３をクランクシャフト１７に連動させつつバルブタイミングの変更要求時には該変更を可能とし、ひいてはＶＶＴモータ７１の小型化等を図ることができるという様々な効果を得ることができるようになる。

（４）本実施形態では上述のフローチャートにおけるステップＳ１３０処理でＭＧ５２によるクランクシャフト１７の回転駆動角度を７２０°ＣＡとした。すなわち上記機関始動用バルブタイミング制御においてクランクシャフト１７を７２０°ＣＡ単位で回転させるようにした。したがって、該バルブタイミング制御の終了時点におけるクランク角が、その開始時点におけるクランク角と同一となることから、該制御の終了後におけるクランキング時には、複数気筒のうち最初に点火されるものが当該バルブタイミング制御の実行に伴って変化してしまうといったことが生じなくなる。すなわち、点火対象気筒をこうした気筒の変化に対応させるための制御が不要となる。

なお、実施の形態は上記に限定されるものではなく、例えば、以下の様態としてもよい。
・上記実施形態では、上記機関始動用バルブタイミング制御において、ＭＧ５２によりクランクシャフト１７を７２０°ＣＡ単位で回転させるようにしたが、こうした回転角度の制限は必須ではない。例えば他の回転角度単位でクランクシャフト１７を回転させるようにしてもよく、バルブタイミングの変更が完了した時点でクランクシャフト１７の回転角度に拘わらず強制的にＭＧ５２の駆動を停止するようにしてもよい。

・上記機関始動用バルブタイミング制御におけるＭＧ５２及びＶＶＴモータ７１の駆動開始時期は同じであっても異なっていてもどちらでもよい。この駆動開始時期が異なる場合、ＭＧ５２及びＶＶＴモータ７１のいずれの駆動開始時期が先であってもよい。

・上記実施形態では上記機関始動用バルブタイミング制御においてＭＧ５２を駆動しながらＶＶＴモータ７１を駆動した、すなわちＭＧ５２及びＶＶＴモータ７１の双方が同時に駆動される期間が存在したが、こうした期間の存在しないようにＭＧ５２の駆動期間とＶＶＴモータ７１の駆動期間とをずらすようにしてもよい。この場合、例えば、ＶＶＴモータ７１単独で吸気カムシャフト２３を回転させることのできるトルク値に抵抗側カムトルクが減少するまでＭＧ５２を駆動しておき、該ＭＧ５２の停止後にＶＶＴモータ７１を駆動してバルブタイミングを変更する、といった制御態様を採用してもよい。

また、ＭＧ５２により抵抗側カムトルクがピークに至るようクランクシャフト１７を回転させる場合、必ずしも抵抗側カムトルクがピークを越えるようにクランクシャフト１７を回転させる必要はない。抵抗側カムトルクがピークに至るまでに留めてもよい。こうした制御態様であっても、例えばＶＶＴモータ７１単独で抵抗側カムトルクがピークに至るように吸気カムシャフト２３を回転させる必要がなくなるため、その分、ＶＶＴモータ７１の出力トルクを減少させることができ、該ＶＶＴモータ７１の小型化を図ることができるようになる。

・上記実施形態では、上記機関始動用バルブタイミング制御においてカムトルクがバルブタイミングの変更をアシストする側に作用するようになるまで吸気カムシャフト２３をＭＧ５２の駆動力で回転させたが、こうした制御態様は必須ではない。例えば、吸気カムシャフト２３をＶＶＴモータ７１単独で回転させることのできるトルク値まで抵抗側カムトルクを減少させるべくＭＧ５２を駆動すればよい。このとき、ＭＧ５２の駆動により抵抗側カムトルクが小さくなるほどＶＶＴモータ７１の小型化が容易になることは言うまでもない。

・上記実施形態では上記機関始動用バルブタイミング制御においてクランクシャフト１７を逆回転させるべくＶＶＴモータ７１を駆動したが、これに限らず、例えば正回転させるようにしてもよい。

・上記実施形態では、上記機関始動用バルブタイミング制御を機関始動要求に応じて行うようにしたが、これに限らず、例えば、機関停止要求に応じて行うようにしてもよい。この場合、例えば、上記走行駆動源切替制御やＩＧスイッチ４２のオフ操作に基づき機関停止要求がなされ、かつバルブタイミング変更要求がなされたとき上記ステップＳ１３０相当の処理すなわちバルブタイミング変更を行うようにする。これによれば、機関始動要求がなされる時点で既に機関始動に備えてのバルブタイミング制御が完了されるようになることから、例えば、上記機関始動用バルブタイミング制御を機関始動要求に応じて実行するようにした態様と比較して、機関始動要求がなされてから機関始動が完了するまでの時間を短縮することができるようになる。

・上記実施形態では、ピニオンギヤ６６を公転させるタイプのサイクロ減速機を減速機構６２として採用したが、これに限らず、例えばサンギヤとしてロータ６１のハウジングに固定されるピニオンギヤとプラネタリギヤとして偏心軸を介してＶＶＴモータ７１により公転させられるリングギヤとを備えるサイクロ減速機を採用してもよい。

・上記実施形態では保持機構としても機能するサイクロ減速機が採用されたが、これに限らず、他の減速機構が採用されてもよい。この場合、上記サイクロ減速機のように減速機構自体が保持機構として機能するのであれば特段に保持機構を設ける必要はない（但し設けることを禁じない）が、そうでない場合、減速機構とは別に保持機構を設ける必要がある。この保持機構としては、例えば、電子制御装置４１からの指令に応じてロータ６１側と吸気カムシャフト２３側とを機械的に断接する電磁クラッチ機構を採用してもよい。

