JP6056595B2

JP6056595B2 - 可変容量型オイルポンプの制御装置

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Publication number: JP6056595B2
Application number: JP2013065954A
Authority: JP
Inventors: 隼弐森弘; 高木　登; 登高木; 伊藤　慎一郎; 慎一郎伊藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP2014190225A

Description

本発明は、可変容量型オイルポンプの制御装置に関し、特に、油圧式の可変バルブタイミング機構へ作動油を供給する可変容量型オイルポンプの制御装置に関するものである。

従来から、オイルポンプから吐出されるオイルを、潤滑油として機関摺動部へ供給する他、可変バルブタイミング機構の作動源として用いることが知られている。

例えば、特許文献１には、ポンプ吐出量が最大の状態で、可変バルブタイミング機構のロック状態を解除し、機関始動時の油圧の立ち上がりを良好にすることで、機関始動直後のタイミングスプロケットとカムシャフトとの相対回転位相の遅角側への作動応答性を向上させることが開示されている。

特開２００９−０９７４２４号公報

上記特許文献１のものでは言及されていないが、オイルは油温によってその粘度が変化することから、オイルポンプの吐出量（吐出油圧）が同じであっても、油温によって可変バルブタイミング機構の作動応答性が変化する場合がある。例えば、油温が低い場合には、オイルの粘度が高くなってその流動速度が低下することから、可変バルブタイミング機構の作動応答性が悪化するおそれがある。

そこで、可変バルブタイミング機構の作動応答性を確保すべく、オイルポンプの吐出油圧を高く設定することが考えられるが、これでは、高い吐出油圧が要求されない場合（油温が適正温度である場合等）には、余剰の油圧が生じるため、燃費が悪化するおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、油圧式の可変バルブタイミング機構へ作動油を供給する可変容量型オイルポンプの制御装置において、燃費の向上を図りつつ、可変バルブタイミング機構の作動応答性を向上させる技術を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明では、油温に応じて、オイルポンプの目標吐出油圧を設定するようにしている。

具体的には、本発明は、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更する油圧式の可変バルブタイミング機構へ作動油を供給する可変容量型オイルポンプの制御装置を対象としている。

そして、この制御装置は、作動油の油温が所定温度以上の場合には、油温が高いほど吐出油圧が高くなるように、上記オイルポンプの目標吐出油圧を設定し、作動油の油温が所定温度未満の場合には、油温が低いほど吐出油圧が高くなるように、上記オイルポンプの目標吐出油圧を設定し、上記目標吐出油圧は、上記可変バルブタイミング機構による相対回転位相を保持するのに必要な吐出油圧に対応する第１下限値によって下限が制限されており、上記第１下限値は、油温が高いほど大きな値となるように構成されていることを特徴とするものである。

ここで、高油温時には作動油の粘度が低下するため、機関における内部リークが増大する。このため、高油温時にはオイルポンプの吐出効率が低下するが、上記構成によれば、油温が所定温度以上の場合には、油温が高いほど吐出油圧が高くなるように目標吐出油圧を設定するので、吐出効率の低下を補うことができる。これにより、高油温時にも、ＶＶＴの作動応答速度を維持するのに必要な油圧を供給することが可能となるので、高油温時におけるＶＶＴの作動応答性を向上させることができる。

一方、低油温時には作動油の粘度が高くなるため、オイルの流動速度が低下するが、上記構成によれば、油温が所定温度未満の場合には、油温が低いほど吐出油圧が高くなるように目標吐出油圧を設定するので、オイルの流動速度の低下を補うことができる。これにより、低油温時におけるＶＶＴの作動応答性を向上させることができる。

そして、上記構成によれば、高い吐出油圧が要求されない所定温度近傍では目標吐出油圧が低くなることから、余剰の油圧を抑えて、燃費を向上させることができる。

ところで、油圧式のＶＶＴでは、当該ＶＶＴに設けられた進角側および遅角側油圧室のうち、一方の油圧室内の油圧を他方の油室内の油圧よりも高くすることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更する。それ故、かかる相対回転位相を保持するには、一方の油圧室内の油圧を高い状態で維持する必要があるが、高油温時にはオイルポンプの吐出効率が低下するため、一方の油圧室内の油圧を高い状態で維持することが困難となるおそれがある。

この点、上記構成によれば、目標吐出油圧が、相対回転位相を保持するのに必要な吐出油圧を下回ることがないので、バルブの開弁時期および閉弁時期を進角または遅角させた状態を安定させることができる。しかも、第１下限値は油温が高いほど大きな値となることから、オイルポンプの吐出効率が低下する高油温時にも、効率良く相対回転位相を保持することができる。

さらに、本発明は、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更する油圧式の可変バルブタイミング機構へ作動油を供給する可変容量型オイルポンプの制御装置であって、作動油の油温が所定温度以上の場合には、油温が高いほど吐出油圧が高くなるように、上記オイルポンプの目標吐出油圧を設定し、作動油の油温が所定温度未満の場合には、油温が低いほど吐出油圧が高くなるように、上記オイルポンプの目標吐出油圧を設定し、上記可変バルブタイミング機構には、上記カムシャフトの相対回転を規制する一方、供給される作動油の油圧に基づいて規制を解除するロック機構が設けられており、上記目標吐出油圧は、上記可変バルブタイミング機構による相対回転位相を保持するのに必要な吐出油圧に対応する、油温が高いほど大きな値となる第１下限値、及び、上記ロック機構による規制を解除するのに必要な吐出油圧に対応する第２下限値のうち、大きい方の下限値によって下限が制限されていることを特徴とするものである。

このように、第１下限値および第２下限値のうち大きい方の下限値によって目標吐出油圧の下限を制限することで、ＶＶＴによる相対回転位相を保持するとともに、ロック機構による規制を確実に解除することができるので、ＶＶＴの作動性を良好に確保することができる。

さらに、上記目標吐出油圧は、エンジン回転数が高いほど高くなるように設定されることが好ましい。

この構成によれば、エンジン回転数が上昇した場合にも、可変バルブタイミング機構の作動応答性を向上させることができる。

以上、説明したように本発明に係る可変容量型オイルポンプの制御装置によると、燃費の向上を図りつつ、内部リークが増大する高油温時、及び、作動油の流動速度が低下する低油温時における、可変バルブタイミング機構の作動応答性を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るエンジンの一例を示す概略構成図である。エンジンのオイル供給系統の一例を示す全体構成図である。エンジンに搭載するＶＶＴの縦断面図及び油圧制御系の概略構成図を併記して示す図である。図３のＶＶＴのＡ−Ａ断面図である。オイルポンプの構造を示す断面図であって、ポンプ容量が最大の状態を示す図である。オイルポンプの構造を示す断面図であって、ポンプ容量が最小の状態を示す図である。ＯＣＶ指令電流値と、オイルポンプの吐出油圧との関係を模式的に示す図である。制御系の概略構成を示すブロック図である。ＶＶＴの作動応答速度を維持するのに必要な吐出油圧と油温との関係を模式的に示す図である。ＶＶＴの相対回転位相を保持するのに必要な吐出油圧と油温との関係を模式的に示す図である。ロック機構による規制を解除するのに必要な吐出油圧と油温との関係を模式的に示す図である。エンジン回転数が１０００（ｒｐｍ）の場合における、目標吐出油圧と油温との関係を模式的に示す図である。エンジン回転数が２０００（ｒｐｍ）の場合における、目標吐出油圧と油温との関係を模式的に示す図である。オイルポンプの制御に係るフローチャートを示す図であり、同図（ａ）は、吐出油圧制御の全体的な制御フローの一例を示す図であり、同図（ｂ）は、目標吐出油圧の設定ルーチンの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、自動車用の４気筒ガソリンエンジンに搭載されたオイルポンプに本発明を適用している。

