JP6337705B2 - 可変バルブタイミング装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される可変バルブタイミング装置（以下、可変バルブ装置と呼ぶことがある。）に関する。

従来から、燃費向上、排気エミッション低減および出力向上等を目的として、内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方（以下、単に「バルブ」と略して呼ぶことがある。）の開閉タイミングを進角させたり遅角させたりする可変バルブ装置が車両に搭載されている（例えば、特許文献１参照。）。

また、可変バルブ装置は、所定の回転体を油圧により回転させることで、バルブの開閉タイミングを進角または遅角させるものであり、以下の油圧制御弁、電磁式のアクチュエータおよび制御ユニットを備える。まず、油圧制御弁は、回転体に与える油圧を調節するものであり、アクチュエータは、油圧制御弁の弁体を駆動する駆動力を発生するものである。また、制御ユニットは、アクチュエータのコイルに与える電流を操作することで油圧制御弁による油圧の調節を制御する。
なお、所定の回転体とは、例えば、特許文献１に開示された「シューハウジング１２（「ハウジング１８」の一部）」や「ベーンロータ１４」である。

ところで、作動油の温度（油温）が低い場合、作動油の粘性に起因してバルブの進角や遅角の動作が遅れてしまい、開閉タイミングが不適切になって内燃機関の燃焼が不安定になる可能性がある。そこで、内燃機関の冷却水の温度（水温）や吸入空気の温度（吸気温）に基づき油温を推定するとともに、推定した油温が所定の閾値以下のときに可変バルブ装置の動作を停止させる制御方法が公知となっている（例えば、特許文献２参照。）。

しかし、燃費向上、排気エミッション低減および出力向上等に対する要求は高まる一方であり、油温が低いときでも可変バルブ装置を動作させる要求が高い。
このため、可変バルブ装置では、作動油の粘性に対応して、低温時でも開閉タイミングを適切に進角または遅角させることができるように、油圧制御弁から回転体に至る油圧回路に関し、様々な改善策が検討されている。
そこで、アクチュエータに関しても、低温時に動作させて油圧を調節することができるようにしておく必要がある。

特に、アクチュエータ内への作動油の流入が抑制された「乾式」の可変バルブ装置では、アクチュエータ内に存在する水分が氷結して可動子の移動を妨げる可能性がある。
したがって、乾式の可変バルブ装置のアクチュエータにおいて低温時の動作を確保するには、アクチュエータ内における氷結を解消することが必要となる。

なお、特許文献３には、油圧制御弁に進入した異物を切断したり、排出したりする目的で、内燃機関が始動する前にスプールを動作させる技術が開示されている。しかし、特許文献３の技術は、スプールを動作させて異物を切断したり、排出したりすることを目的としており、アクチュエータ内で氷結が発生している場合、そもそも、スプールを動作させることができない。

特開２００９−０２４６０１号公報 特許第３８７６６４８号公報 特開２００９−０７４４０２号公報

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、乾式の可変バルブタイミング装置において、電磁式のアクチュエータの低温時の動作を確保することにある。

本願の第１発明の可変バルブタイミング装置（可変バルブ装置）は、車両に搭載され、所定の回転体を油圧により回転させることで、バルブの開閉タイミングを進角または遅角させるものであり、以下の油圧制御弁、電磁式のアクチュエータおよび制御手段を備える。まず、油圧制御弁は、回転体に与える油圧を調節するものであり、アクチュエータは、油圧制御弁の弁体を駆動する駆動力を発生するものである。

また、制御手段は、アクチュエータのコイルに与える電流を操作することで油圧制御弁による油圧の調節を制御する。
さらに、油圧制御弁はスプール弁であり、弁体としてのスプールは、自身の軸方向に駆動されて油圧を調節し、回転体の回転軸とスプールの軸とは同軸である。また、アクチュエータは、コイルの内周側にスプールと同軸のロッドを有し、油圧制御弁の軸方向の一方側に配置され、コイルへの通電によりロッドを介してスプールを軸方向の他方側に駆動することで油圧を調節する。
そして、油圧制御弁またはアクチュエータには、油圧制御から軸方向の一方側に漏出した作動油がコイルの内周側へ流入するのを抑制する部品が組み入れられており、制御手段は、内燃機関が始動する前にコイルに電流を与えて加熱する暖機モードを有する。
これにより、内燃機関が始動する前に、コイルの発熱によってアクチュエータ内における氷結を解消することができる。このため、アクチュエータの低温時の動作を確保することができる。
なお、回転体の回転軸とスプールの軸とを同軸にすることで、油圧制御弁から回転体に至る油圧回路に関し、油路の圧損を低減することができる。そして、油路の圧損を低減した可変バルブ装置において、更に、アクチュエータで暖機モードを実行することで、可変バルブ装置の動作範囲を低温側に拡大することができる。このため、更なる燃費向上、排気エミッション低減および出力向上等を達成することができる。

