可変動弁装置の制御装置
【課題】バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することのできる可変動弁装置の制御装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１の可変動弁装置２０は、吸気バルブ２１のバルブタイミングＶＴを変更する油圧式のバルブタイミング変更機構３０と、バルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するバルブタイミング固定機構４０と、バルブタイミング変更機構３０の動作を制御する電子制御装置８１とを備える。電子制御装置８１は、バルブタイミング変更機構３０の動作状態がバルブタイミングＶＴを変更することが可能な位相解除状態のとき、作動油の成分に応じてバルブタイミングＶＴの変更可能範囲を制限する。
【解決手段】内燃機関１の可変動弁装置２０は、吸気バルブ２１のバルブタイミングＶＴを変更する油圧式のバルブタイミング変更機構３０と、バルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するバルブタイミング固定機構４０と、バルブタイミング変更機構３０の動作を制御する電子制御装置８１とを備える。電子制御装置８１は、バルブタイミング変更機構３０の動作状態がバルブタイミングＶＴを変更することが可能な位相解除状態のとき、作動油の成分に応じてバルブタイミングＶＴの変更可能範囲を制限する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の可変動弁装置の制御装置は、バルブタイミングのフィードバック制御の安定性の点から、位相変更機構の作動油の温度が低いときには位相固定機構によりバルブタイミングを特定位相に固定する。すなわち、位相変更機構の作動油の温度が低いとき、位相変更機構の動作を制限するための制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１０４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作動油の温度および内燃機関の回転速度が互いに同じ大きさであることを前提として、高粘度の種類の作動油が用いられているときの位相変更機構の動作速度と、低粘度の種類の作動油が用いられているときの位相変更機構の動作速度とを比較したとき、高粘度の作動油の抵抗が大きいことから前者の動作速度が後者の動作速度よりも小さくなる。すなわち、位相変更機構の動作速度は、作動油の温度のみの影響を受けて変化するものではなく、作動油の種類等の違いによる粘度の影響も受けて変化する。
【０００５】
一方、特許文献１の可変動弁装置の制御装置は、作動油の温度が低いときには一律に位相変更機構の動作を制限しているため、低粘度の種類の作動油が用いられているとき、すなわち位相変更機構の動作速度に対する作動油の粘度の影響が小さいと予測されるときにも、バルブタイミングを変更することが許容されない。
【０００６】
この状態は、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが許容されるにもかかわらず、バルブタイミングの変更可能範囲が機関運転状態に見合う変更可能範囲に対して過度に制限されている状態に相当する。
【０００７】
なお、ここでは位相変更機構の動作の制限として、位相固定機構により位相変更機構の動作を固定するものを例として挙げているが、作動油の粘度を考慮して位相変更機構の動作の制限するための制御を行なう可変動弁装置の制御装置あれば、上記と同様の問題が生じるものと考えられる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することのできる可変動弁装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、前記位相変更機構の作動油の成分に応じて前記位相変更機構の動作を制限する制限制御を行なうことを要旨としている。
【００１０】
この発明によれば、作動油の成分の違いによる作動油の粘度の違いが制限制御に反映されるため、作動油の温度が低い状態において位相変更機構の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００１１】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、請求項１に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲として、前記制限制御において、前記位相変更機構の作動油の成分に応じて前記変更可能範囲を制限することを要旨としている。
【００１２】
この発明によれば、作動油の成分の違いによる作動油の粘度の違いが変更可能範囲の制限に反映されるため、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００１３】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲として、前記位相変更機構の動作を制限する制限制御を行なうこと、ならびに、前記制限制御において、前記位相変更機構の作動油の粘度に応じて前記変更可能範囲を制限することを要旨としている。
【００１４】
この発明によれば、作動油の粘度の違いが変更可能範囲の制限に反映されるため、作動油の温度が低い状態において位相変更機構の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００１５】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、請求項２または３に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記位相変更機構の作動油の粘度を油粘度とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記変更可能範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記変更可能範囲の大きさよりも小さくすることを要旨としている。
【００１６】
油粘度が高いほど位相変更機構の動作に対する作動油の抵抗が大きくなるため、位相変更機構を位相解除状態から位相固定状態に変更するまでにかかる期間は、油粘度が低いときよりも油粘度が高いときの方が長くなる。これにより、例えば、油粘度が高いときかつエンジンストールの発生時には油粘度が低いときかつエンジンストールの発生時と比較して、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する可能性が高くなる。
【００１７】
この発明では、油粘度が高いときの変更可能範囲を油粘度が低いときの変更可能範囲よりも小さくしているため、油粘度が高いときと油粘度が低いときとを比較したとき、制限制御の実行中においてのバルブタイミングと特定位相との最大の差が後者よりも前者の方が小さくなる。このため、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【００１８】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち、請求項４に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記特定位相が最遅角位相と最進角位相との間の位相であること、前記最遅角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも遅角側の所定の位相を遅角側制限位相とし、前記特定位相から前記遅角側制限位相までの範囲を遅角側制限範囲として、前記変更可能範囲に前記遅角側制限範囲が含まれること、ならびに、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記遅角側制限範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記遅角側制限範囲の大きさよりも小さくすることを要旨としている。
【００１９】
カムシャフトのトルクは、進角方向および遅角方向に変動する。また、進角方向に作用するトルクよりも遅角方向に作用するトルクの方が大きい。このため、特定位相よりも遅角側のバルブタイミングを進角させる場合、特定位相よりも進角側のバルブタイミングを遅角させる場合と比較して、位相変更機構にかかる抵抗が大きい。このため、エンジンストールの発生時においてバルブタイミングが特定位相よりも遅角側にあるとき、バルブタイミングと特定位相との差が大きくなるにつれて位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する可能性が高くなる。
【００２０】
この発明では、油粘度が高いときの遅角側制限範囲を油粘度が低いときの遅角側制限範囲よりも小さくしているため、油粘度が高いときと油粘度が低いときとを比較したとき、制限制御の実行中においてのバルブタイミングと特定位相との最大の差が後者よりも前者の方が小さくなる。このため、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【００２１】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の発明すなわち、請求項４に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記特定位相が最遅角位相と最進角位相との間の位相であること、前記最遅角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも遅角側の所定の位相を遅角側制限位相とし、前記最進角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも進角側の所定の位相を進角側制限位相とし、前記特定位相から前記遅角側制限位相までの範囲を遅角側制限範囲とし、前記特定位相から前記進角側制限位相までの範囲を進角側制限範囲として、前記変更可能範囲に前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲が含まれること、ならびに、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲の大きさよりも小さくすることを要旨としている。
【００２２】
この発明では、油粘度が高いときの遅角側制限範囲および進角側制限範囲を油粘度が低いときの遅角側制限範囲および進角側制限範囲よりも小さくしているため、油粘度が高いときと油粘度が低いときとを比較したとき、制限制御の実行中においてのバルブタイミングと特定位相との最大の差が後者よりも前者の方が小さくなる。このため、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【００２３】
（７）第７の手段は、請求項７に記載の発明すなわち、請求項１〜６のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記制限制御において、前記制限制御を実行する期間を制限期間として、前記作動油の成分および粘度の少なくとも一方に応じて前記制限期間を変更することを要旨としている。
【００２４】
この発明によれば、作動油の成分および粘度の少なくとも一方の違いが制限期間に反映されるため、作動油の温度が低い状態において位相変更機構の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００２５】
（８）第８の手段は、請求項８に記載の発明すなわち、請求項７に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記位相変更機構の作動油の粘度を油粘度とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記制限期間を前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記制限期間よりも大きくすることを要旨としている。
【００２６】
この発明では、油粘度が高いときの制限期間を油粘度が低いときの制限期間よりも大きくしているため、油粘度が高いときと油粘度が低いときとを比較したとき、制限制御の実行中においての変更可能範囲が制限される期間が前者よりも後者の方が長くなる。このため、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【００２７】
（９）第９の手段は、請求項９に記載の発明すなわち、バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲とし、前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記変更可能範囲を制限する期間を制限期間とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、前記所定油温時の前記位相変更機構の動作速度に応じて前記変更可能範囲および前記制限期間の少なくとも一方を変更する制限制御を行うことを要旨としている。
【００２８】
この発明によれば、作動油の粘度の違いが反映される位相変更機構の動作速度に応じて制限制御を行なうため、作動油の温度が低い状態において位相変更機構の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００２９】
（１０）第１０の手段は、請求項１０に記載の発明すなわち、請求項９に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが進角するとき、前記位相変更機構の動作速度を学習することを要旨としている。
【００３０】
カムシャフトのトルクは、進角方向および遅角方向に変動する。また、進角方向に作用するトルクよりも遅角方向に作用するトルクの方が大きい。このため、バルブタイミングを進角させる場合にはバルブタイミングを遅角させる場合と比較して、位相変更機構にかかる抵抗が大きい。これにより、作動油の粘度の違いによる動作速度の違いは、バルブタイミングの遅角時よりもバルブタイミングの進角時の方が検出しやすい。上記発明ではこの点に着目して、バルブタイミングの進角時に動作速度を学習している。このため、位相変更機構の動作速度が適切に学習される頻度が高くなる。
【００３１】
（１１）第１１の手段は、請求項１１に記載の発明すなわち、請求項９または１０に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが変化しはじめるとき、前記位相変更機構の動作速度を学習することを要旨としている。
【００３２】
この発明では、バルブタイミングの変化速度が「０」の状態を基準として、この状態からのバルブタイミングの変化速度に応じて位相変更機構の動作速度を学習するため、バルブタイミングの変化速度が変動している状態を基準として学習を行う構成と比較して、位相変更機構の動作速度が適切に学習される頻度が高くなる。
【００３３】
（１２）第１２の手段は、請求項１２に記載の発明すなわち、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、機関運転状態に応じて前記位相変更機構の動作状態が前記位相固定状態から前記位相解除状態に変更されるとき、前記位相変更機構の動作速度を学習することを要旨としている。
【００３４】
この発明では、機関運転状態に応じて位相変更機構の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変更されるときに動作速度を学習するため、動作速度の学習のために位相変更機構を動作させる構成と比較して、動作速度の学習にともないバルブタイミングが機関運転状態に適していないものに変更される頻度を低減することができる。
【００３５】
（１３）第１３の手段は、請求項１３に記載の発明すなわち、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記位相変更機構の動作速度を学習するとき、前記位相変更機構に対する前記作動油の給排態様として前記位相変更機構を所定の動作速度以上の動作速度で駆動するための給排態様を選択することを要旨としている。
【００３６】
（１４）第１４の手段は、請求項１４に記載の発明すなわち、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記内燃機関の回転速度を加味して前記位相変更機構の動作速度を学習することを要旨としている。
【００３７】
クランクシャフトのトルクにより作動油を位相変更機構に供給する内燃機関においては、位相変更機構の動作速度が内燃機関の回転速度に応じて変化する。上記発明では、内燃機関の回転速度を加味して位相変更機構の動作速度を学習するため、学習する動作速度に対する同回転速度の影響分を小さくすることが可能になる。このため、作動油の粘度の影響がより適切に反映された位相変更機構の動作速度を学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態の可変動弁装置の制御装置について、これを備える内燃機関の構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態のバルブタイミング変更機構について、その径方向に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態のバルブタイミング変更機構について、図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を平面上に展開したものを示す断面図。
【図４】同実施形態のバルブタイミング変更機構について、図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を平面上に展開したものを示す断面図。
【図５】同実施形態の電子制御装置により実行される「位相解除時制御」について、その手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態の電子制御装置により実行される「位相解除時制御」について、その実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【図７】同実施形態の電子制御装置により実行される「動作速度学習制御」について、その手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態の電子制御装置により実行される「動作速度学習制御」について、同制御において参照される学習動作速度と変更可能範囲との関係を示すマップ。
【図９】同実施形態の電子制御装置により実行される「動作速度学習制御」について、その実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】本発明のその他の実施形態としての可変動弁装置の制御装置について、電子制御装置により実行される「位相解除時制御」の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１を参照して、内燃機関１の構成について説明する。
内燃機関１は、混合気の燃焼によりクランクシャフト１５を回転させる機関本体１０と、動弁系の各要素を備える可変動弁装置２０と、機関本体１０等に作動油を供給する油圧機構７０と、これら装置をはじめとする各種装置を統括的に制御する制御装置８０とを備えている。
【００４０】
機関本体１０は、混合気の燃焼が行われるシリンダブロック１１と、可変動弁装置２０が設けられるシリンダヘッド１２と、機関本体１０の各部位に供給する作動油を貯留するオイルパン１３とを備えている。
【００４１】
可変動弁装置２０は、燃焼室１４の吸気ポートを開放および閉鎖する吸気バルブ２１と、燃焼室１４の排気ポートを開放および閉鎖する排気バルブ２３と、吸気バルブ２１を押し下げる吸気カムシャフト２２と、排気バルブ２３を押し下げる排気カムシャフト２４とを備えている。またこの他に、クランクシャフト１５の回転位相に対する吸気カムシャフト２２の回転位相（以下、「バルブタイミングＶＴ」）を変更するバルブタイミング変更機構３０と、バルブタイミングＶＴを固定するバルブタイミング固定機構４０とを備えている。
【００４２】
バルブタイミング変更機構３０は、バルブタイミングＶＴを最も進角側のバルブタイミング（以下、「最進角位相ＶＴｍａｘ」）から最も遅角側のバルブタイミング（以下、「最遅角位相ＶＴｍｉｎ」）までの間で変更する。
【００４３】
バルブタイミング固定機構４０は、バルブタイミングＶＴを最遅角位相ＶＴｍｉｎと最進角位相ＶＴｍａｘとの間の特定のバルブタイミング（以下、「中間角位相ＶＴｍｄｌ」）に固定する。なお、中間角位相ＶＴｍｄｌは「特定位相」に相当する。
【００４４】
中間角位相ＶＴｍｄｌとしては、寒冷地において内燃機関１を始動することが可能なバルブタイミングＶＴが設定されている。機関始動時においてバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに維持されている場合と、これよりも遅角側のバルブタイミングＶＴに維持されている場合とを比較したとき、後者よりも前者の方が機関始動性が高い。
【００４５】
油圧機構７０は、オイルパン１３の作動油を吐出するオイルポンプ７１と、バルブタイミング変更機構３０についての作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルコントロールバルブ７２と、バルブタイミング固定機構４０についての作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルスイッチングバルブ７３とを備えている。また、オイルポンプ７１から吐出された作動油を内燃機関１の各部位に供給する作動油路７４を備えている。
【００４６】
作動油路７４は、バルブタイミング変更機構３０の進角室３７とオイルコントロールバルブ７２とを接続する進角油路７５と、バルブタイミング変更機構３０の遅角室３８とオイルコントロールバルブ７２とを接続する遅角油路７６と、バルブタイミング固定機構４０の第１解除室５４および第２解除室６４とオイルスイッチングバルブ７３とを接続する位相固定油路７７とを備えている。