−エンジン−
図１は、本発明を適用するエンジンの概略構成を示す図である。なお、図１にはエンジン１の１気筒の構成のみを示している。

エンジン１は、車両に搭載される筒内直噴型多気筒ガソリンエンジンであって、その各気筒を構成するシリンダブロック１０内には上下方向に往復動するピストン１２が設けられている。ピストン１２はコネクティングロッド１２ａを介してクランクシャフト１３に連結されており、ピストン１２の往復運動がコネクティングロッド１２ａによってクランクシャフト１３の回転へと変換される。

クランクシャフト１３にはシグナルロータ１７が取り付けられている。シグナルロータ１７の外周面には複数の突起（歯）１７ａ・・１７ａが等角度ごとに設けられている。シグナルロータ１７の側方近傍にはクランクポジションセンサ（エンジン回転数センサ）１１６が配置されている。クランクポジションセンサ１１６は、例えば電磁ピックアップであって、クランクシャフト１３が回転する際にシグナルロータ１７の突起１７ａに対応するパルス状の信号（出力パルス）を発生する。

エンジン１のシリンダブロック１０には冷却水温を検出する水温センサ１１０が配置されている。また、シリンダブロック１０の上端にはシリンダヘッド１１が設けられており、このシリンダヘッド１１とピストン１２との間に燃焼室１８が形成されている。

エンジン１のシリンダブロック１０の下側には、オイルを貯留するオイルパン１６が設けられている。このオイルパン１６に貯留されたオイルは、エンジン１の運転時に、異物を除去するオイルストレーナ２８（図３参照）を介してオイルポンプ５（図２及び図３参照）によって汲み上げられて、ピストン１２、クランクシャフト１３、コネクティングロッド１２ａなどに供給され、各部の潤滑・冷却等に使用される。そして、このようにして供給されたオイルは、エンジン１の各部の潤滑・冷却等のために使用された後、オイルパン１６に戻され、再びオイルポンプ５によって汲み上げられるまでオイルパン１６内に貯留される。また、この例においては、オイルパン１６に貯留されたオイルを、後述する可変バルブタイミング機構（以下、ＶＶＴという）３０の作動油にも利用している。なお、オイルポンプ５は、エンジン１のクランクシャフト１３の回転によって駆動される機械式ポンプであり、その詳細については後述する。

エンジン１の燃焼室１８には吸気通路２５と排気通路２６が接続されている。吸気通路２５には、エアクリーナ９０、熱線式のエアフロメータ１１１、吸気温センサ１１２（エアフロメータ１１１に内蔵）、及び、エンジン１の吸入空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ１９などが配置されている。スロットルバルブ１９はスロットルモータ９によって駆動される。スロットルバルブ１９の開度はスロットルポジションセンサ１１５によって検出される。エンジン１の排気通路２６には、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ₂センサ１１３及び三元触媒９１が配置されている。

吸気通路２５と燃焼室１８との間に吸気バルブ１２ｂが設けられており、この吸気バルブ１２ｂを開閉駆動することにより、吸気通路２５と燃焼室１８とが連通または遮断される。また、排気通路２６と燃焼室１８との間に排気バルブ１２ｃが設けられており、この排気バルブ１２ｃを開閉駆動することにより、排気通路２６と燃焼室１８とが連通または遮断される。これら吸気バルブ１２ｂおよび排気バルブ１２ｃの開閉駆動は、クランクシャフト１３の回転がタイミングチェーン３（図２参照）を介して伝達される吸気カムシャフト１４および排気カムシャフト１５の各回転によって行われる。吸気カムシャフト１４にはＶＶＴ３０が設けられている。

また、吸気カムシャフト１４の近傍にはカムポジションセンサ１１７が配置されている。カムポジションセンサ１１７は、例えば電磁ピックアップであって、吸気カムシャフト１４に一体的に設けられたロータ外周面の１個の突起（図示せず）に対向するように配置されており、吸気カムシャフト１４が回転する際にパルス状の信号を出力する。

エンジン１のシリンダヘッド１１には、燃焼室１８内に燃料を直接噴射するインジェクタ７と点火プラグ２７とが気筒ごとに配置されている。各気筒のインジェクタ７には、燃料供給装置によって高圧燃料が供給され、その各インジェクタ７から燃料を燃焼室１８内に直接噴射することにより、燃焼室１８内で空気と燃料とが混合された混合気が形成され、その混合気が点火プラグ２７にて点火され燃焼室１８内で燃焼される。この混合気の燃焼室１８内での燃焼によりピストン１２が往復運動してクランクシャフト１３が回転する。以上のエンジン１の運転状態は、後述するＥＣＵ（電子コントロールユニット）１００によって制御される。なお、点火プラグ２７の点火タイミングはイグナイタ８によって調整される。

−オイル供給系統の概略−
図２は、エンジンのオイル供給系統の一例を示す全体構成図である。クランクシャフト１３は、５つのクランクジャーナル１３ａにおいてシリンダブロック１０の下部（クランクケース）に回転自在に支持されている一方、吸気および排気カムシャフト１４，１５は、それぞれ５つのカムジャーナル１４ａ，１５ａにおいてシリンダヘッド１１に回転自在に支持されている。また、クランクシャフト１３の前端部（図２の左側の端部）にはクランクスプロケット（図示せず）が取り付けられる一方、吸気および排気カムシャフト１４，１５の端部にはそれぞれタイミングスプロケット２９，３９が取り付けられ、それらに亘ってタイミングチェーン３が巻き掛けられている。

クランクスプロケットの後側には、これに隣接してオイルポンプ５を駆動するためのスプロケット（図示せず）が取り付けられている。そうして、オイルポンプ５は、クランクシャフト１３の前端部の下方に位置し、その入力軸５ａにはポンプスプロケット５ｂが取り付けられていて、このポンプスプロケット５ｂとクランクシャフト１３のスプロケットとの間にチェーン４が巻き掛けられている。

クランクシャフト１３からの力によって入力軸５ａが回転されると、オイルパン１６内に貯留されているオイルを、オイルポンプ５がオイルストレーナ２８（図３参照）を介して吸い上げ、吐出ポート５０ｅ（図５及び図６参照）から吐出して連通路６ａによってオイルフィルタ６に送給する。オイルフィルタ６は、ハウジング内に収容されたフィルタエレメントによってオイル内の異物や不純物などを濾過するものであり、ここで濾過されたオイルが、オイル供給系統２を通ってメインギャラリ２０に送給される。

