JP4993041B2 - 内燃機関の始動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、バルブタイミングの変更およびバルブタイミングの中間角への固定を行う油圧式可変動弁機構を備える内燃機関について、その始動態様を制御する始動制御装置に関する。

可変動弁機構として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。
特許文献１の可変動弁機構は、クランクシャフトに同期して回転するハウジングロータと、カムシャフトに同期して回転するベーンロータと、これらロータを互いに係合して吸気バルブのバルブタイミングを中間角に固定する固定機構とを含めて構成されている。また固定機構は、ハウジングロータに対するベーンロータの回転位相が中間位相のとき、ベーンロータから突出しているピンをハウジングロータの穴に嵌め込むことにより、ハウジングロータおよびベーンロータの相対的な回転を規制する。

上記可変動弁機構を備えた内燃機関では、機関始動時のカムシャフトのトルク変動にともないベーンロータがハウジングロータに対して進角側に回転することにより、可変動弁機構を油圧で制御しなくとも機関始動時にバルブタイミングが中間角に固定される。

特開２００２−１２２００９号公報

ところで、カムシャフトの１回転あたりのトルク変動にともなうハウジングロータに対するベーンロータの回転量が小さいときには、ベーンロータが中間位相に到達しないため、ハウジングロータおよびベーンロータの相対的な回転が固定機構により規制されない。この場合には、バルブタイミングが中間角よりも遅角側にある状態で機関始動が行われるため、始動不良をまねくことが考えられる。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、機関始動時にバルブタイミングが中間角に固定される頻度を高くすることのできる内燃機関の始動制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。なお以下では、バルブタイミングが中間角に固定されていない状態で開始される機関始動を「解除始動」とし、バルブタイミングが中間角に固定された状態で開始される機関始動を「固定始動」とする。

本発明は、バルブタイミングの変更およびバルブタイミングの中間角への固定を行う油圧式可変動弁機構を備える内燃機関について、その始動態様を制御する始動制御装置を提供する。同始動制御装置は、バルブタイミングが前記中間角に固定されていないときのクランキング時の機関回転速度を第１回転速度とし、バルブタイミングが前記中間角に固定されているときのクランキング時の機関回転速度を第２回転速度として、機関始動時に前記第１回転速度を前記第２回転速度よりも小さくする速度低減制御を行う。

機関回転速度が相対的に小さい状態Ａと機関回転速度が相対的に大きい状態Ｂとの間で、カムシャフトのトルク変動の１周期の長さを比較したとき、状態Ａの方が状態Ｂよりもトルク変動の１周期の長さは大きくなる。

上記発明では、解除始動時の機関回転速度（第１回転速度）を固定始動時の機関回転速度（第２回転速度）よりも小さくしているため、トルク変動の１周期の長さは固定始動時よりも解除始動時の方が大きくなる。これにより、解除始動時においてバルブタイミングが中間角に到達しやすくなるため、機関始動時にバルブタイミングが中間角に固定される頻度を高くすることができる。

本発明の一態様において、前記内燃機関は、クランクシャフトにトルクを付与するモータを備えるものであり、前記速度低減制御は、バルブタイミングが前記中間角に固定されていないときに前記モータからクランクシャフトに付与されるトルクを第１トルクとし、バルブタイミングが前記中間角に固定されているときに前記モータからクランクシャフトに付与されるトルクを第２トルクとして、機関始動時に前記第１トルクを前記第２トルクよりも小さくするものである。

上記発明の一態様によれば、解除始動時にクランクシャフトに付与されるトルク（第１トルク）を固定始動時にクランクシャフトに付与されるトルク（第２トルク）よりも小さくしているため、機関回転速度は固定始動時よりも解除始動時の方が小さくなる。従って、解除始動時においてトルク変動の１周期の長さを固定始動時よりも大きくすることができる。

本発明の一態様において、前記内燃機関は、クランクシャフトにトルクを付与するモータを備えるものであり、前記速度低減制御は、バルブタイミングが前記中間角に固定されていないときの前記モータの負荷を第１モータ負荷とし、バルブタイミングが前記中間角に固定されているときの前記モータの負荷を第２モータ負荷として、機関始動時に前記第１モータ負荷を前記第２モータ負荷よりも大きくするものである。

上記発明の一態様によれば、解除始動時のモータの負荷（第１モータ負荷）を固定始動時のモータの負荷（第２モータ負荷）よりも大きくしているため、機関回転速度は固定始動時よりも解除始動時の方が小さくなる。従って、解除始動時においてトルク変動の１周期の長さを固定始動時よりも大きくすることができる。

本発明の一態様において、始動制御装置は、機関温度が所定温度よりも低いときにのみ前記速度低減制御を行う。
機関始動時の機関温度が高くなるにつれて燃焼状態は良好になるため、機関温度が高いときにはバルブタイミングを中間角に固定しなくとも内燃機関の始動不良が生じるおそれは小さい。上記発明の一態様では、機関温度が所定温度よりも低いときにのみ前記速度低減制御を行うようにしているため、始動不良の発生するおそれの低いときには機関回転速度を速やかに上昇させることができる。

本発明の一態様において、始動制御装置は、クランキングが開始されてから所定期間が経過した後に前記速度低減制御を開始する。
上記発明の一態様では、クランキングが開始されてから所定期間が経過するまで、すなわち機関始動動作の開始直後においてクランキングのために大きなトルクが必要とされる期間が経過するまでは、速度低減制御を行わないため、モータのトルクの不足に起因して内燃機関の始動不良が生じる頻度を低減することができる。

本発明の一態様において、前記所定期間は、クランキングが開始されてから最初の圧縮行程が終了するまでの期間に相当する。
上記発明の一態様では、所定期間として、クランキングが開始されてから最初の圧縮行程が終了するまでの期間に相当する期間、すなわち機関始動時に特に大きなクランキングトルクが必要とされる期間に相当する期間が設定されるため、モータのトルクの不足に起因して内燃機関の始動不良が生じる頻度を低減することができる。

本発明の一態様において、始動制御装置は、前記モータに電力を供給するバッテリの電圧が所定電圧よりも小さいときには前記所定期間が経過した後に前記速度低減制御を開始する。

上記発明の一態様では、モータに電力を供給するバッテリの電圧が所定電圧よりも小さいとき、すなわちクランキング時にモータに必要とされるトルクが得られないおそれのあるときには、所定期間が経過したのちに速度低減制御を開始するため、モータのトルクの不足に起因して内燃機関の始動不良が生じる頻度を低減することができる。

本発明の一態様において、始動制御装置は、前記速度低減制御を開始してから基準期間が経過したときに前記速度低減制御を終了する。
上記発明の一態様では、速度低減制御を開始してから基準期間が経過したとき、すなわち速度低減制御の開始後においてバルブタイミングが中間角に到達するまでに十分な期間が経過したとき、速度低減制御を終了するため、バルブタイミングが中間角に固定されている状態で速度低減制御が継続されることを抑制することができる。

本発明の一態様において、前記油圧式可変動弁機構は、吸気バルブのバルブタイミングを変更するように構成され、機関始動時のカムトルク変動に基づいてバルブタイミングが前記中間角よりも遅角側から進角する過程において、バルブタイミングが遅角側に変化することを規制する制限機構を備えるものである。

上記発明の一態様では、機関始動時において吸気バルブのバルブタイミングが中間角よりも遅角側から進角したとき、バルブタイミングの遅角が制限機構により規制される。これにより、バルブタイミングが中間角に到達する頻度を高めることができる。

なお、制限機構によるバルブタイミングの遅角を規制する態様には少なくとも次のものが含まれる。すなわち、バルブタイミングが中間角と最遅角との間の所定角を超えるところまで進角したときにバルブタイミングが同所定角よりも遅角することを規制するもの、およびバルブタイミングが中間角よりも遅角側から進角したときにバルブタイミングがそのときどきのバルブタイミングよりも遅角することを規制するものが含まれる。

本発明の一態様において、前記油圧式可変動弁機構は、排気バルブのバルブタイミングを変更するように構成され、機関始動時のカムトルク変動に基づいてバルブタイミングが前記中間角よりも進角側から遅角する過程において、バルブタイミングが進角側に変化することを規制する制限機構を備えるものである。

上記発明の一態様では、機関始動時において排気バルブのバルブタイミングが中間角よりも進角側から遅角したとき、バルブタイミングの進角が制限機構により規制される。これにより、バルブタイミングが中間角に到達する頻度を高めることができる。

なお、制限機構によるバルブタイミングの進角を規制する態様には少なくとも次のものが含まれる。すなわち、バルブタイミングが中間角と最進角との間の所定角を超えるところまで遅角したときにバルブタイミングが同所定角よりも進角することを規制するもの、およびバルブタイミングが中間角よりも進角側から遅角したときにバルブタイミングがそのときどきのバルブタイミングよりも進角することを規制するものが含まれる。

本発明の第１実施形態について、可変動弁装置を備えた内燃機関の構造を模式的に示す模式図。 同実施形態の可変機構について、その断面構造を示す断面図。 同実施形態の可変機構について、その油圧系統を模式的に示す模式図。 同実施形態の可変機構について、図２の４−４線に沿う断面構造を示す断面図。 同実施形態の可変機構について、第１制限機構および第２制限機構の各係合溝、ならびにその周辺の断面構造を模式的に示す模式図。 同実施形態の可変機構について、ハウジングロータに対するベーンロータの回転位相が遅角側から中間位相に向けて変化するときの第１制限ピンおよび第２制限ピンの動作を示す模式図。 同実施形態の可変機構について、ハウジングロータに対するベーンロータの回転位相が遅角側から中間位相に向けて変化するときの第１制限ピンおよび第２制限ピンの動作を示す模式図。 同実施形態の電子制御装置により実行される「通常停止時処理」の手順を示すフローチャート。 同実施形態の電子制御装置により実行される「非常停止時処理」の手順を示すフローチャート。 内燃機関の機関回転速度とトルク変動との関係を示すグラフ。 同実施形態の電子制御装置により実行される「始動時処理」の処理手順を示すフローチャート。 本発明の第２実施形態の油圧系統を模式的に示す模式図。 同実施形態の動作モードと可変機構に対する潤滑油給排状態との関係を示すテーブル。 同実施形態の可変機構の変形例について、その断面構造を示す断面図。

