JP3826668B2 - 内燃機関のバルブタイミング調整装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバルブタイミング調整装置に関し、詳しくは、クランクシャフトの下死点以降の回転角で内燃機関の吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の内燃機関のバルブタイミング調整装置としては、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更して内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更するものが提案されている（特開平８−１２１１２２号公報など）。この装置は、クランクシャフトと同期して回転するハウジングと、カムシャフトに結合されハウジングに対して相対的に回転可能なベーンと、油の流入によってその体積を広げてベーンのクランクシャフトに対する回転位相を進角させる進角室と、油の流入によってその体積を広げてベーンのクランクシャフトに対する回転位相を遅角させる遅角室とを備え、進角室と遅角室への油の流入を制御することにより、吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を可変とし、これによって吸気バルブの開閉タイミングを変更できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたバルブタイミング調整装置では、内燃機関の始動が適切に行えない場合を生じるといった問題があった。一般に、内燃機関の吸気バルブの閉タイミングは、吸気の慣性を利用して混合気をできるだけ多くシリンダ内に充填するために、吸気行程におけるクランクシャフトの下死点以降の回転角（例えば、４５度など）としているが、吸気バルブの開閉タイミングを調整する装置では、内燃機関の運転を停止したときの開閉タイミングによって内燃機関を始動することになるから、始動に適切なタイミングとならない場合が生じる。例えば、吸気バルブの閉タイミングが遅い状態で冷えた内燃機関を始動すると、始動時の圧縮圧力が不足して始動が困難な場合を生じたり、吸気バルブの閉タイミングが早い状態で暖まった内燃機関を始動すると、圧縮圧力が高くなりすぎて始動時の振動が大きくなる場合を生じる。こうした問題は、内燃機関の吸気バルブの閉タイミングを、ノッキングの減少や振動の減少，燃費の向上を図るために遅角側で行なうようにした内燃機関では顕著に現われる。
【０００４】
こうした問題に対して、内燃機関の始動時に吸気バルブの閉タイミングを変更することも考えられるが、進角室や遅角室への油圧を発生させるポンプの駆動力を内燃機関の駆動力から得るものでは内燃機関の始動時に油圧を発生することができない。
【０００５】
本発明の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の始動時に吸気バルブの閉タイミングを適切なタイミングとすることを目的の一つとする。また、こうした目的を簡易な構成で達成することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の第１および第２の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、
内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で前記吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトを回転駆動する電動機と、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を固定して、前記吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に固定可能なタイミング固定手段と、
前記内燃機関の温度を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記状態検出手段により検出された該内燃機関の温度が所定温度以下の場合には、前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角に設定するタイミング設定手段と、
前記タイミング設定手段による設定に基づいて、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度逆回転させることにより、前記タイミング固定手段によって前記クランクシャフトの回転角に対する前記吸気バルブの位相を前記進角側の所定角に固定する進角制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の始動要求がなされたとき、タイミング設定手段が、状態検出手段により検出された内燃機関の温度が所定温度以下の状態のときには、吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に設定する。タイミング制御手段は、この設定された閉タイミングで内燃機関が始動されるように、電動機によりクランクシャフトを所定の角度逆回転させて、クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を、上記進角側の所定角に固定する。したがって、内燃機関の駆動力が得られない内燃機関の始動前であっても、吸気バルブの閉タイミングを変更することができる。
【０００９】
ここで、「内燃機関の状態」には、内燃機関の温度や内燃機関の停止時からの経過時間などが含まれる。したがって、例えば、状態検出手段を内燃機関の温度を検出する手段とし、内燃機関の温度が所定温度未満であるか否かに基づいて吸気バルブの閉タイミングを設定したり、あるいは、状態検出手段を内燃機関の停止時からの経過時間を検出する手段とし、内燃機関の停止時からの経過時間が所定時間以上である否かに基づいて吸気バルブの閉タイミングを設定するものなども含まれる。
【００１０】
こうした本発明の第１の内燃機関のバルブタイミング調整装置によれば、内燃機関の温度が所定温度以下のときには、電動機を用いて、吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に固定するから、吸気バルブの閉タイミングを、内燃機関の温度から必要とされる進角側の所定角として、内燃機関を始動することができる。この結果、始動時の圧縮圧力が不足して始動が困難となるといった不都合を回避することができる。
【００１１】
これら変形例を含めて本発明の第１の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の前記温度が所定の温度以下でないときには、前記吸気バルブの閉タイミングを遅角側の所定角とする手段を設けることもできる。この態様のバルブタイミング調整装置では、前記クランクシャフトの回転角との位相を前記遅角側に所定角に固定する遅角固定手段を備え、内燃機関の温度に基づいて、遅角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を前記遅角側の所定角に固定する構成とすることもできる。
【００１２】
また、本発明の第２の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、
内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で前記吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を進角側の所定角に固定する進角固定手段および前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を遅角側の所定角に固定する遅角固定手段を有し、前記吸気バルブの閉タイミングを、該進角側の所定値および該遅角側の固定角のいずれかまたは両固定角間に変更可能なタイミング変更手段と、
前記内燃機関の温度を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記状態検出手段により検出された該内燃機関の前記温度に基づいて前記吸気バルブの閉タイミングを設定するタイミング設定手段と、
該設定された閉タイミングで前記内燃機関が始動されるよう前記タイミング変更手段を制御するタイミング制御手段と
前記内燃機関の停止要求がなされたとき、該内燃機関が停止したときの前記吸気バルブの閉タイミングが前記進角側の所定角と前記遅角側の所定角との間のタイミングとなるよう前記タイミング変更手段を制御する停止制御手段と
を備え、
前記タイミング設定手段は、前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の温度に基づいて前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角と前記遅角側の所定角のいずれかに設定する手段であり、
前記タイミング設定手段は、前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の温度が所定の温度以下のときには前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角となるタイミングに設定し、該内燃機関の温度が所定の温度以下でないときには前記吸気バルブの閉タイミングを前記遅角側の所定角となるタイミングに設定する手段であり、
前記タイミング制御手段は、前記タイミング設定手段による設定に基づいて前記進角固定手段と前記遅角固定手段のいずれかにより前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する手段であること
を要旨としている。
【００１３】
かかるバルブタイミング調整装置では、吸気バルブの閉タイミングを、進角側の所定角および遅角側の所定角のいずれかまたは両固定角の間に変更可能であり、内燃機関の停止要求がなされたときには、吸気バルブの閉タイミングを両固定角の間のタイミングに制御する。その上で、内燃機関の始動要求がなされたときには、内燃機関の温度が所定の温度以下のときには、吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に固定し、内燃機関の温度が所定温度以下でないときには、遅角側の所定角に固定する。このため、適正な吸気バルブの閉タイミングで内燃機関を始動することができ、始動時の圧縮圧力が不足して始動が困難となったり、圧縮圧力が高くなりすぎて始動時の振動が大きくなるといった不都合を回避することができる。
【００１４】
この態様のバルブタイミング調整装置では、
前記クランクシャフトを回転駆動する電動機を備え、
前記タイミング制御手段は、
前記タイミング設定手段により前記吸気バルブの閉タイミングが前記進角側の所定角に設定されたときには、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度逆回転させて前記進角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する進角制御手段と、
前記タイミング設定手段により前記吸気バルブの閉タイミングが前記遅角側の所定角に設定されたときには、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度正回転させて前記遅角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する遅角制御手段とを備える
ものとすることもできる。
【００１５】
こうすれば、油圧を発生させるポンプの駆動力を内燃機関の駆動力から得るものであっても、内燃機関の状態に応じてクランクシャフトを正逆に所定の角度回転させることにより吸気バルブの閉タイミングを調整することができる。
【００１６】
進角制御手段を備える本発明の第１、第２の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記タイミング変更手段は、圧力流体が出入りする出入弁を有し該圧力流体が流入することにより前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を遅角させる遅角室を備え、前記進角制御手段は、前記クランクシャフトを逆回転させる際に前記出入弁が開弁するよう前記タイミング変更手段を制御する開弁制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、開弁されることによって遅角室の圧力流体が流出するから、クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を容易に進角側に変更することができる。
【００１７】
本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、
内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で内燃機関の吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を変更することにより前記吸気バルブの閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記内燃機関の停止要求がなされたとき、該停止要求の要因に基づいて、該内燃機関の停止から次の始動までの経過時間が所定時間以上になると判断した場合は、次の始動時に該内燃機関は所定の状態にあると予測する状態予測手段と、
該予測に基づき、前記内燃機関の次の始動に備えて、前記吸気バルブの閉タイミングを設定するタイミング設定手段と、
該予測に基づき、前記内燃機関の次の始動に備えて、前記吸気バルブの閉タイミングを設定するタイミング設定手段と、
該設定された閉タイミングで前記内燃機関が停止するよう前記タイミング変更手段を制御するタイミング制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１８】
この本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の停止要求がなされたときに、状態予測手段が、この停止要求の要因に基づいて、内燃機関の停止から次の始動までの経過時間が所定時間以上になるかの判断を行ない、経過時間が所定時間以上と判断したとき、次の始動時に内燃機関は所定の状態にあると予測し、タイミング設定手段が、この予測された状態に基づき、内燃機関の次の始動時に備えて、吸気バルブの閉タイミングを設定する。タイミング制御手段は、この設定された閉タイミングで内燃機関が停止するようクランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を変更することにより吸気バルブの閉タイミングを変更するタイミング変更手段を制御する。なお、停止要求の要因としては、運転者による車両停止時の内燃機関の停止か、車両制御上の養成による内燃機関の自動停止か、などの区別を設けることができる。
【００１９】
こうした本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置によれば、予測された内燃機関の状態に基づき、内燃機関の次の始動に備えて、吸気バルブの閉タイミングを設定し、内燃機関がその閉タイミングで停止するから、次の内燃機関の始動を、より適正な吸気バルブの閉タイミングで行なうことができる。この結果、始動時の圧縮圧力が不足して始動が困難となったり、圧縮圧力が高くなりすぎて始動時の振動が大きくなるといった不都合を回避することができる。
【００２０】
この本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記タイミング設定手段は、前記状態予測手段により内燃機関の温度が所定温度以下であると予測されたときには、前記吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角となるタイミングに設定する手段であるものとすることもできる。この態様のバルブタイミング調整装置では、前記タイミング変更手段は、前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を前記進角側の所定角に固定する進角固定手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記タイミング設定手段による設定に基づいて前記進角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が前記所定角に固定されるよう制御する手段であるものとすることもできる。
【００２１】
