JP4743287B2 - 可変動弁装置の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばＶＶＴ（Variable Valve Timing：可変バルブタイミング機構）等の可変動弁装置を制御するための可変動弁装置の制御装置の技術分野に関する。

この種の可変動弁装置については、クランク軸の回転位相に対し、オイル等の作動液を介して吸気側カム軸及び排気側カム軸の夫々の回転の位相、言い換えれば、変位角を連続的に変更可能な機構が知られている。より具体的には、このような可変動弁装置は、例えば、その外周部に沿って設けられたベーンを有し、且つ吸気側カム軸に固定されたロータと、このロータを収容し、且つクランク軸から回転力を伝達されるハウジングとを有しており、ハウジング内に供給されるオイル等の作動液の液圧に応じてベーンがハウジングに固定されたり、回転方向に移動したりするように構成されている。内燃機関の機関停止時には、所定の位置に固定されたベーンに設けられたロック孔にロックピンが嵌合することによって、吸気側カム軸及びクランク軸の夫々の回転位相が相互に固定される。このような機構を備えた可変動弁装置では、吸気弁の開閉タイミングを進角させることによって、低温時のポンピングロスを低減しつつ、有効圧縮比の減少を低減できる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、内燃機関を冷却する冷却水の温度が高い場合に、排気弁の変位角を最遅角に設定したり、吸気弁及び排気弁の夫々の開期間の重なりであるオーバーラップ量を変更したりすることによって、燃焼室における燃料の燃焼を安定化させる技術が提案されている（例えば、特許文献２乃至４参照。）。

特開平５−１５６９７２号公報 特開２００３−３２８７８９号公報 特開２００７−３２４１５号公報 特開２００４−１６９６４６号公報

しかしながら、オイル等の作動液を介して吸気側カム軸及び排気側カム軸の夫々の回転位相を連続的に変更可能な機構を有する可変動弁装置によれば、例えば、オイルの温度が低くなるにつれてオイルの粘性が増大するため、内燃機関の機関停止時、クランク軸及び吸気側カム軸の夫々の回転位相を固定することが困難になる技術的問題点が生じる。より具体的には、例えば、作動液であるオイルの粘性が増大した場合、機関を停止させる際、ベーンがフリクションに応じて吸気側カム軸の回転方向に沿ってオイル内を移動する速度が相対的に低下してしまう。このような速度でベーンが移動している際に、エンジン等の内燃機関が機関停止すると、機関停止時にベーンが本来固定されるべき位置に当該ベーンが速やかに移動できず、ベーンに設けられたロック孔にロックピンを正確に嵌合させることが困難になる。

加えて、吸気弁及び排気弁の夫々が開いている開期間が相互に重なるオーバーラップ量を適切な値に設定することによって、内燃機関における燃焼性の向上と、炭化水素（ＨＣ）ガスの発生の低減とを両立できる技術も求められている。

よって、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、例えば、低温時におけるロック孔に対するロックピンの嵌合を確実に実現し、且つ、内燃機関における燃焼性の向上と、炭化水素（ＨＣ）ガスの発生の低減とを両立できる可変動弁装置の制御装置を提供することを課題とする。

本発明に係る可変動弁装置の制御装置は、上述した課題を解決するために、吸気弁及び排気弁の夫々を開閉するための吸気側カム軸及び排気側カム軸のうち少なくとも一方における、クランク軸の回転位相に対する相対的な回転位相を、作動液の液圧に応じて変化させることが可能な回転位相可変手段と、内燃機関の機関停止時に、前記回転位相可変手段の少なくとも一部を機械的に固定することにより前記相対的な回転位相を固定するロック状態を採り且つ前記内燃機関の機関始動時において前記ロック状態を解除することが可能なように、ベーンに設けられたロック孔に対する嵌合及び非嵌合が前記液圧に応じて相互に切り替え可能なロックピンを含むロック手段とを備えた可変動弁装置を制御するための可変動弁装置の制御装置であって、前記内燃機関の回転数、前記内燃機関に加わる負荷、及び前記作動液の温度に基づいて、前記吸気弁が開いている吸気開弁時期、及び、前記排気弁が開いている排気開弁時期が相互に重なるオーバーラップ量として目標とすべき第１オーバーラップ量を特定する第１特定手段と、前記機関停止時に前記相対的な回転位相を固定可能なように、前記温度に基づいて、第２オーバーラップ量を特定する第２特定手段と、前記第１オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量より大きい場合に、前記オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量に設定されるように前記回転位相可変手段を制御し、前記第１オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量以下である場合に、前記オーバーラップ量が前記第１オーバーラップ量に設定されるように、前記回転位相可変手段を制御する制御手段とを備える。

本発明に係る可変動弁装置の制御装置によれば、「内燃機関」とは、例えば複数の気筒を有し、吸気管又は吸気ポート等の吸気系に或いは気筒内の燃焼室に直接噴射されるガソリン等の燃料を含む混合気を燃焼せしめると共に、当該燃焼に伴う爆発力を、例えばピストン、コネクティングロッド及びクランク軸等を適宜介して動力とし取り出すことが可能に構成された機関を包括する概念である。

本発明に係る「可変動弁装置」とは、空気の吸入に係る吸気弁及び燃焼室における燃焼行程を経た後の混合気の排気に係る排気弁のうち少なくとも一方における、開弁時期及び閉弁時期（以降、これらを総称するものとして適宜「バルブタイミング」なる言葉を使用する）を可変とし得る物理的、機械的、機構的又は電気的な装置或いはそれらが適宜組み合わされた装置を包括する概念であり、本発明では特に、回転位相可変手段、及びロック手段を含んでいる。尚、バルブタイミングに係る「時期」とは、時刻概念ではなくクランク角或いはクランク角に対応付けられた指標によって規定される角度概念であり、時間的な幅を有する期間に対応する概念である。従って、これ以降、開弁時期及び閉弁時期を相対的早める或いは遅くすることを適宜「進角する」或いは「遅角する」等と表現することとする。

回転位相可変手段は、吸気側カム軸及び排気側カム軸のうち少なくとも一方における、クランク軸の回転位相に対する相対的な回転位相（これ以降、適宜「回転位相差」と表現することとする）を、例えばオイル等の作動液の液圧に応じて変化させることが可能な手段を包括する概念であり、例えばカム軸に同期して回転可能なベーンロータを液圧に応じて進角側又は遅角側に回転させる構成を有している。

ロック手段は、回転位相可変手段と共用される作動液の液圧により駆動され、内燃機関の機関停止時に、例えばフリクション等に起因して、或いは、液圧の下降に伴って自然に、若しくは、然るべき制御に従って、回転位相可変手段における、例えば前述したベーン等、その少なくとも一部を機械的に固定する（以下、適宜「ロックする」等と表現する）ロック状態を採り、係るロック状態において、カム軸の回転位相差を、その可動範囲よりも狭小な範囲に、典型的には一の値に固定する。ロック手段は、機関始動後、作動液の液圧に応じて前記内燃機関の機関始動時において前記ロック状態を解除することが可能なように、ロック孔に対する嵌合及び非嵌合が前記液圧に応じて相互に切り替え可能なロックピンを含んでいる。したがって、回転位相可変手段は、ロックピンがロック孔に嵌合することによってロック状態を採り、ロック状態を解除する際には、ロックピンがロック孔から抜ける。