（第１実施形態）
図１〜図１１を参照して、本発明の第１実施形態について説明する。
図１に内燃機関１を備えた車両の構成の一部を示す。

車両には、混合気の燃焼にともない発生する動力により車輪を駆動する内燃機関１と、電力を蓄えるバッテリ８１と、バッテリ８１から供給される電力により駆動する各種の電動補機８２と、これら装置を統括的に制御する制御装置９０とが設けられている。電動補機８２としては、車室内のシートを暖めるシートヒータ、車室内のライトおよび車外の各種ライト等が設けられている。

内燃機関１には、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２およびオイルパン１３を含む機関本体１０と、シリンダヘッド１２に設けられた動弁系の各要素を含む可変動弁装置２０と、機関本体１０等に潤滑油を供給する潤滑装置６０と、各種の補機とが設けられている。補機としては、バッテリ８１から供給される電力により駆動してクランクシャフト１５にトルクを付与するスタータモータ１６と、クランクシャフト１５の動力により駆動するオルタネータ１７とが設けられている。

可変動弁装置２０は、燃焼室１４を開閉する吸気バルブ２１および排気バルブ２３と、これらバルブのそれぞれを押し下げる吸気カムシャフト２２および排気カムシャフト２４と、クランクシャフト１５の回転位相に対する吸気カムシャフト２２の回転位相（以下、「吸気バルブタイミングＶＴ」）を変更する可変機構３０とを含めて構成されている。

潤滑装置６０は、オイルパン１３の潤滑油を吐出するオイルポンプ６１と、オイルポンプ６１から吐出された潤滑油を内燃機関１の各部位に供給する潤滑油路７０と、可変機構３０への潤滑油の供給態様を制御する油圧制御装置６２とを含めて構成されている。

制御装置９０は、内燃機関１を制御するための各種の演算処理等を行う電子制御装置９１と、クランクポジションセンサ９２、カムポジションセンサ９３、冷却水温センサ９４および電圧センサ９５をはじめとする各種のセンサとを備えている。

クランクポジションセンサ９２は、クランクシャフト１５の回転角度（以下、「クランク角度ＣＡ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。カムポジションセンサ９３は、吸気カムシャフト２２の回転角度（以下、「吸気カム角度ＤＡ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。冷却水温センサ９４は、シリンダヘッド１２の冷却水出口付近においての冷却水の温度（以下、「冷却水温度ＴＷ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。電圧センサ９５は、バッテリ８１の電圧（以下、「バッテリ電圧ＢＶ」）に応じた信号を電子制御装置９１に出力する。

電子制御装置９１は、各種の制御に用いるためのパラメータとして次のものを算出する。すなわち、クランクポジションセンサ９２からの出力信号に基づいてクランク角度ＣＡに相当する演算値を算出する。また、クランク角度ＣＡの演算値に基づいてクランクシャフト１５の回転速度（以下、「機関回転速度ＮＥ」）に相当する演算値を算出する。また、カムポジションセンサ９３からの出力信号に基づいてカム角度ＤＡに相当する演算値を算出する。また、クランク角度ＣＡおよび吸気カム角度ＤＡに基づいてバルブタイミングＶＴに相当する演算値を算出する。また、クランク角度ＣＡおよび吸気カム角度ＤＡに基づいて吸気バルブタイミングＶＴに相当する演算値を算出する。また、冷却水温センサ９４からの出力信号に基づいて冷却水温度ＴＷに相当する演算値を算出する。また、冷却水温度ＴＷに基づいて潤滑油温度（以下、「潤滑油温度ＴＬ」）に相当する演算値を算出する。また、電圧センサ９５からの出力信号に基づいてバッテリ電圧ＢＶに相当する演算値を算出する。

電子制御装置９１により行われる制御としては、内燃機関１の始動時にスタータモータ１６を制御する始動制御、および内燃機関１の運転中においてバルブタイミングＶＴを変更する運転時バルブタイミング制御、および内燃機関１の停止時にバルブタイミングＶＴを変更する停止時バルブタイミング制御が挙げられる。なお以下では、イグニッションスイッチの操作にともなう機関停止要求に基づく内燃機関１の停止を「通常停止」とし、機関停止要求がない状態での内燃機関１の停止を「非常停止」とする。

始動制御では、内燃機関１の始動要求に基づいてスタータモータ１６によりクランキングを行い、内燃機関１の始動完了に基づいてスタータモータ１６によるクランキングを終了する。

運転時バルブタイミング制御では、機関運転状態に基づいてバルブタイミングＶＴを最も進角側のバルブタイミング（以下、「最進角ＶＴｍａｘ」）と、最も遅角側のバルブタイミング（以下、「最遅角ＶＴｍｉｎ」）との間で変更する。また、バルブタイミングＶＴを最遅角ＶＴｍｉｎと最進角ＶＴｍａｘとの間にある特定のタイミング（以下、「中間角ＶＴｍｄｌ」）に固定する要求があるとき（以下、「固定要求」）、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定する。

停止時バルブタイミング制御では、通常停止時にバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定する通常停止時制御と、非常停止時にバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定する非常停止時制御とが行われる。

図２を参照して、可変機構３０の構成について説明する。
可変機構３０は、クランクシャフト１５に同期して回転するハウジングロータ３１と、吸気カムシャフト２２に同期して回転するベーンロータ３５と、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定する固定機構４とを含めて構成されている。なお、クランクシャフト１５（スプロケット３３）および吸気カムシャフト２２は、図中の矢印ＲＡの方向に回転する。

ハウジングロータ３１は、タイミングチェーン（図示略）を介してクランクシャフト１５に連結されたスプロケット３３と、スプロケット３３の内側に組みつけられてスプロケット３３と一体的に回転するハウジング本体３２と、ハウジング本体３２に取り付けられるカバー３４（図４参照）とを備えている。ハウジング本体３２には、ハウジングロータ３１の回転軸（吸気カムシャフト２２）の径方向に突出する３つの区画壁３２Ａが設けられている。

ベーンロータ３５は、吸気カムシャフト２２の端部に固定されるとともにハウジング本体３２内の空間に配置されている。ベーンロータ３５には、ハウジング本体３２の隣り合う区画壁３２Ａの間に向けて突出した３つのベーン３６が設けられている。各ベーン３６は、区画壁３２Ａの間に形成されている収容室３７を進角室３８および遅角室３９に区画している。

進角室３８は、収容室３７内においてベーン３６よりも吸気カムシャフト２２の回転方向ＲＡの後方側に位置している。遅角室３９は、収容室３７内においてベーン３６よりも吸気カムシャフト２２の回転方向ＲＡの前方側に位置している。進角室３８および遅角室３９の容積は、油圧制御装置６２による可変機構３０に対する潤滑油の供給状態に応じて変化する。

可変機構３０は次のように動作する。
進角室３８への潤滑油の供給および遅角室３９からの潤滑油の排出により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角側すなわち吸気カムシャフト２２の回転方向ＲＡに回転するとき、バルブタイミングＶＴは進角側に変化する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も進角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が回転方向ＲＡの最も前方側の位相（以下、「最進角位相ＰＨ」）にあるとき、バルブタイミングＶＴは最進角ＶＴｍａｘに設定される。

進角室３８からの潤滑油の排出および遅角室３９への潤滑油の供給により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側すなわち吸気カムシャフト２２の回転方向ＲＡとは反対側に回転するとき、バルブタイミングＶＴは遅角側に変化する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も遅角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が回転方向ＲＡの最も後方側の位相（以下、「最遅角位相ＰＬ」）にあるときバルブタイミングＶＴは最遅角ＶＴｍｉｎに設定される。

固定機構４は、バルブタイミングＶＴの進角側への変化を規制する第１制限機構４０と、この第１制限機構４０よりも進角側に設けられてバルブタイミングの遅角側への変化を規制する第２制限機構５０とを含めて構成されている。そして、第１制限機構４０および第２制限機構５０の協働により、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相を中間角ＶＴｍｄｌに対応する位相（以下、「中間位相ＰＭ」）に固定する。すなわち、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定する。

以下では、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定するために、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相を中間位相ＰＭに向けて変更する動作を「固定動作」という。

中間角ＶＴｍｄｌとしては、内燃機関１の始動に適したバルブタイミングＶＴが設定されている。すなわち、機関始動時においてバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに設定した場合と、これよりも遅角側のバルブタイミングＶＴに設定した場合とを比較したとき、機関始動性は後者よりも前者の方が高い。

図３を参照して、潤滑装置６０と可変機構３０との間における潤滑油の流通構造について説明する。なお同図は、潤滑装置６０と可変機構３０との間の油路の構成を模式的に示している。

可変機構３０には、油圧制御装置６２により潤滑油の供給および排出の状態が切り替えられる４種類の油圧室、すなわち複数の進角室３８および複数の遅角室３９および第１制限室４４および第２制限室５４が設けられている。

オイルポンプ６１から吐出された潤滑油は、第１供給油路７１または第２供給油路７３を介して第１オイルコントロールバルブ６３または第２オイルコントロールバルブ６４に供給される。

第１オイルコントロールバルブ６３に供給された潤滑油は、同バルブ６３の動作モードに応じて潤滑油路７０を流通する。第１オイルコントロールバルブ６３の動作モードとしてはモードＡ１〜Ａ３が予め用意されている。

（ａ）第１オイルコントロールバルブ６３の動作モードがモードＡ１のとき、同バルブ６３の動作状態は、進角室３８に潤滑油を供給し、かつ遅角室３９から潤滑油を排出する動作状態にある。このとき、進角油路７５を介して進角室３８に潤滑油が供給されるとともに遅角油路７６を介して遅角室３９の潤滑油が排出される。遅角室３９から排出された潤滑油は、第１オイルコントロールバルブ６３および第１排出油路７２を介してオイルパン１３に戻される。

（ｂ）第１オイルコントロールバルブ６３の動作モードがモードＡ２のとき、同バルブ６３の動作状態は、遅角室３９に潤滑油を供給し、かつ進角室３８から潤滑油を排出する動作状態にある。このとき、遅角油路７６を介して遅角室３９に潤滑油が供給されるとともに進角油路７５を介して進角室３８の潤滑油が排出される。進角室３８から排出された潤滑油は、第１オイルコントロールバルブ６３および第１排出油路７２を介してオイルパン１３に戻される。

（ｃ）第１オイルコントロールバルブ６３の動作モードがモードＡ３のとき、同バルブ６３の動作状態は、進角室３８および遅角室３９の潤滑油を保持する動作状態にある。このとき、進角油路７５および遅角油路７６と進角室３８および遅角室３９との間での潤滑油の移動はない。

