(57)【要約】【課題】乗員のキー操作に応じたエンジン１の始動／停止を行う通常始動／停止モードと、自動停止条件の成立によりエンジンを自動停止させる一方、該自動停止後の再始動要求に応じて、通常始動／停止モードにおけるエンジン始動時よりも早期にエンジン１を再始動させるエンジン自動停止／再始動モードとを切換え可能に構成されたエンジンシステムにおいて、エンジン自動停止／再始動モードにて要求される始動迅速性と、通常始動／停止モードにて要求される始動確実性との両立を図る。【解決手段】通常始動／停止モードにおいてエンジン１を作動停止させる際に、吸気バルブ２１の閉弁時期設定を第１所定閉弁時期とし（ステップＳ５を実行）、エンジン自動停止／再始動モードにおいてエンジン１を作動停止させる際に、吸気バルブ２１の閉弁時期設定を該第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とする（ステップＳ８を実行）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転に同期して往復動作することで、気筒の燃焼室を開閉する吸排気弁を有する内燃機関のバルブタイミング制御方法であって、
上記内燃機関を始動させる第１始動要求があったときにクランキングを開始するとともに、該クランキング開始後の所定時期に、上記燃焼室での燃焼を開始する第１モードと、
上記内燃機関を始動させる第２始動要求があったときにクランキングを開始するとともに、該クランキング開始後の上記所定時期よりも早い時期に、上記燃焼室での燃焼を開始する第２モードとを有し、
上記第１モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第１作動停止要求があったときに、その作動停止に際して上記吸気弁の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期とする工程と、
上記第２モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第２作動停止要求があったときに、その作動停止に際して上記吸気弁の閉弁時期の設定を上記第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とする工程と、を有することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関のバルブタイミング制御方法において、
上記内燃機関には、上記気筒が複数設けられており、
上記第２モードにおいて、上記内燃機関を始動させる際には、上記第２始動要求があったときに膨張行程にある気筒から燃焼を開始させることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２記載の内燃機関のバルブタイミング制御方法において、
上記内燃機関は車両に搭載されるものであり、
上記第１作動停止要求は、上記車両の乗員により手動でなされるものであり、
上記第２作動停止要求は、少なくとも上記車両が停止状態にあるときに自動でなされるものであることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の内燃機関のバルブタイミング制御方法において、
上記第２所定閉弁時期は、吸気下死点よりも遅角側の範囲内において上記内燃機関の温度が高くなるほど遅角側に設定されることを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御方法。
【請求項５】
クランクシャフトの回転に同期して往復動作することで、気筒の燃焼室を開閉する吸排気弁を有する内燃機関と、該内燃機関の吸気弁の閉弁時期を上記クランクシャフトの回転位相に対して可変とする吸気閉弁時期可変機構と、上記燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、上記クランクシャフトをクランキングするスタータモータと、これらの作動を制御する制御手段とを備えた内燃機関システムであって、
上記制御手段は、
上記内燃機関を始動させる第１始動要求があったときに、上記スタータモータが上記クランクシャフトのクランキングを開始するように該スタータモータを制御するとともに、該クランキング開始後の所定時期に上記燃焼室での燃焼を開始させるべく上記燃料供給手段を制御する第１モードと、
上記内燃機関を始動させる第２始動要求があったときに、上記スタータモータが上記クランクシャフトのクランキングを開始するように上記スタータモータを制御するとともに、該クランキング開始後の上記所定時期よりも早い時期に上記燃焼室での燃焼を開始させるべく上記燃料供給手段を制御する第２モードと、
を実行可能になっていて、
上記第１モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第１作動停止要求があったときには、該内燃機関の作動停止に際して、上記吸気弁の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期とし、且つ、上記第２モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第２作動停止要求があったときには、該内燃機関の作動停止に際して、上記吸気弁の閉弁時期の設定を上記第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とするべく上記吸気閉弁時期可変機構を制御するように構成されていることを特徴とする内燃機関システム。
【請求項６】
請求項５記載の内燃機関システムにおいて、
上記吸気弁は、上記クランクシャフトに対して動力伝達機構を介して連動可能に連結されており、
上記動力伝達機構と吸気弁との隙間を埋める油圧式ラッシュアジャスタをさらに備えていることを特徴とする内燃機関システム。
【請求項７】
請求項５又は６記載の内燃機関システムにおいて、
上記内燃機関の幾何学的圧縮比が１３以上であることを特徴とする内燃機関システム。