このようなロック状態及び非ロック状相互の切り替え、即ちロック孔に対するロックピンの嵌合及び非嵌合相互の切り替えは、例えば、作動液を供給するポンプ等の循環装置を含む供給手段によって行われる。

第１特定手段、第２特定手段及び制御手段は、例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）等の各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等の一部を構成している。

第１特定手段は、前記内燃機関の回転数、前記内燃機関に加わる負荷、及び前記作動液の温度に基づいて、前記吸気弁が開いている吸気開弁時期、及び、前記排気弁が開いている排気開弁時期が相互に重なるオーバーラップ量として目標とすべき第１オーバーラップ量を特定する。内燃機関の回転数、内燃機関に加わる負荷、及び作動液の温度の夫々は、各種センサを介して測定された測定データであってもよいし、予測されたデータであってもよい。第１オーバーラップ量を特定する際に内燃機関の回転数、及び内燃機関に加わる負荷を参照する理由は、内燃機関の動作時に発生するＨＣガスの低減と、内燃機関内に残留する残留ガスに起因して生じる燃焼効率の低下を抑制することとを実現するためである。第１オーバーラップ量を特定する際に、内燃機関の回転数、及び内燃機関に加わる負荷に加えて、作動液の温度を参照する理由は、作動液の温度に応じて、言い換えれば、作動液の温度に対応する内燃機関の温度に応じて、内燃機関内における残留ガスの残留量が変化し、最適な燃焼状態を実現するためのオーバーラップ量が変動するからである。

ここで、目標とすべき第１オーバーラップ量が特定された場合であっても、作動液の温度に応じて変化する当該作動液の粘性に起因して、作動液中におけるベーンの速度が変化し、内燃機関の機関停止時にロック孔にロックピンが嵌合な位置にベーンが戻ることができない事態が起こり得る。

そこで、第２特定手段は、前記機関停止時に前記相対的な回転位相を固定可能なように、前記温度に基づいて、第２オーバーラップ量を特定する。「前記機関停止時に前記相対的な回転位相を固定可能なように」とは、「前記機関停止時にロック孔にロックピンが嵌合可能な位置にベーンが移動できる」という意味である。即ち、第２特定手段は、前記機関停止時にロック孔にロックピンが嵌合可能なベーンの位置に対応した第２オーバーラップ量を特定する。

制御手段は、前記第１オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量より大きい場合に、前記オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量に設定されるように前記回転位相可変手段を制御し、前記第１オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量以下である場合に、前記オーバーラップ量が前記第１オーバーラップ量に設定されるように、前記回転位相可変手段を制御する。言い換えれば、制御手段は、内燃機関の動作時に発生するＨＣガスの低減と、内燃機関における燃焼効率の向上と、機関停止時におけるロック孔に対するロックピンの嵌合とを可能にするように、回転位相可変手段を制御する。

したがって、本発明に係る可変動弁装置の制御装置によれば、作動液の温度、言い換えれば内燃機関の温度に応じて、ロック孔に対するロックピンの嵌合を確実に実現でき、且つ、内燃機関における燃焼性の向上と、炭化水素（ＨＣ）ガスの発生の低減とを両立できる。

本発明に係る可変動弁装置の制御装置の一の態様では、前記第１オーバーラップ量は、前記温度が低い程小さくてもよい。

この態様によれば、作動液の温度が低くなることによってオイル等の作動液の粘性が高くなった条件下で、例えば、内燃機関がエンストによって機関停止する際に、ベーンの位置が、ロックピンがロック孔に嵌合可能な位置に設定される。加えて、作動液の温度が低い条件下でも、前記第１オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量より大きい場合には、オーバーラップ量が第２オーバーラップ量の制限されるため、機関停止時におけるロック孔に対するロックピンの嵌合が保障される。また、前記第１オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量以下である場合に、前記第１オーバーラップ量に対応するベーンの位置は、機関停止時にロック孔にロックピンが嵌合可能な範囲に設定されているため、オーバーラップ量が第１オーバーラップ量に設定されたとしても、機関停止時にロック孔に対してロックピンが嵌合できる。

また、この態様によれば、例えば、第１オーバーラップ量を作動液の温度に応じて小さくする場合には、例えば、吸気弁の開弁時期を進角させればよい。何故なら、吸気弁の開弁時期を進角させた状態でない内燃機関が機関停止した場合、吸気弁及び排気弁は内燃機関の回転方向、言い換えれば、遅角方向に戻り易く、ロック孔に対してロックピンが嵌合できる位置にベーンが戻り易いからである。

本発明に係る可変動弁装置の制御装置の他の態様では、前記第２オーバーラップ量は、前記温度が高い程大きくてもよい。

この態様によれば、作動液の温度が高い程、オイル等の作動液の粘性が低くなるため、オーバーラップ量の上限値である第２オーバーラップ量を大きくし、オーバーラップ量として設定できる第１オーバーラップ量が取り得る範囲を拡げることが可能である。この態様によれば、例えば、排気弁の開弁時期を遅角させることによって、第２オーバーラップ量を大きくすることが可能である。

本発明に係る可変動弁装置の制御装置の他の態様では、前記内燃機関から動力が供給される車両の速度が小さい程、前記第２オーバーラップ量が小さくなるように、前記第２オーバーラップ量を補正する補正手段とを備えていてもよい。

この態様によれば、補正手段は、第１特定手段、第２特定手段及び制御手段と同様に、例えば、ＥＣＵの一部を構成する。この態様によれば、内燃機関から動力が供給される車両の速度が小さい程、内燃機関が停止した際、即ち機関停止時において、ロック孔に対してロックピンを嵌合させることが困難になると考えられる場合であっても機関停止時にロック孔にロックピンを嵌合させることが可能になる。より具体的には、車速が小さい程、機関停止時にロック孔にロックピンを嵌合させることができるように、前記第２オーバーラップ量を小さくすることによって、言い換えれば、内燃機関の動作時における前記第２オーバーラップ量が小さくなるようにベーンの位置を制限しておくことによって、機関停止時において、ロック孔に対してロックピンが嵌合可能な位置にベーンが戻ることができる。

本発明に係る可変動弁装置の制御装置の他の態様では、前記回転位相可変手段は、前記吸気側カム軸における、前記クランク軸の回転位相に対する相対的な回転位相を、作動液の液圧に応じて変化させることが可能なように、前記吸気側カム軸に接続された一の回転位相可変手段であり、前記制御手段は、前記一の回転位相可変手段を制御することによって、前記吸気開弁時期を変更してもよい。

この態様によれば、例えば、前記吸気開弁時期が進角方向に向かってシフトさせることによって、排気弁開弁時期を遅角させる場合に比べて、ロック孔に対してロックピンを各確実に嵌合させるように、ベーンの位置を制限することが可能である。