本願の第２発明によれば、可変バルブ装置は、以下の回転数検出手段および温度検出手段を備える。まず、回転数検出手段は、内燃機関の回転数に相当する信号を検出し、回転数を示す信号を制御手段に出力する。また、温度検出手段は、外気温度、または、車両のいずれかの部位における温度であって外気温度に応じて変化する外気相当温度を検出し、外気温度または外気相当温度を示す信号を制御手段に出力する。

そして、制御手段は、回転数検出手段から出力される信号に基づき内燃機関の回転数がゼロであることを確認し、さらに、温度検出手段から出力される信号に基づき外気温度が所定の閾値以下であることを確認したときに、暖機モードを開始する。さらに、制御手段は、内燃機関の回転数がゼロから増加する前に、暖機モードを終了する。

これにより、暖機モードの実行が無用、または、不可能であるときに、暖機モードの実行を見合わせることで、無駄な電力の消費を防止することができる。すなわち、外気温度が高いときには暖機モードの実行が無用である。また、内燃機関の回転数がゼロではないとき（つまり、内燃機関がすでに運転状態になっているとき）には通常の進角、遅角の制御を優先するので、暖機モードの実行は不可能である。
以上により、内燃機関の回転数ゼロ、かつ、外気温度閾値以下を暖機モード実行の条件とすることで、暖機モードの実行による無駄な電力の消費を防止することができる。

本願の第３発明によれば、可変バルブ装置は、次の始動予見手段を備える。すなわち、始動予見手段は、内燃機関の始動を制御手段に予見させる信号を出力する。そして、制御手段は、始動予見手段から出力される信号に基づき内燃機関の始動を予見したときに、暖機モードを実行する。
内燃機関の始動が予見されないときも暖機モードの実行が無用である。よって、内燃機関の始動予見を暖機モード実行の条件とすることで、暖機モードの実行による無駄な電力の消費を防止することができる。

本願の第４発明によれば、制御手段は、温度検出手段から出力される信号に応じて、暖機モードの実行時にコイルに与える電流の指令値を求める。
これにより、コイルを含む電気回路の抵抗の大きさに応じて電流の指令値を求めることができるので、高い電流をコイルに与えることで急速に暖機することができ、逆に、暖機モードの実行による過剰な電力消費を防止することもできる。

本願の第５発明によれば、制御手段は、暖機モードの実行時に、コイルに与える電流の指令値をゼロから漸増する。
これにより、暖機モードの開始に伴うスプールの急激な加速を防止することができる。このため、スプールがストッパ等に衝突することで生じる衝突音を緩和することができる。

本願の第６発明によれば、可変バルブ装置は、内燃機関の停止時間をカウントする計時手段を備え、制御手段は、計時手段によるカウント値が所定の閾値を超えているときに、暖機モードを実行する。
これにより、氷結が充分に進行した状態を選択して暖機モードを実行することができる。このため、暖機モード実行の効果を高めることができる。

本願の第７発明によれば、温度検出手段は、少なくとも２つ設けられており、制御手段は、２つの温度検出手段から出力される信号に基づき、暖機モードを実行するか否かを決める。また、本願の第８発明によれば、制御手段は、２つの温度検出手段から出力される信号に基づき、２つの温度検出手段により検出された温度の差を求め、この温度の差が所定の閾値よりも小さいときに、暖機モードを実行する。

これにより、２つの温度を監視することで、氷結の程度を推定することができる。例えば、２つの温度の差を監視するとともに、温度の差が所定の閾値よりも小さくなったときに、氷結が暖機モードの実行を必要とするレベルであると推定することができる。このため、内燃機関の停止時間をカウントしなくても、氷結が充分に進行した状態を選択して暖機モードを実行することができる。

本願の第９発明によれば、可変バルブ装置は、車載バッテリの電圧を検出し、車載バッテリの電圧を示す信号を制御手段に出力するバッテリ検出手段を備える。そして、制御手段は、バッテリ検出手段から出力される信号に基づき、暖機モードを実行するか否かを決める。
これにより、車載バッテリの充電量が低いときに暖機モードを実行せずに、スタータによる内燃機関の始動を優先することができる。

本願の第１０発明によれば、油圧制御弁はスプール弁であり、弁体としてのスプールは、自身の軸方向に駆動されて油圧を調節する。そして、回転体の回転軸とスプールの軸とは同軸である。
これにより、油圧制御弁から回転体に至る油圧回路に関し、油路の圧損を低減することができる。そして、油路の圧損を低減した可変バルブ装置において、更に、アクチュエータで暖機モードを実行することで、可変バルブ装置の動作範囲を低温側に拡大することができる。このため、更なる燃費向上、排気エミッション低減および出力向上等を達成することができる。