【００４７】
制御装置８０は、内燃機関１を制御するための各種の演算処理等を行う電子制御装置８１と、クランクポジションセンサ８２、カムポジションセンサ８３、冷却水温度センサ８４、およびアクセルポジションセンサ８５をはじめとする各種のセンサとを備えている。
【００４８】
クランクポジションセンサ８２は、クランクシャフト１５の回転角度（以下、「クランク角度ＣＡ」）に応じた信号を電子制御装置８１に出力する。カムポジションセンサ８３は、吸気カムシャフト２２の回転角度（以下、「カム角度ＤＡ」）に応じた信号を電子制御装置８１に出力する。冷却水温度センサ８４は、シリンダヘッド１２の冷却水出口付近においての冷却水の温度（以下、「冷却水温度ＴＷ」）に応じた信号を電子制御装置８１に出力する。アクセルポジションセンサ８５は、アクセルペダル２の踏込量（以下、「アクセル踏込量ＡＰ」）に応じた信号を電子制御装置８１に出力する。
【００４９】
電子制御装置８１により行なわれる制御について説明する。なお、以下では、内燃機関１の始動要求が設定されてからアイドル運転状態に移行するまでの期間を「機関始動時」とする。また、内燃機関１の停止要求が設定されてから内燃機関１の回転が停止するまでの期間を「機関停止時」とする。また、内燃機関１の回転が停止している期間を「機関停止中」とする。また、機関始動時と機関停止時との間の機関運転中においてアイドル運転時を除いた機関運転状態を「通常機関運転時」とする。
【００５０】
電子制御装置８１は、各センサの出力に基づいて以下の各パラメータを算出する。
（Ａ）クランクポジションセンサ８２の出力信号に基づいて、クランク角度ＣＡに相当する演算値を算出する。
（Ｂ）クランク角度ＣＡの演算値に基づいて、クランクシャフト１５の回転速度（以下、「機関回転速度ＮＥ」）に相当する演算値を算出する。
（Ｃ）カムポジションセンサ８３の出力信号に基づいて、カム角度ＤＡに相当する演算値を算出する。
（Ｄ）クランク角度ＣＡおよびカム角度ＤＡに基づいて、バルブタイミングＶＴに相当する演算値を算出する。
（Ｅ）冷却水温度センサ８４の出力信号に基づいて、冷却水温度ＴＷに相当する演算値を算出する。
（Ｆ）アクセルポジションセンサ８５の出力信号に基づいて、アクセル踏込量ＡＰに相当する演算値を算出する。
【００５１】
電子制御装置８１は、機関運転状態に基づいてバルブタイミング変更機構３０およびバルブタイミング固定機構４０の動作を制御するバルブタイミング制御、およびバルブタイミング変更機構３０の動作速度を学習する動作速度学習制御を行なう。なお、機関運転状態を規定するパラメータとしては、機関回転速度ＮＥおよび機関負荷等が用いられる。
【００５２】
バルブタイミング制御は、通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを進角するための位相進角制御、通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを遅角するための位相遅角制御、および通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを油圧により保持するための位相保持制御を含む。また、バルブタイミング固定機構４０によりバルブタイミングＶＴを固定するための位相固定制御、およびバルブタイミングＶＴの変更が可能な範囲（以下、「変更可能範囲」）を制限する位相解除時制御を含む。
【００５３】
位相進角制御および位相遅角制御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを進角する要求（以下、「位相進角要求」）またはバルブタイミングＶＴを遅角する要求（以下、「位相遅角要求」）が設定されたとき、機関運転状態に基づいて目標のバルブタイミングＶＴ（以下、「目標角位相ＶＴｔｒｇ」）を設定する。
【００５４】
そして、この目標角位相ＶＴｔｒｇおよびバルブタイミングＶＴの演算値に基づいて、バルブタイミング変更機構３０を進角動作または遅角動作させるためのオイルコントロールバルブ７２の制御を行なう。
【００５５】
位相保持制御御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを油圧により所定の位相に保持する要求（以下、「位相保持要求」）が設定されたとき、バルブタイミング変更機構３０に保持動作を行なわせるためのオイルコントロールバルブ７２の制御を行なう。
【００５６】
位相固定制御御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定する要求（以下、「位相固定要求」）が設定されているとき、バルブタイミング固定機構４０に固定動作を行わせるためのオイルスイッチングバルブ７３の制御を行う。位相固定要求は、機関停止条件が成立していること、またはアイドル運転条件が成立していること基づいて設定される。なお、固定動作はバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するためのバルブタイミング固定機構４０の動作を示す。
【００５７】
位相解除時制御では、変更可能範囲を制限する位相制限を行う。すなわち、位相制限が実行されているとき、制限された変更可能範囲内にバルブタイミングＶＴの目標角位相ＶＴｔｒｇが設定される。具体的には、制限された変更可能範囲内において最も進角側のバルブタイミングＶＴ（以下、「進角側制限位相ＶＴｃｍａｘ」）よりも進角側にバルブタイミングＶＴを変更する要求があるとき、進角側制限位相ＶＴｃｍａｘを目標角位相ＶＴｔｒｇとして設定する。また、制限された変更可能範囲内において最も遅角側の位相（以下、「遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎ」）よりも遅角側にバルブタイミングＶＴを変更する要求があるとき、遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎを目標角位相ＶＴｔｒｇとして設定する。
【００５８】
動作速度学習制御は、バルブタイミング変更機構３０の動作速度の学習、および学習した動作速度に基づく変更可能範囲の制限を行う。変更可能範囲の制限においては、遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎおよび進角側制限位相ＶＴｃｍａｘを動作速度に応じて変更する。
【００５９】
バルブタイミング変更機構３０の動作速度は、バルブタイミングＶＴが任意のバルブタイミングＶＴから別の任意のバルブタイミングＶＴに変化した場合において、そのときのバルブタイミングＶＴの変化量をバルブタイミングＶＴの変化に要した時間で除した値として評価することができる。
【００６０】
なお、バルブタイミング変更機構３０がバルブタイミング固定機構４０により固定されている状態を基準として、この状態からバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌとは別の任意のバルブタイミングＶＴに変更された場合には、次の時間が上記バルブタイミングＶＴの変化に要した時間として用いられる。すなわち、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変化するまでの時間、およびバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌから上記別の任意のバルブタイミングＶＴに変化するまでの時間を含む時間が上記バルブタイミングＶＴの変化に要した時間となる。
【００６１】
図２を参照して、バルブタイミング変更機構３０の構造について説明する。
バルブタイミング変更機構３０は、クランクシャフト１５に同期して回転するハウジングロータ３１と、吸気カムシャフト２２に同期して回転するベーンロータ３５とを備えている。
【００６２】
バルブタイミングＶＴは、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相に応じて変更される。なお、図中の矢印ＤＲは、スプロケット３３（クランクシャフト１５）および吸気カムシャフト２２の回転方向を示している。
【００６３】
ハウジングロータ３１は、その本体となるハウジング本体３２と、ハウジング本体３２の軸方向の一方の端部に取り付けられたスプロケット３３と、ハウジング本体３２の軸方向の他方の端部に取り付けられたカバー３４（図３参照）とを備えている。
【００６４】
ハウジング本体３２には、ハウジングロータ３１の回転軸の径方向に突出する３つの区画壁３２Ａが設けられている。ハウジング本体３２、スプロケット３３、およびカバー３４は、これらの軸方向に挿入された３本のボルトにより互いに固定されている。
【００６５】
ベーンロータ３５は、ハウジング本体３２内の空間に配置されている。また、吸気カムシャフト２２の端部に固定されている。ベーンロータ３５には、ハウジング本体３２に向けて突出した３つのベーン３５Ａが設けられている。
【００６６】
バルブタイミング変更機構３０内には、３つの収容室３６が形成されている。各収容室３６は、ハウジング本体３２の外周の壁部、隣り合う区画壁３２Ａ、ベーンロータ３５のうちの回転軸の周囲の壁部、スプロケット３３、およびカバー３４に囲まれて形成されている。１つの収容室３６には、１つのベーン３５Ａが配置されている。各収容室３６は、対応するベーン３５Ａにより進角室３７および遅角室３８に区画されている。
【００６７】
進角室３７は、収容室３６内においてベーン３５Ａよりも吸気カムシャフトの回転方向ＤＲの後方側に形成されている。遅角室３８は、収容室３６内においてベーン３５Ａよりも吸気カムシャフト２２の回転方向ＤＲの前方側に形成されている。進角室３７および遅角室３８の容積は、バルブタイミング変更機構３０に対する作動油の給排態様に応じて変化する。
【００６８】
バルブタイミング固定機構４０は、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転範囲を規制する第１固定機構５０、およびハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転範囲を第１固定機構５０とは異なる範囲に規制する第２固定機構６０を備えている。第１固定機構５０および第２固定機構６０は、互いに異なるベーン３５Ａに配置されている。そして、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＶＴｍｄｌに対応する回転位相（以下、「中間回転位相」）のとき、第１固定機構５０および第２固定機構６０の協働によりバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００６９】
バルブタイミング変更機構３０の動作について説明する。
進角室３７への作動油の供給および遅角室３８からの作動油の排出により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角側すなわち回転方向ＤＲに回転するとき、バルブタイミングＶＴが進角する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も進角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が回転方向ＤＲの最も前方側の回転位相のとき、バルブタイミングＶＴが最進角位相ＶＴｍａｘに設定される。
【００７０】
進角室３７からの作動油の排出および遅角室３８への作動油の供給により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側すなわち回転方向ＤＲとは反対側に回転するとき、バルブタイミングＶＴが遅角する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も遅角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が回転方向ＤＲの最も後方側の回転位相のとき、バルブタイミングＶＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎに設定される。
【００７１】
図３および図４を参照して、第１固定機構５０および第２固定機構６０の構成について説明する。なお、図３および図４は、図２のＡ−Ａ線に沿うバルブタイミング変更機構３０の断面構造を平面上に展開したものを示している。また、図３および図４においては、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間回転位相にある状態を示している。また以下では、第１固定機構５０の第１固定ピン５１および第２固定機構６０の第２固定ピン６１がベーン３５Ａから突出する方向を「突出方向ＺＡ」とし、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１がベーン３５Ａに収容される方向を「収容方向ＺＢ」とする。
【００７２】
第１固定機構５０の構成を以下に示す。
第１固定機構５０は、ベーン３５Ａに対してベーンロータ３５の軸方向に移動する第１固定ピン５１と、第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに押すための第１固定ばね５２とを備えている。またこの他に、第１固定ピン５１および第１固定ばね５２を収容する第１固定室５３と、第１固定ピン５１の周方向の軌跡に対応して形成された第１係合溝５６とを備えている。
【００７３】
第１固定室５３は、ベーン３５Ａ内に形成されている。また、第１固定ピン５１により第１解除室５４および第１ばね室５５に区画されている。なお、第１固定機構５０を構成する各部品のクリアランスを介しての作動油の流れがないとしたとき、第１解除室５４と第１ばね室５５との間では作動油の流れが形成されない。
【００７４】
第１係合溝５６は、互いに深さの異なる２つの溝すなわち、相対的に深さの大きい第１下段溝５７、および相対的に深さの小さい第１上段溝５８により構成されている。第１上段溝５８は、第１下段溝５７よりも遅角側に設けられている。
【００７５】
第１下段溝５７の進角側の端部である第１進角端部５６Ａは、中間回転位相にあるベーンロータ３５の第１固定ピン５１について、その進角側の端面と対応する位置に形成されている。第１上段溝５８の遅角側の端部である第１遅角端部５６Ｂは、第１進角端部５６Ａよりも遅角側に形成されている。第１下段溝５７の遅角側の端部である第２遅角端部５６Ｃは、第１進角端部５６Ａと第１遅角端部５６Ｂとの間に形成されている。
【００７６】
第２固定機構６０の構成を以下に示す。
第２固定機構６０は、ベーン３５Ａに対してベーンロータ３５の軸方向に移動する第２固定ピン６１と、第２固定ピン６１を突出方向ＺＡに押すための第２固定ばね６２とを備えている。またこの他に、第２固定ピン６１および第２固定ばね６２を収容する第２固定室６３と、第２固定ピン６１の周方向の軌跡に対応して形成された第２係合溝６６とを備えている。
【００７７】
第２固定室６３は、ベーン３５Ａ内に形成されている。また、第２固定ピン６１により第２解除室６４および第２ばね室６５に区画されている。なお、第２固定機構６０を構成する各部品のクリアランスを介しての作動油の流れがないとしたとき、第２解除室６４と第２ばね室６５との間では作動油の流れが形成されない。
【００７８】
第２係合溝６６は、互いに深さの異なる２つの溝すなわち、相対的に深さの大きい第２下段溝６７、および相対的に深さの小さい第２上段溝６８により構成されている。第２上段溝６８は、第２下段溝６７よりも遅角側に設けられている。
【００７９】
第２下段溝６７の遅角側の端部である第４遅角端部６６Ｃは、中間回転位相にあるベーンロータ３５の第２固定ピン６１について、その遅角側の端面と対応する位置に形成されている。第２上段溝６８の遅角側の端部である第３遅角端部６６Ｂは、第４遅角端部６６Ｃよりも遅角側に形成されている。第２下段溝６７の進角側の端部である第２進角端部６６Ａは、第４遅角端部６６Ｃよりも進角側に形成されている。
【００８０】
図３および図４を参照して、バルブタイミング固定機構４０の動作について説明する。
第１固定ピン５１および第２固定ピン６１は、第１解除室５４または第２解除室６４の油圧に基づいて第１固定ピン５１または第２固定ピン６１に作用する力と第１固定ばね５２または第２固定ばね６２のばね力との関係に応じて、軸方向において図３に示される収容位置から図４に示される突出位置までの範囲で動作する。
【００８１】
なお、第１固定ピン５１の突出位置は、第１固定ピン５１の先端が第１係合溝５６の第１下段溝５７の底面に接触しているときの位置を示す。また、第２固定ピン６１の突出位置は、第２固定ピン６１の先端が第２係合溝６６の第２下段溝６７の底面に接触しているときの位置を示す。また、第１固定ピン５１の収容位置は、第１固定ピン５１の先端がベーン３５Ａ内に収容されているときの位置を示す。また、第２固定ピン６１の収容位置は、第２固定ピン６１の先端がベーン３５Ａ内に収容されているときの位置を示す。
【００８２】
ベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１の具体的な動作態様を以下の（Ａ）および（Ｂ）に示す。なお、第２固定ピン６１も第１固定ピン５１に準じた態様で動作するため、ここでは第２固定ピン６１の動作についての説明を省略する。
【００８３】
（Ａ）第１解除室５４の油圧に基づいて第１固定ピン５１に作用する力が第１固定ばね５２のばね力よりも小さいとき、第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに動作させる力（以下、「突出力」）が第１固定ピン５１に継続して付与される。そして、第１固定ピン５１が第１係合溝５６の第１下段溝５７と対応する位置にあり、かつベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１の位置が収容位置にあり、かつ第１固定ピン５１に突出力が作用しているとき、第１固定ピン５１の位置が収容位置から突出位置に変化する。
【００８４】
（Ｂ）第１解除室５４の油圧に基づいて第１固定ピン５１に作用する力が第１固定ばね５２のばね力よりも大きいとき、第１固定ピン５１を収容方向ＺＢに動作させる力（以下、「収容力」）が第１固定ピン５１に継続して付与される。そして、ベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１の位置が突出位置にあり、かつ第１固定ピン５１に突出力が作用しているとき、第１固定ピン５１の位置が突出位置から収容位置に変化する。
【００８５】
バルブタイミング固定機構４０は、次のようにバルブタイミングＶＴを固定する。
第１固定ピン５１の位置が突出位置のとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相よりも進角方向に回転することが規制される。第２固定ピン６１の位置が突出位置のとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相よりも遅角方向に回転することが規制される。
【００８６】
このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１が突出位置にあるとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相から進角方向および遅角方向に回転することができない。すなわち、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１とハウジングロータ３１とが互いに接触した状態にあることにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００８７】
ここで、バルブタイミング変更機構３０の動作状態およびバルブタイミング固定機構４０の動作状態について、それぞれ以下のように「位相解除状態」および「位相固定状態」を定義する。
【００８８】
第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の位置が収容位置にあるときのバルブタイミング固定機構４０の動作状態を「バルブタイミング固定機構４０の位相解除状態」とする。また、バルブタイミング固定機構４０の動作状態が位相解除状態に設定されていることにより、バルブタイミングＶＴの変更が可能なバルブタイミング変更機構３０の動作状態を「バルブタイミング変更機構３０の位相解除状態」とする。図３には、バルブタイミング変更機構３０およびバルブタイミング固定機構４０の動作状態が位相解除状態にあるときの一例が示されている。
【００８９】
第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の位置が突出位置にあるときのバルブタイミング固定機構４０の動作状態を「バルブタイミング固定機構４０の位相固定状態」とする。また、バルブタイミング固定機構４０の動作状態が位相固定状態に設定されていることにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されているバルブタイミング変更機構３０の動作状態を「バルブタイミング変更機構３０の位相固定状態」とする。図４には、バルブタイミング変更機構３０およびバルブタイミング固定機構４０の位相固定状態が示されている。
【００９０】
オイルコントロールバルブ７２の制御について説明する。
電子制御装置８１は、オイルコントロールバルブ７２のアクチュエータに対する指令信号としてのＤＵＴＹ比を変更することにより、オイルコントロールバルブ７２の動作状態（以下、「ＯＣＶ動作モード」）を変更する。
【００９１】
具体的には、ＤＵＴＹ比が取りうる領域をＤＵＴＹ比の大きさに応じて３つの領域に区分し、この区分した各領域とＯＣＶ動作モードとを予め対応付ける。そして、オイルコントロールバルブ７２に適用するＯＣＶ動作モードを選択したとき、選択したＯＣＶ動作モードに対応するＤＵＴＹ比をオイルコントロールバルブ７２のアクチュエータに出力する。また、各ＯＣＶ動作モードに対応するＤＵＴＹ比の領域内においてＤＵＴＹ比を変更することにより、作動油の給排態様としての供給速度および排出速度を変更する。
【００９２】