本発明に係る可変動弁装置の制御装置の他の態様では、前記回転位相可変手段は、前記排気側カム軸における、前記クランク軸の回転位相に対する相対的な回転位相を、作動液の液圧に応じて変化させることが可能なように、前記排気側カム軸に接続された他の回転位相可変手段であり、前記制御手段は、前記他の回転位相可変手段を制御することによって、前記排気開弁時期を変更してもよい。

この態様によれば、前記吸気開弁時期が進角方向に向かってシフトさせる場合に比べて、ＨＣガスをより一層低減できる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。

以下、図面を参照して、本発明に係る可変動弁装置の制御装置の実施形態を説明する。

＜エンジンシステムの構成＞
先ず、図１乃至図５を参照しながら、本発明に係る可変動弁装置の制御装置の一実施形態を備えたエンジンシステムの構成を説明する。図１は、本実施形態に係る可変動弁装置の制御装置を備えたエンジンシステム１０の構成を模式的に示した模式図である。

図１において、エンジンシステム１０は、本発明に係る「可変動弁装置の制御装置」の一例であるＥＣＵ１００と、本発明の「内燃機関」の一例であるエンジン２００とを備える。

ＥＣＵ１００は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、エンジン２００の動作を制御する電子制御ユニットである。

エンジン２００は、不図示の車両の動力源たるガソリンエンジンである。以下に、エンジン２００の要部構成について、その動作の一部を交えて説明する。

エンジン２００は、シリンダブロック内にシリンダ２０１が４本直列に配置されてなる直列４気筒エンジンである。エンジン２００は、各シリンダ内部において空気と燃料との混合気が燃焼するに際して生じる不図示のピストンの往復運動を、コネクティングロッド及びクランクシャフト（いずれも不図示）を介して回転運動に変換することが可能に構成されている。このクランクシャフトの回転位置は、ＥＣＵ１００と電気的に接続された不図示のクランクポジションセンサによって絶えず検出されており、所定の制御バスを介してＥＣＵ１００により常に把握され、後述するバルブタイミングや点火時期等の各種制御に供される構成となっている。

エンジン２００が動作するに際し、外部から吸入された空気は、吸気管２０２に導かれ、エアクリーナ２０３によって浄化された後に、各気筒に連通する吸気マニホールド２０２ａへ供給される。また、吸入された空気に係る吸入空気量は、エアクリーナ２０３の下流に位置するエアフローメータ２０４によって検出される。エアフローメータ２０４は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、エアフローメータ２０４によって検出された吸入空気量は、ＥＣＵ１００により絶えず把握される構成となっている。

吸気管２０２には、スロットルバルブ２０５が設けられ、その開度に応じて吸気マニホールド２０２ａに供給される吸入空気量が制御される構成となっている。スロットルバルブ２０５は、スロットルバルブモータ（不図示）等の電動アクチュエータにより駆動される電子制御式のスロットルバルブであり、ＥＣＵ１００と電気的に接続され、ＥＣＵ１００により、例えば不図司のアクセルペダルの開度に応じて或いはアクセルペダルの開度とは無関係にその開度が制御される構成となっている。また、スロットルバルブ２０５の開度たるスロットル開度は、スロットルバルブ２０５近傍に設けられたスロットル開度センサ２０６により検出される。スロットル開度センサ２０６は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、検出されたスロットル開度は、ＥＣＵ１００により常に把握される構成となっている。

シリンダ２０１内の燃焼室には、吸気マニホールド２０２ａを介して供給される空気と、吸気マニホールド２０２ａに連通する不図示の吸気ポートにおいて、例えば電子制御式のインジェクタ（図示は省略）等から噴射供給される燃料との混合気が、二個の吸気バルブ２０７を介して吸入される。この際、係る混合気は、吸気バルブ２０７の開弁時に燃焼室内へ供給される構成となっている。尚、係るインジェクタ等の燃料供給系は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によってその噴射量及び噴射時期（噴射クランク角）が制御される構成となっている。

燃焼室内部では、燃焼行程において点火プラグ２０８による点火動作により混合気が燃焼する。尚、点火プラグ２０８は、ＥＣＵ１００と電気的に接続されており（制御ラインは不図示）、ＥＣＵ１００によってその点火時期（点火クランク角）が制御されるように構成されている。燃焼室において燃焼済みとなった混合気は、不図示の排気ポートに連通する二個の排気バルブ２０９の開弁時に、排気として係る排気ポートに排出される。係る排気は、排気ポートに連通する排気マニホールド２１０ａ及び排気管２１０を介して排出される。

排気管２１０には、三元触媒２１１が設けられており、排気管２１０に排出された排気は、係る三元触媒２１１により浄化せしめられ、更に後段に設置される他の触媒装置により順次浄化せしめられた後に車外へ排出される構成となっている。エンジン２００のシリンダブロック内に収容されるウォータジャケットには、冷却水が循環供給されており、係る冷却水の温度たる冷却水温Ｔｗは、水温センサ２３３によって検出され、水温センサ２３３と電気的に接続されたＥＣＵ１００によって絶えず把握される構成となっている。

吸気バルブ２０７は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された吸気カムシャフト２１２（即ち、本発明に係る「吸気側カム軸」の一例）に、個々の吸気バルブ２０７に対応付けられて固定された吸気カム２１３によって、その開閉動作が制御される。

一方、排気バルブ２０９は、不図示のシリンダヘッド上に回転可能に支持された排気カムシャフト２１４（即ち、本発明に係る「排気側カム軸」の一例）に、個々の排気バルブ２０９に対応付けられて固定された排気カム２１５によって、その開閉動作が制御される。

ここで、本実施形態では特に、吸気側カムシャフト２１２の一方の端部付近に、ＶＶＴコントローラ２１６が備わり、吸気バルブ２０７のバルブタイミングを可変に制御することが可能に構成されている。

次に、図２を参照しながら、ＥＣＵ１００の電気的な構成を説明する。図２は、ＥＣＵ１００の電気的な構成要素のうち主要な部分を図式的に示したブロック図である。

図２において、ＥＣＵ１００は、本発明の「第１特定手段」の一例である第１特定処理部１２０、本発明の「第２特定手段」の一例である第２特定処理部１３０、本発明の「補正手段」の一例である補正処理部１４０、及び、本発明の「制御手段」の一例である制御部１１０を備えており、後述するＶＶＴコントローラ２１６及びエンジンシステム１０全体の動作を制御可能なように構成されている。

ここで、図３を参照して、ＶＶＴコントローラ２１６の構成について説明する。、図３は、ＶＶＴコントローラ２１６の、吸気カムシャフト２１２と直交する平面における模式断面図である。