可変バルブ装置の内、調整機構、油圧制御弁およびアクチュエータの構成を示す構成図である（実施例１）。 可変バルブ装置の全体構成図である（実施例１）。 可変バルブ装置の制御手順を示すフローチャートである（実施例１）。 可変バルブ装置の動作を示すタイムチャートである（実施例１）。 印加電流の態様を示すタイムチャートである（実施例１）。 印加電流の態様を示すタイムチャートである（実施例３）。 印加電流の態様を示すタイムチャートである（実施例４）。 可変バルブ装置の全体構成図である（実施例５）。 可変バルブ装置の制御手順を示すフローチャートである（実施例５）。 可変バルブ装置の動作を示すタイムチャートである（実施例５）。 可変バルブ装置の全体構成図である（実施例６）。 可変バルブ装置の制御手順を示すフローチャートである（実施例６）。 可変バルブ装置の動作を示すタイムチャートである（実施例６）。 可変バルブ装置の全体構成図である（実施例７）。 可変バルブ装置の制御手順を示すフローチャートである（実施例７）。 可変バルブ装置の動作を示すタイムチャートである（実施例７）。 可変バルブ装置の内、調整機構、油圧制御弁およびアクチュエータの構成を示す構成図である（変形例）。 可変バルブ装置の内、調整機構、油圧制御弁およびアクチュエータの構成を示す構成図である（参考例）。 可変バルブ装置の全体構成図である（変形例）。 可変バルブ装置の制御手順を示すフローチャートである（変形例）。 可変バルブ装置の動作を示すタイムチャートである（変形例）。

実施形態の可変バルブ装置を、以下の実施例に基づき説明する。なお、実施例は具体的な一例を開示するものであり、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。

〔実施例１の構成〕
実施例１の可変バルブ装置１の構成を、図面を用いて説明する。
可変バルブ装置１は、燃費向上、排気エミッション低減および出力向上等を目的として、内燃機関のバルブの開閉タイミングを進角させたり遅角させたりするものであり、以下の調整機構２、油圧制御弁３、電磁式のアクチュエータ４、制御手段５、始動予見手段６、回転数検出手段７および温度検出手段８等を備える。

調整機構２は、クランクシャフトの回転に対してカムシャフト１０の回転を進角させたり遅角させたりすることでバルブの開閉タイミングを進角させたり遅角させたりするものであり、カムシャフト１０と同軸に設けられて油圧により回転する回転体（ハウジング１１やベーンロータ１２等）を有する。

油圧制御弁３は、ハウジング１１やベーンロータ１２に与える油圧を調節するものである。また、油圧制御弁３はスプール弁であり、弁体としてのスプール１３は、アクチュエータ４が発生する駆動力により自身の軸方向に駆動されて油圧を調節する。また、ハウジング１１やベーンロータ１２の回転軸とスプール１３の軸とは同軸である。

アクチュエータ４は、スプール１３を駆動する駆動力を発生するものであり、通電により磁束を発生するコイル１５、コイル１５の内周側で磁束を通す固定コア１６および可動コア１７、駆動力の出力軸としてのロッド１８等を有する。また、アクチュエータ４は、調整機構２や油圧制御弁３と同軸に配置され、ロッド１８はスプール１３の一端に、直接、当接して駆動力をスプール１３に伝える。

なお、本願の実施例１〜７の調整機構２、油圧制御弁３およびアクチュエータ４は、それぞれ、特願２０１３−０８０４４２（以下、「第１の先願」と呼ぶ。）の第１実施形態に記載の「バルブタイミング調整装置２」、「油圧制御弁３」および「電磁アクチュエータ１」と同一構成である。

また、実施例１のカムシャフト１０、ハウジング１１、ベーンロータ１２、スプール１３、コイル１５、固定コア１６、可動コア１７およびロッド１８は、それぞれ第１の先願の第１実施形態における「カムシャフト５」、「ハウジング７０」、「ベーンロータ７９」、「スプール９０」、「コイル１０」、「固定コア２０」、「可動コア３０」および「ロッド４０」と同一構成である。
よって、調整機構２、油圧制御弁３およびアクチュエータ４の詳細ならびに周辺の構造は、第１の先願の第１実施形態に記載のとおりであり、詳細説明を省略する。

さらに、第１の先願の第１実施形態の記載によれば、アクチュエータ４内への作動油の流入は抑制されている。よって、実施例１の可変バルブ装置１は乾式であり、低温時には氷結によって可動コア１７等の移動が妨げられる可能性がある。

制御手段５は、例えば、内燃機関の動作を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：以下、制御手段５をＥＣＵ５と呼ぶ。）である。また、ＥＣＵ５は、制御機能や演算機能を有するＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置、各種センサ等から出力された信号の入力を受ける入力装置、および、各種機器を通電制御等するための信号を出力する出力装置等を有する周知構造である。

そして、ＥＣＵ５は、各種センサ等から出力された信号に基づき、コイル１５に与える電流を操作することで油圧制御弁３による油圧の調節を制御する。
また、ＥＣＵ５は、低温時の動作を確保するため、内燃機関が始動する前にコイル１５に電流を与えて加熱する暖機モードを有する。
なお、ＥＣＵ５に信号を出力する各種センサ等とは、以下に説明する始動予見手段６、回転数検出手段７および温度検出手段８等である。