各ＯＣＶ動作モードとバルブタイミング変更機構３０の動作との関係を以下に示す。
（Ａ）ＯＣＶ動作モードが進角モードに設定されているとき、進角室３７に作動油が供給され、かつ遅角室３８から作動油が排出される。このため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角方向に回転する。また、進角モードに対応付けられたＤＵＴＹ比の範囲内においてＤＵＴＹ比を変更することにより、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角方向に回転する速度（以下、「進角速度」）を変更することができる。
【００９３】
（Ｂ）ＯＣＶ動作モードが保持モードに設定されているとき、進角室３７および遅角室３８が閉鎖される。このため、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位置が保持される。
【００９４】
（Ｃ）ＯＣＶ動作モードが遅角モードに設定されているとき、進角室３７から作動油が排出され、かつ遅角室３８に作動油が供給される。このため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角方向に回転する。また、遅角モードに対応付けられたＤＵＴＹ比の範囲内においてＤＵＴＹ比を変更することにより、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角方向に回転する速度（以下、「遅角速度」）を変更することができる。
【００９５】
オイルスイッチングバルブ７３の制御について説明する。
電子制御装置８１は、オイルスイッチングバルブ７３のアクチュエータに対する指令信号を変更することにより、オイルスイッチングバルブ７３の動作状態（以下、「ＯＳＶ動作モード」）を変更する。
【００９６】
各ＯＳＶ動作モードとバルブタイミング固定機構４０の動作との関係を以下に示す。
（Ａ）ＯＳＶ動作モードが固定モードに設定されているとき、第１解除室５４および第２解除室６４から作動油が排出される。このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１に対して突出力が作用する。
【００９７】
（Ｂ）ＯＳＶ動作モードが解除モードに設定されているとき、第１解除室５４および第２解除室６４に作動油が供給される。このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１に収容力が作用する。
【００９８】
電子制御装置８１は、バルブタイミング制御において、以下の（Ａ）〜（Ｄ）のように機関運転状態に応じてオイルコントロールバルブ７２およびオイルスイッチングバルブ７３を制御する。
【００９９】
（Ａ）通常機関運転時においては、機関運転状態に応じてＯＣＶ動作モードとして進角モード、保持モード、および遅角モードのいずれかを選択する。また、ＯＳＶ動作モードを解除モードに設定する。
【０１００】
（Ｂ）通常機関運転時において位相固定要求が設定されたとき、ＯＳＶ動作モードを解除モードから固定モードに変更する。また、バルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに変更するためのＯＣＶ動作モードを選択する。なお、通常機関運転時において位相固定要求が設定されるときの例としては、通常機関運転時に機関停止条件が成立したとき、および通常機関運転時にアイドル運転条件が成立したときが挙げられる。
【０１０１】
（Ｃ）機関始動時において、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態にあり、かつ始動時解除条件が成立していないとき、位相進角要求、位相遅角要求、または位相保持要求に基づくバルブタイミング変更機構３０の動作状態の変更を禁止する。この制御は、以下の（Ｄ）の制御に優先して行なわれる。
【０１０２】
（Ｄ）機関始動時またはアイドル運転時において、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態にあり、かつ始動時解除条件が成立し、かつ位相進角要求または位相遅角要求が設定されたとき、ＯＳＶ動作モードを固定モードから解除モードに変更する。また、ＯＣＶ動作モードを保持モードから進角モードまたは遅角モードに変更する。
【０１０３】
なお、始動時解除条件は、機関始動時にバルブタイミング変更機構３０の動作状態を位相解除状態に変更してもバルブタイミングＶＴが不安定な状態となるおそれが小さいことを確認するための条件として設定されている。また、バルブタイミングＶＴが不安定な状態とは、進角室３７および遅角室３８が作動油で満たされていないことによりバルブタイミングＶＴの変動が大きい状態を示す。
【０１０４】
上記（Ｄ）の制御において、機関始動時に始動時解除が成立していることに基づいてバルブタイミング変更機構３０の動作状態を位相解除状態としたとき、動作速度学習制御により設定される変更可能範囲を用いて位相解除時制御を実行する。
【０１０５】
位相解除時制御のねらいについて説明する。
機関始動後においてバルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変更された後、かつエンジンストールが生じたとき、位相固定要求が設定される。これにより、機関回転速度ＮＥの低下中にバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに変更する制御が行なわれる。
【０１０６】
このとき、内燃機関１の燃焼が停止しているため、バルブタイミング変更機構３０の油圧が次第に低下する。そして、バルブタイミング変更機構３０の油圧が所定の油圧を下回るとき、バルブタイミングＶＴを油圧により制御することができなくなる。このため、エンジンストールの発生時においてバルブタイミング変更機構３０の動作状態を位相固定状態にするためには、エンジンストールが発生してからの経過期間（以下、「ストール後期間」）が制御可能期間を超えるまでにバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに変更することが好ましい。なお、制御可能期間は、エンジンストールの発生後にバルブタイミング変更機構３０の油圧が所定の油圧を下回るまでの期間を示す。この制御可能期間の長さは、エンジンストールが発生する毎に異なる。
【０１０７】
一方、エンジンストールの発生時のバルブタイミングＶＴと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差が大きいときほど、制御可能期間においてバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに到達させるために必要となるバルブタイミングＶＴの変更量が大きくなる。このため、制御可能期間内にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達しない可能性が高くなる。
【０１０８】
そこで位相解除時制御では、機関始動完了後にバルブタイミング変更機構３０の動作状態を位相固定状態から位相解除状態に変更したとき、冷却水温度ＴＷに応じて位相制限を実行する。
【０１０９】
位相制限が実行されているとき、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも進角側にある場合において、中間角位相ＶＴｍｄｌとバルブタイミングＶＴとの最大の差は進角側制限位相ＶＴｃｍａｘと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差となる。このバルブタイミングＶＴの差は、最進角位相ＶＴｍａｘと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差よりも小さい。
【０１１０】
また、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側にある場合において、中間角位相ＶＴｍｄｌとバルブタイミングＶＴとの最大の差は遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差となる。このバルブタイミングＶＴの差は、最遅角位相ＶＴｍｉｎと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差よりも小さい。
【０１１１】
このため、位相制限の実行中においてエンジンストールが発生したとき、位相制限の非実行時においてエンジンストールが発生したときと比較して、バルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに到達させるために必要となるバルブタイミングＶＴの最大の変更量が小さくなる。すなわち、位相制限を実行することにより、制御可能期間内にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達する可能性が高くなる。
【０１１２】
図５を参照して、位相解除時制御の具体的な手順について説明する。
この制御は、電子制御装置８１により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから動作速度学習制御が行われる。
【０１１３】
ステップＳ１１では、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相解除状態か否かを判定する。ステップＳ１１において、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相解除状態にある旨判定したとき、ステップＳ１２に移行する。一方、ステップＳ１１において、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相解除状態にない旨判定したとき、すなわちバルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態にある旨判定したとき、本処理を一旦終了する。
【０１１４】
ステップＳ１２では、冷却水温度ＴＷが所定の冷却水温度ＴＷ（以下、「所定水温度ＴＷＸ」）以下か否かを判定する。なお、所定水温度ＴＷＸとしては、作動油の成分に関わらず、バルブタイミング変更機構３０の動作速度が所定の速度以上となる温度が設定されている。また、所定の速度とは、通常機関運転時において要求されるバルブタイミング変更機構３０の動作速度のうちの最も小さい動作速度に相当する。
【０１１５】
ステップＳ１２において、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸ以下の旨判定したとき、ステップＳ１３において変更可能範囲を制限する位相制限を実行する。一方、ステップＳ１２において、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸより大きい旨判定したとき、ステップＳ１４において位相制限を解除する。
【０１１６】
図６を参照して、位相解除時制御の実行態様の一例について説明する。
時刻ｔ１０すなわち、始動時解除条件が成立したとき、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変更される。また、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸ以下であることに基づいて位相制限が実行される。
【０１１７】
時刻ｔ１１すなわち、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸを超えたとき、位相制限が解除される。以降は、機関運転状態に基づいて最進角位相ＶＴｍａｘから最遅角位相ＶＴｍｉｎまでの間でバルブタイミングＶＴが変更される。
【０１１８】
ところで、異なる種類の作動油においては、作動油の成分が互いに異なる。また、作動油が劣化することにより作動油の成分は変化する。互いに成分が異なる作動油においては、同じ油温度においても作動油の粘度（以下、「油粘度」）が互いに異なる。
【０１１９】
ここで、油温度および機関回転速度ＮＥが互いに同じ大きさであることを前提として、相対的に油粘度の高い作動油が用いられているとき（以下、「高粘度油使用時」）のバルブタイミング変更機構３０の動作速度と、相対的に油粘度の低い作動油が用いられているとき（以下、「低粘度油使用時」）のバルブタイミング変更機構３０の動作速度とを比較したとき、高粘度の作動油の抵抗が大きいことから前者の動作速度が後者の動作速度よりも小さくなる。すなわち、バルブタイミング変更機構３０の動作速度は、油温度のみの影響を受けて変化するものではなく、作動油の成分の違いによる油粘度の影響も受けて変化する。
【０１２０】
このように、高粘度油使用時は低粘度油使用時と比較してバルブタイミング変更機構３０の動作速度が小さいため、高粘度油使用時においてエンジンストールが発生したとき、制御可能期間内にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達しない可能性が高い。
【０１２１】
一方、低粘度油使用時は高粘度油使用時と比較してバルブタイミング変更機構３０の動作速度が大きいため、低粘度油使用時においてエンジンストールが発生したとき、制御可能期間内にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達しない可能性が低い。このため、低粘度油使用時の変更可能範囲の大きさを高粘度油使用時の変更可能範囲の大きさよりも拡大することが許容される。そこで動作速度学習制御では、位相制限に用いる変更可能範囲の大きさをバルブタイミング変更機構３０の動作速度に応じて変更する。
【０１２２】
図７を参照して、動作速度学習制御の具体的な手順について説明する。
この制御は、電子制御装置８１により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから動作速度学習制御が行われる。
【０１２３】
ステップＳ２１では、学習条件が成立したか否かを判定する。ここでは、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の全ての条件が成立していることに基づいて学習条件が成立している旨判定する。そして、ステップＳ２１において学習条件が成立した旨判定したとき、ステップＳ２２の処理に移行する。一方、ステップＳ２１において学習条件が成立していない旨判定したとき、本処理を一旦終了する。
（Ａ）バルブタイミング固定機構４０が位相固定状態であること。
（Ｂ）冷却水温度ＴＷが暖機の完了を示す温度以上であること。
（Ｃ）アイドル運転中であること。
（Ｄ）始動時解除条件が成立しかつ位相進角要求が設定されたこと。
（Ｅ）今回の機関始動後において動作速度学習制御が行われていないこと。
【０１２４】
ステップＳ２２では、ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択し、かつ進角速度として最大の進角速度を選択し、かつＯＳＶ動作モードを解除モードに設定する。
ステップＳ２３では、バルブタイミングＶＴが所定のバルブタイミングＶＴ（以下、「判定角位相ＶＴｊｄｇ」）に達したか否かを判定する。バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達した旨判定したとき、ステップＳ２４に移行する。なお、バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまではステップＳ２３の判定処理を繰り返し実行する。
【０１２５】
ステップＳ２４では、ステップＳ２２の処理を実行してからバルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまでの経過期間、およびステップＳ２２の処理を実行したときの機関回転速度ＮＥに基づいて、バルブタイミング変更機構３０の学習動作速度ＶＭを算出する。学習動作速度ＶＭは、バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまでの経過期間が同じ大きさのとき、機関回転速度ＮＥが大きくなるにつれて小さくなる。なお、上記経過期間には、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変更されるまでの期間、およびバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌから判定角位相ＶＴｊｄｇに変化するまでの期間が含まれる。
【０１２６】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４で算出した学習動作速度ＶＭを変更可能範囲マップ（図８参照）に適用することにより、学習動作速度ＶＭに対応する変更可能範囲を位相制限に用いる変更可能範囲として設定する。
【０１２７】
図８を参照して、変更可能範囲マップの構成について説明する。
変更可能範囲マップにおいては、変更可能範囲のうち中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側の変更可能範囲（以下「遅角側制限範囲」）の大きさ、および変更可能範囲のうち中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅進角側の変更可能範囲（以下、「進角側制限範囲」）の大きさが学習動作速度ＶＭに応じて規定されている。また、遅角側制限範囲および進角側制限範囲は、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて段階的に大きくなるようにそれぞれ規定されている。
【０１２８】
図９を参照して、低粘度油使用時および高粘度油使用時における動作速度学習制御の実行態様の一例について説明する。なお、図中の実線は低粘度油使用時の実行態様を示し、図中の破線は高粘度油使用時の実行態様を示している。また、各実行態様において、油温度および機関回転速度ＮＥは等しいものとする。
【０１２９】
低粘度油使用時の動作速度学習制御の流れを以下に示す。
時刻ｔ２０すなわち、アクセルペダル２が踏み込まれたとき、これに基づいて位相進角要求が設定される。このため、ＯＳＶ動作モードが固定モードから解除モードに変更される。また、ＯＣＶ動作モードが保持モードから進角モードに変更される。また、進角モードにおいて最大の進角速度が設定される。
【０１３０】
時刻ｔ２１すなわち、固定ピン５１，６１が収容位置に移動したとき、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変化する。これにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌから目標角位相ＶＴｔｒｇに向けて進角を開始する。
【０１３１】
時刻ｔ２３すなわち、バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達したとき、時刻ｔ２０から時刻ｔ２３までの経過期間および機関回転速度ＮＥに基づいて学習動作速度ＶＭが算出される。
【０１３２】
時刻ｔ２５すなわち、バルブタイミングＶＴが目標角位相ＶＴｔｒｇに達したとき、ＯＣＶ動作モードが進角モードから保持モードに変更される。以降は、機関運転状態に基づいて最進角位相ＶＴｍａｘから最遅角位相ＶＴｍｉｎまでの間でバルブタイミングＶＴが変更される。
【０１３３】
高粘度油使用時の動作速度学習制御の流れを以下に示す。
時刻ｔ２２すなわち、固定ピン５１，６１が収容位置に移動したとき、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変化する。これにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌから目標角位相ＶＴｔｒｇに向けて進角を開始する。
【０１３４】
時刻ｔ２４すなわち、バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達したとき、時刻ｔ２０から時刻ｔ２４までの経過期間および機関回転速度ＮＥに基づいて学習動作速度ＶＭが算出される。
【０１３５】
時刻ｔ２６すなわち、バルブタイミングＶＴが目標角位相ＶＴｔｒｇに達したとき、ＯＣＶ動作モードが進角モードから保持モードに変更される。以降は、機関運転状態に基づいて最進角位相ＶＴｍａｘから最遅角位相ＶＴｍｉｎまでの間でバルブタイミングＶＴが変更される。
【０１３６】
上記のように、位相進角要求が設定されてからバルブタイミング変更機構３０が位相固定状態から位相解除状態となるまでの期間は、高粘度油使用時のとき（時刻ｔ２０から時刻ｔ２２までの経過期間）よりも低粘度油使用時のとき（時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの経過期間）の方が小さい。
【０１３７】
また、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変化してからバルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまでの期間は、高粘度油使用時のとき（時刻ｔ２２から時刻ｔ２４までの経過期間）よりも低粘度油使用時のとき（時刻ｔ２１から時刻ｔ２３までの経過期間）の方が小さい。
【０１３８】
そして、上記各期間を合わせた期間、すなわち位相進角要求が設定されてからバルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまでの期間は、高粘度油使用時のとき（時刻ｔ２０から時刻ｔ２４までの経過期間）よりも低粘度油使用時のとき（時刻ｔ２０から時刻ｔ２３までの経過期間）の方が小さい。
【０１３９】
（実施形態の効果）
本実施形態の内燃機関１によれば以下の効果が得られる。
（１）電子制御装置８１は、バルブタイミング変更機構３０の学習動作速度ＶＭに応じて変更可能範囲を制限している。この構成によれば、油粘度の違いが反映される学習動作速度ＶＭに基づいて変更可能範囲が制限されるため、油温度が低い状態においてバルブタイミング変更機構３０の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングＶＴを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【０１４０】