図３において、ＶＶＴコントローラ２１６は、ハウジング２１７及びロータ２１８を備えている。

ハウジング２１７は、紙面に垂直な方向へ伸長する吸気カムシャフト２１２の外周に回動可能に支持されたスプロケット（不図示）にボルト等で締め付けられることによって固定されている。この際、エンジン２００におけるクランクシャフトの回転は、タイミングチェーン（不図示）を介してスプロケットとハウジング２１７に伝達されるため、スプロケット及びハウジング２１４は、クランクシャフトに同期して回転することが可能である。

吸気カムシャフト２１２は、エンジン２００のシリンダヘッドとベアリングキャップにより回転可能に支持されている。ロータ２１８は、このように支持された吸気カムシャフト２１２の一方の端部においてストッパを介してボルトで締め付けられることによって固定されており、ハウジング２１７内に回動可能に収容されている。また、ハウジング２１７の内部には、複数の液室が形成されており、その各々が、ロータ２１８の外周部に形成されたベーン２１９によって、進角室２２０及び遅角室２２１に区画されている。尚、ロータ２１８に形成された複数のベーン２１９のうち一つには、ロック孔２２３が形成されている。ロック孔２２３の作用については後述する。

吸気カムシャフト２１２の外周部分には、遅角側流路部２２２が環状に形成されており、遅角室２２１の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。吸気カムシャフト２１２の外周部には更に、進角側流路部（不図示）が、遅角側流路部２２２と同様環状に形成されており、進角室２２０の各々に不図示の液圧流路を介して連通している。

一方、ＶＶＴコントローラ２１６は、遅角側流路部２２２及び進角側流路部等の液圧流路を含む液圧伝達系２２５を備える。

次に、図４を参照しながら、液圧伝達系２２５を説明する。図４は、液圧伝達系２２５の構成を図式的に示した模式図である。

図４において、液圧伝達系２２５は、スプリング２２７及びソレノイド２２８により駆動される液圧制御弁２２６を備える。液圧制御弁２２６は、その弁体の位置を、進角室２２０に液圧を伝達せしめる進角位置、遅角室２２１に液圧を伝達せしめる遅角位置並びに進角室２２０及び遅角室２２１の何れにも液圧を伝達させない非伝達位置のいずれかに切替えることが可能に構成される。尚、ソレノイド２２８は、不図示の駆動系を介してＥＣＵ１００と電気的に接続されており、ＥＣＵ１００の上位制御によって制御されるソレノイド電流に応じて、液圧制御弁２２６の弁体の位置を切替えることが可能に構成されている。

スプリング２２７は、液圧制御弁２２６を図示右方向に付勢する弾性部材である。ソレノイド２２８に電流が供給されない場合、液圧制御弁２２６は、スプリング２２７による付勢を受けて、図示するように遅角位置で停止するように構成されている。

液圧伝達系２２５は、ポンプ２２９を備える。ポンプ２２９は、エンジン２００の動力によって作動するように構成されており、エンジン２００における潤滑用のオイル（即ち、本発明に係る「作動液」の一例）の一部をオイルパン２３０から汲み上げて、ＶＶＴコントローラ２１６の各部に循環供給することが可能に構成されている。

ポンプ２２９によって循環供給されるオイルは、液圧制御弁２２６に接続された遅角側デリバリ２３１及び進角側デリバリ２３２を介して、更にはこれらに連通する遅角側流路部２２２や進角側流路部等を介して夫々最終的に遅角室２２１及び進角室２２０に供給される。

＜ＶＶＴコントローラによるバルブタイミング制御＞
ＶＶＴコントローラ２１６では、以下に説明する三種類の制御モードが実行される。

＜保持モード＞
図５において、液圧伝達系２２５を介して進角室２２０及び遅角２２１に所定値以上の液圧が加えられた状態で、液圧制御弁２２６の弁体が非伝達位置に制御されると、保持モードが作動する。保持モードでは、進角室２２０及び遅角室２２１における液圧が保持されるため、進角室２２０及び遅角室２２１双方の液圧によってベーン２０９は固定され、クランクシャフトの回転に伴うハウジング２１７の回転がオイルを介してロータ２１８及びベーン２１９に伝達される。従って、ロータ２１８に固定された吸気カムシャフト２１２は、クランクシャフトとの間で一定の回転位相差が保持された状態でロータ２１８と一体に回転駆動される。

＜フィードバックモード＞
進角室２２０及び遅角室２２１における液圧を変化させた場合、ベーン２１９は所定の可動範囲内で双方の液圧の度合いに応じて図示進角方向及び遅角方向に回動する。この際、ベーン２１９が形成されるロータ２１８もベーン２１９に伴って回動するため、結果的に吸気カムシャフト２１２の回転位相は、クランクシャフトの回転位相に対して変化し、即ち吸気カムシャフト２１２のクランクシャフトに対する回転位相差が変化し、吸気カムシャフト２１２に固定された吸気バルブ２０７のバルブタイミングが変化する。

ＥＣＵ１００は、フィードバックモードにおいて、その時点のエンジン２００の運転条件に応じて吸気バルブ２０７のバルブタイミングの目標変位角を演算し、ソレノイド２２８を駆動する駆動系に対しフィードバック電流値に相当する信号を供給してソレノイド２２８を制御する。その結果、Ｆ／Ｂモードでは、吸気カムシャフト２１２の回転位相差が、所望の値にフィードバック的に収束する。

＜強制最遅角モード＞
エンジン２００が機関停止状態にある期間或いは始動後暫時の期間については強制最遅角モードが実行される。ここで、図５を参照しながら、強制最遅角モードについて説明する。図５は、図３と同様のＶＶＴコントローラ２１６の模式断面図である。尚、同図において、図３と重複する箇所には同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。

図５において、ＶＶＴコントローラ２１６に供給されるオイルの液圧が、エンジン２００の停止に伴ってベーン２１９の駆動に要する値以下まで低下した場合、フリクションによってベーン２１９は遅角側に回動し、吸気カムシャフト２１２の回転位相は徐々に遅角側に変化して最終的には最遅角状態（即ち、ベーン２１９が可動範囲の最も遅角側に位置する状態）となる。本実施形態では、ベーン２１９の位置に係る最遅角位置に強制的に固定するモードを強制最遅角モードと称することとする。

一方、ロック孔２２３が形成されたベーン２１９の最遅角位置に相当する部位には、ロックピン２２４が、ロック孔２２３に対し嵌合及び非嵌合を相互に可能にように設けられている。ロックピン２２４は、通常、コイルバネ（不図示）によってロック孔２２３の方向に付勢を受けており、ロック孔２２３に所定の解除液圧（ベーン２１９を回動せしめるのに要する液圧よりも高い）以上の液圧でオイルが供給され、液圧がコイルバネによる付勢に打ち勝つと、ベーン２１９の回動を阻害しない所定の収容孔に収容される構成となっている。従って、エンジン２００の停止時、即ち機関停止時にベーン２１９が最遅角位置で停止すると、コイルバネによる付勢を受けてロックピン２２４がロック孔２２３に嵌合し、ベーン２１９の回動が機械的に固定、即ちロックされる。

