(57)【要約】  可変動弁装置（２０）を備える内燃機関（１０）の制御部（８０）は、燃料噴射を伴うクランキングを開始してから第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関（１０）が完爆状態に移行しない始動不良が発生したときに、特定時期とは異なる時期にバルブタイミングがある状態に対応する始動不良時処理を実行する。
2012098657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及びそれらの他方と同期して回転する第２の回転体を有し、それら両回転体を相対回転させることにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変機構と、前記両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の機関始動が可能な特定時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、
燃料噴射を伴うクランキングを開始してから所定期間が経過するまでに前記内燃機関が完爆状態に移行しない始動不良が発生したときに、前記特定時期とは異なる時期にバルブタイミングがある状態に対応する始動不良時処理を実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記固定機構は、クランキング実行時にバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで変更するものである
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
燃料噴射量を前記始動不良の発生時よりも減量する処理を前記始動不良時処理として実行する
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記可変機構は、作動油の油圧に基づき両回転体を相対回転させることによりバルブタイミングを変更するものであり、
前記固定機構は、前記第１の回転体に設けられたロックピンと、前記第２の回転体に設けられて前記ロックピンが嵌入する凹部とを有し、前記ロックピンを前記凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを前記特定時期にロックする一方、前記凹部から抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするものである
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記凹部は前記第２の回転体の周方向に沿って配置されてその深さが異なる複数の段部を有し、前記複数の段部及び前記ロックピンは、前記カム軸に作用する交番トルクに基づき生じる前記両回転体の相対回転により前記複数の段部に前記ロックピンが順次嵌入することによりバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで段階的に変更するラチェット機構として機能する
請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を前記始動不良の発生時よりも低下させる処理を前記始動不良時処理として実行する
請求項４又は５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
機関温度が予め設定された所定温度以下である冷間始動時であることを条件に前記始動不良時処理を実行する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記始動不良が発生したときにその履歴を記録する記憶手段をさらに備え、
前回の機関始動に前記始動不良が発生した旨の履歴が前記記憶手段に記録されていることを条件に次回の機関始動に際してクランキング開始時から前記始動不良時処理を実行する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミングを変更する可変機構と、同バルブタイミングを最進角時期及び最遅角時期の間の機関始動が可能な時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に搭載される装置として、カム軸により開閉駆動される吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを機関運転状態に応じて変更する可変動弁装置が知られている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
この特許文献１に記載されるものをも含め、従来一般の可変動弁装置についてその構成を図１４に示す。図１４（ａ）は、カバーを取り外した状態での可変動弁装置１００の内部構造を示し、同図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面構造を示す。なお、同図１４（ａ）ではカム軸２００の回転方向を矢印ＲＣにて示している。【０００４】
同図１４に示す可変動弁装置１００は、同一の回転軸線周りに回転する二つの回転体として、クランク軸にチェーン（いずれも図示略）を介して駆動連結されたスプロケット１０１及びこれに固定されたハウジング１０２と、カム軸２００に駆動連結されたベーンロータ１０３とを備えている。ハウジング１０２の内部に形成された複数の収容室１０５の内部には、ベーンロータ１０３に設けられた複数のベーン１０３Ａがそれぞれ収容され、各収容室１０５はベーン１０３Ａによって進角室１０６と遅角室１０７とに区画されている。そして、これら進角室１０６及び遅角室１０７に供給される油圧により収容室１０５でベーン１０３Ａが変位し、ハウジング１０２とベーンロータ１０３とが相対回転することにより、クランク軸に対するカム軸２００の相対回転位相、換言すればバルブタイミングが変更される。【０００５】
また、この可変動弁装置１００には、バルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の機関始動が可能な時期であって、特に冷間始動時において機関始動が可能な時期（以下、「特定時期」という）に固定可能なロック機構１１０が設けられている。図１４（ｂ）に示すように、このロック機構１１０は、スプロケット１０１に形成された凹部１１２と、この凹部１１２に対して近接離間可能な態様でベーン１０３Ａに収容されたロックピン１１１とを備えている。さらに、ベーン１０３Ａにおいてロックピン１１１を収容する空間には、ロックピン１１１を付勢するばね１１３が設けられるとともに、所定油圧にて作動油が供給される解除室１１４が形成されている。ロックピン１１１は、ばね１１３により凹部１１２に嵌入する方向に付勢される一方、解除室１１４に供給される作動油の圧力に基づく力により凹部１１２から抜脱する方向に付勢される。【０００６】
そして、機関停止要求時等、バルブタイミングを特定時期にロックする条件が成立した場合には、解除室１１４から作動油が排出される。これに伴い解除室１１４の油圧が解除油圧よりも低下すると、ばね１１３の付勢力によりロックピン１１１が凹部１１２に嵌入し、ベーンロータ１０３とハウジング１０２との相対回転が機械的にロックされる。その結果、バルブタイミングが特定時期にロックされる。したがって、次回の機関始動時には、バルブタイミングが特定時期にある状態でクランキングが開始されるため、良好な機関始動性を確保することができる。【０００７】
一方、バルブタイミングの変更要求時等、バルブタイミングを特定時期から解除する条件が成立した場合には、解除室１１４に作動油が供給される。これに伴い解除室１１４の油圧が解除油圧よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力によりロックピン１１１が凹部１１２から抜脱し、ベーンロータ１０３とハウジング１０２との相対回転のロックが解除される。そして、作動油が進角室１０６及び遅角室１０７に対して選択的に給排されることで、特定時期にロックされていたバルブタイミングが機関運転状態に適した時期に変更される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−０４１０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、機関停止要求時においてバルブタイミングが特定時期にロックされなかった場合には、バルブタイミングが最遅角時期等、特定時期とは異なる時期となった状態で内燃機関の運転が停止する。このため、次回の機関始動時において、バルブタイミングが特定時期にない状態でクランキングが開始されることとなり、機関始動が不能となったり、機関始動に長期間を要したりする等、機関始動性の悪化を招くこととなる。【００１０】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明では、クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及びそれらの他方と同期して回転する第２の回転体を有し、それら両回転体を相対回転させることにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変機構と、前記両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の機関始動が可能な特定時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、同制御装置は、燃料噴射を伴うクランキングを開始してから所定期間が経過するまでに前記内燃機関が完爆状態に移行しない始動不良が発生したときに、前記特定時期とは異なる時期にバルブタイミングがある状態に対応する始動不良時処理を実行する。【００１２】
上記構成では、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することができる。また、この発明では、クランキング開始時から内燃機関に燃料を供給するようにしているため、バルブタイミングが特定位相にあるときには、内燃機関を迅速に始動することができる。【００１３】
上述した固定機構は、クランキング実行時にバルブタイミングを特定時期とは異なる時期から同特定時期まで変更するものであることが好ましい。この場合、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、このバルブタイミングを特定時期にまで変更することにより、機関始動が可能なバルブタイミングのもとでのクランキングを早い段階で行うことができるようになる。【００１４】
上述したような始動不良時処理は、例えば燃料噴射量を前記始動不良の発生時よりも減量するといった態様にてこれを具現化することができる。このように燃料噴射量を始動不良の発生時よりも減量するようにすれば、機関始動が完了するまでに長期間を要して未燃燃料が点火プラグに付着し、これに起因する失火が頻発することで機関始動性の悪化がさらに助長されることを抑制することができる。なお、このように燃料噴射量を減量する際には、燃料噴射を実行しつつその燃料噴射量を減量する他、燃料噴射そのものを停止する、すなわち燃料噴射量が「０」となるようにこれを減量するようにしてもよい。【００１５】
ここで、上述した可変機構は、作動油の油圧に基づき両回転体を相対回転させることによりバルブタイミングを変更するものであり、上述した固定機構は、前記第１の回転体に設けられたロックピンと、前記第２の回転体に設けられて前記ロックピンが嵌入する凹部とを有し、前記ロックピンを前記凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを前記特定時期にロックする一方、前記凹部から抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするものであることが好ましい。【００１６】
さらに、上記凹部は前記第２の回転体の周方向に沿って配置されてその深さが異なる複数の段部を有することが望ましい。この場合、前記複数の段部及び前記ロックピンは、前記カム軸に作用する交番トルクに基づき生じる前記両回転体の相対回転により前記複数の段部に前記ロックピンが順次嵌入することによりバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで段階的に変更するラチェット機構として機能する。【００１７】
上記構成のようにすれば、カム軸に作用する交番トルクに基づいて両回転体が相対回転する際に、ロックピンが凹部の複数の段部に順次嵌入することでバルブタイミングを特定時期まで段階的に変更することができるようになる。このため、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、カム軸に作用する交番トルクに基づいてバルブタイミングを自律的に特定時期まで変更することができ、機関始動性の悪化を一層好適に抑制することができるようになる。【００１８】
また、上記始動不良時処理は、上述したように燃料噴射量を減量するものの他、例えば機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を始動不良の発生時よりも低下させるといった態様にてこれを具現化することもできる。【００１９】