始動予見手段６は、内燃機関の始動をＥＣＵ５に予見させる信号を出力するものであり、例えば、キーレスエントリーのドアロック解除スイッチやドアスイッチ等を始動予見手段６として採用することができる。

回転数検出手段７は、内燃機関の回転数に相当する信号を検出し、回転数を示す信号をＥＣＵ５に出力するものであり、例えば、クランク角センサやカム角センサを回転数検出手段７として採用することができる。

温度検出手段８は、外気温度、または、車両のいずれかの部位における温度であって外気温度に応じて変化する外気相当温度を検出し、外気温度または外気相当温度を示す信号をＥＣＵ５に出力する。すなわち、温度検出手段８は、例えば、外気温度（以下、外気温と呼ぶ。）を検出するとともに、外気温を示す信号を出力する外気温センサである。また、外気相当温度として、例えば、内燃機関の冷却水の温度（以下、水温と呼ぶ。）、作動油の温度（以下、油温と呼ぶ。）、または、内燃機関に吸入される吸入空気の温度（以下、吸気温と呼ぶ。）等を挙げることができる。したがって、外気相当温度を検出する場合、温度検出手段８には、水温センサ、油温センサまたは吸気温センサ等を採用してもよい。

以下、ＥＣＵ５による暖機モードの実行について説明する。
ＥＣＵ５は、始動予見手段６から出力される信号に基づき内燃機関の始動を予見し、回転数検出手段７から出力される信号に基づき内燃機関の回転数がゼロであることを確認し、さらに、温度検出手段８から出力される信号に基づき外気温が所定の閾値以下であることを確認したときに、暖機モードを開始する。さらに、ＥＣＵ５は、内燃機関の回転数がゼロから増加する前に、暖機モードを終了する。

次に、暖機モードを実行するためのフローを図３のフローチャート、および、図４のタイムチャートに基づき説明する。なお、以下の説明では、始動予見手段６をドアスイッチとする。

図３のフローチャートによれば、まず、ステップＳ１で、内燃機関の始動が予見されるか否かを判断する。この判断は、始動予見手段６から出力される信号に基づき行われる。すなわち、ＥＣＵ５でドアスイッチＯＮの入力を受けた場合、内燃機関の始動が予見されたものとみなし（ＹＥＳ）、ステップＳ２に進み、ドアスイッチＯＮの入力を受けなかって場合（ドアスイッチがＯＦＦを維持していた場合）、内燃機関の始動が予見されないものとみなし（ＮＯ）、フローを終了する。

次に、ステップＳ２で、内燃機関が停止しているか否かを判断する。この判断は、回転数検出手段７から出力される信号に基づき行われる。すなわち、回転数検出手段７からＥＣＵ５に入力される信号に基づき、内燃機関の回転数がゼロであると見なされた場合、内燃機関が停止しているものとみなし（ＹＥＳ）、ステップＳ３に進む。また、内燃機関の回転数がゼロではないと見なされた場合、内燃機関が停止していないものとみなし（ＮＯ）、フローを終了する。

さらに、ステップＳ３で、外気温が所定の閾値以下であるか否かを判断する。この判断は、温度検出手段８から出力される信号に基づき行われる。すなわち、温度検出手段８からＥＣＵ５に入力される信号に基づき、外気温が所定の閾値以下であると見なされた場合（ＹＥＳ）、ステップＳ４に進んで暖機モードを実行する。また、外気温が所定の閾値よりも大きいと見なされた場合（ＮＯ）、フローを終了する。

そして、図４のタイムチャートによれば、時間ｔ０において乗員のドア開の操作によりドアスイッチがＯＮになる。このとき、内燃機関の回転数はゼロであり、かつ、外気温も所定の閾値以下であるため、直ちに暖機モードが実行される。

その後、時間ｔ１に暖機モードが終了し、さらに、時間ｔ２にスタータ２０により内燃機関が始動されて回転数がゼロから増加する。
なお、暖機モードの終了には様々な態様を考えることができる。例えば、暖機モードの実行時間を予め規定しておくとともに、規定した時間に達したときに暖機モードを終了してもよい。また、イグニッションスイッチがＯＮしたときに暖機モードを終了してもよい。

なお、実施例１では、暖機モードにおいてコイル１５に与える電流（以下、印加電流と呼ぶことがある。）は、内燃機関運転中の通常の進角または遅角の制御に使用される数値よりも大きい一定値に制御される（図５参照。）。また、例えば、電流センサを設けて印加電流を検出するとともにＥＣＵ５にフィードバックし、ＥＣＵ５にて、電流センサによる検出値と指令値とを略一致させるように制御してもよい。

〔実施例１の作用効果〕
実施例１の可変バルブ装置１は乾式であり、ＥＣＵ５は、内燃機関が始動する前にコイル１５に電流を与えて加熱する暖機モードを有する。
これにより、内燃機関が始動する前に、コイル１５の発熱によってアクチュエータ４内における氷結を解消することができる。このため、アクチュエータ４において可動コア１７等の移動が氷結によって妨げられなくなるので、アクチュエータ４の低温時の動作を確保することができる。