これら変形例を含めて本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記タイミング設定手段は、前記状態予測手段により予測された前記内燃機関の温度が所定温度以下でないときには、前記吸気バルブの閉タイミングを遅角側の所定角となるタイミングに設定する手段であるものとすることもできる。この態様のバルブタイミング調整装置では、前記タイミング変更手段は、前記クランクシャフトの回転角との位相を前記遅角側に所定角に固定する遅角固定手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記タイミング設定手段による設定に基づいて前記遅角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が前記遅角側の所定角に固定されるよう制御する手段であるものとすることもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は本発明の一実施例であるバルブタイミング調整装置１０の構成の概略を示す構成図、図２および図３は図１のバルブタイミング調整装置１０のＡ−Ａ線断面図、図４は吸気側カムシャフト１２と排気側カムシャフト２３の構成を例示する構成図、図５は実施例のバルブタイミング調整装置１０により吸気バルブのタイミングが調整されるエンジン６０を搭載する車両１００の概略構成図である。
【００２３】
まず、図５を用いて車両１００の構成について簡単に説明する。図示するように、車両１００は、エンジン６０と、エンジン６０から出力される動力により発電すると共にエンジン６０を始動する際のセルモータとして駆動可能な発電用モータ６９と、駆動輪１７４，１７６にディファレンシャルギヤ１７２を介して結合された駆動軸１７０を駆動する駆動用モータ１５０と、発電用モータ６９を駆動する発電用モータ駆動回路１４２と、駆動用モータ１５０を駆動する駆動用モータ駆動回路１５２と、発電用モータ駆動回路１４２を介して発電用モータ６９と電力の授受を行なうと共に駆動用モータ１５０を介して駆動用モータ１５０と電力の授受を行なうバッテリ１６０と、エンジン６０および両モータ６９，１５０を駆動制御すると共にバルブタイミング調整装置１０を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１７とを備える、いわゆるハイブリッド型の電気自動車である。ここで、実施例のバルブタイミング調整装置１０は、エンジン６０に組み込まれた後述する位相変更機構１１やＥＣＵ１７などにより構成される。
【００２４】
ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ（図示せず）を中心としたマイクロコンピュータであり、制御プログラムを記憶したＲＯＭやワーク用のＲＡＭ，入出力ポートなどを備える。ＥＣＵ１７の入力ポートには、図１および図５に示すように、エンジン６０の運転状態や発電用モータ６９および駆動用モータ１５０の運転状態等を示す種々のセンサやこれらを運転するのに必要なセンサが接続されている。例えば、エンジン６０の運転状態を検出するセンサとしては、エンジン６０の負荷を検出する吸気圧センサ８０、図示しないディストリビュータに設けられクランクシャフト６８の回転数と回転角度を検出する回転数センサ８１およびクランク角センサ８２、後述する吸気側カムシャフト１２の回転角度を検出するカム角センサ８３、エンジン６０の水温を検出する水温センサ８４など、また、発電用モータ６９および駆動用モータ１５０の運転状態を検出するセンサとしては、発電用モータ駆動回路１４２を介して発電用モータ６９に流される三相の電流を検出する電流計１４４や駆動用モータ駆動回路１５２を介して駆動用モータ１５０に流される三相の電流を検出する電流計１５４などである。このほか、ＥＣＵ１７には、例えば、イグニッションキーの状態を検出するイグニッションスイッチ８５や時間を計測するタイマ８６、アクセルペダル１６３の踏込量を検出するアクセルペダルポジションセンサ１６４、ブレーキペダル１６５の踏込量を検出するブレーキペダルポジションセンサ１６６、バッテリ１６０の残容量ＢＲＭを検出する残容量計１６２、図示しないスロットルバルブの開度（ポジション）を検出するスロットルバルブポジションセンサなども接続されているが、その他のセンサ，スイッチなどの図示は省略した。また、ＥＣＵ１７の出力ポートには、発電用モータ駆動回路１４２や駆動用モータ駆動回路１５２、図示しないイグナイタや燃料噴射弁やスロットルバルブアクチュエータ、後述するオイルコントロールバルブ１６の電磁ソレノイド７８等が接続されている。
【００２５】
こうして構成された車両１００では、ＥＣＵ１７は、アクセルペダルポジションセンサ１６４やブレーキペダルポジションセンサ１６６により検出されたアクセルペダル１６３やブレーキペダル１６５の踏込量に応じたトルクを駆動用モータ１５０から出力するよう駆動用モータ駆動回路１５２を制御すると共に、残容量計１６２により検出されるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭが所定範囲内となるようエンジン６０を間欠運転制御する。
【００２６】
次に、こうした車両１００に組み込まれる本発明の実施例としてのバルブタイミング調整装置１０について説明する。バルブタイミング調整装置１０は、図１に示すように、吸気側カムシャフト１２に取り付けられた位相変更機構１１と、エンジン６０の駆動力を動力源として位相変更機構１１へオイルを圧送するオイルポンプ１５と、オイルポンプ１５により圧送されるオイルの油路を変更するオイルコントロールバルブ１６と、ＥＣＵ１７とを備える。
【００２７】
吸気側カムシャフト１２は、エンジン６０のシリンダヘッド１８の上端面とベアリングキャップ１９により回転可能に軸支されており、その図１の右端側には、図４に示すように外周部に２つで１対をなす４対のカム２０が形成されている。各カム２０には、エンジン６０の気筒毎に設けられた吸気バルブ６２の上端部が当接されており、吸気側カムシャフト１２と共にカム２０が回転することにより吸気バルブ６２が開閉するようになっている。
【００２８】
吸気側カムシャフト１２のシリンダヘッド１８およびベアリングキャップ１９により軸支された部分より先端側（図１の左側）の部分には広径部２１が形成されており、この広径部２１の外周には、環状のドリブンギヤ２２が回転可能に被嵌されている。このドリブンギヤ２２の外周部には、複数の外歯２２ａが形成されており、この外歯２２ａは、図４に示すように、排気側カムシャフト２３に取り付けられたギヤ比が１：１のドライブギヤ２４の外歯２４ａに噛合されている。排気側カムシャフト２３には、吸気側カムシャフト１２と同様に、２つで１対をなす４対のカム２５が形成されており、各カム２５には、エンジン６０の気筒毎に設けられた排気バルブ６４の上端部が当接されている。この結果、排気側カムシャフト２３と共にカム２５が回転することにより排気バルブ６４が開閉駆動する。
【００２９】
このように噛合したドリブンギヤ２２とドライブギヤ２４は、図４に示すように、クランクシャフト６８の端部に取り付けられたクランクプーリ６８Ａにタイミングベルト２７によって掛装されている。クランクプーリ６８Ａとドリブンギヤ２２およびドライブギヤ２４とのギヤ比は１：２となっているから、クランクシャフト６８が２回転すると、ドリブンギヤ２２およびドライブギヤ２４が一回転するようになっている。
【００３０】
位相変更機構１１は、図１ないし図３に示すように、略中空円盤状のハウジング２８と、このハウジング２８内に回転自在に嵌挿されたベーン２９とを備えている。ハウジング２８は、ベーン２９を覆うカバー３８と共にボルト３０でドリブンギヤ２２に固定されており、カバー３８と共にドリブンギヤ２２と一体となって回転する。ハウジング２８の内部には、所定間隔を隔てた位置に吸気側カムシャフト１２の軸心に向けて突出した４つの突部３３が形成されており、この４つの突部３３と、ベーン２９の固定部３１に形成された略十字状の４つの受圧部３２とにより、４つの進角油圧室１３と４つの遅角油圧室１４とが形成されている。この進角油圧室１３と遅角油圧室１４とは、各受圧部３２の外周部形成された外周溝３５にシール部材３６が板ばね３７により外周面に付勢されるよう配設されることによりシールされている。ベーン２９は、その固定部３１の中心に設けられた中心孔４０に挿入された取付ボルト４１により吸気側カムシャフト１２に固定されると共に、図示しないノックピンにより吸気側カムシャフト１２と係合されており、吸気側カムシャフト１２と一体となって回転する。
【００３１】
ベーン２９は、ハウジング２８に回転自在に嵌挿されているから、ハウジング２８に対して図３の断面図の状態から図４の断面図の状態まで回転することができ、その回転角だけハウジング２８に対して回転位相をもつこととなる。この回転位相は、ハウジング２８がクランクシャフト６８に同期して回転することから、クランクシャフト６８に対するものということができる。したがって、ハウジング２８に対するベーン２９の位置、すなわち進角油圧室１３と遅角油圧室１４の大きさを調整することによりクランクシャフト６８に対する吸気側カムシャフト１２の回転位相を変更することができる。こうした回転位相の変更は、進角油圧室１３および遅角油圧室１４に連通する進角側油路Ｐ１と遅角側油路Ｐ２と介してオイルコントロールバルブ１６からオイルを供給することによって行なうことができる。
【００３２】
なお、実施例では、図６のバルブタイミングダイヤグラムに例示するように、吸気バルブ６２の閉タイミングがクランクシャフト６８の下死点から約９０度遅角させた位置を挟む範囲で調整できるようにカム２０とのタイミングがとってある。このように吸気バルブ６２の閉タイミングをクランクシャフト６８の下死点から大きく遅角させたのは、エンジン６０の出力トルクと回転数とを効率のよい運転ポイントで定常運転できるシリーズハイブリッド型の電気自動車にバルブタイミング調整装置１０を組み込んだからである。吸気バルブ６２の閉タイミングをこのように遅角させると、吸気バルブ６２は圧縮行程になってもまだ開いているから、エンジン６０の燃料室に一旦吸入された混合気の一部は吸気マニホールド側に排出されことになり、実際の圧縮行程を短くすることができる。このような膨張行程に比べて圧縮行程が短いいわゆるアトキンソンサイクルでは、圧縮圧が小さくなるからエンジン６０をノッキングや振動の少ないものとすることができると共に、サイクルの効率も高くなるからエンジン６０を燃費のよいものとすることができる。
【００３３】
ベーン２９の４つの受圧部３２のうち対角の位置にある２つには、吸気側カムシャフト１２の軸方向に段差部４２ａを有する貫通孔４２が形成されており、この貫通孔４２には有底円筒状のロックピン４３が嵌挿されている。このロックピン４３の内部にはスプリング４８が配設されており、ロックピン４３はドリブンギヤ２２側に付勢されるようになっている。図３におけるドリブンギヤ２２のベーン２９への当接面の図３中下部に位置するロックピン４３に対向する位置（図２中の下部に形成される遅角油圧室１４の略中央の位置）には、ロックピン４３を挿入可能な進角側係止穴４９Ａが形成されており、ロックピン４３を進角側係止穴４９Ａに嵌挿することによりベーン２９の回転位相を最進角側に固定できるようになっている。同様に、図２におけるドリブンギヤ２２のベーン２９への当接面の図２中上部に位置するロックピン４３に対向する位置（図３中の上部に形成される進角油圧室１３の略中央の位置）には、ロックピン４３を挿入可能な遅角側係止穴４９Ｂが形成されており、ロックピン４３を遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿することによりベーン２９の回転位相を最遅角側に固定できるようになっている。なお、上述したように、ロックピン４３はスプリング４８によりドリブンギヤ２２側に付勢されているから、ベーン２９を回転させてロックピン４３を進角側係止穴４９Ａか遅角側係止穴４９Ｂに整合させれば、ロックピン４３は進角側係止穴４９Ａか遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿することになり、ベーン２９の回転位相を最進角側か最遅角側に固定できる。
【００３４】
ロックピン４３の先端部には広径部４３ａが形成されており、貫通孔４２との間に環状の油圧室４４を形成している。図２中上部に位置するロックピン４３により形成される油圧室４４は連絡路４５Ａによって進角側油路Ｐ１と連通している。したがって、図２中上部に位置するロックピン４３が遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿した状態（ベーン２９が最遅角側に固定された状態）のときに、進角側油路Ｐ１を介してこのロックピン４３によって形成される油圧室４４にオイルを供給することにより、ロックピン４３の広径部４３ａに油圧が作用して、ロックピン４３が遅角側係止穴４９Ｂから抜け出し、ベーン２９の進角側への回転を可能とする。一方、図２中下部に位置するロックピン４３により形成される油圧室４４は連絡路４５Ｂによって遅角側油路Ｐ２と連通している。したがって、図２中下部に位置するロックピン４３が進角側係止穴４９Ａに嵌挿した状態（ベーン２９が最進角側に固定された状態）のときに、遅角側油路Ｐ２を介してこのロックピン４３によって形成される油圧室４４にオイルを供給することにより、ロックピン４３が進角側係止穴４９Ａから抜け出し、ベーン２９の遅角側への回転を可能とする。
【００３５】
オイルポンプ１５は、図１に示すように、エンジン６０の駆動力を駆動源として動作するポンプで、オイルパン５７に貯蔵されたオイルをオイルコントロールバルブ１６に圧送する。なお、オイルポンプ１５とオイルコントロールバルブ１６との間には、オイル中の異物を除去するオイルフィルタ５５が設けられている。
【００３６】
オイルコントロールバルブ１６は、図１に示すように、ケーシング７０と、ケーシング７０に嵌挿されたスプール７６と、スプール７６をその軸方向に駆動する電磁ソレノイド７８と、スプール７６を電磁ソレノイド７８側に付勢するスプリング７９とを備える。ケーシング７０には、進角側油路Ｐ１に接続された進角側ポート７１と、進角側油路Ｐ１から流れ込んだオイルをオイルパン５７に排出する進角側ドレンポート７２と、遅角側油路Ｐ２に接続された遅角側ポート７３と、遅角側油路Ｐ２から流れ込んだオイルをオイルパン５７に排出する遅角側ドレンポート７４と、オイルポンプ１５からオイルフィルタ５５を介して圧送されるオイルの流入口である流入ポート７５とが形成されている。
【００３７】
スプール７６には、進角側ポート７１と遅角側ポート７３とを同時に閉成可能な位置にそれぞれ弁体７７が形成されていると共に、進角側ドレンポート７２および遅角側ドレンポート７４が開成されるように両サイドの弁体７７が形成されている。したがって、スプール７６を図中右側に移動させて図１の状態とし、流入ポート７５と遅角側ポート７３とを連通する共に進角側ポート７１と進角側ドレンポート７２とを連通することにより、遅角側油路Ｐ２を介して遅角油圧室１４にオイルを供給すると共に進角側油路Ｐ１を介して進角油圧室１３からオイルを排出して、ベーン２９を遅角側に回転させることができる。逆に、スプール７６を図中左側に移動させて流入ポート７５と進角側ポート７１とを連通すると共に遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とを連通することにより、進角側油路Ｐ１を介して進角油圧室１３にオイルを供給すると共に遅角側油路Ｐ２を介して遅角油圧室１４からオイルを排出して、ベーン２９を進角側に回転させることができる。なお、このスプール７６は、電磁ソレノイド７８による図中左側への付勢力とスプリング７９による図中右側への付勢力とが釣り合う位置に静止するから、電磁ソレノイド７８へ印加する電圧をデューティ制御することによってその位置を制御することができる。
【００３８】
次に実施例のバルブタイミング調整装置１０によるエンジン６０の停止時および始動時の制御について図７に例示するエンジン停止時制御ルーチンと図８に例示するエンジン始動時停止ルーチンとに基づき説明する。
【００３９】
図７のエンジン停止時制御ルーチンは、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０の運転を停止する信号が出力されたとき及び運転者によりイグニッションキーをオフとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出したときに実行される。本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、吸気バルブ６２の開閉タイミングを変更可能な範囲の中央値に変更する（ステップＳ１００）。具体的には、クランク角センサ８２とカム角センサ８３とにより検出されるクランクシャフト６８の回転角度と吸気側カムシャフト１２の回転角度との回転位相をもとめ、この回転位相が変更可能な範囲の中央値となるようオイルコントロールバルブ１６を駆動制御するのである。
【００４０】