第２オイルコントロールバルブ６４に供給された潤滑油は、同バルブ６４の動作モードに応じて潤滑油路７０を流通する。第２オイルコントロールバルブ６４の動作モードとしてはモードＢ１〜Ｂ４が予め用意されている。

（ａ）第２オイルコントロールバルブ６４の動作モードがモードＢ１のとき、同バルブ６４の動作状態は、第１制限室４４および第２制限室５４に潤滑油を供給する動作状態にある。このとき、第１制限油路７７および第２制限油路７８のそれぞれを介して第１制限室４４および第２制限室５４に潤滑油が供給される。

（ｂ）第２オイルコントロールバルブ６４の動作モードがモードＢ２のとき、同バルブ６４の動作状態は、第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油を排出する動作状態にある。このとき、第１制限油路７７および第２制限油路７８のそれぞれを介して第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油が排出される。これら制限室４４，５４から排出された潤滑油は、第２オイルコントロールバルブ６４および第２排出油路７４を介してオイルパン１３に戻される。

（ｃ）第２オイルコントロールバルブ６４の動作モードがモードＢ３のとき、同バルブ６４の動作状態は、第１制限室４４に潤滑油を供給し、かつ第２制限室５４から潤滑油を排出する動作状態にある。このとき、第１制限油路７７を介して第１制限室４４に潤滑油が供給されるとともに第２制限油路７８を介して第２制限室５４から潤滑油が排出される。第２制限室５４から排出された潤滑油は、第２オイルコントロールバルブ６４および第２排出油路７４を介してオイルパン１３に戻される。

（ｄ）第２オイルコントロールバルブ６４の動作モードがモードＢ４のとき、同バルブ６４の動作状態は、第１制限室４４から潤滑油を排出し、かつ第２制限室５４に潤滑油を供給する動作状態にある。このとき、第１制限油路７７を介して第１制限室４４から潤滑油が排出されるとともに第２制限油路７８を介して第２制限室５４に潤滑油が供給される。第１制限室４４から排出された潤滑油は、第２オイルコントロールバルブ６４および第２排出油路７４を介してオイルパン１３に戻される。

図４を参照して、固定機構４の詳細な構造について説明する。なお、図４は図２の４−４線に沿う可変機構３０の断面構造を平面上に展開したものを示している。
第１制限機構４０は、第１制限ピン４１および第１係合溝４６および第１制限室４４のほかに、ベーン３６内に設けられて第１制限ピン４１を一方向に押す第１制限ばね４２と、ベーン３６内に形成された同ばね４２を収容する第１ばね室４５とを含めて構成されている。

第１制限ピン４１は、その先端面が第１下段溝４７の底面に突き当てられているときにベーン３６内に位置するピン本体部４１Ａと、このときに第１係合溝４６内に位置するピン先端部４１Ｂとにより構成されている。ピン本体部４１Ａおよびピン先端部４１Ｂは、同径かつ同軸の円筒形状の部位として構成されている。第１制限室４４の油圧が第１制限ばね４２の力よりも小さいとき、第１制限ピン４１はベーン３６から突出する方向（以下、「突出方向ＺＡ」）に動作する。第１制限室４４の油圧が第１制限ばね４２の力よりも大きいとき、第１制限ピン４１はベーン３６に収容される方向（以下、「収容方向ＺＢ」）に動作する。

第１係合溝４６は、互いに深さの異なる２つの溝、すなわち相対的に深さの大きい第１下段溝４７および相対的に深さの小さい第１上段溝４８により構成されている。第１下段溝４７と第１上段溝４８との間には、これら溝の境界となる第１段差部４９が設けられている。

第１係合溝４６の進角側の端部すなわち第１下段溝４７の進角側の端部（以下、「第１進角端部４６Ａ」）は、中間位相ＰＭと対応するところに設けられている。第１係合溝４６の遅角側の端部すなわち第１上段溝４８の遅角側の端部（以下、「第１遅角端部４６Ｂ」）は、中間位相ＰＭよりも所定量△Ｐ１だけ遅角側にある第１遅角位相ＰＸ１と対応するところに設けられている。第１係合溝４６の第１段差部４９すなわち第１下段溝４７の遅角側の端部（以下、「第１段差端部４６Ｃ」）は、中間位相ＰＭよりも所定量△Ｐ２（＜所定量△Ｐ１）だけ遅角側にある第２遅角位相ＰＸ２と対応するところに設けられている。

以下では、ピン先端部４１Ｂが第１下段溝４７内にあるときの第１制限ピン４１の位置を「第１制限ピン４１の下係合位置」とする。ピン先端部４１Ｂが第１係合溝４６内において第１下段溝４７の外側にあるときの第１制限ピン４１の位置を「第１制限ピン４１の上係合位置」とする。ピン先端部４１Ｂが第１係合溝４６内の外側にあるときの第１制限ピン４１の位置を「第１制限ピン４１の解除位置」とする。

第２制限機構５０は、第２制限ピン５１および第２係合溝５６および第２制限室５４のほかに、ベーン３６内に設けられて第２制限ピン５１を一方向に押す第２制限ばね５２と、ベーン３６内に形成された同ばね５２を収容する第２ばね室５５とを含めて構成されている。

第２制限ピン５１は、その先端面が第２下段溝５７の底面に突き当てられているときにベーン３６内に位置するピン本体部５１Ａと、このときにベーン３６の外側に位置するピン先端部５１Ｂにより構成されている。ピン本体部５１Ａおよびピン先端部５１Ｂは、同径かつ同軸の円筒形状の部位として構成されている。第２制限室５４の油圧が第２制限ばね５２の力よりも小さいとき、第２制限ピン５１はベーン３６から突出する方向である突出方向ＺＡに動作する。第２制限室５４の油圧が第２制限ばね５２の力よりも大きいとき、第２制限ピン５１はベーン３６に収容される方向である収容方向ＺＢに動作する。

第２係合溝５６は、互いに深さの異なる２つの溝、すなわち相対的に深さの大きい第２下段溝５７および相対的に深さの小さい第２上段溝５８により構成されている。第２下段溝５７と第２上段溝５８との間には、これら溝の境界となる第２段差部５９が設けられている。

第２係合溝５６の進角側の端部すなわち第２下段溝５７の進角側の端部（以下、「第２進角端部５６Ａ」）は、中間位相ＰＭよりも所定量△Ｐ３（＞所定量△Ｐ１＞所定量△Ｐ２）だけ進角側にある進角位相ＰＹと対応するところに設けられている。第２係合溝５６の遅角側の端部すなわち第２上段溝５８の遅角側の端部（以下、「第２遅角端部５６Ｂ」）は、中間位相ＰＭよりも所定量△Ｐ４だけ遅角側にある第３遅角位相ＰＸ３と対応するところに設けられている。第２係合溝５６の第２段差部５９すなわち第２下段溝５７の遅角側の端部（以下、「第２段差端部５６Ｃ」）は、中間位相ＰＭに対応するところに設けられている。

以下では、ピン先端部５１Ｂが第２下段溝５７内にあるときの第２制限ピン５１の位置を「第２制限ピン５１の下係合位置」とする。ピン先端部５１Ｂが第２係合溝５６内において第２下段溝５７の外側にあるときの第２制限ピン５１の位置を「第２制限ピン５１の上係合位置」とする。ピン先端部５１Ｂが第２係合溝５６の外側にあるときの第２制限ピン５１の位置を「第２制限ピン５１の解除位置」とする。

図５を参照して、第１係合溝４６および第２係合溝５６の長さの関係について説明する。なお同図では、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相を一致させた状態で各制限機構４０，５０を上下に並べて示している。なお、図中の一点鎖線は第１制限ピン４１および第２制限ピン５１の中心軸を示している。

第１係合溝４６の所定量△Ｐ１および所定量△Ｐ２、ならびに第２係合溝５６の所定量△Ｐ３および所定量△Ｐ４の大小関係は、「所定量△Ｐ４＞所定量△Ｐ３＞所定量△Ｐ１＞所定量△Ｐ２」となる。

最遅角位相ＰＬから第３遅角位相ＰＸ３までの周方向の長さを「段幅Ｌ１」とし、第３遅角位相ＰＸ３から第１遅角位相ＰＸ１までの周方向の長さを「段幅Ｌ２」とし、第１遅角位相ＰＸ１から第２遅角位相ＰＸ２までの周方向の長さを「段幅Ｌ３」とし、第２遅角位相ＰＸ２から中間位相ＰＭまでの周方向の長さを「段幅Ｌ４」としたとき、これら段幅の大小関係は、「段幅Ｌ１＞段幅Ｌ４＞段幅Ｌ３＞段幅Ｌ２」となる。

バルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎから中間角ＶＴｍｄｌに変更されるとき、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転量は段幅Ｌ１から段幅Ｌ４を足し合わせたものとなる。

図４を参照して、固定機構４の動作について説明する。
第１制限機構４０は、第１制限ピン４１のピン先端部４１Ｂがベーンロータ３５に収容されている状態において、第１制限室４４に潤滑油が供給されたとき、第１制限ピン４１がベーンロータ３５に収容される。

第１制限ピン４１のピン先端部４１Ｂがベーンロータ３５に収容されている状態において、第１制限室４４の潤滑油が排出されたとき、第１制限ピン４１がベーンロータ３５から突出する。この場合、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間位相ＰＭと第２遅角位相ＰＸ２との間にあるとき、ピン先端部４１Ｂが第１下段溝４７の底面に突き当てられる。一方、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が第１遅角位相ＰＸ１と第２遅角位相ＰＸ２との間にあるとき、ピン先端部４１Ｂが第１上段溝４８の底面に突き当てられる。

第２制限機構５０は、第２制限ピン５１のピン先端部５１Ｂがベーンロータ３５から突出している状態において、第２制限室５４に潤滑油が供給されたとき、第２制限ピン５１はベーンロータ３５に収容される。

第２制限ピン５１のピン先端部５１Ｂがベーンロータ３５に収容されている状態において、第２制限室５４の潤滑油が排出されたとき、第２制限ピン５１がベーンロータ３５から突出する。この場合、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間位相ＰＭと進角位相ＰＹとの間にあるとき、ピン先端部５１Ｂが第２下段溝５７の底面に突き当てられる。一方、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間位相ＰＭと第３遅角位相ＰＸ３との間にあるとき、ピン先端部５１Ｂが第２上段溝５８の底面に突き当てられる。