カム軸に対し交番トルクが作用して両回転体が相対回転する際には、その相対回転方向が周期的に反転するため、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態と嵌入不能な位置にある状態とが繰り返されるようになる。ここで、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態の継続期間とロックピンが凹部の段部に嵌入するのに要する期間と比較したとき、前者が後者よりも短い場合には、ロックピンが凹部の段部に嵌入することができない。そして、ロックピンが凹部の段部に嵌入するのに要する期間にばらつきが存在することも考慮すれば、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態の継続期間が長いときほど、ロックピンは凹部の段部に嵌入しやすくなり、速やかにバルブタイミングを特定時期にまで変更することができる。したがって、上述したように、機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を始動不良の発生時よりも低下させるようにすれば、バルブタイミングが特定時期にロックされた状態に速やかに移行させることができ、機関始動可能なバルブタイミングのもとでのクランキングをより早い段階で行うことができるようになる。なお、上述した燃料噴射量の減量処理やクランキング速度の低下処理はこれらを始動不良時処理として併せて実行することもできる。【００２０】
ところで、冷間始動時には、噴射燃料の気化が促進されず燃焼し難い状態にあるため、クランキング開始から内燃機関が完爆状態に移行するまでの期間が長くなる。したがって、こうした冷間始動時においてクランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合には、機関始動性の悪化がより一層顕著なものとなる。また、冷間始動時には作動油の温度が低くその粘性が高くなるため、カム軸に作用する交番トルクにより両回転体が相対回転する際に生じる作動油の抵抗力も増大するようになる。その結果、交番トルクがカム軸に作用したときに生じる両回転体の相対回転量が小さくなり、クランキングの実行中にバルブタイミングを特定時期まで変更してその時期にロックさせ難くなる。したがって、特にこうした冷間始動時において上述したような始動不良時処理を実行することとすれば、機関始動性の悪化が発生しやすい状況においてこれを好適に抑制することができるようになる。なお、こうした冷間始動時であるか否かは、機関温度が予め設定された所定温度以下であることをもって判定することができ、さらに機関温度は機関冷却水温や作動油温等に基づいてこれを監視することができる。【００２１】
なお、こうした始動不良時処理は、クランキング開始から内燃機関が完爆状態に移行するまでの一連の機関始動期間において始動不良が発生したとき即時実行するようにしてもよいが、同始動不良が発生したときにその履歴を記録し、前回の機関始動に始動不良が発生した旨の履歴が記録されていることを条件に、次回の機関始動に際してクランキング開始時から前記始動不良時処理を実行するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を具体化した第１実施形態にかかる内燃機関の制御装置及びその制御対象である内燃機関の概略構成図。
【図２】同実施形態の可変動弁装置について、そのスプロケットを取り外した状態での内部構造を示す端面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図４】図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を模式的に示すものであって、（ａ）〜（ｄ）は、機関始動時においてバルブタイミングが最遅角時期から特定時期まで進角する過程を順に示す断面図。
【図５】クランキング時にカム軸に作用する交番トルクと、バルブタイミングの変化態様との関係を説明する図。
【図６】同実施形態におけるスタータ駆動処理の処理手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態における始動時処理の処理手順を示すフローチャート。
【図８】機関通常停止後の機関始動時におけるバルブタイミング、クランキング、機関回転速度、及び燃料噴射量の各変化態様を示すタイミングチャート。
【図９】機関異常停止後の機関始動時におけるバルブタイミング、クランキング、機関回転速度、及び燃料噴射量の各変化態様を示すタイミングチャート。
【図１０】本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第２の実施形態において、これが適用された内燃機関が搭載された車両の概略構成図。
【図１１】同実施形態における始動時処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】機関異常停止後の機関始動時におけるバルブタイミング、クランキング速度、機関回転速度、及び燃料噴射量の各変化態様を示すタイミングチャート。
【図１３】本発明を具体化した第３実施形態における始動時処理の処理手順を示すフローチャート。
【図１４】（ａ）は従来一般の可変動弁装置の内部構造を示す端面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、図１〜図９を参照して、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第１の実施形態について説明する。
【００２４】
図１に示すように、内燃機関１０の気筒１０Ａには、ピストン１１が往復動可能に収容されている。このピストン１１の頂面と気筒１０Ａの内周面とによって燃焼室１２が区画形成されている。燃焼室１２には、同燃焼室１２に吸入空気を供給する吸気通路１５と、同燃焼室１２から排気が排出される排気通路１６とが接続されている。吸気通路１５には、その内部に燃料を噴射する燃料噴射弁１３が取り付けられている。また、燃焼室１２には、吸入空気と燃料との混合気を点火する点火プラグ１４が設けられている。
【００２５】
上述したピストン１１には、その往復運動を回転運動に変換するクランク軸１７が連結されている。また、内燃機関１０の上部には、吸気バルブ２１を開閉する吸気用のカム軸２２と、排気バルブ２３を開閉する排気用のカム軸２４とが設けられている。吸気用のカム軸２２の先端には、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁装置２０が設けられている。可変動弁装置２０のスプロケット４１は、図示しないタイミングチェーンを介して、クランク軸１７と駆動連結されている。また、可変動弁装置２０のカバー４０は、スプロケット４１が設けられている側とは反対側の面に設けられている。
【００２６】
内燃機関１０の下部には、作動油を貯留するオイルパン３１が取り付けられるとともに、クランク軸１７の回転力により駆動されてオイルパン３１の作動油を組み上げるオイルポンプ３０が設けられている。このオイルポンプ３０により作動油が供給される作動油通路２６には、可変動弁装置２０の各油室に対する作動油の給排状態を変更するオイルコントロールバルブ２５が設けられている。なお、オイルパン３１に貯留される作動油は、可変動弁装置２０を駆動するための油圧を発生する作動油としての機能の他、内燃機関１０の各部を潤滑するための潤滑油としての機能も併せ有している。
【００２７】
また、クランク軸１７には、内燃機関１０の始動時に同クランク軸１７を強制回転（クランキング）させる機関始動装置としてのスタータ３２が接続されている。このスタータ３２には、バッテリ３３から電力が供給される。
【００２８】
内燃機関１０には、同内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが設けられている。例えば、こうした各種センサとして、エンジンスイッチ８１、クランク角センサ８２、カム角センサ８３、水温センサ８４等がある。エンジンスイッチ８１は、内燃機関１０の始動要求時に運転者により操作されると、スタート信号ＳＴＳＷを出力する。クランク角センサ８２は、クランク軸１７の近傍に設けられてクランク角ＣＡ及び機関回転速度ＮＥを検出する。カム角センサ８３は、カム軸２２の近傍に設けられて同カム軸２２の位置を検出する。水温センサ８４は、内燃機関１０の冷却水の温度（機関冷却水温）ＴＷを検出する。これら各種センサから出力される信号は、内燃機関１０の各種装置を総括的に制御する制御部８０に取り込まれる。
【００２９】
制御部８０は、演算ユニットをはじめ、各種制御プログラムや演算マップ、制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持する記憶手段（記憶部）としての複数のメモリ８０Ａを備えている。なお、メモリ８０Ａの一部は、バッテリ３３により電力が供給されることにより、機関停止中においてもその記憶された情報を保持するバックアップメモリとして機能する。そして、制御部８０は、上述した各センサの検出結果に基づいて内燃機関１０の運転状態を監視し、その運転状態に基づいて、燃料噴射弁１３の燃料噴射量や燃料噴射時期を調整する燃料噴射制御、点火プラグ１４の点火時期を調整する点火時期制御、吸気バルブ２１のバルブタイミングを制御するバルブタイミング可変制御等の各種制御を実行する。
【００３０】
次に、図２を参照して、可変動弁装置２０の構成について説明する。同図２は、スプロケット４１を取り外した状態での可変動弁装置２０の内部構造を示している。可変動弁装置２０は、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変機構２０Ａと、吸気バルブ２１のバルブタイミングを最進角時期ＰＨ及び最遅角時期ＰＬの間の中間時期（以下、「特定時期ＰＭ」という）に機械的にロックするロック機構４８を備えている。この特定時期ＰＭは、機関始動が可能なバルブタイミングであって、特に冷間始動時において機関始動が可能なバルブタイミングが設定されている。なお、ロック機構４８が、バルブタイミングを特定時期ＰＭに固定可能な固定機構に相当する。
【００３１】
上述したスプロケット４１、ハウジング４２、カバー４０は図示しないボルトによって固定され、カム軸２２の回転軸線周りに一体回転する。これらカバー４０、スプロケット４１及びハウジング４２は、クランク軸１７に駆動連結された第２の回転体として機能する。なお、カム軸２２及びハウジング４２は、図２に示す回転方向ＲＣに回転するものとする。
【００３２】
ハウジング４２には、その径方向内側に延びる３つの区画部４４が設けられている。また、ハウジング４２には、ハウジング４２と同一の回転軸線周りに回転するベーンロータ４３が回動可能に収容されている。ベーンロータ４３は、カム軸２２に一体回転可能に連結されるボス４３Ａと、ボス４３Ａの径方向外側に突出する３つのベーン４３Ｂを有している。そして、ハウジング４２の各区画部４４とベーンロータ４３のボス４３Ａによって収容室４５が区画形成されるとともに、この収容室４５は各ベーン４３Ｂにより進角室４６と遅角室４７とにそれぞれ区画されている。なお、ベーンロータ４３は、カム軸２２に駆動連結された第１の回転体として機能する。
【００３３】
ロック機構４８は、互いに異なるベーン４３Ｂにそれぞれ設けられた進角ロック機構５０と遅角ロック機構６０とを備えている。進角ロック機構５０は、バルブタイミングが特定時期ＰＭよりも進角側に変化する方向にハウジング４２とベーンロータ４３とが相対回転することを規制する機能を有している。一方、遅角ロック機構６０は、バルブタイミングが特定時期ＰＭよりも遅角する方向にハウジング４２とベーンロータ４３とが相対回転することを規制する機能を有している。また、進角ロック機構５０及び遅角ロック機構６０は、バルブタイミングを特定時期ＰＭよりも遅角側から特定時期ＰＭまで段階的に進角させるラチェット機能も併せ有している。そして、これら進角ロック機構５０及び遅角ロック機構６０の協働によりバルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされる。
【００３４】
次に、図３を参照して、ロック機構４８の詳細な構成について説明する。以下では、カム軸２２の軸方向において可変動弁装置２０のカバー４０が配置される側を「先端側ＺＡ」とし、スプロケット４１が配置される側を「基端側ＺＢ」とする。
【００３５】
進角ロック機構５０は、ベーン４３Ｂに設けられた円筒状の第１のロックピン５１と、第１のロックピン５１が嵌入又は抜脱する第１の凹部５３とを備えている。この第１の凹部５３は、カバー４０に形成されている。
【００３６】
第１のロックピン５１は、ベーン４３Ｂに形成されたベーン孔５６において先端側ＺＡ及び基端側ＺＢに往復動するとともに、ベーン４３Ｂの外部に突出して第１の凹部５３に嵌入する。ベーン孔５６は、第１のロックピン５１により、基端側ＺＢの第１のばね室５８と、先端側ＺＡの第１の解除室５７とに区画されている。第１のばね室５８には、第１のロックピン５１を先端側ＺＡに付勢する第１のばね５２が収容されている。一方、第１の解除室５７には、上述した作動油通路２６（図１参照）を通じて作動油が供給される。この供給される作動油の圧力に基づく力により第１のロックピン５１が基端側ＺＢに付勢される。
【００３７】
第１の凹部５３は、カバー４０においてその周方向に沿った円弧状をなしている。詳しくは、第１の凹部５３は、相対的に深さが浅く形成された第１の上段部５４と、相対的に深さが深く形成された第１の下段部５５とから構成されている。第１の上段部５４は、第１の下段部５５よりも遅角側に形成されている。
【００３８】
遅角ロック機構６０は、ベーン４３Ｂに設けられた円筒状の第２のロックピン６１と、第２のロックピン６１が嵌入する第２の凹部６３とを備えている。この第２の凹部６３は、カバー４０に形成されている。
【００３９】
