JP5488481B2 - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、バルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変機構と同バルブタイミングを特定時期にロックするロック機構とを有する可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。     The present invention relates to a control device for an internal combustion engine provided with a variable valve gear having a hydraulically driven variable mechanism that changes valve timing and a lock mechanism that locks the valve timing at a specific time.

内燃機関に搭載される装置として、カム軸により開閉駆動される吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを機関運転状態に応じて変更する油圧駆動式の可変機構が知られている。   As a device mounted on an internal combustion engine, there is known a hydraulically driven variable mechanism that changes valve timings of an intake valve and an exhaust valve that are driven to open and close by a camshaft according to an engine operating state.

従来一般の可変機構についてその構成を図11に示す。図11(a)は、可変機構100のカバーを取り外した状態の内部構造を示し、同図11(b)は、図11(a)のB−B線に沿った断面構造を示す。なお、図11(a)ではカム軸200の回転方向を矢印RCで示している。   A configuration of a conventional variable mechanism is shown in FIG. FIG. 11A shows the internal structure of the variable mechanism 100 with the cover removed, and FIG. 11B shows the cross-sectional structure taken along the line BB of FIG. 11A. In FIG. 11A, the rotation direction of the camshaft 200 is indicated by an arrow RC.

同図11に示す可変機構100は、同一の回転軸周りに回転する二つの回転体として、クランク軸にチェーン(いずれも図示略)を介して駆動連結されたスプロケット101及びこれに固定されたハウジング102と、カム軸200に駆動連結されたベーンロータ103とを備えている。ハウジング102の内部に形成された複数の収容室105の内部には、ベーンロータ103に設けられた複数のベーン103Aがそれぞれ収容され、各収容室105はベーン103Aによって進角室106と遅角室107とにそれぞれ区画されている。そして、これら進角室106及び遅角室107に供給される油圧により収容室105でベーン103Aが変位し、ハウジング102とベーンロータ103とが相対回転することにより、クランク軸に対するカム軸200の相対回転位相、換言すればバルブタイミングが変更される。   A variable mechanism 100 shown in FIG. 11 includes a sprocket 101 that is driven and connected to a crankshaft via a chain (not shown) as two rotating bodies that rotate around the same rotating shaft, and a housing fixed thereto. 102 and a vane rotor 103 that is drivingly connected to the camshaft 200. A plurality of vanes 103A provided in the vane rotor 103 are accommodated in a plurality of accommodating chambers 105 formed in the housing 102, and each of the accommodating chambers 105 is advanced and retarded by a vane 103A. It is divided into each. The vane 103A is displaced in the storage chamber 105 by the hydraulic pressure supplied to the advance chamber 106 and the retard chamber 107, and the housing 102 and the vane rotor 103 rotate relative to each other, so that the cam shaft 200 rotates relative to the crankshaft. The phase, in other words, the valve timing is changed.

また、この可変機構100には、バルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期を除くそれらの間の中間時期(以下、「特定時期」という)にロックするロック機構110が設けられている。図11(b)に示すように、このロック機構110は、スプロケット101に形成された凹部112と、この凹部112に対して近接離間可能な態様でベーン103Aに収容されたピン111とを備えている。さらに、ベーン103Aにおいてピン111を収容する空間には、ピン111を付勢するばね113が設けられるとともに、作動油が供給される解除室114が形成されている。ピン111は、ばね113により凹部112に嵌入する方向に付勢される一方、解除室114に供給される作動油の圧力に基づく力により凹部112から抜脱される方向に付勢される。   In addition, the variable mechanism 100 is provided with a lock mechanism 110 that locks the valve timing at an intermediate timing (hereinafter referred to as “specific timing”) excluding the most retarded timing and the most advanced timing. As shown in FIG. 11B, the lock mechanism 110 includes a recess 112 formed in the sprocket 101 and a pin 111 accommodated in the vane 103 </ b> A in a manner capable of approaching and separating from the recess 112. Yes. Further, a spring 113 for biasing the pin 111 is provided in a space for accommodating the pin 111 in the vane 103A, and a release chamber 114 to which hydraulic oil is supplied is formed. The pin 111 is urged in a direction to be fitted into the recess 112 by the spring 113, and is urged in a direction to be removed from the recess 112 by a force based on the pressure of the hydraulic oil supplied to the release chamber 114.

また、こうしたロック機構として、例えば特許文献1に記載されるように、凹部に複数の段部が形成されたラチェット機能を有するものが知られている。以下、こうしたラチェット機能について説明する。   As such a locking mechanism, one having a ratchet function in which a plurality of steps are formed in a recess is known, as described in Patent Document 1, for example. Hereinafter, such a ratchet function will be described.

機関停止要求に伴ってバルブタイミングが特定時期にロックされなかった場合、すなわちロック機構がロック状態に移行しなかった場合には、バルブタイミングが特定時期とは異なる時期となった状態で内燃機関の運転が停止する。また、このようにロック機構がロック状態に移行しなかった場合には、内燃機関の停止が完了するまでに、進角室及び遅角室の各油圧の低下に伴いバルブタイミングが遅角する方向に向かって両回転体が相対回転するため、バルブタイミングが最遅角時期まで変化することが多い。   If the valve timing is not locked at a specific time in response to the engine stop request, that is, if the lock mechanism does not shift to the locked state, the valve timing of the internal combustion engine is changed to a time different from the specific time. Operation stops. Further, when the lock mechanism does not shift to the locked state in this way, the valve timing is retarded as the hydraulic pressures of the advance chamber and the retard chamber are decreased until the stop of the internal combustion engine is completed. Since both rotating bodies rotate relative to each other, the valve timing often changes up to the most retarded timing.

ここで、機関運転中には、カム軸のカムによりバルブが開閉駆動される。そのため、カムによるバルブの開閉駆動に伴い、バルブタイミングが遅角側に変化する方向に両回転体を相対回転させようとする正トルクと、バルブタイミングが進角側に変化する方向に両回転体を相対回転させようとする負トルクとがカム軸に対して交互に作用する。こうした交番トルクが、機関始動時であって進角室及び遅角室の油圧が十分上昇していない状況のもとでカム軸に対して作用すると、バルブタイミングが遅角側及び進角側に変化するように両回転体がその向きを変化させつつ相対回転する。そして、交番トルクに基づき両回転体が相対回転すると、ロック機構の凹部の複数の段部にピンが順次嵌入することによりバルブタイミングは最遅角時期から徐々に進角し、最終的に、ハウジングとベーンロータとの相対回転が規制されてバルブタイミングが特定時期にロックされることとなる。   Here, during engine operation, the valve is driven to open and close by the cam of the cam shaft. Therefore, as the valve is driven to open and close by the cam, the positive torque that relatively rotates both rotating bodies in the direction in which the valve timing changes to the retard side, and both rotating bodies in the direction in which the valve timing changes to the advance side. The negative torque that is intended to rotate the motor alternately acts on the camshaft. If such an alternating torque acts on the camshaft when the engine is started and the hydraulic pressure in the advance and retard chambers is not sufficiently increased, the valve timing will be retarded and advanced. Both rotating bodies rotate relative to each other while changing their direction so as to change. Then, when both rotating bodies rotate relative to each other based on the alternating torque, the valve timing is gradually advanced from the most retarded timing by sequentially inserting the pins into the plurality of step portions of the recess of the lock mechanism, and finally the housing And the relative rotation between the vane rotor and the valve timing are locked at a specific time.

特開2002−122009号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-122009

ところで、バルブタイミングが特定時期にロックされずに機関停止した後、すなわち上述したロック機構がロック状態に移行せずに機関停止した後の機関始動時において、カム軸に作用する交番トルクによりバルブタイミングが進角する方向に両回転体が相対回転するときに、その相対回転量が十分確保できない場合には、ロック機構のピンが凹部に嵌入し難くなる。これにより、上述したラチェット機能を通じてバルブタイミングを特定時期にまで迅速に進角させることが困難になるため、機関始動が不能となったり、機関始動に長期間を要したりする等、機関始動性の悪化を招くこととなる。なお、ラチェット機能を通じてバルブタイミングを特定時期にまで進角させる場合について説明したが、バルブタイミングを特定時期にまで遅角させる場合にあっても同様の課題が生じ得る。   By the way, after the engine is stopped without being locked at a specific time, that is, when the engine is stopped without the lock mechanism being shifted to the locked state, the valve timing is determined by the alternating torque acting on the camshaft. When the two rotating bodies rotate relative to each other in the direction in which the angle is advanced, if the relative rotation amount cannot be secured sufficiently, the pin of the lock mechanism is difficult to fit into the recess. This makes it difficult to quickly advance the valve timing to a specific time through the ratchet function described above, so that it is impossible to start the engine or it takes a long time to start the engine. Will be worsened. In addition, although the case where the valve timing is advanced to the specific time through the ratchet function has been described, the same problem may occur even when the valve timing is delayed to the specific time.

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、バルブタイミングを特定時期にまで迅速に変更することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to quickly change the valve timing to the specific time even when the valve timing is not at the specific time at the start of cranking. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、クランク軸に駆動連結された第1の回転体とカム軸に駆動連結された第2の回転体とを作動油の油圧に基づき同一の回転軸線周りに相対回転させることにより前記カム軸で開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変機構と、前記両回転体の一方に設けられたロックピンを前記両回転体の他方に設けられた凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを最遅角時期と最進角時期との間の機関始動可能な特定時期にロックしたロック状態にする一方、前記凹部から前記ロックピンを抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするものであり、前記回転体の周方向に沿って前記凹部に形成された複数の段部に対して前記カム軸に作用する交番トルクに基づいて前記両回転体が相対回転するときに前記ロックピンを順次嵌入させてバルブタイミングを前記特定時期まで段階的に進角又は遅角させるラチェット機能を有するロック機構とを有する可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、前記ロック機構がロック状態にないときに、機関始動装置によるクランキング操作に際してそのクランキング速度の低下及び上昇を連続して複数回実行するクランキング速度変更処理を実行することを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
According to the first aspect of the present invention, the first rotating body drivingly connected to the crankshaft and the second rotating body drivingly connected to the camshaft are relatively rotated around the same rotation axis based on the hydraulic pressure of the hydraulic oil. A hydraulically-driven variable mechanism that changes the valve timing of the valve that is driven to open and close by the camshaft, and a recess provided on the other of the two rotating bodies. While mechanically locking the relative rotation of the two rotating bodies by inserting into the valve state, the valve timing is locked at a specific time at which the engine can be started between the most retarded angle timing and the most advanced angle timing, By removing the lock pin from the recess, the rotating bodies are in a relatively rotatable state, and a plurality of step portions formed in the recess along the circumferential direction of the rotating body. On the camshaft A lock mechanism having a ratchet function that sequentially inserts the lock pins when the two rotating bodies rotate relative to each other based on the alternating torque to be used, and advances or retards the valve timing step by step until the specific timing. In a control device for an internal combustion engine having a variable valve operating device, when the lock mechanism is not in a locked state, the cranking speed is decreased and increased continuously several times during the cranking operation by the engine starting device. The gist is to execute the ranking speed changing process.

カムによりバルブを開弁するとき、すなわちバルブリフト量が増大する期間には、バルブスプリングが収縮するために、バルブタイミングが遅角する方向に両回転体を相対回転させようとするトルク(正トルク)がカム軸に対して作用する。一方、バルブが閉弁するとき、すなわちバルブリフト量が減少する期間には、その収縮したバルブスプリングが元の状態に復元するために、バルブタイミングが進角する方向に両回転体を相対回転させようとするトルク(負トルク)がカム軸に対して作用する。   When the valve is opened by the cam, that is, during a period when the valve lift amount increases, the valve spring contracts, so that the torque (positive torque) that tries to relatively rotate both rotating bodies in the direction in which the valve timing is retarded. ) Acts on the camshaft. On the other hand, when the valve is closed, that is, during the period when the valve lift amount decreases, the two rotating bodies are relatively rotated in the direction in which the valve timing is advanced in order to restore the contracted valve spring to its original state. The torque (negative torque) to be applied acts on the cam shaft.

そして、機関始動時にロック機構がロック状態にない場合であって、可変動弁装置の進角室及び遅角室の油圧が十分に上昇しておらずカム軸に作用する交番トルクに基づき両回転体が相対回転する状況のもとでは、バルブリフト量の減少期間においてバルブスプリングの付勢力がカムに作用すると、カム軸に駆動連結された第2の回転体の回転速度がクランク軸に駆動連結された第1の回転体の回転速度を上回るようになる。これによりバルブタイミングが進角する方向に両回転体が相対回転し、一方の回転体の設けられたロックピンが他方の回転体に設けられた凹部の段部に嵌入可能な位置にまで変位したときに、同ロックピンが段部に嵌入可能となる。   Then, when the engine is started, the lock mechanism is not in the locked state, and the hydraulic pressure in the advance chamber and retard chamber of the variable valve operating device is not sufficiently increased, and both rotations are performed based on the alternating torque acting on the camshaft. Under the situation where the body rotates relatively, if the biasing force of the valve spring acts on the cam during the period when the valve lift is decreasing, the rotational speed of the second rotating body drivingly connected to the camshaft is drivingly connected to the crankshaft. The rotational speed of the first rotating body is increased. As a result, both rotating bodies rotate relative to each other in the direction in which the valve timing advances, and the lock pin provided on one rotating body is displaced to a position where it can be inserted into the stepped portion of the recess provided on the other rotating body. Sometimes, the lock pin can be inserted into the stepped portion.

しかしながら、たとえこうした交番トルクがカム軸に対して作用する場合であっても、この交番トルクに基づく両回転体の相対回転量が十分ではなく、ロックピンが段部に嵌入可能な位置にまで変位しない場合には、ロックピンを段部に嵌入させることができず、ラチェット機能を通じてバルブタイミングを特定時期まで進角することが困難になる。また、交番トルクに基づきロックピンが段部に嵌入可能な位置にまで変位した場合であっても、こうした嵌入可能な状態にある期間がロックピンが段部に向けて変位しこれに嵌入するのに要する期間よりも短い場合には、やはりロックピンを段部に嵌入させることができない。   However, even if such an alternating torque acts on the camshaft, the relative rotational amount of both rotating bodies based on this alternating torque is not sufficient, and the lock pin is displaced to a position where it can be inserted into the stepped portion. If not, the lock pin cannot be fitted into the stepped portion, and it is difficult to advance the valve timing to a specific time through the ratchet function. Further, even when the lock pin is displaced to a position where it can be inserted into the stepped portion based on the alternating torque, the lock pin is displaced toward the stepped portion and is inserted into the stepped portion during such a state where it can be inserted. If the period is shorter than the time required for this, the lock pin cannot be fitted into the stepped portion.

ここで、バルブリフト量の減少期間であってカム軸に駆動連結された第2の回転体の回転速度がクランク軸に駆動連結された第1の回転体の回転速度を上回る期間において、それら回転速度の相対差が大きくなるほど、両回転体の相対回転量が大きくなる。したがって、第2の回転体の回転速度が第1の回転体の回転速度を大きく上回ったときほど、ロックピンが段部に嵌入しやすくなる。   Here, in the period during which the valve lift amount is reduced and the rotation speed of the second rotating body that is drivingly connected to the camshaft exceeds the rotation speed of the first rotating body that is drivingly connected to the crankshaft, these rotations are performed. The greater the relative difference in speed, the greater the relative amount of rotation of both rotating bodies. Accordingly, the lock pin is more easily fitted into the step portion as the rotation speed of the second rotation body greatly exceeds the rotation speed of the first rotation body.

そこで、この発明では、ロック機構がロック状態ではない旨判定されるときに、機関始動装置によるクランキング操作に際してそのクランキング速度を低下させるクランキング速度変更処理を実行するようにしている。このため、カム軸に駆動連結された第2の回転体の回転速度がクランク軸に駆動連結された第1の回転体の回転速度を上回るときに、それら回転速度の相対差を増大させることができる。そしてこれにより、バルブタイミングが進角する方向への両回転体の相対回転量が大きくなるため、ロックピンが段部に嵌入しやすくなる。したがって、クランキング開始時にロック機構がロック状態になく、バルブタイミングが特定時期にない場合であっても、ロック機構のラチェット機能を通じてバルブタイミングを特定時期に迅速に進角させることができるようになる。   Therefore, according to the present invention, when it is determined that the lock mechanism is not in the locked state, the cranking speed changing process for reducing the cranking speed during the cranking operation by the engine starting device is executed. For this reason, when the rotational speed of the second rotating body drivingly connected to the camshaft exceeds the rotational speed of the first rotating body drivingly connected to the crankshaft, the relative difference between the rotational speeds can be increased. it can. As a result, the amount of relative rotation between the two rotating bodies in the direction in which the valve timing advances is increased, so that the lock pin is easily fitted into the stepped portion. Therefore, even when the lock mechanism is not in the locked state at the start of cranking and the valve timing is not at a specific time, the valve timing can be rapidly advanced to the specific time through the ratchet function of the lock mechanism. .