他方、ロック孔２２３へのオイルの供給経路は、遅角室２２１へのオイルの供給経路と共有されており、ロック孔２２３の液圧は、遅角室２２１の液圧と略等しく保たれている。従って、遅角室２２１の液圧がロック状態を解除し得る解除液圧以上となった合には、ロックピン２２４によるロックは解除され、物理的にはベーン２１９は回動可能、即ち、吸気バルブ２０７のバルブタイミングを可変に制御することは可能である。

ソレノイド２２８への通電がなされない場合、液圧制御弁２２６の弁体は遅角位置で停止するから、エンジン２００の始動に伴ってオイルの液圧が上昇し、遅角室２２１の液圧が解除液圧以上に上昇すれば、ロックピン２２４に係るロック状態は解除され得る。

次に、図１乃至図３、図５、及び図６を参照しながら、エンジンシステム１０に生じうる不具合について詳細に説明する。図６は、作動液の一例であるオイルの温度（以下、“油温”と称する。）に対するフリクションと、エンジン負荷と、吸気弁（ＩＮ）及び排気弁（ＥＸ）の夫々の変位角が、ロックピン入りできる値、及び要求されるオーバーラップ量の関係と、ベーン２１９の戻り速度との夫々の変化を図式的にグラフである。

図６（ａ）に示すように、フリクションは、油温が上昇すると共に低下する。これは、油温の上昇によって作動液であるオイルの粘性が低下していくためである。図６（ｂ）に示すように、エンジン２００に加わる負荷は、油温の上昇に伴って、言い換えれば、フリクションの低下に伴って低下する。図６（ｃ）に示すように、吸気弁の変位角（ＩＮ―ＶＶＴ変位角）と、排気弁の変位角（ＥＸ−ＶＶＴ変位角）とについて、ロックピン２２４がロック孔２２３に嵌合可能な変位角は、油温と共に増大する。一方、エンジン２００における燃料の燃焼効率を高めつつ、ロックピン２２４をロック孔２２３に嵌合させるために要求されるオーバーラップ量、即ち吸気弁及び排気弁の夫々の変位角が重なる量は、油温の上昇と共に低下する。図６（ｄ）に示すように、油温に対するベーン２１９の戻り速度、即ち、ロックピン２２４がロック孔２２３に嵌合可能な位置にベーン２１９が移動する速度は、油温が低下すると共に低下する。これは、作動液であるオイルの粘性が温度の低下によって増大し、ベーン２１９の動きを阻害するようにオイルからベーン２１９に作用する抵抗力が増大するからである。

したがって、エンジン２００の機関停止時において、クランク軸及び吸気側カム軸の夫々の回転位相を固定することが困難になる。ベーン２１９が移動している際に、エンジン２００が機関停止すると、機関停止時にベーン２１９が本来固定されるべき位置に当該ベーン２１９が速やかに移動できず、ベーン２１９に設けられたロック孔２２３にロックピン２２４を正確に嵌合させることが困難になる。加えて、吸気弁及び排気弁の夫々が開いている開時期が相互に重なるオーバーラップ量を適切な値に設定することによって、エンジンにおける燃焼性の向上と、炭化水素（ＨＣ）ガスの発生の低減とを両立する必要もある。

そこで、以下で詳細に説明するように、本実施形態におけるＥＣＵ１００に係る特有の構成及び処理動作によって、ベーン２１９のノックピンのノック孔への固定と、燃料の燃焼性の向上と、ＨＣガスの低減とを可能にしている。

次に、図７乃至図９を参照しながら、ＥＣＵ１００の制御下で実行されるＶＶＴコントローラによるバルブタイミングの制御方法を説明する。図７は、ＥＣＵ１００の制御下で実行されるＶＶＴコントローラの制御方法の主要な工程を順に示したフローチャートである。図８は、油温ＴＯと、吸気弁のガード変位角との相互の関係を示したグラフである。図９（ａ）は、エンジン２００の始動時から経過した経過時間に対する水温Ｔｗ及び推定油温度ＴＯの変化を示したグラフであり、図９（ｂ）は、吸気弁の変位角が目標とすべき目標変位角（目標ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎ）と、吸気弁のガード変位角ｇｖｔ−ｉｎと、吸気弁のＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎとが、上述の経過時間に対して変化することを示したグラフである。

図７において、制御部１１０は、エンジン２００が始動したか否かを判定する（ステップＳ１０）。なお、エンジン２００が始動していないと判定された場合には、再度ステップＳ１０が実行される。次に、制御部１１０は、エンジン２００の始動時における水温Ｔｗに関するデータを温度センサ等の温度検出手段から取得する（ステップＳ２０）。次に、制御部１１０の制御下において、制御部１１０から水温Ｔｗに関するデータを取得した第１特定処理部１２０は、取得された水温Ｔｗを、エンジン２００の始動時における油温ＴＯとして予測する（ステップＳ３０）。尚、第１特定処理部１２０は、水温Ｔｗから油温ＴＯを予測するのではなく、作動液であるオイルの温度、即ち油温ＴＯを測定可能な温度センサ等の温度検出手段から、直接油温度ＴＯに関するデータを取得してもよい。次に、第１特定処理部１２０は、エンジン２００の回転数Ｎｅ、エンジン２００に加わる負荷ＫＬ、及び油温度ＴＯに基づいて、吸気バルブ目標変位角としてＩＮ−ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎを特定する（ステップＳ４０）。ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎが特定されることによって、吸気バルブ２０７が開いている吸気開弁時期、及び、排気バルブ２０９が開いている排気開弁時期が相互に重なるオーバーラップ量ＯＬとして、目標とすべきオーバーラップ量が特定される。ここで、目標とされるオーバーラップ量は、本発明の「第１オーバーラップ量」の一例である。

目標とされるオーバーラップ量を特定する際に、より具体的には、ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎを特定する際に、エンジン２００の回転数Ｎｅ、及びエンジン２００に加わる負荷ＫＬを参照する理由は、エンジン２００の動作時に発生するＨＣガスの低減と、エンジン２００内に残留する残留ガスに起因して生じる燃焼効率の低下を抑制することとを実現するためである。エンジン２００の回転数Ｎｅ、及びエンジン２００に加わる負荷ＫＬに加えて、油温ＴＯを参照する理由は、油温ＴＯに応じて、言い換えれば、油温ＴＯに対応するエンジン２００の温度に応じて、エンジン２００内における残留ガスの残留量が変化し、最適な燃焼状態を実現するためのオーバーラップ量が変動するからである。

次に、制御部１１０は、エンジン２００の始動後に発生した排気ガスの温度を積算した排気ガス積算温度Ｇａを算出する（ステップＳ５０）。次に、制御部１１０は、エンジン２００の始動時における油温ＴＯ、排気ガス積算温度Ｇａに基づいて、エンジン２００の油温ＴＯを予測する（ステップＳ６０）。次に、第２特定処理部１３０は、エンジン２００の停止時、即ち、機関停止時において、クランクシャフトの回転に対する吸気カムシャフト２１２の相対的な回転位相を固定可能なように、より具体的には、ロックピン２２４がロック孔２２３に嵌合し、ベーン２１９の回動が機械的に固定、即ちロックされるように、吸気バルブ２０７の変位角を制限するガード変位角ｇｖｔ−ｉｎを特定する（ステップＳ７０）。ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎが特定されることによって、ロックピン２２４がロック孔２２３に嵌合し、ベーン２１９の回動が機械的に固定、即ちロックされるオーバーラップ量、即ち、本発明の「第２オーバーラップ量」の一例となるオーバーラップ量が特定されることになる。