第２のロックピン６１は、ベーン４３Ｂに形成されたベーン孔６６において先端側ＺＡ及び基端側ＺＢに往復動するとともに、ベーン４３Ｂの外部に突出して第２の凹部６３に嵌入する。ベーン孔６６は、第２のロックピン６１により、基端側ＺＢの第２のばね室６８と、先端側ＺＡの第２の解除室６７とに区画されている。第２のばね室６８には、第２のロックピン６１を先端側ＺＡに付勢する第２のばね６２が収容されている。一方、第２の解除室６７には、上述した作動油通路２６（図１参照）を通じて作動油が供給される。この供給される作動油の圧力に基づく力により第２のロックピン６１が基端側ＺＢに付勢される。
【００４０】
第２の凹部６３は、カバー４０においてその周方向に沿った円弧状をなしている。詳しくは、第２の凹部６３は、相対的に深さが浅く形成された第２の上段部６４と、相対的に深さが深く形成された第２の下段部６５とから構成されている。第２の上段部６４は、第２の下段部６５よりも遅角側に形成されている。
【００４１】
第１のロックピン５１、第２のロックピン６１、第１の凹部５３に形成された第１の上段部５４及び第１の下段部５５、並びに第２の凹部６３に形成された第２の上段部６４及び第２の下段部６５は、カム軸２２に作用する交番トルクによりバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで段階的に進角させるラチェット機構として機能する。すなわち、第１の凹部５３に形成された第１の上段部５４及び第１の下段部５５は、第１のロックピン５１がこれら段部５４，５５に嵌入したときに同ロックピン５１の遅角側への変位をそれぞれ規制する。一方、第２の凹部６３に形成された第２の上段部６４及び第２の下段部６５は、第２のロックピン６１が嵌入したときに同ロックピン６１の遅角側への変位をそれぞれ規制する。さらに、第１のロックピン５１が第１の下段部５５に嵌入するとともに第２のロックピン６１が第２の下段部６５に嵌入するときには、第１の下段部５５の進角側の端部により第１のロックピン５１の進角側への変位が規制される。また、併せて第２の下段部６５の遅角側の端部により第２のロックピン６１の遅角側への変位が規制される。これにより、バルブタイミングが特定時期ＰＭでロックされる。なお、図３には、ロック機構４８がロック状態であって、バルブタイミングが特定時期ＰＭでロックされた状態を示している。
【００４２】
次に、可変動弁装置２０の作用について説明する。
機関運転に伴いクランク軸１７が回転するとその駆動力がタイミングチェーン（図示略）を介して可変動弁装置２０に伝達され、この可変動弁装置２０とともに、カム軸２２が回転する。これにより、吸気バルブ２１はカム軸２２に設けられたカム（図示略）により開閉される。
【００４３】
また、可変動弁装置２０の進角室４６及び遅角室４７に対する作動油の供給又は排出がオイルコントロールバルブ２５を通じて制御されると、進角室４６及び遅角室４７の油圧に基づき収容室４５でベーン４３Ｂが変位する。これにより、スプロケット４１及びハウジング４２に対するベーンロータ４３の相対回転位置、すなわちクランク軸１７に対するカム軸２２の相対回転位置が変更され、吸気バルブ２１のバルブタイミングが変更される。
【００４４】
具体的には、可変動弁装置２０の進角室４６に対して作動油が供給される一方で遅角室４７の作動油が排出されることにより、ベーンロータ４３がハウジング４２に対して進角側方向に相対回転すると、バルブタイミングが進角される。そして、ベーン４３Ｂが遅角室４７の進角側の内壁に当接すると、バルブタイミングは最進角時期ＰＨとなる。また、遅角室４７に対して作動油が供給される一方で進角室４６の作動油が排出されることにより、ベーンロータ４３がハウジング４２に対して遅角側方向に相対回転すると、バルブタイミングは遅角される。そして、ベーン４３Ｂが進角室４６の遅角側の内壁に当接すると、バルブタイミングは最遅角時期ＰＬとなる。
【００４５】
機関停止要求時には、バルブタイミングが特定時期ＰＭになるようにオイルコントロールバルブ２５を通じて進角室４６及び遅角室４７の油圧が制御される。そして、進角ロック機構５０の第１の解除室５７から作動油が排出されてこの第１の解除室５７の油圧が解除油圧よりも低くなると、第１のばね５２で付勢された第１のロックピン５１が第１の凹部５３（第１の下段部５５）に嵌入する。併せて、遅角ロック機構６０の第２の解除室６７から作動油が排出されてこの第２の解除室６７の油圧が解除油圧よりも低下すると、第２のばね６２で付勢された第２のロックピン６１が第２の凹部６３（第２の下段部６５）に嵌入する。これにより、第１のロックピン５１の進角側への変位が第１の下段部５５の進角側の端部で規制されるとともに、第２のロックピン６１の遅角側への変位が第２の下段部６５の遅角側の端部で規制されて、バルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされる。以下、このようにバルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされて機関停止することを「機関通常停止」という。
【００４６】
ここで、上述した機関通常停止の後に、内燃機関１０の始動要求があったときには、バルブタイミングが特定時期ＰＭにある状態でクランキングが開始される。上述したように、この特定時期ＰＭは機関始動が可能なバルブタイミングに設定されているため、内燃機関１０は良好に始動することができる。
【００４７】
そして、機関始動後に所定条件が成立すると、第１のロックピン５１及び第２のロックピン６１が第１の凹部５３及び第２の凹部６３からそれぞれ抜脱される。具体的には、進角ロック機構５０の第１の解除室５７に作動油が供給されてこの第１の解除室５７の油圧が解除油圧よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力により第１のロックピン５１は基端側ＺＢに移動して第１の凹部５３から抜脱する。また、遅角ロック機構６０の第２の解除室６７に対しても作動油が供給されてこの第２の解除室６７の油圧が解除油圧よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力により第２のロックピン６１は基端側ＺＢに移動して第２の凹部６３から抜脱する。これにより、ハウジング４２とベーンロータ４３との相対回転が許容される。その後、バルブタイミングが機関運転状態に適した所望の時期となるように、オイルコントロールバルブ２５の制御が実行される。
【００４８】
一方、機関停止要求時においてバルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされなかったときには（以下、「機関異常停止」という）、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬ等、特定時期ＰＭとは異なる時期となった状態で内燃機関１０の運転が停止する。
【００４９】
そして、機関異常停止の後に、内燃機関１０の始動要求があったときには、バルブタイミングが特定時期ＰＭにない状態でクランキングが開始されることとなり、機関始動が不能となったり、機関始動に長期間を要したりする等、機関始動性の悪化を招くおそれがある。なお、こうした機関異常停止時には、内燃機関１０の停止が完了するまでに、進角室４６及び遅角室４７の各油圧の低下に伴いバルブタイミングが遅角する方向に向かってベーンロータ４３とスプロケット４１とが相対回転するため、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬまで変化する場合が多い。
【００５０】
そこで、本実施形態では、機関異常停止後の機関始動性を向上させるべく、ロック機構４８の第１の凹部５３及び第２の凹部６３に複数の段部５４，５５，６４，６５を形成し、クランキング時にカム軸２２に作用する交番トルクを利用して、バルブタイミングを最遅角時期ＰＬから特定時期ＰＭにまで進角するようにしている。
【００５１】
次に、図４及び図５を参照して、機関始動時においてバルブタイミングが最遅角時期ＰＬから特定時期ＰＭまで進角する過程について説明する。図４（ａ）〜（ｄ）は、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬから特定時期ＰＭまで進角する過程について順に示したものである。なお、図４（ａ）〜（ｄ）では、進角ロック機構５０の動作状態と遅角ロック機構６０の動作状態との関係を容易に把握できるよう、第１のロックピン５１と第２のロックピン６１とを同一のベーン４３Ｂから互いに逆向きに突出するように示していると共に、第１の凹部５３と第２の凹部６３とを軸方向に向き合うように示している。
【００５２】
バルブタイミングが特定時期ＰＭにない状態でクランキングが開始されると、カム軸２２に対して作用する交番トルクにより、バルブタイミングが遅角側及び進角側に変化するようにベーンロータ４３とハウジング４２とがその相対回転方向を周期的に反転しつつ相対回転するようになる。詳しくは、図５に示すように、カム軸２２に対して、バルブタイミングが進角する方向に作用する負トルクと、バルブタイミングが遅角する方向に作用する正トルクとが交互に作用する。これにより、ロックピン５１，６１が凹部５３，６３の段部５４，５５，６４，６５に嵌入可能な位置にある状態と嵌入不能な位置にある状態とが繰り返される。
【００５３】
例えば、クランキング開始時にバルブタイミングが最遅角時期ＰＬにあるときに、カム軸２２に対して交番トルクが作用すると、まず、負トルクの作用によりハウジング４２に対してベーンロータ４３が進角側に相対回転する。これにより、第１のロックピン５１及び第２のロックピン６１は進角側に変位してバルブタイミングは第１遅角時期ＰＸ１を超えて大きく進角する（図５参照）。次に、正トルクの作用によりハウジング４２に対してベーンロータ４３が遅角側に相対回転し、これにより第１のロックピン５１及び第２のロックピン６１が遅角側に変位する。こうしてロックピン５１，６１が変位しているいずれかの期間において、第１のロックピン５１が第１の上段部５４に嵌入可能な位置にある状態、換言すると、第１のロックピン５１が第１の上段部５４の基端側ＺＢに位置するときに（図５に示す「嵌入可能な期間ＴＰ」）、同ロックピン５１が第１の上段部５４に向けて突出する（図４（ａ））。この状態では、第１の上段部５４の遅角側の端部に第１のロックピン５１が接触するため、バルブタイミングが遅角する方向にハウジング４２とベーンロータ４３とが相対回転することが規制される。これにより、最遅角時期ＰＬよりも進角側の第１遅角時期ＰＸ１において、バルブタイミングの遅角が規制される。
【００５４】
この状態で、カム軸２２に対してさらに作用する交番トルクに基づき、第２のロックピン６１が第２の上段部６４に嵌入し（図４（ｂ））、第１のロックピン５１が第１の下段部５５に嵌入し（図４（ｃ））、第２のロックピン６１が第２の下段部６５に嵌入する（図４（ｄ））。これにより、バルブタイミングの遅角が第２遅角時期ＰＸ２、第３遅角時期ＰＸ３、特定時期ＰＭで順に規制され、バルブタイミングが特定時期ＰＭでロックされた状態に移行する。
【００５５】
ところで、内燃機関１０の冷間始動時には、作動油の温度（油温）ＴＯＩＬが低くその粘性が高くなるため、カム軸２２に作用する交番トルクによりベーンロータ４３とハウジング４２とが相対回転する際に生じる作動油の抵抗力も増大するようになる。その結果、交番トルクがカム軸２２に作用したときに生じるベーンロータ４３とハウジング４２との相対回転量が小さくなり、クランキングの実行中にバルブタイミングを特定時期ＰＭまで変更して特定時期ＰＭにロックさせ難くなる。
【００５６】
また、冷間始動時には、噴射燃料の気化が促進されず燃焼し難い状態にあるため、クランキング開始から内燃機関１０が完爆状態に移行するまでの期間が長くなる。したがって、こうした冷間始動時においてクランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合には、機関始動性の悪化がより一層顕著なものとなる。
【００５７】
そこで、本実施形態では、図６に示す「スタータ駆動処理」と並行して、図７に示す「始動時処理」を実行することにより、上述したような機関始動性の悪化に対処するようにしている。
【００５８】
次に、図６を参照して、内燃機関１０の始動時に実行される「スタータ駆動処理」についてその処理手順を説明する。同図に示す一連の処理は、内燃機関１０の始動後において、制御部８０により所定の周期をもって繰り返し実行される。
【００５９】
本処理が開始されると、まず、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」であるか否かが判定される（ステップＳ１００）。具体的には、メモリ８０Ａに記憶された始動時フラグＦｓｔａの情報を参照することにより判定される。この始動時フラグＦｓｔａは、初期値が「ＯＦＦ」に設定されている。
【００６０】
そして、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＦＦ」である旨判定される場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、続いて始動要求があるか否かが判定される（ステップＳ１１０）。具体的には、エンジンスイッチ８１からスタート信号ＳＴＳＷが送信されたことに基づき、始動要求がある旨判定される。そして、始動要求がない旨判定される場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、本処理は終了される。
【００６１】