さらに、クランキング速度の低下及び上昇が連続して複数回実行されるため、カム軸に駆動連結された第2の回転体の回転速度がクランク軸に駆動連結された第1の回転体の回転速度を上回る機会を多くすることができる。これにより、ロックピンを複数の段部に順次嵌入させることが容易になり、バルブタイミングを特定時期までより迅速に進角させることができるようになる。   Further, since the lowering and raising of the cranking speed are continuously performed a plurality of times, the rotation speed of the second rotating body drivingly connected to the camshaft is the rotation of the first rotating body drivingly connected to the crankshaft. There are many opportunities to exceed speed. Accordingly, it becomes easy to sequentially insert the lock pins into the plurality of step portions, and the valve timing can be advanced more rapidly until the specific time.

なお、バルブタイミングが特定時期よりも遅角側にあるときに、これを段階的に特定時期まで進角させる場合について説明したが、バルブタイミングが特定時期よりも進角側にあるときにこれを段階的に特定時期まで遅角させる場合にあっても、上述したようにクランキング速度の低下及び上昇を連続して複数回実行することにより、同バルブタイミングを特定時期にまで迅速に遅角させることができるようになる。   In addition, when the valve timing is retarded from the specific time, the case where the valve timing is advanced to the specific time step by step has been described. Even in the case of retarding to a specific time step by step, the valve timing can be quickly retarded to a specific time by continuously decreasing and increasing the cranking speed a plurality of times as described above. Will be able to.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の内燃機関の制御装置において、前記機関始動装置によるクランキング操作はプッシュ式スタートスイッチが押動操作されたことを条件に実行されることを要旨とする。   According to a second aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first aspect, the cranking operation by the engine starting device is executed on condition that the push type start switch is pushed. The gist.

イグニッションキーの操作位置が始動位置に保持されていることを条件に機関始動装置によるクランキング操作がなされる内燃機関では、上述したクランキング速度変更処理の実行中にイグニッションキーの操作位置が始動位置からオン位置に戻されると、これに合わせて機関始動装置によるクランキング操作も停止されることとなる。このため、クランキング速度変更処理の実行期間を十分に確保することができず、ロック機構のラチェット機能を十分に発揮することができなくなる虞がある。   In an internal combustion engine in which the cranking operation is performed by the engine starter on the condition that the operation position of the ignition key is held at the start position, the operation position of the ignition key is set to the start position during execution of the cranking speed changing process described above. Accordingly, the cranking operation by the engine starting device is also stopped. For this reason, there is a possibility that the execution period of the cranking speed changing process cannot be sufficiently secured and the ratchet function of the locking mechanism cannot be fully exhibited.

上記構成によれば、機関始動装置によるクランキング操作はプッシュ式スタートスイッチが押動操作されたことを条件に実行される。すなわち、操作者によりプッシュ式スタートスイッチが一度押動操作されると、クランキングが自動制御されるため、クランキング速度変更処理の実行期間を十分に確保することができるようになる。   According to the above configuration, the cranking operation by the engine starting device is executed on condition that the push type start switch is pushed. That is, once the push-type start switch is pushed by the operator, cranking is automatically controlled, so that it is possible to secure a sufficient execution period of the cranking speed changing process.

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関が完爆状態に移行しないまま前記クランキング速度変更処理が所定回数以上実行されたか否かを判定し、前記クランキング速度変更処理が所定回数以上実行された旨判定されるときに前記機関始動装置によるクランキング操作を強制終了することを要旨とする。   According to a third aspect of the present invention, in the control device for an internal combustion engine according to the first or second aspect, whether or not the cranking speed changing process has been executed a predetermined number of times or more without the internal combustion engine shifting to a complete explosion state. The gist is that the cranking operation by the engine starting device is forcibly terminated when it is determined that the cranking speed changing process has been executed a predetermined number of times or more.

内燃機関が完爆状態に移行しないままクランキング速度変更処理を長期間実行することにより機関始動装置によるクランキングを長期間継続すると、この機関始動装置の動力源、具体的にはバッテリに対する負荷が増大することになる。   If cranking by the engine starting device is continued for a long period of time by executing the cranking speed changing process for a long period of time without the internal combustion engine shifting to the complete explosion state, the load on the power source of the engine starting device, specifically the battery, is increased. Will increase.

この点、上記構成によれば、内燃機関が完爆状態に移行しないままクランキング速度変更処理が所定回数以上実行されたか否かを判定し、クランキング速度変更処理が所定回数以上実行された旨判定されるときに機関始動装置によるクランキング操作が強制終了されるため、機関始動装置の動力源であるバッテリに対する負荷を軽減することができるようになる。   In this regard, according to the above configuration, it is determined whether or not the cranking speed changing process has been executed a predetermined number of times or more without the internal combustion engine shifting to the complete explosion state, and the cranking speed changing process has been executed a predetermined number of times or more. Since the cranking operation by the engine starter is forcibly terminated when the determination is made, the load on the battery that is the power source of the engine starter can be reduced.

なお、上述した所定回数は、クランキング開始時にロック機構がロック状態にない場合であっても、ラチェット機能を通じてロック機構をロック状態に移行させることができると考えられる回数やバッテリの負荷等を考慮して予め設定されている。なお、この所定回数は、機関始動時の機関温度に応じて可変設定するようにしてもよい。   Note that the predetermined number of times described above takes into consideration the number of times that the lock mechanism can be shifted to the locked state through the ratchet function, the battery load, etc. even when the lock mechanism is not in the locked state at the start of cranking. Is set in advance. The predetermined number of times may be variably set according to the engine temperature at the time of engine start.

本発明を具体化した一実施形態にかかる内燃機関の制御装置及びその制御対象である内燃機関の概略構成図。1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine control device according to an embodiment of the present invention and an internal combustion engine that is a control target thereof. 同実施形態のカム軸をその端部側から見た断面図。Sectional drawing which looked at the cam shaft of the embodiment from the end side. 同実施形態の可変機構について、そのスプロケットを取り外した状態でスプロケット側からカバー側を見た内部構造を示す端面図。The end view which shows the internal structure which looked at the cover side from the sprocket side in the state which removed the sprocket about the variable mechanism of the embodiment. 図3のA−A線に沿う断面構造を示す断面図。Sectional drawing which shows the cross-sectional structure which follows the AA line of FIG. カム軸の回転に伴い作用するカムトルクを説明する図であって、(a)はバルブリフト量の変化態様を示すグラフであり、(b)はカムトルクの変化態様を示すグラフであり、(c)はカムノーズ及びバルブスプリングの状態とカムトルクとの関係を示す図。It is a figure explaining the cam torque which acts with rotation of a cam shaft, (a) is a graph which shows the change aspect of valve lift amount, (b) is a graph which shows the change aspect of cam torque, (c) FIG. 4 is a diagram showing a relationship between cam nose and valve spring states and cam torque. 図3のA−A線に沿う断面構造を平面上に展開して模式的に示すものであって、(a)〜(d)は、機関始動時においてバルブタイミングが最遅角時期から特定時期まで進角する過程を順に示す断面図。FIG. 3 schematically shows a cross-sectional structure taken along the line AA in FIG. 3 on a plane, in which (a) to (d) show a valve timing from a most retarded timing to a specific timing when the engine is started. Sectional drawing which shows the process of advancing to the order. (a)は、「クランキング速度変更処理」が実行されない通常時におけるハウジングの回転速度及びベーンロータの回転速度の推移を示すタイミングチャートであり、(b)は「クランキング速度変更処理」が実行されたクランキング速度低下時におけるハウジングの回転速度及びベーンロータの回転速度の推移を示すタイミングチャートであり、(c)は、クランキングの停止及び再開の時期を示すタイミングチャート。(A) is a timing chart showing transition of the rotational speed of the housing and the rotational speed of the vane rotor at the normal time when the “cranking speed changing process” is not executed, and (b) is the “cranking speed changing process” executed. 6 is a timing chart showing transitions of the housing rotational speed and the vane rotor rotational speed when the cranking speed is lowered, and (c) is a timing chart showing the timing of stopping and restarting cranking. 同実施形態における「始動時処理」の処理手順を示すフローチャート。9 is a flowchart showing a processing procedure of “startup processing” in the embodiment. 機関始動時に「クランキング速度変更処理」が実行されたときにおけるバルブタイミングの変化態様を示すタイミングチャート。The timing chart which shows the change aspect of valve timing when "cranking speed change process" is performed at the time of engine starting. 本発明を具体化した他の実施形態のカム軸をその端部側から見た断面図。Sectional drawing which looked at the cam shaft of other embodiment which actualized this invention from the edge part side. (a)は従来一般の可変機構についてその内部構造を示す端面図であり、(b)は(a)のB−B線に沿う断面構造を示す断面図。(A) is an end view which shows the internal structure about a conventional variable mechanism, (b) is sectional drawing which shows the cross-section along the BB line of (a).

以下、図1〜図9を参照し、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について説明する。
図1に示すように、内燃機関10の気筒には、ピストン11が往復動可能に収容されている。このピストン11の頂面と気筒の内周面とによって燃焼室12が区画形成されている。燃焼室12には、同燃焼室12に吸入空気を供給する吸気通路13と、同燃焼室12から排気が排出される排気通路14とが接続されている。
Hereinafter, an embodiment embodying a control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a piston 11 is accommodated in a cylinder of the internal combustion engine 10 so as to be able to reciprocate. A combustion chamber 12 is defined by the top surface of the piston 11 and the inner peripheral surface of the cylinder. An intake passage 13 for supplying intake air to the combustion chamber 12 and an exhaust passage 14 for exhausting exhaust gas from the combustion chamber 12 are connected to the combustion chamber 12.

上述したピストン11には、その往復運動を回転運動に変換するクランク軸15がコネクティングロッド18を介して連結されている。また、内燃機関10の上部には、吸気バルブ31を開閉する吸気用カム軸32と、排気バルブ41を開閉する排気用の排気用カム軸42とが設けられている。吸気用カム軸32の先端には、吸気バルブ31のバルブタイミングを変更する可変動弁装置30が設けられている。この可変動弁装置30に設けられた吸気用カム軸32のスプロケット35、排気用カム軸42のスプロケット45、及びクランク軸15のスプロケット16は、タイミングチェーン17を介して駆動連結されている。これにより、クランク軸15が回転すると、この回転がタイミングチェーン17を介してスプロケット35,45に伝達されて吸気用カム軸32及び排気用カム軸42がそれぞれ回転する。   A crankshaft 15 that converts the reciprocating motion into a rotational motion is connected to the above-described piston 11 via a connecting rod 18. Further, an intake camshaft 32 that opens and closes the intake valve 31 and an exhaust camshaft 42 that exhausts and opens the exhaust valve 41 are provided on the upper portion of the internal combustion engine 10. A variable valve operating device 30 that changes the valve timing of the intake valve 31 is provided at the tip of the intake camshaft 32. The sprocket 35 of the intake camshaft 32, the sprocket 45 of the exhaust camshaft 42, and the sprocket 16 of the crankshaft 15 provided in the variable valve device 30 are drivingly connected via a timing chain 17. Thus, when the crankshaft 15 rotates, this rotation is transmitted to the sprockets 35 and 45 via the timing chain 17 and the intake camshaft 32 and the exhaust camshaft 42 rotate.

吸気バルブ31は、吸気用バルブスプリング34によって閉弁方向に付勢されている。この吸気用バルブスプリング34が吸気用カム軸32の回転に伴いこの吸気用カム軸32に設けられた吸気用カム33で押圧されて収縮及び復元することにより、吸気バルブ31が開閉される。   The intake valve 31 is urged in the valve closing direction by an intake valve spring 34. The intake valve spring 34 is opened and closed by being contracted and restored by the intake valve spring 34 being pressed by the intake cam 33 provided on the intake cam shaft 32 as the intake cam shaft 32 rotates.

また、排気バルブ41は、排気用バルブスプリング44によって閉弁方向に付勢されている。この排気用バルブスプリング44が排気用カム軸42の回転に伴いこの排気用カム軸42に設けられた排気用カム43で押圧されて収縮及び復元することにより、排気バルブ41が開閉される。   The exhaust valve 41 is urged in the valve closing direction by an exhaust valve spring 44. The exhaust valve 41 is opened and closed by the exhaust valve spring 44 being pressed and contracted and restored by the exhaust cam 43 provided on the exhaust cam shaft 42 as the exhaust cam shaft 42 rotates.

一方、内燃機関10の下部には、作動油を貯留するオイルパン21が取り付けられるとともに、クランク軸15の回転力により駆動されてオイルパン21の作動油を組み上げるオイルポンプ20が設けられている。このオイルポンプ20により作動油が供給される作動油通路24には、上述した可変動弁装置30の各油室に対する作動油の給排状態を変更する油路制御弁(以下、「OCV(Oil Control Valve)」という)25が設けられている。なお、オイルパン21に貯留される作動油は、可変動弁装置30を駆動するための油圧を発生する作動油としての機能の他、内燃機関10の各部を潤滑するための潤滑油としての機能も併せ有している。   On the other hand, an oil pan 21 that stores hydraulic oil is attached to the lower part of the internal combustion engine 10, and an oil pump 20 that is driven by the rotational force of the crankshaft 15 to assemble the hydraulic oil of the oil pan 21 is provided. The hydraulic oil passage 24 to which the hydraulic oil is supplied by the oil pump 20 has an oil passage control valve (hereinafter referred to as “OCV (Oil Control Valve) ”) 25) is provided. The hydraulic oil stored in the oil pan 21 functions as a hydraulic oil for lubricating each part of the internal combustion engine 10 in addition to a function as a hydraulic oil that generates a hydraulic pressure for driving the variable valve device 30. It has also.

また、クランク軸15には、内燃機関10の始動時に同クランク軸15を強制回転(クランキング)させる機関始動装置としてのスタータ22が接続されている。このスタータ22には、バッテリ23から電力が供給される。なお、このスタータ22は、クランク軸15に設けられたリングギヤ(図示略)とスタータ22に設けられたピニオンギヤ(図示略)とが常時噛み合っている常時噛み合い式のスタータである。また、スタータ22は、ピニオンギヤがリングギヤに対して正回転方向に相対回転しようとするときのみスタータ22とクランク軸15との間でトルクを伝達するワンウェイクラッチを備えている。   The crankshaft 15 is connected to a starter 22 as an engine starting device that forcibly rotates (cranks) the crankshaft 15 when the internal combustion engine 10 is started. The starter 22 is supplied with power from the battery 23. The starter 22 is a constant mesh starter in which a ring gear (not shown) provided on the crankshaft 15 and a pinion gear (not shown) provided on the starter 22 are always meshed. The starter 22 is provided with a one-way clutch that transmits torque between the starter 22 and the crankshaft 15 only when the pinion gear attempts to rotate relative to the ring gear in the forward rotation direction.

内燃機関10には、同内燃機関10の運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、こうした各種センサとして、クランク角センサ81、カム角センサ82、エアフロメーター83、吸気温センサ84等がある。クランク角センサ81は、クランク軸15の近傍に設けられてクランク角CA及び機関回転速度NEを検出する。カム角センサ82は、吸気用カム軸32の近傍に設けられて同吸気用カム軸32の位置を検出する。エアフロメーター83は、吸気通路13に設けられて吸入空気量を検出する。吸気温センサ84は、吸気通路13に設けられて吸入空気の温度(吸気温Tair)を検出する。また、内燃機関10が搭載される車両には、内燃機関10の始動要求時に操作者により押動操作されるプッシュ式スタートスイッチ85が設けられている。このスタートスイッチ85は、押動操作されたときにスタート信号STSWを出力する。これら各種センサから出力される信号は、内燃機関10の各種装置を統括して制御する制御部80に取り込まれる。   The internal combustion engine 10 is provided with various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10. For example, such various sensors include a crank angle sensor 81, a cam angle sensor 82, an air flow meter 83, an intake air temperature sensor 84, and the like. The crank angle sensor 81 is provided in the vicinity of the crankshaft 15 and detects the crank angle CA and the engine rotational speed NE. The cam angle sensor 82 is provided in the vicinity of the intake camshaft 32 and detects the position of the intake camshaft 32. The air flow meter 83 is provided in the intake passage 13 and detects the intake air amount. The intake air temperature sensor 84 is provided in the intake passage 13 and detects the temperature of intake air (intake air temperature Tair). The vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted is provided with a push-type start switch 85 that is pushed by the operator when the internal combustion engine 10 is requested to start. The start switch 85 outputs a start signal STSW when it is pushed. Signals output from these various sensors are taken into a control unit 80 that controls various devices of the internal combustion engine 10 in an integrated manner.

