JP2011236781A - 弁開閉時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンストール後の内燃機関再始動を適切に行えると共に、アトキンソン領域の使用が可能な弁開閉時期制御装置を提供する。
【解決手段】駆動側回転部材１と、従動側回転部材２と、駆動側回転部材１と従動側回転部材２とで形成され、仕切部によって遅角室と進角室４１とに仕切られた流体圧室４と、内燃機関の回転によって駆動されるポンプ１０３から吐出された作動流体の流体圧室４への供給及び流体圧室からの排出を制御する流体制御弁機構８と、相対回転位相を、最遅角位相の側の内燃機関の始動に適さない位相範囲よりも進角側に設定された所定位相に拘束可能なロック機構と、内燃機関の運転状態を監視する監視機構と、監視機構が、内燃機関の制御範囲を超えた回転数の低下を招来する可能性がある信号を検知したとき、相対回転位相が所定位相となるよう、流体制御弁機構を制御する位相設定機構６と、を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、駆動側回転部材と従動側回転部材とで形成され、駆動側回転部材及び従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部によって遅角室と進角室とに仕切られた流体圧室と、内燃機関の回転によって駆動されるポンプから吐出された作動流体の流体圧室への前記供給及び前記流体圧室からの排出を制御する流体制御弁機構と、を備えた弁開閉時期制御装置に関する。

インジェクタ、フューエルポンプ、点火コイル、点火プラグ等の内燃機関構成物品の故障、ドライバビリティ不良、制御系異常等に基づいて、失火や燃料切れが起こると、内燃機関の制御範囲を超えた回転数の低下、即ち、回復不能な内燃機関の回転数の低下（いわゆる、エンジンストール）が招来される虞がある。また、低摩擦路での急ブレーキによるスリップも、急ブレーキによるタイヤのロックが内燃機関の回転数を急激に低下させ、エンジンストールを招来する虞がある。

従来、エンジンストールへ対応したものとして、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置があった。この弁開閉時期制御装置は、内燃機関の実際の回転数と内燃機関の基準回転数との偏差を検出する第一検出手段と、内燃機関の実際の回転数が変化する変化率を検出する第二検出手段と、を備え、判定手段によって第一検出手段及び第二検出手段の検出結果に基づいて内燃機関のエンジンストールの可能性を判定する。そして、判定手段の判定結果に応じて弁開閉時期制御装置を適切に制御するものである。

また、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、最遅角位相と最進角位相との間の所定位相（文献では、「中間位相」）に、相対回転位相を拘束するロック機構（文献では、「ロック部６」及び「ロック部６Ｂ」）を備えている。所定位相は、吸気弁の弁開閉時期が内燃機関の始動性を向上させる開閉時期となる位相に設定してある。

判定手段は、内燃機関の回転数の低下が急激である場合は、「エンジンストール回避不可能」と判定し、内燃機関の回転数の低下が少ないとき、または、無いときは、「エンジンストールの可能性なし」と判定する。また、判定手段は、「エンジンストール回避不可能」と「エンジンストールの可能性なし」との間であって、内燃機関の回転数の低下はあるものの、エンジンストールを回避することが可能と判断する場合は、「エンジンストール回避可能」と判定する。

そして、判定手段が「エンジンストールの可能性なし」と判定した場合（回転数偏差等の判定指数が「領域Ａ」のとき）は、通常の弁開閉時期制御装置の制御を行う。判定手段が「エンジンストール回避可能」と判定した場合（回転数偏差等の判定指数が「領域Ｂ」のとき）は、吸気弁側の弁開閉時期制御装置の相対回転位相を所定位相よりも遅角側に変位させ、吸気弁の開弁タイミングと排気弁の開弁タイミングとのオーバーラップを小さくするか、またはオーバーラップを無くする。これにより、内燃機関の燃焼性が向上し、内燃機関のエンジンストールを回避できる。さらに、「エンジンストール回避不能」と判定した場合（回転数偏差等の判定指数が「領域Ｃ」のとき）は、相対回転位相を所定位相に設定し、内燃機関の好適な再始動に備えられる。

即ち、特許文献１に記載の発明であると、内燃機関の回転数に基づいて、相対回転位相の制御を使い分け、エンジンストール回避対策またはエンジンストール後の再始動対策を的確に行うことが可能となる。

特開２００２−２５６９１２号公報

ところで、吸気弁側の弁開閉時期制御装置によっては、最遅角位相から進角側への一定範囲に内燃機関が始動できない位相領域、いわゆるアトキンソン領域を設け、エンジンの運転状態がスロットル弁開度の小さい中低負荷域のとき、例えばアイドリング運転時等に、相対回転位相をアトキンソン領域に設定するものがある。これによると、圧縮行程よりも爆発膨張行程が大きくなって、少ない空気及び燃料で大きな仕事を取り出すことが可能となり、ポンピングロスが低減されて燃費が向上する。