固定機構４によるバルブタイミングＶＴの制限態様について説明する。
第１制限ピン４１が下係合位置にありかつ第２制限ピン５１が解除位置にあるとき、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転範囲は、第２下段溝５７の第２進角端部５６Ａから第２段差端部５６Ｃまでの範囲に制限される。すなわち、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相について、遅角側への回転が中間位相ＰＭで規制され、進角側への回転が進角位相ＰＹで規制される。

第１制限ピン４１および第２制限ピン５１の双方が下係合位置にあるとき、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転について、進角側への回転が第１制限ピン４１と第１下段溝４７との係合により規制され、かつ遅角側への回転が第２制限ピン５１と第２下段溝５７との係合により規制される。すなわち、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間位相ＰＭで固定される。これにより、バルブタイミングＶＴは中間角ＶＴｍｄｌに固定される。

図６および図７を参照して、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあることを前提としたときの固定機構４の中間角固定動作について説明する。なお同図では、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相を一致させた状態で各制限機構４０，５０を上下に並べている。なお同図の一点鎖線は、第１制限ピン４１および第２制限ピン５１の中心軸を示している。

電子制御装置９１は、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にある状態において、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定する要求がある旨判定したとき、第１オイルコントロールバルブ６３および第２オイルコントロールバルブ６４のそれぞれに対して指令信号を送信する。すなわち、第１オイルコントロールバルブ６３に対しては、進角室３８に潤滑油を供給しかつ遅角室３９から潤滑油を排出する動作状態を維持するための指令信号を送信する。また、第２オイルコントロールバルブ６４に対しては、第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油を排出する動作状態を維持するための指令信号を送信する。

これにより、進角油路７５を介して進角室３８に潤滑油が供給されるとともに遅角油路７６を介して遅角室３９の潤滑油が排出されるため、バルブタイミングＶＴは進角する。また、第１制限油路７７および第２制限油路７８のそれぞれを介して第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油が排出されるため、各制限ピン４１，５１はベーン３６から突出しようとする状態に維持される。

各制限機構４０，５０は具体的には次のように動作する。
図６（ａ）に示されるように、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が第３遅角位相ＰＸ３よりも遅角側にあるとき、第１制限ピン４１および第２制限ピン５１はそれぞれ第１係合溝４６および第２係合溝５６の外側に位置している。

図６（ｂ）に示されるように、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が第３遅角位相ＰＸ３に到達したとき、第２制限ピン５１がベーン３６から突出してピン先端部５１Ｂが第２上段溝５８に嵌まり込む。このとき、第１制限ピン４１は第１係合溝４６の外側に位置している。固定機構４がこの状態にあるとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して第３遅角位相ＰＸ３よりも遅角側に回転することが規制される。

図６（ｃ）に示されるように、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が第１遅角位相ＰＸ１に到達したとき、第１制限ピン４１がベーン３６から突出してピン先端部４１Ｂが第１上段溝４８に嵌り込む。このとき、第２制限ピン５１は第２上段溝５８内に位置している。固定機構４がこの状態にあるとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して第１遅角位相ＰＸ１よりも遅角側に回転することが規制される。

図７（ａ）に示されるように、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が第２遅角位相ＰＸ２に到達したとき、第１制限ピン４１が第１段差部４９を乗り越えてピン先端部４１Ｂが第１下段溝４７に嵌り込む。このとき、第２制限ピン５１は第２上段溝５８内に位置している。固定機構４がこの状態にあるとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して第２遅角位相ＰＸ２よりも遅角側に回転することが規制される。

図７（ｂ）に示されるように、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間位相ＰＭに到達したとき、第２制限ピン５１が第２段差部５９を乗り越えてピン先端部５１Ｂが第２下段溝５７に嵌り込む。このとき、第１制限ピン４１のピン先端部４１Ｂの側面が第１下段溝４７の第１進角端部４６Ａと接触した状態にある。また、第２制限ピン５１のピン先端部５１Ｂの側面が第２下段溝５７の第２段差端部５６Ｃと接触した状態にある。

固定機構４がこの状態にあるとき、第１制限ピン４１と第１進角端部４６Ａとの係合および第２制限ピン５１と第２段差端部５６Ｃとの係合により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して回転することが規制される。すなわち、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間位相ＰＭに固定されるとともに、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される。

機関始動時の可変機構３０の固定動作について説明する。
機関停止中においては、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相は中間位相ＰＭに維持される。また、第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油が排出されるため、第１制限ピン４１および第２制限ピン５１は各制限ばね４２，５２により突出方向ＺＡに移動しようとする状態に維持される。

機関停止時にバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されないときには、機関停止中において進角室３８および遅角室３９から潤滑油が排出されることにともない、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が最遅角位相ＰＬに維持される。また、第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油が排出されることにともない、第１制限ピン４１および第２制限ピン５１は各制限ばね４２，５２により突出方向ＺＡに移動しようとする状態に維持される。

そして、その後のクランキングの開始後において、吸気カムシャフト２２のトルク変動によりベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角方向に回転したとき、図６および図７に示される順に各制限ピン４１，５１が対応する係合溝４６，５６に嵌め込まれてバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される。

停止時バルブタイミング制御の内容について説明する。
通常停止時制御においては、イグニッションスイッチのオンからオフへの切替操作に基づく機関停止要求が検出されたとき、機関停止要求に基づく機関停止動作を開始する前に可変機構３０の固定動作を開始する。そして、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されたことが検出されたとき、またはバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されたと予測されるとき、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されていることを示すフラグ（以下、「固定完了フラグ」）をオンに設定するとともに機関停止要求に基づく機関運転の停止を行う。これにより、次回の機関始動時にはバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定された状態にある。

非常停止時制御では、エンジンストールが検出されたときに可変機構３０の固定動作を開始する。エンジンストールが生じたときにも内燃機関１の回転が完全に停止するまでにはある程度の期間を要するため、バルブタイミングＶＴの固定を試みた結果としてバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されることもある。ただし、エンジンストールの発生により可変機構３０に供給される油圧は低下中の状態にあるため、可変機構３０の油圧制御が困難と予測されるときには固定動作を中断する。

図８を参照して、通常停止時制御の具体的な処理手順を定めた「通常停止時処理」の内容について説明する。なお、当該処理は電子制御装置９１により実行されるものであり、一旦終了された後は次の内燃機関１の始動後に再び最初から同様の処理が繰り返して行われる。

電子制御装置９１は「通常停止時処理」として以下の各処理を行う。
ステップＳ１１において、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられていない旨判定したとき、所定の演算周期が経過した後に再びステップＳ１１の判定処理を行う。

ステップＳ１１において、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられた旨判定したとき、ステップＳ１２において、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されていることを示す固定完了フラグをオフに設定する。次のステップＳ１３では、油圧制御装置６２の制御を通じて可変機構３０の固定動作を開始する。

ステップＳ１４において、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されていない旨判定したとき、所定の演算周期が経過した後に再びステップＳ１３の判定処理を行う。なお、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されているか否かについては、クランク角度ＣＡおよび吸気カム角度ＤＡに基づいて算出されたバルブタイミングＶＴの演算値に基づいて判定される。

ステップＳ１４において、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されている旨判定したとき、ステップＳ１５で固定完了フラグをオフからオンに変更して「通常停止時処理」を終了する。

図９を参照して、非常停止時制御の具体的な処理手順を定めた「非常停止時処理」の内容について説明する。なお、当該処理は電子制御装置９１により実行されるものであり、一旦終了された後は次の内燃機関１の始動後に再び最初から同様の処理が繰り返して行われる。

電子制御装置９１は「非常停止時処理」として以下の各処理を行う。
ステップＳ２１において、エンジンストールが生じていない旨判定したとき、所定の演算周期が経過した後に再びステップＳ２１の判定処理を行う。なお、ここでは機関回転速度ＮＥの低下速度が判定値よりも大きいこと、および機関回転速度ＮＥが基準値よりも小さいことに基づいて、エンジンストールが生じた旨判定している。

ステップＳ２１において、エンジンストールが生じた旨判定したとき、ステップＳ２２において、固定完了フラグをオフに設定する。次のステップＳ２３では、油圧制御装置６２の制御を通じて可変機構３０の固定動作を開始する。

ステップＳ２４において、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されていない旨判定し、かつステップＳ２６において、エンジンストールが生じてからの経過時間が判定期間と同じまたは判定期間よりも小さい旨判定したとき、所定の演算周期が経過した後に再びステップＳ２４の判定処理を行う。

ステップＳ２４において、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されている旨判定したとき、ステップＳ２５で固定完了フラグをオフからオンに変更して「非常停止時処理」を終了する。また、ステップＳ２４において、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されていない旨判定し、かつステップＳ２６において、エンジンストールが生じてからの経過時間が判定期間よりも大きい旨判定したときには、固定完了フラグを操作することなく「非常停止時処理」を終了する。

判定期間は、エンジンストールの発生後において可変機構３０を油圧制御することが可能な期間として、電子制御装置９１に予め記憶されている。エンジンストールが生じてからの経過時間が判定期間よりも大きいときには、可変機構３０に十分な油圧が供給されないため、油圧による可変機構３０の制御を通じてバルブタイミングＶＴを変更することが困難となる。

図５〜図７および図１０を参照して、カムシャフトのトルク変動とハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転との関係について説明する。なお、図１０（ａ）は機関回転速度ＮＥが相対的に小さいときのカムシャフトのトルク変動傾向を、また図１０（ｂ）は機関回転速度ＮＥが相対的に大きいときのカムシャフトのトルク変動傾向をそれぞれ模式的に示している。

図１０に示されるように、吸気カムシャフト２２または排気カムシャフト２４のトルク（以下、「カムトルク」）は、吸気カムシャフト２２または排気カムシャフト２４の回転にともない周期的に変動する。以下では、カムシャフト回転方向に作用するカムトルクを「負トルク」とし、カムシャフト回転方向とは反対方向に作用するカムトルクを「正トルク」とする。

カムトルクの変動にともないハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５が回転できる状態において、吸気カムシャフト２２に負トルクが生じたとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角側に回転する。一方、吸気カムシャフト２２に正トルクが生じたとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側に回転する。以下では、このように吸気カムシャフト２２の負トルクに基づいてベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して回転する可変機構３０の動作を「自立進角」とする。

図６および図７に示されるように、固定機構４を含む可変機構３０においては、可変機構３０の自立進角により各制限ピン４１，５１が対応する係合溝４６，５６に順に嵌り込む。