一方、始動要求がある旨判定される場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定されて（ステップＳ１２０）、クランキングが開始される（ステップＳ１３０）。具体的には、制御部８０から作動信号ＳＴＡＲがスターターリレー（図示略）に送信されてスタータ３２が駆動されることにより、クランキングが開始される。なお、このときのクランキング速度Ｒは回転速度ＲＡに設定される。
【００６２】
続いて、内燃機関１０が完爆状態に移行したか否かが判定される（ステップＳ１４０）。具体的には、クランク角センサ８２により検出される機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達した場合に（ＮＥ≧ＮＳ）、完爆状態に移行した旨判定される。なお、「完爆」とは、内燃機関１０のクランク軸１７が自律回転可能な状態に達したことを示す。また、「完爆回転速度ＮＳ」とは、クランク軸１７が自律回転可能な状態に達したと判断することのできる機関回転速度ＮＥとして予め設定された値である（例えば４００ｒｐｍ）。
【００６３】
そして、機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達しており（ＮＥ≧ＮＳ）、内燃機関１０が完爆状態に移行した旨判定される場合には（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、クランキングが停止される（ステップＳ１５０）。具体的には、制御部８０からの作動信号ＳＴＡＲが停止されることにより、スタータ３２が停止される。続いて、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＦＦ」に設定されて（ステップＳ１６０）、本処理は終了する。
【００６４】
一方、上記ステップＳ１４０の判定処理において、機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達しておらず（ＮＥ＜ＮＳ）、内燃機関１０が完爆状態に移行していない旨判定される場合には（ステップＳ１４０：ＮＯ）、本処理が一旦終了されて、再びステップＳ１００からの処理が実行される。
【００６５】
こうして再びステップＳ１００からの処理が実行されると、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定されているため（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１７０に移行し、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定された後、一定期間ＴＳが経過したか否かが判定される（ステップＳ１７０）。この一定期間ＴＳは、後述する第１の所定期間αと第２の所定期間βとを加算した期間よりも長い期間が設定される。詳しくは、内燃機関１０が完爆状態に移行しない場合に、運転者によるエンジンスイッチ８１の一回の操作に伴いクランキングを継続することが望ましい十分な期間（例えば２５秒）が設定される。
【００６６】
ここで、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定された後、一定期間ＴＳが経過していない旨判定される場合には（ステップＳ１７０：ＮＯ）、再びステップＳ１４０以降の各処理が実行される。一方、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定された後、一定期間ＴＳが経過した旨判定される場合には（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、クランキングが停止されるとともに（ステップＳ１５０）、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＦＦ」に設定されて（ステップＳ１６０）、本処理は終了する。
【００６７】
こうした一連の処理により、以下の（ａ）及び（ｂ）のいずれかの条件が成立したときに、クランキングが停止される。
（ａ）クランキング開始後、一定期間ＴＳが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行したこと。
【００６８】
（ｂ）クランキングを一定期間ＴＳ継続したが、内燃機関１０が完爆状態に移行しなかったこと。
次に、図７を参照して、内燃機関１０の始動後において制御部８０により実行される「始動時処理」についてその処理手順を説明する。なお、同図に示す「始動時処理」は、運転者によりエンジンスイッチ８１が操作される毎に１回開始される。
【００６９】
本処理では、まず、クランキングの開始と同時に燃料噴射が開始される（ステップＳ２００）。すなわち、上述したステップＳ１３０におけるクランキング開始と同時に、燃料噴射弁１３からの燃料噴射が開始される。このときの燃料噴射量ＱＦは、機関通常停止後の機関始動時に適した量（通常噴射量ＱＡ）に設定される。なお、内燃機関１０の始動直後であって、クランク角センサ８２及びカム角センサ８３からの信号に基づく内燃機関１０の気筒判別が完了していない期間には、クランク角ＣＡに同期しない非同期噴射が実行される。
【００７０】
続いて、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）であるか否かが判定される（ステップＳ２１０）。この油温ＴＯＩＬは、水温センサ８４の検出結果に基づき把握される。すなわち、機関冷却水温ＴＷが低いときほど作動油の温度ＴＯＩＬも低いという関係があるため、機関冷却水温ＴＷに基づき油温ＴＯＩＬを把握することができる。上述した所定温度ＴＣは、ラチェット機構によるバルブタイミングの進角の効率を考慮して予め設定されている（例えば−２５℃）。
【００７１】
そして、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣよりも高い（ＴＯＩＬ＞ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、例えクランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、機関始動を完了させることができる可能性が高いと判断することができる。これは、内燃機関１０の温度が比較的高く、燃焼室１２における噴射燃料の気化が比較的良好に行われて、燃焼しやすい状況にあると判断することができるためである。さらに、油温ＴＯＩＬが比較的高く作動油の粘性が低い時には、クランキング時にカム軸２２に作用する交番トルクを利用して、ラチェット機構によりバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで迅速に移行させることができる可能性が比較的高いと判断することができるためである。そこで、上記ステップＳ２１０の判定処理で油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣよりも高い（ＴＯＩＬ＞ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、本処理は終了される。
【００７２】
一方、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下である（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、続いて、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行したか否かが判定される（ステップＳ２２０）。先の図６に示したように、内燃機関１０が完爆状態に移行すると、スタータ３２が停止されてクランキングが停止される（ステップＳ１５０）。また、スタータ３２が駆動している間には、制御部８０に対してスタータ３２からスタータ信号ＳＴＡが送信されている。したがって、ステップＳ２２０の判定処理では、クランキングの開始後、第１の所定期間αが経過するまでにスタータ３２からのスタータ信号ＳＴＡが停止されたときに、肯定判定がなされる（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）。本ステップＳ２２０での処理により、内燃機関１０の始動不良が発生したか否かが判定される。なお、上述した第１の所定期間αは、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない可能性が高いと判断することのできる期間が予め設定されている（例えば５秒）。
【００７３】
そして、ステップＳ２２０の判定処理において肯定判定がなされる場合、すなわちクランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行した旨判定される場合には（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、機関始動が良好に完了したと判断することができる。これにより本処理が終了される。その後は、内燃機関１０の運転状態に応じて各種制御が実行される。
【００７４】
一方、ステップＳ２２０の判定処理において否定判定がなされる場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、燃料噴射が停止される（ステップＳ２３０）。すなわち、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過した時点であっても、スタータ３２から駆動中である旨を示すスタータ信号ＳＴＡが送信されている場合には、始動不良が発生した旨判定することができる。そして、こうした始動不良が発生する場合には、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない可能性があると判断することができる。したがって、この場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭとは異なる時期にある状態に対応する始動不良時処理として、燃料噴射が停止される（ステップＳ２３０）。
【００７５】
続いて、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過したか否かが判定される（ステップＳ２４０）。この第２の所定期間βは、上記第１の所定期間αにおいてバルブタイミングが特定時期ＰＭにまで進角しなかった場合に、点火プラグ１４への未燃燃料の付着を抑制しつつラチェット機構を通じてバルブタイミングをさらに進角させる期間として好適な期間が予め設定されている（例えば３秒）。すなわち、バルブタイミングが特定時期ＰＭとは異なる時期にあって機関始動が完了するまでに長期間を要する場合には、未燃燃料が点火プラグ１４に付着し、これに起因する失火が頻発することで機関始動性の悪化がさらに助長されることになる。そこで、本実施形態では、燃料噴射を一時的に（第２の所定期間β）停止して未燃燃料が点火プラグ１４に付着することを抑制しつつバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで進角させる期間を設けるようにしている。
【００７６】
そして、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過していない旨判定される場合には（ステップＳ２４０：ＮＯ）、肯定判定が得られるまでステップＳ２４０の判定処理が一定の時間周期ごとに繰り返し実行される。
【００７７】
こうした判定処理を通じて、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過した旨判定される場合には（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、燃料噴射が再開される（ステップＳ２５０）。すなわち、燃料噴射量ＱＦが「０」の状態から通常噴射量ＱＡに戻されて、本処理は終了する。
【００７８】
次に、図８及び図９を参照して、上述した「スタータ駆動処理」及び「始動時処理」が実行されたときにおける機関始動時のバルブタイミング、クランキング、機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量ＱＦの各変化態様を説明する。なお、これら図８及び図９には、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下であるとき、すなわち冷間始動時における各変化態様を示している。また、同図に示すバルブタイミング、機関回転速度ＮＥの各変化態様は一例であって、内燃機関１０の状態に応じて変化する。
【００７９】
図８に示すように、バルブタイミングが特定時期ＰＭにある機関通常停止後の機関始動要求時において、タイミングＴ１１から燃料噴射を伴うクランキングが開始されると、機関回転速度ＮＥは、スタータ３２によるクランキング速度ＲＡから早期に上昇し、タイミングＴ１２で完爆回転速度ＮＳに達する（ＮＥ≧ＮＳ）。これにより、上述した「スタータ駆動処理」のステップＳ１４０において肯定判定がなされるため（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、クランキングが停止される（ステップＳ１５０）。また、クランキング開始後（タイミングＴ１１）、第１の所定期間αが経過するタイミングＴ１３までのタイミングＴ１２において内燃機関１０が完爆状態に移行したため、上述した「始動時処理」のステップＳ２２０において肯定判定がなされる（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）。
【００８０】
これに対し、図９に示すように、バルブタイミングが特定時期ＰＭにない機関異常停止後の機関始動要求時には、タイミングＴ２１から燃料噴射を伴うクランキングが開始されると、このクランキングに伴いカム軸２２に作用する交番トルクにより、バルブタイミングが段階的に徐々に進角する。
