(57)【要約】【課題】可変動弁機構および可変圧縮機構のいずれか一方の動作不良に起因して内燃機関の始動不良が生じる頻度を少なくすることのできる内燃機関の可変圧縮装置を提供する。【解決手段】この可変圧縮装置２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機構２０と、機械圧縮比を変更する可変圧縮機構６０と、バルブタイミングを最遅角よりも進角側の中間角に固定する位相固定機構を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブのバルブタイミングを変更する可変動弁機構と、機械圧縮比を変更する可変圧縮機構とを含む内燃機関の可変圧縮装置において、
前記バルブタイミングを最遅角よりも進角側の特定角に固定する位相固定機構を含む
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、
前記可変動弁機構は、クランクシャフトに同期して回転する入力回転体と、カムシャフトに同期して回転する出力回転体とを含み、
前記位相固定機構は、
前記入力回転体および前記出力回転体の一方に設けられる係合体と、前記入力回転体および前記出力回転体の他方に設けられる係合部とを含むとともに、前記係合体と前記係合部とを互いに係合して前記バルブタイミングを前記特定角に固定する
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、
前記係合部は、前記係合体が係合する係合穴と、前記係合穴の深さよりも深さが小さくかつ前記係合穴のある位相から前記係合穴よりも遅角側にある遅角位相にまで延びる係合溝とを含む
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、
前記可変圧縮機構による前記機械圧縮比の変更範囲のうちの最小の機械圧縮比を最小圧縮比として、前記機械圧縮比が前記最小圧縮比にあるときに前記内燃機関の始動が可能となるように前記特定角が定められている
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮装置。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、
前記可変圧縮機構による前記機械圧縮比の変更範囲のうちの最小の機械圧縮比を最小圧縮比として、機関始動時に前記機械圧縮比を前記最小圧縮比よりも大きくする
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮装置。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、
前記バルブタイミングが前記特定角にあるときに前記内燃機関の始動が可能となる前記機械圧縮比のうちの最も小さいものを始動圧縮比として、機関始動時に前記機械圧縮比を前記始動圧縮比以上とする
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮装置。
【請求項７】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、
前記バルブタイミングが最遅角にあるときに前記内燃機関の始動が可能となる前記機械圧縮比のうちの最も小さいものを最遅角圧縮比として、機関始動時に前記機械圧縮比を前記最遅角圧縮比以上とする
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、
機関始動動作の開始前に前記バルブタイミングが前記特定角よりも遅角側にあるときの機関始動時の機械圧縮比Ａは、機関始動動作の開始前に前記バルブタイミングが前記特定角にあるときの機関始動時の機械圧縮比Ｂよりも、大きい
ことを特徴とする内燃機関の可変圧縮装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する可変動弁機構と、機械圧縮比を変更する可変圧縮機構とを含む内燃機関の可変圧縮装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記可変圧縮装置としては例えば特許文献１に記載のものが知られている。
この可変圧縮装置は、機関始動時に可変動弁機構によりバルブタイミングを最遅角に変更し、かつ可変圧縮機構により機械圧縮比を変更する。これにより、同装置を備える内燃機関においては機関始動性が確保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１３８６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、可変動弁機構および可変圧縮機構のいずれか一方が動作しないときには、バルブタイミングおよび機械圧縮比のいずれか一方が予め設定されたものに変更されないため、始動不良をまねくおそれがある。
【０００５】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変動弁機構および可変圧縮機構のいずれか一方の動作不良に起因して内燃機関の始動不良が生じる頻度を少なくすることのできる内燃機関の可変圧縮装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について記載する。
（１）請求項１に記載の発明は、吸気バルブのバルブタイミングを変更する可変動弁機構と、機械圧縮比を変更する可変圧縮機構とを含む内燃機関の可変圧縮装置において、前記バルブタイミングを最遅角よりも進角側の特定角に固定する位相固定機構を含むことを要旨としている。
【０００７】
可変圧縮機構および可変動弁機構を含み位相固定機構を含まない可変圧縮装置によれば、機関始動時に可変圧縮機構が動作しないとき、機関始動性を高めることができない。一方、可変圧縮機構および可変動弁機構および位相固定機構を含む可変圧縮装置によれば、機関始動時に可変圧縮機構が動作しないとき、バルブタイミングを最遅角よりも進角側の特定角に固定することにより機関始動性を高めることができる。
【０００８】
上記発明の可変圧縮装置は、可変圧縮機構および可変動弁機構および位相固定機構を含むため、可変圧縮機構が動作しない機関始動時に始動不良が生じる頻度を少なくすることができる。
【０００９】
（２）請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、前記可変動弁機構は、クランクシャフトに同期して回転する入力回転体と、カムシャフトに同期して回転する出力回転体とを含み、前記位相固定機構は、前記入力回転体および前記出力回転体の一方に設けられる係合体と、前記入力回転体および前記出力回転体の他方に設けられる係合部とを含むとともに、前記係合体と前記係合部とを互いに係合して前記バルブタイミングを前記特定角に固定することを要旨としている。
【００１０】
（３）請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、前記係合部は、前記係合体が係合する係合穴と、前記係合穴の深さよりも深さが小さくかつ前記係合穴のある位相から前記係合穴よりも遅角側にある遅角位相にまで延びる係合溝とを含むことを要旨としている。
【００１１】