メインギャラリ２０は、例えばシリンダブロック１０の内部にシリンダ列方向に延びるように形成されて、オイルポンプ５から送られてくるオイルを複数の分岐オイル通路２１〜２３によって被潤滑部などに分配する。図の例ではメインギャラリ２０の長手方向に等間隔で分岐しそれぞれ下方に延びる分岐オイル通路２１によって、クランクジャーナル１３ａ等にオイルが供給される。また、メインギャラリ２０の両端からそれぞれ上方に延びる分岐オイル通路２２，２３によって、シリンダヘッド１１のカムジャーナル１４ａ，１５ａやチェーンテンショナ（図示せず）などにオイルが供給される。

さらに、本実施形態においては、上述の如く、オイルパン１６内に貯留されているオイルを、吸気カムシャフト１４の端部に設けられたＶＶＴ３０の作動油にも利用している。このため、メインギャラリ２０は、分岐オイル通路２１〜２３とは別に、ＶＶＴ３０の制御に用いる制御油路２４とも連通している。

−ＶＶＴ−
ＶＶＴ３０は、図３及び図４に示すように、略中空円盤状のハウジング３１と、このハウジング３１内に回転自在に収容された内部ロータ３４とを備えている。内部ロータ３４には複数（この例では４枚）のベーン３５が一体形成されている。内部ロータ３４はセンタボルト３６によって吸気カムシャフト１４に固定されており、吸気カムシャフト１４と一体となって回転する。

ハウジング３１の前面側はカバー３７によって覆われている。これらハウジング３１、カバー３７及び側板２９ａはボルト３８にてタイミングスプロケット２９に固定されており、ハウジング３１、カバー３７及び側板２９ａは、上述の如くタイミングチェーン３を介してクランクシャフト１３に連結されているタイミングスプロケット２９と一体となって回転する。

ハウジング３１の内部には、内部ロータ３４のベーン３５と同数の凸部３２が形成されており、その各凸部３２間に形成された凹部３３内に内部ロータ３４の各ベーン３５が収容されている。各ベーン３５の先端面は凹部３３の内周面に摺動可能に接触している。内部ロータ３４は、作動油（オイル）の圧力をベーン３５で受けることによりハウジング３１に対して相対回転する。この相対回転により、クランクシャフト１３に対する吸気カムシャフト１４の回転位相が変化する。

ハウジング３１の各凹部３３には、内部ロータ３４のベーン３５によって区画された２つの空間が形成されている。これら２つの空間のうち、ベーン３５に対してカムシャフト回転方向（図４の矢印の方向）の前側の空間が遅角側油圧室４０を構成し、カムシャフト回転方向の後側の空間が進角側油圧室４１を構成している。

内部ロータ３４のベーン３５の１つには、段差付きの貫通孔４２が形成されている。この貫通孔４２にはフランジ付きロックピン４３が摺動可能に収容されている。ロックピン４３は圧縮コイルばね４４の弾性力によってタイミングスプロケット２９側に付勢されている。一方、タイミングスプロケット２９に固定された側板２９ａには、ロックピン４３に対応する位置に係止孔４５が形成されており、内部ロータ３４の相対回転によりロックピン４３が係止孔４５に一致したときには、圧縮コイルばね４４の弾性力によってロックピン４３が突き出し、その先端が係止孔４５に突入する。

このようなロックピン４３の係止孔４５への突入により、内部ロータ３４のハウジング３１に対する相対回転が規制され、その規制状態での相対回転位相を維持した状態で吸気カムシャフト１４とタイミングスプロケット２９とが一体に回転する。なお、ロックピン４３と係止孔４５とは、ロック位相つまり吸気カムシャフト１４の回転位相が最遅角位相となったときに一致する。

ロックピン４３のロックを解除するために、そのロックピン４３を有するベーン３５には油通路４６が設けられている。この油通路４６は進角側油圧室４１及び貫通孔４２に連通しており、進角側油圧室４１に供給された油圧が貫通孔４２に導入される。また、ロックピン４３のフランジ部分と貫通孔４２の段差部分との間には環状油空間４７が形成されている。この環状油空間４７は、油通路４８を介して遅角側油圧室４０と連通しており、遅角側油圧室４０に供給された油圧が環状油空間４７にも導入される。そして、環状油空間４７の油圧が圧縮コイルばね４４の付勢力に打ち勝つと、ロックピン４３が係止孔４５から外れ、ロックピン４３の係止が解除される。このようなロックピン４３の係止解除によって、ハウジング３１及び内部ロータ３４間の相対回転が許容され、進角側油圧室４１及び遅角側油圧室４０に供給される油圧に基づいて、ハウジング３１に対する内部ロータ３４の回転位相の調整が可能となる。なお、ロックピン４３、圧縮コイルばね４４、係止孔４５、油通路４６、環状油空間４７、油通路４８等が、本発明で言うところの、カムシャフト１４の相対回転を規制する一方、供給される作動油の油圧に基づいて規制を解除するロック機構に相当する。

以上の構造のＶＶＴ３０では、進角側油圧室４１内と遅角側油圧室４０内の各油圧によって内部ロータ３４がハウジング３１に対して相対回転する。すなわち、進角側油圧室４１内の油圧を遅角側油圧室４０内の油圧よりも高くすると、内部ロータ３４はハウジング３１に対して吸気カムシャフト１４の回転方向に相対回転する。このとき、吸気カムシャフト１４の回転位相はクランクシャフト１３の回転位相に対して進められる（進角）。これとは逆に、遅角側油圧室４０内の油圧を進角側油圧室４１の油圧よりも高くすると、内部ロータ３４はハウジング３１に対して吸気カムシャフト１４の回転方向と逆方向に相対回転され、吸気カムシャフト１４の回転位相はクランクシャフト１３の回転位相に対して遅らされる（遅角）。そして、このような回転位相の調整によって吸気バルブ１２ｂのバルブタイミングを可変とすることができる。

次に、遅角側油圧室４０と進角側油圧室４１に供給する作動油の圧力を制御する油圧制御系の構成について説明する。

まず、シリンダヘッド１１、吸気カムシャフト１４、内部ロータ３４等には、遅角側油圧室４０に連通する遅角側通路６９と、進角側油圧室４１に連通する進角側通路７０とが形成されている。これら遅角側通路６９と進角側通路７０とには、オイルコントロールバルブ（Oil Control Vale：以下、第２ＯＣＶという）８０が接続されている。第２ＯＣＶ８０には、オイルストレーナ２８を介してオイルポンプ５によってオイルパン１６から汲み上げられたオイル（作動油）が、連通路６ａ、オイルフィルタ６、メインギャラリ２０、オイル供給通路７１を介して供給される。また、第２ＯＣＶ８０には２つのオイル排出通路７２，７３が接続されている。これにより、遅角側通路６９、進角側通路７０、第２ＯＣＶ８０、オイル供給通路７１、オイル排出通路７２，７３等が、ＶＶＴ３０の制御に用いる上記制御油路２４を構成している。なお、メインギャラリ２０には、オイルの油圧を検出する油圧センサ１１８、及び、オイルの油温を検出する油温センサ１１９が接続されている。