【００８１】
しかし、第１の所定期間αが経過したタイミングＴ２２においても、機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳにまで達していないため（ＮＥ＜ＮＳ）、燃料噴射弁１３による燃料噴射が停止されて、燃料噴射量ＱＦが「０」に設定される。すなわち、上述した「始動時処理」のステップＳ２２０において否定判定がなされるため（ステップＳ２２０：ＮＯ）、始動不良時処理として燃料噴射が停止される（ステップＳ２３０）。これにより、未燃燃料が点火プラグ１４に付着することが抑制されつつラチェット機構によりバルブタイミングが進角される。
【００８２】
その後、第２の所定期間βが経過するタイミングＴ２３まで燃料噴射の停止が継続される。そして、このタイミングＴ２３において燃料噴射が再開されて燃料噴射量ＱＦが通常噴射量ＱＡに戻されると、タイミングＴ２４から機関回転速度ＮＥが徐々に上昇して、タイミングＴ２５において内燃機関１０は完爆状態に移行するようになる。
【００８３】
一方、一点鎖線で示すように、タイミングＴ２２において燃料噴射を停止する始動不良時処理が実行されなかった場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭに進角させる期間において、未燃燃料が点火プラグ１４に一層付着することになる。これにより、機関始動性の悪化がさらに助長されるため、例えバルブタイミングが特定時期ＰＭにまで進角したとしても機関回転速度ＮＥが長期に上昇せず、内燃機関１０が完爆状態に移行することが困難になる。
【００８４】
以上説明した第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）燃料噴射を伴うクランキングを開始してから第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行しない始動不良が発生したときに（ステップＳ２２０：ＮＯ）、バルブタイミングが特定時期ＰＭとは異なる時期にある状態に対応する始動不良時処理が実行される（ステップＳ２３０）。そのため、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することができる。また、クランキング開始と同時に燃料噴射が開始されるため（ステップＳ２００）、バルブタイミングが特定時期ＰＭにあるときには、内燃機関１０を迅速に始動することができる。
【００８５】
（２）ロック機構４８には、ラチェット機構が設けられている。そのため、カム軸２２に作用する交番トルクに基づいてベーンロータ４３とハウジング４２とが相対回転する際に、バルブタイミングを特定時期ＰＭまで段階的に進角させることができる。このため、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、カム軸２２に作用する交番トルクに基づいてバルブタイミングを自律的に特定時期ＰＭまで進角させることができ、機関始動性の悪化を一層好適に抑制することができるようになる。
【００８６】
（３）内燃機関１０の始動不良が生じたときに、始動不良時処理として燃料噴射が停止される。したがって、機関始動が完了するまでに長期間を要して未燃燃料が点火プラグ１４に付着し、これに起因する失火が頻発することで機関始動性の悪化がさらに助長されることを抑制することができる。
【００８７】
（４）油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）である冷間始動時であることを条件に、始動不良時処理として燃料噴射が停止される（ステップＳ２３０）。これにより、機関始動性の悪化が発生しやすい状況においてこれを好適に抑制することができるようになる。
【００８８】
（５）クランキング開始直後であって機関回転速度ＮＥが低い場合には、カム角センサ８３の信号に基づきカム軸２２の位置を早期に検出することが困難であるという問題がある。すなわち、機関異常停止後の機関始動時であってバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、このバルブタイミングの時期をカム角センサ８３の信号に基づき検出することは困難である。この点、本実施形態によれば、始動不良が発生したか否かを監視し、その監視結果に基づき始動不良時処理が実行される。したがって、カム角センサ８３の検出結果に基づきバルブタイミングを把握することのできない状況下であっても、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合には、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することができる。
（第２の実施形態）
次に、図１０〜１２を参照して、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、上記第１の実施形態における内燃機関１０が、図１０に示すハイブリッド車両７０に搭載されている。なお、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略する。
【００８９】
図１０に示すように、車両７０は、駆動輪７６を回転させる動力源として内燃機関１０及び第２のモータジェネレータ７１を備えている。内燃機関１０から出力される動力は、動力分割機構７２、減速機７４、及び車軸７５を介して駆動輪７６に伝達される。一方、第２のモータジェネレータ７１から出力される動力は、モータリダクション機構７７、減速機７４、及び車軸７５を介して駆動輪７６に伝達される。
【００９０】
内燃機関１０から出力された動力は、動力分割機構７２により、駆動輪７６に伝達する動力と第１のモータジェネレータ７３に伝達する動力とに分割される。第１のモータジェネレータ７３は、内燃機関１０から出力された動力によって発電するとともに、この発電された電力は電力変換部７８を介してバッテリ７９に供給される。また、内燃機関１０の始動時には、バッテリ７９から供給される電力に基づき第１のモータジェネレータ７３が出力する動力により内燃機関１０のクランキングが行なわれる。なお、本実施形態のバッテリ７９は、上記第１の実施形態のバッテリ３３に相当する。また、本実施形態の第１のモータジェネレータ７３は、内燃機関１０のクランク軸１７を強制回転させる機関始動装置として機能し、上記第１の実施形態のスタータ３２に相当する。なお、スタータ３２は、クランキング速度Ｒが回転速度ＲＡに固定されている機関始動装置であったのに対し、第１のモータジェネレータ７３は、クランキング速度Ｒが可変制御される機関始動装置である。
【００９１】
一方、第２のモータジェネレータ７１は、バッテリ７９から供給される電力に基づき動力を出力する。また、第２のモータジェネレータ７１は、車両７０の減速時や制動時等に駆動輪７６の回転力によって発電するとともに、この発電された電力は、電力変換部７８を介してバッテリ７９に供給される。
【００９２】
制御部８５は、上述した制御部８０と同様に、車両７０に設けられた各種センサの検出結果に基づいて、内燃機関１０、各モータジェネレータ７１，７３等を監視し、その状態に基づいて各種制御を実行する。
【００９３】
ところで、上述したように、クランキング時にカム軸２２に対し交番トルクが作用してベーンロータ４３とハウジング４２とが相対回転する際には、その相対回転方向が周期的に反転するため、ロックピン５１，６１が凹部５３，６３の段部５４，５５，６４，６５に嵌入可能な位置にある状態と嵌入不能な位置にある状態とが繰り返される。
【００９４】
ここで、ロックピン５１，６１が、対応する段部５４，５５，６４，６５にそれぞれ嵌入可能な位置にある状態の継続期間ＴＰを「嵌入可能な期間ＴＰ」とし（図５参照）、ロックピン５１，６１が、対応する段部５４，５５，６４，６５に嵌入するのに要する期間ＴＬを「嵌入に要する期間ＴＬ」とする。
【００９５】
そして、嵌入可能な期間ＴＰと嵌入に要する期間ＴＬとを比較すると、嵌入可能な期間ＴＰが嵌入に要する期間ＴＬよりも短い場合には（ＴＰ＜ＴＬ）、ロックピン５１，６１は、対応する段部５４，５５，６４，６５に嵌入することができない。そして、嵌入に要する期間ＴＬにばらつきが存在することも考慮すれば、嵌入可能な期間ＴＰが長くなるほど、ロックピン５１，６１は、対応する段部５４，５５，６４，６５に嵌入しやすくなる。すなわち、先の図４（ａ）〜（ｄ）に示した状態にそれぞれ移行しやすくなり、ラチェット機構を通じて速やかにバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで進角させやすくなる。
【００９６】
そこで、本実施形態では、「始動時処理」として、図７に示した上記第１の実施形態の「始動時処理」のステップＳ２３０以降の処理を、図１１に示すステップＳ３００以降の処理に変更して実行するようにしている。なお、本実施形態においても、図６に示した「スタータ駆動処理」は、「始動時処理」に並行して実行される。すなわち、この「スタータ駆動処理」により、内燃機関１０の始動要求があるときにクランキングが開始される（ステップＳ１３０）。本実施形態では、制御部８５による第１のモータジェネレータ７３の制御によりクランキングが開始される。このときのクランキング速度Ｒは、機関通常停止後の機関始動時に適した回転速度ＲＡ（通常回転速度ＲＡ）が設定される。
【００９７】
図１１に示すように、図６のステップＳ２２０の判定処理により、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行しなかった旨判定される場合には（ステップＳ２２０：ＮＯ）、始動不良が発生した旨判定することができる。そして、こうした始動不良が発生する場合には、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない可能性があると判断することができる。したがって、この場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭとは異なる時期にある状態に対応する始動不良時処理として、クランキング速度が低下される（ステップＳ３００）。具体的には、クランキング速度Ｒが、始動不良の発生時に設定されていた上述した通常回転速度ＲＡよりも低い不良時回転速度ＲＢとなるように第１のモータジェネレータ７３が制御される。この不良時回転速度ＲＢは、例えば通常回転速度ＲＡの半分の速度が設定される。
【００９８】
こうしてクランキング速度Ｒが低下されると、ベーンロータ４３とハウジング４２との相対回転速度が変化する。これにより、嵌入可能な期間ＴＰを長くすることができるため、ロックピン５１，６１が、対応する段部５４，５５，６４，６５にそれぞれ嵌入しやすくなり、ラチェット機構を通じて速やかにバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで進角させやすくなる。
【００９９】
続いて、クランキング速度Ｒの低下後、第２の所定期間βが経過したか否かが判定される（ステップＳ３１０）。この第２の所定期間βは、上記第１の所定期間αにおいてバルブタイミングが特定時期ＰＭにまで進角しなかった場合に、バルブタイミングを特定時期ＰＭにまで進角させるべくさらに確保することが望ましい期間が予め設定されている（例えば３秒）。なお、本実施形態における第２の所定期間βは、上記第１の実施形態における第２の所定期間βと同一の期間を設定するようにしてもよいし、異なる期間を設定するようにしてもよい。
【０１００】
そして、クランキング速度Ｒの低下後、第２の所定期間βが経過していない旨判定される場合には（ステップＳ３１０：ＮＯ）、肯定判定が得られるまでステップＳ３１０の判定処理が一定の時間周期ごとに繰り返し実行される。
【０１０１】
こうした判定処理を通じて、クランキング速度Ｒの低下後、第２の所定期間βが経過した旨判定される場合には（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、クランキング速度Ｒが通常回転速度ＲＡに戻されて（ステップＳ３２０）、本処理は終了される。
【０１０２】
次に、図１２を参照して、上述した「スタータ駆動処理」及び「始動時処理」が実行されたときにおける機関始動時のバルブタイミング、クランキング速度Ｒ、機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量ＱＦの各変化態様を説明する。なお、図１２には、バルブタイミングが特定時期ＰＭにない機関異常停止後の機関始動要求時で且つ冷間始動時における各変化態様を示している。また、同図に示すバルブタイミング、機関回転速度ＮＥの各変化態様は一例であって、内燃機関１０の状態に応じて変化する。
【０１０３】
図１２に示すように、タイミングＴ３１から燃料噴射を伴うクランキングが開始される。このときの燃料噴射量ＱＦは通常噴射量ＱＡに設定されるとともに、クランキング速度Ｒは通常回転速度ＲＡに設定される。
【０１０４】
そして、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過したタイミングＴ３２において、機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達していないため（ＮＥ＜ＮＳ）、クランキング速度Ｒが不良時回転速度ＲＢに低下される。すなわち、上述した「始動時処理」のステップＳ２２０において否定判定がなされるため（ステップＳ２２０：ＮＯ）、始動不良時処理として第１のモータジェネレータ７３によるクランキング速度Ｒが低下される（ステップＳ３００）。これにより、ラチェット機構によるバルブタイミングの進角が促進されて、タイミングＴ３３においてバルブタイミングが特定時期ＰＭにまで進角する。