次に、制御部１１０は、ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎが、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎより小さいか否かを判定する（ステップＳ８０）。ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎが、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎより小さいと判定された場合、制御部１１０は、ＶＶＴコントローラ２１６を制御する際に設定される最終ＩＮ―ＶＶＴ変位角ＶＴ−ｉｎとして、ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎを用いる（ステップＳ９０）。言い換えれば、ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎに対応するオーバーラップ量が、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎに対応するオーバーラップ量未満である場合に、制御部１１０は、ＶＶＴコントローラ２１６によって吸気バルブ２０７の変位角がＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎになるように、ＶＶＴコントローラ２１６を制御する（ステップ９０）。一方、ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎが、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎ以上である場合には、制御部１１０は、最終ＩＮ―ＶＶＴ変位角ＶＴ−ｉｎとしてガード変位角ｇｖｔ−ｉｎを設定し、ＶＶＴコントローラ２１６の動作を制御する（ステップＳ９０）。

次に、図８及び図９を参照しながら、吸気バルブ２０７の変位角が設定される理由を詳細に説明する。

図８に示すように、油温ＴＯが低い程、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎが小さくなる傾向にあることが分かっている。これは、油温ＴＯの低下によって、作動液であるオイルの粘性が増大することによる。したがって、油温ＴＯが低い程、言い駆れば、エンジンシステム１０が動作する環境の温度が低い程、ロックピン２２４をロック孔２２３に嵌合させることが可能な位置までベーン２１９の位置を変更することができる上限であるガード変位角ｇｖｔ−ｉｎは小さくなる。したがって、ＥＣＵ１００によるＶＶＴコントローラ２１６の制御が、油温ＴＯが低い程、即ち、エンジンシステム１０が動作する環境の温度が低い程、有効になる。

図９（ａ）に示すように、エンジン２００が始動し始めてから経過した経過時間が大きくなる程、水温Ｔｗ及び推定油温ＴＯ間の差が大きくなる。したがって、水温Ｔｗにも基づいてＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎを特定するより、推定された油温ＴＯに基づいてＩＮ−ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎを特定するほうがよりこの好ましい。

図９（ｂ）に示すように、目標ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎ及びガード変位角ｇｖｔ−ｉｎは、エンジン２００が始動してから経過した経過時間に応じて、大小関係が相互に入れ替わるので、目標ＩＮ−ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎが、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎより大きい場合には、ＩＮ−ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎとして、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎを設定し、目標ＩＮ−ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎが、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎ未満である場合には、目標ＩＮ−ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎを、ＩＮ−ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎに設定する。

また、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎは、油温ＴＯが高くなる程大きくなる。したがって、作動液であるオイルの油温ＴＯが高い程、ＩＮ−ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎとして設定できる範囲を拡げることが可能であり、例えば、排気バルブ２０９の開弁時期を遅角させることによって、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎを大きくすることも可能になる。

このような制御が可能なＥＣＵ１００によれば、作動液であるオイルの油温ＴＯ、言い換えればエンジン２００の温度に応じて、ロック孔２２３に対するロックピン２２４の嵌合を確実に実現でき、且つ、エンジン２００における燃焼性の向上と、炭化水素（ＨＣ）ガスの発生の低減とを両立できる。

尚、本実施形態に係るＥＣＵ１００によれば、目標ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎは、前記作動液であるオイルの油温ＴＯが低い程、即ちエンジン２００の温度が低い程小さくなる。より具体的には、作動液であるオイルの油温ＴＯが低くなることによってオイルの粘性が高くなった条件下で、例えば、エンジン２００がエンストによって機関停止する際に、ベーン２１９の位置が、ロックピン２２４がロック孔２２３に嵌合可能な位置に設定される。加えて、油温ＴＯが低い条件下でも、目標ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎがガード変位角ｇｖｔ−ｉｎより大きい場合には、目標ＩＮー−ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎがガード変位角ｇｖｔ−ｉｎに制限されるため、機関停止時におけるロック孔に対するロックピンの嵌合が保障される。また、目標ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎがガード変位角ｇｖｔ−ｉｎ以下である場合に、目標ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎに対応するベーン２１９の位置は、機関停止時にロック孔にロックピンが嵌合可能な範囲に設定されているため、ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎが目標ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎに設定されたとしても、機関停止時にロック孔２２３に対してロックピン２２４を嵌合させること（即ち、ロックピン入り）が可能になる。

また、ＥＣＵ１００によれば、例えば、目標ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎを、作動液であるオイルの油温に応じて小さくする場合には、例えば、吸気バルブ２０７の開弁時期を進角させればよい。何故なら、吸気バルブ２０７の開弁時期を進角させた状態でエンジン２００が機関停止した場合、吸気バルブ２０７及び排気バルブ２０９は、エンジン２００の回転方向、言い換えれば、遅角方向に戻り易く、ロック孔２２３に対してロックピン２２４が嵌合できる位置にベーン２１９が戻り易いからである。

また、本実施形態に係る制御方法によれば、制御部１１０が、ＶＶＴコントローラ２１６が担う制御機能のうち吸気バルブ２０７の開閉タイミングを制御する機能について、前記吸気開弁時期を変更するように制御処理を実行する処理によれば、吸気開弁時期を進角方向に向かってシフトさせることによって、排気弁開弁時期を遅角させる場合に比べて、ロック孔２２３に対してロックピン２２４を各確実に嵌合させるように、ベーン２１９の位置を制限できる。

（変形例１）
次に、図１０及び図１１を参照しながら、ＥＣＵ１００によるＶＶＴコントローラ２１６の制御方法の一の変形例を説明する。図１０は、本例に係るＥＣＵ１００による制御方法の主要な工程を順に示したフローチャートである。図１１は、エンジン２００が始動してから経過した経過時間に対して、各種物理量の変化を図式的に示したグラフである。

尚、以下では、すでに説明したＥＣＵ１００によるＶＶＴコントローラ２１６の制御方法と共通する工程には、同一の参照符号を付し、詳細な説明を省略している。

図１０において、ＥＣＵ１００は、上述の制御方法と同様に、ステップＳ１０乃至Ｓ７０までの工程を実行する。次に、第１特定処理部１２０、第２特定処理部１３０及び制御部１１０と共に、ＥＣＵ１００の一部を構成する補正処理部１４０は、油温ＴＯと、エンジンシステム１０が搭載された車両の車速Ｖとに基づいて、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎの補正量Ｋを特定する（ステップＳ７１）。ここで、補正量Ｋは、エンジンシステム１０が搭載され、且つエンジンシステム１０から動力の供給を受ける車両の速度Ｖが小さい程、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎが小さくなるように設定される。次に、補正処理部１４０は、補正量Ｋによってガード変位角ｇｖｔ−ｉｎが補正された新たなガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎを設定する（ステップＳ７２）。