しかし、特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置は、内燃機関の回転数の低下によってエンジンストールの可能性を判断するものであるため、即ち、回転数が低下し始めてから位相制御を行うため、特に「エンジンストール回避不能」と判定した場合に、ポンプの吐出圧が既に減少し、相対回転位相を所定位相へ変位させることが出来ず、例えば、相対回転位相が所定位相よりも遅角側にある状態で内燃機関が停止する虞がある。

また、判定手段は、上述したように、内燃機関の回転数偏差等の判定指数が領域Ｃにマッピングされたが故、「エンジンストール回避不能」と判定するわけであるが、正常運転中の領域Ａから領域Ｃとなるまでには当然領域Ｂを介している。相対回転位相が所定位相よりも遅角側にある状態で内燃機関の回転数の急激な低下が発生した場合には、進角制御を行って相対回転位相を所定位相に変位させなければならないところ、領域Ｂで一旦遅角制御をするため、領域Ｃで行うべき進角制御量が多くなって、相対回転位相を所定位相へ変位させることが出来ず、相対回転位相が所定位相よりも遅角側にある状態で内燃機関が停止する虞がある。

特許文献１に記載の弁開閉時期制御装置はアトキンソン領域を使用するものではないため、相対回転位相が所定位相よりも遅角側にある状態で内燃機関が停止しても、内燃機関の再始動は可能であるが、アトキンソン領域を使用する弁開閉時期制御装置では、相対回転位相が所定位相よりも遅角側にあると、内燃機関を適切に再始動することができない。

本発明の目的は、エンジンストール後の内燃機関再始動を適切に行えると共に、アトキンソン領域の使用が可能な弁開閉時期制御装置を提供することにある。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第一特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とで形成され、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部によって遅角室と進角室とに仕切られた流体圧室と、前記内燃機関の回転によって駆動されるポンプから吐出された作動流体の前記流体圧室への供給及び前記流体圧室からの排出を制御する流体制御弁機構と、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、最遅角位相の側の前記内燃機関の始動に適さない位相範囲よりも進角側に設定された所定位相に拘束可能なロック機構と、前記内燃機関の運転状態を監視する監視機構と、前記監視機構が、前記内燃機関の制御範囲を超えた回転数の低下を招来する可能性がある信号を検知したとき、前記相対回転位相が前記所定位相となるよう、前記流体制御弁機構を制御する位相設定機構と、を備えた点にある。

本構成によると、内燃機関の始動に適さない位相範囲を最遅角位相の側に設定してある弁開閉時期制御装置において、内燃機関の制御範囲を超えた回転数の低下、即ち、エンジンストールを招来する可能性がある信号に基づいて、位相設定機構が相対回転位相を所定位相に変位させる。即ち、回転数の低下が始まると同時か、少なくともその直後に、相対回転位相の制御が開始される。したがって、ポンプは、吐出圧があまり低下していない状態で流体を吐出し、相対回転位相を確実に変位させることができる。また、早期の位相制御開始により位相制御の時間が長くなり、相対回転位相を所定位相に確実に変位させることができる。よって、結果的にエンジンストールが生じたとしても、相対回転位相が所定位相にある状態で内燃機関の再始動を適切に行うことができる。

なお、「最遅角位相の側の内燃機関の始動に適さない位相範囲」とは、アトキンソン領域を示すものであって、最遅角位相と最進角位相との間の位相から最遅角位相までの位相範囲を示す。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第二特徴構成は、前記信号が、前記内燃機関の構成部品の故障を示す信号である点にある。

通常、内燃機関の構成部品の故障は当然にセンシングしているものであるため、本構成のように、内燃機関の構成部品の故障を示す信号によってエンジンストールを招来する可能性を判断すれば、特別なセンサ等を設ける必要がない。また、内燃機関の構成部品の故障によってエンジンストールが生じる可能性は高く、つまり、エンジンストールを招来する可能性がある信号の信頼性は高く、この信号に基づいて相対回転位相を所定位相とする制御は非常に有効である。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第三特徴構成は、前記信号が、燃料切れを示す信号である点にある。

通常、燃料切れは当然にセンシングしているものであるため、本構成のように、燃料切れを示す信号によってエンジンストールを招来する可能性を判断すれば、特別なセンサ等を設ける必要がない。また、燃料切れによってエンジンストールが生じる可能性は高く、つまり、エンジンストールを招来する可能性がある信号の信頼性は高く、この信号に基づいて相対回転位相を所定位相とする制御は非常に有効である。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第四特徴構成は、前記信号が、アンチロック・ブレーキング・システム起動信号である点にある。

上述したように、低摩擦路における急ブレーキによりスリップした場合、急ブレーキによるタイヤのロックが内燃機関の回転数を急激に低下させて、エンジンストールが招来される虞がある。そこで、本構成のように、スリップが検知されるとタイヤのロックを解除するアンチロック・ブレーキング・システム（以下、「ＡＢＳ」と略する）の起動信号によってエンジンストールの可能性を判断すれば、特別なセンサ等を設ける必要がない。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第五特徴構成は、前記位相設定機構が、前記作動流体の流体圧を昇圧させる昇圧機構を備えた点にある。