制御部80は、演算ユニットをはじめ、各種制御プログラムや演算マップ、制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持する記憶手段(記憶部)としての複数のメモリ80Aを備えている。なお、メモリ80Aの一部は、バッテリ23から常時電力が供給されることにより、機関停止中においてもその記憶された情報を保持するバックアップメモリとして機能する。そして、制御部80は、上述した各センサの検出結果に基づいて内燃機関10の運転状態を監視し、その運転状態に基づいて、OCV25の制御を通じて吸気バルブ31のバルブタイミングを制御するバルブタイミング可変制御、スタータ22による機関始動制御等の各種制御を実行する。   The control unit 80 includes a plurality of memories 80A as a storage unit (storage unit) that stores and holds various control programs, calculation maps, data calculated at the time of execution of control, as well as the calculation unit. A part of the memory 80A functions as a backup memory that retains the stored information even when the engine is stopped, by constantly supplying power from the battery 23. Then, the control unit 80 monitors the operating state of the internal combustion engine 10 based on the detection results of the sensors described above, and based on the operating state, the valve timing variable for controlling the valve timing of the intake valve 31 through the control of the OCV 25. Various controls such as control and engine start control by the starter 22 are executed.

内燃機関10は、直列三気筒型であって、吸気用カム軸32には各気筒に対応した3つの吸気用カム33が設けられている。図2に示すように、これら3つの吸気用カム33は、吸気用カム軸32の端部側からみてカムノーズ33Aが吸気用カム軸32まわりに等間隔に配置されるように設けられている。すなわち、カムノーズ33Aの頂点は、吸気用カム軸32の中心軸周りに120°ごとに配置されている。   The internal combustion engine 10 is an in-line three-cylinder type, and the intake camshaft 32 is provided with three intake cams 33 corresponding to each cylinder. As shown in FIG. 2, these three intake cams 33 are provided such that cam noses 33 </ b> A are arranged around the intake cam shaft 32 at equal intervals when viewed from the end side of the intake cam shaft 32. That is, the apex of the cam nose 33 </ b> A is arranged every 120 ° around the central axis of the intake camshaft 32.

次に、図3を参照し、可変動弁装置30の構成について説明する。可変動弁装置30は、吸気バルブ31のバルブタイミングを変更する可変機構50と、バルブタイミングを最進角時期PAと最遅角時期PRとの間の中間時期(以下、「特定時期PM」という)に機械的にロックするロック機構51とを備えている。この特定時期PMは、機関始動可能なバルブタイミングであって、特に極低温始動時に機関始動可能なバルブタイミングが設定されている。同図3は、可変機構50からスプロケット35を取り外した状態で、スプロケット35側からカバー36側をみた可変機構50の内部構造を示している。   Next, the configuration of the variable valve gear 30 will be described with reference to FIG. The variable valve operating apparatus 30 includes a variable mechanism 50 that changes the valve timing of the intake valve 31 and an intermediate timing between the most advanced timing PA and the most retarded timing PR (hereinafter referred to as “specific timing PM”). And a locking mechanism 51 for mechanically locking. The specific time PM is a valve timing at which the engine can be started, and a valve timing at which the engine can be started at the time of extremely low temperature start is set. FIG. 3 shows the internal structure of the variable mechanism 50 when the cover 36 side is viewed from the sprocket 35 side with the sprocket 35 removed from the variable mechanism 50.

可変機構50のハウジング52、上述したスプロケット35及びカバー36は、図示しないボルトによって固定され、吸気用カム軸32の回転軸線周りに一体回転する。これらハウジング52、スプロケット35及びカバー36は、クランク軸15に駆動連結された第1の回転体として機能する。なお、吸気用カム軸32及びハウジング52は、図3に矢印で示す回転方向RCに回転するものとする。   The housing 52 of the variable mechanism 50, the sprocket 35, and the cover 36 described above are fixed by bolts (not shown) and rotate integrally around the rotation axis of the intake camshaft 32. The housing 52, the sprocket 35, and the cover 36 function as a first rotating body that is drivingly connected to the crankshaft 15. It is assumed that the intake camshaft 32 and the housing 52 rotate in the rotational direction RC indicated by an arrow in FIG.

ハウジング52には、その径方向内側に延びる3つの区画部54が設けられている。また、ハウジング52には、ハウジング52と同一の回転軸線周りに回転するベーンロータ53が回動可能に収容されている。ベーンロータ53は、吸気用カム軸32に一体回転可能に連結されるボス53Aと、ボス53Aの径方向外側に突出する3つのベーン53Bを有している。そして、ハウジング52の各区画部54とベーンロータ53のボス53Aによって収容室55が区画形成されるとともに、この収容室55は各ベーン53Bにより進角室56と遅角室57とにそれぞれ区画されている。なお、ベーンロータ53は、吸気用カム軸32に駆動連結された第2の回転体として機能する。   The housing 52 is provided with three partition portions 54 extending radially inward. In addition, a vane rotor 53 that rotates about the same rotation axis as the housing 52 is rotatably accommodated in the housing 52. The vane rotor 53 includes a boss 53A that is coupled to the intake camshaft 32 so as to be integrally rotatable, and three vanes 53B that protrude outward in the radial direction of the boss 53A. The storage chamber 55 is partitioned by the partition portions 54 of the housing 52 and the bosses 53A of the vane rotor 53. The storage chamber 55 is partitioned into an advance chamber 56 and a retard chamber 57 by the vanes 53B. Yes. The vane rotor 53 functions as a second rotating body that is drivingly connected to the intake camshaft 32.

ロック機構51は、互いに異なるベーン53Bにそれぞれ設けられた進角ロック機構60と遅角ロック機構70とを備えている。進角ロック機構60は、バルブタイミングが特定時期PMよりも進角側に変化する方向にハウジング52とベーンロータ53とが相対回転することを規制する機能を有している。一方、遅角ロック機構70は、バルブタイミングが特定時期PMよりも遅角する方向にハウジング52とベーンロータ53とが相対回転することを規制する機能を有している。また、進角ロック機構60及び遅角ロック機構70は、バルブタイミングを特定時期PMよりも遅角側から特定時期PMまで段階的に進角させるラチェット機能も併せ有している。そして、これら進角ロック機構60及び遅角ロック機構70の協働によりバルブタイミングが特定時期PMにロックされる。   The lock mechanism 51 includes an advance angle lock mechanism 60 and a retard angle lock mechanism 70 provided in different vanes 53B. The advance lock mechanism 60 has a function of restricting relative rotation of the housing 52 and the vane rotor 53 in a direction in which the valve timing changes to the advance side with respect to the specific time PM. On the other hand, the retard lock mechanism 70 has a function of restricting relative rotation of the housing 52 and the vane rotor 53 in a direction in which the valve timing is retarded from the specific time PM. The advance angle lock mechanism 60 and the retard angle lock mechanism 70 also have a ratchet function for advancing the valve timing in stages from the retard side to the specific time PM with respect to the specific time PM. The valve timing is locked at the specific time PM by the cooperation of the advance angle lock mechanism 60 and the retard angle lock mechanism 70.

次に、図4を参照し、ロック機構51の詳細な構成について説明する。以下では、吸気用カム軸32の軸方向において可変機構50のカバー36が配置される側を「先端側ZA」とし、スプロケット35が配置される側を「基端側ZB」とする。   Next, a detailed configuration of the lock mechanism 51 will be described with reference to FIG. Hereinafter, the side where the cover 36 of the variable mechanism 50 is disposed in the axial direction of the intake camshaft 32 is referred to as “front end side ZA”, and the side where the sprocket 35 is disposed is referred to as “base end side ZB”.

進角ロック機構60は、ベーン53Bに設けられた円筒状の第1のロックピン61と、第1のロックピン61が嵌入又は抜脱する第1の凹部63とを備えている。この第1の凹部63は、カバー36に形成されている。   The advance lock mechanism 60 includes a cylindrical first lock pin 61 provided on the vane 53B, and a first recess 63 into which the first lock pin 61 is inserted or removed. The first recess 63 is formed in the cover 36.

第1のロックピン61は、ベーン53Bに形成されたベーン孔66において先端側ZA及び基端側ZBに往復動するとともに、その一部がベーン53Bの外部に突出して第1の凹部63に嵌入する。ベーン孔66は、第1のロックピン61により、基端側ZBの第1のばね室68と、先端側ZAの第1の解除室67とに区画されている。第1のばね室68には、第1のロックピン61を先端側ZAに付勢する第1のばね62が収容されている。一方、第1の解除室67には、上述した作動油通路24(図1参照)を通じて作動油が供給される。この供給される作動油の圧力に基づく力により第1のロックピン61は基端側ZBに付勢される。   The first lock pin 61 reciprocates in the front end side ZA and the base end side ZB in a vane hole 66 formed in the vane 53B, and a part of the first lock pin 61 protrudes outside the vane 53B and fits into the first recess 63. To do. The vane hole 66 is partitioned by the first lock pin 61 into a first spring chamber 68 on the proximal end side ZB and a first release chamber 67 on the distal end side ZA. The first spring chamber 68 accommodates a first spring 62 that biases the first lock pin 61 toward the distal end side ZA. On the other hand, hydraulic fluid is supplied to the first release chamber 67 through the hydraulic fluid passage 24 (see FIG. 1) described above. The first lock pin 61 is urged toward the base end side ZB by a force based on the pressure of the supplied hydraulic oil.

第1の凹部63は、カバー36においてその周方向に沿った円弧状をなしている。詳しくは、第1の凹部63は、相対的に深さが浅く形成された第1の上段部64と、相対的に深さが深く形成された第1の下段部65とから構成されている。第1の上段部64は、第1の下段部65よりも遅角側に形成されている。   The first recess 63 has an arc shape along the circumferential direction of the cover 36. Specifically, the first concave portion 63 includes a first upper step portion 64 formed with a relatively shallow depth and a first lower step portion 65 formed with a relatively deep depth. . The first upper stage portion 64 is formed on the retard side with respect to the first lower stage portion 65.

遅角ロック機構70は、ベーン53Bに設けられた円筒状の第2のロックピン71と、第2のロックピン71が嵌入する第2の凹部73とを備えている。この第2の凹部73は、カバー36に形成されている。   The retard lock mechanism 70 includes a cylindrical second lock pin 71 provided in the vane 53B and a second recess 73 into which the second lock pin 71 is fitted. The second recess 73 is formed in the cover 36.

第2のロックピン71は、ベーン53Bに形成されたベーン孔76において先端側ZA及び基端側ZBに往復動するとともに、ベーン53Bの外部に突出して第2の凹部73に嵌入する。ベーン孔76は、第2のロックピン71により、基端側ZBの第2のばね室78と、先端側ZAの第2の解除室77とに区画されている。第2のばね室78には、第2のロックピン71を先端側ZAに付勢する第2のばね72が収容されている。一方、第2の解除室77には、上述した作動油通路24(図1参照)を通じて作動油が供給される。この供給される作動油の圧力に基づく力により第2のロックピン71は基端側ZBに付勢される。   The second lock pin 71 reciprocates in the tip end side ZA and the base end side ZB in the vane hole 76 formed in the vane 53B, and protrudes outside the vane 53B and fits in the second recess 73. The vane hole 76 is partitioned by the second lock pin 71 into a second spring chamber 78 on the proximal end side ZB and a second release chamber 77 on the distal end side ZA. The second spring chamber 78 accommodates a second spring 72 that biases the second lock pin 71 toward the distal end side ZA. On the other hand, hydraulic fluid is supplied to the second release chamber 77 through the hydraulic fluid passage 24 (see FIG. 1) described above. The second lock pin 71 is biased toward the base end side ZB by a force based on the pressure of the supplied hydraulic oil.

第2の凹部73は、カバー36においてその周方向に沿った円弧状をなしている。詳しくは、第2の凹部73は、相対的に深さが浅く形成された第2の上段部74と、相対的に深さが深く形成された第2の下段部75とから構成されている。第2の上段部74は、第2の下段部75よりも遅角側に形成されている。   The second recess 73 has an arc shape along the circumferential direction of the cover 36. Specifically, the second recess 73 includes a second upper step portion 74 formed with a relatively shallow depth and a second lower step portion 75 formed with a relatively deep depth. . The second upper stage 74 is formed on the retard side with respect to the second lower stage 75.

第1のロックピン61、第2のロックピン71、第1の凹部63に形成された第1の上段部64及び第1の下段部65、並びに第2の凹部73に形成された第2の上段部74及び第2の下段部75は、吸気用カム軸32に作用する交番トルクによりバルブタイミングを特定時期PMにまで段階的に進角させるラチェット機能を有する。すなわち、第1の凹部63に形成された第1の上段部64及び第1の下段部65は、第1のロックピン61がこれら段部64,65に嵌入したときに同ロックピン61の遅角側への変位をそれぞれ規制する。一方、第2の凹部73に形成された第2の上段部74及び第2の下段部75は、第2のロックピン71が嵌入したときに同ロックピン71の遅角側への変位をそれぞれ規制する。さらに、第1のロックピン61が第1の下段部65に嵌入するとともに第2のロックピン71が第2の下段部75に嵌入したときには、第1の下段部65の進角側の内壁により第1のロックピン61の進角側への変位が規制される。また、併せて第2の下段部75の遅角側の内壁により第2のロックピン71の遅角側への変位が規制される。これにより、バルブタイミングが特定時期PMでロックされる。なお、図4には、ロック機構51がロック状態であって、バルブタイミングが特定時期PMでロックされた状態を示している。   The first lock pin 61, the second lock pin 71, the first upper step 64 and the first lower step 65 formed in the first recess 63, and the second formed in the second recess 73 The upper stage portion 74 and the second lower stage portion 75 have a ratchet function for advancing the valve timing stepwise to a specific time PM by an alternating torque acting on the intake camshaft 32. In other words, the first upper step portion 64 and the first lower step portion 65 formed in the first recess 63 have a delay of the lock pin 61 when the first lock pin 61 is fitted into these step portions 64 and 65. The displacement to the corner side is regulated respectively. On the other hand, the second upper step portion 74 and the second lower step portion 75 formed in the second concave portion 73 cause displacement of the lock pin 71 toward the retard side when the second lock pin 71 is fitted, respectively. regulate. Further, when the first lock pin 61 is fitted in the first lower step portion 65 and the second lock pin 71 is fitted in the second lower step portion 75, the inner wall of the first lower step portion 65 on the advance side is used. Displacement of the first lock pin 61 toward the advance side is restricted. In addition, displacement of the second lock pin 71 toward the retard side is restricted by the inner wall of the second lower step portion 75 on the retard side. Thereby, the valve timing is locked at the specific time PM. FIG. 4 shows a state where the lock mechanism 51 is in a locked state and the valve timing is locked at a specific time PM.

次に、可変動弁装置30の作用について説明する。
機関運転に伴いクランク軸15が回転するとその駆動力がタイミングチェーン17を介して可変機構50のスプロケット35に伝達され、この可変機構50とともに、吸気用カム軸32が回転する。これにより、吸気バルブ31は吸気用カム軸32に設けられた吸気用カム33により開閉される。
Next, the operation of the variable valve gear 30 will be described.
When the crankshaft 15 rotates as the engine operates, the driving force is transmitted to the sprocket 35 of the variable mechanism 50 via the timing chain 17, and the intake camshaft 32 rotates together with the variable mechanism 50. As a result, the intake valve 31 is opened and closed by the intake cam 33 provided on the intake camshaft 32.

また、可変機構50の進角室56及び遅角室57に対する作動油の供給又は排出がOCV25を通じて制御されると、進角室56及び遅角室57の油圧に基づき収容室55でベーン53Bが変位する。これにより、スプロケット35及びハウジング52に対するベーンロータ53の相対回転位置、すなわちクランク軸15に対する吸気用カム軸32の相対回転位置が変更され、吸気バルブ31のバルブタイミングが変更される。   Further, when the supply or discharge of the hydraulic oil to or from the advance chamber 56 and the retard chamber 57 of the variable mechanism 50 is controlled through the OCV 25, the vane 53 </ b> B is formed in the storage chamber 55 based on the hydraulic pressure of the advance chamber 56 and the retard chamber 57. Displace. As a result, the relative rotational position of the vane rotor 53 with respect to the sprocket 35 and the housing 52, that is, the relative rotational position of the intake camshaft 32 with respect to the crankshaft 15 is changed, and the valve timing of the intake valve 31 is changed.