この発明では、クランキングの出力回転体の揺動により係合体が係合溝に嵌り込んだとき、出力回転体の揺動により係合体を係合穴に係合するために必要となる出力回転体の揺動量は、係合体が係合溝に嵌りこんでいないときよりも小さくなる。したがって、バルブタイミングが特定角に固定される頻度を高くすることができる。
【００１２】
（４）請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、前記可変圧縮機構による前記機械圧縮比の変更範囲のうちの最小の機械圧縮比を最小圧縮比として、前記機械圧縮比が前記最小圧縮比にあるときに前記内燃機関の始動が可能となるように前記特定角が定められていることを要旨としている。
【００１３】
この発明によれば、機械圧縮比が最小圧縮比にある状態のときに内燃機関の始動が可能となるバルブタイミングが特定角として定められているため、機械圧縮比が最小圧縮比にありかつバルブタイミングが特定角にあるときに、内燃機関を始動することができる。
【００１４】
（５）請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、前記可変圧縮機構による前記機械圧縮比の変更範囲のうちの最小の機械圧縮比を最小圧縮比として、機関始動時に前記機械圧縮比を前記最小圧縮比よりも大きくすることを要旨としている。
【００１５】
この発明によれば、機関始動時に機械圧縮比を最小圧縮比よりも大きくするため、機械圧縮比を最小圧縮比にして内燃機関を始動する場合と比較して、内燃機関を円滑に始動することができる。
【００１６】
（６）請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、前記バルブタイミングが前記特定角にあるときに前記内燃機関の始動が可能となる前記機械圧縮比のうちの最も小さいものを始動圧縮比として、機関始動時に前記機械圧縮比を前記始動圧縮比以上とすることを要旨としている。
【００１７】
この発明によれば、機関始動時に、機械圧縮比を始動圧縮比以上にするため、機械圧縮比を始動圧縮比よりも小さい圧縮比に設定して機関始動する場合と比較して、始動不良が生じる頻度を少なくすることができる。
【００１８】
（７）請求項７に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、前記バルブタイミングが最遅角にあるときに前記内燃機関の始動が可能となる前記機械圧縮比のうちの最も小さいものを最遅角圧縮比として、機関始動時に前記機械圧縮比を前記最遅角圧縮比以上とすることを要旨としている。
【００１９】
この発明によれば、機関始動時に、機械圧縮比を最遅角圧縮比以上にするため、機械圧縮比を最遅角圧縮比よりも小さい値に設定して機関始動する場合と比較して、始動不良が生じる頻度を少なくすることができる。
【００２０】
（８）請求項８に記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の可変圧縮装置において、機関始動動作の開始前に前記バルブタイミングが前記特定角よりも遅角側にあるときの機関始動時の機械圧縮比Ａは、機関始動動作の開始前に前記バルブタイミングが前記特定角にあるときの機関始動時の機械圧縮比Ｂよりも、大きいことを要旨としている。
【００２１】
バルブタイミングが特定角よりも遅角側にあるときには、バルブタイミングが特定角または特定角よりも進角側にあるときと比較して、内燃機関の始動性が低下する。本発明では、バルブタイミングが特定角よりも遅角側にあるときに機械圧縮比を大きくするため、バルブタイミングが特定角よりも遅角側にある状態において内燃機関の始動不良が生じる頻度を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１実施形態について、可変圧縮装置を備えた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可変機構について、（ａ）はその断面構造を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。
【図３】同実施形態の可変圧縮機構の構造を模式的に示す模式図。
【図４】同実施形態の可変圧縮機構のカム駆動機構を模式的に示す模式図。
【図５】同実施形態の可変圧縮機構について、同機構が動作するときの第１カム部と第２カム部との位置関係を示す模式図。
【図６】同実施形態の可変圧縮装置について、ピストンおよび吸気バルブの動作との関係において機械圧縮比および実圧縮比を示す模式図。
【図７】同実施形態の可変圧縮装置について、シリンダブロックおよびクランクケースの離間距離と圧縮比との関係を示すグラフ。
【図８】同実施形態の可変圧縮装置について、閉弁時期と機械圧縮比との関係を示すグラフ。
【図９】同実施形態の可変圧縮装置の各運転モードについて、機械圧縮比およびバルブタイミングの設定条件を示すテーブル。
【図１０】同実施形態の可変圧縮装置について、バルブタイミングと機械圧縮比との関係を示すマップ。
【図１１】同実施形態の可変圧縮装置について、電子制御装置により実行される「機関始動処理」の変形例の処理手順を示すフローチャート。
【図１２】本発明の第２実施形態について、電子制御装置により実行される「機関始動処理」の処理手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１実施形態）
図１〜図１１を参照して本発明の第１実施形態について説明する。
図１に示されるように、内燃機関１には、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１２を含む機関本体１０と、機関本体１０の圧縮比を変更する可変圧縮装置２と、機関本体１０等に潤滑油を供給する潤滑装置５０と、これら装置を統括的に制御する制御装置１００とが設けられている。可変圧縮装置２は、シリンダヘッド１２に設けられた動弁系の各要素を含む可変動弁機構２０と、機関本体１０の構造に基づく圧縮比（以下、「機械圧縮比ＫＡ」）を変更する可変圧縮機構６０とを含む。
【００２４】
可変動弁機構２０は、燃焼室１４を開閉する吸気バルブ２１および排気バルブ２３と、これらバルブのそれぞれを押し下げる吸気カムシャフト２２および排気カムシャフト２４と、クランクシャフト１７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可変機構３０とを含む。
【００２５】
可変圧縮機構６０は、シリンダ１６の軸方向にシリンダブロック１１をクランクケース１８に対して相対的に移動するカム機構７０と、このカム機構７０を駆動するカム駆動機構９０とを含む。
【００２６】
潤滑装置５０は、オイルパン１３の潤滑油を吐出するオイルポンプ５２と、オイルポンプ５２から吐出された潤滑油を内燃機関１の各部位に供給する潤滑油路５１と、バルブタイミング可変機構３０への潤滑油の供給態様を制御するオイルコントロールバルブ５３とを含む。
【００２７】
制御装置１００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１０１と、クランクポジションセンサ１０２およびカムポジションセンサ１０３をはじめとする各種のセンサとを含む。クランクポジションセンサ１０２は、クランクシャフト１７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１０１に出力する。カムポジションセンサ１０３は、吸気カムシャフト２２の回転角度（以下、「吸気カム角度ＤＡ」）に応じた信号を電子制御装置１０１に出力する。