（２）電子制御装置８１は、高粘度油使用時の遅角側制限範囲の大きさを低粘度油使用時の遅角側制限範囲の大きさよりも小さくしている。この構成によれば、高粘度油使用時かつ位相制限の実行中においてバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるとき、バルブタイミングＶＴと中間角位相ＶＴｍｄｌとの最大の差が低粘度油使用時よりも小さくなる。このため、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるときにおいて、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【０１４１】
（３）電子制御装置８１は、高粘度油使用時の進角側制限範囲の大きさを低粘度油使用時の進角側制限範囲の大きさよりも小さくしている。この構成によれば、高粘度油使用時かつ位相制限の実行中においてバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも進角側にあるとき、バルブタイミングＶＴと中間角位相ＶＴｍｄｌとの最大の差が低粘度油使用時よりも小さくなる。このため、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも進角側にあるときにおいて、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【０１４２】
（４）吸気カムシャフト２２のトルクは、進角方向および遅角方向に変動する。また、進角方向に作用するトルクよりも遅角方向に作用するトルクの方が大きい。このため、バルブタイミングＶＴを進角させる場合にはバルブタイミングＶＴを遅角させる場合と比較して、バルブタイミング変更機構３０にかかる抵抗が大きい。これにより、油粘度の違いによるバルブタイミング変更機構３０の動作速度の違いは、バルブタイミングＶＴの遅角時よりもバルブタイミングＶＴの進角時の方が検出しやすい。上記実施形態の電子制御装置８１は、バルブタイミングＶＴの進角時に学習動作速度ＶＭを学習しているため、バルブタイミング変更機構３０の動作速度が適切に学習される頻度が高くなる。
【０１４３】
（５）電子制御装置８１は、バルブタイミングＶＴが進角しはじめるときに学習動作速度ＶＭを学習している。この構成によれば、バルブタイミングＶＴの変化速度が「０」の状態を基準として、この状態からのバルブタイミングＶＴの変化速度に応じて学習動作速度ＶＭを学習するため、バルブタイミングＶＴの変化速度が変動している状態を基準として学習を行う構成と比較して、学習動作速度ＶＭが適切に学習される頻度が高くなる。
【０１４４】
（６）電子制御装置８１は、始動時解除条件が成立しているときかつ位相進角要求が設定されたとき、バルブタイミング変更機構３０の動作速度に応じて学習動作速度ＶＭを学習している。この構成によれば、学習動作速度ＶＭの学習のためにバルブタイミング変更機構３０を動作させる構成と比較して、学習動作速度ＶＭの学習にともないバルブタイミングＶＴが機関運転状態に適していないものに変更される頻度を低減することができる。
【０１４５】
また、アクセルペダル２の踏み込みによる位相進角要求に基づいて学習動作速度ＶＭの学習を行うことにより、学習動作速度ＶＭの学習のためにバルブタイミングＶＴを変更する構成と比較して、学習にともない運転者が違和感を覚えるおそれが小さい。
【０１４６】
（７）電子制御装置８１は、学習動作速度ＶＭを学習するとき、オイルコントロールバルブ７２によるバルブタイミングＶＴの進角速度を最大の進角速度に設定している。この構成によれば、バルブタイミングＶＴが目標角位相ＶＴｔｒｇに到達するまでの時間が長くなることを抑制することができる。
【０１４７】
（８）クランクシャフト１５のトルクにより作動油をバルブタイミング変更機構３０に供給する内燃機関１においては、バルブタイミング変更機構３０の動作速度が機関回転速度ＮＥに応じて変化する。上記実施形態の電子制御装置８１は、機関回転速度ＮＥを加味して学習動作速度ＶＭを学習するため、学習動作速度ＶＭに対する機関回転速度ＮＥの影響分を小さくすることが可能になる。このため、油粘度の影響がより適切に反映されたバルブタイミング変更機構３０の動作速度を学習することができる。
【０１４８】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１４９】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて遅角側制限範囲の大きさおよび進角側制限範囲の大きさを段階的に大きくしているが、学習動作速度ＶＭに関わらず進角側制限位相ＶＴｃｍａｘを一定の大きさに設定することもできる。
【０１５０】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて進角側制限範囲の大きさを大きくしているが、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて進角側制限範囲の大きさを小さくすることもできる。このように進角側制限範囲を小さくする場合の具体的な方法としては、例えば、学習動作速度ＶＭの増加量に対する遅角側制限範囲の大きさの増加量よりも学習動作速度ＶＭの増加量に対する進角側制限範囲の大きさの減少量を大きくするものが挙げられる。なお、この変形例においては、学習動作速度ＶＭが小さくなるにつれて遅角側制限範囲が小さくなるため、実施形態の（２）の効果が得られる。
【０１５１】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて遅角側制限範囲の大きさを段階的に大きくしているが、学習動作速度ＶＭの増加に対して遅角側制限範囲を連続的に大きくすることもできる。例えば、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎを直線的に増加させることができる。
【０１５２】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて進角側制限範囲の大きさを段階的に大きくしているが、学習動作速度ＶＭの増加に対して進角側制限範囲を連続的に大きくすることもできる。例えば、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて進角側制限位相ＶＴｃｍａｘを直線的に増加させることもできる。
【０１５３】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて遅角側制限範囲の大きさおよび進角側制限範囲の大きさを段階的に大きくしているが、学習動作速度ＶＭが所定の動作速度よりも小さいときに中間角位相ＶＴｍｄｌを変更可能範囲として設定することもできる。この場合、バルブタイミング変更機構３０の動作状態を固定動作状態に設定することもできる。
【０１５４】
・上記実施形態（図７）では、冷却水温度ＴＷが暖機の完了を示す温度以上であることを学習条件の１つとして用いているが、この条件に代えて、冷却水温度ＴＷが暖機の完了を示す温度よりも小さいことを学習条件として用いることもできる。
【０１５５】
・上記実施形態（図７）では、バルブタイミング変更機構３０が位相固定状態であること、およびアイドル運転状態であることをそれぞれ学習条件の１つとして用いているが、これらの条件に代えて、バルブタイミング変更機構３０が位相解除状態であること、および通常機関運転時であることを学習条件として用いることもできる。
【０１５６】
・上記実施形態（図７）では、アイドル運転状態であること、および位相進角要求が設定されることをそれぞれ学習条件の１つとして用いているが、これらの条件に代えて、通常機関運転時であること、および位相遅角要求が設定されることを学習条件として用いることもできる。この場合、そのときのバルブタイミングＶＴよりも遅角側の所定のバルブタイミングＶＴに到達するまでの期間に基づいて学習動作速度ＶＭが算出される。
【０１５７】
・上記実施形態（図７）では、機関回転速度ＮＥに応じて学習動作速度ＶＭを算出しているが、動作速度学習制御を行うときの冷却水温度ＴＷに基づいて学習動作速度ＶＭを補正することもできる。この場合、学習動作速度ＶＭは冷却水温度ＴＷが低くなるにつれて大きくなる。
【０１５８】
・上記実施形態（図７）では、学習動作速度ＶＭを学習するとき、進角モードにおいて最大の進角速度を設定しているが、最大の進角速度よりも小さい進角速度を設定することもできる。
【０１５９】
・上記実施形態（図５）では、冷却水温度ＴＷに基づいて位相制限を解除しているが、変更可能範囲の大きさを制限する期間としての「制限期間」を設定し、設定した制限期間に基づいて位相制限を解除することもできる。なお、制限期間は、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて短くなるように設定される。またこの場合、制限される変更可能範囲の大きさを学習動作速度ＶＭに関わらず一定の大きさに設定することもできる。
【０１６０】
図１０を参照して、制限期間を用いた位相解除時制御の内容について説明する。
この制御は、電子制御装置８１により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから動作速度学習制御が行われる。
【０１６１】
ステップＳ３１において位相解除状態の旨判定し、かつステップＳ３２において冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸ以下の旨判定したとき、ステップＳ３３において位相制限を実行する。
【０１６２】
ステップＳ３４では、位相制限の実行を開始してからの経過期間が学習動作速度ＶＭに応じて設定される制限期間を超えたか否かを判定する。位相制限の実行を開始してからの経過期間が制限期間を超えていない旨判定したとき、所定周期後に再びステップＳ３４の判定を行う。一方、位相制限の実行を開始してからの経過期間が制限期間を超えた旨判定したとき、ステップＳ３５において位相制限を解除する。
【０１６３】
・上記実施形態（図５）では、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸ以下のときに位相制限を実行しているが、所定水温度ＴＷＸの大きさを学習動作速度ＶＭに応じて変更することもできる。この場合、制限される変更可能範囲の大きさを学習動作速度ＶＭに関わらず一定の大きさに設定することもできる。
【０１６４】
・上記実施形態（図７）では、学習動作速度ＶＭに応じて変更可能範囲の大きさを設定しているが、変更可能範囲の大きさの設定方法を次のように設定することもできる。すなわち、作動油を交換したとき作動油の成分、作動油の種類、および油粘度の少なくとも１つの情報を電子制御装置８１に入力する入力部を設ける。そして、入力された情報に基づいて変更可能範囲の大きさを設定する。この場合、作動油を交換してからの経過期間に基づいて作動油の劣化状態を推定し、推定した劣化状態を加味して変更可能範囲の大きさを設定する処理を追加することもできる。
【０１６５】
・上記実施形態（図１）では、オイルコントロールバルブ７２により進角室３７および遅角室３８についての作動油の給排態様を制御し、オイルスイッチングバルブ７３により各解除室５４，６４についての作動油の給排態様を制御しているが、進角室３７、遅角室３８、および各解除室５４，６４の作動油の給排態様を制御する単一のオイルコントロールバルブを備えることもできる。
【０１６６】
・上記実施形態（図３）では、第１下段溝５７および第１上段溝５８を含む第１係合溝５６を第１固定機構５０に形成しているが、第１係合溝５６に対して次の（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方の変更を加えることもできる。
（Ａ）第１下段溝５７に代えて、第１固定ピン５１を嵌め込むための穴を中間回転位相の第１固定ピン５１と対応する位置に形成する。この場合には、第１上段溝５８の端が同位置の穴まで延長される。
（Ｂ）第１上段溝５８を省略する。
【０１６７】
・上記実施形態（図３）では、第２下段溝６７および第２上段溝６８を含む第２係合溝６６を第２固定機構６０に形成しているが、第２係合溝６６に対して次の（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方の変更を加えることもできる。
（Ａ）第２下段溝６７に代えて、第２固定ピン６１を嵌め込むための穴を中間回転位相の第２固定ピン６１と対応する位置に形成する。
（Ｂ）第２上段溝６８を省略する。
【０１６８】
・上記実施形態（図３）では、ベーンロータ３５に第１固定ピン５１および第２固定ピン６１を設け、かつハウジングロータ３１に第１係合溝５６および第２係合溝６６を形成しているが、各固定ピン５１，６１および各係合溝５６，６６に関する構成を次のように変更することもできる。すなわち、第１係合溝５６および第２係合溝６６の少なくとも一方をベーンロータ３５に形成し、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の少なくとも一方をハウジングロータ３１に設けることもできる。
【０１６９】
・上記実施形態（図２）では、バルブタイミング固定機構４０として第１固定ピン５１および第２固定ピン６１がベーン３５Ａに対して軸方向に移動するものを採用しているが、各固定ピン５１，６１に関する構成を次のように変更することもできる。すなわち、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の少なくとも一方がベーン３５Ａに対して径方向に突出動作および収容動作するようにバルブタイミング固定機構４０を構成することもできる。この場合には、ベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の動作に対応して、第１係合溝５６に相当する係合溝および第２係合溝６６に相当する係合溝の少なくとも一方がハウジングロータ３１に形成される。
【０１７０】
・上記実施形態（図４）では、バルブタイミング固定機構４０により固定するバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに設定しているが、これに代えて、他のバルブタイミングＶＴをバルブタイミング固定機構４０により固定するバルブタイミングＶＴとして設定することもできる。
【０１７１】
・本発明の適用対象となる可変動弁装置の制御装置の構成は上記実施形態に例示の構成に限られるものではない。すなわち、位相変更機構および位相固定機構を備える可変動弁装置の制御装置であれば、いずれの構成を有する可変動弁装置の制御装置に対しても本発明を適用することができる。また、その場合にも上記実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【符号の説明】
【０１７２】
１…内燃機関、２…アクセルペダル、１０…機関本体、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…オイルパン、１４…燃焼室、１５…クランクシャフト、２０…可変動弁装置、２１…吸気バルブ、２２…吸気カムシャフト、２３…排気バルブ、２４…排気カムシャフト、３０…バルブタイミング変更機構（位相変更機構）、３１…ハウジングロータ、３２…ハウジング本体、３２Ａ…区画壁、３３…スプロケット、３４…カバー、３５…ベーンロータ、３５Ａ…ベーン、３６…収容室、３７…進角室、３８…遅角室、４０…バルブタイミング固定機構（位相固定機構）、５０…第１固定機構、５１…第１固定ピン、５２…第１固定ばね、５３…第１固定室、５４…第１解除室、５５…第１ばね室、５６…第１係合溝、５６Ａ…第１進角端部、５６Ｂ…第１遅角端部、５６Ｃ…第２遅角端部、５７…第１下段溝、５８…第１上段溝、６０…第２固定機構、６１…第２固定ピン、６２…第２固定ばね、６３…第２固定室、６４…第２解除室、６５…第２ばね室、６６…第２係合溝、６６Ａ…第２進角端部、６６Ｂ…第３遅角端部、６６Ｃ…第４遅角端部、６７…第２下段溝、６８…第２上段溝、７０…油圧機構、７１…オイルポンプ、７２…オイルコントロールバルブ、７３…オイルススイッチングバルブ、７４…作動油路、７５…位相変更油路、７６…位相固定油路、８０…制御装置、８１…電子制御装置、８２…クランクポジションセンサ、８３…カムポジションセンサ、８４…冷却水温度センサ、８５…アクセルポジションセンサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の可変動弁装置の制御装置は、バルブタイミングのフィードバック制御の安定性の点から、位相変更機構の作動油の温度が低いときには位相固定機構によりバルブタイミングを特定位相に固定する。すなわち、位相変更機構の作動油の温度が低いとき、位相変更機構の動作を制限するための制御を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−２１０４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
作動油の温度および内燃機関の回転速度が互いに同じ大きさであることを前提として、高粘度の種類の作動油が用いられているときの位相変更機構の動作速度と、低粘度の種類の作動油が用いられているときの位相変更機構の動作速度とを比較したとき、高粘度の作動油の抵抗が大きいことから前者の動作速度が後者の動作速度よりも小さくなる。すなわち、位相変更機構の動作速度は、作動油の温度のみの影響を受けて変化するものではなく、作動油の種類等の違いによる粘度の影響も受けて変化する。
【０００５】
一方、特許文献１の可変動弁装置の制御装置は、作動油の温度が低いときには一律に位相変更機構の動作を制限しているため、低粘度の種類の作動油が用いられているとき、すなわち位相変更機構の動作速度に対する作動油の粘度の影響が小さいと予測されるときにも、バルブタイミングを変更することが許容されない。
【０００６】
この状態は、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが許容されるにもかかわらず、バルブタイミングの変更可能範囲が機関運転状態に見合う変更可能範囲に対して過度に制限されている状態に相当する。
【０００７】
なお、ここでは位相変更機構の動作の制限として、位相固定機構により位相変更機構の動作を固定するものを例として挙げているが、作動油の粘度を考慮して位相変更機構の動作の制限するための制御を行なう可変動弁装置の制御装置あれば、上記と同様の問題が生じるものと考えられる。
【０００８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することのできる可変動弁装置の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための手段を以下に記載する。
（１）第１の手段は、請求項１に記載の発明すなわち、バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、前記位相変更機構の作動油の成分に応じて前記位相変更機構の動作を制限する制限制御を行なうことを要旨としている。
【００１０】
この発明によれば、作動油の成分の違いによる作動油の粘度の違いが制限制御に反映されるため、作動油の温度が低い状態において位相変更機構の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００１１】
（２）第２の手段は、請求項２に記載の発明すなわち、請求項１に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲として、前記制限制御において、前記位相変更機構の作動油の成分に応じて前記変更可能範囲を制限することを要旨としている。
【００１２】
この発明によれば、作動油の成分の違いによる作動油の粘度の違いが変更可能範囲の制限に反映されるため、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００１３】
（３）第３の手段は、請求項３に記載の発明すなわち、バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲として、前記位相変更機構の動作を制限する制限制御を行なうこと、ならびに、前記制限制御において、前記位相変更機構の作動油の粘度に応じて前記変更可能範囲を制限することを要旨としている。
【００１４】
この発明によれば、作動油の粘度の違いが変更可能範囲の制限に反映されるため、作動油の温度が低い状態において位相変更機構の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００１５】
（４）第４の手段は、請求項４に記載の発明すなわち、請求項２または３に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記位相変更機構の作動油の粘度を油粘度とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記変更可能範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記変更可能範囲の大きさよりも小さくすることを要旨としている。
【００１６】
油粘度が高いほど位相変更機構の動作に対する作動油の抵抗が大きくなるため、位相変更機構を位相解除状態から位相固定状態に変更するまでにかかる期間は、油粘度が低いときよりも油粘度が高いときの方が長くなる。これにより、例えば、油粘度が高いときかつエンジンストールの発生時には油粘度が低いときかつエンジンストールの発生時と比較して、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する可能性が高くなる。
【００１７】
この発明では、油粘度が高いときの変更可能範囲を油粘度が低いときの変更可能範囲よりも小さくしているため、油粘度が高いときと油粘度が低いときとを比較したとき、制限制御の実行中においてのバルブタイミングと特定位相との最大の差が後者よりも前者の方が小さくなる。このため、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【００１８】