具体的には、可変機構50の進角室56に対して作動油が供給される一方で遅角室57の作動油が排出されることにより、ベーンロータ53がハウジング52に対して進角側方向に相対回転すると、バルブタイミングが進角される。そして、ベーン53Bが遅角室57の進角側の内壁に接触すると、バルブタイミングは最進角時期PAとなる。また、遅角室57に対して作動油が供給される一方で進角室56の作動油が排出されることにより、ベーンロータ53がハウジング52に対して遅角側方向に相対回転すると、バルブタイミングは遅角される。そして、ベーン53Bが進角室56の遅角側の内壁に接触すると、バルブタイミングは最遅角時期PRとなる。   Specifically, hydraulic oil is supplied to the advance chamber 56 of the variable mechanism 50 while the hydraulic oil in the retard chamber 57 is discharged, so that the vane rotor 53 moves in the advance side direction with respect to the housing 52. When the valve rotates relative to the valve timing, the valve timing is advanced. When the vane 53B comes into contact with the inner wall on the advance side of the retard chamber 57, the valve timing becomes the most advanced timing PA. When the operating oil is supplied to the retarding chamber 57 and the operating oil in the advance chamber 56 is discharged, the vane rotor 53 rotates relative to the housing 52 in the retarding direction. Is retarded. When the vane 53B comes into contact with the inner wall on the retard side of the advance chamber 56, the valve timing becomes the most retarded timing PR.

機関停止要求時には、バルブタイミングが特定時期PMになるようにOCV25を通じて進角室56及び遅角室57の油圧が制御される。そして、進角ロック機構60の第1の解除室67から作動油が排出されてこの第1の解除室67の油圧が解除油圧よりも低くなると、第1のばね62で付勢された第1のロックピン61が第1の凹部63(第1の下段部65)に嵌入する。併せて、遅角ロック機構70の第2の解除室77から作動油が排出されてこの第2の解除室77の油圧が解除油圧よりも低下すると、第2のばね72で付勢された第2のロックピン71が第2の凹部73(第2の下段部75)に嵌入する。これにより、第1のロックピン61の進角側への変位が第1の下段部65の進角側の内壁で規制されるとともに、第2のロックピン71の遅角側への変位が第2の下段部75の遅角側の内壁で規制されて、ロック機構51がロック状態になる。すなわち、バルブタイミングが特定時期PMにロックされる。以下、このようにロック機構51がロック状態に移行して機関停止することを「機関通常停止」という。   When the engine stop is requested, the hydraulic pressure in the advance chamber 56 and the retard chamber 57 is controlled through the OCV 25 so that the valve timing becomes the specific timing PM. When the hydraulic oil is discharged from the first release chamber 67 of the advance lock mechanism 60 and the hydraulic pressure in the first release chamber 67 becomes lower than the release hydraulic pressure, the first spring 62 biased by the first spring 62 is used. The lock pin 61 is fitted into the first recess 63 (first lower step portion 65). At the same time, when the hydraulic fluid is discharged from the second release chamber 77 of the retard lock mechanism 70 and the hydraulic pressure in the second release chamber 77 is lower than the release hydraulic pressure, the second spring 72 is biased. Two lock pins 71 are fitted into the second recess 73 (second lower step 75). Thereby, the displacement of the first lock pin 61 toward the advance side is regulated by the inner wall of the first lower step portion 65 on the advance side, and the displacement of the second lock pin 71 toward the retard side is the first. The lock mechanism 51 is locked by being regulated by the inner wall on the retard side of the lower step portion 2. That is, the valve timing is locked at the specific time PM. Hereinafter, such a stop of the engine due to the lock mechanism 51 shifting to the locked state is referred to as “normal engine stop”.

ここで、上述した機関通常停止の後に、内燃機関10の始動要求があったときには、ロック機構51がロック状態にあってバルブタイミングが特定時期PMにロックされた状態でクランキングが開始される。上述したように、この特定時期PMは機関始動可能なバルブタイミングに設定されているため、内燃機関10は良好に始動することができる。   Here, when there is a request for starting the internal combustion engine 10 after the above-described normal engine stop, cranking is started in a state where the lock mechanism 51 is in the locked state and the valve timing is locked at the specific time PM. As described above, since this specific time PM is set to a valve timing at which the engine can be started, the internal combustion engine 10 can be started well.

そして、機関始動後に所定条件が成立すると、第1のロックピン61及び第2のロックピン71が第1の凹部63及び第2の凹部73からそれぞれ抜脱される。具体的には、進角ロック機構60の第1の解除室67に作動油が供給されてこの第1の解除室67の油圧が解除油圧よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力により第1のロックピン61は基端側ZBに移動して第1の凹部63から抜脱する。また、遅角ロック機構70の第2の解除室77に対しても作動油が供給されてこの第2の解除室77の油圧が解除油圧よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力により第2のロックピン71は基端側ZBに移動して第2の凹部73から抜脱する。これにより、ハウジング52とベーンロータ53との相対回転が許容される。その後、バルブタイミングが機関運転状態に適した所望の時期となるように、OCV25の制御が実行される。   When a predetermined condition is established after the engine is started, the first lock pin 61 and the second lock pin 71 are removed from the first recess 63 and the second recess 73, respectively. Specifically, when hydraulic oil is supplied to the first release chamber 67 of the advance lock mechanism 60 and the hydraulic pressure in the first release chamber 67 rises higher than the release hydraulic pressure, the urging force based on this hydraulic pressure causes the first The lock pin 61 moves to the proximal end side ZB and is removed from the first recess 63. Further, when hydraulic oil is supplied also to the second release chamber 77 of the retard lock mechanism 70 and the hydraulic pressure in the second release chamber 77 rises above the release hydraulic pressure, the urging force based on the hydraulic pressure causes the second release chamber 77 to move to the second release chamber 77. The lock pin 71 moves to the base end side ZB and is removed from the second recess 73. Thereby, relative rotation between the housing 52 and the vane rotor 53 is allowed. Thereafter, the control of the OCV 25 is executed so that the valve timing becomes a desired time suitable for the engine operating state.

一方、機関停止要求時においてロック機構51がロック状態に移行しなかったときには、特定時期PMとは異なる時期となった状態で内燃機関10の運転が停止する。以下、このようにロック機構51がロック状態に移行することなく機関停止することを「機関異常停止」という。   On the other hand, when the lock mechanism 51 does not shift to the locked state when the engine stop request is made, the operation of the internal combustion engine 10 is stopped at a time different from the specific time PM. Hereinafter, stopping the engine without the lock mechanism 51 shifting to the locked state in this way is referred to as “engine abnormal stop”.

そして、こうした機関異常停止の後に、内燃機関10の始動要求があったときには、バルブタイミングが特定時期PMにない状態でクランキングが開始されることとなり、機関始動が不能となったり、機関始動に長期間を要したりする等、機関始動性の悪化を招くおそれがある。なお、こうした機関異常停止時には、内燃機関10の停止が完了するまでに、進角室56及び遅角室57の各油圧の低下に伴いバルブタイミングが遅角する方向に向かってベーンロータ53とスプロケット35とが相対回転するため、バルブタイミングが最遅角時期PRまで変化することが多い。   Then, when there is a request for starting the internal combustion engine 10 after such an abnormal engine stop, cranking is started in a state where the valve timing is not at the specific time PM, and the engine cannot be started or the engine starts. The engine startability may be deteriorated, such as requiring a long period of time. In such an abnormal engine stop, the vane rotor 53 and the sprocket 35 are moved in the direction in which the valve timing is retarded as the hydraulic pressures of the advance chamber 56 and the retard chamber 57 decrease until the stop of the internal combustion engine 10 is completed. Are relatively rotated, the valve timing often changes to the most retarded timing PR.

そこで、機関異常停止後の機関始動性を向上させるべく、本実施形態のロック機構51は、上述したラチェット機能を有している。すなわち、ロック機構51の第1の凹部63及び第2の凹部73に複数の段部64,65,74,75が形成されている。これにより、クランキング時に吸気用カム軸32に作用する交番トルクを利用して、バルブタイミングを最遅角時期PRから特定時期PMにまで進角させるようにしている。   Therefore, in order to improve the engine startability after an abnormal engine stop, the lock mechanism 51 of the present embodiment has the ratchet function described above. That is, a plurality of step portions 64, 65, 74, 75 are formed in the first recess 63 and the second recess 73 of the lock mechanism 51. As a result, the valve timing is advanced from the most retarded timing PR to the specific timing PM by using an alternating torque that acts on the intake camshaft 32 during cranking.

次に、図5及び図6を参照し、機関始動時においてバルブタイミングが最遅角時期PRから特定時期PMまで進角する過程について説明する。図6(a)〜(d)は、バルブタイミングが最遅角時期PRから特定時期PMまで進角する過程について順に示したものである。なお、図6(a)〜(d)では、進角ロック機構60の動作状態と遅角ロック機構70の動作状態との関係を容易に把握できるよう、第1のロックピン61と第2のロックピン71とを同一のベーン53Bから互いに逆向きに突出するように示しているとともに、第1の凹部63と第2の凹部73とを軸方向に向き合うように示している。   Next, a process in which the valve timing is advanced from the most retarded timing PR to the specific timing PM when the engine is started will be described with reference to FIGS. FIGS. 6A to 6D sequentially show a process in which the valve timing is advanced from the most retarded timing PR to the specific timing PM. In FIGS. 6A to 6D, the first lock pin 61 and the second lock pin 61 can be easily grasped so that the relation between the operation state of the advance lock mechanism 60 and the operation state of the retard lock mechanism 70 can be easily grasped. The lock pin 71 is shown to protrude from the same vane 53B in opposite directions, and the first recess 63 and the second recess 73 are shown to face each other in the axial direction.

ここで、機関運転中には、吸気用カム33による吸気バルブ31の開閉駆動に伴い、バルブタイミングが遅角側に変化する方向にベーンロータ53とハウジング52とを相対回転させようとする正トルクと、バルブタイミングが進角側に変化する方向にベーンロータ53とハウジング52とを相対回転させようとする負トルクとが吸気用カム軸32に対して交互に作用する。   Here, during engine operation, with the opening / closing drive of the intake valve 31 by the intake cam 33, the positive torque that causes the vane rotor 53 and the housing 52 to rotate relative to each other in the direction in which the valve timing changes to the retard side. The negative torque that causes the vane rotor 53 and the housing 52 to rotate relative to each other in the direction in which the valve timing changes toward the advance side alternately acts on the intake camshaft 32.

すなわち、図5(c)の左図に示すように、バルブリフト量が増大する期間であるタイミングT1からタイミングT2までの期間では、吸気用カム軸32が回転方向RCに回転すると、吸気用カム33のカムノーズ33Aによりリフタ37を介して吸気用バルブスプリング34が押圧される。これにより、吸気用バルブスプリング34が収縮するため、正トルクF1が吸気用カム軸32に作用する。   That is, as shown in the left diagram of FIG. 5C, when the intake camshaft 32 rotates in the rotational direction RC during the period from the timing T1 to the timing T2 during which the valve lift amount increases, the intake cam The intake valve spring 34 is pressed through the lifter 37 by the 33 cam nose 33A. As a result, the intake valve spring 34 contracts, and the positive torque F 1 acts on the intake camshaft 32.

一方、図5(c)の右図に示すように、バルブリフト量が減少する期間であるタイミングT2からタイミングT3までの期間では、収縮した吸気用バルブスプリング34が元の状態に復元するため、負トルクF2が吸気用カム軸32に対して作用する。   On the other hand, as shown in the right diagram of FIG. 5C, the contracted intake valve spring 34 is restored to the original state during the period from the timing T2 to the timing T3, which is the period during which the valve lift amount decreases. The negative torque F2 acts on the intake camshaft 32.

なお、図5(c)の中央図に示すように、吸気用バルブスプリング34が最も収縮するとともにカムノーズ33Aの頂点がリフタ37と接触しているタイミングT2では、正トルク及び負トルクのいずれも吸気用カム軸32に作用しない。   As shown in the central view of FIG. 5C, at the timing T2 when the intake valve spring 34 is most contracted and the apex of the cam nose 33A is in contact with the lifter 37, both positive torque and negative torque are taken in. It does not act on the cam shaft 32 for use.

こうした交番トルクが、上述した機関異常停止後の機関始動時であって、進角室56及び遅角室57の各油室の油圧が十分に上昇していない状況のもとで、吸気用カム軸32に対して作用すると、ベーンロータ53及びハウジング52が相対回転する。すなわち、負トルクが作用する期間にはロックピン61,71はカバー36に対して進角側に変位し、正トルクが作用する期間にはロックピン61,71はカバー36に対して遅角側に変位する。   Such an alternating torque is at the time of starting the engine after the abnormal engine stop described above, and under the situation where the oil pressure in each of the advance chamber 56 and the retard chamber 57 is not sufficiently increased, the intake cam When acting on the shaft 32, the vane rotor 53 and the housing 52 rotate relative to each other. That is, the lock pins 61 and 71 are displaced toward the advance side with respect to the cover 36 during the period when the negative torque is applied, and the lock pins 61 and 71 are retarded with respect to the cover 36 during the period when the positive torque is applied. It is displaced to.

例えばバルブタイミングが最遅角時期PRにあるときに上述したような負トルクが吸気用カム軸32に作用すると、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度がクランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度を一時的に上回る。これにより、ベーンロータ53がハウジング52に対して進角側方向に相対回転し、第1のロックピン61及び第2のロックピン71が進角側に変位する。そして、図6(a)に示すように、第1のロックピン61が第1の上段部64に嵌入可能な位置にあるときに、すなわち第1のロックピン61が第1の上段部64の基端側ZBに位置するときに、第1のロックピン61が第1の上段部64に嵌入する。この状態において正トルクが吸気用カム軸32に作用することによりバルブタイミングが遅角する方向にハウジング52とベーンロータ53とが相対回転しようとするときには、第1の上段部64の遅角側の内壁に第1のロックピン61が接触する。そのため、バルブタイミングが遅角する方向にハウジング52とベーンロータ53とが相対回転することが規制される。これにより、最遅角時期PRよりも進角側の第1遅角時期PX1において、バルブタイミングの遅角が規制される。   For example, when the negative torque as described above acts on the intake camshaft 32 when the valve timing is at the most retarded angle PR, the rotational speed of the vane rotor 53 drivingly connected to the intake camshaft 32 drives the crankshaft 15. The rotational speed of the connected housing 52 is temporarily exceeded. As a result, the vane rotor 53 rotates relative to the housing 52 in the advance angle direction, and the first lock pin 61 and the second lock pin 71 are displaced toward the advance angle side. Then, as shown in FIG. 6A, when the first lock pin 61 is in a position where it can be fitted into the first upper stage portion 64, that is, the first lock pin 61 is connected to the first upper stage portion 64. When positioned on the base end side ZB, the first lock pin 61 is fitted into the first upper stage portion 64. In this state, when the housing 52 and the vane rotor 53 are to rotate relative to each other in the direction in which the valve timing is retarded by the positive torque acting on the intake camshaft 32, the inner wall of the first upper stage portion 64 on the retarded side. The first lock pin 61 comes into contact. Therefore, relative rotation of the housing 52 and the vane rotor 53 in the direction in which the valve timing is retarded is restricted. As a result, the retard of the valve timing is regulated at the first retard timing PX1 that is more advanced than the most retarded timing PR.

そして、この状態で、吸気用カム軸32に対してさらに作用する交番トルクに基づき、第2のロックピン71が第2の上段部74に嵌入し(図6(b))、第1のロックピン61が第1の下段部65に嵌入し(図6(c))、第2のロックピン71が第2の下段部75に嵌入する(図6(d))。これにより、バルブタイミングの遅角が第2遅角時期PX2、第3遅角時期PX3、特定時期PMで順に規制され、バルブタイミングが特定時期PMでロックされた状態に移行する。   In this state, the second lock pin 71 is fitted into the second upper stage 74 based on the alternating torque that further acts on the intake camshaft 32 (FIG. 6B), and the first lock The pin 61 fits into the first lower step portion 65 (FIG. 6C), and the second lock pin 71 fits into the second lower step portion 75 (FIG. 6D). As a result, the retardation of the valve timing is regulated in order at the second retardation timing PX2, the third retardation timing PX3, and the specific timing PM, and the valve timing is shifted to the locked state at the specific timing PM.