続いて、回転数センサ８１により検出されるクランクシャフト６８の回転数、すなわちエンジン６０の回転数Ｎｅを読み込み（ステップＳ１０２）、エンジン６０が停止しているかを判定し（ステップＳ１０４）、エンジン６０が停止するのを待って本ルーチンを終了する。
【００４１】
こうした処理により吸気バルブ６２の開閉タイミングを変更可能な範囲の中央値にすることができる。すなわち位相変更機構１１のベーン２９は、進角油圧室１３と遅角油圧室１４とがほぼ同体積となる位置となり、進角側係止穴４９Ａや遅角側係止穴４９Ｂにはロックピン４３が嵌挿されていない状態となる。
【００４２】
この開閉タイミングでエンジン６０が停止状態にあるときに、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０を始動する信号が出力されたり、運転者がイグニッションキーをオンとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出されると、ＥＣＵ１７は、図８のエンジン始動時制御ルーチンを実行してエンジン６０を始動する。本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、水温センサ８４により検出されるエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷを読み込み（ステップＳ１１０）、読み込んだ温度ＴＨＷを閾値ＴＨＷＲと比較する（ステップＳ１１２）。ここで、閾値ＴＨＷＲは、冷却水の温度ＴＨＷによりエンジン６０がまだ暖かいか既に冷えてしまったかを判定する値である。
【００４３】
温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより低いときには、エンジン６０は既に冷えてしまっている判断し、遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動すると共に（ステップＳ１１４）、発電用モータ６９により所定角度だけクランクシャフト６８を逆回転させて（ステップＳ１１６）、エンジン６０を始動する（ステップＳ１２０）。エンジン６０の始動の前にクランクシャフト６８を逆回転させるのは、変更可能な範囲の中央値に位置するベーン２９を吸気側カムシャフト１２の静止摩擦力の作用により進角側に移動させ、進角側係止穴４９Ａにロックピン４３を嵌挿させて、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に固定するためである。なお、クランクシャフト６８の逆回転に先立って遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動するのは、遅角油圧室１４に溜まっているオイルによってベーン２９の移動が妨げられるのを防止するためである。このように冷間時のエンジン６０を始動するときに吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角とするのは、冷間時のエンジン６０は混合気に十分な圧縮圧を与えないと始動し難いから、吸気バルブ６２の閉タイミングをクランクシャフト６８の下死点に向けて進角させることにより圧縮行程を長くして十分な圧縮圧を確保し、圧縮比の不足による始動の困難性を低減するためである。
【００４４】
一方、温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときには、エンジン６０はまだ暖かい判断し、進角側ポート７１と進角側ドレンポート７２とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動して（ステップＳ１１８）、エンジン６０を始動する（ステップＳ１２０）。エンジン６０を始動させると、変更可能な範囲の中央値に位置するベーン２９は、吸気側カムシャフト１２の静止摩擦力の作用により遅角側に移動し、遅角側係止穴４９Ｂにロックピン４３を嵌挿させて、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に固定する。したがって、この場合は、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置とした状態でエンジン６０を始動する動作となる。ここで、エンジン６０の始動に先立って進角側ポート７１と進角側ドレンポート７２とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動するのは、進角油圧室１３に溜まっているオイルによってベーン２９の移動が妨げられるのを防止するためである。なお、このように温間時のエンジン６０を始動するときに吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角とするのは、エンジン６０はまだ暖かいから十分な圧縮圧を与えなくても始動するから、吸気バルブ６２の閉タイミングをクランクシャフト６８の下死点から遅角させることにより圧縮行程を短くして始動時および始動直後の振動を小さくするためである。
【００４５】
以上説明した実施例のバルブタイミング調整装置１０によれば、エンジン６０の温度に基づいて、吸気バルブ６２の開閉タイミングをより適切なタイミングとしてエンジン６０を始動することができる。すなわち、冷間時の始動では、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角として圧縮行程における混合気の圧縮圧を高くするから、エンジン６０の始動の困難性をより小さくすることができ、温間時の始動では、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角として圧縮行程における混合気の圧縮圧を小さくするから、始動時およびその直後の振動を小さくすることができる。
【００４６】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、吸気バルブ６２の開閉タイミングが変更可能な範囲の中央値となる状態でエンジン６０を停止させたが、ロックピン４３が進角側係止穴４９Ａや遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿されていなければ、如何なる位置の状態でエンジン６０を停止させるものとしてもよい。
【００４７】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、遅角側係止穴４９Ｂを備え、温間時の始動でロックピン４３を遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿させるものとしたが、遅角側係止穴４９Ｂを備えないものとしてもよい。温間時の始動では、ベーン２９は吸気側カムシャフト１２の静止摩擦力や動摩擦力によって遅角側に移動し、ベーン２９の受圧部３２がハウジング２８の突部３３に当接することにより最遅角位置となるからである。
【００４８】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、クランクシャフト６８の逆回転やエンジン６０の始動に先立ってオイルコントロールバルブ１６を駆動して遅角油圧室１４または進角油圧室１３のオイルが抜けやすいようにしたが、エンジン６０を停止した後に進角油圧室１３や遅角油圧室１４に溜まっているオイルが抜ける構成の場合には、オイルコントロールバルブ１６の駆動は不要となる。
【００４９】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、エンジン６０の駆動力により駆動するオイルポンプ１５を用いてオイルを圧送するものとしたが、バッテリ１６０に蓄えられた電力により駆動するオイルポンプを用いるものとしてもよい。この場合、図７のエンジン停止制御ルーチンの実行は不要となり、図８のエンジン始動制御ルーチンの実行では、ステップＳ１１４およびＳ１１６の処理に代えて吸気バルブ６２の開閉タイミングが最進角位置となるようオイルコントロールバルブ１６を駆動する処理を行ない、ステップＳ１１８の処理に代えて吸気バルブ６２の開閉タイミングが最遅角位置となるようオイルコントロールバルブ１６を駆動する処理を行なえばよい。
【００５０】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、エンジン６０を間欠運転する構成に適用したが、エンジン６０を間欠運転しない構成に適用するものとしてもよい。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂについて説明する。第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂは、第１実施例のバルブタイミング調整装置１０と同一のハード構成をしている。したがって、第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂのハード構成については、第１実施例のバルブタイミング調整装置１０のハード構成に付した符号と同一の符号を付し、その説明は省略する。以下、第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂによるエンジン６０の停止時の制御について図９に例示するエンジン停止時制御ルーチンに基づき説明する。
【００５２】
図９のエンジン停止時制御ルーチンも、第１実施例のバルブタイミング調整装置１０が実行する図７のエンジン停止時制御ルーチンと同様に、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０の運転を停止する信号が出力されたときや運転者によりイグニッションキーをオフとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出したときに実行される。本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、エンジン６０の停止命令（信号）が、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０の運転を停止する信号であるか、運転者によるイグニッションキーの操作に基づいてイグニッションスイッチ８５から出力される信号であるかを判定する（ステップＳ２００）。
【００５３】
運転停止の信号が運転者によるものと判定されたときには、エンジン６０の次の始動までに長時間経過し次の始動が冷間時の始動になると判断して、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に変更し（ステップＳ２０２）、運転停止の信号がＥＣＵ１７によるものと判定されたときには、エンジン６０がまだ暖かいうちに始動されると判断して、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に変更する（ステップＳ２０４）。そして、エンジン６０が停止するのを待って（ステップＳ２０６およびＳ２０８）、本ルーチンを終了する。なお、第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂのハード構成は第１実施例のバルブタイミング調整装置１０と同一であるから、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に変更すれば、ロックピン４３が進角側係止穴４９Ａに嵌挿されてベーン２９が最進角位置で固定され、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に変更すれば、ロックピン４３が遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿されてベーン２９が最遅角位置で固定される。したがって、次のエンジン６０の始動は、吸気バルブ６２の開閉タイミングが最進角位置か最遅角位置に固定された状態で行なわれる。
【００５４】
以上説明した第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂによれば、エンジン６０の停止信号の種類に基づいてエンジン６０の次の始動時の温度を予測し、その温度に適する吸気バルブ６２の開閉タイミングとしてエンジン６０の運転を停止することができる。したがって、エンジン６０の始動を、吸気バルブ６２の開閉タイミングの調整なしに、適切な開閉タイミングで行なうことができる。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施例としてのバルブタイミング調整装置１０Ｃについて説明する。第３実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｃのハード構成は、遅角側係止穴４９Ｂとこの遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿するロックピン４３とがない点を除いて第１実施例のバルブタイミング調整装置１０のハード構成と同一の構成をしている。したがって、第３実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｃの構成のうち第１実施例のバルブタイミング調整装置１０の構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。以下、第３実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｃによるエンジン６０の停止時の制御と始動時の制御について図１０に例示するエンジン停止時制御ルーチンと図１１に例示するエンジン始動制御ルーチンに基づき説明する。なお、図１０のエンジン停止制御ルーチンは、第１実施例や第２実施例と同様に、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０の運転を停止する信号が出力されたとき及び運転者によりイグニッションキーをオフとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出したときに実行され、図１１のエンジン始動時制御ルーチンは、第１実施例と同様に、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０を始動する信号が出力されたり、運転者がイグニッションキーをオンとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出されたときに実行される。まず図１０のエンジン停止時制御ルーチンに基づいてエンジン６０の停止時の処理について説明する。
【００５６】
図１０のエンジン停止時制御ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、第２実施例の図９のエンジン停止時制御ルーチンのステップＳ２００の処理と同様に、エンジン６０の停止命令（信号）がＥＣＵ１７によるものか運転者によるものかを判定する（ステップＳ３００）。運転停止の信号が運転者によるものではると判定されたときには、水温センサ８４により検出されるエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷを読み込み（ステップＳ３０２）、読み込んだ温度ＴＨＷを閾値ＴＨＷＲと比較する（ステップＳ３０４）。この閾値ＴＨＷＲは、第１実施例で用いたものと同じものである。温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより低いときには、吸気バルブ６２の次の始動は冷間時の始動になると判断して、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に変更し（ステップＳ３０６）、エンジン６０が停止するのを待って（ステップＳ３１０およびＳ３１２）、タイマ８６をリセットし（ステップＳ３１４）、本ルーチンを終了する。なお、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に変更すると、進角側係止穴４９Ａにロックピン４３が嵌挿されるから、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最進角位置に固定されることになる。
【００５７】
一方、ステップＳ３００でエンジン６０の運転停止の信号がＥＣＵ１７によるものであると判定されたときや、ステップＳ３０４で温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときには、エンジン６０がまだ暖かいうちに始動される場合があると判断して、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に変更し（ステップＳ３０８）、エンジン６０が停止するのを待って（ステップＳ３１０およびＳ３１２）、タイマ８６をリセットし（ステップＳ３１４）、本ルーチンを終了する。第３実施例のバルブタイミング調整装置１０では、遅角側係止穴４９Ｂとこれに嵌挿するロックピン４３は備えないから、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に変更しても、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最遅角位置に固定されることはない。