（５）第５の手段は、請求項５に記載の発明すなわち、請求項４に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記特定位相が最遅角位相と最進角位相との間の位相であること、前記最遅角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも遅角側の所定の位相を遅角側制限位相とし、前記特定位相から前記遅角側制限位相までの範囲を遅角側制限範囲として、前記変更可能範囲に前記遅角側制限範囲が含まれること、ならびに、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記遅角側制限範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記遅角側制限範囲の大きさよりも小さくすることを要旨としている。
【００１９】
カムシャフトのトルクは、進角方向および遅角方向に変動する。また、進角方向に作用するトルクよりも遅角方向に作用するトルクの方が大きい。このため、特定位相よりも遅角側のバルブタイミングを進角させる場合、特定位相よりも進角側のバルブタイミングを遅角させる場合と比較して、位相変更機構にかかる抵抗が大きい。このため、エンジンストールの発生時においてバルブタイミングが特定位相よりも遅角側にあるとき、バルブタイミングと特定位相との差が大きくなるにつれて位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する可能性が高くなる。
【００２０】
この発明では、油粘度が高いときの遅角側制限範囲を油粘度が低いときの遅角側制限範囲よりも小さくしているため、油粘度が高いときと油粘度が低いときとを比較したとき、制限制御の実行中においてのバルブタイミングと特定位相との最大の差が後者よりも前者の方が小さくなる。このため、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【００２１】
（６）第６の手段は、請求項６に記載の発明すなわち、請求項４に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記特定位相が最遅角位相と最進角位相との間の位相であること、前記最遅角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも遅角側の所定の位相を遅角側制限位相とし、前記最進角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも進角側の所定の位相を進角側制限位相とし、前記特定位相から前記遅角側制限位相までの範囲を遅角側制限範囲とし、前記特定位相から前記進角側制限位相までの範囲を進角側制限範囲として、前記変更可能範囲に前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲が含まれること、ならびに、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲の大きさよりも小さくすることを要旨としている。
【００２２】
この発明では、油粘度が高いときの遅角側制限範囲および進角側制限範囲を油粘度が低いときの遅角側制限範囲および進角側制限範囲よりも小さくしているため、油粘度が高いときと油粘度が低いときとを比較したとき、制限制御の実行中においてのバルブタイミングと特定位相との最大の差が後者よりも前者の方が小さくなる。このため、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【００２３】
（７）第７の手段は、請求項７に記載の発明すなわち、請求項１〜６のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記制限制御において、前記制限制御を実行する期間を制限期間として、前記作動油の成分および粘度の少なくとも一方に応じて前記制限期間を変更することを要旨としている。
【００２４】
この発明によれば、作動油の成分および粘度の少なくとも一方の違いが制限期間に反映されるため、作動油の温度が低い状態において位相変更機構の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００２５】
（８）第８の手段は、請求項８に記載の発明すなわち、請求項７に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記位相変更機構の作動油の粘度を油粘度とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記制限期間を前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記制限期間よりも大きくすることを要旨としている。
【００２６】
この発明では、油粘度が高いときの制限期間を油粘度が低いときの制限期間よりも大きくしているため、油粘度が高いときと油粘度が低いときとを比較したとき、制限制御の実行中においての変更可能範囲が制限される期間が前者よりも後者の方が長くなる。このため、位相変更機構が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【００２７】
（９）第９の手段は、請求項９に記載の発明すなわち、バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲とし、前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記変更可能範囲を制限する期間を制限期間とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、前記所定油温時の前記位相変更機構の動作速度に応じて前記変更可能範囲および前記制限期間の少なくとも一方を変更する制限制御を行うことを要旨としている。
【００２８】
この発明によれば、作動油の粘度の違いが反映される位相変更機構の動作速度に応じて制限制御を行なうため、作動油の温度が低い状態において位相変更機構の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【００２９】
（１０）第１０の手段は、請求項１０に記載の発明すなわち、請求項９に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが進角するとき、前記位相変更機構の動作速度を学習することを要旨としている。
【００３０】
カムシャフトのトルクは、進角方向および遅角方向に変動する。また、進角方向に作用するトルクよりも遅角方向に作用するトルクの方が大きい。このため、バルブタイミングを進角させる場合にはバルブタイミングを遅角させる場合と比較して、位相変更機構にかかる抵抗が大きい。これにより、作動油の粘度の違いによる動作速度の違いは、バルブタイミングの遅角時よりもバルブタイミングの進角時の方が検出しやすい。上記発明ではこの点に着目して、バルブタイミングの進角時に動作速度を学習している。このため、位相変更機構の動作速度が適切に学習される頻度が高くなる。
【００３１】
（１１）第１１の手段は、請求項１１に記載の発明すなわち、請求項９または１０に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記バルブタイミングが変化しはじめるとき、前記位相変更機構の動作速度を学習することを要旨としている。
【００３２】
この発明では、バルブタイミングの変化速度が「０」の状態を基準として、この状態からのバルブタイミングの変化速度に応じて位相変更機構の動作速度を学習するため、バルブタイミングの変化速度が変動している状態を基準として学習を行う構成と比較して、位相変更機構の動作速度が適切に学習される頻度が高くなる。
【００３３】
（１２）第１２の手段は、請求項１２に記載の発明すなわち、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、機関運転状態に応じて前記位相変更機構の動作状態が前記位相固定状態から前記位相解除状態に変更されるとき、前記位相変更機構の動作速度を学習することを要旨としている。
【００３４】
この発明では、機関運転状態に応じて位相変更機構の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変更されるときに動作速度を学習するため、動作速度の学習のために位相変更機構を動作させる構成と比較して、動作速度の学習にともないバルブタイミングが機関運転状態に適していないものに変更される頻度を低減することができる。
【００３５】
（１３）第１３の手段は、請求項１３に記載の発明すなわち、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記位相変更機構の動作速度を学習するとき、前記位相変更機構に対する前記作動油の給排態様として前記位相変更機構を所定の動作速度以上の動作速度で駆動するための給排態様を選択することを要旨としている。
【００３６】
（１４）第１４の手段は、請求項１４に記載の発明すなわち、請求項９〜１３のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、前記内燃機関の回転速度を加味して前記位相変更機構の動作速度を学習することを要旨としている。
【００３７】
クランクシャフトのトルクにより作動油を位相変更機構に供給する内燃機関においては、位相変更機構の動作速度が内燃機関の回転速度に応じて変化する。上記発明では、内燃機関の回転速度を加味して位相変更機構の動作速度を学習するため、学習する動作速度に対する同回転速度の影響分を小さくすることが可能になる。このため、作動油の粘度の影響がより適切に反映された位相変更機構の動作速度を学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態の可変動弁装置の制御装置について、これを備える内燃機関の構造を模式的に示す模式図。
【図２】同実施形態のバルブタイミング変更機構について、その径方向に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態のバルブタイミング変更機構について、図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を平面上に展開したものを示す断面図。
【図４】同実施形態のバルブタイミング変更機構について、図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を平面上に展開したものを示す断面図。
【図５】同実施形態の電子制御装置により実行される「位相解除時制御」について、その手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態の電子制御装置により実行される「位相解除時制御」について、その実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【図７】同実施形態の電子制御装置により実行される「動作速度学習制御」について、その手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態の電子制御装置により実行される「動作速度学習制御」について、同制御において参照される学習動作速度と変更可能範囲との関係を示すマップ。
【図９】同実施形態の電子制御装置により実行される「動作速度学習制御」について、その実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【図１０】本発明のその他の実施形態としての可変動弁装置の制御装置について、電子制御装置により実行される「位相解除時制御」の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１を参照して、内燃機関１の構成について説明する。
内燃機関１は、混合気の燃焼によりクランクシャフト１５を回転させる機関本体１０と、動弁系の各要素を備える可変動弁装置２０と、機関本体１０等に作動油を供給する油圧機構７０と、これら装置をはじめとする各種装置を統括的に制御する制御装置８０とを備えている。
【００４０】
機関本体１０は、混合気の燃焼が行われるシリンダブロック１１と、可変動弁装置２０が設けられるシリンダヘッド１２と、機関本体１０の各部位に供給する作動油を貯留するオイルパン１３とを備えている。
【００４１】
可変動弁装置２０は、燃焼室１４の吸気ポートを開放および閉鎖する吸気バルブ２１と、燃焼室１４の排気ポートを開放および閉鎖する排気バルブ２３と、吸気バルブ２１を押し下げる吸気カムシャフト２２と、排気バルブ２３を押し下げる排気カムシャフト２４とを備えている。またこの他に、クランクシャフト１５の回転位相に対する吸気カムシャフト２２の回転位相（以下、「バルブタイミングＶＴ」）を変更するバルブタイミング変更機構３０と、バルブタイミングＶＴを固定するバルブタイミング固定機構４０とを備えている。
【００４２】
バルブタイミング変更機構３０は、バルブタイミングＶＴを最も進角側のバルブタイミング（以下、「最進角位相ＶＴｍａｘ」）から最も遅角側のバルブタイミング（以下、「最遅角位相ＶＴｍｉｎ」）までの間で変更する。
【００４３】
バルブタイミング固定機構４０は、バルブタイミングＶＴを最遅角位相ＶＴｍｉｎと最進角位相ＶＴｍａｘとの間の特定のバルブタイミング（以下、「中間角位相ＶＴｍｄｌ」）に固定する。なお、中間角位相ＶＴｍｄｌは「特定位相」に相当する。
【００４４】
中間角位相ＶＴｍｄｌとしては、寒冷地において内燃機関１を始動することが可能なバルブタイミングＶＴが設定されている。機関始動時においてバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに維持されている場合と、これよりも遅角側のバルブタイミングＶＴに維持されている場合とを比較したとき、後者よりも前者の方が機関始動性が高い。
【００４５】
油圧機構７０は、オイルパン１３の作動油を吐出するオイルポンプ７１と、バルブタイミング変更機構３０についての作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルコントロールバルブ７２と、バルブタイミング固定機構４０についての作動油の供給態様および排出態様を制御するオイルスイッチングバルブ７３とを備えている。また、オイルポンプ７１から吐出された作動油を内燃機関１の各部位に供給する作動油路７４を備えている。
【００４６】
作動油路７４は、バルブタイミング変更機構３０の進角室３７とオイルコントロールバルブ７２とを接続する進角油路７５と、バルブタイミング変更機構３０の遅角室３８とオイルコントロールバルブ７２とを接続する遅角油路７６と、バルブタイミング固定機構４０の第１解除室５４および第２解除室６４とオイルスイッチングバルブ７３とを接続する位相固定油路７７とを備えている。
【００４７】
制御装置８０は、内燃機関１を制御するための各種の演算処理等を行う電子制御装置８１と、クランクポジションセンサ８２、カムポジションセンサ８３、冷却水温度センサ８４、およびアクセルポジションセンサ８５をはじめとする各種のセンサとを備えている。
【００４８】
クランクポジションセンサ８２は、クランクシャフト１５の回転角度（以下、「クランク角度ＣＡ」）に応じた信号を電子制御装置８１に出力する。カムポジションセンサ８３は、吸気カムシャフト２２の回転角度（以下、「カム角度ＤＡ」）に応じた信号を電子制御装置８１に出力する。冷却水温度センサ８４は、シリンダヘッド１２の冷却水出口付近においての冷却水の温度（以下、「冷却水温度ＴＷ」）に応じた信号を電子制御装置８１に出力する。アクセルポジションセンサ８５は、アクセルペダル２の踏込量（以下、「アクセル踏込量ＡＰ」）に応じた信号を電子制御装置８１に出力する。
【００４９】
電子制御装置８１により行なわれる制御について説明する。なお、以下では、内燃機関１の始動要求が設定されてからアイドル運転状態に移行するまでの期間を「機関始動時」とする。また、内燃機関１の停止要求が設定されてから内燃機関１の回転が停止するまでの期間を「機関停止時」とする。また、内燃機関１の回転が停止している期間を「機関停止中」とする。また、機関始動時と機関停止時との間の機関運転中においてアイドル運転時を除いた機関運転状態を「通常機関運転時」とする。
【００５０】
電子制御装置８１は、各センサの出力に基づいて以下の各パラメータを算出する。
（Ａ）クランクポジションセンサ８２の出力信号に基づいて、クランク角度ＣＡに相当する演算値を算出する。
（Ｂ）クランク角度ＣＡの演算値に基づいて、クランクシャフト１５の回転速度（以下、「機関回転速度ＮＥ」）に相当する演算値を算出する。
（Ｃ）カムポジションセンサ８３の出力信号に基づいて、カム角度ＤＡに相当する演算値を算出する。
（Ｄ）クランク角度ＣＡおよびカム角度ＤＡに基づいて、バルブタイミングＶＴに相当する演算値を算出する。
（Ｅ）冷却水温度センサ８４の出力信号に基づいて、冷却水温度ＴＷに相当する演算値を算出する。
（Ｆ）アクセルポジションセンサ８５の出力信号に基づいて、アクセル踏込量ＡＰに相当する演算値を算出する。
【００５１】
電子制御装置８１は、機関運転状態に基づいてバルブタイミング変更機構３０およびバルブタイミング固定機構４０の動作を制御するバルブタイミング制御、およびバルブタイミング変更機構３０の動作速度を学習する動作速度学習制御を行なう。なお、機関運転状態を規定するパラメータとしては、機関回転速度ＮＥおよび機関負荷等が用いられる。
【００５２】
バルブタイミング制御は、通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを進角するための位相進角制御、通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを遅角するための位相遅角制御、および通常機関運転時にバルブタイミングＶＴを油圧により保持するための位相保持制御を含む。また、バルブタイミング固定機構４０によりバルブタイミングＶＴを固定するための位相固定制御、およびバルブタイミングＶＴの変更が可能な範囲（以下、「変更可能範囲」）を制限する位相解除時制御を含む。
【００５３】
位相進角制御および位相遅角制御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを進角する要求（以下、「位相進角要求」）またはバルブタイミングＶＴを遅角する要求（以下、「位相遅角要求」）が設定されたとき、機関運転状態に基づいて目標のバルブタイミングＶＴ（以下、「目標角位相ＶＴｔｒｇ」）を設定する。
【００５４】
そして、この目標角位相ＶＴｔｒｇおよびバルブタイミングＶＴの演算値に基づいて、バルブタイミング変更機構３０を進角動作または遅角動作させるためのオイルコントロールバルブ７２の制御を行なう。
【００５５】
位相保持制御御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを油圧により所定の位相に保持する要求（以下、「位相保持要求」）が設定されたとき、バルブタイミング変更機構３０に保持動作を行なわせるためのオイルコントロールバルブ７２の制御を行なう。
【００５６】
位相固定制御御は、別途実行される制御によりバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定する要求（以下、「位相固定要求」）が設定されているとき、バルブタイミング固定機構４０に固定動作を行わせるためのオイルスイッチングバルブ７３の制御を行う。位相固定要求は、機関停止条件が成立していること、またはアイドル運転条件が成立していること基づいて設定される。なお、固定動作はバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに固定するためのバルブタイミング固定機構４０の動作を示す。
【００５７】
位相解除時制御では、変更可能範囲を制限する位相制限を行う。すなわち、位相制限が実行されているとき、制限された変更可能範囲内にバルブタイミングＶＴの目標角位相ＶＴｔｒｇが設定される。具体的には、制限された変更可能範囲内において最も進角側のバルブタイミングＶＴ（以下、「進角側制限位相ＶＴｃｍａｘ」）よりも進角側にバルブタイミングＶＴを変更する要求があるとき、進角側制限位相ＶＴｃｍａｘを目標角位相ＶＴｔｒｇとして設定する。また、制限された変更可能範囲内において最も遅角側の位相（以下、「遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎ」）よりも遅角側にバルブタイミングＶＴを変更する要求があるとき、遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎを目標角位相ＶＴｔｒｇとして設定する。
【００５８】
動作速度学習制御は、バルブタイミング変更機構３０の動作速度の学習、および学習した動作速度に基づく変更可能範囲の制限を行う。変更可能範囲の制限においては、遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎおよび進角側制限位相ＶＴｃｍａｘを動作速度に応じて変更する。
【００５９】
バルブタイミング変更機構３０の動作速度は、バルブタイミングＶＴが任意のバルブタイミングＶＴから別の任意のバルブタイミングＶＴに変化した場合において、そのときのバルブタイミングＶＴの変化量をバルブタイミングＶＴの変化に要した時間で除した値として評価することができる。
【００６０】
なお、バルブタイミング変更機構３０がバルブタイミング固定機構４０により固定されている状態を基準として、この状態からバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌとは別の任意のバルブタイミングＶＴに変更された場合には、次の時間が上記バルブタイミングＶＴの変化に要した時間として用いられる。すなわち、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変化するまでの時間、およびバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌから上記別の任意のバルブタイミングＶＴに変化するまでの時間を含む時間が上記バルブタイミングＶＴの変化に要した時間となる。