図7(a)には、図7(c)の実線に示すようにクランキングを継続して実行した「通常時」におけるハウジング52の回転速度及びベーンロータ53の回転速度の推移を示している。同図7(a)のタイミングT2からタイミングT3の破線に示すように、バルブリフト量の減少期間であって負トルクが吸気用カム軸32に作用する期間には、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度がクランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度を一時的に上回る。これにより、ベーンロータ53がハウジング52に対して進角側方向に相対回転する。このときの両回転体の相対回転量は、同図7(a)の斜線で示す範囲で示される。しかし、この相対回転量が十分ではない場合には、たとえ吸気用カム軸32に対して負トルクが作用する場合であっても、ベーンロータ53がハウジング52に対して十分に進角側方向に相対回転しないため、ロックピン61,71が段部64,65,74,75に嵌入可能な位置まで変位しなくなる。そして、ロックピン61,71が段部64,65,74,75に嵌入可能な位置まで変位しない場合には、ロックピン61,71を段部64,65,74,75に嵌入させることができず、ラチェット機能を通じてバルブタイミングを特定時期PMまで進角させることが困難になる。また、ロックピン61,71が段部64,65,74,75に嵌入可能な位置にまで変位した場合であっても、こうした嵌入可能な位置にある期間が、ロックピン61,71が段部64,65,74,75に向けて変位しこれに嵌入するのに要する期間よりも短い場合には、やはりロックピン61,71を段部64,65,74,75に嵌入させることができない。   FIG. 7A shows changes in the rotation speed of the housing 52 and the rotation speed of the vane rotor 53 in “normal time” in which cranking is continuously performed as shown by the solid line in FIG. As indicated by the broken line from timing T2 to timing T3 in FIG. 7A, the intake camshaft 32 is driven during a period in which the valve lift amount decreases and negative torque acts on the intake camshaft 32. The rotational speed of the connected vane rotor 53 temporarily exceeds the rotational speed of the housing 52 that is drivingly connected to the crankshaft 15. As a result, the vane rotor 53 rotates relative to the housing 52 in the advance side direction. At this time, the relative rotational amounts of the two rotating bodies are shown in the range indicated by the oblique lines in FIG. However, if this relative rotation amount is not sufficient, even if a negative torque acts on the intake camshaft 32, the vane rotor 53 is sufficiently relative to the housing 52 in the advance side direction. Since it does not rotate, the lock pins 61 and 71 are not displaced to a position where they can be fitted into the step portions 64, 65, 74 and 75. When the lock pins 61 and 71 are not displaced to the positions where they can be inserted into the step portions 64, 65, 74, and 75, the lock pins 61 and 71 can be inserted into the step portions 64, 65, 74, and 75. Therefore, it becomes difficult to advance the valve timing to the specific time PM through the ratchet function. Even when the lock pins 61 and 71 are displaced to positions where they can be inserted into the step portions 64, 65, 74, and 75, the lock pins 61 and 71 remain at the step portions during the period in which they can be inserted. If it is shorter than the period required for displacement toward 64, 65, 74, 75 and the insertion thereof, the lock pins 61, 71 cannot be fitted into the step portions 64, 65, 74, 75.

そこで、本実施形態では、ベーンロータ53とハウジング52との相対回転量を増大すべく、図7(b)、(c)に示すように、「クランキング速度変更処理」が実行される。具体的には、「クランキング速度変更処理」として、同図7(c)の二点鎖線で示すように、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37と接触するタイミングT2を過ぎた時点でクランキングが停止される。すなわち、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37を通過した時点でクランキングが停止される。これにより、クランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度が低下して吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度との相対差を増大させることができる。そのため、同図7(b)の斜線で示される「クランキング速度低下時」のベーンロータ53とハウジング52との相対回転量は、図7(a)の斜線で示される「通常時」のベーンロータ53とハウジング52との相対回転量よりも大きくなる。   Therefore, in the present embodiment, “cranking speed change processing” is executed as shown in FIGS. 7B and 7C in order to increase the relative rotation amount between the vane rotor 53 and the housing 52. Specifically, as the “cranking speed changing process”, as indicated by a two-dot chain line in FIG. 7C, the cranking is stopped when the timing T2 at which the apex of the cam nose 33A contacts the lifter 37 has passed. Is done. That is, cranking is stopped when the apex of the cam nose 33A passes through the lifter 37. As a result, the rotational speed of the housing 52 that is drivingly connected to the crankshaft 15 decreases, and the relative difference from the rotational speed of the vane rotor 53 that is drivingly connected to the intake camshaft 32 can be increased. For this reason, the relative rotation amount between the vane rotor 53 and the housing 52 at the “cranking speed reduction” indicated by the oblique lines in FIG. 7B is the “normal time” vane rotor 53 indicated by the oblique lines in FIG. And the relative rotation amount of the housing 52 becomes larger.

ここで、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53は、収縮した吸気用バルブスプリング34が復元する際に吸気用カム33に作用する押圧力によりその回転速度が上昇する。したがって、クランキング速度の停止時期が、吸気用バルブスプリング34が復元する期間であるバルブリフト量の減少期間において早く設定されるほど、ベーンロータ53の回転速度とハウジング52の回転速度との相対差が大きくなる。そして、これら回転速度の相対差が大きくなることにより、同図7の斜線で示されるベーンロータ53とハウジング52との相対回転量も大きくなる。そこで、本実施形態では、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37を通過した時点であって、吸気用カム軸32に作用するトルクが正トルクから負トルクに切り替わったとき、すなわち、バルブリフト量の減少期間に切り替わったときにクランキングが停止される。   Here, the rotational speed of the vane rotor 53 drivingly connected to the intake camshaft 32 is increased by the pressing force acting on the intake cam 33 when the contracted intake valve spring 34 is restored. Accordingly, as the cranking speed stop timing is set earlier in the valve lift reduction period, which is the period during which the intake valve spring 34 is restored, the relative difference between the rotational speed of the vane rotor 53 and the rotational speed of the housing 52 increases. growing. As the relative difference between the rotational speeds increases, the relative rotational amount between the vane rotor 53 and the housing 52 indicated by the oblique lines in FIG. 7 also increases. Therefore, in the present embodiment, when the apex of the cam nose 33A passes through the lifter 37, when the torque acting on the intake camshaft 32 is switched from positive torque to negative torque, that is, a decrease period of the valve lift amount. Cranking is stopped when switching to.

なお、図7(a)、(b)のタイミングT1からタイミングT2に示すように、バルブリフト量の増大期間であって正トルクが吸気用カム軸32に作用する期間には、ハウジング52に対するベーンロータ53の遅角側への相対回転は、進角室56の遅角側の内壁(最遅角時期PRにある場合)またはラチェット機能(第1遅角時期PX1、第2遅角時期PX2、第3遅角時期PX3にある場合)により規制される。したがって、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53は、クランク軸15に駆動連結されたハウジング52と同一の回転速度で回転する。   7A and 7B, the vane rotor with respect to the housing 52 is in a period in which the positive torque acts on the intake camshaft 32 during the increase period of the valve lift amount as shown from the timing T1 to the timing T2. The relative rotation of 53 to the retard side is caused by the inner wall of the advance chamber 56 on the retard side (when it is at the most retarded timing PR) or the ratchet function (first retard timing PX1, second retard timing PX2, 3) (in the case of 3 retard timing PX3). Accordingly, the vane rotor 53 that is drivingly connected to the intake camshaft 32 rotates at the same rotational speed as the housing 52 that is drivingly connected to the crankshaft 15.

次に、図8を参照し、内燃機関10の始動時に実行される「始動時処理」の処理手順について説明する。同図に示す一連の処理は、制御部80により一定周期をもって繰り返し実行される。   Next, with reference to FIG. 8, a processing procedure of “startup processing” executed when the internal combustion engine 10 is started will be described. A series of processing shown in the figure is repeatedly executed by the control unit 80 with a constant period.

本処理が開始されると、まず、処理回数カウンタCが「0」であるか否かが判定される(ステップS100)。この処理回数カウンタCの初期値は「0」であって、後述する「クランキング速度変更処理」が1回実行されると「1」インクリメントされる。   When this process is started, first, it is determined whether or not the process number counter C is “0” (step S100). The initial value of the processing number counter C is “0”, and is incremented by “1” when a “cranking speed changing process” described later is executed once.

ここで、処理回数カウンタCが「0」である旨判定される場合には(ステップS100:YES)、始動要求があるか否かが判定される(ステップS101)。具体的には、操作者による押動操作に伴いプッシュ式スタートスイッチ85からスタート信号STSWが出力されたときに始動要求がある旨判定される。そして、始動要求がない旨判定される場合には(ステップS101:NO)、本処理は終了される。   Here, when it is determined that the processing number counter C is “0” (step S100: YES), it is determined whether or not there is a start request (step S101). Specifically, it is determined that there is a start request when a start signal STSW is output from the push start switch 85 in accordance with a push operation by the operator. And when it determines with there being no start request | requirement (step S101: NO), this process is complete | finished.

一方、始動要求がある旨判定される場合には(ステップS101:YES)、極低温始動時であるか否かが判定される(ステップS102)。具体的には、吸気温センサ84により検出される吸気温Tairが摂氏マイナス30度以下であるとき(Tair≦−30℃)に極低温始動時である旨判定される。   On the other hand, when it is determined that there is a start request (step S101: YES), it is determined whether or not it is a cryogenic start (step S102). Specifically, when the intake air temperature Tair detected by the intake air temperature sensor 84 is −30 ° C. or less (Tair ≦ −30 ° C.), it is determined that the engine is at a very low temperature.

ここで、吸気温の極低温時であって内燃機関10の温度が低い冷間始動時である場合には、作動油の温度が低くその粘性が高くなるため、吸気用カム軸32に作用する交番トルクによりベーンロータ53とハウジング52とが相対回転する際に生じる作動油の抵抗力も増大するようになる。その結果、負トルクが吸気用カム軸32に作用したときに生じるベーンロータ53とハウジング52との相対回転量が小さくなり、クランキングの実行中にバルブタイミングを特定時期PMまで変更してロック機構51をロック状態に移行させ難くなる。また、冷間始動時には、噴射燃料の気化が促進されず燃焼し難い状態にあるため、クランキング開始から内燃機関10が完爆状態に移行するまでの期間が長くなる。したがって、こうした冷間始動時においてクランキング開始時にロック機構51がロック状態ではなくバルブタイミングが特定時期PMにない場合には、機関始動性の悪化がより顕著なものとなる。   Here, when the temperature of the internal combustion engine 10 is low when the intake air temperature is extremely low and the temperature of the internal combustion engine 10 is low, the temperature of the hydraulic oil is low and its viscosity is high, so that it acts on the intake camshaft 32. The resistance force of the hydraulic oil generated when the vane rotor 53 and the housing 52 rotate relative to each other due to the alternating torque also increases. As a result, the amount of relative rotation between the vane rotor 53 and the housing 52 generated when negative torque acts on the intake camshaft 32 is reduced, and the valve timing is changed to the specific time PM during the cranking operation to lock the lock mechanism 51. Is difficult to shift to the locked state. Further, at the time of cold start, since the vaporization of the injected fuel is not promoted and it is difficult to burn, the period from the start of cranking to the transition of the internal combustion engine 10 to the complete explosion state becomes long. Therefore, when the lock mechanism 51 is not in the locked state at the start of cranking during the cold start and the valve timing is not at the specific time PM, the deterioration of the engine startability becomes more remarkable.

一方、極低温始動時ではなく、内燃機関10の温度が比較的高い場合には、たとえロック機構51がロック状態になくバルブタイミングが特定時期PMにロックされていない場合であっても、機関始動を完了させることができる可能性が高いと判断することができる。これは、内燃機関10の温度が比較的高く作動油の粘性が低い時には、クランキング時に吸気用カム軸32に作用する負トルクにより生じるベーンロータ53とハウジング52との相対回転量も比較的大きくなるため、ラチェット機能を通じて比較的良好にバルブタイミングを進角させて特定時期PMにまで移行させることができる可能性が高いと判断することができるためである。さらに、内燃機関10の温度が比較的高い場合には、燃焼室12における噴射燃料の気化が比較的良好に行われて、燃焼しやすい状況にあると判断することができるためである。   On the other hand, when the temperature of the internal combustion engine 10 is relatively high, not at the time of cryogenic start, even if the lock mechanism 51 is not in the locked state and the valve timing is not locked at the specific time PM, the engine is started. It can be determined that there is a high possibility that the process can be completed. This is because, when the temperature of the internal combustion engine 10 is relatively high and the viscosity of the hydraulic oil is low, the relative rotation amount between the vane rotor 53 and the housing 52 caused by the negative torque acting on the intake camshaft 32 during cranking becomes relatively large. Therefore, it can be determined that there is a high possibility that the valve timing can be advanced relatively well through the ratchet function to shift to the specific time PM. Furthermore, when the temperature of the internal combustion engine 10 is relatively high, it is possible to determine that the injected fuel in the combustion chamber 12 is relatively well vaporized and is in a state where combustion is easy.

そこで、上記ステップS102の判定処理において極低温始動時でない旨判定される場合には(ステップS102:NO)、ロック機構51のロック状態であるか否かに関わらず、ステップS103以下の処理が実行されず、通常の機関始動が実行される(ステップS111)。すなわち、スタータ22によるクランキングが実行されて本処理は終了される。   Therefore, when it is determined in the determination process of step S102 that the engine is not at an extremely low temperature start (step S102: NO), the processes after step S103 are executed regardless of whether or not the lock mechanism 51 is locked. Instead, the normal engine start is executed (step S111). That is, the cranking by the starter 22 is executed and this process is terminated.

一方、上記ステップS102の判定処理において極低温始動時である旨判定される場合には(ステップS102:YES)、まず、ロック機構51がロック状態にあるか否かが判定される。すなわち、スタータ22によるクランキングが実行された後(ステップS103)、所定期間Tαが経過するまでに内燃機関10が完爆状態に移行したか否かが判定される(ステップS104)。具体的には、クランク角センサ81により検出される機関回転速度NEが完爆回転速度NSに達した場合に(NE≧NS)、完爆状態に移行した旨判定される。なお、「完爆」とは、内燃機関10のクランク軸15が自律回転可能な状態に達したことを示す。また、「完爆回転速度NS」とは、クランク軸15が自律回転可能な状態に達したと判断することのできる機関回転速度NEとして予め設定された値である(例えば400rpm)。上述した所定期間Tαは、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期PMにない可能性が高いと判断することのできる期間が予め設定されている(例えば5秒)。   On the other hand, when it is determined in the determination process of step S102 that the engine is at a very low temperature start (step S102: YES), it is first determined whether or not the lock mechanism 51 is in a locked state. That is, after cranking by the starter 22 is executed (step S103), it is determined whether or not the internal combustion engine 10 has shifted to the complete explosion state before the predetermined period Tα elapses (step S104). Specifically, when the engine speed NE detected by the crank angle sensor 81 reaches the complete explosion speed NS (NE ≧ NS), it is determined that the state has shifted to the complete explosion state. Here, “complete explosion” indicates that the crankshaft 15 of the internal combustion engine 10 has reached a state where it can rotate autonomously. The “complete explosion rotational speed NS” is a value set in advance as the engine rotational speed NE that can be determined that the crankshaft 15 has reached a state where it can rotate autonomously (for example, 400 rpm). The predetermined period Tα described above is set in advance (for example, 5 seconds) during which it can be determined that there is a high possibility that the valve timing is not at the specific time PM when cranking is started.

そして、所定期間Tαが経過するまでに内燃機関10が完爆状態に移行した旨判定される場合には(ステップS104:YES)、ロック機構51がロック状態にあって、良好に機関始動が完了したと判断することができる。そのため、スタータ22が停止されてクランキングが停止される(ステップS109)。続いて、処理回数カウンタCが初期値である「0」に戻されて、または「0」のまま維持されて(ステップS110)本処理は終了される。   Then, when it is determined that the internal combustion engine 10 has shifted to the complete explosion state before the predetermined period Tα has elapsed (step S104: YES), the lock mechanism 51 is in the locked state and the engine start is completed satisfactorily. Can be determined. Therefore, the starter 22 is stopped and the cranking is stopped (step S109). Subsequently, the processing number counter C is returned to the initial value “0” or is maintained as “0” (step S110), and this processing is terminated.

一方、所定期間Tαが経過するまでに完爆状態に移行しなかった旨判定される場合には(ステップS104:NO)、ロック機構51がロック状態になくバルブタイミングが特定時期PMにない状態であると判断することができる。   On the other hand, when it is determined that the complete explosion state has not been reached before the predetermined period Tα has elapsed (step S104: NO), the lock mechanism 51 is not in the locked state and the valve timing is not at the specific time PM. It can be judged that there is.