制御部１１０は、ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎが、ガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎより小さいか否かを判定する（ステップＳ８１）。ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎが、ガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎより小さいと判定された場合、制御部１１０は、ＶＶＴコントローラ２１６を制御する際に設定される最終ＩＮ―ＶＶＴ変位角ＶＴ−ｉｎとして、ＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎを用いる（ステップＳ９３）。言い換えれば、ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎに対応するオーバーラップ量が、ガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎに対応するオーバーラップ量未満である場合に、制御部１１０は、ＶＶＴコントローラ２１６によって吸気バルブ２０７の変位角がＩＮ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎになるように、ＶＶＴコントローラ２１６を制御する。一方、ＩＮ―ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎが、ガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎ以上である場合には、制御部１１０は、最終ＩＮ―ＶＶＴ変位角ＶＴ−ｉｎとしてガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎを設定し（ステップＳ９２）、ＶＶＴコントローラ２１６の動作を制御する（ステップＳ９３）。

本例に係る制御方法によれば、エンジン２００から動力が供給される車両の速度Ｖが小さい程、エンジン２００が停止した際、即ち機関停止時において、ロック孔２２３に対してロックピン２２３を嵌合させることが困難になると考えられる場合であっても機関停止時にロック孔２２３にロックピン２２４を嵌合させることが可能になる。より具体的には、車速Ｖが小さい程、機関停止時にロック孔２２３にロックピン２２４を嵌合させることができるように、オーバーラップ量をガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎに対応するオーバーラップ量まで小さくすることによって、言い換えれば、エンジン２００の動作時におけるガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎに対応するオーバーラップ量を取り得るようにベーン２１９の位置を制限しておくことによって、機関停止時において、ロック孔２２３に対してロックピン２２４が嵌合可能な位置にベーン２１９を移動可能になる。

次に、図１１を参照しながら、吸気バルブ２０７のガード変位角ｇｖｔ−ｉｎが補正される理由を詳細に説明する。

図１１（ａ）に示すように、エンジン２００が始動してから時間が経過する程、水温Ｔｗと、推定された油温ＴＯとが差が大きくなる。図１１（ｂ）に示すように、車速Ｖは、エンジン２００の始動時ｔ０から一定の時間が経過したタイミングｔ１から増大し始め、タイミングｔ２からｔ３間で一定となる。車速Ｖは、タイミングｔ３を経過した後、減少し、タイミングｔ４で０となる。即ち、タイミングｔ４でエンジン２００が停止する。図１１（ｃ）に示すように、エンジン２００に加わる負荷ＫＬは、エンジン２００の回転数Ｎｅを増加させる際に増大し、回転数Ｎｅが一定の状態では一旦減少し、そのまま一定の値に維持される。回転数Ｎｅが減少する際には、負荷ＫＬも減少する。図１１（ｄ）に示すように、タイミングｔ４の手前のタイミングで目標ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎの大きさは、ガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎと大小関係が入れ替わる。したがって、吸気バルブ２０７のＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎは、その大きさが小さくなるように、ガード変位角Ｇｖｔ−ｉｎ及び目標ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎの一方に設定され、ロック孔２２３に対するロックピン２２４の嵌合が保障されるのである。

（変形例２）
次に、図１２乃至図１４を参照しながら、本実施形態に係るエンジンシステム１０が備えるＥＣＵ１００によって実行されるＶＶＴコントローラ２１６の制御方法の他の変形例を説明する。図１２及び図１３は、本例に係る制御方法の主要な工程を順に示したフローチャートである。図１４は、エンジン２００が始動してから経過した経過時間に対して、各種物理量の変化を図式的に示したグラフである。

図１２において、ステップＳ１０からステップ９０までは、上述の制御方法と同様である。ステップ９０の後、第２特定処理部１３０は、排気バルブ２０８について、油温ＴＯに基づいてノック孔２２３にノックピン２２４が嵌合可能なガード変位角ｇｖｔ−ｅｘを特定する（ステップＳ８２）。次に、第２特定処理部１３０は、吸気バルブ２０７について、ＩＮ−ＶＶＴ抑制変位角Δｖｔ−ｉｎを特定する（ステップＳ８３）。ここで、制御部１１０は、ＩＮ−ＶＶＴ目標変位角ｖｔ−ｉｎからガード変位角ｇｖｔ−ｉｎを差し引いた値をＩＮ−ＶＶＴ抑制変位角Δｖｔ−ｉｎとして設定する（ステップＳ８４）。

次に、図１３において、制御部１１０は、ＩＮ−ＶＶＴ抑制変位角Δｖｔ−ｉｎが、ガード変位角Ｇｖｔ−ｅｘより小さいが否かを判定する（ステップＳ８５）。ここで、ＩＮ―ＶＶＴ抑制変位角Δｖｔ−ｉｎが、ガード変位角Ｇｖｔ−ｅｘより小さいと判定された場合、制御部１１０は、ＶＶＴコントローラ２１６を制御する際に設定されるＥＸ―ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｅｘ、即ち排気バルブ２０９側の変位角として、ＩＮ―ＶＶＴ抑制変位角Δｖｔ−ｉｎを用い（ステップＳ８６）、排気バルブ２０９側のＶＶＴコントローラ２１６を最終ＥＸ−ＶＶＴ目標変位角ＶＴ−ｅｘで制御する（ステップＳ８８）。一方、ＩＮ―ＶＶＴ抑制変位角Δｖｔ−ｉｎが、ガード変位角Ｇｖｔ−ｅｘ以上であると判定された場合、最終ＥＸ−ＶＶＴ目標変位角ＶＴ−ｅｘで、排気バルブ２０８を制御するＶＶＴコントローラ２１６を制御する（ステップＳ８８）。

次に、図１４を参照しながら、吸気バルブ２０７のガード変位角ｇｖｔ−ｉｎが補正される理由を詳細に説明する。

図１４（ａ）に示すように、エンジン２００が始動してから時間が経過する程、水温Ｔｗと、推定された油温ＴＯとが差が大きくなる。図１４（ｂ）に示すように、目標ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎは、エンジン２０が始動した始動タイミングｔ０の後に到来するタイミングｔ５において、ガード変位角ｇｖｔ−ｉｎと、その大きさが相互に入れ替わる。したがって、最終ＶＶＴ変位角ＶＴ−ｉｎは、目標ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎ及びガード変位角ｇｖｔ−ｉｎのうち相対的に小さいほうに合わせて設定される。図１４（ｃ）に示すように、タイミングｔ５の手前のタイミングにおいて、排気バルブ２０８側の変位角であるＥＸ−ＶＶＴ変位角として設定される最終ＥＸ−ＶＶＴ変位角ＶＴ−ｅｘは、ＩＮ−ＶＶＴ抑制変位角及びＥＸ−ＶＶＴ変位角ｇｖｔ−ｅｘのうち相対的に小さいほうに合わせて設定される。