また、ＥＣＵ５は、始動予見手段６から出力される信号に基づき内燃機関の始動を予見し、回転数検出手段７から出力される信号に基づき内燃機関の回転数がゼロであることを確認し、さらに、温度検出手段８から出力される信号に基づき外気温が所定の閾値以下であることを確認したときに、暖機モードを開始する。さらに、ＥＣＵ５は、内燃機関の回転数がゼロから増加する前に、暖機モードを終了する。

これにより、暖機モードの実行が無用、または、不可能であるときに、暖機モードの実行を見合わせることで、無駄な電力の消費を防止することができる。すなわち、内燃機関の始動が予見されないときや、外気温が高いときには暖機モードの実行が無用である。また、内燃機関の回転数がゼロではないとき（つまり、内燃機関がすでに運転状態になっているとき）には通常の進角、遅角の制御を優先するので、暖機モードの実行は不可能である。
以上により、内燃機関の始動予見、外気温閾値以下、かつ、内燃機関の回転数ゼロを暖機モード実行の条件とすることで、暖機モードの実行による無駄な電力の消費を防止することができる。

さらに、油圧制御弁３はスプール弁であり、弁体としてのスプール１３は、自身の軸方向に駆動されて油圧を調節する。そして、回転体（ハウジング１１やベーンロータ１２）の回転軸とスプール１３の軸とは同軸である。
これにより、油圧制御弁３から回転体に至る油圧回路に関し、油路の圧損を低減することができる。そして、油路の圧損を低減した可変バルブ装置１において、更に、アクチュエータ４で暖機モードを実行することで、可変バルブ装置１の動作範囲を低温側に拡大することができる。このため、更なる燃費向上、排気エミッション低減および出力向上等を達成することができる。

〔実施例２〕
実施例２の可変バルブ装置１によれば、ＥＣＵ５は、温度検出手段８から出力される信号に応じて印加電流の指令値を求める。
これにより、コイル１５を含む電気回路の抵抗の大きさに応じて印加電流の指令値を求めることができるので、高い電流をコイル１５に与えることで急速に暖機することができ、逆に、暖機モードの実行による過剰な電力消費を防止することもできる。

〔実施例３〕
実施例３の可変バルブ装置１によれば、ＥＣＵ５は、印加電流の指令値をゼロから漸増する（図６参照。）。
これにより、暖機モードの開始に伴うスプール１３の急激な加速を防止することができる。このため、スプール１３がストッパ等に衝突することで生じる衝突音を緩和することができる。なお、本実施例のストッパ等はスリーブ２２に設けられている。

〔実施例４〕
実施例４の可変バルブ装置１によれば、ＥＣＵ５は、複数の矩形波をなすように印加電流を複数回に分けてコイル１５に与える（図７参照。）。

〔実施例５〕
実施例５の可変バルブ装置１は、内燃機関の停止時間をカウントする計時手段２４を備え、ＥＣＵ５は、計時手段２４によるカウント値が所定の閾値を超えているときに、暖機モードを実行する。また、計時手段２４には、例えば、ＥＣＵ５内に設けられた計時装置を利用することができる（図８参照。）。

以下、実施例５において暖機モードを実行するためのフローを図９のフローチャート、および、図１０のタイムチャートに基づき説明する。なお、図９のフローチャートにおける各ステップの内、ステップＳ１１、Ｓ１３、Ｓ１４はそれぞれ実施例１のステップＳ１、Ｓ３、Ｓ４と同一であり、説明を省略する。

また、ステップＳ１２では、内燃機関が所定時間以上停止しているか否かを判断する。この判断は、回転数検出手段７から出力される信号および計時手段２４によるカウント値に基づき行われる。すなわち、回転数検出手段７からＥＣＵ５に入力される信号に基づき、内燃機関の回転数がゼロであると見なされ、かつ、計時手段２４によるカウント値が所定の閾値を超えている場合、内燃機関が所定時間以上停止しているものとみなし（ＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。また、内燃機関の回転数がゼロではないと見なされた場合、または、カウント値が所定の閾値を超えていない場合、内燃機関が所定時間以上停止していないものとみなし（ＮＯ）、フローを終了する。

そして、図１０のタイムチャートによれば、時間ｔ０において乗員のドア開の操作によりドアスイッチがＯＮになる。このとき、内燃機関は所定時間以上停止しており、かつ、外気温も所定の閾値以下であるため、直ちに暖機モードが実行される。
その後、時間ｔ１に暖機モードが終了し、さらに、時間ｔ２にスタータ２０により内燃機関が始動されて回転数がゼロから増加する。

以上により、実施例５の可変バルブ装置１によれば、内燃機関の停止時間が長くて氷結が充分に進行した状態を選択して暖機モードを実行することができる。このため、暖機モード実行の効果を高めることができる。