そこで、処理回数カウンタCが第2の所定回数Nβに達しているか(C=Nβ)否かが判定される(ステップS105)。すなわち、本ステップの判定処理実行時よりも前に、「クランキング速度変更処理」がすでに第2の所定回数Nβ実行されたか否かが判定される。そして、「クランキング速度変更処理」の実行回数が第2の所定回数Nβ未満である旨(C<Nβ)判定される場合には(ステップS105:NO)、「クランキング速度変更処理」として、スタータ22によるクランキングの停止及び再開が第1の所定回数Nα繰り返して実行される(ステップS106)。すなわち、スタータ22を一旦停止して再び駆動する動作が1セットとされ、このセットが第1の所定回数Nα連続して実行される。この第1の所定回数Nαは、クランキング開始時にロック機構51がロック状態になく、バルブタイミングが最遅角時期PRにある場合に、ラチェット機能を通じてバルブタイミングを特定時期PMにまで進角するためにクランキングを停止する回数として適切な回数が予め設定されている。本実施形態では、第1の凹部63及び第2の凹部73に4つの段部64,65,74,75が形成されており、4段階で特定時期PMまで進角される。また、上述したように、クランキングを一旦停止すると、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度と、クランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度との相対差が大きくなることにより、ベーンロータ53とハウジング52との相対回転量を増大させることができる。こうして相対回転量が増大することにより、ロックピン61,71を段部64,65,74,75に嵌入させることのできる可能性が高まる。そこで、例えば第1の所定回数Nαとして、4回に設定される。これにより、1回のクランキング停止に伴いロックピン61,71が段部64,65,74,75に嵌入可能であって1段階進角することが可能な場合には、こうしたクランキング停止が4回実行される「クランキング速度変更処理」が1回実行されることにより、バルブタイミングが特定時期PMにまで進角される。   Therefore, it is determined whether or not the processing number counter C has reached the second predetermined number Nβ (C = Nβ) (step S105). That is, it is determined whether the “cranking speed changing process” has already been executed for the second predetermined number of times Nβ prior to the execution of the determination process in this step. When it is determined that the number of executions of the “cranking speed changing process” is less than the second predetermined number Nβ (C <Nβ) (step S105: NO), as the “cranking speed changing process”, Stopping and resuming cranking by the starter 22 are repeatedly executed for the first predetermined number Nα (step S106). That is, the operation of stopping the starter 22 once and driving it again is one set, and this set is continuously executed for the first predetermined number of times Nα. The first predetermined number Nα is used to advance the valve timing to the specific time PM through the ratchet function when the lock mechanism 51 is not locked at the start of cranking and the valve timing is at the most retarded timing PR. An appropriate number of times for stopping the cranking is set in advance. In the present embodiment, four step portions 64, 65, 74, and 75 are formed in the first recess 63 and the second recess 73, and the angle is advanced to a specific time PM in four steps. As described above, once cranking is stopped, the relative difference between the rotational speed of the vane rotor 53 that is drivingly connected to the intake camshaft 32 and the rotational speed of the housing 52 that is drivingly connected to the crankshaft 15 is large. As a result, the amount of relative rotation between the vane rotor 53 and the housing 52 can be increased. By increasing the relative rotation amount in this way, the possibility that the lock pins 61 and 71 can be fitted into the step portions 64, 65, 74, and 75 increases. Therefore, for example, the first predetermined number Nα is set to four times. Thereby, when the lock pins 61, 71 can be fitted into the step portions 64, 65, 74, 75 and can be advanced by one step with one stop of cranking, such stop of cranking is stopped. By executing the “cranking speed changing process” executed four times, the valve timing is advanced to the specific time PM.

なお、スタータ22によるクランキングを一旦停止する時期は、上述したように、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37を通過した時点に設定される。具体的には、制御部80は、クランク角センサ81及びカム角センサ82から出力される信号により吸気用カム軸32の位置を把握し、この把握した吸気用カム軸32の位置に基づきスタータ22の停止時期を制御する。   The timing for temporarily stopping the cranking by the starter 22 is set to the time when the apex of the cam nose 33A passes through the lifter 37 as described above. Specifically, the control unit 80 grasps the position of the intake camshaft 32 based on signals output from the crank angle sensor 81 and the cam angle sensor 82, and starts the starter 22 based on the grasped position of the intake camshaft 32. Control the stop time of

こうして「クランキング速度変更処理」が実行されると、処理回数カウンタCが更新されて「1」インクリメントされ(ステップS107)、本処理は一旦終了される。
そして、ステップS100からの処理が再び実行されると、処理回数カウンタCが「0」ではないため、ステップS100の判定処理が否定判定される(ステップS100:NO)。これにより、ステップS103に移行してクランキングが実行される(ステップS103)。ここでは、スタータ22によるクランキングがすでに実行されているため、このクランキングが続行される。そして、ステップS103に移行した後、所定期間Tαが経過するまでに内燃機関10が完爆状態に移行したか否かが再び判定される(ステップS104)。ここで、内燃機関10が完爆状態に移行しなかった旨判定される場合には(ステップS104:NO)、処理回数カウンタCが第2の所定回数Nβに達するまで、上述したステップS106の「クランキング速度変更処理」が繰り返し実行される。この第2の所定回数Nβは、クランキング開始時にロック機構がロック状態にない場合であっても、ラチェット機能を通じてロック機構をロック状態に移行させることができると考えられる「クランキング速度変更処理」の実行回数や、バッテリ23の負荷等を考慮して予め設定されている。
When the “cranking speed changing process” is executed in this way, the process count counter C is updated and incremented by “1” (step S107), and this process is temporarily terminated.
Then, when the processing from step S100 is executed again, the processing number counter C is not “0”, so the determination processing in step S100 is negative (step S100: NO). Thereby, it transfers to step S103 and cranking is performed (step S103). Here, since cranking by the starter 22 has already been executed, this cranking is continued. Then, after the transition to step S103, it is again determined whether or not the internal combustion engine 10 has transitioned to the complete explosion state before the predetermined period Tα elapses (step S104). Here, when it is determined that the internal combustion engine 10 has not shifted to the complete explosion state (step S104: NO), the “number of processing times counter C reaches the second predetermined number Nβ” of the above-described step S106. The “cranking speed changing process” is repeatedly executed. This second predetermined number Nβ is considered to be a “cranking speed changing process” that is considered to be able to shift the lock mechanism to the locked state through the ratchet function even when the lock mechanism is not in the locked state at the start of cranking. Is set in advance in consideration of the number of executions of the above and the load of the battery 23.

ところで、ステップS105の判定処理において、処理回数カウンタCが第2の所定回数Nβに達した旨(C=Nβ)判定される場合には(ステップS105:YES)、スタータ22によるクランキングが長期間継続されることによりバッテリ23の負荷が増大している虞があると判断される。そこで、機関始動が中止される(ステップS108)。すなわち、たとえ内燃機関10が完爆状態に移行していない場合であっても、スタータ22によるクランキング操作が強制終了される。これにより、クランキングが停止されるとともに(ステップS109)、処理回数カウンタCが初期値である「0」に戻されて(ステップS110)、本処理は終了される。   By the way, in the determination process of step S105, when it is determined that the processing number counter C has reached the second predetermined number Nβ (C = Nβ) (step S105: YES), cranking by the starter 22 is long-term. It is determined that there is a possibility that the load of the battery 23 is increased by continuing. Therefore, the engine start is stopped (step S108). That is, even if the internal combustion engine 10 has not shifted to the complete explosion state, the cranking operation by the starter 22 is forcibly terminated. As a result, the cranking is stopped (step S109), the process count counter C is returned to the initial value “0” (step S110), and the process is terminated.

次に、図9を参照し、吸気バルブ31のバルブリフト量及び吸気用カム軸32に作用するトルク(カムトルク)の推移と、上述した「クランキング速度変更処理」が実行されたときのクランキング及びクランキング速度の推移、並びにバルブタイミングの推移について説明する。なお、同図9には、吸気用カム軸32に設けられた3つの吸気用カム33により開閉駆動される吸気バルブ31の開弁期間が240°CAである場合を例に、バルブリフト量及びカムトルクの推移をそれぞれ示している。また、先の図8のステップS106に示した「クランキング速度変更処理」の第1の所定回数Nαが「4回」であるときの例を示している。   Next, referring to FIG. 9, the transition of the valve lift amount of the intake valve 31 and the torque (cam torque) acting on the intake camshaft 32 and the cranking when the above-described “cranking speed changing process” is executed. The transition of the cranking speed and the transition of the valve timing will be described. FIG. 9 shows an example in which the valve opening period of the intake valve 31 that is driven to open and close by the three intake cams 33 provided on the intake camshaft 32 is 240 ° CA. The change of cam torque is shown respectively. Further, an example is shown in which the first predetermined number Nα of the “cranking speed changing process” shown in step S106 of FIG. 8 is “4 times”.

バルブタイミングが最遅角時期PRにあるときに機関始動が実行されて、クランキングが開始されると、同図9に示すように、バルブリフト量が増大する期間には、吸気用カム軸32に正トルクが作用する(例えばタイミングT1からタイミングT2の期間)。そして、バルブリフト量が減少する期間には吸気用カム軸32に負トルクが作用するため、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37に接触するタイミングT2を過ぎたときから、クランキングが停止される。換言すると、吸気用カム軸32に作用するトルクが正トルクから負トルクに切り替わったときにクランキングが停止される。そして、クランキングが停止されてから所定期間ΔTの経過後にスタータ22が再び駆動されてクランキングが再開される。なお、ラチェット機能を通じたバルブタイミングの進角効果は、クランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度と吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度との相対差が大きくなるほどこれら両回転体の相対回転量が大きくなるため、高くなる傾向がある。そこで、上述した所定期間ΔTは、同図9に示すように、クランキング速度を一旦「0」にまで低下させた上で再び上昇させることができる好適な期間が設定される。   When the engine is started and the cranking is started when the valve timing is at the most retarded angle PR, as shown in FIG. 9, during the period when the valve lift amount increases, the intake camshaft 32 A positive torque acts on (for example, a period from timing T1 to timing T2). Since the negative torque acts on the intake camshaft 32 during the period when the valve lift amount decreases, the cranking is stopped after the timing T2 when the apex of the cam nose 33A contacts the lifter 37 has passed. In other words, cranking is stopped when the torque acting on the intake camshaft 32 is switched from positive torque to negative torque. Then, after a lapse of a predetermined period ΔT after the cranking is stopped, the starter 22 is driven again and the cranking is restarted. Note that the advance effect of the valve timing through the ratchet function increases as the relative difference between the rotational speed of the housing 52 drivingly connected to the crankshaft 15 and the rotational speed of the vane rotor 53 drivingly connected to the intake camshaft 32 increases. Since the relative rotation amount of both of these rotating bodies increases, it tends to increase. Therefore, as shown in FIG. 9, the above-described predetermined period ΔT is set to a suitable period during which the cranking speed can be once lowered to “0” and then raised again.

上述したタイミングT2をすぎた時点で実行されたクランキングの停止により、最遅角時期PRにあったバルブタイミングが第1遅角時期PX1にまで進角される。さらに、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37に再び接触したタイミングT3を過ぎた時点で停止され、これによりバルブタイミングが第2遅角時期PX2にまで進角される。同様に、タイミングT4を過ぎた時点、及びタイミングT5を過ぎた時点においてクランキングがそれぞれ停止され、これにより、バルブタイミングが特定時期PMにまで進角される。   By stopping the cranking that is executed when the timing T2 is over, the valve timing that is at the most retarded timing PR is advanced to the first retarded timing PX1. Further, when the apex of the cam nose 33A contacts the lifter 37 again, the timing is stopped, and the valve timing is advanced to the second retard timing PX2. Similarly, the cranking is stopped at the time when the timing T4 is passed and the time T5 is passed, whereby the valve timing is advanced to the specific time PM.

こうしてステップS106で実行される「クランキング速度変更処理」が終了すると、再び実行される「始動時処理」のステップS104において内燃機関10が完爆状態に移行したか否かが判定される。同図9に示すように、バルブタイミングが特定時期PMにまで移行することにより機関始動が良好に完了した場合には、ステップS104において肯定判定がなされるため、「始動時処理」が終了される。一方、「クランキング速度変更処理」が実行された場合であっても、内燃機関10が完爆状態に移行しなかった旨判定される場合には、ステップS104において否定判定がなされるため、図9に示す「クランキング速度変更処理」が第2の所定回数Nβに達するまで繰り返し実行される。   When the “cranking speed changing process” executed in step S106 is completed in this way, it is determined in step S104 of the “startup process” executed again whether or not the internal combustion engine 10 has shifted to the complete explosion state. As shown in FIG. 9, when the engine start is successfully completed as the valve timing is shifted to the specific time PM, an affirmative determination is made in step S <b> 104, and the “start-up process” is ended. . On the other hand, even if the “cranking speed changing process” is executed, if it is determined that the internal combustion engine 10 has not shifted to the complete explosion state, a negative determination is made in step S104. 9 is repeatedly executed until the second predetermined number of times Nβ is reached.

以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
(1)ロック機構がロック状態ではない旨判定されるときに(ステップS104:NO)、スタータ22によるクランキング操作に際してそのクランキング速度を低下させる「クランキング速度変更処理」が実行される(ステップS106)。このため、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度がクランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度を上回るときに、それら回転速度の相対差を増大させることができる。これにより、バルブタイミングが進角する方向へのベーンロータ53及びハウジング52の相対回転量が大きくなるため、ロックピン61,71が段部64,65,74,75に嵌入しやすくなる。したがって、クランキング開始時にロック機構51がロック状態になく、バルブタイミングが特定時期PMにない場合であっても、ロック機構51のラチェット機能を通じてバルブタイミングを特定時期PMに迅速に進角させることができるようになる。
According to this embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) When it is determined that the lock mechanism is not in the locked state (step S104: NO), a “cranking speed changing process” is executed to reduce the cranking speed during the cranking operation by the starter 22 (step S104). S106). Therefore, when the rotational speed of the vane rotor 53 that is drivingly connected to the intake camshaft 32 exceeds the rotational speed of the housing 52 that is drivingly connected to the crankshaft 15, the relative difference between the rotational speeds can be increased. As a result, the relative rotation amount of the vane rotor 53 and the housing 52 in the direction in which the valve timing advances is increased, so that the lock pins 61 and 71 are easily fitted into the step portions 64, 65, 74, and 75. Therefore, even when the lock mechanism 51 is not in the locked state at the start of cranking and the valve timing is not at the specific time PM, the valve timing can be rapidly advanced to the specific time PM through the ratchet function of the lock mechanism 51. become able to.

(2)「クランキング速度変更処理」により、クランキング中においてクランキング速度の低下が複数回実行されるため(ステップS106)、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度がクランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度を上回る機会を多くすることができる。これにより、ロックピン61,71を複数の段部64,65,74,75に順次嵌入させることが容易になり、バルブタイミングを特定時期PMまでより迅速に進角させることができるようになる。   (2) The “cranking speed changing process” causes the cranking speed to be lowered a plurality of times during cranking (step S106), so that the rotational speed of the vane rotor 53 that is drivingly connected to the intake camshaft 32 is changed to the crank speed. The opportunity to exceed the rotational speed of the housing 52 drivingly connected to the shaft 15 can be increased. Accordingly, it becomes easy to sequentially insert the lock pins 61 and 71 into the plurality of step portions 64, 65, 74, and 75, and the valve timing can be advanced more rapidly to the specific time PM.

(3)スタータ22によるクランキング操作はプッシュ式スタートスイッチ85が押動操作されたことを条件に実行される。これに対し、オン位置、オフ位置、始動位置、アクセサリ位置といった4種の位置が操作者によるイグニッションキーの操作により選択され、同イグニッションキーの操作位置が始動位置に保持されていることを条件にスタータ22によるクランキング操作がなされる内燃機関では、上述した「クランキング速度変更処理」の実行中にイグニッションキーの操作位置が始動位置からオン位置に戻されると、これに合わせてスタータ22によるクランキング操作も停止されることとなる。このため、「クランキング速度変更処理」の実行期間を十分に確保することができず、ロック機構51のラチェット機能を十分に発揮することができなくなる虞がある。この点、本実施形態では、操作者によりプッシュ式スタートスイッチ85が一度押圧操作されると、クランキングが自動制御されるため、「クランキング速度変更処理」の実行期間を十分に確保することができるようになる。   (3) The cranking operation by the starter 22 is executed on condition that the push start switch 85 is pushed. On the other hand, four positions such as an on position, an off position, a start position, and an accessory position are selected by the operation of the ignition key by the operator, and the operation position of the ignition key is held at the start position. In the internal combustion engine in which the cranking operation is performed by the starter 22, if the ignition key operation position is returned from the start position to the on position during the above-described "cranking speed changing process", the starter 22 performs the cranking operation accordingly. The ranking operation is also stopped. For this reason, the execution period of the “cranking speed changing process” cannot be sufficiently secured, and the ratchet function of the lock mechanism 51 may not be sufficiently exhibited. In this respect, in this embodiment, once the push-type start switch 85 is pressed by the operator, the cranking is automatically controlled, so that a sufficient execution period of the “cranking speed changing process” can be ensured. become able to.