しかし、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転量が小さいとき、例えばベーンロータ３５が最遅角位相ＰＬにある状態において、カムトルクの変動により生じるベーンロータ３５の回転量が段幅Ｌ４（図５参照）よりも小さいときには、第２制限ピン５１が第２上段溝５８に向けて突出しない。このため、吸気カムシャフト２２に正トルクが生じたときにはベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側に回転し、一旦は最遅角位相ＰＬよりも進角側に変化したベーンロータ３５の回転位相が再び最遅角位相ＰＬまたはその付近の位相まで戻される。なお、ここで説明した動作は、第１制限ピン４１が第１上段溝４８に嵌め込まれるまでの段階、および第１制限ピン４１が第１下段溝４７に嵌め込まれるまでの段階、および第２制限ピン５１が第２下段溝５７に嵌め込まれるまでの段階についても同様のことがいえる。

上記のように、カムトルクの変動に基づくベーンロータ３５の回転量が小さいときには、ベーンロータ３５が第３遅角位相ＰＸ３に到達しない範囲で負トルクによる進角と正トルクによる遅角とを繰り返すため、固定機構４の機能、すなわちベーンロータ３５の遅角側への回転を段階的に規制する機能が働かない。そして、上記範囲でのベーンロータ３５の遅角および進角が継続されている限りは、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されない。なお、ここで説明した可変機構３０の動作は、ベーンロータ３５が第３遅角位相ＰＸ３と第１遅角位相ＰＸ１との間にあるとき、および第１遅角位相ＰＸ１と第２遅角位相ＰＸ２との間にあるとき、および第２遅角位相ＰＸ２と中間位相ＰＭとの間にあるときについても同様となる。

そこで、この実施形態の始動制御では、カムシャフトの１回転あたりのトルク変動にともないベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して回転する量（以下、「ベーンロータ３５の揺動量」）を大きくするための制御（速度低減制御）を行う。この速度低減制御では、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されていない状態の機関始動時（解除始動時）には、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定された状態の機関始動時（固定始動時）と比較して、カムトルクの変動量が大きくなるようにクランキング時の機関回転速度ＮＥを制御する。これにより、解除始動時に速度低減制御が実行されるときのベーンロータ３５の揺動量は、解除始動時に速度低減制御が実行されないときとのベーンロータ３５の揺動量よりも大きくなる。

ベーンロータ３５の揺動量は、カムシャフトの１回転あたりの負トルクの積分値と相関を有する。すなわち、負トルクの積分値が大きくなるにつれてベーンロータ３５の揺動量は大きくなる。なお、図１０の斜線の各領域は、カムシャフトの１回転あたりの負トルクの積分値を示している。

負トルクの積分値は、カムトルクの変動の１周期の長さと相関を有する。すなわち、カムトルクの変動の１周期の長さが大きくなるにつれて負トルクの積分値は大きくなる。

カムトルクの変動の１周期の長さは、機関回転速度ＮＥと相関を有する。すなわち、機関回転速度ＮＥが小さくなるにつれてカムトルクの変動の１周期の長さは大きくなる。

図１０に示されるように、機関回転速度ＮＥが相対的に小さい状態Ａ（図１０（ａ））と機関回転速度ＮＥが相対的に大きい状態Ｂ（図１０（ｂ））との間で、カムシャフトのトルク変動の１周期の長さを比較したとき、状態Ａの方が状態Ｂよりもトルク変動の１周期の長さは大きくなる。これにより、状態Ａの方が状態Ｂよりもカムシャフトの１回転あたりの負トルクの積分値が大きいため、ベーンロータ３５の揺動量も状態Ａの方が状態Ｂよりも大きいものとなる。なお、正トルクとベーンロータ３５の揺動量との間にも上記と同様の関係が成立する。

本実施形態の始動制御では、以上のことに基づいて、解除始動時の機関回転速度ＮＥ（第１回転速度）を固定始動時の機関回転速度ＮＥ（第２回転速度）よりも小さくすることにより、解除始動時のカムトルクの変動量を固定始動時のカムトルクの変動量よりも大きくしている。また、解除始動時のスタータモータ１６の負荷（第１モータ負荷）を固定始動時のスタータモータ１６の負荷（第２モータ負荷）よりも大きくすることにより、解除始動時の機関回転速度ＮＥを固定始動時の機関回転速度ＮＥよりも小さくしている。また、解除始動時には１または複数の電動補機８２のうち予め定められた電動補機（以下、「特定電動補機」）を駆動し、固定始動時には特定電動補機の駆動を停止することにより、解除始動時のスタータモータ１６の負荷を固定始動時のスタータモータ１６の負荷よりも大きくしている。

図１１を参照して、始動制御の具体的な処理手順を定めた「始動時処理」の内容について説明する。なお、同処理は電子制御装置９１により所定の演算周期毎に繰り返し行われる。

電子制御装置９１は、「始動時処理」として以下の各処理を行う。また、イグニッションスイッチのオフからオンへの切替操作が行われたことに基づいて、すなわち機関始動要求があることに基づいて、以下の処理を開始する。

ステップＳ３１では、固定完了フラグがオンに設定されているか否かを判定する。ステップＳ３２では、潤滑油温度ＴＬの演算値が所定温度ＴＬＸよりも小さいか否かを判定する。ステップＳ３３では、バッテリ電圧ＢＶの演算値が所定電圧ＢＶＸよりも大きいか否かを判定する。

所定温度ＴＬＸは、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されていないとき、機関本体１０の温度が低いことに起因して内燃機関１の始動不良をまねく可能性が高いことを判定するための値として、電子制御装置９１に予め記憶されている。潤滑油温度ＴＬが所定温度ＴＬＸよりも小さいときには、機関本体１０の温度が低いことに起因して内燃機関１の始動不良をまねく可能性が高いため、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定することが要求される。

所定電圧ＢＶＸは、バッテリ電圧ＢＶが低いことに起因してクランキング時に必要なスタータモータ１６のトルクが得られない可能性が高いことを判定するための値として、電子制御装置９１に予め記憶されている。バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸと同じまたは所定電圧ＢＶＸよりも小さいとき、スタータモータ１６とは別の電動装置の駆動にともないクランキング時のトルクが不足する可能性が高いため、別の電動装置の駆動を保留することが要求される。

ステップＳ３１〜Ｓ３３の判定結果は次の３つに分類される。
（判定結果Ａ）ステップＳ３１において固定完了フラグがオンである旨判定すること。あるいは、ステップＳ３１で固定完了フラグがオフである旨判定し、かつステップＳ３２で潤滑油温度ＴＬが所定温度ＴＬＸと同じまたは所定温度ＴＬＸよりも大きい旨判定すること。

（判定結果Ｂ）ステップＳ３１において固定完了フラグがオフである旨判定し、かつステップＳ３２で潤滑油温度ＴＬが所定温度ＴＬＸよりも小さい旨判定し、かつステップＳ３３でバッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸと同じまたは所定電圧ＢＶＸよりも小さい旨判定すること。

（判定結果Ｃ）ステップＳ３１において固定完了フラグがオフである旨判定し、かつステップＳ３２で潤滑油温度ＴＬが所定温度ＴＬＸよりも小さい旨判定し、かつステップＳ３３でバッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも大きい旨判定すること。

判定結果Ａのときには、ステップＳ４０においてスタータモータ１６によるクランキングを開始する。判定結果Ｂのときには、ステップＳ３５においてスタータモータ１６によるクランキングを開始する。この場合には、さらにステップＳ３６〜Ｓ３９の処理を行う。判定結果Ｃのときには、ステップＳ３４においてクランキング時の機関回転速度ＮＥを低下させる処理を実行した後にスタータモータ１６によるクランキングを開始する。

ステップＳ３４では、具体的には次の処理を行うことによりクランキング時の機関回転速度ＮＥを低下させる。すなわち、予め定められた特定電動補機（電動補機８２）の動作状態をオフからオンに変更する。ここでは、ヒートシータの動作状態をオフからオンに変更する。これにより、ヒートシータがオフの場合のクランキング時と比較して、バッテリ８１からスタータモータ１６に供給される電流が小さくなるため、スタータモータ１６のトルクも小さくなる。このため、ヒートシータがオンの場合の機関回転速度ＮＥはヒートシータがオフの場合の機関回転速度ＮＥよりも小さくなる。

判定結果Ｂが得られた場合、クランキング開始以降の処理として次のものを行う。
ステップＳ３６において、クランキング開始からの経過時間が所定期間よりも小さい旨判定したとき、所定の演算周期が経過した後に再びステップＳ３６の判定処理を行う。

ステップＳ３６において、上記経過時間が所定期間と同じまたは所定期間よりも大きい旨判定したとき、ステップＳ３７において、ステップＳ３４の処理と同様に特定電動補機の動作状態をオフからオンに変更する。

所定期間は、クランキングが開始されてから最初の圧縮行程が終了するまでの期間に相当する期間として、電子制御装置９１に予め記憶されている。クランキング開始からの経過時間が所定期間よりも小さいときには、最初の圧縮行程を超えるために特に大きなクランキングトルクが必要とされるため、内燃機関１の始動不良を抑制するという観点からするとスタータモータ１６に十分な電流を供給することが要求される。

ステップＳ３８において、特定電動補機の動作状態をオフからオンに変更してからの経過時間（速度低減制御を開始してからの経過時間）が基準期間よりも小さい旨判定したとき、所定の演算周期が経過した後に再びステップＳ３８の判定処理を行う。

ステップＳ３８において、上記経過時間が基準期間と同じまたは基準期間よりも大きい旨判定したとき、特定電動補機の動作状態をオンからオフに変更する。
基準期間は、速度低減制御の開始後においてバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに到達するまでに必要となる期間として、電子制御装置９１に予め記憶されている。特定電動補機の動作状態をオフからオンに変更してからの経過時間が基準期間よりも小さいとき、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されていないと推定されるため、特定電動補機のオン状態を継続することが要求される。

以上詳述したように、本実施形態によれば以下に示す効果が奏せられる。
（１）本実施形態では、解除始動時のスタータモータ１６の負荷（第１モータ負荷）を固定始動時のスタータモータ１６の負荷（第２モータ負荷）よりも大きくしている。すなわち、解除始動時にスタータモータ１６からクランクシャフト１５に付与されるトルク（第１トルク）を固定始動時にスタータモータ１６からクランクシャフト１５に付与されるトルク（第２トルク）よりも小さくしている。従って、機関回転速度ＮＥは固定始動時よりも解除始動時の方が小さくなる。これにより、解除始動時の機関回転速度ＮＥ（第１回転速度）が固定始動時の機関回転速度ＮＥ（第２回転速度）よりも小さくなるため、カムシャフトのトルク変動の１周期の長さは固定始動時よりも解除始動時の方が大きくなる。これにより、解除始動時においては吸気カムシャフト２２の１回転あたりのカムトルクの変動量が固定始動時よりも大きくなるため、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに到達しやすくなる。従って、機関始動時にバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される頻度を高くすることができる。