【０１０５】
そして、クランキング速度Ｒの低下後、第２の所定期間βが経過したタイミングＴ３４において、クランキング速度Ｒが通常時回転速度ＲＡに戻される。その後、タイミングＴ３５から機関回転速度ＮＥが上昇して、タイミングＴ３６において完爆状態に達すると、クランキングが停止される。
【０１０６】
一方、一点鎖線で示すように、タイミングＴ３２においてクランキング速度Ｒを低下させる始動不良時処理が実行されなかった場合には、バルブタイミングの進角が長期化する。そのため、バルブタイミングが特定時期ＰＭにある状態でのクランキングが実行可能となるまでに長期間を要するため、内燃機関１０が完爆状態に移行することが困難になる。
【０１０７】
以上説明した第２の実施形態によれば、上記（１）、（２）、（４）、及び（５）に示した各作用効果を奏することができる他、以下の作用効果を奏することができる。
（６）内燃機関１０の始動不良が発生したときに（ステップ２２０：ＮＯ）、始動不良時処理として、クランキング速度Ｒが通常時回転速度ＲＡ（始動不良の発生時のクランキング速度）から不良時回転速度ＲＢに低下される（ステップＳ３００）。これにより、ラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭにロックされた状態に速やかに移行させることができる。そのため、機関始動可能なバルブタイミングのもとでのクランキングをより早い段階で行うことができるようになる。
【０１０８】
（第３の実施形態）
次に、図１３を参照して、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第３の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、上記第１の実施形態の図１に示したエンジンスイッチ８１に代えて、図１に示すイグニッションスイッチ９０が設けられている。イグニッションスイッチ９０は、運転者により操作されるイグニッションキー（図示略）の４つの切替位置（オン、オフ、アクセサリ、スタート）に応じた信号を出力する。そして、スタータ３２は、イグニッションスイッチ９０から送信されるスタート信号ＳＴＳＷに基づき駆動される。換言すると、運転者によりイグニッションキーがスタート位置に操作されている間、スタータ３２は駆動される。また、本実施形態では、上記第１の実施形態の図６に示した「スタータ駆動処理」及び図７に示した「始動時処理」に代えて、図１３に示す「始動時処理」が実行される。
【０１０９】
図１３に示す「始動時処理」は、運転者によりイグニッションキーがオン位置に操作される毎に１回開始される。
本処理では、まず、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＮ」であるか否かが判定される（ステップＳ４００）。具体的には、メモリ８０Ａに記憶された始動不良フラグＦｆａｉｌの情報を参照することにより判定される。この始動不良フラグＦｆａｉｌは、初期値が「ＯＦＦ」に設定されている。
【０１１０】
ここで、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＦＦ」である旨判定される場合には（ステップＳ４００：ＮＯ）、クランキングの開始と同時に、燃料噴射が開始される（ステップＳ４０１）。具体的には、イグニッションスイッチ９０からのスタート信号ＳＴＳＷの送信に伴い、スタータ３２によりクランキングが開始される。そして、このクランキングの開始と同時に燃料噴射弁１３により燃料噴射が開始される。なお、このときのクランキング速度Ｒは回転速度ＲＡに設定される。また、燃料噴射量ＱＦは通常噴射量ＱＡに設定される。
【０１１１】
続いて、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下であるか（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）否かが判定される（ステップＳ４０２）。本ステップの処理は、上記ステップＳ２１０の処理と同様である。そして、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣよりも高い（ＴＯＩＬ＞ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ４０２：ＮＯ）、例えバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、機関始動を完了させることができる可能性が高いと判断することができるため、本処理は終了される。
【０１１２】
一方、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下である（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、続いて、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行したか否かが判定される（ステップＳ４０３）。具体的には、クランク角センサ８２の検出結果に基づき、第１の所定期間αが経過するまでに機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達した（ＮＥ≧ＮＳ）旨判定される場合に、内燃機関１０が完爆状態に移行した旨判定される。
【０１１３】
そして、ステップＳ４０３の処理において肯定判定がなされる場合には（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、機関始動が良好に完了したと判断することができるため、本処理は終了される。
【０１１４】
一方、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行しなかった（ＮＥ＜ＮＳ）旨判定される場合には（ステップＳ４０３：ＮＯ）、始動不良が発生した旨判断することができる。そのため、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＮ」に設定されて（ステップＳ４０４）、本処理は終了される。この始動不良フラグＦｆａｉｌは、制御部８０のメモリ８０Ａに保存される。このメモリ８０Ａが、始動不良が発生したときにその履歴を記憶する記憶手段として機能する。その後、運転者によりイグニッションキーがスタート位置とは異なる位置に操作されたときにスタータ３２は停止されてクランキングが停止される。
【０１１５】
そして、運転者によりイグニッションキーが操作されて再びステップＳ４００からの判定処理が開始されると、ステップＳ４００の判定処理において肯定判定がなされる（ステップＳ４００：ＹＥＳ）。これにより、ステップＳ４０５に移行して、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下であるか（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）否かが判定される（ステップＳ４０５）。本ステップＳ４０５での処理は、上記ステップＳ４０２の処理と同様である。
【０１１６】
そして、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下である（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、燃料噴射が停止された状態でクランキングが開始される（ステップＳ４０６）。すなわち、前回の機関始動に始動不良が発生した旨の履歴として、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＮ」であることがメモリ８０Ａに記憶されているため、クランキング開始時から、始動不良時処理として燃料噴射が停止される。具体的には、イグニッションスイッチ９０からスタート信号ＳＴＳＷが送信されるときに、燃料噴射量ＱＦは「０」に設定される一方、スタータ３２が駆動されてクランキング速度Ｒが回転速度ＲＡに設定されてクランキングが開始される。
【０１１７】
続いて、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過したか否かが判定される（ステップＳ４０７）。本ステップでの判定処理は、上記ステップＳ２４０での判定処理（図７参照）と同様である。
【０１１８】
そして、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過していない旨判定される場合には（ステップＳ４０７：ＮＯ）、肯定判定が得られるまでステップＳ４０７の判定処理が一定の時間周期ごとに繰り返し実行される。
【０１１９】
こうした判定処理を通じて、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過した旨判定される場合には（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、燃料噴射が実行される（ステップＳ４０８）。すなわち、燃料噴射量ＱＦが通常噴射量ＱＡに設定される。そして、始動不良フラグＦｆａｉｌが初期値である「ＯＦＦ」に設定されて（ステップＳ４０９）、この情報がメモリ８０Ａで記憶され、本処理が終了される。
【０１２０】
ところで、上記ステップＳ４０５の判定処理において油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣよりも高い（ＴＯＩＬ＞ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ４０５：ＮＯ）、例え前回の機関始動の際において始動不良が発生し、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＮ」に設定されている場合であっても、外気温が上昇した等の何らかの理由により、今回の機関始動は冷間始動時ではないと判断することができる。したがって、クランキング開始と同時に燃料噴射が開始されるとともに（ステップＳ４１０）、始動不良フラグＦｆａｉｌが初期値の「ＯＦＦ」に設定されて（ステップＳ４０９）、本処理は終了される。
【０１２１】
なお、上記ステップＳ４０１においてクランキングが開始された後、上述した第１の所定期間αが経過するまでに、運転者によりイグニッションキーがスタート位置とは異なる位置に操作された場合には、スタータ３２は停止されてクランキングが停止されるとともに、図１３に示す「始動時処理」は終了される。
【０１２２】
以上説明した第３の実施形態によれば、上記（１）〜（５）に示した各作用効果を奏することができる。
（その他の実施形態）
なお、この発明にかかる内燃機関の制御装置は、上述した各実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、それら実施形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
【０１２３】
・上記各実施形態における第１の所定期間α、第２の所定期間β、一定期間ＴＳ、所定温度ＴＣ等の設定態様は一例であって、適宜変更することができる。
・上記各実施形態では、水温センサ８４の検出結果に基づき油温ＴＯＩＬを把握するとともに、この油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下であるときに（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）、機関温度が予め設定された所定温度以下である冷間始動時である旨判定する例を示した。しかし、冷間始動時である旨判定する方法としては、上述した例に限られない。例えば、油温ＴＯＩＬを検出する油温センサを設けることにより冷間始動時である旨判定したり、機関冷却水温ＴＷを予め設定された所定温度と比較することにより冷間始動時である旨判定したりしてもよい。
【０１２４】
・上記第１の実施形態及び第３の実施形態では、始動不良時処理として燃料噴射を停止する例を示した。これに対し、始動不良が発生した旨判断されるときに、始動不良の発生時の燃料噴射量（通常噴射量）ＱＡよりも減量した燃料噴射量ＱＢ（ＱＢ＜ＱＡ）を燃料噴射量ＱＦとして設定するようにしてもよい。この場合であっても、点火プラグ１４に付着する未燃燃料の量を減少させることができるため、上述した各作用効果を奏することができる。
【０１２５】
・さらに、始動不良が発生した旨判断されるときの燃料噴射量ＱＦの減量量はこれを一定とする他、油温ＴＯＩＬに応じて変更することも望ましい。すなわち、油温ＴＯＩＬが高いときほどその粘性が低くなるため、ハウジング４２とベーンロータ４３とが相対回転する際に生じる作動油の抵抗力が減少する。このため、交番トルクがカム軸２２に作用したときに生じるハウジング４２とベーンロータ４３との相対回転量が大きくなり、ラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭまで自律的に変更する際に必要な時間も短くなる。一方、燃料噴射量ＱＦの減量量を小さくすれば、噴射燃料の燃焼爆発を通じてクランク軸１７に作用しこれを回転させようとするトルクが増大するため、内燃機関１０が完爆状態に移行しやすくなる。このため、油温ＴＯＩＬが高いときほど、すなわちラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭまで自律的に変更する際に必要な時間が短いときほど、燃料噴射量ＱＦの減量量を小さくすることにより、点火プラグ１４に未燃燃料が付着して機関始動性の悪化が助長されることを抑制しつつ、クランキング開始時から内燃機関１０が完爆状態に移行するまでの時間を短縮することができる。