第２ＯＣＶ８０は電磁駆動式の流量制御弁であり、ＥＣＵ１００によって制御される。より詳しくは、第２ＯＣＶ８０は、４ポート弁であって、ケーシング８１の内部に往復移動可能に配設されたスプール８２と、スプール８２に弾性力を付勢する圧縮コイルばね８３と、電磁ソレノイド８４とを備えており、電磁ソレノイド８４に電圧が印加されたときにスプール８２が吸引されるようになっている。電磁ソレノイド８４に印加する電圧は、ＥＣＵ１００によってデューティ制御される。電磁ソレノイド８４の発生する吸引力は印加電圧のデューティ比に応じて変化する。この電磁ソレノイド８４が発生する吸引力と圧縮コイルばね８３の付勢力との釣り合いによってスプール８２の位置が決定される。

そして、スプール８２が移動することによって、遅角側通路６９および進角側通路７０と、オイル供給通路７１およびオイル排出通路７２，７３との連通量が変化し、遅角側通路６９および進角側通路７０に対して供給される作動油の量、あるいは、これら遅角側通路６９および進角側通路７０から排出される作動油の量が変化する。

第２ＯＣＶ８０は、電磁ソレノイド８４に印加される電圧のデューティ比が大きいほど、進角側通路７０に供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト１４の回転位相が進角される。一方、デューティ比が小さいほど、遅角側通路６９に供給される作動油の供給量が多くなって吸気カムシャフト１４の回転位相が遅角される。このようにして遅角側油圧室４０及び進角側油圧室４１内の油圧を調整することにより、内部ロータ３４の回転位相を最遅角位相から最進角位相までの範囲で任意に調整することができる。

−オイルポンプ−
以下にオイルポンプ５の構造について図５及び図６を参照して詳細に説明する。なお、図５は、ポンプ容量が最大の状態を示す一方、図６はポンプ容量が最小の状態を示している。オイルポンプ５は、入力軸５ａにより回転される外歯車のドライブロータ５１と、これに噛み合って回転される内歯車のドリブンロータ５２と、そのドリブンロータ５２を外周から回転自在に保持する調整リング５３と、をハウジング５０（ポンプハウジング）内に収容してなるトロコイドタイプの可変容量型オイルポンプである。調整リング５３は、後述するようにドライブロータ５１およびドリブンロータ５２を変位させることにより、ポンプ容量を変更する容量調整部材でもある。

ハウジング５０は全体としては厚肉の板状であり、図５に示すようにエンジン後方から見た場合に左右に長い楕円形状とされ、図の右上部から右側に向かって突出部５０ａが、また、図の左下部からは下方に向かって突出部５０ｂが、それぞれ形成されている。また、ハウジング５０の全体に後方、すなわちエンジン１の内方（図の手前側）に向かって開放された凹部５０ｃが形成されている。

この凹部５０ｃはドライブロータ５１、ドリブンロータ５２、調整リング５３等を収容するものであり（以下、収容凹部５０ｃという）、ハウジング５０に後方から重ね合わされるカバー（図示せず）によって閉止される。また、収容凹部５０ｃの中央よりもやや右側位置には円形断面の貫通孔（図には示さず）が形成され、ここに挿通された入力軸５ａがハウジング５０の前方に突出している。

そうしてハウジング５０の前方に突出する入力軸５ａの前端部に、チェーン４の巻き掛けられるポンプスプロケット５ｂが取り付けられている一方、入力軸５ａの後端部は、ドライブロータ５１の中央部を貫通し、例えばスプラインによって嵌合されている。このドライブロータ５１には、外周にトロコイド曲線またはトロコイド曲線に近似した曲線（例えばインボリュート、サイクロイドなど）を有する外歯５１ａが複数（図の例では１１個）、形成されている。

一方、ドリブンロータ５２は円環状に形成され、その内周にはドライブロータ５１の外歯５１ａと噛み合うよう、これより歯数が１歯大きい（図の例では１２個の）内歯５２ａが形成されている。ドリブンロータ５２の中心は、ドライブロータ５１の中心に対して所定量、偏心しており、その偏心している側（図５の左上側）でドライブロータ５１の外歯５１ａとドリブンロータ５２の内歯５２ａとが噛み合っている。

また、ドリブンロータ５２は、調整リング５３の円環状の本体部５３ａによって摺動自在に嵌合支持されている。この例では調整リング５３には、その本体部５３ａの外周から周方向に所定の角度範囲（図の例では約５０°）に亘って径方向外方に張り出す２つの張出部５３ｂ，５３ｃと、径方向外方に大きく延びるアーム部５３ｄと、小さな突起部５３ｅとが一体に形成されている。調整リング５３について詳しくは後述する。

そのようにして調整リング５３に保持されたドライブロータ５１およびドリブンロータ５２によって、本実施形態では１１葉１２節のトロコイドポンプが構成されており、２つのロータ５１，５２の間の環状の空間には、互いに噛合する歯と歯の間に円周方向に並んだ複数の作動室Ｒが形成される。これらの各作動室Ｒは２つのロータ５１，５２の回転に連れてドライブロータ５１の外周に沿うように移動しながら、その容積が増減する。

すなわち、２つのロータ５１，５２の歯が互いに噛み合う位置から、図に矢印で示すロータ回転方向に約１８０度に亘る範囲（図５では左下側の範囲）では、２つのロータ５１，５２の回転に連れて徐々に作動室Ｒの容積が増大してゆき、オイルを吸入する吸入範囲となる。一方、残りの約１８０度に亘る範囲（図５では右上側の範囲）では、ロータ５１，５２の回転に連れて徐々に作動室Ｒの容積が減少してゆき、オイルを加圧しながら吐出する吐出範囲となる。

そして、それらの吸入範囲および吐出範囲にそれぞれ対応するように、ハウジング５０およびカバーに吸入ポートおよび吐出ポートが形成されている。図５にはハウジング５０の吸入ポート５０ｄおよび吐出ポート５０ｅのみを示すが、この吸入ポート５０ｄは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃの底面において吸入領域に対応するように開口し、同じく吐出領域に対応するように吐出ポート５０ｅが開口している。

吸入ポート５０ｄは、図ではハウジング５０の左下側に位置して、図示しないカバーの吸入ポートと連通しており、これを介してオイルストレーナ２８の吸入管路に連通している。一方、吐出ポート５０ｅはハウジング５０の右上側に位置して、図示しないカバーの吐出ポートと連通するとともに、ハウジング５０の突出部５０ａに対応するように図の右側に向かって延びていて、オイルフィルタ６に向かう連通路６ａに至る。

かかる構成によりオイルポンプ５は、ポンプスプロケット５ｂに伝達されるクランクシャフト１３からの力を受けて入力軸５ａが回転すると、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２が互いに噛み合いながら回転し、それらの間に形成される作動室Ｒに吸入ポート５０ｄからオイルが吸入され、加圧されて吐出ポート５０ｅから吐出される。

こうして吐出されるオイルの流量は、オイルポンプ５の回転数（入力軸５ａの回転数）、すなわちエンジン回転数Ｎｅが高くなるほど多くなるので、エンジン１の高回転域においてクランクジャーナル１３ａなどの被潤滑部に供給されるオイルの量が多くなっても、メインギャラリ２０の油圧は所定以上の大きさに維持して、被潤滑部に適正にオイルを分配することができる。