【００２８】
電子制御装置１０１は、各種の制御に用いるために次のパラメータを算出する。すなわち、クランクポジションセンサ１０２から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。また、カムポジションセンサ１０３からの出力信号に基づいて吸気カム角度ＤＡに相当する演算値を算出する。また、クランク角度ＣＡおよび吸気カム角度ＤＡに基づいてバルブタイミングＶＴおよび機械圧縮比ＫＡに相当する演算値を算出する。
【００２９】
電子制御装置１０１により行われる制御として、バルブタイミング可変機構３０によりバルブタイミングＶＴを変更するためのバルブタイミング制御と、可変圧縮機構６０により機械圧縮比ＫＡを変更するための圧縮比制御とが挙げられる。
【００３０】
バルブタイミング制御では、機関負荷および機関運転状態に基づいてバルブタイミングＶＴを最も進角側のバルブタイミングＶＴ（以下、「最進角ＶＴｍａｘ」）と最も遅角側のバルブタイミングＶＴ（以下、「最遅角ＶＴｍｉｎ」）との間で変更する。また、内燃機関１の停止時にはバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに変更する。
【００３１】
圧縮比制御では、機関負荷および機関運転状態に基づいて機械圧縮比ＫＡを最も高い機械圧縮比（以下、「最大圧縮比ＫＡｍａｘ」）と最も低い機械圧縮比（以下、「最小圧縮比ＫＡｍｉｎ」）との間で変更する。
【００３２】
図２を参照して、バルブタイミング可変機構３０の構成について説明する。なお、図中の矢印Ｘは、スプロケット３３および吸気カムシャフト２２の回転方向を示している。
図２（ａ）に示されるように、バルブタイミング可変機構３０は、クランクシャフト１７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、バルブタイミングＶＴを最進角ＶＴｍａｘと最遅角ＶＴｍｉｎとの間にある特定のタイミング（以下、「中間角ＶＴｍｄｌ」）に固定する位相固定機構４０とを含む。以降、バルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎであるときのハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相を「最遅角位相ＰＢ」とする。バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌにあるときのハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の回転位相を「中間角位相ＰＭ」とする。
【００３３】
ハウジングロータ３１は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト１７に連結されたスプロケット３３と、スプロケット３３の内側に組みつけられてスプロケット３３と一体的に回転するハウジング本体３２と、ハウジング本体３２に取り付けられるカバー３４とを含む。ハウジング本体３２には、径方向においてハウジングロータ３１の回転軸（吸気カムシャフト２２）に向けて突出する３つの区画壁３１Ａが設けられている。
【００３４】
ベーンロータ３５は、吸気カムシャフト２２の端部に固定されるとともにハウジング本体３２内の空間に配置されている。ベーンロータ３５には、ハウジング本体３２の隣り合う区画壁３１Ａの間に向けて突出した３つのベーン３６が設けられている。各ベーン３６は、区画壁３１Ａの間に形成されているベーン収容室３７を進角室３８および遅角室３９に区画する。
【００３５】
バルブタイミング可変機構３０の動作について説明する。
進角室３８への潤滑油の供給および遅角室３９からの潤滑油の排出により、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吸気カムシャフト２２の回転方向Ｘに回転するとき、バルブタイミングＶＴは進角側に変化する。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、バルブタイミングＶＴは最進角ＶＴｍａｘに設定される。
【００３６】
進角室３８からの潤滑油の排出および遅角室３９への潤滑油の供給により、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吸気カムシャフト２２の回転方向Ｘとは反対方向に回転するとき、バルブタイミングＶＴは遅角側に変化する。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、バルブタイミングＶＴは最遅角ＶＴｍｉｎに設定される。
【００３７】
図２（ｂ）に示されるように、位相固定機構４０は、ハウジングロータ３１に形成された係合部４６と、係合部４６に係合する制限ピン４１と、潤滑装置５０から潤滑油の供給を受ける制限室４４と、制限ピン４１を一方向に押す制限ばね４２と、同ばね４２を収容するばね室４５とを含む。
【００３８】
制限ピン４１は、制限室４４およびばね室４５により構成される収容室４３に収容されるとともに、ベーンロータ３５の回転軸の軸方向に移動して同収容室４３から突出する。以降、制限ピン４１が収容室４３から突出する方向を「突出方向ＺＡ」とし、制限ピン４１が収容室４３に収容される方向を「収容方向ＺＢ」とする。
【００３９】
係合部４６は、制限ピン４１が嵌りこむ係合穴４８と、係合穴４８の深さよりも相対的にその深さが小さい上段溝４７とを備えている。係合穴４８は、中間角位相ＰＭと対応するところに設けられている。上段溝４７は、中間角位相ＰＭよりも遅角側の遅角位相ＰＡから中間角位相ＰＭまでにわたって形成されている。
【００４０】
制限室４４に油圧が供給されているとき、制限ピン４１はベーン３６に収容した状態に維持される。制限室４４の油圧が排出されるとき、制限ピン４１はベーン３６から突出した状態に維持される。制限ピン４１がベーン３６から突出して係合穴４８に係合するとき、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ＰＭに固定される。以降では、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定するために、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ＰＭに向けて変更される動作を「中間角固定動作」といい、ハウジングロータ３１に対してベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＰＭに固定されている状態を「中間角固定状態」という。
【００４１】
中間角ＶＴｍｄｌは、機関が始動保証する最低温度において、機械圧縮比ＫＡが最小圧縮比ＫＡｍｉｎから最大圧縮比ＫＡｍａｘまでのいずれの値にあっても内燃機関１が円滑に始動するバルブタイミングＶＴのうち最も遅角側にある値に設定されている。すなわち、機関始動時においてバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに設定した場合、機械圧縮比ＫＡの値に関わらず内燃機関１が円滑に始動する。
【００４２】
図２を参照して、機関始動時の位相固定機構４０の動作について説明する。