（２）機関始動時の機関温度が高くなるにつれて燃焼状態は良好になるため、潤滑油温度ＴＬが高いときにはバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定しなくとも内燃機関１の始動不良が生じる頻度は小さくなる。本実施形態では、潤滑油温度ＴＬが所定温度ＴＬＸよりも低いときに限り速度低減制御を行うようにしているため、始動不良の発生するおそれの低いときに機関回転速度ＮＥを速やかに上昇させることができる。また、潤滑油温度ＴＬが低い機関始動時にはバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される頻度が高くなるため、始動不良が発生する頻度を低くすることができる。

（３）本実施形態では、クランキングが開始されてから最初の圧縮行程が終了するまでの期間に相当する所定期間が経過するまで、すなわち機関始動動作の開始直後においてクランキングのために大きなトルクが必要とされる期間が経過するまでは、速度低減制御を行わない。従って、スタータモータ１６のトルクの不足に起因して内燃機関１の始動不良が生じる頻度を低減することができる。

（４）本実施形態では、スタータモータ１６に電力を供給するバッテリ８１のバッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも小さいとき、すなわちクランキング時にスタータモータ１６に必要とされるトルクが得られないおそれのあるときには、所定期間が経過するまで速度低減制御を行わない。従って、スタータモータ１６のトルクの不足に起因して内燃機関１の始動不良が生じる頻度を低減することができる。

（５）本実施形態では、速度低減制御を開始してから基準期間が経過したとき、すなわち速度低減制御の開始後においてバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに到達するまでに十分な期間が経過したときに速度低減制御を終了する。従って、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されている状態で速度低減制御が継続されることを抑制することができる。また、内燃機関１の始動が完了するまで速度低減制御を継続する場合と比較して、バッテリ８１の電力の消費量を低減することができる。

（６）本実施形態では、機関始動時のカムトルク変動に基づいてバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側から進角する過程において、バルブタイミングＶＴが遅角側に変化することを規制する制限機構４０，５０を備えている。従って、機関始動時において吸気バルブのバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍき、バルブタイミングＶＴの遅角が制限機構４０，５０により規制される。これにより、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに到達する頻度を高めることができる。

（第２実施形態）
図１２および図１３を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。以下では、第１実施形態からの変更点を中心に説明し、第１実施形態と共通する構成についてはその説明を適宜省略する。

図１２に、本実施形態の潤滑装置６０と可変機構３０との間における潤滑油の流通構造を示す。第１実施形態の油圧制御装置６２は、可変機構３０の潤滑油の給排状態を制御するオイルコントロールバルブとして、第１オイルコントロールバルブ６３および第２オイルコントロールバルブ６４を備えている。これに対して本実施形態の油圧制御装置６２は、可変機構３０の潤滑油の給排状態を制御するオイルコントロールバルブとして、単一のオイルコントロールバルブ６５のみを備えている。オイルポンプ６１から吐出された潤滑油は、供給油路７９Ａを介してオイルコントロールバルブ６５に供給される。

オイルコントロールバルブ６５に供給された潤滑油は、同バルブ６５の動作モードに応じて潤滑油路７０を流通する。オイルコントロールバルブ６５の動作モードとしてはモードＣ１〜Ｃ５が予め用意されている。なお、以下の説明ではオイルポンプ６１の吐出量を同一と仮定した条件のもと、各動作モード間において潤滑油の流量および可変機構３０の動作速度を対比している。

（ａ）オイルコントロールバルブ６５の動作モードがモードＣ１のとき、同バルブ６５の動作状態は、進角室３８に少量の潤滑油を供給し、かつ遅角室３９から少量の潤滑油を排出し、かつ第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油を排出する動作状態にある。このとき、進角油路７５を介して進角室３８に少量の潤滑油が供給されるとともに遅角油路７６を介して遅角室３９から少量の潤滑油が排出される。また、第１制限油路７７および第２制限油路７８のそれぞれを介して第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油が排出される。遅角室３９および第１制限室４４および第２制限室５４から排出された潤滑油は、オイルコントロールバルブ６５および排出油路７９Ｂを介してオイルパン１３に戻される。

（ｂ）オイルコントロールバルブ６５の動作モードがモードＣ２のとき、同バルブ６５の動作状態は、進角室３８にモードＣ１のときよりも多くの量の潤滑油を供給し、かつ遅角室３９からモードＣ１のときよりも多くの量の潤滑油を排出し、かつ第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油を排出する動作状態にある。このとき、進角油路７５を介して進角室３８に潤滑油が供給されるとともに遅角油路７６を介して遅角室３９から潤滑油が排出される。また、第１制限油路７７および第２制限油路７８のそれぞれを介して第１制限室４４および第２制限室５４から潤滑油が排出される。遅角室３９および第１制限室４４および第２制限室５４から排出された潤滑油は、オイルコントロールバルブ６５および排出油路７９Ｂを介してオイルパン１３に戻される。

（ｃ）オイルコントロールバルブ６５の動作モードがモードＣ３のとき、同バルブ６５の動作状態は、進角室３８にモードＣ１のときよりも多くの量の潤滑油を供給し、かつ遅角室３９からモードＣ１のときよりも多くの量の潤滑油を排出し、かつ第１制限室４４および第２制限室５４に潤滑油を供給する動作状態にある。このとき、進角油路７５を介して進角室３８に潤滑油が供給されるとともに、遅角油路７６を介して遅角室３９から潤滑油が排出される。また、第１制限油路７７および第２制限油路７８のそれぞれを介して第１制限室４４および第２制限室５４に潤滑油が供給される。遅角室３９から排出された潤滑油は、オイルコントロールバルブ６５および排出油路７９Ｂを介してオイルパン１３に戻される。

（ｄ）オイルコントロールバルブ６５の動作モードがモードＣ４のとき、同バルブ６５の動作状態は、進角室３８および遅角室３９を閉鎖し、かつ第１制限室４４および第２制限室５４に潤滑油を供給する動作状態にある。このとき、進角室３８および遅角室３９には潤滑油が保持される。また、第１制限油路７７および第２制限油路７８のそれぞれを介して第１制限室４４および第２制限室５４に潤滑油が供給される。

（ｅ）オイルコントロールバルブ６５の動作モードがモードＣ５のとき、同バルブ６５の動作状態は、進角室３８から潤滑油を排出し、かつ遅角室３９に潤滑油を供給し、かつ第１制限室４４および第２制限室５４に潤滑油を供給する動作状態にある。このとき、進角油路７５を介して進角室３８から潤滑油が排出されるとともに、遅角油路７６を介して遅角室３９に潤滑油が供給される。また、第１制限油路７７および第２制限油路７８のそれぞれを介して第１制限室４４および第２制限室５４に潤滑油が供給される。進角室３８から排出された潤滑油は、オイルコントロールバルブ６５および排出油路７９Ｂを介してオイルパン１３に戻される。

図１３に、オイルコントロールバルブ６５の各動作モードと進角室３８および遅角室３９および各制限室４４，５４に対する潤滑油の給排状態との関係（図１３（ａ））、ならびに各動作モードと可変機構３０および各制限ピン４１，５１の動作態様との関係（図１３（ｂ））について、これらのまとめを示す。

オイルコントロールバルブ６５がモードＣ１にあるとき、モードＣ２のときよりも小さい流量で進角室３８に潤滑油が供給され、かつモードＣ２のときよりも小さい流量にて遅角室３９から潤滑油が排出され、かつ各制限室４４，５４から潤滑油が排出される。これにより、可変機構３０がモードＣ２のときよりも小さい速度で進角方向に駆動されるとともに、各制限ピン４１，５１に対して突出方向ＺＡの力が付与される。

オイルコントロールバルブ６５がモードＣ２にあるとき、モードＣ１のときよりも大きい流量で進角室３８に潤滑油が供給され、かつモードＣ１のときよりも大きい流量で遅角室３９から潤滑油が排出され、かつ各制限室４４，５４から潤滑油が排出される。これにより、可変機構３０がモードＣ１のときよりも大きい速度で進角方向に駆動されるとともに、各制限ピン４１，５１に対して突出方向ＺＡの力が付与される。

オイルコントロールバルブ６５がモードＣ３にあるとき、モードＣ１のときよりも大きい流量で進角室３８に潤滑油が供給され、かつモードＣ１のときよりも大きい流量で遅角室３９から潤滑油が排出され、各制限室４４，５４に潤滑油が供給される。これにより、可変機構３０がモードＣ１のときよりも大きい速度で進角方向に駆動されるとともに、各制限ピン４１，５１に対して収容方向ＺＢの力が付与される。

オイルコントロールバルブ６５がモードＣ４にあるとき、進角室３８の潤滑油が保持され、かつ遅角室３９の潤滑油が保持され、かつ各制限室４４，５４に潤滑油が供給される。これにより、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の相対的な回転位相が保持されるとともに、各制限ピン４１，５１に対して収容方向ＺＢの力が付与される。

オイルコントロールバルブ６５がモードＣ５にあるとき、進角室３８から潤滑油が排出され、かつ遅角室３９に潤滑油が供給され、各制限室４４，５４に潤滑油が供給される。これにより、可変機構３０が遅角方向に駆動されるとともに、各制限ピン４１，５１に対して収容方向ＺＢの力が付与される。

図１３（ｃ）に示されるように、オイルコントロールバルブ６５の駆動モードは機関運転状態に基づいて次のように切り替えられる。
機関通常運転時には機関運転状態に応じてモードＣ３〜Ｃ５のいずれかが選択される。

機関通常停止時には、機関停止要求が検出されたときにバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるとき、モードＣ１が選択される。また、機関停止要求が検出されたときにバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも進角側にあるとき、モードＣ５が選択されてバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側に変化した後にモードＣ１が選択される。すなわち、本実施形態の「通常停止時処理（図８）」では、ステップＳ１３の処理において上述のようにオイルコントロールバルブ６５の動作モードが選択される。

機関非常停止時には、エンジンストールの発生が検出されたときにバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるとき、モードＣ２が選択される。また、エンジンストールの発生が検出されたときにバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも進角側にあるとき、所定の時間にわたりモードＣ５が選択された後にモードＣ２が選択される。すなわち、本実施形態の「非常停止時処理（図９）」では、ステップＳ２３の処理において上述のようにオイルコントロールバルブ６５の動作モードが選択される。