−容量可変機構−
本実施形態のオイルポンプ５は、ドライブロータ５１の１回転につき吐出するオイルの量、すなわちポンプ容量を変更可能な容量可変機構を備えている。本実施形態では、主に吐出ポート５０ｅから導かれた油圧（吐出油圧）によって調整リング５３を変位させて、ドライブロータ５１およびドリブンロータ５２の吸入ポート５０ｄおよび吐出ポート５０ｅに対する相対的な位置を変更することにより、１回転当たりに吸入および吐出するオイルの流量を変更する。

詳しくは図５に表れているように、調整リング５３の本体部５３ａから径方向外方に延びるアーム部５３ｄには、圧縮コイルスプリング５４からの押圧力が作用しており、これによって調整リング５３が図の時計回り方向に回動しながら、少し上方に変位するように付勢されている。また、このような変位の際に調整リング５３は、ガイドピン５５，５６によって案内される。

すなわち、調整リング５３の張出部５３ｂ，５３ｃはそれぞれ湾曲する楕円の枠状に形成されていて、ハウジング５０の収容凹部５０ｃの底面に突設されたガイドピン５５，５６を収容している。これらガイドピン５５，５６はそれぞれ枠状の張出部５３ｂ，５３ｃの内周に接触して、その長手方向に摺動するようになっており、これにより調整リング５３の変位の軌跡が規定される。

こうしてガイドピン５５，５６によって案内されて変位する調整リング５３が、収容凹部５０ｃ内を図の右上側の高圧空間ＴＨと、左側から下側にかけての低圧空間ＴＬとに仕切っており、高圧空間ＴＨの油圧を受けて動作される。すなわち、高圧空間ＴＨは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃ内において、調整リング５３の張出部５３ｃの外周とハウジング５０の壁部とによって囲まれ、かつ、第１および第２のシール材５７，５８によってオイルの流れが制限される領域に形成される。

そして、この高圧空間ＴＨには吐出ポート５０ｅの開口の一部が臨み、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐが高圧空間ＴＨに導かれて調整リング５３の外周面に作用するようになる。これに対して、吸入ポート５０ｄが連通する低圧空間ＴＬには概ね大気圧が作用しているので、調整リング５３は、高圧空間ＴＨからの油圧によって図の反時計回り方向に回動するように付勢されることになる。一方で調整リング５３は、アーム部５３ｄに作用する圧縮コイルスプリング５４の弾発力を受けて時計回り方向に付勢されており、主にそれらの付勢力によって変位するようになる。

さらに、本実施形態では、図５及び図６にそれぞれ示すように、ハウジング５０内には高圧空間ＴＨに隣接するように制御空間ＴＣ（油圧室）を設けて、ここに電子制御式の制御弁６０（Oil Control Vale：以下、第１ＯＣＶという）から制御油圧を供給し、調整リング５３の変位を補助する力を発生させる。第１ＯＣＶ６０により制御油圧を高精度に調圧し、調整リング５３の変位を補助する力の大きさを調整することで、ポンプ容量の制御性が高くなる。

具体的には、調整リング５３の２つの張出部５３ｂ，５３ｃのほぼ中間においてその外周には第２のシール材５８が配設され、収容凹部５０ｃを取り囲むハウジング５０の壁部の内面と摺接するようになっている。この第２のシール材５８は、高圧空間ＴＨと制御空間ＴＣとの間のシール部であって、調整リング５３の変位に伴いハウジング５０の壁部の内面に沿って移動することになる。

同様に調整リング５３のアーム部５３ｄの先端には第３のシール材５９が配設されて、対向するハウジング５０の壁部の内面と摺接するようになっている。なお、これら第２および第３のシール材５８，５９、および、第１のシール材５７は、いずれも調整リング５３の厚み（図５および図６の紙面に直交する方向の寸法）と同程度の寸法を有し、耐摩耗性に優れた金属材や樹脂材にて形成されている。

こうして制御空間ＴＣは、ハウジング５０の収容凹部５０ｃ内において、調整リング５３の外周（詳しくは張出部５３ｂの外周）とアーム部５３ｄと、それらに対向するハウジング５０の壁部とによって囲まれ、かつ第２および第３のシール材５８，５９によってオイルの流れが制限される領域に形成される。そして、この制御空間ＴＣにおいて収容凹部５０ｃの底面に開口する制御油路６１によって、第１ＯＣＶ６０から制御油圧が供給される。

すなわち、制御油路６１はその一端部が制御空間ＴＣに臨む丸孔６１ａとして開口する一方、他端部が第１ＯＣＶ６０の制御ポート６０ａに連通している。第１ＯＣＶ６０は、ＥＣＵ１００からの信号を受けてスプールの位置が変更され、供給ポート６０ｂからのオイルを制御ポート６０ａから制御油路６１へ送り出す状態と、制御油路６１から排出されてきたオイルを制御ポート６０ａに受け入れて、ドレンポート６０ｃから排出する状態とに切り換えられる。

また、一例としてリニアソレノイドバルブである第１ＯＣＶ６０は、ＥＣＵ１００からの信号に応じてスプールの位置が連続的に変化し、制御ポート６０ａから制御油路６１へ送り出すオイルの圧力をリニアに増大または減少させることができる。よって、例えばエンジン回転数Ｎｅの上昇に伴い調整リング５３が図５の反時計回り方向に変位する際に、制御空間ＴＣに供給する制御油圧を増大させて、調整リング５３の変位を補助することができる。一方、第１ＯＣＶ６０の制御によって制御空間ＴＣに供給する制御油圧を低下させれば、調整リング５３の反時計回り方向の変位を抑えることができる。なお、図５および図６に示すように本実施形態では、オイルポンプ５の吐出ポート５０ｅからオイルフィルタ６への連通路６ａの途中に分岐路６ｂを接続して、第１ＯＣＶ６０にオイルを供給するようにしているが、これに限らず、例えばオイルフィルタ６によって濾過されたオイルを第１ＯＣＶ６０に供給するようにしてもよい。

このように、制御油圧の調整によって調整リング５３を変位させることで、オイルポンプ５の容量を調整することが可能となり、これにより、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐを、延いてはメインギャラリ２０の油圧を、エンジン１の運転状態などに応じて制御することができる。

例えば、エンジン１の燃料消費率の改善を図るべく、オイルポンプ５の動力を略必要最小限に抑えたい場合には、第１ＯＣＶ６０からの制御油圧を増大させることによって、制御空間ＴＣに供給する制御油圧を増大させる。このようにすれば、調整リング５３が、図５の反時計回りに変位して、図６に示す状態となり、ポンプ容量が減少することから、オイルポンプ５の吐出量が減少傾向となるので、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐを低下させることができる。これに対し、例えば、ＶＶＴ３０の応答性を高めるべく、高い油圧が必要な場合には、第１ＯＣＶ６０からの制御油圧を低下させることによって、制御空間ＴＣに供給する制御油圧を低下させる。このようにすれば、調整リング５３が、図５の時計回りに変位して、ポンプ容量が増大することから、オイルポンプ５の吐出量が増大するので、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐを高めることができる。