本構成のように、作動流体の流体圧を昇圧させる昇圧機構を備えると、内燃機関の回転数低下によるポンプ吐出圧の低下を補うことができるため、相対回転位相を所定位相に変位させる確実性が向上する。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第六特徴構成は、内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とで形成され、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部によって遅角室と進角室とに仕切られた流体圧室と、ポンプから吐出された作動流体の前記流体圧室への供給及び前記流体圧室からの排出を制御する流体制御弁機構と、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、最遅角位相と最進角位相との間の所定位相に拘束可能なロック機構と、前記内燃機関の運転状態を監視する監視機構と、前記監視機構が、前記内燃機関の回転数の低下を招来する可能性がある信号を検知したとき、前記相対回転位相が前記所定位相となるよう、前記流体制御弁機構を制御する位相設定機構と、を備えた点にある。

本構成であると、アトキンソン領域の使用の有無に拘らず、内燃機関の回転数の低下を招来する可能性があるときは、相対回転位相を所定位相に設定する。よって、例えば、所定位相を内燃機関の始動に適した位相に設定した場合において、どのような要因で内燃機関が停止しようとも、相対回転位相が所定位相に設定され、常に次回の内燃機関の始動を好適に行うことができる。

本発明に係る弁開閉時期制御装置の第七特徴構成は、前記監視機構が、前記内燃機関の制御範囲を超えた回転数の低下を招来する可能性がある信号を検知したとき、位相設定機構は、前記相対回転位相が前記所定位相となるよう、前記流体制御弁機構を制御する点にある。

本構成であれば、特にエンジンストールによって内燃機関が停止しても、相対回転位相は所定位相に設定される。したがって、このような不測の要因によって内燃機関が停止しても、次回の内燃機関の始動を好適に行うことが可能である。

は、弁開閉時期制御装置の構成を示す側断面図である。 は、図１のＩＩ-ＩＩ断面図であって、相対回転位相が中間ロック位相よりも遅角側であるときの弁開閉時期制御装置の断面図である。 は、図１のＩＩ-ＩＩ断面図であって、相対回転位相が中間ロック位相に拘束されているときの弁開閉時期制御装置の断面図である。 は、図１のＩＩ-ＩＩ断面図であって、相対回転位相が中間ロック位相よりも進角側であるときの弁開閉時期制御装置の断面図である。 は、昇圧機構の作動状態を示す図であって、（ａ）は非作動時の状態、（ｂ）は作動時かつエンジン回転数が低いときの状態、（ｃ）は作動時かつエンジン回転数が高いときの状態を示す。 は、弁開閉時期制御装置の制御を表すフロー図である。 は、中間ロック位相設定制御を表すサブルーチンフロー図である は、位相設定機構の制御による各部の動作を示す図である。 は、別実施形態に係る弁開閉時期制御装置の構成を示す側断面図である。

本発明を自動車用エンジンの吸気弁側の弁開閉時期制御装置に適応した実施形態について、図１乃至図８に基づいて説明する。即ち、自動車用エンジンが、本発明の「内燃機関」に相当する。

〔概要〕
弁開閉時期制御装置は、図１に示すごとく、不図示のエンジンのクランクシャフトに対して同期回転する「駆動側回転部材」としてのハウジング１と、ハウジング１に対して同軸上に配置され、カムシャフト１０１と同期回転する「従動側回転部材」としての内部ロータ２とを備えている。ハウジング１と内部ロータ２とによって流体圧室４が形成されている。弁開閉時期制御装置は、「流体制御弁機構」としてのＯＣＶ８を備えており、ＯＣＶ８の制御によって、後述するポンプ１０３から吐出された作動流体の流体圧室４に対する供給及び排出を制御して相対回転位相を変位させる。

弁開閉時期制御装置はロック機構５を備えており、ロック機構５は、ハウジング１に対する内部ロータ２の相対回転移動を拘束することによって、ハウジング１に対する内部ロータ２の相対回転位相を、最遅角位相と最進角位相との間の位相であって、「最遅角位相の側のエンジン始動に適さない位相範囲」よりも進角側に設定された「所定位相」としての中間ロック位相に拘束可能である。「最遅角位相の側のエンジン始動に適さない位相範囲」とは、最遅角位相と最進角位相との間の位相から最遅角位相までの位相範囲、いわゆるアトキンソン領域を示す。ロック機構５は、ポンプ１０３から吐出された作動流体がＯＳＶ（オイルスイッチングバルブ）９の制御によって作用して動作する。