【００６１】
図２を参照して、バルブタイミング変更機構３０の構造について説明する。
バルブタイミング変更機構３０は、クランクシャフト１５に同期して回転するハウジングロータ３１と、吸気カムシャフト２２に同期して回転するベーンロータ３５とを備えている。
【００６２】
バルブタイミングＶＴは、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相に応じて変更される。なお、図中の矢印ＤＲは、スプロケット３３（クランクシャフト１５）および吸気カムシャフト２２の回転方向を示している。
【００６３】
ハウジングロータ３１は、その本体となるハウジング本体３２と、ハウジング本体３２の軸方向の一方の端部に取り付けられたスプロケット３３と、ハウジング本体３２の軸方向の他方の端部に取り付けられたカバー３４（図３参照）とを備えている。
【００６４】
ハウジング本体３２には、ハウジングロータ３１の回転軸の径方向に突出する３つの区画壁３２Ａが設けられている。ハウジング本体３２、スプロケット３３、およびカバー３４は、これらの軸方向に挿入された３本のボルトにより互いに固定されている。
【００６５】
ベーンロータ３５は、ハウジング本体３２内の空間に配置されている。また、吸気カムシャフト２２の端部に固定されている。ベーンロータ３５には、ハウジング本体３２に向けて突出した３つのベーン３５Ａが設けられている。
【００６６】
バルブタイミング変更機構３０内には、３つの収容室３６が形成されている。各収容室３６は、ハウジング本体３２の外周の壁部、隣り合う区画壁３２Ａ、ベーンロータ３５のうちの回転軸の周囲の壁部、スプロケット３３、およびカバー３４に囲まれて形成されている。１つの収容室３６には、１つのベーン３５Ａが配置されている。各収容室３６は、対応するベーン３５Ａにより進角室３７および遅角室３８に区画されている。
【００６７】
進角室３７は、収容室３６内においてベーン３５Ａよりも吸気カムシャフトの回転方向ＤＲの後方側に形成されている。遅角室３８は、収容室３６内においてベーン３５Ａよりも吸気カムシャフト２２の回転方向ＤＲの前方側に形成されている。進角室３７および遅角室３８の容積は、バルブタイミング変更機構３０に対する作動油の給排態様に応じて変化する。
【００６８】
バルブタイミング固定機構４０は、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転範囲を規制する第１固定機構５０、およびハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転範囲を第１固定機構５０とは異なる範囲に規制する第２固定機構６０を備えている。第１固定機構５０および第２固定機構６０は、互いに異なるベーン３５Ａに配置されている。そして、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＶＴｍｄｌに対応する回転位相（以下、「中間回転位相」）のとき、第１固定機構５０および第２固定機構６０の協働によりバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００６９】
バルブタイミング変更機構３０の動作について説明する。
進角室３７への作動油の供給および遅角室３８からの作動油の排出により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角側すなわち回転方向ＤＲに回転するとき、バルブタイミングＶＴが進角する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も進角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が回転方向ＤＲの最も前方側の回転位相のとき、バルブタイミングＶＴが最進角位相ＶＴｍａｘに設定される。
【００７０】
進角室３７からの作動油の排出および遅角室３８への作動油の供給により、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角側すなわち回転方向ＤＲとは反対側に回転するとき、バルブタイミングＶＴが遅角する。ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して最も遅角側に回転したとき、すなわちハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が回転方向ＤＲの最も後方側の回転位相のとき、バルブタイミングＶＴが最遅角位相ＶＴｍｉｎに設定される。
【００７１】
図３および図４を参照して、第１固定機構５０および第２固定機構６０の構成について説明する。なお、図３および図４は、図２のＡ−Ａ線に沿うバルブタイミング変更機構３０の断面構造を平面上に展開したものを示している。また、図３および図４においては、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相が中間回転位相にある状態を示している。また以下では、第１固定機構５０の第１固定ピン５１および第２固定機構６０の第２固定ピン６１がベーン３５Ａから突出する方向を「突出方向ＺＡ」とし、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１がベーン３５Ａに収容される方向を「収容方向ＺＢ」とする。
【００７２】
第１固定機構５０の構成を以下に示す。
第１固定機構５０は、ベーン３５Ａに対してベーンロータ３５の軸方向に移動する第１固定ピン５１と、第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに押すための第１固定ばね５２とを備えている。またこの他に、第１固定ピン５１および第１固定ばね５２を収容する第１固定室５３と、第１固定ピン５１の周方向の軌跡に対応して形成された第１係合溝５６とを備えている。
【００７３】
第１固定室５３は、ベーン３５Ａ内に形成されている。また、第１固定ピン５１により第１解除室５４および第１ばね室５５に区画されている。なお、第１固定機構５０を構成する各部品のクリアランスを介しての作動油の流れがないとしたとき、第１解除室５４と第１ばね室５５との間では作動油の流れが形成されない。
【００７４】
第１係合溝５６は、互いに深さの異なる２つの溝すなわち、相対的に深さの大きい第１下段溝５７、および相対的に深さの小さい第１上段溝５８により構成されている。第１上段溝５８は、第１下段溝５７よりも遅角側に設けられている。
【００７５】
第１下段溝５７の進角側の端部である第１進角端部５６Ａは、中間回転位相にあるベーンロータ３５の第１固定ピン５１について、その進角側の端面と対応する位置に形成されている。第１上段溝５８の遅角側の端部である第１遅角端部５６Ｂは、第１進角端部５６Ａよりも遅角側に形成されている。第１下段溝５７の遅角側の端部である第２遅角端部５６Ｃは、第１進角端部５６Ａと第１遅角端部５６Ｂとの間に形成されている。
【００７６】
第２固定機構６０の構成を以下に示す。
第２固定機構６０は、ベーン３５Ａに対してベーンロータ３５の軸方向に移動する第２固定ピン６１と、第２固定ピン６１を突出方向ＺＡに押すための第２固定ばね６２とを備えている。またこの他に、第２固定ピン６１および第２固定ばね６２を収容する第２固定室６３と、第２固定ピン６１の周方向の軌跡に対応して形成された第２係合溝６６とを備えている。
【００７７】
第２固定室６３は、ベーン３５Ａ内に形成されている。また、第２固定ピン６１により第２解除室６４および第２ばね室６５に区画されている。なお、第２固定機構６０を構成する各部品のクリアランスを介しての作動油の流れがないとしたとき、第２解除室６４と第２ばね室６５との間では作動油の流れが形成されない。
【００７８】
第２係合溝６６は、互いに深さの異なる２つの溝すなわち、相対的に深さの大きい第２下段溝６７、および相対的に深さの小さい第２上段溝６８により構成されている。第２上段溝６８は、第２下段溝６７よりも遅角側に設けられている。
【００７９】
第２下段溝６７の遅角側の端部である第４遅角端部６６Ｃは、中間回転位相にあるベーンロータ３５の第２固定ピン６１について、その遅角側の端面と対応する位置に形成されている。第２上段溝６８の遅角側の端部である第３遅角端部６６Ｂは、第４遅角端部６６Ｃよりも遅角側に形成されている。第２下段溝６７の進角側の端部である第２進角端部６６Ａは、第４遅角端部６６Ｃよりも進角側に形成されている。
【００８０】
図３および図４を参照して、バルブタイミング固定機構４０の動作について説明する。
第１固定ピン５１および第２固定ピン６１は、第１解除室５４または第２解除室６４の油圧に基づいて第１固定ピン５１または第２固定ピン６１に作用する力と第１固定ばね５２または第２固定ばね６２のばね力との関係に応じて、軸方向において図３に示される収容位置から図４に示される突出位置までの範囲で動作する。
【００８１】
なお、第１固定ピン５１の突出位置は、第１固定ピン５１の先端が第１係合溝５６の第１下段溝５７の底面に接触しているときの位置を示す。また、第２固定ピン６１の突出位置は、第２固定ピン６１の先端が第２係合溝６６の第２下段溝６７の底面に接触しているときの位置を示す。また、第１固定ピン５１の収容位置は、第１固定ピン５１の先端がベーン３５Ａ内に収容されているときの位置を示す。また、第２固定ピン６１の収容位置は、第２固定ピン６１の先端がベーン３５Ａ内に収容されているときの位置を示す。
【００８２】
ベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１の具体的な動作態様を以下の（Ａ）および（Ｂ）に示す。なお、第２固定ピン６１も第１固定ピン５１に準じた態様で動作するため、ここでは第２固定ピン６１の動作についての説明を省略する。
【００８３】
（Ａ）第１解除室５４の油圧に基づいて第１固定ピン５１に作用する力が第１固定ばね５２のばね力よりも小さいとき、第１固定ピン５１を突出方向ＺＡに動作させる力（以下、「突出力」）が第１固定ピン５１に継続して付与される。そして、第１固定ピン５１が第１係合溝５６の第１下段溝５７と対応する位置にあり、かつベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１の位置が収容位置にあり、かつ第１固定ピン５１に突出力が作用しているとき、第１固定ピン５１の位置が収容位置から突出位置に変化する。
【００８４】
（Ｂ）第１解除室５４の油圧に基づいて第１固定ピン５１に作用する力が第１固定ばね５２のばね力よりも大きいとき、第１固定ピン５１を収容方向ＺＢに動作させる力（以下、「収容力」）が第１固定ピン５１に継続して付与される。そして、ベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１の位置が突出位置にあり、かつ第１固定ピン５１に突出力が作用しているとき、第１固定ピン５１の位置が突出位置から収容位置に変化する。
【００８５】
バルブタイミング固定機構４０は、次のようにバルブタイミングＶＴを固定する。
第１固定ピン５１の位置が突出位置のとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相よりも進角方向に回転することが規制される。第２固定ピン６１の位置が突出位置のとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相よりも遅角方向に回転することが規制される。
【００８６】
このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１が突出位置にあるとき、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して中間回転位相から進角方向および遅角方向に回転することができない。すなわち、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１とハウジングロータ３１とが互いに接触した状態にあることにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定される。
【００８７】
ここで、バルブタイミング変更機構３０の動作状態およびバルブタイミング固定機構４０の動作状態について、それぞれ以下のように「位相解除状態」および「位相固定状態」を定義する。
【００８８】
第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の位置が収容位置にあるときのバルブタイミング固定機構４０の動作状態を「バルブタイミング固定機構４０の位相解除状態」とする。また、バルブタイミング固定機構４０の動作状態が位相解除状態に設定されていることにより、バルブタイミングＶＴの変更が可能なバルブタイミング変更機構３０の動作状態を「バルブタイミング変更機構３０の位相解除状態」とする。図３には、バルブタイミング変更機構３０およびバルブタイミング固定機構４０の動作状態が位相解除状態にあるときの一例が示されている。
【００８９】
第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の位置が突出位置にあるときのバルブタイミング固定機構４０の動作状態を「バルブタイミング固定機構４０の位相固定状態」とする。また、バルブタイミング固定機構４０の動作状態が位相固定状態に設定されていることにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに固定されているバルブタイミング変更機構３０の動作状態を「バルブタイミング変更機構３０の位相固定状態」とする。図４には、バルブタイミング変更機構３０およびバルブタイミング固定機構４０の位相固定状態が示されている。
【００９０】
オイルコントロールバルブ７２の制御について説明する。
電子制御装置８１は、オイルコントロールバルブ７２のアクチュエータに対する指令信号としてのＤＵＴＹ比を変更することにより、オイルコントロールバルブ７２の動作状態（以下、「ＯＣＶ動作モード」）を変更する。
【００９１】
具体的には、ＤＵＴＹ比が取りうる領域をＤＵＴＹ比の大きさに応じて３つの領域に区分し、この区分した各領域とＯＣＶ動作モードとを予め対応付ける。そして、オイルコントロールバルブ７２に適用するＯＣＶ動作モードを選択したとき、選択したＯＣＶ動作モードに対応するＤＵＴＹ比をオイルコントロールバルブ７２のアクチュエータに出力する。また、各ＯＣＶ動作モードに対応するＤＵＴＹ比の領域内においてＤＵＴＹ比を変更することにより、作動油の給排態様としての供給速度および排出速度を変更する。
【００９２】
各ＯＣＶ動作モードとバルブタイミング変更機構３０の動作との関係を以下に示す。
（Ａ）ＯＣＶ動作モードが進角モードに設定されているとき、進角室３７に作動油が供給され、かつ遅角室３８から作動油が排出される。このため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角方向に回転する。また、進角モードに対応付けられたＤＵＴＹ比の範囲内においてＤＵＴＹ比を変更することにより、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して進角方向に回転する速度（以下、「進角速度」）を変更することができる。
【００９３】
（Ｂ）ＯＣＶ動作モードが保持モードに設定されているとき、進角室３７および遅角室３８が閉鎖される。このため、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位置が保持される。
【００９４】
（Ｃ）ＯＣＶ動作モードが遅角モードに設定されているとき、進角室３７から作動油が排出され、かつ遅角室３８に作動油が供給される。このため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角方向に回転する。また、遅角モードに対応付けられたＤＵＴＹ比の範囲内においてＤＵＴＹ比を変更することにより、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して遅角方向に回転する速度（以下、「遅角速度」）を変更することができる。
【００９５】
オイルスイッチングバルブ７３の制御について説明する。
電子制御装置８１は、オイルスイッチングバルブ７３のアクチュエータに対する指令信号を変更することにより、オイルスイッチングバルブ７３の動作状態（以下、「ＯＳＶ動作モード」）を変更する。
【００９６】
各ＯＳＶ動作モードとバルブタイミング固定機構４０の動作との関係を以下に示す。
（Ａ）ＯＳＶ動作モードが固定モードに設定されているとき、第１解除室５４および第２解除室６４から作動油が排出される。このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１に対して突出力が作用する。
【００９７】
（Ｂ）ＯＳＶ動作モードが解除モードに設定されているとき、第１解除室５４および第２解除室６４に作動油が供給される。このため、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１に収容力が作用する。
【００９８】
電子制御装置８１は、バルブタイミング制御において、以下の（Ａ）〜（Ｄ）のように機関運転状態に応じてオイルコントロールバルブ７２およびオイルスイッチングバルブ７３を制御する。
【００９９】
（Ａ）通常機関運転時においては、機関運転状態に応じてＯＣＶ動作モードとして進角モード、保持モード、および遅角モードのいずれかを選択する。また、ＯＳＶ動作モードを解除モードに設定する。
【０１００】
（Ｂ）通常機関運転時において位相固定要求が設定されたとき、ＯＳＶ動作モードを解除モードから固定モードに変更する。また、バルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに変更するためのＯＣＶ動作モードを選択する。なお、通常機関運転時において位相固定要求が設定されるときの例としては、通常機関運転時に機関停止条件が成立したとき、および通常機関運転時にアイドル運転条件が成立したときが挙げられる。
【０１０１】
（Ｃ）機関始動時において、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態にあり、かつ始動時解除条件が成立していないとき、位相進角要求、位相遅角要求、または位相保持要求に基づくバルブタイミング変更機構３０の動作状態の変更を禁止する。この制御は、以下の（Ｄ）の制御に優先して行なわれる。
【０１０２】
（Ｄ）機関始動時またはアイドル運転時において、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態にあり、かつ始動時解除条件が成立し、かつ位相進角要求または位相遅角要求が設定されたとき、ＯＳＶ動作モードを固定モードから解除モードに変更する。また、ＯＣＶ動作モードを保持モードから進角モードまたは遅角モードに変更する。
【０１０３】
なお、始動時解除条件は、機関始動時にバルブタイミング変更機構３０の動作状態を位相解除状態に変更してもバルブタイミングＶＴが不安定な状態となるおそれが小さいことを確認するための条件として設定されている。また、バルブタイミングＶＴが不安定な状態とは、進角室３７および遅角室３８が作動油で満たされていないことによりバルブタイミングＶＴの変動が大きい状態を示す。
【０１０４】
上記（Ｄ）の制御において、機関始動時に始動時解除が成立していることに基づいてバルブタイミング変更機構３０の動作状態を位相解除状態としたとき、動作速度学習制御により設定される変更可能範囲を用いて位相解除時制御を実行する。
【０１０５】
位相解除時制御のねらいについて説明する。
機関始動後においてバルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変更された後、かつエンジンストールが生じたとき、位相固定要求が設定される。これにより、機関回転速度ＮＥの低下中にバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに変更する制御が行なわれる。
【０１０６】
このとき、内燃機関１の燃焼が停止しているため、バルブタイミング変更機構３０の油圧が次第に低下する。そして、バルブタイミング変更機構３０の油圧が所定の油圧を下回るとき、バルブタイミングＶＴを油圧により制御することができなくなる。このため、エンジンストールの発生時においてバルブタイミング変更機構３０の動作状態を位相固定状態にするためには、エンジンストールが発生してからの経過期間（以下、「ストール後期間」）が制御可能期間を超えるまでにバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに変更することが好ましい。なお、制御可能期間は、エンジンストールの発生後にバルブタイミング変更機構３０の油圧が所定の油圧を下回るまでの期間を示す。この制御可能期間の長さは、エンジンストールが発生する毎に異なる。
【０１０７】
一方、エンジンストールの発生時のバルブタイミングＶＴと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差が大きいときほど、制御可能期間においてバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに到達させるために必要となるバルブタイミングＶＴの変更量が大きくなる。このため、制御可能期間内にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達しない可能性が高くなる。
【０１０８】
そこで位相解除時制御では、機関始動完了後にバルブタイミング変更機構３０の動作状態を位相固定状態から位相解除状態に変更したとき、冷却水温度ＴＷに応じて位相制限を実行する。
【０１０９】