【０１２６】
・上記第２の実施形態において示したクランキング速度Ｒの低下度合いについても一例であって、適宜変更することが可能である。具体的には、クランキング速度Ｒの低下度合いがラチェット機構を通じた自律的なバルブタイミングの変更に対して寄与する度合いと、クランキングによる機関回転速度ＮＥの上昇効率に影響する度合いとを考慮して、好適なクランキング速度Ｒの低下度合いを決定することが望ましい。
【０１２７】
・さらに、始動不良が発生した旨判断されるときにおけるクランキング速度Ｒの低下度合いは一定とする他、油温ＴＯＩＬに応じて変更することも望ましい。すなわち、クランキング速度Ｒの低下度合いが大きくなるほど、ラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭまで自律的に変更させやすくなる。一方、クランキング速度Ｒの低下度合いが小さくなるほど、内燃機関１０が完爆状態に移行しやすくなる。このため、油温ＴＯＩＬが高いときほど、すなわちラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭまで自律的に変更する際に必要な時間が短いときほど、クランキング速度Ｒの低下度合いを小さくすることにより、ラチェット機構によるバルブタイミングの変更を速やかにしつつ、クランキング開始時から内燃機関１０が完爆状態に移行するまでの時間を短縮することができる。例えば、油温ＴＯＩＬが上記第２の実施形態よりも高いときに、クランキング速度Ｒの低下度合いを上記第２の実施形態における低下度合いよりも小さく設定することもできる。
【０１２８】
・上記各実施形態では、始動不良時処理として、燃料噴射量ＱＦの減量、又はクランキング速度Ｒの低下のいずれかの処理を実行する例を示した。これに対し、始動不良が発生した旨判定されるときに、燃料噴射量ＱＦの減量と、クランキング速度Ｒの低下とを併せて実行するようにしてもよい。この場合には、点火プラグ１４に未燃燃料が付着して機関始動性の悪化が助長されることを抑制しつつ、バルブタイミングを速やかに特定時期ＰＭに変更することができるため、内燃機関１０がより完爆状態に移行しやすくなる。
【０１２９】
・上記各実施形態では、冷間始動時であるときに始動不良が発生したか否かの監視及び始動不良時処理を実行する例を示した。これに対し、冷間始動時であるか否かにかかわらず、始動不良が発生したか否かの監視及び始動不良時処理を実行するようにしてもよい。この場合であっても、上記（１）〜（３）、（５）、（６）に示した各作用効果を奏することができる。
【０１３０】
・上記各実施形態では、始動不良時処理を第２の所定期間β実行した後は、燃料噴射量ＱＦ又はクランキング速度Ｒを通常の値に戻して図７、図１１、又は図１３に示す「始動時処理」を終了する例を示した。これに対し、始動不良時処理の実行後、燃料噴射量ＱＦ又はクランキング速度Ｒを通常の値に戻した上で、さらに内燃機関１０が完爆状態に移行するか否かを再度監視するようによい。
【０１３１】
・上記第２の実施形態では、内燃機関１０がハイブリッド車両７０に搭載されるとともに、このハイブリッド車両７０の第１のモータジェネレータ７３によりクランキング速度Ｒが可変制御される例を示した。しかし、車両の駆動源として内燃機関１０のみが搭載されている場合であっても、クランキング速度Ｒを変更することのできるスタータ３２を設けることにより、始動不良時処理としてクランキング速度Ｒを低下させる処理を実行することができる。
【０１３２】
・上記各実施形態では、特定時期ＰＭよりも遅角側にあるバルブタイミングを進角させる機構としてラチェット機構を構成する例を示した。これに対し、特定時期ＰＭよりも進角側にあるバルブタイミングを遅角させる機構も併せて有するようにラチェット機構を構成するようにしてもよい。
【０１３３】
・また、上記各実施形態では、ロック機構４８が進角ロック機構５０と遅角ロック機構６０とにより構成される例を示した。これに対し、単一のロック機構によりロック機構４８が構成されていてもよい。この場合であっても、深さが異なる複数の段部を凹部に形成することにより、ロックピンと複数の段部とにより、バルブタイミングを自律的に変更することのできるラチェット機構を構成することが可能である。したがって、上述した各作用効果を奏することができる。
【０１３４】
・さらに、可変動弁装置のロック機構にラチェット機構を設けないようにすることもできる。この場合であっても、少なくとも上記（１）に示した作用効果を奏することができる。
【０１３５】
・上記各実施形態では、オイルポンプ３０により作動油が可変動弁装置２０に供給される例を示した。これに対し、例えば特開２００４−１０８３７０号公報に示されるような可変動弁装置、すなわち、カムトルク変動に基づき進角室及び遅角室に給排される作動油の圧力によりバルブタイミングが可変制御される油圧駆動式の可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置として、本発明を具体化することも可能である。
【０１３６】
・上記実施形態では、凹部５３，６３がカバー４０に形成された例を示したが、凹部５３，６３をスプロケット４１に形成するようにしてもよい。
・また、上記実施形態では、ベーンロータ４３に設けられたロックピン５１，６１が先端側ＺＡ及び基端側ＺＢに往復動するとともに、これらロックピン５１，６１がそれぞれ嵌入する凹部５３，６３がカバー４０に形成された例を示した。これに対し、ベーンロータ４３の外周面から突出する態様でロックピンを設ける一方、このロックピンが嵌入する凹部をハウジング４２の内周面に設ける構成を採用してもよい。
【０１３７】
・上記実施形態では、スプロケット４１がクランク軸１７に駆動連結され、ベーンロータ４３がカム軸２２に駆動連結された例を示した。しかし、スプロケット４１がカム軸２２に駆動連結され、ベーンロータ４３がクランク軸１７に駆動連結されるように可変動弁装置２０を構成してもよい。この場合であっても、上述した各作用効果を奏することができる。
【０１３８】
・上記各実施形態では、ロック機構４８（固定機構）として、ロックピンを凹部に嵌入させて第１の回転体と第２の回転体との相対回転を規制することによりバルブタイミングを特定時期に機械的にロックする構成が採用されていたが、電動式の固定機構を採用してもよい。この場合であっても、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合には、機関始動性が悪化するという問題が生じるため、本発明が適用されることにより、少なくとも上記（１）に示した作用効果を奏することができる。
【０１３９】
・上記各実施形態では、作動油の油圧に基づき第１の回転体と第２の回転体とを相対回転させることによりバルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変機構２０Ａが採用されていたが、電動式の可変機構を採用してもよい。この場合であっても、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合には、機関始動性が悪化するという問題が生じるため、本発明が適用されることにより、少なくとも上記（１）に示した作用効果を奏することができる。
【０１４０】
・上記実施形態では、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁装置２０を備える内燃機関の制御装置として具体化した例を示したが、排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置として本発明を具体化することも可能である。また、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁装置、及び排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変動弁装置のいずれも備える内燃機関の制御装置として本発明を具体化することも可能である。
【符号の説明】
【０１４１】
１０…内燃機関、１０Ａ…気筒、１１…ピストン、１２…燃焼室、１３…燃料噴射弁、１４…点火プラグ、１５…吸気通路、１６…排気通路、１７…クランク軸、２０，１００…可変動弁装置、２０Ａ…可変機構、２１…吸気バルブ、２２，２００…吸気用カム軸、２３…排気バルブ、２４…排気用カム軸、２５…オイルコントロールバルブ、２６…作動油通路、３０…オイルポンプ、３１…オイルパン、３２…スタータ（機関始動装置）、３３…バッテリ、４０…カバー（第２の回転体）、４１，１０１…スプロケット（第２の回転体）、４２，１０２…ハウジング（第２の回転体）、４３，１０３…ベーンロータ（第１の回転体）、４３Ａ…ボス、４３Ｂ，１０３Ａ…ベーン、４４…区画部、４５，１０５…収容室、４６，１０６…進角室、４７，１０７…遅角室、４８，１１０…ロック機構（固定機構）、５０…進角ロック機構、５１…第１のロックピン、５２…第１のばね、５３…第１の凹部、５４…第１の上段部、５５…第１の下段部、５６、６６…ベーン孔、５７…第１の解除室、５８…第１のばね室、６０…遅角ロック機構、６１…第２のロックピン、６２…第２のばね、６３…第２の凹部、６４…第２の上段部、６５…第２の下段部、６７…第２の解除室、６８…第２のばね室、７０…ハイブリッド車両、７１…第２のモータジェネレータ、７２…動力分割機構、７３…第１のモータジェネレータ（機関始動装置）、７４…減速機、７５…車軸、７６…駆動輪、７７…モータリダクション機構、７８…電力変換部、７９…バッテリ、８０、８５…制御部（制御装置）、８０Ａ…メモリ、８１…エンジンスイッチ、８２…クランク角センサ、８３…カム角センサ、８４…水温センサ、９０…イグニッションスイッチ、１１１…ロックピン、１１２…凹部、１１３…ばね、１１４…解除室。
【図１】
2012098657.tif 000003
【図２】
2012098657.tif 000004
【図３】
2012098657.tif 000005
【図４】
2012098657.tif 000006
【図５】
2012098657.tif 000007
【図６】
2012098657.tif 000008
【図７】
2012098657.tif 000009
【図８】
2012098657.tif 000010
【図９】
2012098657.tif 000011
【図１０】
2012098657.tif 000012
【図１１】
2012098657.tif 000013
【図１２】
2012098657.tif 000014
【図１３】
2012098657.tif 000015
【図１４】
2012098657.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月2日(2012.5.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及びそれらの他方と同期して回転する第２の回転体を有し、それら両回転体を相対回転させることにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変機構と、前記両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の特定時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、
燃料噴射をともなうクランキングが開始されてからの経過期間を始動後期間として、この始動後期間が第１の所定期間α以上かつ機関回転速度が所定値以下のとき、すなわち完爆状態に移行しない始動不良が発生しているとき、前記バルブタイミングが前記特定時期とは異なる時期にある状態に対応した始動不良時処理を実行し、
前記始動不良時処理は、前記始動不良の発生が判定されたときの燃料噴射量よりも前記始動不良の発生が判定された後の前記燃料噴射量を減量する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記可変機構は、作動油の油圧に基づき両回転体を相対回転させることによりバルブタイミングを変更するものであり、
前記固定機構は、前記第１の回転体に設けられたロックピンと、前記第２の回転体に設けられて前記ロックピンが嵌入する凹部とを有し、前記ロックピンを前記凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを前記特定時期にロックする一方、前記凹部から抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするものである
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及びそれらの他方と同期して回転する第２の回転体を有し、それら両回転体を相対回転させることにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変機構と、前記両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の特定時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、ここまで
前記可変機構は、作動油の油圧に基づき両回転体を相対回転させることによりバルブタイミングを変更するものであり、
前記固定機構は、前記第１の回転体に設けられたロックピンと、前記第２の回転体に設けられて前記ロックピンが嵌入する凹部とを有し、前記ロックピンを前記凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを前記特定時期にロックする一方、前記凹部から抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするものであり、