【００５８】
こうしてエンジン６０が停止状態にあるときに、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０を始動する信号が出力されたり、運転者がイグニッションキーをオンとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出されると、ＥＣＵ１７は、図１１のエンジン始動時制御ルーチンを実行してエンジン６０を始動する。本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、停止時と同様に、エンジン６０の始動命令（信号）が、ＥＣＵ１７によるものか運転者によるものかを判定する（ステップＳ３２０）。エンジン始動の信号が運転者によるものと判定したときには、エンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷを読み込み（ステップＳ３２２）、読み込んだ温度ＴＨＷを閾値ＴＨＷＲと比較する（ステップＳ３２４）。温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより低いときには、冷間時の始動と判断し、遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動すると共に（ステップＳ３２６）、発電用モータ６９により所定角度だけクランクシャフト６８を逆回転させて（ステップＳ３２８）、エンジン６０を始動する（ステップＳ３３６）。吸気バルブ６２の開閉タイミングは、図１０のエンジン停止時制御ルーチンにより、最進角位置か最遅角位置にあるから、最進角位置にあるときには、その位置に固定された状態でクランクシャフト６８が逆回転された後にエンジン６０が始動され、最遅角位置にあるときには、クランクシャフト６８の逆回転により最進角位置に固定された後にエンジン６０が始動される。したがって、吸気バルブ６２の開閉タイミングが如何なる位置にあっても最進角位置で固定されてエンジン６０が始動されることになる。
【００５９】
ステップＳ３２０でＥＣＵ１７によるものと判定されたときや、ステップＳ３２４で温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときには、タイマ８６により計測されているエンジン６０の停止からの経過時間ＴＩＭを読み込み（ステップＳ３３０）、経過時間ＴＩＭを閾値ＴＩＭＲと比較する（ステップＳ３３２）。ここで、閾値ＴＩＭＲは、オイルコントロールバルブ１６のケーシング７０とスプール７６の弁体７７との間の若干のクリアランスが存在することにより進角油圧室１３や遅角油圧室１４からオイルが抜け出しているか否かを判定するためのものである。進角油圧室１３や遅角油圧室１４からオイルが抜け出しているときに、吸気バルブ６２の開閉タイミングを固定せずにエンジン６０を始動すると異音を生じることがある。経過時間ＴＩＭを閾値ＴＩＭＲと比較して吸気バルブ６２の開閉タイミングを変更するのは、こうした異音の発生を防止するためである。
【００６０】
こうしたステップＳ３３０およびＳ３３２が実行されるときは、エンジン６０の始動信号がＥＣＵ１７によるものと判定されたときか、エンジン６０の始動信号が運転者によるものと判定されてもエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときである。こうした始動処理に先立つエンジン６０の停止制御（図１０）では、エンジン６０の始動信号がＥＣＵ１７によるものと判定されるときには、エンジン６０の停止信号もＥＣＵ１７によるものと判定されるから、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最遅角位置とされ（図１０のステップＳ３０８）、エンジン６０の始動信号が運転者によるものと判定されてもエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときには、エンジン６０の停止信号も運転者によると判定されるがエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷも閾値ＴＨＷＲより高いと判定されるから（図１０のステップＳ３０４）、これも同様に、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最遅角位置とされる（図１０のステップＳ３０８）。したがって、ステップＳ３３０およびＳ３３２の処理が実行されるときには、吸気バルブ６２の開閉タイミングは、いつも最遅角位置になっていることになる。
【００６１】
経過時間ＴＩＭが閾値ＴＩＭＲより短いときには、進角油圧室１３や遅角油圧室１４からのオイルの抜け出しはないと判断し、エンジン６０を始動する（ステップＳ３３６）。
【００６２】
一方、経過時間ＴＩＭが閾値ＴＩＭＲより長いときには、進角油圧室１３や遅角油圧室１４からオイルが抜け出している場合があると判断し、吸気バルブ６２の開閉タイミングを固定するために、遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動すると共に（ステップＳ３２６）、発電用モータ６９により所定角度だけクランクシャフト６８を逆回転させて（ステップＳ３２８）、エンジン６０を始動する（ステップＳ３３６）。なお、遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動するのは、オイルの抜け出しがないときや、抜け出しがあっても少量のときに、遅角油圧室１４に溜まっているオイルによってベーン２９の移動が妨げられるのを防止するためである。こうした処理により、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最進角位置に固定されるから、エンジン６０の始動時に異音が生じる場合を防止することができる。
【００６３】
以上説明した第３実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｃによれば、エンジン６０の温度に基づいて、吸気バルブ６２の開閉タイミングをより適切なタイミングとしてエンジン６０を始動することができる。すなわち、冷間時の始動では、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角として圧縮行程における混合気の圧縮圧を高くするから、エンジン６０の始動の困難性をより小さくすることができ、温間時の始動では、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角として圧縮行程における混合気の圧縮圧を小さくするから、始動時およびその直後の振動を小さくすることができる。しかも、エンジン６０の停止信号の種類に基づいてエンジン６０の次の始動時の温度を予測し、その温度に適する吸気バルブ６２の開閉タイミングとしてエンジン６０の運転を停止することができ、エンジン６０の始動をより適切な吸気バルブ６２の開閉タイミングで行なうことができる。さらに、エンジン６０の停止からの経過時間により進角油圧室１３や遅角油圧室１４からのオイルの抜け出しを推測し、オイルの抜け出しが推測されるときには、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に固定してエンジン６０を始動するから、始動時に異音が生じるといった不都合を回避することができる。
【００６４】
第１，第２および第３実施例のバルブタイミング調整装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、吸気バルブ６２の閉タイミングをクランクシャフト６８の下死点よりかなり遅角した範囲で調整可能なものに適用したが、クランクシャフト６８の下死点以降の如何なる範囲で調整可能なものに適用するものとしてもよい。
【００６５】
また、第１，第２および第３実施例のバルブタイミング調整装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、吸気バルブ６２の閉タイミングの変更に伴って開タイミングも変更されるものとしたが、吸気バルブ６２の閉タイミングと開タイミングとを独立に変更可能な構成としてもよい。
【００６６】
第１，第２および第３実施例のバルブタイミング調整装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、ダブルオーバーヘッドカムシャフト式（ＤＯＨＣ式）のエンジン６０に適用したが、シングルオーバーヘッドカムシャフト式（ＳＯＨＣ式）のエンジンやオーバーヘッドバルブ式（ＯＨＶ式）のエンジンに適用するものとしてもよい。
【００６７】
第１，第２および第３実施例のバルブタイミング調整装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、バルブタイミング調整装置をいわゆるシリーズハイブリッド型の電気自動車に組み込んだが、バルブタイミング調整装置をエンジンとモータとを動力源とするいわゆるパラレルハイブリッド型の電気自動車に組み込むものとしてもよく、ハイブリッド型の電気自動車に限らず通常のガソリンエンジンにより駆動する自動車に組み込むものとしてもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、例えば、バルブタイミング調整装置を船舶や航空機などの交通手段や、その他各種産業機械などに搭載するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるバルブタイミング調整装置１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】図１のバルブタイミング調整装置１０のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のバルブタイミング調整装置１０のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】吸気側カムシャフト１２と排気側カムシャフト２３の構成を例示する構成図である。
【図５】実施例のバルブタイミング調整装置１０により吸気バルブのタイミングが調整されるエンジン６０を搭載する車両１００の概略構成図である。
【図６】吸気バルブ６２および排気バルブ６４の開閉タイミングを例示するバルブタイミングダイヤグラムである。
【図７】ＥＣＵ１７により実行されるエンジン停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】ＥＣＵ１７により実行されるエンジン始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】第２実施例のバルブタイミング調整装置１０ＢのＥＣＵ１７により実行されるエンジン停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施例のバルブタイミング調整装置１０ＣのＥＣＵ１７により実行されるエンジン停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施例のバルブタイミング調整装置１０ＣのＥＣＵ１７により実行されるエンジン始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…バルブタイミング調整装置
１０Ｂ…バルブタイミング調整装置
１０Ｃ…バルブタイミング調整装置
１１…位相変更機構
１２…吸気側カムシャフト
１３…進角油圧室
１４…遅角油圧室
１５…オイルポンプ
１６…オイルコントロールバルブ
１７…ＥＣＵ
１８…シリンダヘッド
１９…ベアリングキャップ
２０…カム
２１…広径部
２２…ドリブンギヤ
２２ａ…外歯
２３…排気側カムシャフト
２４…ドライブギヤ
２４ａ…外歯
２５…カム
２７…タイミングベルト
２８…ハウジング
２９…ベーン
３０…ボルト
３１…固定部
３２…受圧部
３３…突部
３５…外周溝
３６…シール部材
３７…板ばね
３８…カバー
４０…中心孔
４１…取付ボルト
４２…貫通孔
４２ａ…段差部
４３…ロックピン
４３ａ…広径部
４４…油圧室
４５Ａ…連絡路
４５Ｂ…連絡路
４８…スプリング
４９Ａ…進角側係止穴
４９Ｂ…遅角側係止穴
５５…オイルフィルタ
５７…オイルパン
６０…エンジン
６２…吸気バルブ
６４…排気バルブ
６８…クランクシャフト
６８Ａ…クランクプーリ
６９…発電用モータ
７０…ケーシング
７１…進角側ポート
７２…進角側ドレンポート
７３…遅角側ポート
７４…遅角側ドレンポート
７５…流入ポート
７６…スプール
７７…弁体
７８…電磁ソレノイド
７９…スプリング
８０…吸気圧センサ
８１…回転数センサ
８２…クランク角センサ
８３…カム角センサ
８４…水温センサ
８５…イグニッションスイッチ
８６…タイマ
１００…車両
１４２…発電用モータ駆動回路
１４４…電流計
１５０…駆動用モータ
１５２…駆動用モータ駆動回路
１５４…電流計
１６０…バッテリ
１６２…残容量計
１６３…アクセルペダル
１６４…アクセルペダルポジションセンサ
１６５…ブレーキペダル
１６６…ブレーキペダルポジションセンサ
１７０…駆動軸
１７２…ディファレンシャルギヤ
１７４，１７６…駆動輪
Ｐ１…進角側油路
Ｐ２…遅角側油路
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のバルブタイミング調整装置に関し、詳しくは、クランクシャフトの下死点以降の回転角で内燃機関の吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の内燃機関のバルブタイミング調整装置としては、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更して内燃機関の吸気バルブの開閉タイミングを変更するものが提案されている（特開平８−１２１１２２号公報など）。この装置は、クランクシャフトと同期して回転するハウジングと、カムシャフトに結合されハウジングに対して相対的に回転可能なベーンと、油の流入によってその体積を広げてベーンのクランクシャフトに対する回転位相を進角させる進角室と、油の流入によってその体積を広げてベーンのクランクシャフトに対する回転位相を遅角させる遅角室とを備え、進角室と遅角室への油の流入を制御することにより、吸気バルブを駆動するカムシャフトのクランクシャフトに対する回転位相を可変とし、これによって吸気バルブの開閉タイミングを変更できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうしたバルブタイミング調整装置では、内燃機関の始動が適切に行えない場合を生じるといった問題があった。一般に、内燃機関の吸気バルブの閉タイミングは、吸気の慣性を利用して混合気をできるだけ多くシリンダ内に充填するために、吸気行程におけるクランクシャフトの下死点以降の回転角（例えば、４５度など）としているが、吸気バルブの開閉タイミングを調整する装置では、内燃機関の運転を停止したときの開閉タイミングによって内燃機関を始動することになるから、始動に適切なタイミングとならない場合が生じる。例えば、吸気バルブの閉タイミングが遅い状態で冷えた内燃機関を始動すると、始動時の圧縮圧力が不足して始動が困難な場合を生じたり、吸気バルブの閉タイミングが早い状態で暖まった内燃機関を始動すると、圧縮圧力が高くなりすぎて始動時の振動が大きくなる場合を生じる。こうした問題は、内燃機関の吸気バルブの閉タイミングを、ノッキングの減少や振動の減少，燃費の向上を図るために遅角側で行なうようにした内燃機関では顕著に現われる。
【０００４】
こうした問題に対して、内燃機関の始動時に吸気バルブの閉タイミングを変更することも考えられるが、進角室や遅角室への油圧を発生させるポンプの駆動力を内燃機関の駆動力から得るものでは内燃機関の始動時に油圧を発生することができない。
【０００５】
本発明の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の始動時に吸気バルブの閉タイミングを適切なタイミングとすることを目的の一つとする。また、こうした目的を簡易な構成で達成することを目的の一つとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
本発明の第１および第２の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手段を採った。
【０００７】
本発明の第１の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、