位相制限が実行されているとき、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも進角側にある場合において、中間角位相ＶＴｍｄｌとバルブタイミングＶＴとの最大の差は進角側制限位相ＶＴｃｍａｘと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差となる。このバルブタイミングＶＴの差は、最進角位相ＶＴｍａｘと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差よりも小さい。
【０１１０】
また、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側にある場合において、中間角位相ＶＴｍｄｌとバルブタイミングＶＴとの最大の差は遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差となる。このバルブタイミングＶＴの差は、最遅角位相ＶＴｍｉｎと中間角位相ＶＴｍｄｌとの差よりも小さい。
【０１１１】
このため、位相制限の実行中においてエンジンストールが発生したとき、位相制限の非実行時においてエンジンストールが発生したときと比較して、バルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに到達させるために必要となるバルブタイミングＶＴの最大の変更量が小さくなる。すなわち、位相制限を実行することにより、制御可能期間内にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達する可能性が高くなる。
【０１１２】
図５を参照して、位相解除時制御の具体的な手順について説明する。
この制御は、電子制御装置８１により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから動作速度学習制御が行われる。
【０１１３】
ステップＳ１１では、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相解除状態か否かを判定する。ステップＳ１１において、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相解除状態にある旨判定したとき、ステップＳ１２に移行する。一方、ステップＳ１１において、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相解除状態にない旨判定したとき、すなわちバルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態にある旨判定したとき、本処理を一旦終了する。
【０１１４】
ステップＳ１２では、冷却水温度ＴＷが所定の冷却水温度ＴＷ（以下、「所定水温度ＴＷＸ」）以下か否かを判定する。なお、所定水温度ＴＷＸとしては、作動油の成分に関わらず、バルブタイミング変更機構３０の動作速度が所定の速度以上となる温度が設定されている。また、所定の速度とは、通常機関運転時において要求されるバルブタイミング変更機構３０の動作速度のうちの最も小さい動作速度に相当する。
【０１１５】
ステップＳ１２において、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸ以下の旨判定したとき、ステップＳ１３において変更可能範囲を制限する位相制限を実行する。一方、ステップＳ１２において、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸより大きい旨判定したとき、ステップＳ１４において位相制限を解除する。
【０１１６】
図６を参照して、位相解除時制御の実行態様の一例について説明する。
時刻ｔ１０すなわち、始動時解除条件が成立したとき、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変更される。また、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸ以下であることに基づいて位相制限が実行される。
【０１１７】
時刻ｔ１１すなわち、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸを超えたとき、位相制限が解除される。以降は、機関運転状態に基づいて最進角位相ＶＴｍａｘから最遅角位相ＶＴｍｉｎまでの間でバルブタイミングＶＴが変更される。
【０１１８】
ところで、異なる種類の作動油においては、作動油の成分が互いに異なる。また、作動油が劣化することにより作動油の成分は変化する。互いに成分が異なる作動油においては、同じ油温度においても作動油の粘度（以下、「油粘度」）が互いに異なる。
【０１１９】
ここで、油温度および機関回転速度ＮＥが互いに同じ大きさであることを前提として、相対的に油粘度の高い作動油が用いられているとき（以下、「高粘度油使用時」）のバルブタイミング変更機構３０の動作速度と、相対的に油粘度の低い作動油が用いられているとき（以下、「低粘度油使用時」）のバルブタイミング変更機構３０の動作速度とを比較したとき、高粘度の作動油の抵抗が大きいことから前者の動作速度が後者の動作速度よりも小さくなる。すなわち、バルブタイミング変更機構３０の動作速度は、油温度のみの影響を受けて変化するものではなく、作動油の成分の違いによる油粘度の影響も受けて変化する。
【０１２０】
このように、高粘度油使用時は低粘度油使用時と比較してバルブタイミング変更機構３０の動作速度が小さいため、高粘度油使用時においてエンジンストールが発生したとき、制御可能期間内にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達しない可能性が高い。
【０１２１】
一方、低粘度油使用時は高粘度油使用時と比較してバルブタイミング変更機構３０の動作速度が大きいため、低粘度油使用時においてエンジンストールが発生したとき、制御可能期間内にバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌに到達しない可能性が低い。このため、低粘度油使用時の変更可能範囲の大きさを高粘度油使用時の変更可能範囲の大きさよりも拡大することが許容される。そこで動作速度学習制御では、位相制限に用いる変更可能範囲の大きさをバルブタイミング変更機構３０の動作速度に応じて変更する。
【０１２２】
図７を参照して、動作速度学習制御の具体的な手順について説明する。
この制御は、電子制御装置８１により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから動作速度学習制御が行われる。
【０１２３】
ステップＳ２１では、学習条件が成立したか否かを判定する。ここでは、以下の（Ａ）〜（Ｅ）の全ての条件が成立していることに基づいて学習条件が成立している旨判定する。そして、ステップＳ２１において学習条件が成立した旨判定したとき、ステップＳ２２の処理に移行する。一方、ステップＳ２１において学習条件が成立していない旨判定したとき、本処理を一旦終了する。
（Ａ）バルブタイミング固定機構４０が位相固定状態であること。
（Ｂ）冷却水温度ＴＷが暖機の完了を示す温度以上であること。
（Ｃ）アイドル運転中であること。
（Ｄ）始動時解除条件が成立しかつ位相進角要求が設定されたこと。
（Ｅ）今回の機関始動後において動作速度学習制御が行われていないこと。
【０１２４】
ステップＳ２２では、ＯＣＶ動作モードとして進角モードを選択し、かつ進角速度として最大の進角速度を選択し、かつＯＳＶ動作モードを解除モードに設定する。
ステップＳ２３では、バルブタイミングＶＴが所定のバルブタイミングＶＴ（以下、「判定角位相ＶＴｊｄｇ」）に達したか否かを判定する。バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達した旨判定したとき、ステップＳ２４に移行する。なお、バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまではステップＳ２３の判定処理を繰り返し実行する。
【０１２５】
ステップＳ２４では、ステップＳ２２の処理を実行してからバルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまでの経過期間、およびステップＳ２２の処理を実行したときの機関回転速度ＮＥに基づいて、バルブタイミング変更機構３０の学習動作速度ＶＭを算出する。学習動作速度ＶＭは、バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまでの経過期間が同じ大きさのとき、機関回転速度ＮＥが大きくなるにつれて小さくなる。なお、上記経過期間には、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変更されるまでの期間、およびバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌから判定角位相ＶＴｊｄｇに変化するまでの期間が含まれる。
【０１２６】
ステップＳ２５では、ステップＳ２４で算出した学習動作速度ＶＭを変更可能範囲マップ（図８参照）に適用することにより、学習動作速度ＶＭに対応する変更可能範囲を位相制限に用いる変更可能範囲として設定する。
【０１２７】
図８を参照して、変更可能範囲マップの構成について説明する。
変更可能範囲マップにおいては、変更可能範囲のうち中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側の変更可能範囲（以下「遅角側制限範囲」）の大きさ、および変更可能範囲のうち中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅進角側の変更可能範囲（以下、「進角側制限範囲」）の大きさが学習動作速度ＶＭに応じて規定されている。また、遅角側制限範囲および進角側制限範囲は、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて段階的に大きくなるようにそれぞれ規定されている。
【０１２８】
図９を参照して、低粘度油使用時および高粘度油使用時における動作速度学習制御の実行態様の一例について説明する。なお、図中の実線は低粘度油使用時の実行態様を示し、図中の破線は高粘度油使用時の実行態様を示している。また、各実行態様において、油温度および機関回転速度ＮＥは等しいものとする。
【０１２９】
低粘度油使用時の動作速度学習制御の流れを以下に示す。
時刻ｔ２０すなわち、アクセルペダル２が踏み込まれたとき、これに基づいて位相進角要求が設定される。このため、ＯＳＶ動作モードが固定モードから解除モードに変更される。また、ＯＣＶ動作モードが保持モードから進角モードに変更される。また、進角モードにおいて最大の進角速度が設定される。
【０１３０】
時刻ｔ２１すなわち、固定ピン５１，６１が収容位置に移動したとき、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変化する。これにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌから目標角位相ＶＴｔｒｇに向けて進角を開始する。
【０１３１】
時刻ｔ２３すなわち、バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達したとき、時刻ｔ２０から時刻ｔ２３までの経過期間および機関回転速度ＮＥに基づいて学習動作速度ＶＭが算出される。
【０１３２】
時刻ｔ２５すなわち、バルブタイミングＶＴが目標角位相ＶＴｔｒｇに達したとき、ＯＣＶ動作モードが進角モードから保持モードに変更される。以降は、機関運転状態に基づいて最進角位相ＶＴｍａｘから最遅角位相ＶＴｍｉｎまでの間でバルブタイミングＶＴが変更される。
【０１３３】
高粘度油使用時の動作速度学習制御の流れを以下に示す。
時刻ｔ２２すなわち、固定ピン５１，６１が収容位置に移動したとき、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変化する。これにより、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌから目標角位相ＶＴｔｒｇに向けて進角を開始する。
【０１３４】
時刻ｔ２４すなわち、バルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達したとき、時刻ｔ２０から時刻ｔ２４までの経過期間および機関回転速度ＮＥに基づいて学習動作速度ＶＭが算出される。
【０１３５】
時刻ｔ２６すなわち、バルブタイミングＶＴが目標角位相ＶＴｔｒｇに達したとき、ＯＣＶ動作モードが進角モードから保持モードに変更される。以降は、機関運転状態に基づいて最進角位相ＶＴｍａｘから最遅角位相ＶＴｍｉｎまでの間でバルブタイミングＶＴが変更される。
【０１３６】
上記のように、位相進角要求が設定されてからバルブタイミング変更機構３０が位相固定状態から位相解除状態となるまでの期間は、高粘度油使用時のとき（時刻ｔ２０から時刻ｔ２２までの経過期間）よりも低粘度油使用時のとき（時刻ｔ２０から時刻ｔ２１までの経過期間）の方が小さい。
【０１３７】
また、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態から位相解除状態に変化してからバルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまでの期間は、高粘度油使用時のとき（時刻ｔ２２から時刻ｔ２４までの経過期間）よりも低粘度油使用時のとき（時刻ｔ２１から時刻ｔ２３までの経過期間）の方が小さい。
【０１３８】
そして、上記各期間を合わせた期間、すなわち位相進角要求が設定されてからバルブタイミングＶＴが判定角位相ＶＴｊｄｇに達するまでの期間は、高粘度油使用時のとき（時刻ｔ２０から時刻ｔ２４までの経過期間）よりも低粘度油使用時のとき（時刻ｔ２０から時刻ｔ２３までの経過期間）の方が小さい。
【０１３９】
（実施形態の効果）
本実施形態の内燃機関１によれば以下の効果が得られる。
（１）電子制御装置８１は、バルブタイミング変更機構３０の学習動作速度ＶＭに応じて変更可能範囲を制限している。この構成によれば、油粘度の違いが反映される学習動作速度ＶＭに基づいて変更可能範囲が制限されるため、油温度が低い状態においてバルブタイミング変更機構３０の動作を一律に制限する構成と比較して、バルブタイミングＶＴを機関運転状態に応じて変更することが可能な状況をより多く確保することができる。
【０１４０】
（２）電子制御装置８１は、高粘度油使用時の遅角側制限範囲の大きさを低粘度油使用時の遅角側制限範囲の大きさよりも小さくしている。この構成によれば、高粘度油使用時かつ位相制限の実行中においてバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるとき、バルブタイミングＶＴと中間角位相ＶＴｍｄｌとの最大の差が低粘度油使用時よりも小さくなる。このため、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるときにおいて、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【０１４１】
（３）電子制御装置８１は、高粘度油使用時の進角側制限範囲の大きさを低粘度油使用時の進角側制限範囲の大きさよりも小さくしている。この構成によれば、高粘度油使用時かつ位相制限の実行中においてバルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも進角側にあるとき、バルブタイミングＶＴと中間角位相ＶＴｍｄｌとの最大の差が低粘度油使用時よりも小さくなる。このため、バルブタイミングＶＴが中間角位相ＶＴｍｄｌよりも進角側にあるときにおいて、バルブタイミング変更機構３０の動作状態が位相固定状態に変更されることなく機関停止する頻度を低減することができる。
【０１４２】
（４）吸気カムシャフト２２のトルクは、進角方向および遅角方向に変動する。また、進角方向に作用するトルクよりも遅角方向に作用するトルクの方が大きい。このため、バルブタイミングＶＴを進角させる場合にはバルブタイミングＶＴを遅角させる場合と比較して、バルブタイミング変更機構３０にかかる抵抗が大きい。これにより、油粘度の違いによるバルブタイミング変更機構３０の動作速度の違いは、バルブタイミングＶＴの遅角時よりもバルブタイミングＶＴの進角時の方が検出しやすい。上記実施形態の電子制御装置８１は、バルブタイミングＶＴの進角時に学習動作速度ＶＭを学習しているため、バルブタイミング変更機構３０の動作速度が適切に学習される頻度が高くなる。
【０１４３】
（５）電子制御装置８１は、バルブタイミングＶＴが進角しはじめるときに学習動作速度ＶＭを学習している。この構成によれば、バルブタイミングＶＴの変化速度が「０」の状態を基準として、この状態からのバルブタイミングＶＴの変化速度に応じて学習動作速度ＶＭを学習するため、バルブタイミングＶＴの変化速度が変動している状態を基準として学習を行う構成と比較して、学習動作速度ＶＭが適切に学習される頻度が高くなる。
【０１４４】
（６）電子制御装置８１は、始動時解除条件が成立しているときかつ位相進角要求が設定されたとき、バルブタイミング変更機構３０の動作速度に応じて学習動作速度ＶＭを学習している。この構成によれば、学習動作速度ＶＭの学習のためにバルブタイミング変更機構３０を動作させる構成と比較して、学習動作速度ＶＭの学習にともないバルブタイミングＶＴが機関運転状態に適していないものに変更される頻度を低減することができる。
【０１４５】
また、アクセルペダル２の踏み込みによる位相進角要求に基づいて学習動作速度ＶＭの学習を行うことにより、学習動作速度ＶＭの学習のためにバルブタイミングＶＴを変更する構成と比較して、学習にともない運転者が違和感を覚えるおそれが小さい。
【０１４６】
（７）電子制御装置８１は、学習動作速度ＶＭを学習するとき、オイルコントロールバルブ７２によるバルブタイミングＶＴの進角速度を最大の進角速度に設定している。この構成によれば、バルブタイミングＶＴが目標角位相ＶＴｔｒｇに到達するまでの時間が長くなることを抑制することができる。
【０１４７】
（８）クランクシャフト１５のトルクにより作動油をバルブタイミング変更機構３０に供給する内燃機関１においては、バルブタイミング変更機構３０の動作速度が機関回転速度ＮＥに応じて変化する。上記実施形態の電子制御装置８１は、機関回転速度ＮＥを加味して学習動作速度ＶＭを学習するため、学習動作速度ＶＭに対する機関回転速度ＮＥの影響分を小さくすることが可能になる。このため、油粘度の影響がより適切に反映されたバルブタイミング変更機構３０の動作速度を学習することができる。
【０１４８】
（その他の実施形態）
本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示すように変更することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく、異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【０１４９】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて遅角側制限範囲の大きさおよび進角側制限範囲の大きさを段階的に大きくしているが、学習動作速度ＶＭに関わらず進角側制限位相ＶＴｃｍａｘを一定の大きさに設定することもできる。
【０１５０】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて進角側制限範囲の大きさを大きくしているが、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて進角側制限範囲の大きさを小さくすることもできる。このように進角側制限範囲を小さくする場合の具体的な方法としては、例えば、学習動作速度ＶＭの増加量に対する遅角側制限範囲の大きさの増加量よりも学習動作速度ＶＭの増加量に対する進角側制限範囲の大きさの減少量を大きくするものが挙げられる。なお、この変形例においては、学習動作速度ＶＭが小さくなるにつれて遅角側制限範囲が小さくなるため、実施形態の（２）の効果が得られる。
【０１５１】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて遅角側制限範囲の大きさを段階的に大きくしているが、学習動作速度ＶＭの増加に対して遅角側制限範囲を連続的に大きくすることもできる。例えば、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて遅角側制限位相ＶＴｃｍｉｎを直線的に増加させることができる。
【０１５２】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて進角側制限範囲の大きさを段階的に大きくしているが、学習動作速度ＶＭの増加に対して進角側制限範囲を連続的に大きくすることもできる。例えば、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて進角側制限位相ＶＴｃｍａｘを直線的に増加させることもできる。
【０１５３】
・上記実施形態（図８）では、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて遅角側制限範囲の大きさおよび進角側制限範囲の大きさを段階的に大きくしているが、学習動作速度ＶＭが所定の動作速度よりも小さいときに中間角位相ＶＴｍｄｌを変更可能範囲として設定することもできる。この場合、バルブタイミング変更機構３０の動作状態を固定動作状態に設定することもできる。
【０１５４】
・上記実施形態（図７）では、冷却水温度ＴＷが暖機の完了を示す温度以上であることを学習条件の１つとして用いているが、この条件に代えて、冷却水温度ＴＷが暖機の完了を示す温度よりも小さいことを学習条件として用いることもできる。
【０１５５】
・上記実施形態（図７）では、バルブタイミング変更機構３０が位相固定状態であること、およびアイドル運転状態であることをそれぞれ学習条件の１つとして用いているが、これらの条件に代えて、バルブタイミング変更機構３０が位相解除状態であること、および通常機関運転時であることを学習条件として用いることもできる。
【０１５６】