エンジンの運転状態がスロットル弁開度の小さい中低負荷域のとき、例えばアイドリング運転時等に、相対回転位相をアトキンソン領域に設定することにより、圧縮行程よりも爆発膨張行程が大きくなって、少ない空気及び燃料で大きな仕事を取り出すことが可能となり、ポンピングロスが低減され、燃費が向上される。しかし、相対回転位相がアトキンソン領域であるとエンジン始動が困難となるため、エンジン停止時にはロック機構５によって相対回転位相を中間ロック位相に拘束する制御を行う。

ポンプ１０３は、クランクシャフトの回転駆動力が伝達されることにより駆動する機械式の油圧ポンプ１０３であって、「作動流体」の一例であるエンジンオイルを吐出可能である。ポンプ１０３は、図１に示すごとく、オイルパン１０４に貯留されたエンジンオイルを吸入し、オイルフィルタを介して下流側へ吐出する。吐出されたエンジンオイルは、後述する流体圧室４と、メインギャラリ１０５とに供給される。流体圧室４行きのエンジンオイルは、途中で分岐されて、ＯＣＶ８を介して流体圧室４に供給されると共に、ＯＳＶ９を介してロック機構５に供給される。流体圧室４及びロック機構５から排出されたエンジンオイルはオイルパン１０４に戻される。弁開閉時期制御装置から漏洩したエンジンオイル、及び、メインギャラリ１０５からの戻り油もカバー類を伝ってオイルパン１０４に回収される。

ポンプ１０３とＯＣＶ８及びＯＳＶ９との間には、昇圧機構７が備えられている。ポンプ１０３から吐出されたエンジンオイルは、昇圧機構７を介してメインギャラリ１０５とＯＣＶ８及びＯＳＶ９とに供給される。昇圧機構７を作動させると、メインギャラリ１０５への流路面積が絞られ、ＯＣＶ８及びＯＳＶ９への作動流体圧を昇圧させることが可能である。

ＯＣＶ８、ＯＳＶ９、昇圧機構７は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）６によって制御される。また、作動流体の各流路はエンジンのシリンダケース等に形成してある。

〔ハウジング及び内部ロータ〕
内部ロータ２は、図１に示すごとく、カムシャフト１０１の先端部に組付けられている。ハウジング１は、カムシャフト１０１が接続される側とは反対側のフロントプレート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、カムシャフトが接続される側のリアプレート１３と、を備えている。外部ロータ１２を内部ロータ２に外装し、フロントプレート１１とリアプレート１３とで挟み込み、フロントプレート１１と外部ロータ１２とリアプレート１３とをボルトによって締結してある。

クランクシャフトが回転駆動すると、動力伝達部材１０２を介してタイミングスプロケット１５にその回転駆動力が伝達され、カムシャフト１０１の回転軸芯Ｘに沿って、ハウジング１が図２に示す回転方向Ｓに回転駆動する。ハウジング１の回転駆動に伴い、内部ロータ２が回転軸芯Ｘに沿って回転方向Ｓに回転駆動してカムシャフト１０１が回転し、カムシャフト１０１に設けられたカムがエンジンの吸気弁を押し下げて開弁させる。

図２に示すごとく、外部ロータ１２には径内方向に突出する突出部１４を回転方向Ｓに沿って互いに離間させて三箇所形成してある。突出部１４と内部ロータ２の外周部２１とによって三箇所の流体圧室４を形成してある。図２に示すごとく、流体圧室４内に位置するよう、内部ロータ２に径外方向に突出する「仕切部」としての突出部２２を回転方向Ｓに沿って互いに離間させて三箇所形成してある。流体圧室４は、突出部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。

図１，図２に示すごとく、各進角室４１に連通する進角通路４３を内部ロータ２及びカムシャフト１０１に形成してある。また、各遅角室４２に連通する遅角通路４４を内部ロータ２及びカムシャフト１０１に形成してある。

図１に示すごとく、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を設けてある。トーションスプリング３は、カムトルク変動に基づく遅角方向への平均変位力に抗するよう、内部ロータ２を進角側に付勢している。これにより、円滑かつ迅速に、相対回転位相を後述する進角方向Ｓ１へ変位させることが可能である。

〔ロック機構〕
ロック機構５は、図２に示すごとく、プレート状の二つのロック部材５４と、ロック溝５２と、ロック通路５１と、を備えている。ロック溝５２は、内部ロータ２の外周部２１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。ロック部材５４は、突出部１４に形成された収容部５３に配設され、ロック溝５２に対して径方向に出退可能である。ロック部材５４は径方向内側、即ち、ロック溝５２の側にスプリング５５によって常時付勢されている。ロック通路５１はロック溝５２とＯＳＶ９とを接続している。ＯＳＶ９はスプール７１式の電磁制御型であり、ＯＳＶ９が非給電状態（ＯＦＦ）となると、ポンプ１０３から吐出されたエンジンオイルがロック通路５１を介してロック溝５２に供給され、ＯＳＶ９が給電状態（ＯＮ）となると、ロック溝５２のエンジンオイルがオイルパン１０４に排出される。