【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制御方法及び内燃機関システムに関する技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸排気弁の開閉弁時期を可変とするバルブタイミング可変機構を有するエンジンと、所定の自動停止条件時にエンジンを自動停止させるとともに、エンジン自動停止後の所定の再始動条件成立時にエンジンを再始動させるエンジン自動停止・再始動制御手段と、を備えたエンジンシステムは知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すエンジンシステムでは、エンジン自動停止後の再始動時に発生する車両振動の低減を図るべく、エンジン自動停止中に吸気弁の閉弁時期をバルブタイミング可変機構により遅角させるようにしている。
【特許文献１】特開２００７−３２３８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スポーツカー等に搭載される高出力エンジンにおいては、圧縮比（幾何学的圧縮比）が通常のエンジンに比べて高めに（例えば１３以上に）設定されており、このため、例えば、エンジン停止時からエンジンを始動させるまでの時間が短い場合に、筒内温度が高くなり過ぎて、点火プラグによる点火前に筒内の燃料が自発着火する所謂プリイグニッションが発生し易くなる。これに対して、エンジン始動時において、筒内への燃料噴射開始前に、クランキングを数回実行する等して、筒内の掃気を行うことでその温度を低下させることが考えられる。
【０００５】
しかし、上記特許文献１に示すようなエンジン自動停止・再始動制御手段を備えた車両における、エンジン自動停止後の再始動においては、交差点等の信号待ちからの再始動等、迅速なエンジン始動（迅速な燃焼開始）が要求されるにも拘わらず、上述のように筒内温度を下げるためにクランキングを実行したとすると、始動迅速性の要求を十分に満足させることができないという問題がある。
【０００６】
そこで、上記特許文献１に示すように吸気弁の閉弁時期を遅角させて、エンジンの有効圧縮比を低減することで、筒内温度の上昇を抑制することも考えられるが、単に、吸気弁の閉弁時期を遅角させただけでは、例えば、上述のエンジン自動再始動時に比して始動迅速性の要求が小さい、乗員のキー操作による通常エンジン始動時においてまで、有効圧縮比が低下してしまう結果、通常エンジン始動時に要求される始動確実性を十分に確保することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、通常始動モード（第１モード）にて要求される始動確実性と、早期始動モード（第２モード）にて要求される始動迅速性とを両立可能な内燃機関のバルブタイミング制御方法及び内燃機関システムを提供しようとすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明では、第１モードにおいて内燃機関の作動停止要求があったときに、その作動停止に際して吸気弁の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期とし、第２モードにおいて内燃機関の作動停止要求があったときには、その作動停止に際して吸気弁の閉弁時期の設定を該第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とするようにした。
【０００９】
具体的には、この発明では、クランクシャフトの回転に同期して往復動作することで、気筒の燃焼室を開閉する吸排気弁を有する内燃機関のバルブタイミング制御方法を対象とする。
【００１０】
そして、上記内燃機関を始動させる第１始動要求があったときにクランキングを開始するとともに、該クランキング開始後の所定時期に、上記燃焼室での燃焼を開始する第１モードと、上記内燃機関を始動させる第２始動要求があったときにクランキングを開始するとともに、該クランキング開始後の上記所定時期よりも早い時期に、上記燃焼室での燃焼を開始する第２モードとを有し、上記第１モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第１作動停止要求があったときに、その作動停止に際して上記吸気弁の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期とする工程と、上記第２モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第２作動停止要求があったときに、その作動停止に際して上記吸気弁の閉弁時期の設定を上記第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とする工程と、を有するものとする。
【００１１】
この方法によれば、内燃機関の始動要求（第１始動要求）があってから燃焼開始までの時間が比較的長く、始動迅速要求が低い状況下で実行される第１モードにおいては、内燃機関の作動停止に際して、吸気弁の閉弁時期の設定が第１所定閉弁時期とされる一方、内燃機関の始動要求があってから燃焼開始までの時間が比較的短く、始動迅速要求が高い状況化で実行される第２モードにおいては、エンジンの作動停止に際して吸気弁の閉弁時期の設定が、第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とされる。
【００１２】
このように、始動迅速要求が高い第２モードにおいては、内燃機関の作動を停止させるに際して吸気弁の閉弁時期を第１所定閉弁時期に比べて遅角させることで（第２所定閉弁時期とすることで）、その後の再始動時には、内燃機関の有効圧縮比を低くして筒内温度の異常上昇を抑制することができる。このため、クランキングによる筒内掃気を行う等して筒内温度を低下させずとも、プリイグニッション等の異常燃焼の発生を防止することができて、内燃機関の迅速な始動が可能となる。
【００１３】
一方、第２モードに比べて始動迅速要求が小さい第１モードにおいては、内燃機関の作動停止に際して、吸気弁の閉弁時期を、上記第２所定閉弁時期よりも進角側の第１所定閉弁時期とすることで、その後の再始動時には、内燃機関の有効圧縮比を十分に確保してその始動確実性を向上させることが可能となる。
【００１４】
こうして、第１モードにて要求される始動確実性と、第２モードにて要求される始動迅速性との両立を図ることができる。
【００１５】
請求項２の発明では、請求項１の発明において、上記内燃機関には、上記気筒が複数設けられており、上記第２モードにおいて、上記内燃機関を始動させる際には、上記第２始動要求があったときに膨張行程にある気筒から燃焼を開始させるものとする。