内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で前記吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトを回転駆動する電動機と、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を固定して、前記吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に固定可能なタイミング固定手段と、
前記内燃機関の温度を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記状態検出手段により検出された該内燃機関の温度が所定温度以下の場合には、前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角に設定するタイミング設定手段と、
前記タイミング設定手段による設定に基づいて、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度逆回転させることにより、前記タイミング固定手段によって前記クランクシャフトの回転角に対する前記吸気バルブの位相を前記進角側の所定角に固定する進角制御手段と
を備えることを要旨とする。
【０００８】
この本発明の第１の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の始動要求がなされたとき、タイミング設定手段が、状態検出手段により検出された内燃機関の温度が所定温度以下の状態のときには、吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に設定する。タイミング制御手段は、この設定された閉タイミングで内燃機関が始動されるように、電動機によりクランクシャフトを所定の角度逆回転させて、クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を、上記進角側の所定角に固定する。したがって、内燃機関の駆動力が得られない内燃機関の始動前であっても、吸気バルブの閉タイミングを変更することができる。
【０００９】
ここで、「内燃機関の状態」には、内燃機関の温度や内燃機関の停止時からの経過時間などが含まれる。したがって、例えば、状態検出手段を内燃機関の温度を検出する手段とし、内燃機関の温度が所定温度未満であるか否かに基づいて吸気バルブの閉タイミングを設定したり、あるいは、状態検出手段を内燃機関の停止時からの経過時間を検出する手段とし、内燃機関の停止時からの経過時間が所定時間以上である否かに基づいて吸気バルブの閉タイミングを設定するものなども含まれる。
【００１０】
こうした本発明の第１の内燃機関のバルブタイミング調整装置によれば、内燃機関の温度が所定温度以下のときには、電動機を用いて、吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に固定するから、吸気バルブの閉タイミングを、内燃機関の温度から必要とされる進角側の所定角として、内燃機関を始動することができる。この結果、始動時の圧縮圧力が不足して始動が困難となるといった不都合を回避することができる。
【００１１】
これら変形例を含めて本発明の第１の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の前記温度が所定の温度以下でないときには、前記吸気バルブの閉タイミングを遅角側の所定角とする手段を設けることもできる。この態様のバルブタイミング調整装置では、前記クランクシャフトの回転角との位相を前記遅角側に所定角に固定する遅角固定手段を備え、内燃機関の温度に基づいて、遅角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を前記遅角側の所定角に固定する構成とすることもできる。
【００１２】
また、本発明の第２の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、
内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で前記吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を進角側の所定角に固定する進角固定手段および前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を遅角側の所定角に固定する遅角固定手段を有し、前記吸気バルブの閉タイミングを、該進角側の所定値および該遅角側の固定角のいずれかまたは両固定角間に変更可能なタイミング変更手段と、
前記内燃機関の温度を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記状態検出手段により検出された該内燃機関の前記温度に基づいて前記吸気バルブの閉タイミングを設定するタイミング設定手段と、
該設定された閉タイミングで前記内燃機関が始動されるよう前記タイミング変更手段を制御するタイミング制御手段と
前記内燃機関の停止要求がなされたとき、該内燃機関が停止したときの前記吸気バルブの閉タイミングが前記進角側の所定角と前記遅角側の所定角との間のタイミングとなるよう前記タイミング変更手段を制御する停止制御手段と
を備え、
前記タイミング設定手段は、前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の温度に基づいて前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角と前記遅角側の所定角のいずれかに設定する手段であり、
前記タイミング設定手段は、前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の温度が所定の温度以下のときには前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角となるタイミングに設定し、該内燃機関の温度が所定の温度以下でないときには前記吸気バルブの閉タイミングを前記遅角側の所定角となるタイミングに設定する手段であり、
前記タイミング制御手段は、前記タイミング設定手段による設定に基づいて前記進角固定手段と前記遅角固定手段のいずれかにより前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する手段であること
を要旨としている。
【００１３】
かかるバルブタイミング調整装置では、吸気バルブの閉タイミングを、進角側の所定角および遅角側の所定角のいずれかまたは両固定角の間に変更可能であり、内燃機関の停止要求がなされたときには、吸気バルブの閉タイミングを両固定角の間のタイミングに制御する。その上で、内燃機関の始動要求がなされたときには、内燃機関の温度が所定の温度以下のときには、吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に固定し、内燃機関の温度が所定温度以下でないときには、遅角側の所定角に固定する。このため、適正な吸気バルブの閉タイミングで内燃機関を始動することができ、始動時の圧縮圧力が不足して始動が困難となったり、圧縮圧力が高くなりすぎて始動時の振動が大きくなるといった不都合を回避することができる。
【００１４】
この態様のバルブタイミング調整装置では、
前記クランクシャフトを回転駆動する電動機を備え、
前記タイミング制御手段は、
前記タイミング設定手段により前記吸気バルブの閉タイミングが前記進角側の所定角に設定されたときには、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度逆回転させて前記進角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する進角制御手段と、
前記タイミング設定手段により前記吸気バルブの閉タイミングが前記遅角側の所定角に設定されたときには、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度正回転させて前記遅角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する遅角制御手段とを備える
ものとすることもできる。
【００１５】
こうすれば、油圧を発生させるポンプの駆動力を内燃機関の駆動力から得るものであっても、内燃機関の状態に応じてクランクシャフトを正逆に所定の角度回転させることにより吸気バルブの閉タイミングを調整することができる。
【００１６】
進角制御手段を備える本発明の第１、第２の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記タイミング変更手段は、圧力流体が出入りする出入弁を有し該圧力流体が流入することにより前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を遅角させる遅角室を備え、前記進角制御手段は、前記クランクシャフトを逆回転させる際に前記出入弁が開弁するよう前記タイミング変更手段を制御する開弁制御手段を備えるものとすることもできる。こうすれば、開弁されることによって遅角室の圧力流体が流出するから、クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を容易に進角側に変更することができる。
【００１７】
本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、
内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で内燃機関の吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を変更することにより前記吸気バルブの閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記内燃機関の停止要求がなされたとき、該停止要求の要因に基づいて、該内燃機関の停止から次の始動までの経過時間が所定時間以上になると判断した場合は、次の始動時に該内燃機関は所定の状態にあると予測する状態予測手段と、
該予測に基づき、前記内燃機関の次の始動に備えて、前記吸気バルブの閉タイミングを設定するタイミング設定手段と、
該予測に基づき、前記内燃機関の次の始動に備えて、前記吸気バルブの閉タイミングを設定するタイミング設定手段と、
該設定された閉タイミングで前記内燃機関が停止するよう前記タイミング変更手段を制御するタイミング制御手段と
を備えることを要旨とする。
【００１８】
この本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置は、内燃機関の停止要求がなされたときに、状態予測手段が、この停止要求の要因に基づいて、内燃機関の停止から次の始動までの経過時間が所定時間以上になるかの判断を行ない、経過時間が所定時間以上と判断したとき、次の始動時に内燃機関は所定の状態にあると予測し、タイミング設定手段が、この予測された状態に基づき、内燃機関の次の始動時に備えて、吸気バルブの閉タイミングを設定する。タイミング制御手段は、この設定された閉タイミングで内燃機関が停止するようクランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を変更することにより吸気バルブの閉タイミングを変更するタイミング変更手段を制御する。なお、停止要求の要因としては、運転者による車両停止時の内燃機関の停止か、車両制御上の養成による内燃機関の自動停止か、などの区別を設けることができる。
【００１９】
こうした本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置によれば、予測された内燃機関の状態に基づき、内燃機関の次の始動に備えて、吸気バルブの閉タイミングを設定し、内燃機関がその閉タイミングで停止するから、次の内燃機関の始動を、より適正な吸気バルブの閉タイミングで行なうことができる。この結果、始動時の圧縮圧力が不足して始動が困難となったり、圧縮圧力が高くなりすぎて始動時の振動が大きくなるといった不都合を回避することができる。
【００２０】
この本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記タイミング設定手段は、前記状態予測手段により内燃機関の温度が所定温度以下であると予測されたときには、前記吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角となるタイミングに設定する手段であるものとすることもできる。この態様のバルブタイミング調整装置では、前記タイミング変更手段は、前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を前記進角側の所定角に固定する進角固定手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記タイミング設定手段による設定に基づいて前記進角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が前記所定角に固定されるよう制御する手段であるものとすることもできる。
【００２１】
これら変形例を含めて本発明の第３の内燃機関のバルブタイミング調整装置において、前記タイミング設定手段は、前記状態予測手段により予測された前記内燃機関の温度が所定温度以下でないときには、前記吸気バルブの閉タイミングを遅角側の所定角となるタイミングに設定する手段であるものとすることもできる。この態様のバルブタイミング調整装置では、前記タイミング変更手段は、前記クランクシャフトの回転角との位相を前記遅角側に所定角に固定する遅角固定手段を備え、前記タイミング制御手段は、前記タイミング設定手段による設定に基づいて前記遅角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が前記遅角側の所定角に固定されるよう制御する手段であるものとすることもできる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づき説明する。図１は本発明の一実施例であるバルブタイミング調整装置１０の構成の概略を示す構成図、図２および図３は図１のバルブタイミング調整装置１０のＡ−Ａ線断面図、図４は吸気側カムシャフト１２と排気側カムシャフト２３の構成を例示する構成図、図５は実施例のバルブタイミング調整装置１０により吸気バルブのタイミングが調整されるエンジン６０を搭載する車両１００の概略構成図である。
【００２３】
まず、図５を用いて車両１００の構成について簡単に説明する。図示するように、車両１００は、エンジン６０と、エンジン６０から出力される動力により発電すると共にエンジン６０を始動する際のセルモータとして駆動可能な発電用モータ６９と、駆動輪１７４，１７６にディファレンシャルギヤ１７２を介して結合された駆動軸１７０を駆動する駆動用モータ１５０と、発電用モータ６９を駆動する発電用モータ駆動回路１４２と、駆動用モータ１５０を駆動する駆動用モータ駆動回路１５２と、発電用モータ駆動回路１４２を介して発電用モータ６９と電力の授受を行なうと共に駆動用モータ１５０を介して駆動用モータ１５０と電力の授受を行なうバッテリ１６０と、エンジン６０および両モータ６９，１５０を駆動制御すると共にバルブタイミング調整装置１０を制御する電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１７とを備える、いわゆるハイブリッド型の電気自動車である。ここで、実施例のバルブタイミング調整装置１０は、エンジン６０に組み込まれた後述する位相変更機構１１やＥＣＵ１７などにより構成される。
【００２４】
ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ（図示せず）を中心としたマイクロコンピュータであり、制御プログラムを記憶したＲＯＭやワーク用のＲＡＭ，入出力ポートなどを備える。ＥＣＵ１７の入力ポートには、図１および図５に示すように、エンジン６０の運転状態や発電用モータ６９および駆動用モータ１５０の運転状態等を示す種々のセンサやこれらを運転するのに必要なセンサが接続されている。例えば、エンジン６０の運転状態を検出するセンサとしては、エンジン６０の負荷を検出する吸気圧センサ８０、図示しないディストリビュータに設けられクランクシャフト６８の回転数と回転角度を検出する回転数センサ８１およびクランク角センサ８２、後述する吸気側カムシャフト１２の回転角度を検出するカム角センサ８３、エンジン６０の水温を検出する水温センサ８４など、また、発電用モータ６９および駆動用モータ１５０の運転状態を検出するセンサとしては、発電用モータ駆動回路１４２を介して発電用モータ６９に流される三相の電流を検出する電流計１４４や駆動用モータ駆動回路１５２を介して駆動用モータ１５０に流される三相の電流を検出する電流計１５４などである。このほか、ＥＣＵ１７には、例えば、イグニッションキーの状態を検出するイグニッションスイッチ８５や時間を計測するタイマ８６、アクセルペダル１６３の踏込量を検出するアクセルペダルポジションセンサ１６４、ブレーキペダル１６５の踏込量を検出するブレーキペダルポジションセンサ１６６、バッテリ１６０の残容量ＢＲＭを検出する残容量計１６２、図示しないスロットルバルブの開度（ポジション）を検出するスロットルバルブポジションセンサなども接続されているが、その他のセンサ，スイッチなどの図示は省略した。また、ＥＣＵ１７の出力ポートには、発電用モータ駆動回路１４２や駆動用モータ駆動回路１５２、図示しないイグナイタや燃料噴射弁やスロットルバルブアクチュエータ、後述するオイルコントロールバルブ１６の電磁ソレノイド７８等が接続されている。