ロック溝５２からエンジンオイルが排出されると、各ロック部材５４はロック溝５２に突出可能である。図３に示すごとく、両方のロック部材５４が共にロック溝５２に突入すると、ロック溝５２の周方向の両端に各ロック部材５４が係止し、内部ロータ２のハウジング１に対する相対回転移動が拘束されて、相対回転位相が所定位相としての中間ロック位相に拘束される。ロック溝５２にエンジンオイルが供給されると、両方のロック部材５４がロック溝５２から引退して相対回転位相の拘束が解除され、図２または図４に示すごとく、内部ロータ２は相対回転移動自在となる。以下、ロック機構５が相対回転位相を所定位相に拘束している状態を「ロック状態」と称し、ロック状態が解除された状態を「ロック解除状態」と称する。また、ＯＳＶ９を給電状態（ＯＮ）にして、ロック状態とする制御を「ロック制御」と称する。

〔ＯＣＶ〕
ＯＣＶ８は、スプール７１式の電磁制御型であって、進角通路４３及び遅角通路４４に対するエンジンオイルの供給、排出、及び供給量保持の制御が可能である。ＯＣＶ８は、スプール７１式に構成され、ＥＣＵ６による給電量の制御に基づいて動作する。ＯＣＶ８によって、進角通路４３へのエンジンオイル供給／遅角通路４４からのエンジンオイル排出、進角通路４３からのエンジンオイル排出／遅角通路４４へのエンジンオイル供給、進角通路４３及び遅角通路４４へのエンジンオイル給排遮断、といった制御が可能である。進角通路４３へのエンジンオイル供給／遅角通路４４からのエンジンオイル排出を行う制御が「進角制御」である。進角制御を行うと、突出部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。進角通路４３からのエンジンオイル排出／遅角通路４４へのエンジンオイル供給を行う制御が「遅角制御」である。遅角制御を行うと、突出部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。進角通路４３及び遅角通路４４へのエンジンオイルの給排を遮断する制御を行うと、相対回転位相を任意の位相に保持できる。

なお、ＯＣＶ８に給電（ＯＮ）すると遅角制御が可能な状態となり、ＯＣＶ８への給電を停止（ＯＦＦ）すると進角制御が可能な状態となるよう設定してある。また、ＯＣＶ８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、エンジンオイルの給排量の微調節が可能である。

このように、ＯＣＶ８を制御することによって、進角室４１及び遅角室４２に対してエンジンオイルを供給、排出、または給排量保持し、突出部２２にそのエンジンオイルのオイル圧を作用させる。このようにして、相対回転位相を進角方向または遅角方向へ変位させ、或いは、任意の位相に保持する。
〔位相設定機構・監視機構〕
ＥＣＵ６にはエンジンの駆動に関する情報が集められ、ＥＣＵ６はこれらの情報に基づき各部を制御する。ＥＣＵ６のメモリ内には、エンジンの運転状態に応じた最適な位相の制御情報が記憶されている。ＥＣＵ６は、監視機構を含む各種センサからの運転状態情報と、記憶されている制御情報とから、最適な位相を判断してＯＣＶ８、ＯＳＶ９を制御し、相対回転位相をその最適な位相に変位させる。

なお、ＥＣＵ６によって、クランクシャフトの回転角を検出する不図示のクランクポジションセンサと、カムシャフト１０１の回転角を検知する不図示のカムシャフトポジションセンサと、の検知結果から、相対回転位相が何れの位相にあるかが常時演算される。

本願発明において、ＥＣＵ６は、監視機構がエンジンストールを招来する可能性がある信号を検知したとき、エンジンストール後のエンジン再始動に備えて、相対回転位相を中間ロック位相に拘束する制御を行う。同時に、ＥＣＵ６は、昇圧機構７を作動させてポンプ１０３吐出圧を高め、相対回転位相の変位をアシストする。即ち、ＥＣＵ６が、本願発明に係る「位相設定手段」に相当し、昇圧機構７はＥＣＵ６の制御管轄下にある。以下、この制御を「中間ロック位相設定制御」と称する。

エンジンは燃料を燃焼させることにより駆動するところ、点火プラグや点火コイルが故障による失火、ドライバビリティ不良による失火、制御系異常による失火等によりエンジンストールする可能性がある。これらの情報はＥＣＵ６によって集中管理されている。また、エンジンは、インジェクタ（燃料噴射装置）、フューエルポンプを備えており、これらが故障すると燃料切れを起し、エンジンストールする可能性がある。当然、燃料自体が無くなってもエンジンストールする。これらの情報もＥＣＵ６によって集中管理されている。これらの失火、燃料切れの情報は各種センサ等によって常時監視されており、各種センサ等とＥＣＵ６との間にはこれらの情報を取得する信号系が形成されている。

本実施形態に係る自動車はＡＢＳを備えており、低摩擦路における急ブレーキによってスリップが生じると、ＡＢＳが起動してスリップが軽減される。ＥＣＵ６には、ＡＢＳの起動情報が伝達される。