【００１６】
このことで、第２モードにおいては、内燃機関の作動停止後の始動に際して、該始動時（第２始動要求があったとき）に膨張行程にある気筒から燃焼が開始される。このため、気筒内の燃焼圧力によって内燃機関始動時のクランキング動作を補助することができ、これによって、第２モードにおける内燃機関の始動迅速性をより一層向上させることが可能となる。
【００１７】
請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、上記内燃機関は車両に搭載されるものであり、上記第１作動停止要求は、上記車両の乗員により手動でなされるものであり、上記第２作動停止要求は、少なくとも上記車両が停止状態にあるときに自動でなされるものとする。
【００１８】
これによれば、例えばアイドルストップシステムを搭載した車両等において、交差点の信号待ち停止中に、上記第２始動要求がなされることで内燃機関が停止する際には、上記第２モードにおける吸気弁の閉弁時期設定が実行され、この結果、該内燃機関停止後の再始動時には吸気弁の閉弁時期が第１所定閉弁時期となって、該再始動時における始動迅速性の要求を十分に満足させることができる。一方、乗員のイグニッションキー操作（手動操作）により、内燃機関を停止させる際には、第１モードにおける吸気弁の閉弁時期設定が実行され、この結果、該内燃機関停止後の始動時には吸気弁の閉弁時期が第２所定閉弁時期となって、該始動時に要求される始動確実性の要求を十分に満足させることができる。
【００１９】
請求項４の発明では、請求項１乃至３のいずれか一つの発明において、上記第２所定閉弁時期は共に、吸気下死点よりも遅角側の範囲内において上記内燃機関の温度が高くなるほど遅角側に設定されるものとする。
【００２０】
これによれば、上記第２所定閉弁時期は、内燃機関の温度が高くなるほど、つまり気筒内の温度が高くなるほど遅角側に設定される。したがって、第２モードにおける内燃機関の作動停止後の再始動に際しては、気筒内の温度が高いほど（換言するとプリイグニッションが発生し易い状況になるほど）、吸気弁の閉弁時期が遅角されて有効圧縮比が低くなる。よって、第２モードにおけるプリイグニション等の異常燃焼の発生をより一層確実に防止することができる。
【００２１】
請求項５の発明では、クランクシャフトの回転に同期して往復動作することで気筒の燃焼室を開閉する吸排気弁を有する内燃機関と、該吸気弁の閉弁時期を上記クランクシャフトの回転位相に対して可変とする吸気閉弁時期可変機構と、上記燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、上記クランクシャフトをクランキングするスタータモータと、これらの作動を制御する制御手段とを備えた内燃機関システムを対象とする。
【００２２】
そして、上記制御手段は、上記内燃機関を始動させる第１始動要求があったときに、上記スタータモータが上記クランクシャフトのクランキングを開始するように該スタータモータを制御するとともに、該クランキング開始後の所定時期に上記燃焼室での燃焼を開始させるべく上記燃料供給手段を制御する第１モードと、上記内燃機関を始動させる第２始動要求があったときに、上記スタータモータが上記クランクシャフトのクランキングを開始するように上記スタータモータを制御するとともに、該クランキング開始後の上記所定時期よりも早い時期に上記燃焼室での燃焼を開始させるべく上記燃料供給手段を制御する第２モードと、を実行可能になっていて、上記第１モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第１作動停止要求があったときには、該内燃機関の作動停止に際して、上記吸気弁の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期とし、且つ、上記第２モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第２作動停止要求があったときには、該内燃機関の作動停止に際して、上記吸気弁の閉弁時期の設定を上記第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とするべく上記吸気閉弁時期可変機構を制御するように構成されているものとする。
【００２３】
この構成によれば、制御手段により、クランキング開始後の所定時期に上記燃焼室での燃焼を開始させる第１モードと、クランキング開始後の上記所定時期よりも早い時期に燃焼室での燃焼を開始する第２モードとが切換えて実行されるとともに、第１モードにおいて内燃機関の作動を停止させる第１作動停止要求があったときには、該内燃機関の作動停止に際して、吸気弁の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期とし且つ上記第２モードにおいて上記内燃機関の作動を停止させる第２作動停止要求があったときには、該内燃機関の作動停止に際して、吸気弁の閉弁時期の設定を上記第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とするべく上記吸気閉弁時期可変機構が制御される。したがって、請求項１の発明と同様の作用効果を得ることができる。
【００２４】
請求項６の発明では、請求項５の発明において、上記吸気弁は、上記クランクシャフトに対して動力伝達機構を介して連動可能に連結されており、上記動力伝達機構と上記吸気弁との隙間を埋める油圧式ラッシュアジャスタをさらに備えているものとする。
【００２５】
このように、油圧式ラッシュアジャスタを設けることで、動力伝達機構と吸気弁との隙間（バルブクリアランス）を適切に管理して内燃機関の燃費向上を図ることができる。
【００２６】
ところで、内燃機関始動直後のクランキング状態では、油圧が不足するため、油圧式ラッシュアジャスタが機能せず、この結果、吸気弁の閉弁時期が、通常運転状態に比べて進角側にずれることから有効圧縮比が高くなり、プリイグニッション等の異常燃焼が発生し易くなるという問題がある。特に、第２モードにおいては、始動迅速性の要求が強いが故に、時間ロスとなる筒内掃等を行うことができず、異常燃焼が発生し易くなる。
【００２７】