そうして、かかるオイルポンプ５の吐出油圧Ｐの調整は以下のようにして実行される。図７は、ＯＣＶ指令電流値と、オイルポンプの吐出油圧との関係を模式的に示す図である。図７に示すように、ＥＣＵ１００から第１ＯＣＶ６０への指令信号、すなわち、第１ＯＣＶ６０への指令電流値を大きくすれば、ポンプ回転数（エンジン回転数Ｎｅ）が高くなっても、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐを低下させることができる一方、第１ＯＣＶ６０への指令電流値を小さくすれば、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐを高めることができることが分かる。すなわち、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐの調整は、エンジン回転数Ｎｅに応じて、第１ＯＣＶ６０への指令電流値の大きさを調整することによって実行することができる。

−ＥＣＵ−
図８は、エンジン１における制御系の概略構成を示すブロック図である。この図８に示すように、ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３およびバックアップＲＡＭ１０４などを備えている。ＲＯＭ１０２は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ１０４はエンジン１の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらＲＯＭ１０２、ＣＰＵ１０１、ＲＡＭ１０３、および、バックアップＲＡＭ１０４はバス１０７を介して互いに接続されるとともに、入力インターフェース１０５および出力インターフェース１０６と接続されている。

入力インターフェース１０５には、エンジン１の冷却水温度を検出する水温センサ１１０、吸入空気量を計測するエアフロメータ１１１、吸入空気温度を計測する吸気温センサ１１２、排気系に備えられたＯ₂センサ１１３、アクセル開度を検出するアクセルポジションセンサ１１４、スロットルバルブ１９の開度を検出するスロットルポジションセンサ１１５、クランクシャフト１３の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１１６、吸気カムシャフト１４の回転位置を検出するカムポジションセンサ１１７、メインギャラリ２０内の油圧を検出する油圧センサ１１８、および、メインギャラリ２０内の油温を検出する油温センサ１１９などの各種センサが接続されている。

出力インターフェース１０６には、インジェクタ７、点火プラグ２７のイグナイタ８、スロットルバルブ１９のスロットルモータ９、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐを制御する第１ＯＣＶ６０、および、第２ＯＣＶ８０などが接続されている。そして、ＥＣＵ１００は、各種センサの検出信号に基づいて、インジェクタ７の燃料噴射制御、点火プラグ２７の点火時期制御、および、スロットルバルブ１９の開度制御などを含むエンジン１の各種制御を実行する。

また、ＥＣＵ１００は、ＶＶＴ３０における内部ロータ３４の回転位相を最遅角位相から最進角位相までの範囲で調整するバルブタイミング制御を実行する。より詳しくは、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ１１６等の各種センサの検出結果から得られるエンジン１の運転状態に基づいて、ＶＶＴ３０の目標変位角を算出するとともに、クランクポジションセンサ１１６及びカムポジションセンサ１１７の検出信号からＶＶＴ３０の実変位角（実回転位相）を取得し、その実変位角が目標変位角に収束するように第２ＯＣＶ８０を制御する。

さらに、ＥＣＵ１００は、ＶＶＴ３０の応答性を高めるべく、オイルポンプ５からの吐出油圧Ｐを制御する下記の吐出油圧制御を実行する。

−吐出油圧制御−
本実施形態では、上述の如く、進角側通路７０または遅角側通路６９に供給される作動油の供給量を調整することで、吸気カムシャフト１４の回転位相を進角または遅角させるが、エンジンオイルは、温度によってその粘度が変化することから、油温によってはＶＶＴ３０へ供給される作動油の供給速度が低下し、ＶＶＴ３０の作動応答性や作動安定性に影響を及ぼすことが想定される。

そこで、本発明者等は、ＳＡＥ粘度グレード５Ｗ−３０のエンジンオイル（以下、単に５Ｗ−３０ともいう）を用いて作動油（オイル）の油温が、ＶＶＴ３０の作動応答性および作動安定性へ及ぼす影響について検討を行った。その結果を表１に示す。

なお、本実施形態のエンジン１で５Ｗ−３０を用いた場合、油温が４０℃未満のときは、油温が低くなるほどオイルの粘度が高くなり流動速度が低下する一方、油温が４０℃を超えるときは、油温が高くなるほどオイルの粘度が低くなり機関の内部リークが増える傾向にあることが実験等により知得されている。

また、表１において「相対回転位相の保持安定性」とは、進角側油圧室４１または遅角側油圧室４０のうち、一方の油圧室内の油圧を他方の油室内の油圧よりも高くすることで、相対回転位相を変更したときに、一方の油圧室内の油圧を高い状態で維持することの容易さを意味する。さらに、ＶＶＴ３０では、環状油空間４７の油圧が圧縮コイルばね４４の付勢力に打ち勝ってロックピン４３が係止孔４５から外れなければ、ハウジング３１及び内部ロータ３４間の相対回転が許容されないところ、表１における「ピン抜け性」とは、かかるロックピン４３の係止孔４５からの抜け易さを意味する。

先ず、ＶＶＴ３０の作動応答性については、低油温時（油温が４０℃未満のとき）は、油温が低くなるほどオイルの粘度が高くなり、オイルの流動速度が低下することから、油温が４０℃のときよりも不利である。また、高油温時（油温が４０℃を超えるとき）は、油温が高くなるほどオイルの粘度が低くなるので、オイルの流動速度は低下しないものの、機関の内部リークが増えてオイルポンプ５の吐出効率が低下することから、油温が４０℃のときよりも不利である。

次に、ＶＶＴ３０の作動安定性のうち相対回転位相の保持安定性については、低油温時は、オイルの流動速度が低下することから、換言すると、進角側油圧室４１または遅角側油圧室４０内の油圧が変化し難くなることから、ＶＶＴ３０によって変更された相対回転位相は変化し難く（安定し易く）なり、油温が４０℃のときよりも有利である。一方、高油温時は、機関の内部リークが増えてオイルポンプ５の吐出効率が低下することから、ＶＶＴ３０によって変更された相対回転位相は変化し易くなり、油温が４０℃のときよりも不利である。

また、ＶＶＴ３０の作動安定性のうちピン抜け性については、油温とは無関係に、環状油空間４７の油圧に依存する。

これらを踏まえて、本実施形態では、以下のようにして、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定し、かかる目標吐出油圧Ｐｔに基づいて、第１ＯＣＶ６０への指令電流値の大きさを調整する。

図９は、ＶＶＴの作動応答速度を維持するのに必要な吐出油圧と油温との関係を模式的に示す図である。より詳しくは、図９は、エンジンオイルとして５Ｗ−３０を用いた場合における、油温が４０℃の場合におけるＶＶＴ３０の作動応答速度を基準とし、各油温において、油温が４０℃の場合と同じ作動応答速度を維持するのに必要なオイルポンプ５からの吐出油圧Ｐを示したものである。図９に示すように、油温が４０℃を超える場合には、油温が高いほど高い吐出油圧Ｐが要求され、４０℃未満の場合には、油温が低いほど高い吐出油圧Ｐが要求される。また、エンジン回転数Ｎｅが１０００（ｒｐｍ）の場合よりも２０００（ｒｐｍ）の場合の方が、すなわち、エンジン回転数Ｎｅが高いほど、高い吐出油圧Ｐが要求される。それ故、ＥＣＵ１００は、ＶＶＴ３０の作動応答性を確保すべく、原則として、エンジン回転数Ｎｅが高いほどオイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔが高くなるように設定するとともに、作動油の油温が４０℃以上の場合には、油温が高いほど吐出油圧Ｐが高くなるように、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定し、作動油の油温が４０℃未満の場合には、油温が低いほど吐出油圧Ｐが高くなるように、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定する。