燃料噴射をともなうクランキングが開始されてからの経過期間を始動後期間として、この始動後期間が第１の所定期間α以上かつ機関回転速度が所定値以下のとき、すなわち完爆状態に移行しない始動不良が発生しているとき、前記バルブタイミングが前記特定時期とは異なる時期にある状態に対応した始動不良時処理を実行し、
前記始動不良時処理は、機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を前記始動不良の発生が判定されたときの前記クランキング速度よりも前記始動不良の発生が判定された後の前記クランキング速度を低下させる
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記固定機構は、クランキング実行時にバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで変更するものである
請求項２または３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記凹部は前記第２の回転体の周方向に沿って配置されてその深さが異なる複数の段部を有し、前記複数の段部及び前記ロックピンは、前記カム軸に作用する交番トルクに基づき生じる前記両回転体の相対回転により前記複数の段部に前記ロックピンが順次嵌入することによりバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで段階的に変更するラチェット機構として機能する
請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
機関温度が予め設定された所定温度以下である冷間始動時であることを条件に前記始動不良時処理を実行する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記始動不良が発生したときにその履歴を記録する記憶手段をさらに備え、
前回の機関始動に前記始動不良が発生した旨の履歴が前記記憶手段に記録されていることを条件に次回の機関始動に際してクランキング開始時から前記始動不良時処理を実行する
請求項１〜６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
先行技術文献
特許文献
［０００８］
特許文献１：特開２００１−０４１０１２号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
［０００９］
ところで、機関停止要求時においてバルブタイミングが特定時期にロックされなかった場合には、バルブタイミングが最遅角時期等、特定時期とは異なる時期となった状態で内燃機関の運転が停止する。このため、次回の機関始動時において、バルブタイミングが特定時期にない状態でクランキングが開始されることとなり、機関始動が不能となったり、機関始動に長期間を要したりする等、機関始動性の悪化を招くこととなる。
［００１０］
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
課題を解決するための手段
［００１１］
上記目的を達成するため、本発明では、クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及びそれらの他方と同期して回転する第２の回転体を有し、それら両回転体を相対回転させることにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変機構と、前記両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の特定時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、燃料噴射をともなうクランキングが開始されてからの経過期間を始動後期間として、この始動後期間が第１の所定期間α以上かつ機関回転速度が所定値以下のとき、すなわち完爆状態に移行しない始動不良が発生しているとき、前記バルブタイミングが前記特定時期とは異なる時期にある状態に対応した始動不良時処理を実行し、前記始動不良時処理は、前記始動不良の発生が判定されたときの燃料噴射量よりも前記始動不良の発生が判定された後の前記燃料噴射量を減量する。
上記構成では、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することができる。また、この発明では、クランキング開始時から内燃機関に燃料を供給するようにしているため、バルブタイミングが特定時期にあるときには、内燃機関を迅速に始動することができる。
上述したような始動不良時処理は、例えば燃料噴射量を前記始動不良の発生時よりも減量するといった態様にてこれを具現化することができる。このように燃料噴射量を始動不良の発生時よりも減量するようにすれば、機関始動が完了するまでに長期間を要して未燃燃料が点火プラグに付着し、これに起因する失火が頻発することで機関始動性の悪化がさらに助長されることを抑制することができる。なお、このように燃料噴射量を減量する際には、燃料噴射を実行しつつその燃料噴射量を減量する他、燃料噴射そのものを停止する、すなわち燃料噴射量が「０」となるようにこれを減量するようにしてもよい。
ここで、上述した可変機構は、作動油の油圧に基づき両回転体を相対回転させることによりバルブタイミングを変更するものであり、上述した固定機構は、前記第１の回転体に設けられたロックピンと、前記第２の回転体に設けられて前記ロックピンが嵌入する凹部とを有し、前記ロックピンを前記凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを前記特定時期にロックする一方、前記凹部から抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするものであることが好ましい。
上記目的を達成するため、本発明では、クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及びそれらの他方と同期して回転する第２の回転体を有し、それら両回転体を相対回転させることにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変機構と、前記両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の特定時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、前記可変機構は、作動油の油圧に基づき両回転体を相対回転させることによりバルブタイミングを変更するものであり、前記固定機構は、前記第１の回転体に設けられたロックピンと、前記第２の回転体に設けられて前記ロックピンが嵌入する凹部とを有し、前記ロックピンを前記凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを前記特定時期にロックする一方、前記凹部から抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするものであり、燃料噴射をともなうクランキングが開始されてからの経過期間を始動後期間として、この始動後期間が第１の所定期間α以上かつ機関回転速度が所定値以下のとき、すなわち完爆状態に移行しない始動不良が発生しているとき、前記バルブタイミングが前記特定時期とは異なる時期にある状態に対応した始動不良時処理を実行し、前記始動不良時処理は、機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を前記始動不良の発生が判定されたときの前記クランキング速度よりも前記始動不良の発生が判定された後の前記クランキング速度を低下させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
［００１２］
上記構成では、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することができる。また、この発明では、クランキング開始時から内燃機関に燃料を供給するようにしているため、バルブタイミングが特定時期にあるときには、内燃機関を迅速に始動することができる。
カム軸に対し交番トルクが作用して両回転体が相対回転する際には、その相対回転方向が周期的に反転するため、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態と嵌入不能な位置にある状態とが繰り返されるようになる。ここで、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態の継続期間とロックピンが凹部の段部に嵌入するのに要する期間と比較したとき、前者が後者よりも短い場合には、ロックピンが凹部の段部に嵌入することができない。そして、ロックピンが凹部の段部に嵌入するのに要する期間にばらつきが存在することも考慮すれば、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態の継続期間が長いときほど、ロックピンは凹部の段部に嵌入しやすくなり、速やかにバルブタイミングを特定時期にまで変更することができる。したがって、上述したように、機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を始動不良の発生時よりも低下させるようにすれば、バルブタイミングが特定時期にロックされた状態に速やかに移行させることができ、機関始動可能なバルブタイミングのもとでのクランキングをより早い段階で行うことができるようになる。なお、上述した燃料噴射量の減量処理やクランキング速度の低下処理はこれらを始動不良時処理として併せて実行することもできる。
［００１３］
上述した固定機構は、クランキング実行時にバルブタイミングを特定時期とは異なる時期から同特定時期まで変更するものであることが好ましい。この場合、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、このバルブタイミングを特定時期にまで変更することにより、機関始動が可能なバルブタイミングのもとでのクランキングを早い段階で行うことができるようになる。
［００１４］
［００１５］
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
［００１６］
さらに、上記凹部は前記第２の回転体の周方向に沿って配置されてその深さが異なる複数の段部を有することが望ましい。この場合、前記複数の段部及び前記ロックピンは、前記カム軸に作用する交番トルクに基づき生じる前記両回転体の相対回転により前記複数の段部に前記ロックピンが順次嵌入することによりバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで段階的に変更するラチェット機構として機能する。
［００１７］
上記構成のようにすれば、カム軸に作用する交番トルクに基づいて両回転体が相対回転する際に、ロックピンが凹部の複数の段部に順次嵌入することでバルブタイミングを特定時期まで段階的に変更することができるようになる。このため、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、カム軸に作用する交番トルクに基づいてバルブタイミングを自律的に特定時期まで変更することができ、機関始動性の悪化を一層好適に抑制することができるようになる。
［００１８］
［００１９］
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
［００２０］
ところで、冷間始動時には、噴射燃料の気化が促進されず燃焼し難い状態にあるため、クランキング開始から内燃機関が完爆状態に移行するまでの期間が長くなる。したがって、こうした冷間始動時においてクランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合には、機関始動性の悪化がより一層顕著なものとなる。また、冷間始動時には作動油の温度が低くその粘性が高くなるため、カム軸に作用する交番トルクにより両回転体が相対回転する際に生じる作動油の抵抗力も増大するようになる。その結果、交番トルクがカム軸に作用したときに生じる両回転体の相対回転量が小さくなり、クランキングの実行中にバルブタイミングを特定時期まで変更してその時期にロックさせ難くなる。したがって、特にこうした冷間始動時において上述したような始動不良時処理を実行することとすれば、機関始動性の悪化が発生しやすい状況においてこれを好適に抑制することができるようになる。なお、こうした冷間始動時であるか否かは、機関温度が予め設定された所定温度以下であることをもって判定することができ、さらに機関温度は機関冷却水温や作動油温等に基づいてこれを監視することができる。
［００２１］
なお、こうした始動不良時処理は、クランキング開始から内燃機関が完爆状態に移行するまでの一連の機関始動期間において始動不良が発生したとき即時実行するようにしてもよいが、同始動不良が発生したときにその履歴を記録し、前回の機関始動に始動不良が発生した旨の履歴が記録されていることを条件に、次回の機関始動に際してクランキング開始時から前記始動不良時処理を実行するようにしてもよい。
図面の簡単な説明
【国際調査報告】
2012098657.tif 000017
2012098657.tif 000018
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