機関始動時は、機関本体１０が冷間状態にあるため、バルブタイミング可変機構３０への潤滑油への供給および排出が不十分な状態にある。このため、この時期、バルブタイミング可変機構３０が電子制御装置１０１からバルブタイミングＶＴを変更する旨指令しても当該指令通りには駆動しない。しかし、進角室３８および遅角室３９および制限室４４への油圧が小さいため、ベーンロータ３５がハウジングロータ３１に対して固定されず、回転する。また、制限ばね４２の力により制限ピン４１が収容室４３から出る方向に、同制限ピン４１に力が加わる。この状態で、クランキングによりクランクシャフト１７が回転すると、制限ピン４１が収容室４３から出る方向に付勢された状態でベーンロータ３５はハウジングロータ３１に対して揺動する。制限ピン４１が上段溝４７上に位置するようにベーンロータ３５が回転したとき、制限ピン４１の先端部が上段溝４７の底面に突き当てられる。さらに、ベーンロータ３５が回転して制限ピン４１が係合穴４８の位置と一致したとき、制限ピン４１の先端部が係合穴４８の底面に突き当てられる。このようにして、機関始動時にバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される。以降、クランクキングによりバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌに固定するバルブタイミング可変機構３０の動作を「自律中間角固定動作」という。
【００４３】
図３を参照して、可変圧縮機構６０の構造について説明する。
カム機構７０は、シリンダブロック１１の下部両側面に設けられた第１カム嵌合部７１と、クランクケース１８の上部両側面に設けられた第２カム嵌合部７４と、第１カム嵌合部７１および第２カム嵌合部７４との両者を連結するカムシャフト８０とを含む。
【００４４】
第１カム嵌合部７１は、第１径ＲＡ１の円筒の第１貫通部７３が形成された第１カム保持部７２を備える。第１カム保持部７２はシリンダ１６の並び方向に平行に配列されている。これら第１カム保持部７２の第１貫通部７３の中心軸は同心とされている。
【００４５】
第２カム嵌合部７４は、第２径ＲＡ２の円筒の第２貫通部７６が形成された第２カム保持部７５を備える。第２カム保持部７５はシリンダ１６の並び方向に平行に配列されている。これら第２カム保持部７５の第２貫通部７６の中心軸は同心されている。なお第２径ＲＡ２は第１径ＲＡ１よりも大きい径とされている。
【００４６】
シリンダブロック１１とクランクケース１８とを組み合わせたときに、第１カム保持部７２の間に第２カム保持部７５が嵌り込み、第１カム保持部７２と第２カム保持部７５とが交互に配列される。すなわち、シリンダブロック１１の一側面の第１カム保持部７２とクランクケース１８の一側面の第２カム保持部７５とが係合するとともに、シリンダブロック１１の他側面の第１カム保持部７２とクランクケース１８の他側面の第２カム保持部７５とが係合する。
【００４７】
カムシャフト８０は、第１貫通部７３に嵌まりこむ円筒状の第１カム部８１と、第２貫通部７６に嵌りこむ円筒状の第２カム部８２と、第２カム部８２の回転軸に対して偏心した位置に固定されるとともに第１カム部８１の回転軸に対して偏心した位置に回転可能に挿通される連結軸８３とを含む。
【００４８】
カムシャフト８０は２本設けられている。このうちの一方のカムシャフト８０は、シリンダブロック１１の一側面に設けられた第１カム嵌合部７１とクランクケース１８の一側面に設けられた第２カム嵌合部７４とが交互に配列されたものを貫通する。他方のカムシャフト８０は、シリンダブロック１１の他側面に設けられた第１カム嵌合部７１とクランクケース１８の他側面に設けられた第２カム嵌合部７４とが交互に配列されたものを貫通する。
【００４９】
図４を参照して、カム駆動機構９０の構造について説明する。
カム駆動機構９０は、第１カム部８１の回転軸と同軸に設けられた第１ギア部９１と、第１ギア部９１の歯にかみ合う第２ギア部９２と、第２ギア部９２を回転する電動モータ９３とを含む。第１ギア部９１は各カムシャフト８０に対して設けられている。電動モータ９３の駆動軸９４には、２つの第２ギア部９２が第１ギア部９１に対応して設けられている。２つの第２ギア部９２の螺旋状の歯は駆動軸９４に垂直な面に対して鏡像関係となっている。すなわち、駆動軸９４の回転により、２つの第１ギア部９１および２つのカムシャフト８０が互いに反対方向に回転する。
【００５０】
図５を参照して、カム駆動機構９０の駆動による第１カム部８１と第２カム部８２の位置関係の変化について説明する。なお、第１カム部８１の回転軸と連結軸８３の中心軸との距離を第１距離ＤＲＡとし、第２カム部８２の回転軸と連結軸８３の中心軸との距離を第２距離ＤＲＢとする。図５の１点鎖線は、第１カム部８１における連結軸８３の軌道を示し、２点鎖線は第２カム部８２における連結軸８３の軌道を示す。
【００５１】
図５（ａ）は、第１カム部８１と第２カム部８２が最も近づいているときの両カムの位置関係を示している。このとき、シリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳが最も小さくなる。
【００５２】
図５（ｂ）は、同図（ａ）の状態から第１カム部８１を図中左周りに所定角度回転させたときの第１カム部８１と第２カム部８２の位置関係を示している。第１カム部８１の回転に伴い、連結軸８３および第２カム部８２は次のように動作する。連結軸８３は第１カム部８１の回転軸を中心とする軌道に沿って回転すると、連結軸８３が第２カム部８２の回転軸に近づくように動く。しかし、連結軸８３は、第２カム部８２の回転軸から第２距離ＤＲＢ離れた位置に設けられた穴に挿通しているため、第２カム部８２の連結軸８３の軌道に沿って動く。すなわち、連結軸８３が第１カム部８１とともに回転するとき、第１カム部８１の回転軸と連結軸８３との距離が第１距離ＤＲＡに維持されるとともに、第２カム部８２の回転軸と連結軸８３との距離が第２距離ＤＲＢに維持された状態で、第２カム部８２が回転する。このような動作により、第２カム部８２が第１カム部８１から離れる。
【００５３】
図５（ｃ）は、第１カム部８１と第２カム部８２が最も離れているときの両カムの位置関係状態を示す。このとき、シリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳが最も大きくなる。第１カム部８１の回転軸と第２カム部８２の回転軸との離間距離ＤＳは第１距離ＤＲＡと第２距離ＤＲＢとの和となる。
【００５４】
以上のように、可変圧縮機構６０は、カム駆動機構９０により第２カム部８２を回転することにより、シリンダブロック１１とクランクケース１８との位置関係を最小離間距離ＤＳｍｉｎから最大離間距離ＤＳｍａｘまでの範囲において変更する。
【００５５】
図６〜図８を参照して機械圧縮比ＫＡについて説明する。
ここでは、シリンダヘッド１２とシリンダ１６とピストン１５とに囲まれる容積を燃焼室容積とする。ピストン１５が下死点ＢＤＣから上死点ＴＤＣに移動するときの燃焼室容積の変化量を行程容積ＶＣとする。ピストン１５の下死点ＢＤＣにあるときの燃焼室容積を膨張容積ＶＢとする。ピストン１５が上死点ＴＤＣにあるときの燃焼室容積を圧縮容積ＶＡとする。吸気バルブ２１の閉弁時期ＩＶＣにおける燃焼室容積を実吸気容積ＶＤとする。実吸気容積ＶＤは、内燃機関１の圧縮行程において燃焼室が密閉されたときの燃焼室容積を示す。すなわち、同実吸気容積ＶＤは、吸気過程で燃焼室１４に取り入れられた吸気のうち圧縮過程で吸気ポートから漏れた吸気を差引いた吸気量に相当し、燃焼に寄与する実質的な吸気量を示す。