・上記実施形態（図７）では、アイドル運転状態であること、および位相進角要求が設定されることをそれぞれ学習条件の１つとして用いているが、これらの条件に代えて、通常機関運転時であること、および位相遅角要求が設定されることを学習条件として用いることもできる。この場合、そのときのバルブタイミングＶＴよりも遅角側の所定のバルブタイミングＶＴに到達するまでの期間に基づいて学習動作速度ＶＭが算出される。
【０１５７】
・上記実施形態（図７）では、機関回転速度ＮＥに応じて学習動作速度ＶＭを算出しているが、動作速度学習制御を行うときの冷却水温度ＴＷに基づいて学習動作速度ＶＭを補正することもできる。この場合、学習動作速度ＶＭは冷却水温度ＴＷが低くなるにつれて大きくなる。
【０１５８】
・上記実施形態（図７）では、学習動作速度ＶＭを学習するとき、進角モードにおいて最大の進角速度を設定しているが、最大の進角速度よりも小さい進角速度を設定することもできる。
【０１５９】
・上記実施形態（図５）では、冷却水温度ＴＷに基づいて位相制限を解除しているが、変更可能範囲の大きさを制限する期間としての「制限期間」を設定し、設定した制限期間に基づいて位相制限を解除することもできる。なお、制限期間は、学習動作速度ＶＭが大きくなるにつれて短くなるように設定される。またこの場合、制限される変更可能範囲の大きさを学習動作速度ＶＭに関わらず一定の大きさに設定することもできる。
【０１６０】
図１０を参照して、制限期間を用いた位相解除時制御の内容について説明する。
この制御は、電子制御装置８１により所定の制御周期毎に繰り返し行われる。すなわち、最後のステップの処理が終了した後、所定の制御周期が経過するまでは同制御の実行が保留され、所定の制御周期が経過したときに再び最初のステップから動作速度学習制御が行われる。
【０１６１】
ステップＳ３１において位相解除状態の旨判定し、かつステップＳ３２において冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸ以下の旨判定したとき、ステップＳ３３において位相制限を実行する。
【０１６２】
ステップＳ３４では、位相制限の実行を開始してからの経過期間が学習動作速度ＶＭに応じて設定される制限期間を超えたか否かを判定する。位相制限の実行を開始してからの経過期間が制限期間を超えていない旨判定したとき、所定周期後に再びステップＳ３４の判定を行う。一方、位相制限の実行を開始してからの経過期間が制限期間を超えた旨判定したとき、ステップＳ３５において位相制限を解除する。
【０１６３】
・上記実施形態（図５）では、冷却水温度ＴＷが所定水温度ＴＷＸ以下のときに位相制限を実行しているが、所定水温度ＴＷＸの大きさを学習動作速度ＶＭに応じて変更することもできる。この場合、制限される変更可能範囲の大きさを学習動作速度ＶＭに関わらず一定の大きさに設定することもできる。
【０１６４】
・上記実施形態（図７）では、学習動作速度ＶＭに応じて変更可能範囲の大きさを設定しているが、変更可能範囲の大きさの設定方法を次のように設定することもできる。すなわち、作動油を交換したとき作動油の成分、作動油の種類、および油粘度の少なくとも１つの情報を電子制御装置８１に入力する入力部を設ける。そして、入力された情報に基づいて変更可能範囲の大きさを設定する。この場合、作動油を交換してからの経過期間に基づいて作動油の劣化状態を推定し、推定した劣化状態を加味して変更可能範囲の大きさを設定する処理を追加することもできる。
【０１６５】
・上記実施形態（図１）では、オイルコントロールバルブ７２により進角室３７および遅角室３８についての作動油の給排態様を制御し、オイルスイッチングバルブ７３により各解除室５４，６４についての作動油の給排態様を制御しているが、進角室３７、遅角室３８、および各解除室５４，６４の作動油の給排態様を制御する単一のオイルコントロールバルブを備えることもできる。
【０１６６】
・上記実施形態（図３）では、第１下段溝５７および第１上段溝５８を含む第１係合溝５６を第１固定機構５０に形成しているが、第１係合溝５６に対して次の（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方の変更を加えることもできる。
（Ａ）第１下段溝５７に代えて、第１固定ピン５１を嵌め込むための穴を中間回転位相の第１固定ピン５１と対応する位置に形成する。この場合には、第１上段溝５８の端が同位置の穴まで延長される。
（Ｂ）第１上段溝５８を省略する。
【０１６７】
・上記実施形態（図３）では、第２下段溝６７および第２上段溝６８を含む第２係合溝６６を第２固定機構６０に形成しているが、第２係合溝６６に対して次の（Ａ）および（Ｂ）の少なくとも一方の変更を加えることもできる。
（Ａ）第２下段溝６７に代えて、第２固定ピン６１を嵌め込むための穴を中間回転位相の第２固定ピン６１と対応する位置に形成する。
（Ｂ）第２上段溝６８を省略する。
【０１６８】
・上記実施形態（図３）では、ベーンロータ３５に第１固定ピン５１および第２固定ピン６１を設け、かつハウジングロータ３１に第１係合溝５６および第２係合溝６６を形成しているが、各固定ピン５１，６１および各係合溝５６，６６に関する構成を次のように変更することもできる。すなわち、第１係合溝５６および第２係合溝６６の少なくとも一方をベーンロータ３５に形成し、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の少なくとも一方をハウジングロータ３１に設けることもできる。
【０１６９】
・上記実施形態（図２）では、バルブタイミング固定機構４０として第１固定ピン５１および第２固定ピン６１がベーン３５Ａに対して軸方向に移動するものを採用しているが、各固定ピン５１，６１に関する構成を次のように変更することもできる。すなわち、第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の少なくとも一方がベーン３５Ａに対して径方向に突出動作および収容動作するようにバルブタイミング固定機構４０を構成することもできる。この場合には、ベーン３５Ａに対する第１固定ピン５１および第２固定ピン６１の動作に対応して、第１係合溝５６に相当する係合溝および第２係合溝６６に相当する係合溝の少なくとも一方がハウジングロータ３１に形成される。
【０１７０】
・上記実施形態（図４）では、バルブタイミング固定機構４０により固定するバルブタイミングＶＴを中間角位相ＶＴｍｄｌに設定しているが、これに代えて、他のバルブタイミングＶＴをバルブタイミング固定機構４０により固定するバルブタイミングＶＴとして設定することもできる。
【０１７１】
・本発明の適用対象となる可変動弁装置の制御装置の構成は上記実施形態に例示の構成に限られるものではない。すなわち、位相変更機構および位相固定機構を備える可変動弁装置の制御装置であれば、いずれの構成を有する可変動弁装置の制御装置に対しても本発明を適用することができる。また、その場合にも上記実施形態の効果に準じた効果が得られる。
【符号の説明】
【０１７２】
１…内燃機関、２…アクセルペダル、１０…機関本体、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…オイルパン、１４…燃焼室、１５…クランクシャフト、２０…可変動弁装置、２１…吸気バルブ、２２…吸気カムシャフト、２３…排気バルブ、２４…排気カムシャフト、３０…バルブタイミング変更機構（位相変更機構）、３１…ハウジングロータ、３２…ハウジング本体、３２Ａ…区画壁、３３…スプロケット、３４…カバー、３５…ベーンロータ、３５Ａ…ベーン、３６…収容室、３７…進角室、３８…遅角室、４０…バルブタイミング固定機構（位相固定機構）、５０…第１固定機構、５１…第１固定ピン、５２…第１固定ばね、５３…第１固定室、５４…第１解除室、５５…第１ばね室、５６…第１係合溝、５６Ａ…第１進角端部、５６Ｂ…第１遅角端部、５６Ｃ…第２遅角端部、５７…第１下段溝、５８…第１上段溝、６０…第２固定機構、６１…第２固定ピン、６２…第２固定ばね、６３…第２固定室、６４…第２解除室、６５…第２ばね室、６６…第２係合溝、６６Ａ…第２進角端部、６６Ｂ…第３遅角端部、６６Ｃ…第４遅角端部、６７…第２下段溝、６８…第２上段溝、７０…油圧機構、７１…オイルポンプ、７２…オイルコントロールバルブ、７３…オイルススイッチングバルブ、７４…作動油路、７５…位相変更油路、７６…位相固定油路、８０…制御装置、８１…電子制御装置、８２…クランクポジションセンサ、８３…カムポジションセンサ、８４…冷却水温度センサ、８５…アクセルポジションセンサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、
前記位相変更機構の作動油の成分に応じて前記位相変更機構の動作を制限する制限制御を行なうこと
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲として、
前記制限制御において、前記位相変更機構の作動油の成分に応じて前記変更可能範囲を制限すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項３】
バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲として、
前記位相変更機構の動作を制限する制限制御を行なうこと、
ならびに、前記制限制御において、前記位相変更機構の作動油の粘度に応じて前記変更可能範囲を制限すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記位相変更機構の作動油の粘度を油粘度とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、
前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記変更可能範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記変更可能範囲の大きさよりも小さくすること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記特定位相が最遅角位相と最進角位相との間の位相であること、
前記最遅角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも遅角側の所定の位相を遅角側制限位相とし、前記特定位相から前記遅角側制限位相までの範囲を遅角側制限範囲として、前記変更可能範囲に前記遅角側制限範囲が含まれること、
ならびに、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記遅角側制限範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記遅角側制限範囲の大きさよりも小さくすること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記特定位相が最遅角位相と最進角位相との間の位相であること、
前記最遅角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも遅角側の所定の位相を遅角側制限位相とし、前記最進角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも進角側の所定の位相を進角側制限位相とし、前記特定位相から前記遅角側制限位相までの範囲を遅角側制限範囲とし、前記特定位相から前記進角側制限位相までの範囲を進角側制限範囲として、前記変更可能範囲に前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲が含まれること、
ならびに、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲の大きさよりも小さくすること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記制限制御において、前記制限制御を実行する期間を制限期間として、前記作動油の成分および粘度の少なくとも一方に応じて前記制限期間を変更すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記位相変更機構の作動油の粘度を油粘度とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、
前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記制限期間を前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記制限期間よりも大きくすること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項９】
バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲とし、前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記変更可能範囲を制限する期間を制限期間とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、
前記所定油温時の前記位相変更機構の動作速度に応じて前記変更可能範囲および前記制限期間の少なくとも一方を変更する制限制御を行うこと
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが進角するとき、前記位相変更機構の動作速度を学習すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが変化しはじめるとき、前記位相変更機構の動作速度を学習すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、
機関運転状態に応じて前記位相変更機構の動作状態が前記位相固定状態から前記位相解除状態に変更されるとき、前記位相変更機構の動作速度を学習すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記位相変更機構の動作速度を学習するとき、前記位相変更機構に対する前記作動油の給排態様として前記位相変更機構を所定の動作速度以上の動作速度で駆動するための給排態様を選択すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記内燃機関の回転速度を加味して前記位相変更機構の動作速度を学習すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１】
バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、
前記位相変更機構の作動油の成分に応じて前記位相変更機構の動作を制限する制限制御を行なうこと
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲として、
前記制限制御において、前記位相変更機構の作動油の成分に応じて前記変更可能範囲を制限すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項３】
バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲として、
前記位相変更機構の動作を制限する制限制御を行なうこと、
ならびに、前記制限制御において、前記位相変更機構の作動油の粘度に応じて前記変更可能範囲を制限すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記位相変更機構の作動油の粘度を油粘度とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、
前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記変更可能範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記変更可能範囲の大きさよりも小さくすること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記特定位相が最遅角位相と最進角位相との間の位相であること、
前記最遅角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも遅角側の所定の位相を遅角側制限位相とし、前記特定位相から前記遅角側制限位相までの範囲を遅角側制限範囲として、前記変更可能範囲に前記遅角側制限範囲が含まれること、
ならびに、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記遅角側制限範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記遅角側制限範囲の大きさよりも小さくすること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項６】
請求項４に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記特定位相が最遅角位相と最進角位相との間の位相であること、
前記最遅角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも遅角側の所定の位相を遅角側制限位相とし、前記最進角位相から前記特定位相までの範囲のうちの前記特定位相よりも進角側の所定の位相を進角側制限位相とし、前記特定位相から前記遅角側制限位相までの範囲を遅角側制限範囲とし、前記特定位相から前記進角側制限位相までの範囲を進角側制限範囲として、前記変更可能範囲に前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲が含まれること、
ならびに、前記制限制御において、前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲の大きさを前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記遅角側制限範囲および前記進角側制限範囲の大きさよりも小さくすること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記制限制御において、前記制限制御を実行する期間を制限期間として、前記作動油の成分および粘度の少なくとも一方に応じて前記制限期間を変更すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項８】
請求項７に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記位相変更機構の作動油の粘度を油粘度とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、
前記所定油温時かつ前記油粘度が高いときの前記制限期間を前記所定油温時かつ前記油粘度が低いときの前記制限期間よりも大きくすること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項９】
バルブタイミングを変更する油圧式の位相変更機構と、バルブタイミングを特定位相に固定する位相固定機構とを含む内燃機関の可変動弁装置のための制御装置であり、前記位相変更機構の動作を制御する可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが前記特定位相に固定されている前記位相変更機構の動作状態を位相固定状態とし、前記バルブタイミングを変更することが可能な前記位相変更機構の動作状態を位相解除状態とし、前記位相変更機構が前記位相解除状態のときに前記バルブタイミングの変更が可能な範囲を変更可能範囲とし、前記位相変更機構の作動油の温度を油温度とし、前記変更可能範囲を制限する期間を制限期間とし、前記油温度が所定の温度範囲内にある状態を所定油温時として、
前記所定油温時の前記位相変更機構の動作速度に応じて前記変更可能範囲および前記制限期間の少なくとも一方を変更する制限制御を行うこと
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが進角するとき、前記位相変更機構の動作速度を学習すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記バルブタイミングが変化しはじめるとき、前記位相変更機構の動作速度を学習すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１２】
請求項９〜１１のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、
機関運転状態に応じて前記位相変更機構の動作状態が前記位相固定状態から前記位相解除状態に変更されるとき、前記位相変更機構の動作速度を学習すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１３】
請求項９〜１２のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記位相変更機構の動作速度を学習するとき、前記位相変更機構に対する前記作動油の給排態様として前記位相変更機構を所定の動作速度以上の動作速度で駆動するための給排態様を選択すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【請求項１４】
請求項９〜１３のいずれか一項に記載の可変動弁装置の制御装置において、
前記内燃機関の回転速度を加味して前記位相変更機構の動作速度を学習すること
を特徴とする可変動弁装置の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−２４０８９（Ｐ２０１３−２４０８９Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８１９９（Ｐ２０１１−１５８１９９）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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