以上詳述したように、本実施形態によれば第１実施形態の（１）の効果、すなわち機関始動時にバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される頻度を高くすることができる旨の効果、ならびに同実施形態の（２）〜（６）の効果に加えて、以下に示す効果が奏せられる。

（７）バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定するにあたり、可変機構３０の駆動速度（ハウジングロータ３１とベーンロータ３５との相対的な回転速度）が過度に大きいときには、各制限ピン４１，５１がそれぞれ対応する下段溝４７，５７にはめ込まれることなく同溝を通過する可能性が高くなる。

この点、本実施形態では、機関通常停止時のオイルコントロールバルブ６５の動作モードとしてモードＣ１を選択しているため、可変機構３０の進角方向への駆動速度がモードＣ２よりも小さい状態のもとで固定機構４によるバルブタイミングＶＴの変更が行われる。従って、上述した可変機構３０の駆動速度に起因する問題の発生の頻度が低減される。

（８）機関非常停止時には、可変機構３０に供給される油圧が時間の経過とともに低下する方向にしか変化しない。従って、機関非常停止時にバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定するためには、機関通常停止時と比較してより早期にバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに向けて変更することが要求される。

この点、本実施形態では、機関非常停止時のオイルコントロールバルブ６５の動作モードとしてモードＣ２を選択しているため、可変機構３０の進角方向への駆動速度がモードＣ１よりも大きい状態のもとで固定機構４によるバルブタイミングＶＴの変更が行われる。従って、機関非常停止時においてバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される頻度を高めることができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。また以下の各変形例は、上記各実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、機関停止時に操作される固定完了フラグのオンまたはオフに基づいて次回の機関始動時にバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されているか否かを判定しているが、機関始動要求が検出されたときにバルブタイミングＶＴを推定することにより、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されているか否かを判定することもできる。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、潤滑油温度ＴＬが所定温度ＴＬＸと同じまたは所定温度ＴＬＸよりも大きい旨判定したとき、速度低減制御を行わないようにしているが、これを次のように変更することもできる。すなわち、潤滑油温度ＴＬが所定温度ＴＬＸよりも小さいか否かを判定する処理を省略し、潤滑油温度ＴＬが所定温度ＴＬＸと同じまたは所定温度ＴＬＸよりも大きいときに速度低減制御を行うこともできる。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも大きいか否かに基づいて、速度低減制御の開始のタイミングを選択しているが、これを次のように変更することもできる。すなわち、機関始動要求を検出したとき、クランキング時のバッテリ８１の電力の消費量を推定し、この推定した電力の消費量に基づいてクランキング時のスタータモータ１６のトルクを推定し、この推定したトルクに基づいて速度低減制御の開始のタイミングを選択する。この場合、タイミングの選択の方法として、例えば次の方法を用いることができる。すなわち、推定したトルクが判定値よりも大きいとき、クランキング開始前またはクランキング開始と同時に速度低減制御を開始する。また、推定したトルクが判定値と同じまたは判定値よりも小さいとき、クランキング開始から所定期間が経過した後に速度低減制御を開始する。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも小さい場合において、クランキング開始から所定期間が経過したときに速度低減制御を開始しているが、これを次のように変更することもできる。すなわち、クランキング開始後に最初の圧縮行程を超えたか否かを判定し、圧縮行程を超えている旨判定したことに基づいて速度低減制御を開始することもできる。最初の圧縮行程を超えているか否かの判定は、例えば、クランキング開始からの内燃機関１の回転数が判定値よりも大きいか否かに基づいて行うことができる。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも大きいか否かに基づいて、速度低減制御の開始のタイミングを選択しているが、バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも大きいか否かの判定を省略することもできる。この場合、速度低減制御の開始のタイミングとしては、例えば（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかを採用することができる。
（Ａ）機関始動要求を検出した後に速度低減制御を実行し、その後にクランキングを開始する。
（Ｂ）クランキングを開始した後に速度低減制御を実行する。
（Ｃ）クランキング開始後に所定期間が経過した後に速度低減制御を実行する。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも大きいとき、速度低減制御を開始した後にクランキングを開始しているが、これを次のように変更することもできる。すなわち、バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも大きいとき、まずクランキングを開始し、その後に所定期間が経過したときに速度低減制御を開始することもできる。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、速度低減制御を開始してからの経過時間が基準期間と同じまたは基準期間よりも大きい旨判定したときに速度低減制御を終了しているが、速度低減制御を終了するための条件を次の（Ａ）または（Ｂ）に変更することもできる。
（Ａ）内燃機関１の回転数が判定値よりも大きい旨判定したとき、または機関回転速度ＮＥが判定値よりも大きい旨判定したとき、速度低減制御を終了する。なお、回転数の判定値および機関回転速度ＮＥの判定値は、いずれも速度低減制御の開始後においてバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに到達するまでに必要となる期間に相当する値として設定される。
（Ｂ）バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定された旨判定したとき、速度低減制御を終了する。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも小さい場合において、速度低減制御を開始してからの経過時間が基準期間と同じまたは基準期間よりも大きいときに速度低減制御を終了しているが、同経過時間に基づいて速度低減制御を終了する処理を省略することもできる。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」に次の制御を追加することもできる。すなわち、バッテリ電圧ＢＶが所定電圧ＢＶＸよりも大きい場合において、速度低減制御を開始してからの経過時間が基準期間と同じまたは基準期間よりも大きいときに速度低減制御を終了することもできる。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では特定電動補機の動作状態をオフからオンに変更することにより機関回転速度ＮＥを低下させるようにしたが、オン状態にある特定電動補機の出力を増大することにより機関回転速度ＮＥを低下させることもできる。

・上記各実施形態の「始動時処理（図１１）」では、ヒートシータを特定電動補機としたが、特定電動補機として設定する補機はヒートシータに限られない。例えば、ヒートシータに代えてまたはヒートシータに加えて車室内のライトを電動補機することもできる。また、機関回転速度ＮＥを低下させるために動作させる装置として、電動補機８２に代えて内燃機関１に設けられている電動装置を採用することもできる。

・上記各実施形態では、機関始動時のベーンロータ３５の揺動量を大きくするための制御として速度低減制御を行うようにしているが、ベーンロータ３５の揺動量を大きくするための速度低減制御は実施形態に例示の制御に限られるものではない。例えば、以下の（Ａ）または（Ｂ）の制御に変更することもできる。
（Ａ）クランクシャフト１５に付与するトルクの大きさを制御することのできるモータを備え、解除始動時のモータトルクを固定始動時のモータトルクよりも小さくすることにより、解除始動時の機関回転速度ＮＥを固定始動時の機関回転速度ＮＥよりも小さくする。上記モータの例としては、ハイブリッド車両に搭載されるモータジェネレータが挙げられる。
（Ｂ）クランクシャフト１５の回転抵抗を変更することのできる抵抗可変機構を備え、解除始動時のクランクシャフト１５の回転抵抗が固定始動時のクランクシャフト１５の回転抵抗よりも大きくなるように抵抗可変機構を制御することにより、解除始動時の機関回転速度ＮＥを固定始動時の機関回転速度ＮＥよりも小さくする。上記抵抗可変機構の例としては、クランクシャフト１５の回転抵抗となる機構を歯車またはクラッチによりクランクシャフト１５に対して接続および切断するものが挙げられる。

・上記各実施形態では、冷却水温センサ９４により検出された冷却水温度ＴＷに基づいて潤滑油温度ＴＬを算出し、この算出した潤滑油温度ＴＬを機関温度の指標値として用いているが、センサにより検出した潤滑油温度ＴＬを機関温度の指標値として用いることもできる。

・上記各実施形態では、冷却水温センサ９４により検出された冷却水温度ＴＷに基づいて潤滑油温度ＴＬを推定しているが、潤滑油温度ＴＬの推定に用いることのできるパラメータはこれに限られるものではない。例えば、冷却水温度ＴＷに代えてまたは冷却水温度ＴＷに加えて、内燃機関１の始動動作が開始されてからの燃料噴射量の積算値を採用することもできる。また、冷却水温度ＴＷに代えてまたは冷却水温度ＴＷに加えて、内燃機関１の始動動作が開始されてからの吸入空気量の積算値を採用することもできる。

・上記各実施形態では、機関温度の指標値として潤滑油温度ＴＬの推定値を用いているが、潤滑油温度ＴＬの推定値に代えて、潤滑油温度ＴＬの指標となる温度を採用することもできる。この指標となる温度としては、潤滑油温度ＴＬとの相関が高い物質の温度を採用することができる。具体的には、冷却水温度ＴＷおよび機関本体１０の温度の少なくとも１つを採用することができる。

・上記各実施形態では、ベーンロータ３５に各制限ピン４１，５１を設けるとともにハウジングロータ３１に各係合溝４６，５６を設けているが、これを次のように変更することもできる。すなわち、各制限ピン４１，５１の少なくとも一方をハウジングロータ３１に設けるとともに、各係合溝４６，５６の少なくとも一方をベーンロータ３５に設けることもできる。

・上記各実施形態では、固定機構４の構造として、各制限室４４，５４の油圧が各制限ピン４１，５１を収容方向ＺＢに移動させるとともに、各制限ばね４２，５２が各制限ピン４１，５１を突出方向ＺＡに移動させる構造を採用したが、これを次のように変更することもできる。すなわち、各制限室４４，５４の油圧が各制限ピン４１，５１を突出方向ＺＡに移動させるとともに、各制限ばね４２，５２が各制限ピン４１，５１を収容方向ＺＢに移動させる構造に変更することもできる。なお、この場合には機関始動時にバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定するために、機関停止状態においても各制限室４４，５４の油圧を保持することのできる構造が固定機構４に採用される。

・上記各実施形態では、第１下段溝４７および第１上段溝４８からなる第１係合溝４６を第１制限機構４０に形成しているが、第１係合溝４６の形状を例えば次の（Ａ）または（Ｂ）のように変更することもできる。
（Ａ）第１下段溝４７に代えて、第１制限ピン４１が嵌め込まれる穴を中間位相ＰＭに形成する。この場合には、第１上段溝４８が第１段差部４９から中間位相ＰＭの穴まで延長される。
（Ｂ）第１上段溝４８を省略して第１下段溝４７のみで第１係合溝４６を構成する。