【００２５】
こうして構成された車両１００では、ＥＣＵ１７は、アクセルペダルポジションセンサ１６４やブレーキペダルポジションセンサ１６６により検出されたアクセルペダル１６３やブレーキペダル１６５の踏込量に応じたトルクを駆動用モータ１５０から出力するよう駆動用モータ駆動回路１５２を制御すると共に、残容量計１６２により検出されるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭが所定範囲内となるようエンジン６０を間欠運転制御する。
【００２６】
次に、こうした車両１００に組み込まれる本発明の実施例としてのバルブタイミング調整装置１０について説明する。バルブタイミング調整装置１０は、図１に示すように、吸気側カムシャフト１２に取り付けられた位相変更機構１１と、エンジン６０の駆動力を動力源として位相変更機構１１へオイルを圧送するオイルポンプ１５と、オイルポンプ１５により圧送されるオイルの油路を変更するオイルコントロールバルブ１６と、ＥＣＵ１７とを備える。
【００２７】
吸気側カムシャフト１２は、エンジン６０のシリンダヘッド１８の上端面とベアリングキャップ１９により回転可能に軸支されており、その図１の右端側には、図４に示すように外周部に２つで１対をなす４対のカム２０が形成されている。各カム２０には、エンジン６０の気筒毎に設けられた吸気バルブ６２の上端部が当接されており、吸気側カムシャフト１２と共にカム２０が回転することにより吸気バルブ６２が開閉するようになっている。
【００２８】
吸気側カムシャフト１２のシリンダヘッド１８およびベアリングキャップ１９により軸支された部分より先端側（図１の左側）の部分には広径部２１が形成されており、この広径部２１の外周には、環状のドリブンギヤ２２が回転可能に被嵌されている。このドリブンギヤ２２の外周部には、複数の外歯２２ａが形成されており、この外歯２２ａは、図４に示すように、排気側カムシャフト２３に取り付けられたギヤ比が１：１のドライブギヤ２４の外歯２４ａに噛合されている。排気側カムシャフト２３には、吸気側カムシャフト１２と同様に、２つで１対をなす４対のカム２５が形成されており、各カム２５には、エンジン６０の気筒毎に設けられた排気バルブ６４の上端部が当接されている。この結果、排気側カムシャフト２３と共にカム２５が回転することにより排気バルブ６４が開閉駆動する。
【００２９】
このように噛合したドリブンギヤ２２とドライブギヤ２４は、図４に示すように、クランクシャフト６８の端部に取り付けられたクランクプーリ６８Ａにタイミングベルト２７によって掛装されている。クランクプーリ６８Ａとドリブンギヤ２２およびドライブギヤ２４とのギヤ比は１：２となっているから、クランクシャフト６８が２回転すると、ドリブンギヤ２２およびドライブギヤ２４が一回転するようになっている。
【００３０】
位相変更機構１１は、図１ないし図３に示すように、略中空円盤状のハウジング２８と、このハウジング２８内に回転自在に嵌挿されたベーン２９とを備えている。ハウジング２８は、ベーン２９を覆うカバー３８と共にボルト３０でドリブンギヤ２２に固定されており、カバー３８と共にドリブンギヤ２２と一体となって回転する。ハウジング２８の内部には、所定間隔を隔てた位置に吸気側カムシャフト１２の軸心に向けて突出した４つの突部３３が形成されており、この４つの突部３３と、ベーン２９の固定部３１に形成された略十字状の４つの受圧部３２とにより、４つの進角油圧室１３と４つの遅角油圧室１４とが形成されている。この進角油圧室１３と遅角油圧室１４とは、各受圧部３２の外周部形成された外周溝３５にシール部材３６が板ばね３７により外周面に付勢されるよう配設されることによりシールされている。ベーン２９は、その固定部３１の中心に設けられた中心孔４０に挿入された取付ボルト４１により吸気側カムシャフト１２に固定されると共に、図示しないノックピンにより吸気側カムシャフト１２と係合されており、吸気側カムシャフト１２と一体となって回転する。
【００３１】
ベーン２９は、ハウジング２８に回転自在に嵌挿されているから、ハウジング２８に対して図３の断面図の状態から図４の断面図の状態まで回転することができ、その回転角だけハウジング２８に対して回転位相をもつこととなる。この回転位相は、ハウジング２８がクランクシャフト６８に同期して回転することから、クランクシャフト６８に対するものということができる。したがって、ハウジング２８に対するベーン２９の位置、すなわち進角油圧室１３と遅角油圧室１４の大きさを調整することによりクランクシャフト６８に対する吸気側カムシャフト１２の回転位相を変更することができる。こうした回転位相の変更は、進角油圧室１３および遅角油圧室１４に連通する進角側油路Ｐ１と遅角側油路Ｐ２と介してオイルコントロールバルブ１６からオイルを供給することによって行なうことができる。
【００３２】
なお、実施例では、図６のバルブタイミングダイヤグラムに例示するように、吸気バルブ６２の閉タイミングがクランクシャフト６８の下死点から約９０度遅角させた位置を挟む範囲で調整できるようにカム２０とのタイミングがとってある。このように吸気バルブ６２の閉タイミングをクランクシャフト６８の下死点から大きく遅角させたのは、エンジン６０の出力トルクと回転数とを効率のよい運転ポイントで定常運転できるシリーズハイブリッド型の電気自動車にバルブタイミング調整装置１０を組み込んだからである。吸気バルブ６２の閉タイミングをこのように遅角させると、吸気バルブ６２は圧縮行程になってもまだ開いているから、エンジン６０の燃料室に一旦吸入された混合気の一部は吸気マニホールド側に排出されことになり、実際の圧縮行程を短くすることができる。このような膨張行程に比べて圧縮行程が短いいわゆるアトキンソンサイクルでは、圧縮圧が小さくなるからエンジン６０をノッキングや振動の少ないものとすることができると共に、サイクルの効率も高くなるからエンジン６０を燃費のよいものとすることができる。
【００３３】
ベーン２９の４つの受圧部３２のうち対角の位置にある２つには、吸気側カムシャフト１２の軸方向に段差部４２ａを有する貫通孔４２が形成されており、この貫通孔４２には有底円筒状のロックピン４３が嵌挿されている。このロックピン４３の内部にはスプリング４８が配設されており、ロックピン４３はドリブンギヤ２２側に付勢されるようになっている。図３におけるドリブンギヤ２２のベーン２９への当接面の図３中下部に位置するロックピン４３に対向する位置（図２中の下部に形成される遅角油圧室１４の略中央の位置）には、ロックピン４３を挿入可能な進角側係止穴４９Ａが形成されており、ロックピン４３を進角側係止穴４９Ａに嵌挿することによりベーン２９の回転位相を最進角側に固定できるようになっている。同様に、図２におけるドリブンギヤ２２のベーン２９への当接面の図２中上部に位置するロックピン４３に対向する位置（図３中の上部に形成される進角油圧室１３の略中央の位置）には、ロックピン４３を挿入可能な遅角側係止穴４９Ｂが形成されており、ロックピン４３を遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿することによりベーン２９の回転位相を最遅角側に固定できるようになっている。なお、上述したように、ロックピン４３はスプリング４８によりドリブンギヤ２２側に付勢されているから、ベーン２９を回転させてロックピン４３を進角側係止穴４９Ａか遅角側係止穴４９Ｂに整合させれば、ロックピン４３は進角側係止穴４９Ａか遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿することになり、ベーン２９の回転位相を最進角側か最遅角側に固定できる。
【００３４】
ロックピン４３の先端部には広径部４３ａが形成されており、貫通孔４２との間に環状の油圧室４４を形成している。図２中上部に位置するロックピン４３により形成される油圧室４４は連絡路４５Ａによって進角側油路Ｐ１と連通している。したがって、図２中上部に位置するロックピン４３が遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿した状態（ベーン２９が最遅角側に固定された状態）のときに、進角側油路Ｐ１を介してこのロックピン４３によって形成される油圧室４４にオイルを供給することにより、ロックピン４３の広径部４３ａに油圧が作用して、ロックピン４３が遅角側係止穴４９Ｂから抜け出し、ベーン２９の進角側への回転を可能とする。一方、図２中下部に位置するロックピン４３により形成される油圧室４４は連絡路４５Ｂによって遅角側油路Ｐ２と連通している。したがって、図２中下部に位置するロックピン４３が進角側係止穴４９Ａに嵌挿した状態（ベーン２９が最進角側に固定された状態）のときに、遅角側油路Ｐ２を介してこのロックピン４３によって形成される油圧室４４にオイルを供給することにより、ロックピン４３が進角側係止穴４９Ａから抜け出し、ベーン２９の遅角側への回転を可能とする。
【００３５】
オイルポンプ１５は、図１に示すように、エンジン６０の駆動力を駆動源として動作するポンプで、オイルパン５７に貯蔵されたオイルをオイルコントロールバルブ１６に圧送する。なお、オイルポンプ１５とオイルコントロールバルブ１６との間には、オイル中の異物を除去するオイルフィルタ５５が設けられている。
【００３６】
オイルコントロールバルブ１６は、図１に示すように、ケーシング７０と、ケーシング７０に嵌挿されたスプール７６と、スプール７６をその軸方向に駆動する電磁ソレノイド７８と、スプール７６を電磁ソレノイド７８側に付勢するスプリング７９とを備える。ケーシング７０には、進角側油路Ｐ１に接続された進角側ポート７１と、進角側油路Ｐ１から流れ込んだオイルをオイルパン５７に排出する進角側ドレンポート７２と、遅角側油路Ｐ２に接続された遅角側ポート７３と、遅角側油路Ｐ２から流れ込んだオイルをオイルパン５７に排出する遅角側ドレンポート７４と、オイルポンプ１５からオイルフィルタ５５を介して圧送されるオイルの流入口である流入ポート７５とが形成されている。
【００３７】
スプール７６には、進角側ポート７１と遅角側ポート７３とを同時に閉成可能な位置にそれぞれ弁体７７が形成されていると共に、進角側ドレンポート７２および遅角側ドレンポート７４が開成されるように両サイドの弁体７７が形成されている。したがって、スプール７６を図中右側に移動させて図１の状態とし、流入ポート７５と遅角側ポート７３とを連通する共に進角側ポート７１と進角側ドレンポート７２とを連通することにより、遅角側油路Ｐ２を介して遅角油圧室１４にオイルを供給すると共に進角側油路Ｐ１を介して進角油圧室１３からオイルを排出して、ベーン２９を遅角側に回転させることができる。逆に、スプール７６を図中左側に移動させて流入ポート７５と進角側ポート７１とを連通すると共に遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とを連通することにより、進角側油路Ｐ１を介して進角油圧室１３にオイルを供給すると共に遅角側油路Ｐ２を介して遅角油圧室１４からオイルを排出して、ベーン２９を進角側に回転させることができる。なお、このスプール７６は、電磁ソレノイド７８による図中左側への付勢力とスプリング７９による図中右側への付勢力とが釣り合う位置に静止するから、電磁ソレノイド７８へ印加する電圧をデューティ制御することによってその位置を制御することができる。
【００３８】
次に実施例のバルブタイミング調整装置１０によるエンジン６０の停止時および始動時の制御について図７に例示するエンジン停止時制御ルーチンと図８に例示するエンジン始動時停止ルーチンとに基づき説明する。
【００３９】
図７のエンジン停止時制御ルーチンは、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０の運転を停止する信号が出力されたとき及び運転者によりイグニッションキーをオフとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出したときに実行される。本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、吸気バルブ６２の開閉タイミングを変更可能な範囲の中央値に変更する（ステップＳ１００）。具体的には、クランク角センサ８２とカム角センサ８３とにより検出されるクランクシャフト６８の回転角度と吸気側カムシャフト１２の回転角度との回転位相をもとめ、この回転位相が変更可能な範囲の中央値となるようオイルコントロールバルブ１６を駆動制御するのである。
【００４０】
続いて、回転数センサ８１により検出されるクランクシャフト６８の回転数、すなわちエンジン６０の回転数Ｎｅを読み込み（ステップＳ１０２）、エンジン６０が停止しているかを判定し（ステップＳ１０４）、エンジン６０が停止するのを待って本ルーチンを終了する。
【００４１】
こうした処理により吸気バルブ６２の開閉タイミングを変更可能な範囲の中央値にすることができる。すなわち位相変更機構１１のベーン２９は、進角油圧室１３と遅角油圧室１４とがほぼ同体積となる位置となり、進角側係止穴４９Ａや遅角側係止穴４９Ｂにはロックピン４３が嵌挿されていない状態となる。
【００４２】
この開閉タイミングでエンジン６０が停止状態にあるときに、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０を始動する信号が出力されたり、運転者がイグニッションキーをオンとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出されると、ＥＣＵ１７は、図８のエンジン始動時制御ルーチンを実行してエンジン６０を始動する。本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、水温センサ８４により検出されるエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷを読み込み（ステップＳ１１０）、読み込んだ温度ＴＨＷを閾値ＴＨＷＲと比較する（ステップＳ１１２）。ここで、閾値ＴＨＷＲは、冷却水の温度ＴＨＷによりエンジン６０がまだ暖かいか既に冷えてしまったかを判定する値である。
【００４３】
温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより低いときには、エンジン６０は既に冷えてしまっている判断し、遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動すると共に（ステップＳ１１４）、発電用モータ６９により所定角度だけクランクシャフト６８を逆回転させて（ステップＳ１１６）、エンジン６０を始動する（ステップＳ１２０）。エンジン６０の始動の前にクランクシャフト６８を逆回転させるのは、変更可能な範囲の中央値に位置するベーン２９を吸気側カムシャフト１２の静止摩擦力の作用により進角側に移動させ、進角側係止穴４９Ａにロックピン４３を嵌挿させて、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に固定するためである。なお、クランクシャフト６８の逆回転に先立って遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動するのは、遅角油圧室１４に溜まっているオイルによってベーン２９の移動が妨げられるのを防止するためである。このように冷間時のエンジン６０を始動するときに吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角とするのは、冷間時のエンジン６０は混合気に十分な圧縮圧を与えないと始動し難いから、吸気バルブ６２の閉タイミングをクランクシャフト６８の下死点に向けて進角させることにより圧縮行程を長くして十分な圧縮圧を確保し、圧縮比の不足による始動の困難性を低減するためである。
【００４４】