〔実施例６〕
実施例６の可変バルブ装置１によれば、温度検出手段８は、少なくとも２つ設けられている（図１１参照：以下、実施例６では２つの温度検出手段８を温度検出手段８Ａ、８Ｂとして説明する。）。そして、ＥＣＵ５は、温度検出手段８Ａ、８Ｂから出力される信号に基づき、暖機モードを実行するか否かを決める。

すなわち、ＥＣＵ５は、温度検出手段８Ａ、８Ｂから出力される信号に基づき、温度検出手段８Ａ、８Ｂにより検出された温度の差を求め、この温度の差が所定の閾値よりも小さいときに、暖機モードを実行する。つまり、温度の差を監視するとともに、温度の差が所定の閾値よりも小さくなったときに、氷結が暖機モードの実行を必要とするレベルであると推定し、暖機モードを実行する。

なお、温度検出手段８Ａ、８Ｂの組合せとして、外気温センサと水温センサとの組合せ、外気温センサと油温センサとの組合せ、または、水温センサと油温センサとの組合せ等を例示することができる（以下、実施例６では温度検出手段８Ａ、８Ｂをそれぞれ外気温センサ、水温センサとして説明する。）。

以下、実施例６において暖機モードを実行するためのフローを図１２のフローチャート、および、図１３のタイムチャートに基づき説明する。なお、図１２のフローチャートにおける各ステップの内、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２５はそれぞれ実施例１のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ４と同一であり、説明を省略する。

まず、ステップＳ２３では、外気温が所定の閾値以下であるか否かを判断する。この判断は、温度検出手段８Ａ（外気温センサ）から出力される信号に基づき行われる。すなわち、温度検出手段８ＡからＥＣＵ５に入力される信号に基づき、外気温が所定の閾値以下であると見なされた場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２４に進み、外気温が所定の閾値よりも大きいと見なされた場合（ＮＯ）、フローを終了する。

次に、ステップＳ２４では、温度検出手段８Ａ、８Ｂにより検出された温度差が所定の閾値以下であるか否かを判断する。この判断は、温度検出手段８Ａ（外気温センサ）および温度検出手段８Ｂ（水温センサ）から出力される信号に基づき行われる。すなわち、温度検出手段８Ａ、８ＢからＥＣＵ５に入力される信号に基づき水温と外気温との温度差を求め、この温度差が所定の閾値以下であると見なされた場合（ＹＥＳ）、ステップＳ２５に進み、温度差が所定の閾値よりも大きいと見なされた場合（ＮＯ）、フローを終了する。

そして、図１３のタイムチャートによれば、時間ｔ０において乗員のドア開の操作によりドアスイッチがＯＮになる。このとき、内燃機関の回転数はゼロであり、外気温も所定の閾値以下であり、さらに、水温と外気温との温度差も所定の閾値以下であるため、直ちに暖機モードが実行される。
その後、時間ｔ１に暖機モードが終了し、さらに、時間ｔ２にスタータ２０により内燃機関が始動されて回転数がゼロから増加する。

以上により、例えば、外気温と水温との温度差を監視するとともに、温度差が所定の閾値よりも小さくなったときに、氷結が暖機モードの実行を必要とするレベルであると推定することができる。このため、内燃機関の停止時間をカウントしなくても、氷結が充分に進行した状態を選択して暖機モードを実行することができる。

〔実施例７〕
実施例７の可変バルブ装置１は、車載バッテリの電圧を検出し、車載バッテリの電圧を示す信号をＥＣＵ５に出力するバッテリ検出手段２６を備える（図１４参照。）。そして、ＥＣＵ５は、バッテリ検出手段２６から出力される信号に基づき、暖機モードを実行するか否かを決める。なお、バッテリ検出手段２６には周知の電圧センサを採用することができる。

以下、実施例７において暖機モードを実行するためのフローを図１５のフローチャート、および、図１６のタイムチャートに基づき説明する。なお、図１５のフローチャートにおける各ステップの内、ステップＳ３１、Ｓ３２、Ｓ３３、Ｓ３５はそれぞれ実施例１のステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と同一であり、説明を省略する。

ステップＳ３４では、車載バッテリの電圧が所定の閾値以上であるか否かを判断する。この判断は、バッテリ検出手段２６から出力される信号に基づき行われる。すなわち、バッテリ検出手段２６からＥＣＵ５に入力される信号に基づき、車載バッテリの電圧が所定の閾値以上であると見なされた場合（ＹＥＳ）、ステップＳ３５に進み、車載バッテリの電圧が所定の閾値よりも小さいと見なされた場合（ＮＯ）、フローを終了する。

そして、図１６のタイムチャートによれば、時間ｔ０において乗員のドア開の操作によりドアスイッチがＯＮになる。このとき、内燃機関の回転数はゼロであり、外気温も所定の閾値以下であり、さらに、車載バッテリ電圧は所定の閾値以上であるため、直ちに暖機モードが実行される。

その後、時間ｔ１に暖機モードが終了し、さらに、時間ｔ２にスタータ２０により内燃機関が始動されて回転数がゼロから増加する。
以上により、車載バッテリの充電量が低いときに暖機モードを実行せずに、スタータ２０による内燃機関の始動を優先することができる。