しかしながら、本発明では、上記第２モードでは、内燃機関の作動停止に際して（内燃機関の再始動前に）吸気弁の閉弁時期の設定が予め遅角した第２所定閉弁時期とされるから、油圧不足により吸気弁の閉弁時期が進角したとしても、有効圧縮比を低めに保つことができて、プリイグニッションの発生を確実に抑制することができる。
【００２８】
請求項７の発明では、請求項５又は６の発明において、上記内燃機関の幾何学的圧縮比が１３以上であるものとする。
【００２９】
このような、幾何学的圧縮比が１３以上となる高圧縮比の内燃機関においては、第２モードでのプリイグニッションが特に発生し易くなるが、上述の如く、第２モードにおいて内燃機関の作動を停止させる際には、吸気弁の閉弁時期の設定が、第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とされるから、プリイグニッションの発生を確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【００３０】
以上説明したように、本発明によると、第１モードにおいて内燃機関の作動停止要求があったときに、その作動停止に際して吸気弁の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期とし、第２モードにおいて内燃機関の作動停止要求があったときには、その作動停止に際して吸気弁の閉弁時期の設定を該第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期とするようにしたことで、第１モードにて要求される始動確実性と、第２モードにて要求される始動迅速性との両立を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００３２】
図１は、本発明の実施形態に係るエンジンシステム（内燃機関システム）の全体構造を示し、このエンジンシステムは、エンジン（内燃機関）１と、このエンジン１に設けられた各種アクチュエータを制御するエンジン制御器１００とを有している。
【００３３】
上記エンジン１は、自動車等の車両に搭載される４サイクルの火花点火式内燃機関であって、該車両を推進するべく、その出力軸が変速機を介して駆動輪に連結されている。このエンジン１は、シリンダブロック１２とその上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えている。このシリンダブロック１２とシリンダヘッド１３との内部には複数のシリンダ（気筒）１１が形成されている。これらシリンダ１１の数は特に限定されるものではないが、例えば４つのシリンダ１１が形成されている。また、シリンダブロック１２には、ジャーナル、ベアリングなどによってクランクシャフト１４が回転自在に支持されている。
【００３４】
シリンダブロック１２の側面には、クランクシャフト１４に駆動力を付与してエンジン１を始動させるスタータユニット８１が設けられている。
【００３５】
このスタータユニット８１は、スタータモータ８１ａと、ピニオンギヤ８１ｂとを有している。ピニオンギヤ８１ｂの回転軸は、スタータモータ８１ａの出力軸と同軸で、その回転軸に沿って往復移動する。また、クランクシャフト１４には、不図示のフライホイールと、このフライホイールに固定されたリングギヤ８２が、回転中心に対して同軸に設けられている。そして、このスタータユニット８１を用いてエンジン１を始動する場合には、ピニオンギヤ８１ｂが所定の噛合位置に移動して、リングギヤ８２に噛合することにより、クランクシャフト１４が回転駆動（クランキング）されるようになっている。
【００３６】
上記シリンダブロック１２に形成された各シリンダ１１内には、ピストン１５がそれぞれ摺動自在に嵌装されており、各ピストン１５の上方にはそれぞれ燃焼室１７が形成されている。
【００３７】
ここで、本実施形態では、ピストン１５が上死点に位置するときの燃焼室１７の容積との比であるエンジン１の幾何学的圧縮比がほぼ１４に設定されている。もちろん、この幾何学的圧縮比の値は１４に限らない。例えば、機関効率の向上といった観点からは該幾何学的圧縮比はより高い方が好ましい。しかしながら、幾何学的圧縮比を高くしていくと、圧縮工程においてシリンダ１１内の温度が高くなり過ぎてしまい予期せぬタイミングで自着火が生じる可能性が高くなる。このため、エンジン１の幾何学的圧縮比としては１３以上１６以下が好ましい。
【００３８】
上記シリンダヘッド１３には、各シリンダ１１の燃焼室１７の頂部に先端電極を臨ませてなる点火プラグ５２が設けられている。点火プラグ５２は、エンジン制御器１００からの制御信号ＳＡを受けて作動する点火システム５１により、所定のタイミングで点火するようになっている。
【００３９】
また、シリンダヘッド１３には、各シリンダ１１の燃焼室１７の周縁部に、先端を臨ませてなる燃料噴射弁５３が設けられており、燃料噴射弁５３は、エンジン制御器１００からの制御信号ＥＰを受けて作動する燃料供給システム５４により、所定のタイミングで所定量の燃料噴射を行うようになっている。
【００４０】
上記シリンダヘッド１３には、各燃焼室１７に連通する吸気ポート１８と２つの排気ポート１９とが形成されている。また、シリンダヘッド１３には、各吸気ポート１８をそれぞれ燃焼室１７から遮断するための吸気バルブ（吸気弁）２１と、各排気ポート１９をそれぞれ燃焼室１７から遮断するための排気バルブ（排気弁）２２とが設けられている。吸気バルブ２１及び排気バルブ２２はそれぞれ、後述する吸気弁駆動機構３０（動力伝達機構）、排気弁駆動機構４０を介してクランクシャフト１４に連動可能に連結されていて、吸気ポート１８、排気ポート１９を所定のタイミングで開閉する。そうして、吸／排気バルブ２１，２２は各ポート１８，１９を開閉することで、燃焼室１７と吸／排気通路２５，２６との連通／遮断を切換える。ここで、図１中、符号ＳＷ３は、吸気通路２５内に臨んで配設されて吸気温度を検出する吸気温度センサであり、吸気温度センサＳＷ３はその検出信号をエンジン制御器１００へと出力する。
【００４１】
上記吸気弁駆動機構３０及び排気弁駆動機構４０は、それぞれ吸気カムシャフト３１と排気カムシャフト４１とを有している。吸気カムシャフト３１及び排気カムシャフト４１は、周知のチェーン／スプロケット機構等のチェーン伝達機構を介してクランクシャフト１４に連結されている。
【００４２】