【００５６】
次に、シリンダ１６に対するピストン１５の位置と燃焼室容積との関係について説明する。
（ａ）吸気過程においてピストン１５が下死点ＢＤＣにあるとき、排気バルブ２３が閉弁するとともに吸気バルブ２１が開弁する。このときの燃焼室容積は、膨張容積ＶＢと同容積となる。
【００５７】
その後、ピストン１５が下死点ＢＤＣから上死点ＴＤＣに向けて移動すると、吸気バルブ２１が開弁状態にあるため、燃焼室１４内の吸気が吸気バルブ２１を通じて押し戻される。このため、燃焼室１４にある吸気量は減少する。
【００５８】
（ｂ）圧縮過程の途中の閉弁時期ＩＶＣにあるとき、燃焼室１４が密閉される。このとき燃焼室１４に閉じ込められる吸気量すなわち実吸気容積ＶＤが定まる。すなわち、実吸気容積ＶＤは、膨張容積ＶＢから、ピストン１５が下死点ＢＤＣにある時期から吸気バルブ２１の閉弁時期ＩＶＣまでの期間に移動することにより燃焼室容積を減少させた容積（以下、減少容積ＶＥ）を差し引いた容積となる。
【００５９】
（ｃ）圧縮過程においてピストン１５が上死点ＴＤＣにあるとき、吸気バルブ２１および排気バルブ２３がともに閉弁して最も圧縮された状態となっている。このときの燃焼室容積が圧縮容積ＶＡとされる。
【００６０】
（ｄ）膨張過程においてピストン１５が下死点ＢＤＣにあるとき、燃焼室容積は最も拡大した状態となっている。燃焼室容積は、圧縮容積ＶＡと行程容積ＶＣとの和、すなわち膨張容積ＶＢとなる。
【００６１】
次に、機械圧縮比および実圧縮比との関係について説明する。
機械圧縮比ＫＡは、式（１−１）に示されるように、圧縮容積ＶＡに対する膨張容積ＶＢの比により定義される。実圧縮比ＫＢは、式（２−１）に示されるように、圧縮容積ＶＡに対する実吸気容積ＶＤの比により定義される。
【００６２】
図７は、シリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳに対する機械圧縮比ＫＡおよび実圧縮比ＫＢとの関係を式（１−２）および式（２−２）に基づいて図示したものである。
【００６３】
機械圧縮比ＫＡは、式（１−２）に示されるように、行程容積ＶＣと圧縮容積ＶＡとにより求められる。行程容積ＶＣは、シリンダブロック１１とクランクケース１８との位置関係に関わらず一定値をとる。一方、圧縮容積ＶＡは、シリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳとともに大きくなる。このため、機械圧縮比ＫＡは、図７に示されるように、シリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳが大きくなるほど、小さくなる。すなわち、シリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳが最大離間距離ＤＳｍａｘとなるとき、機械圧縮比ＫＡは最小圧縮比ＫＡｍｉｎとなる。シリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳが最小離間距離ＤＳｍｉｎとなるとき、機械圧縮比ＫＡは最大圧縮比ＫＡｍａｘとなる。
【００６４】
実圧縮比ＫＢは、式（２−２）に示されるように、行程容積ＶＣと圧縮容積ＶＡと減少容積ＶＥとにより求められる。ここで減少容積ＶＥが一定値の場合すなわち閉弁時期ＩＶＣが所定時期である場合を想定する。行程容積ＶＣは一定であるため、圧縮容積ＶＡが増大するほど実圧縮比ＫＢは小さくなる。圧縮容積ＶＡはシリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳとともに大きくなる。したがって、実圧縮比ＫＢは、図７に示されるように、シリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳが大きくなるほど、小さくなる。
【００６５】
図８は、吸気バルブ２１の閉弁時期ＩＶＣについての実圧縮比ＫＢを式（２−２）に基づいて図示したものである。
実圧縮比ＫＢは、式（２−２）に示されるように、行程容積ＶＣと圧縮容積ＶＡと減少容積ＶＥとにより求められる。ここでシリンダブロック１１とクランクケース１８との離間距離ＤＳを一定とするとき圧縮容積ＶＡが一定値をとるため、減少容積ＶＥが増大するほど実圧縮比ＫＢは小さくなる。減少容積ＶＥは、閉弁時期ＩＶＣを遅角するほど大きくなる。このため、図８に示されるように、実圧縮比ＫＢは、バルブタイミングＶＴを遅角するほど実圧縮比ＫＢは小さくなる。
【００６６】
図９および図１０を参照して、機関負荷および運転状態に応じて変更される内燃機関１の運転モードの一例について説明する。
（Ａ）機関負荷が高負荷域高回転のとき、運転モードはモードＭＡに設定される。すなわち、可変圧縮機構６０により機械圧縮比ＫＡが最小圧縮比ＫＡｍｉｎから中間圧縮比ＫＡｍｄｌまでの間の値に設定される。またバルブタイミング可変機構３０によりバルブタイミングＶＴが最進角ＶＴｍａｘの付近の値に設定される。ここで、中間圧縮比ＫＡｍｄｌは、最大圧縮比ＫＡｍａｘと最小圧縮比ＫＡｍｉｎとの間の中間値とする。
【００６７】
（Ｂ）機関負荷が高負荷域低中回転のとき、運転モードはモードＭＢに設定される。すなわち、可変圧縮機構６０により機械圧縮比ＫＡが最小圧縮比ＫＡｍｉｎから中間圧縮比ＫＡｍｄｌまでの間の値に設定される。またバルブタイミング可変機構３０によりバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌから最進角ＶＴｍａｘまでの間の値に設定される。
【００６８】
（Ｃ）機関負荷が中負荷または低負荷のとき、運転モードはモードＭＣに設定される。すなわち、可変圧縮機構６０より機械圧縮比ＫＡが中間圧縮比ＫＡｍｄｌから最大圧縮比ＫＡｍａｘまでの間の値に設定される。またバルブタイミング可変機構３０によりバルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎから中間角ＶＴｍｄｌまでの間の値に設定される。この設定、すなわちバルブタイミングＶＴを遅角側の領域に設定することにより、実吸気量が少なくなるため、低燃費運転となる。なお、このとき機械圧縮比ＫＡが比較的高い値に設定されているためトルク低下が抑制される。
【００６９】
（Ｄ）内燃機関１を始動するとき、運転モードはモードＭＤに設定される。すなわち、可変圧縮機構６０により機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定される。最遅角圧縮比ＫＤは、機関が始動保証する温度範囲の最低温度においてバルブタイミングＶＴを最遅角ＶＴｍｉｎとしたときに、機関を始動させることができる値として予め求められている。バルブタイミングＶＴは中間角ＶＴｍｄｌに設定する。なお、機関始動時においては、バルブタイミングＶＴは機関始動時のクランキングに基づく自律中間角固定動作により、あるいは機関停止時における中間角固定動作により、中間角ＶＴｍｄｌに設定されている。
【００７０】
図１０を参照して、内燃機関の始動可能領域についての設定の一例を説明する。