ＥＣＵ６は、エンジン構成部品の故障を含む失火の信号、または、燃料切れの信号を各種センサ等から取得した場合、ＡＢＳの起動信号を取得した場合に、エンジンストールの可能性があるとして中間ロック位相設定制御を行う。即ち、各種センサや、ＡＢＳの起動信号を取得するＥＣＵ６の一部が、本発明に係る「監視機構」に相当する。

〔昇圧機構〕
昇圧機構７の構成について、図１及び図５に基づいて説明する。図５において、（ａ）は昇圧機構７が非作動のときの状態を示し、（ｂ）は昇圧機構７が作動し、かつ、エンジン回転数が低いときの状態を示し、（ｃ）は昇圧機構７が作動し、かつ、エンジン回転数が高いときの状態を示す。なお、便宜上、図５における紙面上方向を「上」とし、紙面下方向を「下」として説明する。

昇圧機構７は、シリンダケース等に形成されたハウジング１に、カップ状のスプール７１と、スプール７１に内装される有底円筒状のリテーナ７２とを備えている。リテーナ７２の底部分の外周部は鍔状に突出させてある。ハウジング１の内部空間は、上下方向に沿った形状であり、下側から上側への方向において二段階に縮径してある。スプール７１の外径は、ハウジング１の中間部分の内径に対応させてあり、リテーナ７２の鍔部分の外径はハウジング１の下部分の内径に対応させてある。よって、スプール７１とリテーナ７２とはハウジング１の内部形状に沿って夫々摺動可能であると共に、スプール７１の上方向の移動は、図５（ｂ）に示すごとく、スプール７１の上面とハウジング１の上側の縮径部分との当接によって制限される。また、リテーナ７２の上方向への移動は、同（ｂ）及び同（ｃ）に示すごとく、リテーナ７２の鍔部分とハウジング１の下側の縮径部分との当接によって制限される。スプール７１とリテーナ７２との間にはスプリング７３が備えてあり、スプール７１とリテーナ７２とは互いに離間する方向に付勢されている。

ハウジング１の上部分には、ポンプ１０３から吐出されたエンジンオイルが流入する流入口７４と、ＯＣＶ８及びＯＳＶ９に連通するＯＣＶ・ＯＳＶ連通口７５と、メインギャラリ１０５に連通するメインギャラリ連通口７６と、が形成されている。さらに、ハウジング１の下部分には、流入口７４よりも上流側のエンジンオイルが流入可能な作動用供給口７７が形成されている。メインギャラリ連通口７６はハウジング１の上部分と中間部分とに亘っており、ハウジング１の上側部分でその断面積は縮小してある。スプール７１が上側へ移動するに従って、メインギャラリ連通口７６の断面積は絞られ、スプール７１が最も上昇したとき、メインギャラリ連通口７６の断面積は最小となる。

また、スプール７１の上面部分には、供給口の側とリテーナ７２の側とに貫通する貫通孔が形成してあり、供給口から流入したエンジンオイルはスプール７１とリテーナ７２とで形成される空間に流入可能である。

昇圧機構７は、ポンプ１０３と作動用供給口７７との間に昇圧用ＯＳＶ７９を備えている。昇圧用ＯＳＶ７９が給電状態（ＯＮ）のときは、作動用供給口７７へエンジンオイルが流入する。作動用供給口７７からのエンジンオイルのオイル圧による上向きの力がリテーナ７２に作用することにより、図５（ｂ）または（ｃ）に示すごとく、リテーナ７２は上側へ移動する。エンジンの回転数が低く、ポンプ１０３の吐出圧が低いときは、同（ｂ）のごとく、スプリング７３の付勢力により、スプール７１はリテーナ７２から離間し、最も上昇した状態となる。即ち、メインギャラリ連通口７６の断面積は最小となって、ＯＣＶ・ＯＳＶ連通口７５へのオイル量が増加して、ＯＣＶ８及びＯＳＶ９へのオイル圧が昇圧する。エンジンの回転数が高く、ポンプ１０３の吐出圧が高いときは、同（ｃ）のごとく、供給口からのエンジンオイルのオイル圧により、スプール７１はリテーナ７２に近接する。即ち、メインギャラリ連通口７６が開放され、ＯＣＶ８及びＯＳＶ９に対しても、メインギャラリ１０５に対しても、等しいオイル圧でエンジンオイルが供給される。

昇圧用ＯＳＶ７９が非給電状態（ＯＦＦ）のときは、作動用供給口７７からエンジンオイルが排出される。よって、スプール７１及びリテーナ７２は共に下側へ移動し、メインギャラリ連通口７６が全開放され、ＯＣＶ８及びＯＳＶ９に対しても、メインギャラリ１０５に対しても、等しいオイル圧でエンジンオイルが供給される。