上記チェーン伝達機構は、クランクシャフト１４が２回転する間に、カムシャフト３１，４１が１回転するように構成されている。ここで、符号ＳＷ１、ＳＷ２はそれぞれ、クランク角センサ、カム角センサであり、クランク角センサＳＷ１は、クランクシャフト１４に回転一体に取付けられた不図示のロータの外周部に等間隔に形成された凸部の通過に応じて、そのパルス信号をエンジン制御器１００へと出力する。カム角センサＳＷ２は、カムシャフト３１（又は４１）に回転一体に取付けられたロータの外周部に一つだけ形成された凸部（予め設定した設定クランク角に対応する位置に設けられる）の通過に応じて、そのパルス信号をエンジン制御器１００へと出力する。エンジン制御器１００では、この両センサＳＷ１，ＳＷ２からのパルス信号を基に各気筒判別（各シリンダ１１が吸気、圧縮、膨張、及び排気のいずれの工程にあるかを判別する）を行うとともにクランクシャフト１４の回転角度（クランク角°ＣＡ）を算出する。
【００４３】
上記各バルブ２１、２２は、不図示のバルブ用リターンスプリングにより常に閉方向に付勢されており、各バルブ２１、２２のステムエンドには、バルブリフタ２３，２４が被せられている。カムシャフト３１，４１は、それぞれのカム部（不図示）をバルブリフタ２３，２４に当接させることで、該カムシャフト３１，４１の回転動作に連動して各バルブ２１，２２を往復動作させ、これによって、各ポート１８，１９の開閉動作を行う。
【００４４】
上記バルブリフタ２３，２４は、油圧式ラッシュアジャスタ２３，２４からなるものであって、クランクシャフト１４により駆動されるオイルポンプ（図示省略）の油圧を利用して、各カムシャフト３１，４１のカム部との間の隙間を埋めるように構成されている。ラッシュアジャスタ２３，２４の具体的な構成としては、例えば特開２００３−５６３１６号公報に示す公知の構造を採用することができる。尚、本実施形態では、上述のように、各バルブ２１，２２をカムシャフト３１，４１により直接駆動する（ラッシュアジャスタ２３，２４を介して直接駆動する）直動式のバルブレイアウトを採用するようにしているが、これに限ったものではなく、各バルブ２１，２２を、ロッカーアームを介して駆動する所謂ロッカーアーム式のバルブレイアウトを採用するようにしてもよい。
【００４５】
上記吸気弁駆動機構３０は、上記チェーン伝達機構と吸気カムシャフト３１との間に設けられた吸気カムシャフト位相可変機構（Variable Valve Timing 以下、ＶＶＴともいう）３２を有しており、この吸気ＶＶＴ３２によって、吸気バルブ２１のリフトカーブ（開閉時期）が進角側、遅角側に変更されるようになっている。尚、本実施形態では、排気弁駆動機構４０は、ＶＶＴを有さないものとされているが、吸気弁駆動機構３０と同様にＶＶＴを設けるようにしてもよい。
【００４６】
上記吸気ＶＶＴ３２は、クランクシャフト１４に対する吸気カムシャフト３１の回転位相を変更することで吸気バルブ２１の開閉時期を可変とするものであって、該回転位相変更のための回転力を、電動モータ１５１（図２参照）により発生させるように構成されている。
【００４７】
より具体的には、吸気ＶＶＴ３２は、図２に示すように上記電動モータ１５１と、電動モータ１５１の出力軸１５１ａに連結シャフト１５２を介して回転一体に連結されたロータ１５３と、ロータ１５３にギヤ結合されたスプロケット本体１５４と、同じくロータ１５３にギヤ結合されたカム一体ギヤ１５５とを有している。
【００４８】
電動モータ１５１は、その回転軸心が吸気カムシャフト３１の回転軸心に一致するように配設されている。
【００４９】
カム一体ギヤ１５５は、吸気カムシャフト３１の一端部にこれと同軸で、不図示のノックピンを介して回転一体に結合された円板状部材からなる。カム一体ギヤ１５５における該カムシャフト３１とは反対側の面には、円筒状凹部が形成されており、この円筒状凹部の内周面には、ロータボス部１６２のギヤ部１６２ａに噛合するギヤ部１５５ａが形成されている。
【００５０】
スプロケット本体１５４は、その外周面に、上記チェーン（図示省略）と噛合するスプロケットギヤ部１５４ａを有する円筒状をなしており、スプロケット本体１５４の軸心は、モータ１５１の回転軸心（吸気カムシャフト３１の軸心）に一致している。スプロケット本体１５４の内周面には、ロータ本体１６１のギヤ部１６１ａに噛合するギヤ部１５４ｂが形成されている。
【００５１】
連結シャフト１５２は、モータ出力軸１５１ａと同軸に回転一体で連結された段付シャフトからなるものであって、大径部１５２ａと小径部１５２ｂとで構成されている。
【００５２】
連結シャフト１５２の小径部１５２ｂの外周面には、ロータ１５３のスプライン凹部１５３ｃと噛合するスプライン歯部１５２ｃが形成されている。
【００５３】
ロータ１５３は、外周面にギヤ部１６１ａを有するロータ本体１６１と、外周面にギヤ部１６２ａを有するロータボス部１６２とで構成されており、ロータ１５３の内周面には、上記スプライン凹部１５３ｃが形成されている。そして、ロータ１５３は、該スプライン凹部１５３ｃと上記スプライン歯部１５２ｃとのスプライン結合によって連結シャフト１５２と一体で回転するように構成されている。
【００５４】
ロータ１５３の軸心（ロータ本体１６１及びロータボス部１６２の軸心）は、電動モータ１５１の回転軸心（モータ１５１の出力軸１５１ａの軸心）に対して所定距離だけ偏心している（この偏心量は僅かであるため図示はされていない）。ロータ本体１６１のギヤ部１６１ａの歯数は、ギヤ部１５４ｂの歯数よりも一歯少なくなっている。同様に、ロータボス部１６２のギヤ部１６２ａの歯数は、ギヤ部１５５ａの歯数よりも一歯少なくなっている。このことで、ロータ１５３（ロータ本体１６１及びロータボス部１６２）と、スプロケット本体１５４及びカム一体ギヤ１５５とで偏心遊星歯車機構が構成されることとなる。
【００５５】
そして、電動モータ１５１をスプロケット本体１５４の回転方向（クランクシャフト１４の回転方向に一致する方向）と同方向に回転させると、この回転量に応じて、カム一体ギヤ１５５が同方向に回転して吸気カムシャフト３１の回転位相がスプロケット本体１５４（クランクシャフト１４）に対して進角し、電動モータ１５１をスプロケット本体１５４の回転方向とは逆向きに回転させると、この回転量に応じて、吸気カムシャフト３１の回転位相がクランクシャフト１４に対して遅角することとなる。尚、電動モータ１５１は、エンジン制御器１００からの制御信号を受けて作動制御される。