機関始動を保証する最低温度において内燃機関１が確実に始動する始動可能領域は、同図の始動可能境界線ＬＡよりも、バルブタイミングＶＴについて進角側かつ機械圧縮比ＫＡについて高圧縮比側の領域となる。始動可能境界線ＬＡは、バルブタイミングＶＴと機械圧縮比ＫＡとを始動条件として、機関始動することができない領域と機関始動することができる領域との境界を示す。始動可能境界線ＬＡは、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌでありかつ機械圧縮比ＫＡが最小圧縮比ＫＡｍｉｎである始動条件と、バルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎであり機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤである始動条件とを結ぶ線として与えられる。
【００７１】
内燃機関１を始動するとき、運転モードはモードＭＤに設定される。ＭＤモードによれば、図１０に示すように、機械圧縮比ＫＡおよびバルブタイミングＶＴの値が内燃機関１の始動可能領域にあるため、内燃機関１の始動不良は発生しない。しかし、機関停止時または機関始動時に、モードＭＤの条件通りに機械圧縮比ＫＡまたはバルブタイミングＶＴが設定されないときがある。以下、このような場合の内燃機関１の機関始動性について説明する。
【００７２】
（Ａ）機関始動時において、ハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の相対的な揺動が小さい場合がある。このとき自律中間角固定動作によってもバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されない。このとき、バルブタイミングＶＴは最遅角ＶＴｍｉｎにある時間帯が長くなる。しかし、仮にバルブタイミングＶＴが最遅角ＶＴｍｉｎにあるとしても、機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定されているため、このときの機械圧縮比ＫＡおよびバルブタイミングＶＴの条件は始動可能領域内にある。このため、バルブタイミングＶＴの値に関わらず内燃機関１が円滑に始動する。
【００７３】
（Ｂ）可変圧縮機構６０がフェールして機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定されない場合について説明する。この場合、機械圧縮比ＫＡは不定である。しかし、機関始動のとき、クランクキングに基づく自律中間角固定動作によりバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される。このときの機械圧縮比ＫＡおよびバルブタイミングＶＴの条件は始動可能領域内にあるため、機械圧縮比ＫＡの値に関わらず内燃機関１が円滑に始動性する。
【００７４】
図１１を参照して、内燃機関１の機関始動時に実行される機関始動処理の具体的な処理手順について説明する。なお同処理は、電子制御装置１０１により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００７５】
ステップＳ１１０にてイグニッションスイッチのオフからオンへの切替操作（以下、「始動操作」）が行われた旨判定したとき、すなわち内燃機関１を始動する旨の始動要求があるとき、ステップＳ１２０にてカム駆動機構９０により機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定する（圧縮比変更処理）。その後ステップＳ１３０にてクランキングが行われる。
【００７６】
内燃機関１の始動時の条件は、始動操作時の状況に応じて次のように変化する。
始動操作時にバルブタイミング可変機構３０が中間角ＶＴｍｄｌに固定されているときは、ハウジングに対するベーンロータ３５の回転位相が中間角位相ＰＭに固定された状態が維持されて機関始動が行われる。このため、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに設定されてかつ機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定された始動条件にて機関始動が行われる。
【００７７】
始動操作時にバルブタイミング可変機構３０が中間角ＶＴｍｄｌに固定されていないときは、クランキングに基づく自律中間角固定動作によってバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される。このため、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに設定されてかつ機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定された始動条件にて機関始動が行われる。
【００７８】
始動操作時にバルブタイミング可変機構３０が中間角ＶＴｍｄｌに固定されていないときにおいて、クランキングに基づく自律中間角固定動作によってもバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定されないとき、バルブタイミングＶＴが変動する状態、かつ機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定された始動条件にて機関始動が行われる。
【００７９】
始動操作時に可変圧縮機構６０がフェールして機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定されない場合で、バルブタイミング可変機構３０が中間角ＶＴｍｄｌに固定されているときは、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに設定された始動条件にて機関始動が行われる。
【００８０】
始動操作時に、可変圧縮機構６０がフェールして機械圧縮比ＫＡが最遅角圧縮比ＫＤに設定されない場合で、バルブタイミング可変機構３０が中間角ＶＴｍｄｌに固定されていないときは、クランキングに基づく自律中間角固定動作によってバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される。このため、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに設定された始動条件にて機関始動が行われる。
【００８１】
以上のように、各状況に対応した始動条件は、始動可能境界線ＬＡよりも、バルブタイミングＶＴについて進角側かつ機械圧縮比ＫＡについて高圧縮比側となる。このため、内燃機関１は最低温度においても円滑に始動する。
【００８２】
本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）本実施形態では、可変動弁機構２０と可変圧縮機構６０とを含む可変圧縮装置２において、バルブタイミングＶＴを最遅角ＶＴｍｉｎよりも進角側の中間角ＶＴｍｄｌに固定する位相固定機構４０を含む。
【００８３】
可変圧縮機構６０および可変動弁機構２０を含み位相固定機構４０を含まない可変圧縮装置２によれば、機関始動時に可変圧縮機構６０が動作しないとき、機関始動性を高めることができない。一方、可変圧縮機構６０および可変動弁機構２０および位相固定機構４０を含む可変圧縮装置２によれば、機関始動時に可変圧縮機構６０が動作しないとき、バルブタイミングＶＴを最遅角ＶＴｍｉｎよりも進角側の中間角ＶＴｍｄｌに固定することにより機関始動性を高めることができる。