このように、昇圧機構７によってメインギャラリ１０５のオイル圧に優先してＯＣＶ８及びＯＳＶ９へのオイル圧を昇圧させることができるため、例えば、エンジンの回転数が低く、ポンプ１０３の吐出圧が低いときでも、相対回転位相を適切に変位させることができる。

なお、図５に示すごとく、ハウジングには、呼吸口７８が設けてあり、リテーナ７２の外周とハウジングの内周面との間にリークしたオイルは排出される。よって、スプール７１とリテーナ７２との相対移動が阻害されることはない。

〔中間ロック位相設定制御〕
ＥＣＵ６の制御による弁開閉時期制御装置の動作を図６乃至図８に基づいて説明する。図６に示すごとく、ＥＣＵ６は、常時、運転状態情報を読み込んでいる（＃１）。運転状態情報とは、上述した各種センサ等からの情報である。（＃２）。何も無ければ、新たな運転状態情報を読み込む（＃１）。運転状態情報から、部品の故障があったか、燃料切れがあったか、ＡＢＳが起動したか、を読み取られると、エンジンストールを招来する可能性があるため、中間ロック位相設定制御を行う（＃３）。中間ロック位相設定制御により、相対回転位相を中間ロック位相に拘束する。よって、結果的にエンジンストールが生じた場合は、中間ロック位相の状態でエンジンを適切に再始動可能である。図示はしないが、結果的にエンジンストールが生じなかった場合は、故障の原因となった部品が交換される、燃料が補給される、ＡＢＳの作動が停止する等するまで、相対回転位相が中間ロック位相にある状態で運転が続けられることとなる。

中間ロック位相設定制御について詳述する。ＥＣＵ６は、エンジンストールが招来する可能性がある信号を取得すると、現在の相対回転位相を演算できるかを判定する（＃１１）。クランクシャフトポジションセンサ等が故障している等して、現在の相対回転位相が演算できないと判定した場合は、何も行わずに中間ロック位相設定制御を終了する。現在の相対回転位相を演算できる場合はその演算を行い（＃１２）、現在の相対回転位相が、中間ロック位相よりも遅角側である（図２の状態）か、中間ロック位相である（図３にてロック解除状態となっているときの状態）か、中間ロック位相よりも進角側である（図４の状態）か、を判定する（＃１３）。

現在の相対回転位相が、中間ロック位相よりも遅角側であると判定したとき、ＥＣＵ６は、ＯＣＶ８：進角制御（Ｄｕｔｙ比０％）、ＯＳＶ９：ロック制御（ＯＮ）、昇圧機構７：作動（昇圧ＯＳＶ７９：ＯＮ）の制御を行う（＃１４）。これにより、相対回転位相は進角側へ迅速かつ確実に変位し、中間ロック位相となったときにロック状態となる。即ち、図２に示す状態から図３に示す状態となる。例えば、相対回転位相が中間ロック位相よりも遅角側の状態で、インジェクタが故障したときの各部の動作状況を図８に示す。中間ロック位相設定制御は上述した通りであり、最終的に、エンジンが停止したと判定されると、ＯＳＶ９と昇圧ＯＳＶ７９とは非給電状態（ＯＦＦ）となる。

現在の相対回転位相が、中間ロック位相であると判定したとき、ＥＣＵ６は、ＯＣＶ８：ロック位相保持のフィードバック制御、ＯＳＶ９：ロック制御（ＯＮ）の制御を行う（＃１５）。これにより、相対回転位相はそのまま中間ロック位相に拘束される。即ち、図３にてロック解除状態となっているときの状態から、図３に示す状態となる。

現在の相対回転位相が、中間ロック位相よりも進角側であると判定したとき、ＥＣＵ６は、ＯＣＶ８：遅角制御（Ｄｕｔｙ比１００％）、ＯＳＶ９：ロック制御（ＯＮ）、昇圧機構７：作動（昇圧ＯＳＶ７９：ＯＮ）とする（＃１６）。これにより、相対回転位相は遅角側へ迅速かつ確実に変位し、中間ロック位相となったときにロック状態となる。即ち、図４に示す状態から図３に示す状態となる。

以上のように、相対回転位相が何れの位相にある状態であっても、エンジンストールが招来する可能性があれば、迅速に中間ロック位相設定制御が行われ、結果的にエンジンストールが生じても、エンジンの再始動を適切に行える。

〔別実施形態〕
（１）上述の実施形態では、昇圧機構７としてスプール７１、リテーナ７２等を備えた例を示したが、本実施形態では、昇圧機構７として、ポンプ１０３とは別の電動ポンプ１０６を備えた例を図９に基づいて説明する。昇圧機構７に係る構成以外は上述の実施形態と略同じであるため、その他の構成については説明しない。なお、図９において、上述の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付してある。昇圧機構７としての電動ポンプ１０６は、モータ１０７によって駆動されるものであって、ポンプ１０３とＯＣＶ８及びＯＳＶ９との間に配設されている。ＥＣＵ６がエンジンストールの可能性がある信号を監視機構から取得すると、モータ１０７に給電し、電動ポンプ１０６は駆動する。これにより、ポンプ１０３の吐出圧がアシストされ、ＯＣＶ８及びＯＳＶ９へのオイル圧は昇圧される。本実施形態において、メインギャラリ１０５へのエンジンオイルはポンプ１０３と電動ポンプ１０６との間から分岐されており、そのオイル圧は電動ポンプ１０６の作動によってあまり影響を受けない。