【００５６】
上記エンジン制御器１００は、周知のマイクロコンピュータをベースとするコントローラで構成されていて、プログラムを実行するためのＣＰＵと、ＲＡＭやＲＯＭからなりプログラムを格納するメモリと、各種信号の入出力を行うＩ／Ｏバスとを備えていて、不図示のバッテリにイグニッションスイッチを介して接続されている。イグニッションスイッチは、乗員によるイグニッションキー（エンジンキー）の操作に連動して、オフ状態、ＡＣＣ状態（アクセサリ状態）、オン状態（バッテリからエンジン制御器１００への給電可能状態）、スタート状態（スタータモータ８１ａを始動させる状態）とのいずれかに切換え可能になっていて、各状態に対応するスイッチ信号をエンジン制御器１００へと出力する。
【００５７】
エンジン制御器１００は、上記Ｉ／Ｏバスを介して、イグニッションスイッチから出力されるスイッチ信号、エアフローメータ７１により検出された吸入空気量ＡＦ、吸気圧センサにより検出された吸気マニホールド５５内の空気圧力ＭＡＰ、吸気温度センサＳＷ３により検出された吸気温度、クランク角センサＳＷ１及びカム角センサＳＷ２から出力されるパルス信号、酸素濃度センサ７４により検出された排ガスの酸素濃度ＥＧＯ、アクセル開度センサ７５により検出された自動車のドライバーによるアクセルペダルの踏込み量α、車速センサ７６により検出された車速ＶＳＰといった各種の情報を受けて、シリンダ１１内へ導入される空気量すなわちシリンダ１１内の空気充填量（吸気効率）や点火時期等が運転条件に応じて適切な値になるように、各種アクチュエータに対する指令値を計算する。例えば、スロットル開度ＴＶＯ、燃料噴射量ＦＰ、燃料噴射時期、点火時期ＳＡ、吸気バルブタイミング、排気バルブタイミング等の指令値を計算し、それらを、スロットルアクチュエータ５８、燃料供給システム５４、吸気ＶＶＴ３２（電動モータ１５１）等に出力する。
【００５８】
そして、エンジン制御器１００は、エンジン自動停止条件（後述する）が成立したときにエンジン１を自動的に停止させ、該エンジン自動停止後にエンジン再始動条件（後述する）が成立したときにエンジンを自動的に再始動させるエンジン自動停止／再始動モード（後述のステップＳ６〜Ｓ１０の制御処理であって第２モードに相当。図３の２点鎖線内の処理）と、乗員によるイグニションキー操作に応じてエンジン１を始動させる通常始動／停止モード（後述のステップＳ１〜Ｓ５の制御処理であって第１モードに相当。図３の破線内の処理）とを含むエンジン運転制御を実行するとともに、該エンジン運転制御の実行に際して、エンジン自動停止・再始動モードにおける吸気バルブ２１の閉弁時期設定を、通常始動／停止モードにおける吸気バルブ２１の閉弁時期設定よりも遅角側にするよう構成されている。
【００５９】
次に、エンジン制御器１００におけるエンジン運転制御処理を図３のフローチャートを基に説明する。
【００６０】
最初のステップＳ１では、乗員によるイグニッションキースイッチの操作に応じた通常始動制御を実行する。この制御の詳細は後述する。
【００６１】
ステップＳ２では、エンジン１の運転状態に応じて、吸気ＶＶＴ３２の作動アクチュエータである電動モータ１５１に対して必要な制御信号を出力することで、吸気ＶＶＴ３２の位相（つまりクランクシャフト１４に対する吸気カムシャフト３１の位相）を制御する。この制御は、例えば、吸気バルブ２１と排気バルブ２２とが共に開いた状態となるオーバラップ期間が、エンジン負荷に応じた適切な長さになるように実行される。
【００６２】
ステップＳ３では、イグニッションスイッチからのスイッチ信号を基に、該イグニッションスイッチがオフ状態にあるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ６に進み、ＹＥＳであるときにはステップＳ４に進む。
【００６３】
ステップＳ４では、エンジン１の作動停止要求（第１作動停止要求）があったものとして、燃料供給システム５４への制御信号の出力を停止することで、燃料噴射弁５３による燃料噴射を停止する。
【００６４】
ステップＳ５では、吸気ＶＶＴ３２の作動アクチュエータである電動モータ１５１に対して必要な制御信号を出力することで、吸気ＶＶＴ３２を予め設定された停止位相に制御する。具体的には、吸気バルブ２１の閉弁時期が、第１所定閉弁時期（本実施形態では７０°ＡＢＤＣ）となるように、吸気ＶＶＴ３２の位相制御を行う
ステップＳ３の判定がＮＯであるときに進むステップＳ６では、エンジン自動停止条件が成立したか否かを判定し、この判定がＮＯであるときにはステップＳ２に戻る一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ７に進む。
【００６５】
ここで、本実施形態においては、ブレーキペダルの作動信号（踏込み状態）が所定時間継続し、車速ＶＳＰが所定値以下であるといった場合（つまりエンジン１のアイドル運転状態が所定時間継続していると想定される場合）に、エンジン自動停止条件が成立したと判定する。
【００６６】
ステップＳ７では、エンジン１の作動停止要求（第２作動停止要求）があったものとして、燃料供給システム５４に対して必要な制御信号を出力することで、燃料噴射弁５３による燃料噴射を停止する。
【００６７】
ステップＳ８では、吸気温度センサＳＷ３により検出される吸気温度情報を基に、上記吸気ＶＶＴ３２の作動アクチュエータである電動モータ１５１に対して必要な制御信号を出力することで、吸気ＶＶＴ３２の位相制御を行う。具体的には、吸気バルブ２１の閉弁時期が、吸気温度に応じた第２所定閉弁時期となるように吸気ＶＶＴ３２の位相制御を行う。ここで、第２所定閉弁時期は、本実施形態では、９５°ＡＢＤＣ（After Bottom Dead Center）から１１０°ＡＢＤＣの範囲内で、吸気温度の増加にしたがって直線的に増加するものとされていて、後述の如く、エンジン始動直後に油圧式ラッシュアジャスタ２３の油圧が不足することで吸気バルブ２１の閉弁時期が設定時期に対して進角したとしても上記第１所定閉弁時期よりも遅角側の値になるように設定される。
【００６８】
ステップＳ９では、エンジン再始動条件が成立したか否かを判定し、この判定がＮＯであるときには該判定を再度実行する一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ８に進む。