【００８４】
上記構成の可変圧縮装置２は、可変圧縮機構６０および可変動弁機構２０および位相固定機構４０を含むため、可変圧縮機構６０が動作しない機関始動時に始動不良が生じる頻度を少なくすることができる。
【００８５】
（２）本実施形態では、位相固定機構４０は、制限ピン４１が係合する係合穴４８と、係合穴４８の深さよりも深さが小さくかつ係合穴４８のある中間角位相ＰＭから係合穴４８よりも遅角側にある遅角位相ＰＡにまで延びる上段溝４７とを含む。
【００８６】
この構成では、クランキング時のベーンロータ３５の揺動により制限ピン４１が上段溝４７に嵌り込んだとき、制限ピン４１を係合穴４８に係合するために必要となるベーンロータ３５の揺動量は、制限ピン４１が上段溝４７に嵌りこんでいないときよりも小さくなる。したがって、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌに固定される頻度を高くすることができる。
【００８７】
（３）本実施形態では、中間角ＶＴｍｄｌは、機械圧縮比ＫＡの変更範囲のうちの機械圧縮比ＫＡが最小圧縮比ＫＡｍｉｎから最大圧縮比ＫＡｍａｘまでのいずれの値にあっても、内燃機関１が始動するバルブタイミングＶＴの範囲内で最も遅角側の値として設定されている。
【００８８】
すなわち、可変圧縮機構６０による機械圧縮比ＫＡの変更範囲のうちの最小の機械圧縮比ＫＡを最小圧縮比ＫＡｍｉｎとして、機械圧縮比ＫＡが最小圧縮比ＫＡｍｉｎにあるときに内燃機関１の始動が可能となるように中間角ＶＴｍｄｌが定められている。このため、機械圧縮比ＫＡが最小圧縮比ＫＡｍｉｎにありかつバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌにあるときに、内燃機関１を円滑に始動することができる。
【００８９】
（４）本実施形態では、機関始動時に機械圧縮比ＫＡを最小圧縮比ＫＡｍｉｎよりも大きい最遅角圧縮比ＫＤにする。
この構成によれば、機関始動時に機械圧縮比ＫＡを最小圧縮比ＫＡｍｉｎよりも大きくするため、機械圧縮比ＫＡを最小圧縮比ＫＡｍｉｎにして内燃機関１を始動する場合と比較して、内燃機関１を円滑に始動することができる。
【００９０】
（５）本実施形態では、機関始動時に機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤとしている。
この構成によれば、機関始動時に、機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤよりも大きくするため、機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤよりも小さい値に設定して機関始動する場合と比較して、始動不良が生じる頻度を少なくすることができる。
【００９１】
（第２実施形態）
図１２を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態の可変圧縮装置２は、第１実施形態の構成に対して次の変更を加えたものとなっている。すなわち、第１実施形態では、始動操作時におけるバルブタイミングＶＴの値に関わらず機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤに変更する。これに対して、本実施形態では、始動操作時におけるバルブタイミングＶＴが中間角よりも遅角側にあるときに、機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤに変更し、バルブタイミングＶＴが中間角または中間角よりも進角側にあるときには、機械圧縮比ＫＡを変更しない。
【００９２】
以下、この変更にともない生じる前記第１実施形態の構成からの詳細な変更について説明する。なお、前記第１実施形態と共通する構成については同一の符合を付してその説明を省略する。
【００９３】
図１２を参照して、本実施形態の機関始動処理の具体的な処理手順について説明する。なお同処理は、電子制御装置１０１により所定の演算周期毎に繰り返し実行される。
ステップＳ２１０にてイグニッションスイッチのオフからオンへの切替操作が行われた旨判定したとき、すなわち内燃機関１を始動する旨の始動要求があるとき、ステップＳ２２０にてクランク角度ＣＡおよび吸気カム角度ＤＡに基づいてハウジングロータ３１に対するベーンロータ３５の相対的な回転位相を求める。
【００９４】
そして、ステップＳ２３０にて、機関停止時に記憶したバルブタイミングＶＴを読み込む。機関停止時のバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるとき、機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤに設定する（ステップＳ２４０）。一方、ステップＳ２３０にて、機関停止時のバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌまたは中間角ＶＴｍｄｌよりも進角側にあるとき、機械圧縮比ＫＡの変更は実行されない。その後、クランクシャフト１７のクランキングが行われる。
【００９５】
本実施形態の可変圧縮装置２によれば、先の第１実施形態による前記（１）〜（３）の効果に加えて、さらに以下に示す効果を奏することができる。
（６）本実施形態では、機関始動動作の開始前すなわち機関停止時にバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるとき、次のように機械圧縮比ＫＡを設定する。すなわち、機関始動動作の開始前にバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるときの機関始動時の機械圧縮比を、機関始動動作の開始前にバルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌにあるときの機関始動時の機械圧縮比よりも、大きくする。
【００９６】
この構成では、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるときに機械圧縮比ＫＡを大きくするため、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にある状態において、内燃機関１の始動不良が生じる頻度を少なくすることができる。
【００９７】
なお、中間角ＶＴｍｄｌは、機関が始動保証する温度範囲の最低温度において機械圧縮比ＫＡが最小圧縮比ＫＡｍｉｎから最大圧縮比ＫＡｍａｘまでのいずれの値に設定されても内燃機関１が円滑に始動する値に設定されている。このため、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌまたは中間角ＶＴｍｄｌよりも大きいときには、機械圧縮比ＫＡを変更しなくても、内燃機関１を円滑に始動することができる。
【００９８】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記各実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、これを例えば以下に示すように変更して実施することもできる。また以下の各変形例は、上記各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。