もっとも、作動応答速度が早くても、変更された相対回転位相を保持できなければ、また、ロックピン４３の係止解除ができなければ、バルブタイミング制御が困難となることから、ＶＶＴ３０の作動応答性の前提となる作動安定性を確保する必要がある。それ故、本実施形態では、以下のように油圧の下限値を設定し、かかる下限値によって目標吐出油圧Ｐｔの下限を制限することでオイルポンプの作動安定性を確保するようにしている。

図１０は、ＶＶＴの相対回転位相を保持するのに必要な吐出油圧と油温との関係を模式的に示す図であり、また、図１１は、ロック機構による規制を解除するのに必要な吐出油圧と油温との関係を模式的に示す図である。図１０に示すように、極低油温時には、オイルの流動速度が低下し、進角側油圧室４１または遅角側油圧室４０内の油圧が変化し難くなることから、相対回転位相を保持するのに高い吐出油圧Ｐは要求されない。しかし、油温が高くなるに連れて、オイルの流動速度が高くなるとともに機関の内部リークが増えてオイルポンプ５の吐出効率が低下することから、相対回転位相を保持するのに高い吐出油圧Ｐが必要となる。また、図１１に示すように、ピン抜け性を確保するには、油温とは無関係に所定の吐出油圧が必要となる。それ故、ＥＣＵ１００は、ＶＶＴ３０の作動安定性を確保すべく、ＶＶＴ３０によって変更された相対回転位相を保持するのに必要な吐出油圧に対応する第１下限値、及び、ロック機構による規制を解除するのに必要な吐出油圧に対応する第２下限値のうち、大きい方の下限値によって目標吐出油圧Ｐｔの下限を制限するように構成されている。

すなわち、ＥＣＵ１００は、エンジン回転数Ｎｅが１０００（ｒｐｍ）の場合には、図１２の太線で示すように、また、エンジン回転数Ｎｅが２０００（ｒｐｍ）の場合には、図１３の太線で示すように、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定する。より詳しくは、下記（１）〜（４）のように、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定する。
（１）油温がｔ₁（ｔ₁’）（＜４０℃）未満の場合には、ＶＶＴ３０の作動応答速度を維持するのに必要な吐出油圧が第１下限値および第２下限値を超えているので、かかる必要吐出油圧を基準として、油温が低いほど吐出油圧Ｐが高くなるように、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定する。
（２）一方、油温がｔ₁（ｔ₁’）以上ｔ₂（ｔ₂’）（＞４０℃）未満の場合には、ＶＶＴ３０の作動応答速度を維持するのに必要な吐出油圧が、第２下限値を下回っており、且つ、第２下限値が第１下限値を上回っていることから、第２下限値をオイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔとする。
（３）また、油温がｔ₂（ｔ₂’）以上ｔ₃（ｔ₃’）（＞４０℃）未満の場合には、ＶＶＴ３０の作動応答速度を維持するのに必要な吐出油圧Ｐが、第１下限値を下回っているとともに、第１下限値が第２下限値を上回っていることから、第１下限値をオイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔとする。なお、図１２および図１３に示すように、第１下限値は油温が高いほど大きな値となることから、油温がｔ₂（ｔ₂’）以上ｔ₃（ｔ₃’）未満の場合には、油温が高いほど吐出油圧Ｐが高くなるように、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔが設定されていることになる。
（４）さらに、油温がｔ₃（ｔ₃’）以上の場合には、ＶＶＴ３０の作動応答速度を維持するのに必要な吐出油圧が第１下限値および第２下限値を超えているので、かかる必要吐出油圧を基準として、油温が高いほど吐出油圧Ｐが高くなるように、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定する。

なお、図１２及び図１３に示す、目標吐出油圧Ｐｔと油温との関係は、マップ化され、又は、パラメータの対応関係を設定した計算式にされてＲＯＭ１０２に記憶されている。また、エンジン回転数Ｎｅが１０００（ｒｐｍ）および２０００（ｒｐｍ）は例示であり、１０００（ｒｐｍ）未満、１０００（ｒｐｍ）を超え２０００（ｒｐｍ）未満、及び、２０００（ｒｐｍ）を超えるエンジン回転数Ｎｅについてのマップ等もＲＯＭ１０２に記憶されている。

さらに、上記の例では、ｔ₁（ｔ₁’）以上ｔ₃（ｔ₃’）未満の場合には、第１下限値および第２下限値のうち大きい方の下限値によって目標吐出油圧Ｐｔの下限を制限するようにしたが、例えば第１又は第２下限値が低いため、ＶＶＴ３０の作動応答速度を維持するのに必要な吐出油圧がこれらを下回らないような場合には、下限値を設定することなく、図９に示す必要な吐出圧をそのまま目標吐出油圧Ｐｔとするような制御を行ってもよい。

−具体的な制御動作−
以下、図１４に示すフローチャートを参照して、ＥＣＵ１００によって実行される、オイルポンプ５の吐出油圧制御について具体的に説明する。なお、図示の制御ルーチンは、エンジン１の運転中に一定周期（例えば数ｍｓｅｃ〜数十ｍｓｅｃ程度）毎に実行される。

図１４（ａ）は、吐出油圧制御の全体的な制御フローの一例を示す図である。先ず、スタート後のステップＳＴ１では、ＥＣＵ１００が、エンジン１の運転状態に関する所定の情報を取得する。例えば、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ１１６からの信号によってエンジン回転数Ｎｅを算出するとともに、油温センサ１１９からの信号によってメインギャラリ２０内の油温Ｔを算出する。

次のステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で算出したエンジン回転数Ｎｅおよび油温Ｔに基づいて、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定する。ここで、図１４（ｂ）は、目標吐出油圧の設定ルーチンの一例を示す図であり、ＥＣＵ１００がこの設定ルーチンを実行することによって、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔが設定される。

図１４（ｂ）におけるスタート後のステップＳＴ２１では、ステップＳＴ１で算出したエンジン回転数Ｎｅを取得し、次のステップＳＴ２２では、ステップＳＴ１で算出したメインギャラリ２０内の油温Ｔを取得する。そうして、次のステップＳＴ２３では、ＥＣＵ１００が、ＲＯＭ１０２に予め記憶されている、目標吐出油圧Ｐｔと油温Ｔとの関係についてのマップを参照して、ステップＳＴ２１およびステップＳＴ２２で取得したエンジン回転数Ｎｅおよび油温Ｔに基づいて、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定する。例えば、ステップＳＴ２１で取得したエンジン回転数Ｎｅが１０００（ｒｐｍ）の場合には、図１２に示す関係のマップを参照し、油温Ｔがｔ₁未満の場合またはｔ₃以上の場合には、ＶＶＴ３０の作動応答速度を維持するのに必要な吐出油圧に基づいて、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔを設定する。また、油温Ｔがｔ₁以上ｔ₂未満の場合には、第２下限値を目標吐出油圧Ｐｔとする。さらに、油温Ｔがｔ₂以上ｔ₃未満の場合には、第１下限値をオイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔとする。このようにして、オイルポンプ５の目標吐出油圧Ｐｔが設定されると、再び図１４（ａ）に示す制御フローに戻る。