(4)内燃機関10が完爆状態に移行しないまま「クランキング速度変更処理」が第2の所定回数Nβ実行された旨判定されるときに(ステップS105:YES)スタータ22によるクランキング操作が強制終了されるため(ステップS108)、スタータ22の動力源であるバッテリ23に対する負荷を軽減することができるようになる。   (4) When it is determined that the “cranking speed changing process” has been executed for the second predetermined number of times Nβ without the internal combustion engine 10 shifting to the complete explosion state (step S105: YES), the cranking operation by the starter 22 is performed. Since it is forcibly terminated (step S108), the load on the battery 23 that is the power source of the starter 22 can be reduced.

(5)常時噛み合い式のスタータ22が使用されているため、スタータ22に設けられたピニオンギヤとクランク軸15に設けられたリングギヤとの噛み合い動作が「クランキング速度変更処理」に伴うクランキングの停止及び再開の都度実行されることはない。したがって、スタータに設けられたピニオンギヤとクランク軸15に設けられたリングギヤとがクランキングの実行時にのみ噛み合うべくこれらギヤの噛み合いと離間とが繰り返されるスタータが使用された場合と比較して、ギヤの摩耗を抑制することができる。   (5) Since the constantly meshing starter 22 is used, the meshing operation between the pinion gear provided on the starter 22 and the ring gear provided on the crankshaft 15 stops the cranking associated with the “cranking speed changing process”. And it is not executed every time it is restarted. Therefore, compared to the case where a starter in which the pinion gear provided on the starter and the ring gear provided on the crankshaft 15 are engaged with each other only at the time of cranking is used is repeated, the gear of the gear is used. Wear can be suppressed.

(6)吸気用カム軸32の位置に基づき、クランキングの停止時期が決定される。詳しくは、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37を通過した時点であって、吸気用カム軸32に作用するトルクが正トルクから負トルクに切り替わったとき、すなわち、バルブリフト量の減少期間に切り替わったときにクランキングが停止される。したがって、クランキングの停止に伴うベーンロータ53とハウジング52との相対回転量をより大きくすることができ、ラチェット機能を通じてバルブタイミングをより迅速に特定時期PMに進角することができるようになる。   (6) The cranking stop timing is determined based on the position of the intake camshaft 32. Specifically, when the apex of the cam nose 33A passes through the lifter 37, when the torque acting on the intake camshaft 32 switches from positive torque to negative torque, that is, when the valve lift amount decreases. Cranking is stopped. Therefore, the relative rotation amount between the vane rotor 53 and the housing 52 when the cranking is stopped can be increased, and the valve timing can be advanced to the specific time PM more quickly through the ratchet function.

(7)極低温始動時であることを条件に(ステップS102:YES)、ロック機構51がロック状態にあるか否かを判定すべく始動不良が発生したか否かが判定されるとともに(ステップS104)、「クランキング速度変更処理」が実行される(ステップS106)。したがって、作動油の粘性が高いためにラチェット機能を通じてバルブタイミングを迅速に変更し難く、また噴射燃料の気化が促進されず燃焼し難いといった機関始動性の悪化が発生しやすい状況において、これを好適に抑制することができるようになる。   (7) On the condition that it is at the start of cryogenic temperature (step S102: YES), it is determined whether or not a start failure has occurred to determine whether or not the lock mechanism 51 is in the locked state (step S102). S104), “cranking speed changing process” is executed (step S106). Therefore, this is suitable for situations where it is difficult to quickly change the valve timing through the ratchet function due to the high viscosity of the hydraulic oil, and deterioration of engine startability is likely to occur because vaporization of the injected fuel is not promoted and combustion is difficult. Can be suppressed.

(その他の実施形態)
なお、この発明にかかる内燃機関の制御装置は、上述した実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、この実施形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
(Other embodiments)
Note that the control device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the configuration exemplified in the above-described embodiment, and can be implemented as, for example, the following form obtained by appropriately modifying this embodiment.

・上記実施形態で示した第1の所定回数Nα、第2の所定回数Nβ及び所定期間Tα等は、それぞれ一例であって、適宜変更することができる。また、吸気温や、内燃機関10の温度に基づき、これらの値を可変設定するようにしてもよい。例えば、吸気温や機関温度が低いときには作動油の粘性が高くなることを考慮し、温度が低いときほど第1の所定回数Nαを多く設定するといった態様を採用することもできる。   The first predetermined number Nα, the second predetermined number Nβ, the predetermined period Tα, and the like shown in the above embodiment are examples, and can be changed as appropriate. Further, these values may be variably set based on the intake air temperature or the temperature of the internal combustion engine 10. For example, in consideration of the fact that the viscosity of the hydraulic oil increases when the intake air temperature or the engine temperature is low, it is possible to adopt a mode in which the first predetermined number Nα is set higher as the temperature is lower.

・上記実施形態では、吸気温センサ84により検出される吸気温Tairが摂氏マイナス30度以下である(Tair≦−30℃)ときに極低温始動時である旨判定される(ステップS102)例を示した。しかし、極低温始動時である旨判定する態様としては、この例に限られず適宜変更することができる。例えば、エアフロメーター83に吸気温を検出するセンサを内蔵するとともに、このエアフロメーター83により吸気温Tairを検出するようにしてもよい。   In the above embodiment, when the intake air temperature Tair detected by the intake air temperature sensor 84 is −30 degrees Celsius or less (Tair ≦ −30 ° C.), it is determined that the engine is at a very low temperature start (step S102). Indicated. However, the mode for determining that the start is at the cryogenic temperature is not limited to this example, and can be changed as appropriate. For example, the air flow meter 83 may include a sensor for detecting the intake air temperature, and the air flow meter 83 may detect the intake air temperature Tair.

・また、極低温始動時である旨判定する際の吸気温Tairの閾値(上記実施形態では摂氏マイナス30度)についても変更することができる。この閾値としては、内燃機関10の特性等を考慮して設定するようにすればよい。   Further, the threshold value of the intake air temperature Tair when determining that it is at the time of cryogenic start (in the above embodiment, minus 30 degrees Celsius) can be changed. This threshold may be set in consideration of the characteristics of the internal combustion engine 10 and the like.

・さらに、上記実施形態で示したような吸気温が低温であることを条件とする態様に代わり、内燃機関10が低温であることを条件とする態様を採用することもできる。例えば、内燃機関10の冷却水温の温度が所定温度以下であることを条件として、始動不良が発生したか否かを判定するとともに(ステップS104)、始動不良が発生した旨判定されるとき、すなわちロック機構51がロック状態にないと判断されるときに(ステップS104:NO)、ステップS106に示した「クランキング速度変更処理」を実行するようにしてもよい。この場合であっても上記各作用効果を奏することができる。なお、たとえ吸気温が低温であっても、内燃機関10の停止後、再度始動されるまでの期間が比較的短い場合には、内燃機関10の温度が比較的高く維持されている。そして、こうした温間始動時には、作動油の粘度が比較的低く、ベーンロータ53とハウジング52との相対回転が良好に生じることや、噴射燃料の気化が促進されること等により、たとえ機関異常停止後の機関始動であっても、比較的良好に機関始動が完了する可能性がある。したがって、内燃機関10の温度に基づいて「クランキング速度変更処理」の実行機会を適切に判断することができる。   In addition, instead of the aspect that the intake air temperature is low as shown in the above embodiment, an aspect that requires the internal combustion engine 10 to be low can also be adopted. For example, on the condition that the temperature of the cooling water temperature of the internal combustion engine 10 is equal to or lower than a predetermined temperature, it is determined whether or not a start failure has occurred (step S104), and when it is determined that a start failure has occurred, that is, When it is determined that the lock mechanism 51 is not in the locked state (step S104: NO), the “cranking speed changing process” shown in step S106 may be executed. Even in this case, the above-described effects can be achieved. Even if the intake air temperature is low, the temperature of the internal combustion engine 10 is maintained at a relatively high level if the period until the internal combustion engine 10 is stopped and restarted is relatively short. At the time of such a warm start, the viscosity of the hydraulic oil is relatively low, the relative rotation between the vane rotor 53 and the housing 52 is favorably generated, the vaporization of the injected fuel is promoted, and the like. Even when the engine is started, there is a possibility that the engine start is completed relatively well. Therefore, it is possible to appropriately determine the execution opportunity of the “cranking speed changing process” based on the temperature of the internal combustion engine 10.

・上記実施形態では、極低温始動時であることを条件に(ステップS102:YES)、始動不良が発生したか否かが判定されるとともに(ステップS104)、「クランキング速度変更処理」が実行される(ステップS106)例を示した。しかし、極低温始動時であるか否かに関わらず、始動不良が発生した旨判定されるとき、すなわちロック機構51がロック状態にないと判断されるときに(ステップS104:NO)、ステップS106に示した「クランキング速度変更処理」を実行するようにしてもよい。この場合であっても、上記(1)〜(6)に示した各作用効果を奏することができる。   In the above embodiment, it is determined whether or not a starting failure has occurred (step S104), and “cranking speed changing process” is executed on the condition that it is at the time of extremely low temperature starting (step S102: YES). An example is shown (step S106). However, when it is determined that a starting failure has occurred regardless of whether or not it is during a cryogenic start, that is, when it is determined that the lock mechanism 51 is not in the locked state (step S104: NO), step S106. The “cranking speed changing process” shown in FIG. Even in this case, the effects shown in the above (1) to (6) can be achieved.

・上記実施形態では、常時噛み合い式のスタータ22が設けられる例を示した。しかし、スタータに設けられたピニオンギヤとクランク軸15に設けられたリングギヤとがクランキングの実行時にのみ噛み合い、機関回転速度が上昇したときにはこれらギヤの噛み合いが解除されるタイプのスタータを採用するようにしてもよい。この場合であっても、上記(1)〜(4)、(6)、及び(7)に示した各作用効果を奏することができる。   In the above embodiment, an example in which the constant mesh starter 22 is provided has been described. However, a starter of a type in which the pinion gear provided on the starter and the ring gear provided on the crankshaft 15 are engaged only when cranking is executed, and the engagement of these gears is released when the engine speed increases is adopted. May be. Even in this case, the effects shown in the above (1) to (4), (6), and (7) can be achieved.

・上記実施形態では、プッシュ式スタートスイッチ85が押動操作されたことを条件にクランキング操作が実行される例を示した。これに対し、操作者によりイグニッションキーが始動位置に保持されていることを条件にクランキング操作が実行される態様を採用してもよい。この場合であっても、上記(1)、(2)、及び(4)〜(7)に示した各作用効果を奏することができる。   In the above-described embodiment, the example in which the cranking operation is executed on the condition that the push-type start switch 85 is pushed is shown. On the other hand, you may employ | adopt the aspect with which cranking operation is performed on condition that the ignition key is hold | maintained in the starting position by the operator. Even in this case, the effects shown in the above (1), (2), and (4) to (7) can be achieved.

・上記実施形態では、クランキング時に内燃機関10が完爆状態に移行するか否かに基づいて、クランキング開始時にロック機構51がロック状態にあるか否かが判定される例を示した(ステップS104)。しかし、ロック機構51がロック状態に移行したか否かを機関停止時に判定するとともに、この判定結果を制御部80のメモリ80Aに記憶し、次の機関始動時においてメモリ80Aを参照することによりロック機構51がロック状態にあるか否かを判定するようにしてもよい。   In the above embodiment, an example in which it is determined whether or not the lock mechanism 51 is in the locked state at the start of cranking based on whether or not the internal combustion engine 10 shifts to the complete explosion state during cranking ( Step S104). However, whether or not the lock mechanism 51 has shifted to the locked state is determined when the engine is stopped, the determination result is stored in the memory 80A of the control unit 80, and the lock is performed by referring to the memory 80A at the next engine start. It may be determined whether or not the mechanism 51 is in a locked state.

・また、ロック機構51がロック状態にあるか否かを検出することのできるセンサを設けるとともに、このセンサの検出結果に基づきロック機構51がロック状態にあるか否かを判定するようにしてもよい。   In addition, a sensor that can detect whether or not the lock mechanism 51 is in the locked state is provided, and whether or not the lock mechanism 51 is in the locked state is determined based on the detection result of the sensor. Good.

・上記実施形態では、吸気用カム軸32の位置に基づいてクランキング速度の低下時期が決定される例を示した。しかし、吸気用カム軸32の位置に関係なくスタータ22の停止及び再駆動を実行し、これによりクランキング速度の低下及び上昇を実行するようにしてもよい。この場合には、「クランキング速度変更処理」におけるクランキングの停止及び再開の回数(上述した第1の所定回数Nα)を増加させるなど、第1の所定回数Nαを適宜変更するようにしてもよい。この場合であっても、上記(1)〜(5)、及び(7)に示した各作用効果を奏することができる。   In the above embodiment, the example in which the cranking speed decrease time is determined based on the position of the intake camshaft 32 has been described. However, the starter 22 may be stopped and re-driven regardless of the position of the intake camshaft 32, thereby decreasing and increasing the cranking speed. In this case, the first predetermined number Nα may be appropriately changed, for example, by increasing the number of times cranking is stopped and restarted in the “cranking speed changing process” (the first predetermined number Nα described above). Good. Even in this case, the effects shown in the above (1) to (5) and (7) can be achieved.

・上記実施形態では、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37を通過した時点でスタータ22を停止させる例を示した。しかし、こうしたクランキング速度を低下させる時期については変更することもできる。例えば、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37に接触した時点、すなわち吸気用バルブスプリング34が最も収縮している時点で(先の図7に示したタイミングT2)スタータ22を停止させることにより、クランキング速度の低下を開始する態様を採用してもよい。この場合であっても、吸気用カム軸32が有する慣性力により吸気用カム軸32が回転方向RCに回転するため、バルブリフト量の減少期間であって吸気用カム軸32に対して負トルクが作用する期間において、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度とクランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度との相対差を大きくすることができる。さらに、こうして吸気用カム軸32に作用する慣性力を考慮することにより、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37に接触する以前にスタータ22を停止させる態様も採用することができる。すなわち、たとえバルブリフト量の増大期間であって吸気用カム軸32に対して正トルクが作用する期間においてスタータ22を停止した場合であっても、吸気用カム軸32が有する慣性力によりカムノーズ33Aの頂点がリフタ37に接触してこれを通過することができる場合には、カムノーズ33Aの頂点がリフタ37に接触する以前にスタータ22を停止させることもできる。   In the above embodiment, the starter 22 is stopped when the apex of the cam nose 33A passes through the lifter 37. However, it is possible to change the timing for reducing the cranking speed. For example, when the top of the cam nose 33A contacts the lifter 37, that is, when the intake valve spring 34 is most contracted (timing T2 shown in FIG. 7), the cranking speed is stopped. You may employ | adopt the aspect which starts the fall of this. Even in this case, since the intake camshaft 32 rotates in the rotational direction RC due to the inertial force of the intake camshaft 32, a negative torque is applied to the intake camshaft 32 during the period during which the valve lift amount decreases. During the period in which the air pressure acts, the relative difference between the rotational speed of the vane rotor 53 that is drivingly connected to the intake camshaft 32 and the rotational speed of the housing 52 that is drivingly connected to the crankshaft 15 can be increased. Further, by taking into account the inertial force acting on the intake camshaft 32 in this way, it is possible to adopt a mode in which the starter 22 is stopped before the apex of the cam nose 33A contacts the lifter 37. That is, even if the starter 22 is stopped during a period in which the valve lift amount increases and a positive torque acts on the intake camshaft 32, the cam nose 33A is caused by the inertial force of the intake camshaft 32. When the top of the cam nose 33 </ b> A contacts the lifter 37, the starter 22 can be stopped before the top of the cam nose 33 </ b> A contacts the lifter 37.