・上記実施形態では、第２下段溝５７および第２上段溝５８からなる第２係合溝５６を第２制限機構５０に形成しているが、第２係合溝５６の形状を例えば次の（Ａ）または（Ｂ）のように変更することもできる。
（Ａ）第２下段溝５７に代えて、第２制限ピン５１が嵌め込まれる穴を中間位相ＰＭに形成する。
（Ｂ）第２上段溝５８を省略して第２下段溝５７のみで第２係合溝５６を構成する。

・上記各実施形態では、イグニッションスイッチがオンからオフに切り替えられたとき、またはエンジンストールの検出に基づいて固定動作を実行したが、固定動作の実行条件はこれに限られない。例えば、機関運転状態が通常運転状態からアイドル運転状態に移行したときにはその後に機関停止要求が生じる可能性が高いため、アイドル運転状態に移行したときに固定動作を実行し、アイドル運転時においてバルブタイミングＩＮＶＴを中間角ＩＮＶＴｍｄｌに固定することもできる。

・上記第２実施形態では、モードＣ１〜Ｃ５を有するオイルコントロールバルブ６５を採用したが、同バルブ６５の構成は次のように変更することもできる。すなわち、モードＣ１またはモードＣ２を省略すること、またはモードＣ１〜Ｃ５にさらに別の動作モードを付加することもできる。

・上記第１実施形態では、潤滑装置６０として２つのオイルコントロールバルブを含むものを採用し、上記第２実施形態では潤滑装置６０として単一のオイルコントロールバルブを含むものを採用しているが、潤滑装置６０の構成は次のように変更することもできる。例えば、進角室３８および遅角室３９ならびに各制限室４４，５４の各室に個別に設けられたオイルコントロールバルブにより、各室の潤滑油の給排状態を制御することもできる。

・上記各実施形態では、潤滑装置６０により可変機構３０の油圧を制御しているが、潤滑装置６０とは別に可変機構３０の油圧を制御する油圧制御装置を備えることもできる。例えば、収容室３７内に潤滑油を保持する構造と、進角室３８と遅角室３９との間で潤滑油を移動させるための油路と、カムシャフトのトルク変動にともないカムトルクの方向に応じて進角室３８と遅角室３９との間の潤滑油の移動を許容する構造とを含む油圧制御装置を可変機構に備えることもできる。この可変機構によれば、負トルクが生じたときに遅角室３９から進角室３８に潤滑油が流通するため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角側に回転する。また、正トルクが生じているときには進角室３８と遅角室３９との間での潤滑油の流通が遮断されるため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側に回転することは規制される。従って、機関始動時に可変機構３０の自立進角によりバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定することができる。

・上記各実施形態では、可変機構３０の自立進角時にベーンロータ３５が遅角側に回転することを規制するための制限機構として、第１制限機構４０および第２制限機構５０を設けているが、制限機構の構成は実施形態に例示の機構に限られるものではない。例えば、ハウジングロータ３１とベーンロータ３５とを互いに接続および切断するとともに負トルクの方向のみの回転を許容するワンウェイクラッチを各ロータに設けることにより、負トルクにともないベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して回転したときに、ベーンロータ３５の回転位相が回転後の位相よりも遅角側に移動することを規制する制限機構を採用することもできる。

・上記各実施形態では、可変機構３０の構造として、各制限ピン４１，５１がベーンロータ３５の軸方向に移動する構造を採用したが、各制限ピン４１，５１がベーンロータ３５の径方向に移動する構造に変更することもできる。具体的には、図１４に示されるように、各制限ピン４１，５１がベーンロータ３５の径方向に移動するように各制限ピン４１，５１が１つのベーン３６に設けられる。また、各制限ピン４１，５１と対応するハウジングロータ３１の部位に各係合溝４６，５６が設けられる。

・上記各実施形態では、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変機構３０を備える内燃機関１に対して本発明を適用したが、排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変機構を備える内燃機関に対しても上記実施形態に準じた態様をもって本発明を適用することはできる。この場合、図１において二点鎖線で示されるように、内燃機関１には排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変機構１３０が備えられる。そして、上記各実施形態の「通常停止時処理」（図５）および「非常停止時処理」（図６）および「始動時処理」（図１１）と同様の処理が行われることにより、排気バルブ２３のバルブタイミングが中間角に固定される頻度が高くなる。

・本発明の適用対象となる可変動弁装置の構成は上記実施形態に例示の構成に限られるものではない。すなわち、バルブタイミングを変更する可変機構と、バルブタイミングを中間角に固定する固定機構とを含む装置であれば、いずれの可変動弁装置に対しても本発明を適用することは可能であり、その場合にも上記実施形態の作用効果に準じた作用効果を奏することはできる。

１…内燃機関、１０…機関本体、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…オイルパン、１４…燃焼室、１５…クランクシャフト、１６…スタータモータ、１７…オルタネータ、２０…可変動弁装置、２１…吸気バルブ、２２…吸気カムシャフト、２３…排気バルブ、２４…排気カムシャフト、３０…可変機構（油圧式可変動弁機構）、３１…ハウジングロータ、３２…ハウジング本体、３２Ａ…区画壁、３３…スプロケット、３４…カバー、３５…ベーンロータ、３６…ベーン、３７…収容室、３８…進角室、３９…遅角室、４…固定機構、４０…第１制限機構、４１…第１制限ピン、４１Ａ…ピン本体部、４１Ｂ…ピン先端部、４２…第１制限ばね、４４…第１制限室、４５…第１ばね室、４６…第１係合溝、４６Ａ…第１進角端部、４６Ｂ…第１遅角端部、４６Ｃ…第１段差端部、４７…第１下段溝、４８…第１上段溝、４９…第１段差部、５０…第２制限機構、５１…第２制限ピン、５１Ａ…ピン本体部、５１Ｂ…ピン先端部、５２…第２制限ばね、５４…第２制限室、５５…第２ばね室、５６…第２係合溝、５６Ａ…第２進角端部、５６Ｂ…第２遅角端部、５６Ｃ…第２段差端部、５７…第２下段溝、５８…第２上段溝、５９…第２段差部、６０…潤滑装置、６１…オイルポンプ、６２…油圧制御装置、６３…第１オイルコントロールバルブ、６４…第２オイルコントロールバルブ、６５…オイルコントロールバルブ、７０…潤滑油路、７１…第１供給油路、７２…第１排出油路、７３…第２供給油路、７４…第２排出油路、７５…進角油路、７６…遅角油路、７７…第１制限油路、７８…第２制限油路、７９Ａ…供給油路、７９Ｂ…排出油路、８１…バッテリ、８２…電動補機、９０…制御装置、９１…電子制御装置、９２…クランクポジションセンサ、９３…カムポジションセンサ、９４…冷却水温センサ、９５…電圧センサ、１３０…可変機構。

Claims (12)

1. バルブタイミングの変更およびバルブタイミングの中間角への固定を行う油圧式可変動弁機構を備える内燃機関について、その始動態様を制御する始動制御装置において、
   バルブタイミングが前記中間角に固定されていないときのクランキング時の機関回転速度を第１回転速度とし、バルブタイミングが前記中間角に固定されているときのクランキング時の機関回転速度を第２回転速度として、機関始動時に前記第１回転速度を前記第２回転速度よりも小さくする速度低減制御を行う
   ことを特徴とする始動制御装置。
2. 請求項１に記載の始動制御装置において、
   前記内燃機関は、クランクシャフトにトルクを付与するモータを備えるものであり、
   前記速度低減制御は、バルブタイミングが前記中間角に固定されていないときに前記モータからクランクシャフトに付与されるトルクを第１トルクとし、バルブタイミングが前記中間角に固定されているときに前記モータからクランクシャフトに付与されるトルクを第２トルクとして、機関始動時に前記第１トルクを前記第２トルクよりも小さくするものである
   ことを特徴とする始動制御装置。
3. 請求項１または２に記載の始動制御装置において、
   前記内燃機関は、クランクシャフトにトルクを付与するモータを備えるものであり、
   前記速度低減制御は、バルブタイミングが前記中間角に固定されていないときの前記モータの負荷を第１モータ負荷とし、バルブタイミングが前記中間角に固定されているときの前記モータの負荷を第２モータ負荷として、機関始動時に前記第１モータ負荷を前記第２モータ負荷よりも大きくするものである
   ことを特徴とする始動制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の始動制御装置において、
   前記内燃機関は、クランクシャフトにトルクを付与するモータを備えるものであり、
   前記速度低減制御は、前記モータに供給される電流を減少させる制御である
   ことを特徴とする始動制御装置。
5. 請求項４に記載の始動制御装置において、
   前記速度低減制御は、前記内燃機関を搭載した車両に設けられる電動補機の作動状態をオフからオンに変更することによって、またはオン状態にある前記電動補機の出力を増大することによって、前記モータに供給される電流を減少させる
   ことを特徴とする始動制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の始動制御装置において、
   機関温度が所定温度よりも低いときにのみ前記速度低減制御を行う
   ことを特徴とする始動制御装置。
7. 請求項２〜５のいずれか一項に記載の始動制御装置において、
   クランキングが開始されてから所定期間が経過した後に前記速度低減制御を開始する
   ことを特徴とする始動制御装置。
8. 請求項７に記載の始動制御装置において、
   前記所定期間は、クランキングが開始されてから最初の圧縮行程が終了するまでの期間に相当する
   ことを特徴とする始動制御装置。
9. 請求項７または８に記載の始動制御装置において、
   前記モータに電力を供給するバッテリの電圧が所定電圧よりも小さいときには前記所定期間が経過した後に前記速度低減制御を開始する
   ことを特徴とする始動制御装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載の始動制御装置において、
    前記速度低減制御を開始してから基準期間が経過したときに前記速度低減制御を終了する
    ことを特徴とする始動制御装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の始動制御装置において、
    前記油圧式可変動弁機構は、吸気バルブのバルブタイミングを変更するように構成され、機関始動時のカムトルク変動に基づいてバルブタイミングが前記中間角よりも遅角側から進角する過程において、バルブタイミングが遅角側に変化することを規制する制限機構を備えるものである
    ことを特徴とする始動制御装置。
12. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の始動制御装置において、
    前記油圧式可変動弁機構は、排気バルブのバルブタイミングを変更するように構成され、機関始動時のカムトルク変動に基づいてバルブタイミングが前記中間角よりも進角側から遅角する過程において、バルブタイミングが進角側に変化することを規制する制限機構を備えるものである
    ことを特徴とする始動制御装置。

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