【００６９】
ここで、本実施形態では、アクセルペダルが踏込まれ且つ上記自動停止条件が解錠された場合に、エンジン再始動条件が成立したと判定する。
【００７０】
ステップＳ１０では、乗員によるイグニッションキースイッチの操作によらずにエンジン１を自動再始動させるエンジン自動再始動制御を実行する。この制御の詳細については後述する。
【００７１】
次に、エンジン制御器１００における、通常始動／停止モードに含まれる通常始動制御（上記ステップＳ１の制御処理）を図４のフローチャートを基に説明する。
【００７２】
ステップＳ１０１では、イグニッションスイッチからのスイッチ信号を基に、イグニッションスイッチがオン状態にあるか否かを判定し、この判定がＮＯであるときには該判定を再度実行する一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ１０２に進む。
【００７３】
ステップＳ１０２では、イグニッションスイッチがスタート状態になったか否かを判定し、この判定がＮＯであるときには、該判定を再度実行一方、ＹＥＳであるときにはステップＳ１０３に進む。
【００７４】
ステップＳ１０３では、エンジン始動要求（第１始動要求）があったものとして、スタータユニット８１に対して必要な作動信号を出力することで、ピニオンギヤ８１ｂをリングギヤに噛合させつつスタータモータ８１ａを回転駆動してクランキングを開始する。
【００７５】
ステップＳ１０４では、各シリンダ１１が吸気、圧縮、膨張、及び排気のいずれの工程にあるかを判別する気筒判別を行う。この気筒判別は、上述の如く、クランク角センサＳＷ１，カム角センサＳＷ２からのパルス信号を基に行われるが、本実施形態では、カム角センサＳＷ２からのパルス信号を所定回（例えば２〜３回）検出した時点で実行される。こうすることで、ノイズの影響を除去した正確な気筒判別可能になるとともに、クランキングを十分に行って（クランクシャフト１４を１〜２回転させて）各シリンダ１１内の掃気を確実に行うことができる。
【００７６】
ステップＳ１０５では、燃料供給システム５４に対して必要な制御信号を出力することで、上記圧縮工程気筒に移行したシリンダ１１に対して燃料噴射弁５３による燃料噴射（燃料供給）を開始する。
【００７７】
ステップＳ１０６では、上記シリンダ１１の圧縮上死点近傍において、点火プラグによる点火を実行するべく、点火システム５１に対して必要な制御信号を出力する。
【００７８】
ステップＳ１０７では、エンジン回転数Ｎｅが、下限閾回転数（本実施形態では５００ｒｐｍ）を超えているか否かを判定し（つまり、エンジン１が確実に始動したか否かを判定し）、この判定がＮＯであるときには該判定を再度実行する一方、ＹＥＳであるときには本制御処理を終了する。
【００７９】
次に、エンジン制御器１００における、エンジン自動停止／再始動モードに含まれる自動再始動制御（上記ステップＳ１０の制御処理）を図５のフローチャートを基に説明する。
【００８０】
ステップＳ２０１では、上記エンジン再始動条件の成立（ステップＳ９の判定がＹＥＳとなること）によりエンジン始動要求（第２始動要求）があったものとして、スタータユニット８１に対して必要な作動信号を出力することで、ピニオンギヤ８１ｂをリングギヤに噛合させつつスタータモータ８１ａを回転駆動してクランキングを開始する。
【００８１】
ステップＳ２０２では、エンジン自動停止時に膨張行程にあるシリンダ１１（エンジン再始動条件成立時に膨張行程にある気筒とも言える。以下、エンジン停止時膨張行程気筒という）内に燃料噴射（燃料供給）を行うべく、燃料供給システム５４に対して必要な制御信号を出力する。
【００８２】
ステップＳ２０３では、エンジン停止時膨張行程気筒１１の燃焼室１７に設けられた点火プラグ５２を点火させるべく、点火システム５１に対して必要な制御信号を出力する。
【００８３】
ステップＳ２０４では、上記ステップＳ１０７と同様に、エンジン回転数Ｎｅが、下限閾回転数を超えているか否かを判定し、この判定がＮＯであるときには該判定を再度実行する一方、ＹＥＳであるときには本制御処理を終了する。
【００８４】
以上のように構成されたエンジンシステムでは、通常始動／停止モードにおいて、乗員によるイグニッションオフ操作が実行されることで（ステップＳ３においてＹＥＳと判定されることで）、エンジン１を停止させる際には（燃料供給を停止する際には）、吸気バルブ２１の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期（＝７０°ＡＢＤＣ）とする（ステップＳ５の処理を実行する）一方、エンジン自動停止／再始動モードおいて、エンジン自動停止条件が成立することで（ステップＳ６においてＹＥＳと判定されることで）、エンジン１を停止させる際には、吸気バルブ２１の閉弁時期の設定を第１所定閉弁時期よりも遅角側の第２所定閉弁時期（＝９５°〜１１０ＡＢＤＣ）とする（ステップＳ８の処理を実行するようになっている。
【００８５】
これによれば、始動迅速要求が高いエンジン自動停止／再始動モードにおいては、エンジン１の作動を停止させるに際して、吸気バルブ２１の閉弁時期設定が遅閉じ設定（第２所定閉弁時期）とされるから、その後のエンジン再始動に際しては、有効圧縮比を低くして筒内温度の異常上昇を抑制することができる。このため、クランキングによる筒内掃気を行う等して筒内温度を低下させずとも（通常始動／停止モードにおけるステップＳ１０４の処理を実行せずとも）、プリイグニッション（異常燃焼）の発生を防止することができて、エンジン１の迅速な始動が可能となる。よって、例えば、車両の交差点での信号待ちにおけるエンジン自動停止後の再始動を迅速に行って、車両の安全性を十分に確保することができる。
【００８６】
一方、通常始動／停止モードにおいては、エンジン１の作動を停止させるに際して、吸気バルブ２１の閉弁時期設定が早閉じ設定（第１所定閉弁時期）とされるから、その後のエンジン再始動に際しては、有効圧縮比を十分に確保することができて、エンジン１の始動確実性を向上させることができる。
【００８７】
また、上記実施形態では、通常始動／停止モードにおいては、スタータモータ８１ａの駆動後から燃焼噴射を開始するまでの間に気筒判別処理（ステップＳ１０４の処理）を実行することでクランクシャフト１４を１〜２回転させるようになっている。
【００８８】