（２）上述の実施形態においては、エンジンの構成部品の故障を示す信号、燃料切れを示す信号、ＡＢＳの起動信号を監視したが、これに限られるものではなく、エンジンストールを招来する可能性がある信号であれば他の信号等であっても良い。

（３）上述の実施形態においては、昇圧機構７を備えたが、昇圧機構は備えていなくても良い。

（４）上述の実施形態では、内部ロータ２を進角側に付勢するトーションスプリング３を備えたが、これに限られるものではない。例えば、内部ロータを遅角側に付勢するトーションスプリングを備えても、トーションスプリング３を備えていなくても良い。

（５）上述の実施形態において、吸気弁側の弁開閉時期制御装置についてのみ述べたが、併せて排気弁側の弁開閉時期制御装置を備えてあっても良い。排気弁側の弁開閉時期制御装置を備えた場合において、さらに、吸気弁側の弁開閉時期制御装置だけでなく、排気弁側の弁開閉時期制御装置にも本発明を適用しても良い。

（６）上述の実施形態においては、ポンプ１０３は、クランクシャフトの回転駆動力が伝達されることにより駆動する機械式の油圧ポンプ１０３であったが、これに限られるものではない。例えば、電動式のポンプであっても良い。

（７）上述の実施形態においては、アトキンソン領域を使用する例を示したが、これに限られるものではない。例えば、アトキンソン領域を使用せずに、中間ロック位相をエンジン始動に好適な位相に設定しても良い。

本発明は、アトキンソン領域を使用する弁開閉時期制御装置に適用可能である。

１：ハウジング（駆動側回転部材）
２：内部ロータ（従動側回転部材）
４：流体圧室
５：ロック機構
６：ＥＣＵ（位相設定機構）
７：昇圧機構
８：ＯＣＶ（流体制御弁機構）
２２：突出部（仕切部）
４１：進角室
４２：遅角室
１０１：カムシャフト
１０３：ポンプ

Claims (7)

1. 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とで形成され、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部によって遅角室と進角室とに仕切られた流体圧室と、
   前記内燃機関の回転によって駆動されるポンプから吐出された作動流体の前記流体圧室への供給及び前記流体圧室からの排出を制御する流体制御弁機構と、
   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、最遅角位相の側の前記内燃機関の始動に適さない位相範囲よりも進角側に設定された所定位相に拘束可能なロック機構と、
   前記内燃機関の運転状態を監視する監視機構と、
   前記監視機構が、前記内燃機関の制御範囲を超えた回転数の低下を招来する可能性がある信号を検知したとき、前記相対回転位相が前記所定位相となるよう、前記流体制御弁機構を制御する位相設定機構と、を備えた弁開閉時期制御装置。
2. 前記信号が、前記内燃機関の構成部品の故障を示す信号である請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
3. 前記信号が、燃料切れを示す信号である請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
4. 前記信号が、アンチロック・ブレーキング・システム起動信号である請求項１に記載の弁開閉時期制御装置。
5. 前記位相設定機構が、前記作動流体の流体圧を昇圧させる昇圧機構を備えた請求項１から４の何れか一項に記載の弁開閉時期制御装置。
6. 内燃機関のクランクシャフトに対して同期回転する駆動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材に対して同軸上に配置され、前記内燃機関の弁開閉用のカムシャフトに同期回転する従動側回転部材と、
   前記駆動側回転部材と前記従動側回転部材とで形成され、前記駆動側回転部材及び前記従動側回転部材の少なくとも一方に設けられた仕切部によって遅角室と進角室とに仕切られた流体圧室と、
   ポンプから吐出された作動流体の前記流体圧室への供給及び前記流体圧室からの排出を制御する流体制御弁機構と、
   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、最遅角位相と最進角位相との間の所定位相に拘束可能なロック機構と、
   前記内燃機関の運転状態を監視する監視機構と、
   前記監視機構が、前記内燃機関の回転数の低下を招来する可能性がある信号を検知したとき、前記相対回転位相が前記所定位相となるよう、前記流体制御弁機構を制御する位相設定機構と、を備えた弁開閉時期制御装置。
7. 前記監視機構が、前記内燃機関の制御範囲を超えた回転数の低下を招来する可能性がある信号を検知したとき、位相設定機構は、前記相対回転位相が前記所定位相となるよう、前記流体制御弁機構を制御する請求項６に記載の弁開閉時期制御装置。

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