一方、温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときには、エンジン６０はまだ暖かい判断し、進角側ポート７１と進角側ドレンポート７２とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動して（ステップＳ１１８）、エンジン６０を始動する（ステップＳ１２０）。エンジン６０を始動させると、変更可能な範囲の中央値に位置するベーン２９は、吸気側カムシャフト１２の静止摩擦力の作用により遅角側に移動し、遅角側係止穴４９Ｂにロックピン４３を嵌挿させて、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に固定する。したがって、この場合は、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置とした状態でエンジン６０を始動する動作となる。ここで、エンジン６０の始動に先立って進角側ポート７１と進角側ドレンポート７２とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動するのは、進角油圧室１３に溜まっているオイルによってベーン２９の移動が妨げられるのを防止するためである。なお、このように温間時のエンジン６０を始動するときに吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角とするのは、エンジン６０はまだ暖かいから十分な圧縮圧を与えなくても始動するから、吸気バルブ６２の閉タイミングをクランクシャフト６８の下死点から遅角させることにより圧縮行程を短くして始動時および始動直後の振動を小さくするためである。
【００４５】
以上説明した実施例のバルブタイミング調整装置１０によれば、エンジン６０の温度に基づいて、吸気バルブ６２の開閉タイミングをより適切なタイミングとしてエンジン６０を始動することができる。すなわち、冷間時の始動では、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角として圧縮行程における混合気の圧縮圧を高くするから、エンジン６０の始動の困難性をより小さくすることができ、温間時の始動では、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角として圧縮行程における混合気の圧縮圧を小さくするから、始動時およびその直後の振動を小さくすることができる。
【００４６】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、吸気バルブ６２の開閉タイミングが変更可能な範囲の中央値となる状態でエンジン６０を停止させたが、ロックピン４３が進角側係止穴４９Ａや遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿されていなければ、如何なる位置の状態でエンジン６０を停止させるものとしてもよい。
【００４７】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、遅角側係止穴４９Ｂを備え、温間時の始動でロックピン４３を遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿させるものとしたが、遅角側係止穴４９Ｂを備えないものとしてもよい。温間時の始動では、ベーン２９は吸気側カムシャフト１２の静止摩擦力や動摩擦力によって遅角側に移動し、ベーン２９の受圧部３２がハウジング２８の突部３３に当接することにより最遅角位置となるからである。
【００４８】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、クランクシャフト６８の逆回転やエンジン６０の始動に先立ってオイルコントロールバルブ１６を駆動して遅角油圧室１４または進角油圧室１３のオイルが抜けやすいようにしたが、エンジン６０を停止した後に進角油圧室１３や遅角油圧室１４に溜まっているオイルが抜ける構成の場合には、オイルコントロールバルブ１６の駆動は不要となる。
【００４９】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、エンジン６０の駆動力により駆動するオイルポンプ１５を用いてオイルを圧送するものとしたが、バッテリ１６０に蓄えられた電力により駆動するオイルポンプを用いるものとしてもよい。この場合、図７のエンジン停止制御ルーチンの実行は不要となり、図８のエンジン始動制御ルーチンの実行では、ステップＳ１１４およびＳ１１６の処理に代えて吸気バルブ６２の開閉タイミングが最進角位置となるようオイルコントロールバルブ１６を駆動する処理を行ない、ステップＳ１１８の処理に代えて吸気バルブ６２の開閉タイミングが最遅角位置となるようオイルコントロールバルブ１６を駆動する処理を行なえばよい。
【００５０】
実施例のバルブタイミング調整装置１０では、エンジン６０を間欠運転する構成に適用したが、エンジン６０を間欠運転しない構成に適用するものとしてもよい。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂについて説明する。第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂは、第１実施例のバルブタイミング調整装置１０と同一のハード構成をしている。したがって、第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂのハード構成については、第１実施例のバルブタイミング調整装置１０のハード構成に付した符号と同一の符号を付し、その説明は省略する。以下、第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂによるエンジン６０の停止時の制御について図９に例示するエンジン停止時制御ルーチンに基づき説明する。
【００５２】
図９のエンジン停止時制御ルーチンも、第１実施例のバルブタイミング調整装置１０が実行する図７のエンジン停止時制御ルーチンと同様に、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０の運転を停止する信号が出力されたときや運転者によりイグニッションキーをオフとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出したときに実行される。本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、エンジン６０の停止命令（信号）が、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０の運転を停止する信号であるか、運転者によるイグニッションキーの操作に基づいてイグニッションスイッチ８５から出力される信号であるかを判定する（ステップＳ２００）。
【００５３】
運転停止の信号が運転者によるものと判定されたときには、エンジン６０の次の始動までに長時間経過し次の始動が冷間時の始動になると判断して、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に変更し（ステップＳ２０２）、運転停止の信号がＥＣＵ１７によるものと判定されたときには、エンジン６０がまだ暖かいうちに始動されると判断して、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に変更する（ステップＳ２０４）。そして、エンジン６０が停止するのを待って（ステップＳ２０６およびＳ２０８）、本ルーチンを終了する。なお、第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂのハード構成は第１実施例のバルブタイミング調整装置１０と同一であるから、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に変更すれば、ロックピン４３が進角側係止穴４９Ａに嵌挿されてベーン２９が最進角位置で固定され、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に変更すれば、ロックピン４３が遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿されてベーン２９が最遅角位置で固定される。したがって、次のエンジン６０の始動は、吸気バルブ６２の開閉タイミングが最進角位置か最遅角位置に固定された状態で行なわれる。
【００５４】
以上説明した第２実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｂによれば、エンジン６０の停止信号の種類に基づいてエンジン６０の次の始動時の温度を予測し、その温度に適する吸気バルブ６２の開閉タイミングとしてエンジン６０の運転を停止することができる。したがって、エンジン６０の始動を、吸気バルブ６２の開閉タイミングの調整なしに、適切な開閉タイミングで行なうことができる。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施例としてのバルブタイミング調整装置１０Ｃについて説明する。第３実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｃのハード構成は、遅角側係止穴４９Ｂとこの遅角側係止穴４９Ｂに嵌挿するロックピン４３とがない点を除いて第１実施例のバルブタイミング調整装置１０のハード構成と同一の構成をしている。したがって、第３実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｃの構成のうち第１実施例のバルブタイミング調整装置１０の構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。以下、第３実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｃによるエンジン６０の停止時の制御と始動時の制御について図１０に例示するエンジン停止時制御ルーチンと図１１に例示するエンジン始動制御ルーチンに基づき説明する。なお、図１０のエンジン停止制御ルーチンは、第１実施例や第２実施例と同様に、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０の運転を停止する信号が出力されたとき及び運転者によりイグニッションキーをオフとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出したときに実行され、図１１のエンジン始動時制御ルーチンは、第１実施例と同様に、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０を始動する信号が出力されたり、運転者がイグニッションキーをオンとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出されたときに実行される。まず図１０のエンジン停止時制御ルーチンに基づいてエンジン６０の停止時の処理について説明する。
【００５６】
図１０のエンジン停止時制御ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、第２実施例の図９のエンジン停止時制御ルーチンのステップＳ２００の処理と同様に、エンジン６０の停止命令（信号）がＥＣＵ１７によるものか運転者によるものかを判定する（ステップＳ３００）。運転停止の信号が運転者によるものではると判定されたときには、水温センサ８４により検出されるエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷを読み込み（ステップＳ３０２）、読み込んだ温度ＴＨＷを閾値ＴＨＷＲと比較する（ステップＳ３０４）。この閾値ＴＨＷＲは、第１実施例で用いたものと同じものである。温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより低いときには、吸気バルブ６２の次の始動は冷間時の始動になると判断して、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に変更し（ステップＳ３０６）、エンジン６０が停止するのを待って（ステップＳ３１０およびＳ３１２）、タイマ８６をリセットし（ステップＳ３１４）、本ルーチンを終了する。なお、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に変更すると、進角側係止穴４９Ａにロックピン４３が嵌挿されるから、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最進角位置に固定されることになる。
【００５７】
一方、ステップＳ３００でエンジン６０の運転停止の信号がＥＣＵ１７によるものであると判定されたときや、ステップＳ３０４で温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときには、エンジン６０がまだ暖かいうちに始動される場合があると判断して、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に変更し（ステップＳ３０８）、エンジン６０が停止するのを待って（ステップＳ３１０およびＳ３１２）、タイマ８６をリセットし（ステップＳ３１４）、本ルーチンを終了する。第３実施例のバルブタイミング調整装置１０では、遅角側係止穴４９Ｂとこれに嵌挿するロックピン４３は備えないから、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角位置に変更しても、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最遅角位置に固定されることはない。
【００５８】
こうしてエンジン６０が停止状態にあるときに、ＥＣＵ１７によるバッテリ１６０の残容量ＢＲＭの検出に基づいてエンジン６０を始動する信号が出力されたり、運転者がイグニッションキーをオンとしたのをイグニッションスイッチ８５により検出されると、ＥＣＵ１７は、図１１のエンジン始動時制御ルーチンを実行してエンジン６０を始動する。本ルーチンが実行されると、ＥＣＵ１７は、まず、停止時と同様に、エンジン６０の始動命令（信号）が、ＥＣＵ１７によるものか運転者によるものかを判定する（ステップＳ３２０）。エンジン始動の信号が運転者によるものと判定したときには、エンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷを読み込み（ステップＳ３２２）、読み込んだ温度ＴＨＷを閾値ＴＨＷＲと比較する（ステップＳ３２４）。温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより低いときには、冷間時の始動と判断し、遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動すると共に（ステップＳ３２６）、発電用モータ６９により所定角度だけクランクシャフト６８を逆回転させて（ステップＳ３２８）、エンジン６０を始動する（ステップＳ３３６）。吸気バルブ６２の開閉タイミングは、図１０のエンジン停止時制御ルーチンにより、最進角位置か最遅角位置にあるから、最進角位置にあるときには、その位置に固定された状態でクランクシャフト６８が逆回転された後にエンジン６０が始動され、最遅角位置にあるときには、クランクシャフト６８の逆回転により最進角位置に固定された後にエンジン６０が始動される。したがって、吸気バルブ６２の開閉タイミングが如何なる位置にあっても最進角位置で固定されてエンジン６０が始動されることになる。
【００５９】
ステップＳ３２０でＥＣＵ１７によるものと判定されたときや、ステップＳ３２４で温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときには、タイマ８６により計測されているエンジン６０の停止からの経過時間ＴＩＭを読み込み（ステップＳ３３０）、経過時間ＴＩＭを閾値ＴＩＭＲと比較する（ステップＳ３３２）。ここで、閾値ＴＩＭＲは、オイルコントロールバルブ１６のケーシング７０とスプール７６の弁体７７との間の若干のクリアランスが存在することにより進角油圧室１３や遅角油圧室１４からオイルが抜け出しているか否かを判定するためのものである。進角油圧室１３や遅角油圧室１４からオイルが抜け出しているときに、吸気バルブ６２の開閉タイミングを固定せずにエンジン６０を始動すると異音を生じることがある。経過時間ＴＩＭを閾値ＴＩＭＲと比較して吸気バルブ６２の開閉タイミングを変更するのは、こうした異音の発生を防止するためである。
【００６０】