・上記実施形態では、ＶＶＴモータ７１のステータ７４がチェーンカバー８１等を介してシリンダヘッド１９に固定されたが、これに限らず、例えば、ＶＶＴモータ７１自体をロータ６１に内蔵させるなどステータ７４がロータ６１に固定される態様が採用されてもよい。

・上記実施形態では、クランクシャフト駆動用電動モータとしてＭＧ５２を採用したが、これに限らず、例えばスタータモータとしてのみ機能する電動モータなど、クランクシャフト１７を回転させるのに充分なトルクを出力可能な電動モータであれば他のものが採用されてもよい。

・上記実施形態では、本発明を吸気バルブ２１のバルブタイミングを制御する装置に適用したが、これに限らず、排気バルブ２２のバルブタイミングを変更する装置に適用してもよい。

・上記実施形態では、内燃機関として直列４気筒またはＶ型８気筒型のものが採用されたが、これに限らず、例えば直列３気筒やＶ型６気筒型、直列５気筒やＶ型１０気筒型など、カムシャフト一本あたりの気筒数が４以外のものが採用されてもよい。

一実施形態の内燃機関のバルブタイミング制御装置を概略的に示す模式図。 バルブタイミング可変機構及びＶＶＴモータを示す断面図。 バルブタイミング可変機構による吸気バルブのバルブタイミング変更態様を説明するための図。 吸気カムシャフトを回転させたときのカムトルクの変動態様を示す図。 機関始動用バルブタイミング制御にかかるフローチャート。 ＭＧの出力トルクの推移態様を示す図。

符号の説明

１１…内燃機関、１２…燃焼室、１３…吸気通路、１４…燃料噴射弁、１５…点火プラグ、１６…ピストン、１７…クランクシャフト、１８…排気通路、１９…シリンダヘッド、２１…吸気バルブ、２２…排気バルブ、２３…吸気カムシャフト、２４…排気カムシャフト、３１…バルブタイミング可変機構、４１…電子制御装置、４２…ＩＧスイッチ、４３…アクセルポジションセンサ、４４…アクセルペダル、４５…クランク角センサ、４６…カム角センサ、５１…クラッチ機構、５２…ＭＧ、６１…ロータ、６１ａ…スプロケット、６２…減速機構、６３…偏心軸、６６…ピニオンギヤ、６７…リングギヤ、６８…回転部材、６８ａ…凹部、６９…ピン、７１…ＶＶＴモータ、７３…回転軸、７４…ステータ、７５…モータロータ。

Claims (7)

1. クランクシャフト及びこれに駆動連結されるカムシャフトの相対回転位相の変更を通じてバルブタイミングを可変とする可変機構と、該可変機構を駆動するＶＶＴ駆動用電動モータと、前記バルブタイミングを所望のタイミングに保持可能な保持機構と、機関始動に備え前記可変機構を通じて前記バルブタイミングを所望のタイミングに制御する制御手段と、を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記制御手段は、機関始動に備えてのバルブタイミング変更要求時に、前記ＶＶＴ駆動用電動モータとは別のクランクシャフト駆動用電動モータを通じて前記クランクシャフトを抵抗となるカムトルクが減少する側に回転させた状態で、前記ＶＶＴ駆動用電動モータを駆動する機関始動用バルブタイミング制御を実行する
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
2. クランクシャフト及びこれに駆動連結されるカムシャフトの相対回転位相の変更を通じてバルブタイミングを可変とする可変機構と、該可変機構を駆動するＶＶＴ駆動用電動モータと、前記バルブタイミングを所望のタイミングに保持可能な保持機構と、機関始動に備え前記可変機構を通じて前記バルブタイミングを所望のタイミングに制御する制御手段と、を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記制御手段は、機関始動に備えてのバルブタイミング変更要求時に、前記ＶＶＴ駆動用電動モータとは別のクランクシャフト駆動用電動モータを通じて前記クランクシャフトを抵抗となるカムトルクがピークに至るよう回転させた状態で、前記ＶＶＴ駆動用電動モータを駆動する機関始動用バルブタイミング制御を実行する
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
3. 請求項１又は２記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記保持機構としてサイクロ減速機が採用され、該減速機を構成するリングギヤ及びこれと噛み合うピニオンギヤの一方を公転させる入力軸は前記ＶＶＴ駆動用電動モータの回転軸に駆動連結され、前記両ギヤの他方は前記クランクシャフトと連動する回転体に固定され、前記一方のギヤの公転によりこれら両ギヤの一方自身若しくは他方に生じた自転運動を取り出す出力軸は前記カムシャフトに駆動連結される
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記制御手段は、前記機関始動用バルブタイミング制御において、カムトルクが前記バルブタイミングの変更をアシストする側に作用するようになるまで前記カムシャフトを回転させるべく前記クランクシャフト駆動用電動モータを駆動する
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記制御手段は、前記機関始動用バルブタイミング制御において、前記クランクシャフト駆動用電動モータを駆動しながら前記ＶＶＴ駆動用電動モータを駆動する
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記制御手段は、前記機関始動用バルブタイミング制御において、前記クランクシャフトを逆回転させるべく前記クランクシャフト駆動用電動モータを駆動する
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置において、
   前記制御手段は前記機関始動用バルブタイミング制御を機関停止要求に応じて実行する
   ことを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。

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