・上記実施形態では、「クランキング速度変更処理」において、スタータ22を停止させることによりクランキング速度を低下させる例を示した。これに対し、クランキング速度を可変設定することのできるスタータを設けるとともに、このスタータを停止せずクランキング速度を低下させるようにしてもよい。例えばクランキング速度を半分の速度に低下させるといった態様を採用することもできる。この場合であっても、吸気用カム軸32に駆動連結されたベーンロータ53の回転速度とクランク軸15に駆動連結されたハウジング52の回転速度の相対差を、クランキング速度を低下させる前と比較して大きくすることができるため、上述した各作用効果を奏することができる。ただし、両回転体の回転速度の相対差を増大させることにより相対回転量を大きくする上では、「クランキング速度変更処理」に伴うクランキング速度の低下勾配は急であるとともに、低下度合いも大きく設定されることが好ましい。したがって、上記実施形態で示したように、クランキングを停止してクランキング速度を「0」にまで低下させることにより相対回転量をより増大させることができ、上記(1)に示した作用効果を好適に得ることができる。   In the above-described embodiment, the example in which the cranking speed is decreased by stopping the starter 22 in the “cranking speed changing process” has been described. On the other hand, a starter capable of variably setting the cranking speed may be provided, and the cranking speed may be lowered without stopping the starter. For example, a mode in which the cranking speed is reduced to a half speed may be employed. Even in this case, the relative difference between the rotational speed of the vane rotor 53 that is drivingly connected to the intake camshaft 32 and the rotational speed of the housing 52 that is drivingly connected to the crankshaft 15 is compared with that before the cranking speed is reduced. Thus, the above-described effects can be achieved. However, in order to increase the relative rotation amount by increasing the relative difference between the rotation speeds of both rotating bodies, the gradient of the cranking speed accompanying the “cranking speed changing process” is steep and the degree of decrease is also large. It is preferably set. Therefore, as shown in the above embodiment, the relative rotation amount can be further increased by stopping the cranking and lowering the cranking speed to “0”. Can be suitably obtained.

・本発明にかかる制御装置の適用対象となる内燃機関は、上記実施形態で例示した直列三気筒型の内燃機関に限られるものではない。すなわち、V型の気筒配列とした内燃機関の他、例えば、図10に示すように、直列四気筒型の内燃機関の制御装置として具体化することもできる。この場合には、カムノーズ133Aの頂点は、カム軸132の中心軸周りに90°ごとに配置される。したがって、先の図9に示したように、240°CAごとにクランキングを停止する上記実施形態の実行態様に代わり、カムノーズ133Aの位置を考慮して180°CAごとにクランキングを停止することにより、上記各作用効果を奏することができる。   The internal combustion engine to which the control device according to the present invention is applied is not limited to the in-line three-cylinder internal combustion engine exemplified in the above embodiment. That is, in addition to an internal combustion engine having a V-type cylinder arrangement, for example, as shown in FIG. 10, it can be embodied as a control device for an in-line four-cylinder internal combustion engine. In this case, the apex of the cam nose 133A is arranged every 90 ° around the central axis of the cam shaft 132. Therefore, as shown in FIG. 9, the cranking is stopped every 180 ° CA in consideration of the position of the cam nose 133A in place of the execution mode of the above embodiment in which the cranking is stopped every 240 ° CA. Thus, the above-described effects can be achieved.

・上記実施形態で示したロック機構51の構成については一例であって、適宜変更することができる。例えば、上記実施形態では、進角ロック機構60及び遅角ロック機構70は、特定時期PMよりも遅角側にあるバルブタイミングを進角させるラチェット機能を有する例を示した。これに対し、特定時期PMよりも進角側にあるバルブタイミングを遅角させる機能も併せて有するように進角ロック機構60及び遅角ロック機構70を構成するようにしてもよい。   The configuration of the lock mechanism 51 shown in the above embodiment is an example, and can be changed as appropriate. For example, in the above-described embodiment, the advance angle lock mechanism 60 and the retard angle lock mechanism 70 have been shown as examples having a ratchet function for advancing the valve timing that is on the retard side with respect to the specific time PM. On the other hand, the advance angle lock mechanism 60 and the retard angle lock mechanism 70 may be configured so as to have a function of delaying the valve timing on the advance side with respect to the specific time PM.

・また、上記各実施形態では、ロック機構51が進角ロック機構60と遅角ロック機構70とにより構成される例を示した。これに対し、単一のロック機構によりロック機構51が構成されていてもよい。この場合であっても、深さが異なる複数の段部が単一のロック機構の凹部に形成されることにより、このロック機構は、バルブタイミングを自律的に変更することのできるラチェット機能を有することが可能である。したがって、上述した各作用効果を奏することができる。   In each of the above embodiments, the example in which the lock mechanism 51 is configured by the advance angle lock mechanism 60 and the retard angle lock mechanism 70 has been described. On the other hand, the lock mechanism 51 may be configured by a single lock mechanism. Even in this case, the lock mechanism has a ratchet function capable of autonomously changing the valve timing by forming the plurality of step portions having different depths in the recesses of the single lock mechanism. It is possible. Therefore, each effect mentioned above can be produced.

・上記実施形態では、凹部63,73がカバー36に形成された例を示したが、これら凹部63,73をスプロケット35に形成するようにしてもよい。
・上記実施形態では、第1のロックピン61及び第2のロックピン71がいずれもベーンロータ53に設けられる一方、第1の凹部63及び第2の凹部73がいずれもカバー36に設けられる例を示した。これに対し、ピン61,71がいずれもカバー36に設けられる一方、凹部63,73がいずれもベーンロータ53に設けられる構成を採用してもよい。また、ピン61,71が互いに異なる回転体に設けられる構成を採用してもよい。例えば、第1のロックピン61はベーンロータ53に設けられるとともに第1の凹部63がカバー36に設けられる一方、第2のロックピン71はカバー36に設けられるとともに第2の凹部73がベーンロータ53に設けられるようにしてもよい。
In the above-described embodiment, an example in which the concave portions 63 and 73 are formed in the cover 36 is shown, but the concave portions 63 and 73 may be formed in the sprocket 35.
In the above embodiment, the first lock pin 61 and the second lock pin 71 are both provided in the vane rotor 53, while the first recess 63 and the second recess 73 are both provided in the cover 36. Indicated. On the other hand, a configuration in which the pins 61 and 71 are both provided in the cover 36 while the recesses 63 and 73 are both provided in the vane rotor 53 may be adopted. Moreover, you may employ | adopt the structure by which the pins 61 and 71 are provided in a mutually different rotary body. For example, the first lock pin 61 is provided in the vane rotor 53 and the first recess 63 is provided in the cover 36, while the second lock pin 71 is provided in the cover 36 and the second recess 73 is provided in the vane rotor 53. It may be provided.

・また、上記実施形態では、ベーンロータ53に設けられたロックピン61,71が先端側ZA及び基端側ZBに往復動するとともに、これらロックピン61,71がそれぞれ嵌入する凹部63,73がカバー36に形成された例を示した。これに対し、ベーンロータ53の外周面から突出する態様でロックピンを設ける一方、このロックピンが嵌入する凹部をハウジング52の内周面に設ける構成を採用してもよい。   In the above-described embodiment, the lock pins 61 and 71 provided on the vane rotor 53 reciprocate to the distal end side ZA and the proximal end side ZB, and the recesses 63 and 73 into which the lock pins 61 and 71 are respectively inserted are covered. The example formed in 36 was shown. On the other hand, a configuration may be adopted in which the lock pin is provided in a manner protruding from the outer peripheral surface of the vane rotor 53, while a recess into which the lock pin is fitted is provided on the inner peripheral surface of the housing 52.

・上記実施形態では、スプロケット35がクランク軸15に駆動連結され、ベーンロータ53が吸気用カム軸32に駆動連結された例を示した。しかし、スプロケット35が吸気用カム軸32に駆動連結され、ベーンロータ53がクランク軸15に駆動連結される態様にて可変動弁装置30を構成することもできる。この場合であっても、上述した各作用効果を奏することができる。   In the above embodiment, the sprocket 35 is drivingly connected to the crankshaft 15 and the vane rotor 53 is drivingly connected to the intake camshaft 32. However, the variable valve operating apparatus 30 may be configured in such a manner that the sprocket 35 is drivingly connected to the intake camshaft 32 and the vane rotor 53 is drivingly connected to the crankshaft 15. Even in this case, the above-described effects can be achieved.

・上記実施形態では、吸気バルブ31のバルブタイミングを変更する可変動弁装置30を備える内燃機関の制御装置として具体化した例を示したが、排気バルブ41のバルブタイミングを変更する可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置として本発明を具体化することも可能である。また、吸気バルブ31のバルブタイミングを変更する可変動弁装置、及び排気バルブ41のバルブタイミングを変更する可変動弁装置のいずれも備える内燃機関の制御装置として本発明を具体化することも可能である。   In the above-described embodiment, an example in which the embodiment is embodied as a control device for an internal combustion engine including the variable valve operating device 30 that changes the valve timing of the intake valve 31 is shown. However, the variable valve operating device that changes the valve timing of the exhaust valve 41 It is also possible to embody the present invention as a control device for an internal combustion engine comprising: Further, the present invention can be embodied as a control device for an internal combustion engine that includes both a variable valve device that changes the valve timing of the intake valve 31 and a variable valve device that changes the valve timing of the exhaust valve 41. is there.

・上記実施形態では、バルブタイミングが特定時期よりも遅角側にあるときに、これを段階的に特定時期まで進角させる場合について説明したが、バルブタイミングが特定時期よりも進角側にあるときにこれを段階的に特定時期まで遅角させる場合にあっても、上述したようにクランキング速度の低下及び上昇を連続して複数回実行することにより、同バルブタイミングを特定時期にまで迅速に遅角させることができる。   In the above embodiment, when the valve timing is retarded from the specific time, the case where the valve timing is advanced stepwise to the specific time has been described. However, the valve timing is advanced from the specific time. Sometimes, even if this is delayed in stages until a specific time, the valve timing can be quickly increased to a specific time by continuously decreasing and increasing the cranking speed multiple times as described above. Can be retarded.

・車両駆動源として内燃機関の他、電動発電機(モータジェネレータ)を備えるハイブリッド車両にあっては、内燃機関の始動操作がこの電動発電機を通じて行われることとなる。上記実施形態において説明した一連の制御は、こうした電動発電機によって内燃機関の始動操作が行われる場合であっても適用することができる。なお、本発明において適用可能な機関始動装置は内燃機関を停止状態から完爆状態に移行させることが可能なものであれば、上述したスタータや電動発電機に限定されない。   In a hybrid vehicle that includes a motor generator (motor generator) in addition to an internal combustion engine as a vehicle drive source, the starting operation of the internal combustion engine is performed through the motor generator. The series of controls described in the above embodiment can be applied even when the start operation of the internal combustion engine is performed by such a motor generator. The engine starting device applicable in the present invention is not limited to the above-described starter and motor generator as long as the internal combustion engine can be shifted from the stopped state to the complete explosion state.

10…内燃機関、11…ピストン、12…燃焼室、13…吸気通路、14…排気通路、15…クランク軸、16…クランク軸用スプロケット、17…タイミングチェーン、18…コネクティングロッド、20…オイルポンプ、21…オイルパン、22…スタータ(機関始動装置)、23…バッテリ、24…作動油通路、25…油路制御弁(OCV)、30…可変動弁装置、31…吸気バルブ、32,132,200…吸気用カム軸、33…吸気用カム、33A,133A…吸気用カムノーズ、34…吸気用バルブスプリング、35,101…スプロケット(第1の回転体)、36…カバー(第1の回転体)、37…リフタ、41…排気バルブ、42…排気用カム軸、43…排気用カム、44…排気用バルブスプリング、45…排気用カム軸用スプロケット、50,100…可変機構、51,110…ロック機構、52,102…ハウジング(第1の回転体)、53,103…ベーンロータ(第2の回転体)、53A…ボス、53B,103A…ベーン、54…区画部、55,105…収容室、56,106…進角室、57,107…遅角室、60…進角ロック機構、61…第1のロックピン、62…第1のばね、63…第1の凹部、64…第1の上段部、65…第1の下段部、66,76…ベーン孔、67…第1の解除室、68…第1のばね室、70…遅角ロック機構、71…第2のロックピン、72…第2のばね、73…第2の凹部、74…第2の上段部、75…第2の下段部、77…第2の解除室、78…第2のばね室、80…制御部、80A…メモリ、81…クランク角センサ、82…カム角センサ、83…エアフロメーター、84…吸気温センサ、85…プッシュ式スタートスイッチ、111…ピン、112…凹部、113…ばね、114…解除室。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 11 ... Piston, 12 ... Combustion chamber, 13 ... Intake passage, 14 ... Exhaust passage, 15 ... Crankshaft, 16 ... Sprocket for crankshaft, 17 ... Timing chain, 18 ... Connecting rod, 20 ... Oil pump , 21 ... Oil pan, 22 ... Starter (engine starting device), 23 ... Battery, 24 ... Hydraulic oil passage, 25 ... Oil passage control valve (OCV), 30 ... Variable valve operating device, 31 ... Intake valve, 32, 132 , 200 ... intake camshaft, 33 ... intake cam, 33A, 133A ... intake cam nose, 34 ... intake valve spring, 35, 101 ... sprocket (first rotating body), 36 ... cover (first rotation) Body), 37 ... lifter, 41 ... exhaust valve, 42 ... exhaust camshaft, 43 ... exhaust cam, 44 ... exhaust valve spring, 45 ... exhaust camshaft Procket, 50, 100 ... variable mechanism, 51, 110 ... lock mechanism, 52, 102 ... housing (first rotating body), 53, 103 ... vane rotor (second rotating body), 53A ... boss, 53B, 103A ... Vane, 54 ... compartment, 55, 105 ... storage chamber, 56, 106 ... advance chamber, 57, 107 ... retard chamber, 60 ... advance lock mechanism, 61 ... first lock pin, 62 ... first Spring, 63 ... first recess, 64 ... first upper step, 65 ... first lower step, 66,76 ... vane hole, 67 ... first release chamber, 68 ... first spring chamber, 70 ... Retardation lock mechanism, 71 ... second lock pin, 72 ... second spring, 73 ... second recess, 74 ... second upper step, 75 ... second lower step, 77 ... second release chamber 78 ... Second spring chamber, 80 ... Control unit, 80A ... Memory, 81 ... Crank angle sensor , 82 ... cam angle sensor, 83 ... mass flow sensor, 84 ... intake air temperature sensor, 85 ... push start switch, 111 ... pin, 112 ... recessed portion, 113 ... spring 114 ... release chamber.

Claims (3)

クランク軸に駆動連結された第1の回転体とカム軸に駆動連結された第2の回転体とを作動油の油圧に基づき同一の回転軸線周りに相対回転させることにより前記カム軸で開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変機構と、
前記両回転体の一方に設けられたロックピンを前記両回転体の他方に設けられた凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを最遅角時期と最進角時期との間の機関始動可能な特定時期にロックしたロック状態にする一方、前記凹部から前記ロックピンを抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするものであり、前記回転体の周方向に沿って前記凹部に形成された複数の段部に対して前記カム軸に作用する交番トルクに基づいて前記両回転体が相対回転するときに前記ロックピンを順次嵌入させてバルブタイミングを前記特定時期まで段階的に進角又は遅角させるラチェット機能を有するロック機構と
を有する可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、
前記ロック機構がロック状態にないときに、機関始動装置によるクランキング操作に際してそのクランキング速度の低下及び上昇を連続して複数回実行するクランキング速度変更処理を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
The first rotating body drivingly connected to the crankshaft and the second rotating body drivingly connected to the camshaft are driven to open and close by the camshaft by relatively rotating around the same rotation axis based on the hydraulic pressure of the hydraulic oil. A hydraulically driven variable mechanism that changes the valve timing of the valve to be
By fitting a lock pin provided on one of the two rotating bodies into a recess provided on the other of the two rotating bodies, the relative rotation of the two rotating bodies is mechanically locked to set the valve timing to the most retarded timing. The locked state is locked at a specific time at which the engine can be started between the most advanced angle timing and the most advanced angle timing, and the two rotating bodies are relatively rotated by removing the lock pin from the recess. The lock pins are sequentially moved when the two rotating bodies rotate relative to the plurality of step portions formed in the concave portion along the circumferential direction of the rotating body based on the alternating torque acting on the cam shaft. A control apparatus for an internal combustion engine, comprising: a variable valve apparatus having a lock mechanism having a ratchet function to insert and insert the valve timing step by step until the specific time.
An internal combustion engine that performs a cranking speed changing process that continuously lowers and raises the cranking speed a plurality of times during a cranking operation by the engine starting device when the lock mechanism is not in a locked state. Control device.
前記機関始動装置によるクランキング操作はプッシュ式スタートスイッチが押動操作されたことを条件に実行される
請求項1に記載の内燃機関の制御装置。
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the cranking operation by the engine starting device is executed on condition that a push-type start switch is pushed.
内燃機関が完爆状態に移行しないまま前記クランキング速度変更処理が所定回数以上実行されたか否かを判定し、前記クランキング速度変更処理が所定回数以上実行された旨判定されるときに前記機関始動装置によるクランキング操作を強制終了する
請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の制御装置。
It is determined whether or not the cranking speed changing process has been executed a predetermined number of times or more without the internal combustion engine shifting to a complete explosion state, and when it is determined that the cranking speed changing process has been executed a predetermined number of times or more, the engine The control device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the cranking operation by the starting device is forcibly terminated.
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