このように最終ＥＸ−ＶＶＴ変位角を設定することによって、上述の制御方法によって得られる効果に加えて、吸気開弁時期を進角方向に向かってシフトさせる場合に比べて、ＨＣガスをより一層低減できる効果も得られる。

（変形例３）
次に、図１５を参照しながら、本実施形態に係るエンジンシステム１０が備えるＥＣＵ１００によって実行かのうな制御方法で参照されるマップを説明する。図１５は、油温ＴＯ及び触媒温度との関係で規定される領域の夫々において変更すべき変位角として優先されるものを領域毎に示したマップである。

図１５において、油温ＴＯが−１０℃以下の温度領域では、ＩＮ―ＶＶＴと、ＥＸ−ＶＶＴを優先させる。油温ＴＯが−１０℃から＋１０℃の範囲では、ＥＸ−ＶＶＴを優先し、ＩＮ−ＶＶＴを補填のために用いる。油温ＴＯが＋１０℃以上で、且つ触媒活性温度（例えば、約３５０℃）以下の範囲では、ＥＸ−ＶＶＴを優先する。油温ＴＯが＋１０℃以上で、且つ触媒温度が触媒活性温度以上である範囲では、ＩＮ―ＶＶＴ及びＥＸＶＶＴの一方のみを実行する。

このようなマップに基づいて、ＶＶＴコントローラ２１６の動作を制御することによって、ＶＶＴ応答性に問題のないエンジン２００の始動時には、ＥＸ−ＶＶＴでオーバーラップ量の拡大を優先する。但し、触媒温度が触媒活性温度以上である場合には、ＩＮ―ＶＶＴ及びＥＸ−ＶＶＴの一方でオーバーラップ量を拡大すればよい。また、ＶＶＴ戻り応答性がノックピン入り性ガードで抑制される場合は、排気バルブにおけるオーバーラップ量の不足分を吸気バルブにおけるＩＮ−ＶＶＴで補えばよい。

本実施形態に係る可変動弁装置の制御装置を備えたエンジンシステム１０の構成を模式的に示した模式図である。 図２は、ＥＣＵの電気的な構成要素のうち主要な部分を図式的に示したブロック図である。 ＶＶＴコントローラの、吸気カムシャフトと直交する平面における模式断面図である。 ＶＶＴコントローラの一部分の他の模式図である。 図３と同様のＶＶＴコントローラの模式断面図である。 油温に対するフリクションと、エンジン負荷と、吸気弁（ＩＮ）及び排気弁（ＥＸ）の夫々の変位角が、ロックピン入りできる値、及び要求されるオーバーラップ量の関係と、ベーンの戻り速度との夫々の変化を図式的にグラフである。 ＥＣＵの制御下で実行されるＶＶＴコントローラの制御方法の主要な工程を順に示したフローチャートである。 油温と、吸気弁のガード変位角との相互の関係を示したグラフである。 エンジンの始動時から経過した経過時間に対する水温Ｔｗ及び推定油温度ＴＯの変化を示したグラフ（ａ）と、吸気弁の変位角が目標とすべき目標変位角（目標ＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎ）と、吸気弁のガード変位角ｇｖｔ−ｉｎと、吸気弁のＶＶＴ変位角ｖｔ−ｉｎとが、経過時間に対して変化することを示したグラフ（ｂ）である。 変形例に係るＥＣＵによる制御方法の主要な工程を順に示したフローチャートである。 エンジンが始動してから経過した経過時間に対して、各種物理量の変化を図式的に示したグラフである。 変形例に係る制御方法の主要な工程を順に示したフローチャート（その１）である。 変形例に係る制御方法の主要な工程を順に示したフローチャート（その２）である。 エンジンが始動してから経過した経過時間に対して、各種物理量の変化を図式的に示したグラフである。 油温及び触媒温度との関係で規定される領域の夫々において変更すべき変位角として優先されるものを領域毎に示したマップである。

１０…エンジンシステム、１００…ＥＣＵ、２００…エンジン、２０１…シリンダ、２１６…ＶＶＴコントローラ、２１７…ハウジング、２１８…ロータ、２１９…ベーン、２２０…進角室、２２１…遅角室、２２３…ロック孔、２２４…ロックピン、２２５…液圧伝達系

Claims (6)

1. 吸気弁及び排気弁の夫々を開閉するための吸気側カム軸及び排気側カム軸のうち少なくとも一方における、クランク軸の回転位相に対する相対的な回転位相を、作動液の液圧に応じて変化させることが可能な回転位相可変手段と、内燃機関の機関停止時に、前記回転位相可変手段の少なくとも一部を機械的に固定することにより前記相対的な回転位相を固定するロック状態を採り且つ前記内燃機関の機関始動時において前記ロック状態を解除することが可能なように、ベーンに設けられたロック孔に対する嵌合及び非嵌合が前記液圧に応じて相互に切り替え可能なロックピンを含むロック手段とを備えた可変動弁装置を制御するための可変動弁装置の制御装置であって、
   前記内燃機関の回転数、前記内燃機関に加わる負荷、及び前記作動液の温度に基づいて、前記吸気弁が開いている吸気開弁時期、及び、前記排気弁が開いている排気開弁時期が相互に重なるオーバーラップ量として目標とすべき第１オーバーラップ量を特定する第１特定手段と、
   前記機関停止時に前記相対的な回転位相を固定可能なように、前記温度に基づいて、第２オーバーラップ量を特定する第２特定手段と、
   前記第１オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量より大きい場合に、前記オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量に設定されるように前記回転位相可変手段を制御し、前記第１オーバーラップ量が前記第２オーバーラップ量以下である場合に、前記オーバーラップ量が前記第１オーバーラップ量に設定されるように、前記回転位相可変手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする可変動弁装置の制御装置。
2. 前記第１オーバーラップ量は、前記温度が低い程小さいことを特徴とする請求項１に記載の可変動弁装置の制御装置。
3. 前記第２オーバーラップ量は、前記温度が高い程大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変動弁装置の制御装置。
4. 前記内燃機関から動力が供給される車両の速度が小さい程、前記第２オーバーラップ量が小さくなるように、前記第２オーバーラップ量を補正する補正手段とを備えたことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の可変動弁装置の制御装置。
5. 前記回転位相可変手段は、前記吸気側カム軸における、前記クランク軸の回転位相に対する相対的な回転位相を、作動液の液圧に応じて変化させることが可能なように、前記吸気側カム軸に接続された一の回転位相可変手段であり、
   前記制御手段は、前記一の回転位相可変手段を制御することによって、前記吸気開弁時期を変更することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の可変動弁装置の制御装置。
6. 前記回転位相可変手段は、前記排気側カム軸における、前記クランク軸の回転位相に対する相対的な回転位相を、作動液の液圧に応じて変化させることが可能なように、前記排気側カム軸に接続された他の回転位相可変手段であり、
   前記制御手段は、前記他の回転位相可変手段を制御することによって、前記排気開弁時期を変更することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の可変動弁装置の制御装置。

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