こうしたステップＳ３３０およびＳ３３２が実行されるときは、エンジン６０の始動信号がＥＣＵ１７によるものと判定されたときか、エンジン６０の始動信号が運転者によるものと判定されてもエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときである。こうした始動処理に先立つエンジン６０の停止制御（図１０）では、エンジン６０の始動信号がＥＣＵ１７によるものと判定されるときには、エンジン６０の停止信号もＥＣＵ１７によるものと判定されるから、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最遅角位置とされ（図１０のステップＳ３０８）、エンジン６０の始動信号が運転者によるものと判定されてもエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷが閾値ＴＨＷＲより高いときには、エンジン６０の停止信号も運転者によると判定されるがエンジン６０の冷却水の温度ＴＨＷも閾値ＴＨＷＲより高いと判定されるから（図１０のステップＳ３０４）、これも同様に、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最遅角位置とされる（図１０のステップＳ３０８）。したがって、ステップＳ３３０およびＳ３３２の処理が実行されるときには、吸気バルブ６２の開閉タイミングは、いつも最遅角位置になっていることになる。
【００６１】
経過時間ＴＩＭが閾値ＴＩＭＲより短いときには、進角油圧室１３や遅角油圧室１４からのオイルの抜け出しはないと判断し、エンジン６０を始動する（ステップＳ３３６）。
【００６２】
一方、経過時間ＴＩＭが閾値ＴＩＭＲより長いときには、進角油圧室１３や遅角油圧室１４からオイルが抜け出している場合があると判断し、吸気バルブ６２の開閉タイミングを固定するために、遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動すると共に（ステップＳ３２６）、発電用モータ６９により所定角度だけクランクシャフト６８を逆回転させて（ステップＳ３２８）、エンジン６０を始動する（ステップＳ３３６）。なお、遅角側ポート７３と遅角側ドレンポート７４とが連通するようオイルコントロールバルブ１６を駆動するのは、オイルの抜け出しがないときや、抜け出しがあっても少量のときに、遅角油圧室１４に溜まっているオイルによってベーン２９の移動が妨げられるのを防止するためである。こうした処理により、吸気バルブ６２の開閉タイミングは最進角位置に固定されるから、エンジン６０の始動時に異音が生じる場合を防止することができる。
【００６３】
以上説明した第３実施例のバルブタイミング調整装置１０Ｃによれば、エンジン６０の温度に基づいて、吸気バルブ６２の開閉タイミングをより適切なタイミングとしてエンジン６０を始動することができる。すなわち、冷間時の始動では、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角として圧縮行程における混合気の圧縮圧を高くするから、エンジン６０の始動の困難性をより小さくすることができ、温間時の始動では、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最遅角として圧縮行程における混合気の圧縮圧を小さくするから、始動時およびその直後の振動を小さくすることができる。しかも、エンジン６０の停止信号の種類に基づいてエンジン６０の次の始動時の温度を予測し、その温度に適する吸気バルブ６２の開閉タイミングとしてエンジン６０の運転を停止することができ、エンジン６０の始動をより適切な吸気バルブ６２の開閉タイミングで行なうことができる。さらに、エンジン６０の停止からの経過時間により進角油圧室１３や遅角油圧室１４からのオイルの抜け出しを推測し、オイルの抜け出しが推測されるときには、吸気バルブ６２の開閉タイミングを最進角位置に固定してエンジン６０を始動するから、始動時に異音が生じるといった不都合を回避することができる。
【００６４】
第１，第２および第３実施例のバルブタイミング調整装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、吸気バルブ６２の閉タイミングをクランクシャフト６８の下死点よりかなり遅角した範囲で調整可能なものに適用したが、クランクシャフト６８の下死点以降の如何なる範囲で調整可能なものに適用するものとしてもよい。
【００６５】
また、第１，第２および第３実施例のバルブタイミング調整装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、吸気バルブ６２の閉タイミングの変更に伴って開タイミングも変更されるものとしたが、吸気バルブ６２の閉タイミングと開タイミングとを独立に変更可能な構成としてもよい。
【００６６】
第１，第２および第３実施例のバルブタイミング調整装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、ダブルオーバーヘッドカムシャフト式（ＤＯＨＣ式）のエンジン６０に適用したが、シングルオーバーヘッドカムシャフト式（ＳＯＨＣ式）のエンジンやオーバーヘッドバルブ式（ＯＨＶ式）のエンジンに適用するものとしてもよい。
【００６７】
第１，第２および第３実施例のバルブタイミング調整装置１０，１０Ｂ，１０Ｃでは、バルブタイミング調整装置をいわゆるシリーズハイブリッド型の電気自動車に組み込んだが、バルブタイミング調整装置をエンジンとモータとを動力源とするいわゆるパラレルハイブリッド型の電気自動車に組み込むものとしてもよく、ハイブリッド型の電気自動車に限らず通常のガソリンエンジンにより駆動する自動車に組み込むものとしてもよい。
【００６８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何等限定されるものではなく、例えば、バルブタイミング調整装置を船舶や航空機などの交通手段や、その他各種産業機械などに搭載するなど、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるバルブタイミング調整装置１０の構成の概略を示す構成図である。
【図２】図１のバルブタイミング調整装置１０のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１のバルブタイミング調整装置１０のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】吸気側カムシャフト１２と排気側カムシャフト２３の構成を例示する構成図である。
【図５】実施例のバルブタイミング調整装置１０により吸気バルブのタイミングが調整されるエンジン６０を搭載する車両１００の概略構成図である。
【図６】吸気バルブ６２および排気バルブ６４の開閉タイミングを例示するバルブタイミングダイヤグラムである。
【図７】ＥＣＵ１７により実行されるエンジン停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図８】ＥＣＵ１７により実行されるエンジン始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図９】第２実施例のバルブタイミング調整装置１０ＢのＥＣＵ１７により実行されるエンジン停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１０】第３実施例のバルブタイミング調整装置１０ＣのＥＣＵ１７により実行されるエンジン停止時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【図１１】第３実施例のバルブタイミング調整装置１０ＣのＥＣＵ１７により実行されるエンジン始動時制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０…バルブタイミング調整装置
１０Ｂ…バルブタイミング調整装置
１０Ｃ…バルブタイミング調整装置
１１…位相変更機構
１２…吸気側カムシャフト
１３…進角油圧室
１４…遅角油圧室
１５…オイルポンプ
１６…オイルコントロールバルブ
１７…ＥＣＵ
１８…シリンダヘッド
１９…ベアリングキャップ
２０…カム
２１…広径部
２２…ドリブンギヤ
２２ａ…外歯
２３…排気側カムシャフト
２４…ドライブギヤ
２４ａ…外歯
２５…カム
２７…タイミングベルト
２８…ハウジング
２９…ベーン
３０…ボルト
３１…固定部
３２…受圧部
３３…突部
３５…外周溝
３６…シール部材
３７…板ばね
３８…カバー
４０…中心孔
４１…取付ボルト
４２…貫通孔
４２ａ…段差部
４３…ロックピン
４３ａ…広径部
４４…油圧室
４５Ａ…連絡路
４５Ｂ…連絡路
４８…スプリング
４９Ａ…進角側係止穴
４９Ｂ…遅角側係止穴
５５…オイルフィルタ
５７…オイルパン
６０…エンジン
６２…吸気バルブ
６４…排気バルブ
６８…クランクシャフト
６８Ａ…クランクプーリ
６９…発電用モータ
７０…ケーシング
７１…進角側ポート
７２…進角側ドレンポート
７３…遅角側ポート
７４…遅角側ドレンポート
７５…流入ポート
７６…スプール
７７…弁体
７８…電磁ソレノイド
７９…スプリング
８０…吸気圧センサ
８１…回転数センサ
８２…クランク角センサ
８３…カム角センサ
８４…水温センサ
８５…イグニッションスイッチ
８６…タイマ
１００…車両
１４２…発電用モータ駆動回路
１４４…電流計
１５０…駆動用モータ
１５２…駆動用モータ駆動回路
１５４…電流計
１６０…バッテリ
１６２…残容量計
１６３…アクセルペダル
１６４…アクセルペダルポジションセンサ
１６５…ブレーキペダル
１６６…ブレーキペダルポジションセンサ
１７０…駆動軸
１７２…ディファレンシャルギヤ
１７４，１７６…駆動輪
Ｐ１…進角側油路
Ｐ２…遅角側油路
Claims (9)
- 内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で前記吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトを回転駆動する電動機と、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を固定して、前記吸気バルブの閉タイミングを進角側の所定角に固定可能なタイミング固定手段と、
前記内燃機関の温度を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記状態検出手段により検出された該内燃機関の温度が所定温度以下の場合には、前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角に設定するタイミング設定手段と、
前記タイミング設定手段による設定に基づいて、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度逆回転させることにより、前記タイミング固定手段によって前記クランクシャフトの回転角に対する前記吸気バルブの位相を前記進角側の所定角に固定する進角制御手段と
を備えるバルブタイミング調整装置。 - 前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の温度が所定温度以下でないときには、前記吸気バルブの閉タイミングを遅角側のタイミングに設定する遅角制御手段を備えた請求項１記載のバルブタイミング調整装置。
- 請求項２記載のバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を固定して、前記吸気バルブの閉タイミングを遅角側の所定角に固定可能な遅角固定手段を備え、
前記遅角制御手段は、前記状態検出手段が検出した始動時の内燃機関の前記温度が所定の温度以下でない場合には、前記遅角固定手段により、前記クランクシャフトの回転角との位相を前記遅角側の所定角に固定する手段である
バルブタイミング調整装置。 - 内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で前記吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を進角側の所定角に固定する進角固定手段および前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を遅角側の所定角に固定する遅角固定手段を有し、前記吸気バルブの閉タイミングを、該進角側の所定値および該遅角側の固定角のいずれかまたは両固定角間に変更可能なタイミング変更手段と、
前記内燃機関の温度を検出する状態検出手段と、
前記内燃機関の始動要求がなされたとき、前記状態検出手段により検出された該内燃機関の前記温度に基づいて前記吸気バルブの閉タイミングを設定するタイミング設定手段と、
該設定された閉タイミングで前記内燃機関が始動されるよう前記タイミング変更手段を制御するタイミング制御手段と
前記内燃機関の停止要求がなされたとき、該内燃機関が停止したときの前記吸気バルブの閉タイミングが前記進角側の所定角と前記遅角側の所定角との間のタイミングとなるよう前記タイミング変更手段を制御する停止制御手段と
を備え、
前記タイミング設定手段は、前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の温度に基づいて前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角と前記遅角側の所定角のいずれかに設定する手段であり、
前記タイミング設定手段は、前記状態検出手段により検出された前記内燃機関の温度が所定の温度以下のときには前記吸気バルブの閉タイミングを前記進角側の所定角となるタイミングに設定し、該内燃機関の温度が所定の温度以下でないときには前記吸気バルブの閉タイミングを前記遅角側の所定角となるタイミングに設定する手段であり、
前記タイミング制御手段は、前記タイミング設定手段による設定に基づいて前記進角固定手段と前記遅角固定手段のいずれかにより前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する手段である
バルブタイミング調整装置。 - 請求項４記載のバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトを回転駆動する電動機を備え、
前記タイミング制御手段は、
前記タイミング設定手段により前記吸気バルブの閉タイミングが前記進角側の所定角に設定されたときには、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度逆回転させて前記進角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する進角制御手段と、
前記タイミング設定手段により前記吸気バルブの閉タイミングが前記遅角側の所定角に設定されたときには、前記電動機により前記クランクシャフトを所定の角度正回転させて前記遅角固定手段により前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相が固定されるよう制御する遅角制御手段とを備える
バルブタイミング調整装置。 - 請求項１または５記載のバルブタイミング調整装置であって、
前記タイミング変更手段は、圧力流体が出入りする出入弁を有し該圧力流体が流入することにより前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を遅角させる遅角室を備え、
前記進角制御手段は、前記電動機により前記クランクシャフトを逆回転させる際に前記出入弁が開弁するよう前記タイミング変更手段を制御する開弁制御手段を備える
バルブタイミング調整装置。 - 請求項１ないし６いずれか記載のバルブタイミング調整装置であって、
前記状態検出手段は、前記内燃機関の冷却水の温度を検出する手段であるバルブタイミング調整装置。 - 請求項１ないし３いずれか記載のバルブタイミング調整装置であって、
前記内燃機関の停止時から該内燃機関の次の始動までの経過時間を検出する手段を備え、
前記タイミング設定手段は、前記内燃機関の温度が前記所定値以下でない場合でも、前記経過時間が所定時間以上のとき、前記内燃機関の温度が前記所定温度以下の場合と同一の設定を行なう手段である
バルブタイミング調整装置。 - 内燃機関のクランクシャフトの回転角に対する吸気バルブの位相を調整することにより、該クランクシャフトの下死点以降の回転角で内燃機関の吸気バルブの閉タイミングを調整するバルブタイミング調整装置であって、
前記クランクシャフトの回転角に対する前記の吸気バルブの位相を変更することにより前記吸気バルブの閉タイミングを変更するタイミング変更手段と、
前記内燃機関の停止要求がなされたとき、該停止要求の要因に基づいて、該内燃機関の停止から次の始動までの経過時間が所定時間以上になると判断した場合は、次の始動時に該内燃機関は所定の状態にあると予測する状態予測手段と、
該予測に基づき、前記内燃機関の次の始動に備えて、前記吸気バルブの閉タイミングを設定するタイミング設定手段と、
該設定された閉タイミングで前記内燃機関が停止するよう前記タイミング変更手段を制御するタイミング制御手段と
を備えるバルブタイミング調整装置。
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