次のステップＳＴ３およびステップＳＴ４では、ＥＣＵ１００が、それぞれ油温センサ１１９および油圧センサ１１８の信号によって、メインギャラリ２０内の油温Ｔおよび油圧を算出（取得）する。

そして、ＥＣＵ１００は、オイルポンプ５の実際の吐出油圧Ｐが目標吐出油圧Ｐｔになるようにフィードバック制御を行う。すなわち、ステップＳＴ５では、例えばステップＳＴ４で取得したメインギャラリ２０内の油圧から、実際の吐出油圧Ｐと目標吐出油圧Ｐｔとの偏差を算出し、この偏差に応じてＰＩＤ則などにより、実際の吐出油圧Ｐを目標吐出油圧Ｐｔに収束させるようなポンプ容量の目標値を算出する（油圧フィードバック制御演算）。このとき、ステップＳＴ３で取得したメインギャラリ２０内の油温Ｔから、オイルの流動速度の低下や内部リークによる吐出効率が低下を取得し、これらを加味してポンプ容量の目標値が算出される。

次のステップＳＴ６では、ステップＳＴ５で算出されたポンプ容量の目標値となるように、オイルポンプ５の制御空間ＴＣに供給する制御油圧を算出し、この制御油圧を第１ＯＣＶ６０が出力するようなＯＣＶ指令電流値（制御デューティー）を算出し、これを第１ＯＣＶ６０に出力した後、リターンする。これにより、オイルポンプ５の吐出油圧Ｐが、ステップＳＴ２で設定された目標吐出油圧Ｐｔに収束し、油温が４０℃の場合と同等のＶＶＴ３０の作動応答性が確保される。

なお、ポンプ容量、制御油圧、ＯＣＶ指令電流値などのパラメータの対応関係は、予め実験やシミュレーション等によって適合されてマップとしてＲＯＭ１０２に記憶されており、ステップＳＴ６では、そのようなマップを参照して、目標とするポンプ容量を実現するためのＯＣＶ指令電流値を算出する。また、マップの代わりにパラメータの対応関係を計算式として設定することもできる。

以上により、本実施形態によれば、ＶＶＴ３０の相対回転位相の保持安定性やピン抜け性に基づいて、目標吐出油圧Ｐｔの下限を制限することから、ＶＶＴ３０の作動安定性を確保することができる。

また、油温が４０℃以上の場合には、油温が高いほど吐出油圧Ｐが高くなるように目標吐出油圧Ｐｔを設定するので、内部リークの増大による吐出効率の低下を補うことができる一方、油温が４０℃未満の場合には、油温が低いほど吐出油圧Ｐが高くなるように目標吐出油圧Ｐｔを設定するので、オイルの流動速度の低下を補うことができ、これらにより、高油温時および低油温時におけるＶＶＴ３０の作動応答性を向上させることができる。

加えて、高い吐出油圧が要求されない４０℃近傍では目標吐出油圧Ｐｔが低くなることから、余剰の油圧を抑えて、燃費を向上させることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。

上記実施形態では、吸気カムシャフト１４にＶＶＴ３０が設けられたエンジン１に本発明を適用したが、これに限らず、吸気カムシャフト１４と共に、又は、吸気カムシャフト１４に代えて、排気カムシャフト１５にＶＶＴ３０が設けられたエンジンに本発明を適用してもよい。

また、上記実施形態では、トロコイドタイプの可変容量型オイルポンプ５に本発明を適用したが、これに限らず、複数のベーンがオイルポンプのロータに進退自在に摺動保持される、所謂ベーンタイプの可変容量型オイルポンプに本発明を適用してもよい。

さらに、上記実施形態では、ＳＡＥ粘度グレード５Ｗ−３０のエンジンオイルを用い、所定温度を４０℃としたが、これに限らず、例えば、ＳＡＥ粘度グレード１０Ｗ−４０や１５Ｗ−４０といった他の粘度規格のエンジンオイルを用いてもよいし、所定温度も用いるエンジンオイルに応じて適宜変更してもよい。

また、上記実施形態では、第１下限値および第２下限値のうち、大きい方の下限値によって目標吐出油圧Ｐｔの下限を制限するようにしたが、これに限らず、例えば圧縮コイルばね４４の付勢力が弱く第２下限値が極めて低いような場合等には、第１下限値のみで目標吐出油圧Ｐｔの下限を制限するようにしてもよい。さらに、これとは逆に、例えば圧縮コイルばね４４の付勢力が強く第２下限値が極めて高いような場合等には、第２下限値のみで目標吐出油圧Ｐｔの下限を制限するようにしてもよい。

このように、上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

本発明によると、燃費の向上を図りつつ、内部リークが増大する高油温時および作動油の流動速度が低下する低油温時における、可変バルブタイミング機構の作動応答性を向上させることができるので、油圧式の可変バルブタイミング機構へ作動油を供給する可変容量型オイルポンプの制御装置に適用して極めて有益である。

５可変容量型オイルポンプ
１３クランクシャフト
１４吸気カムシャフト
３０可変バルブタイミング機構
４３ロックピン（ロック機構）
４４圧縮コイルばね（ロック機構）
４５係止孔（ロック機構）
４６油通路（ロック機構）
４７環状油空間（ロック機構）
４８油通路（ロック機構）

Claims

クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更する油圧式の可変バルブタイミング機構へ作動油を供給する可変容量型オイルポンプの制御装置であって、
作動油の油温が所定温度以上の場合には、油温が高いほど吐出油圧が高くなるように、上記オイルポンプの目標吐出油圧を設定し、作動油の油温が所定温度未満の場合には、油温が低いほど吐出油圧が高くなるように、上記オイルポンプの目標吐出油圧を設定し、
上記目標吐出油圧は、上記可変バルブタイミング機構による相対回転位相を保持するのに必要な吐出油圧に対応する第１下限値によって下限が制限されており、
上記第１下限値は、油温が高いほど大きな値となるように構成されていることを特徴とする可変容量型オイルポンプの制御装置。
クランクシャフトに対するカムシャフトの相対回転位相を変更する油圧式の可変バルブタイミング機構へ作動油を供給する可変容量型オイルポンプの制御装置であって、
作動油の油温が所定温度以上の場合には、油温が高いほど吐出油圧が高くなるように、上記オイルポンプの目標吐出油圧を設定し、作動油の油温が所定温度未満の場合には、油温が低いほど吐出油圧が高くなるように、上記オイルポンプの目標吐出油圧を設定し、
上記可変バルブタイミング機構には、上記カムシャフトの相対回転を規制する一方、供給される作動油の油圧に基づいて規制を解除するロック機構が設けられており、
上記目標吐出油圧は、
上記可変バルブタイミング機構による相対回転位相を保持するのに必要な吐出油圧に対応する、油温が高いほど大きな値となる第１下限値、及び、上記ロック機構による規制を解除するのに必要な吐出油圧に対応する第２下限値のうち、大きい方の下限値によって下限が制限されていることを特徴とする可変容量型オイルポンプの制御装置。
請求項１または２に記載の可変容量型オイルポンプの制御装置において、
上記目標吐出油圧は、エンジン回転数が高いほど高くなるように設定されることを特徴とする可変容量型オイルポンプの制御装置。