〔変形例〕
可変バルブ装置１の態様は実施例に限定されず、種々の変形例を考えることができる。
例えば、図１７に示すように、アクチュエータ４内への作動油の流入を遮断する乾式の可変バルブ装置１において、実施例１〜７と同様の暖機モードの実行、および、暖機モードの実行可否の判断を行うようにしてもよい。

図１７に示す可変バルブ装置１においても、低温時に水分の氷結によって可動コア１７等の移動が妨げられる可能性がある。このため、実施例１〜７と同様の暖機モードの実行、および、暖機モードの実行可否の判断を行うことで、アクチュエータ４内における氷結を解消することができる。このため、アクチュエータ４において可動コア１７等の移動が氷結によって妨げられなくなるので、図１７の可変バルブ装置１においてアクチュエータ４の低温時の動作を確保することができる。

なお、図１７の変形例に示す調整機構２および油圧制御弁３は、それぞれ、特願２０１４−０５３１５４（以下、「第２の先願」と呼ぶ。）の第１実施形態に記載の「位相調整機構２０」および「油路切換弁４０」と同一構成である。また、図１７の変形例のカムシャフト１０、ハウジング１１、ベーンロータ１２およびスプール１３は、それぞれ第２の先願の第１実施形態における「カム軸２０２」、「フロントカバー２１」、「ベーンロータ３２」および「スプール４８」と同一構成である。よって、調整機構２および油圧制御弁３の詳細ならびに周辺の構造は、第２の先願の第１実施形態に記載のとおりであり、詳細説明を省略する。

さらに、図１７の変形例のアクチュエータ４は、実施例と同じ構造であり、調整機構２や油圧制御弁３と同軸に配置され、ロッド１８はスプール１３の一端に、所定の部品を介して間接的に当接し、駆動力をスプール１３に伝える。

なお、図１８は参考例を示すものであり、図１８の可変バルブ装置１は、アクチュエータ４内への作動油の流入が抑制されていない「湿式」である。図１８の可変バルブ装置１によれば、アクチュエータ４が調整機構２と同軸に配置されていない。このような可変バルブ装置１においても、実施例１〜７と同様の暖機モードの実行、および、暖機モードの実行可否の判断を行うようにしてもよい。

なお、図１８の変形例に示す調整機構２は、特許文献１（以下、「第３の先願」と呼ぶことがある。）の第一実施形態に記載の「駆動部１０」と同一構成である。また、図１８の変形例のカムシャフト１０、ハウジング１１およびベーンロータ１２は、それぞれ第３の先願の第一実施形態における「カムシャフト２」、「シューハウジング１２」および「ベーンロータ１４」と同一構成である。よって、調整機構２の詳細ならびに周辺の構造は、第３の先願の第一実施形態に記載のとおりであり、詳細説明を省略する。

なお、図１８の変形例の油圧制御弁３およびアクチュエータ４は、アクチュエータ４のヨークが油圧制御弁３のスリーブ２２にかしめ固定されて一体化しており、この一体物は、第３の先願の第一実施形態において「切換制御弁３１」と同一構成である。

また、暖機モードの実行可否判断の態様も実施例に限定されず、様々な態様を採用することができる。例えば、始動予見手段６、回転数検出手段７、温度検出手段８、計時手段２４およびバッテリ検出手段２６の全てから出力される信号を用いて暖機モードの実行可否を判断してもよい。

さらに、回転数検出手段７および温度検出手段８の２つから出力される信号を用いて暖機モードの実行可否を判断してもよく、回転数検出手段７、温度検出手段８および計時手段２４の３つから出力される信号を用いて暖機モードの実行可否を判断してもよく、回転数検出手段７、温度検出手段８およびバッテリ検出手段２６の３つから出力される信号を用いて暖機モードの実行可否を判断してもよい。

例えば、回転数検出手段７および温度検出手段８の２つから出力される信号を用いて暖機モードの実行可否を判断する場合（図１９参照。）、図２０に示すフローチャートにより暖機モードを実行することができる。
なお、図２０のフローチャートにおけるステップＳ４１、Ｓ４２、Ｓ４３はそれぞれ実施例１のステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４と同一であり、説明を省略する。

そして、図２１のタイムチャートによれば、時間ｔ０において、内燃機関の回転数はゼロであり、かつ、外気温も所定の閾値以下であるため、直ちに暖機モードが実行される。
その後、時間ｔ１に暖機モードが終了し、さらに、時間ｔ２にスタータ２０により内燃機関が始動されて回転数がゼロから増加する。

１ 可変バルブタイミング装置（可変バルブ装置） ３ 油圧制御弁 ４ アクチュエータ ５ ＥＣＵ（制御手段） １１ ハウジング（回転体） １２ ベーンロータ（回転体） １５ コイル

Claims (9)