こうすることで、例えば、イグニッションキースイッチをオフ状態にして車両を少しの間放置した後に、該キースイッチのオン操作によりエンジン１を始動させる場合等、シリンダ１１内が高温になっている状況下において、シリンダ１１内の掃気を十分に行ってその温度を下げることができ、これによって、エンジン１始動時におけるプリイグニッションの発生を確実に抑制することができる。
【００８９】
また、上記実施形態では、エンジン自動停止／再始動モードにおいて、エンジン再始動条件が成立してエンジン１を再始動させる際には、該再始動条件成立時に膨張行程にある気筒から燃焼を開始させる（ステップＳ２０２及びＳ２０３の処理を実行する）ようになっている。
【００９０】
こうすることで、シリンダ１１内の燃焼圧力によって、エンジン再始動時おけるスタータモータ８１ａによるクランキング動作を補助することができ、これによって、エンジン自動停止／再始動モードにおけるエンジン１の始動迅速性をより一層向上させることが可能となる。
【００９１】
また、上記実施形態では、上記吸気バルブ２１は、吸気カムシャフト３１を介してクランクシャフト１４に対して連動可能に連結されており、吸気バルブ２１のステムエンド、つまり吸気バルブ２１と吸気カムシャフト３１のカム部との間には油圧式ラッシュアジャスタ２３が設けられている。
【００９２】
これにより、バルブクリアランスをエンジン１の運転状態に応じて適切に管理してエンジン１の燃費向上を図ることができる。
【００９３】
ところで、エンジン始動直後のクランキング状態では、油圧が不足するため、油圧式ラッシュアジャスタ２３が機能せず、この結果、図６に示すように、吸気バルブ２１のリフトカーブが全体として下側に沈み込んで、吸気バルブ２１の閉弁時期が通常運転状態に比べて進角側にずれてしまう（上記実施形態では、このずれ角Ｄは、略２０°ＣＡ）。この結果、エンジン１の有効圧縮比が高くなってプリイグニッションが発生し易くなるという問題があり、特に、エンジン自動停止／再始動モードにおいては、通常始動／停止モードに比べて、エンジン始動時における筒内掃気（ステップＳ１０４の処理に相当）が実行されないことから、プリイグニッションがより一層発生し易くなる。
【００９４】
これに対して、上記実施形態では、エンジン自動停止／再始動モードにおいて、エンジン１を停止させる際には、吸気バルブ２１の閉弁時期の設定を、９５°ＡＢＤＣから１１０°ＡＢＤＣの間に（第２所定閉弁時期に）設定しており、このため、油圧不足により吸気弁の閉弁時期が２０°進角したとしても、有効圧縮比を第１所定閉弁時期（＝７０°ＡＢＤＣ）よりも低めに保つことができて、プリイグニッションの発生を確実に防止することができる。
【００９５】
（他の実施形態）
本発明の構成は、上記実施形態に限定されるものではなく、それ以外の種々の構成を包含するものである。すなわち、上記実施形態では、エンジン制御器１００において、エンジン自動停止／再始動モードを含むエンジン運転制御（所謂アイドリングストップ制御）を実行するようになっているが、必ずしもアイドリングストップ制御を実行する必要はなく、通常始動／停止モードと、通常始動／停止モードに比べてエンジン始動時間（エンジン始動要求時（クランキング開始時）から燃料供給開始時までの時間）が短い第２モードと、を含むエンジン運転制御を実行するものであればよい。
【００９６】
また、上記実施形態では、エンジン１は、火花点火式エンジンとされているが、これに限ったものではなく、点火プラグ５２を有さないディーゼルエンジン等であってもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、エンジン１は、バルブクリアランスの最適化を図るべく油圧式ラッシュアジャスタ２３を備えたものとされているが、必ずしもラッシュアジャスタ２３を設ける必要はない。
【００９８】
また、上記実施形態では、吸気ＶＶＴ３２は、その作動アクチュエータとして電動モータ１５１を採用した電動式とされているが、油圧式であってもよい。
【００９９】
また、上記実施形態では、上記エンジンシステムを車両に搭載する例を示したが、これに限ったものではなく、例えば、船舶や航空機に搭載するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１００】
本発明は、クランクシャフトの回転に同期して往復動作することで、気筒の燃焼室を開閉する吸排気弁を有する内燃機関のバルブタイミング制御方法及び内燃機関システムに有用であり、特に、自動停止条件が成立したときにエンジンを自動停止させ、該自動停止後に再始動条件が成立したときにエンジンを再始動させるエンジン自動停止・再始動制御手段を備えた内燃機関に適用する場合に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の実施形態に係るバルブタイミング制御方法が適用されるエンジンシステムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】吸気カムシャフト位相可変機構を示す、横断面図である。
【図３】エンジン制御器にて実行される、エンジン自動停止／再始動モードと通常始動／停止モードとを含むエンジン運転制御処理を示すフローチャートである。
【図４】エンジン制御器にて実行される通常始動制御処理を示すフローチャートである。
【図５】エンジン制御器にて実行される自動再始動制御処理を示すフローチャートである。
【図６】吸気バルブのリフトカーブをエンジン始動直後と通常運転時とで比較したグラフである。
【符号の説明】
【０１０２】
１      エンジン（内燃機関）
１１    シリンダ（気筒）
１４    クランクシャフト
１５    ピストン
１７    燃焼室
２１    吸気バルブ（吸気弁）
２２    排気バルブ（排気弁）
２３    油圧式ラッシュアジャスタ
３０    吸気弁駆動機構（動力伝達機構）
３２    吸気ＶＶＴ（吸気閉弁時期可変機構）
５３    燃料噴射弁（燃料供給手段）
５４    燃料供給システム（燃料供給手段）
８１ａ  スタータモータ
１００  エンジン制御器（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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