1. 車両に搭載され、所定の回転体（１１、１２）を油圧により回転させることで、内燃機関の吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを進角させたり遅角させたりする可変バルブタイミング装置（１）において、
   前記回転体（１１、１２）に与える油圧を調節する油圧制御弁（３）と、この油圧制御弁（３）の弁体を駆動する駆動力を発生する電磁式のアクチュエータ（４）と、このアクチュエータ（４）のコイル（１５）に与える電流を操作することで前記油圧制御弁（３）による油圧の調節を制御する制御手段（５）とを備え、
   前記油圧制御弁（３）はスプール弁であり、弁体としてのスプール（１３）は、自身の軸方向に駆動されて油圧を調節し、前記回転体（１１、１２）の回転軸と前記スプール（１３）の軸とは同軸であり、
   前記アクチュエータ（４）は、前記コイル（１５）の内周側に前記スプール（１３）と同軸のロッド（１８）を有し、前記油圧制御弁（３）の軸方向の一方側に配置され、前記コイル（１５）への通電により前記ロッド（１８）を介して前記スプール（１３）を軸方向の他方側に駆動することで油圧を調節し、
   前記油圧制御弁（３）または前記アクチュエータ（４）には、前記油圧制御弁（３）から軸方向の一方側に漏出した作動油が前記コイル（１５）の内周側へ流入するのを抑制する部品が組み入れられており、
   前記制御手段（５）は、前記内燃機関が始動する前に前記コイル（１５）に電流を与えて加熱する暖機モードを有することを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。
2. 請求項１に記載の可変バルブタイミング装置（１）において、
   前記内燃機関の回転数に相当する信号を検出し、前記回転数を示す信号を前記制御手段（５）に出力する回転数検出手段（７）と、
   外気温度、または、車両のいずれかの部位における温度であって外気温度に応じて変化する外気相当温度を検出し、前記外気温度または前記外気相当温度を示す信号を前記制御手段（５）に出力する温度検出手段（８）とを備え、
   前記制御手段（５）は、
   前記回転数検出手段（７）から出力される信号に基づき前記内燃機関の回転数がゼロであることを確認し、さらに、前記温度検出手段（８）から出力される信号に基づき前記外気温度が所定の閾値以下であることを確認したときに、前記暖機モードを開始し、
   前記内燃機関の回転数がゼロから増加する前に、前記暖機モードを終了することを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。
3. 請求項１または請求項２に記載の可変バルブタイミング装置（１）において、
   前記内燃機関の始動を前記制御手段（５）に予見させる信号を出力する始動予見手段（６）を備え、
   前記制御手段（５）は、前記始動予見手段（６）から出力される信号に基づき前記内燃機関の始動を予見したときに、前記暖機モードを実行することを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。
4. 請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング装置（１）において、
   外気温度、または、車両のいずれかの部位における温度であって外気温度に応じて変化する外気相当温度を検出し、前記外気温度または前記外気相当温度を示す信号を前記制御手段（５）に出力する温度検出手段（８）を備え、
   前記制御手段（５）は、前記温度検出手段（８）から出力される信号に応じて、前記暖機モードの実行時に前記コイル（１５）に与える電流の指令値を求めることを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。
5. 請求項１ないし請求項４の内のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング装置（１）において、
   前記制御手段（５）は、前記暖機モードの実行時に、前記コイル（１５）に与える電流の指令値をゼロから漸増することを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。
6. 請求項１ないし請求項５の内のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング装置（１）において、
   前記内燃機関の停止時間をカウントする計時手段（２４）を備え、
   前記制御手段（５）は、前記計時手段（２４）によるカウント値が所定の閾値を超えているときに、前記暖機モードを実行することを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。
7. 請求項１ないし請求項６の内のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング装置（１）において、
   外気温度、または、車両のいずれかの部位における温度であって外気温度に応じて変化する外気相当温度を検出し、前記外気温度または前記外気相当温度を示す信号を前記制御手段（５）に出力する温度検出手段（８）を備え、
   前記温度検出手段（８）は、少なくとも２つ設けられており、
   前記制御手段（５）は、２つの前記温度検出手段（８Ａ、８Ｂ）から出力される信号に基づき、前記暖機モードを実行するか否かを決めることを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。
8. 請求項７に記載の可変バルブタイミング装置（１）において、
   前記制御手段（５）は、２つの前記温度検出手段（８Ａ、８Ｂ）から出力される信号に基づき、２つの前記温度検出手段（８Ａ、８Ｂ）により検出された温度の差を求め、この温度の差が所定の閾値よりも小さいときに、前記暖機モードを実行することを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。
9. 請求項１ないし請求項８の内のいずれか１つに記載の可変バルブタイミング装置（１）において、
   車載バッテリの電圧を検出し、前記車載バッテリの電圧を示す信号を前記制御手段（５）に出力するバッテリ検出手段（２６）を備え、
   前記制御手段（５）は、前記バッテリ検出手段（２６）から出力される信号に基づき、前記暖機モードを実行するか否かを決めることを特徴とする可変バルブタイミング装置（１）。

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