【００９９】
・上記第２実施形態では、内燃機関１の始動時において、バルブタイミングＶＴが中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側にあるとき、機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤに設定しているが、これに代えて、機械圧縮比ＫＡを、最遅角圧縮比ＫＤよりも大きい値としてもよい。この場合、機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤとするときと比較して、機械圧縮比ＫＡが大きくなるため、内燃機関１の始動性をより向上することができる。
【０１００】
・上記第１実施形態では、内燃機関１を停止するとき、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌにする制御を行っているが、この制御を省略してもよい。
・上記第１実施形態では、内燃機関１を始動するとき、機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤに設定している。しかし、イグニッションスイッチをオフからオンを切替えのときに設定される機械圧縮比ＫＡは、このような値に限定されるものではなく、最小圧縮比ＫＡｍｉｎよりも大きな値であればよい。この場合、機械圧縮比ＫＡを最小圧縮比ＫＡｍｉｎとして機関始動するときよりも、内燃機関１を円滑に始動することができる。
【０１０１】
また、内燃機関１を始動するとき、機械圧縮比ＫＡを最大圧縮比ＫＡｍａｘに設定してもよい。しかし、機械圧縮比ＫＡを最大圧縮比ＫＡｍａｘとすると、機関状態によってノッキングが生じやすくなる。機関暖機後において機関始動の場合、ノッキングが生じる可能性が生じる。そこで、機関始動時における吸気温度や冷却水温度が基準温度よりも低い場合に機械圧縮比ＫＡを最大圧縮比ＫＡｍａｘに変更する制御を行うこともできる。
【０１０２】
・上記第１実施形態では、中間角ＶＴｍｄｌとして、機関が始動保証する温度範囲の最低温度において、機械圧縮比ＫＡがいずれの値に設定されても内燃機関１が円滑に始動するバルブタイミングＶＴのうちで遅角側にある所定の値としている。この値を、バルブタイミングＶＴを固定する位相を中間角ＶＴｍｄｌよりも遅角側の値（以下、「特定中間角」）としてもよい（図１０参照）。
【０１０３】
バルブタイミングＶＴを固定する位相を特定中間角としたとき、内燃機関１が始動保証する温度範囲の最低温度において機関が円滑に始動する機械圧縮比ＫＡの最小値（以下、「始動圧縮比ＫＣ」）は、図１０に示すように、最小圧縮比ＫＡｍｉｎよりも大きな値となる。
【０１０４】
バルブタイミングＶＴを特定中間角にて固定する場合は、機械圧縮比ＫＡを始動圧縮比ＫＣまたは始動圧縮比ＫＣよりも大きくすることにより、機械圧縮比ＫＡを最小圧縮比ＫＡｍｉｎにして内燃機関を始動する場合と比較して、内燃機関１を円滑に始動することができる。
【０１０５】
・上記第１実施形態では、バルブタイミングＶＴの中間角ＶＴｍｄｌは、機関が始動保証する最低温度において機械圧縮比ＫＡがいずれの値であっても内燃機関１が円滑に始動するバルブタイミングＶＴで最も遅角側に定められている。しかし、中間角ＶＴｍｄｌをこのような条件で定められた値よりも進角側の値とすることもできる。
【０１０６】
・上記第１実施形態では、係合部４６には上段溝４７が設けられているが、この構成を省略してもよい。また、上段溝４７は、係合穴４８が設けられている位置から遅角側に設けているが、これに加えて進角側にも上段溝を設けてもよい。
【０１０７】
・上記第１実施形態では、油圧式のバルブタイミング可変機構３０を採用しているが、バルブタイミング可変機構３０はこの構成に限定されない。例えば、電動式バルブタイミング可変機構を採用することもできる。
【０１０８】
・また、電動式バルブタイミング可変装置を採用する場合、内燃機関１を始動するときに、可変圧縮機構６０が動作するか否かの判定を実行してもよい。この判定により、機械圧縮比ＫＡが変更されないときは、機関始動時のバルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌよりも進角側に設定し、この判定により機械圧縮比ＫＡが変更可能であるときは、バルブタイミングＶＴを中間角ＶＴｍｄｌとするとともに機械圧縮比ＫＡを最遅角圧縮比ＫＤに設定する。
【０１０９】
・上記第１実施形態では、可変圧縮機構６０は、シリンダブロック１１とクランクシャフト１７との距離を変更することにより機械圧縮比ＫＡを変更しているが、機械圧縮比ＫＡを変更する構成はこれに限定されない。例えば、ピストン１５とクランクシャフト１７を連結するコンロッドについて、クランクシャフト１７の軸心とこの軸心を挿通する穴との間に偏心ベアリングを設け、この偏心ベアリングを回転させることにより、クランクシャフト１７の軸心とピストン１５との距離を変更することができる。
【０１１０】
・また、可変圧縮機構６０の他の例として、クランクシャフト１７の軸心とコンロッドとを連結するアームを設けて、このコントロールロッドによりアームの動作を制限することにより、ピストン１５の移動距離を変更することができる。
【０１１１】
・上記第１実施形態では、制限ピン４１をベーンロータ３５に設け、係合部４６をハウジングロータ３１に設ける構成としたが、これに代えて、制限ピン４１をハウジングロータ３１に設けるとともに係合部４６をベーンロータ３５に設ける構成としてもよい。
【０１１２】
・上記第１実施形態では、制限ピン４１の突出方向ＺＡおよび収容方向ＺＢをベーンロータ３５の回転軸の軸線と同じ方向に設定しているが、制限ピン４１の配置態様はこれに限られるものではない。例えば、制限ピン４１の突出方向ＺＡおよび収容方向ＺＢをハウジングロータ３１の径方向と同じ方向に設定することもできる。この場合には、制限ピン４１と対応するように各係合部４６の形成位置も変更される。
【符号の説明】
【０１１３】
１…内燃機関、２…可変圧縮装置、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…ピストン、１６…シリンダ、１７…クランクシャフト、１８…クランクケース、２０…可変動弁機構、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…バルブタイミング可変機構、３１…ハウジングロータ（入力回転体）、３１Ａ…区画壁、３２…ハウジング本体、３３…スプロケット、３４…カバー、３５…ベーンロータ（出力回転体）、３６…ベーン、３７…ベーン収容室、３８…進角室、３９…遅角室、４０…位相固定機構、４１…制限ピン（係合体）、４２…制限ばね、４３…収容室、４４…制限室、４５…ばね室、４６…係合部、４７…上段溝（係合溝）、４８…係合穴、５０…潤滑装置、５１…潤滑油路、５２…オイルポンプ、５３…オイルコントロールバルブ、６０…可変圧縮機構、７０…カム機構、７１…第１カム嵌合部、７２…第１カム保持部、７３…第１貫通部、７４…第２カム嵌合部、７５…第２カム保持部、７６…第２貫通部、ＲＡ１…第１径、ＲＡ２…第２径、８０…カムシャフト、８１…第１カム部、８２…第２カム部、８３…連結軸、９０…カム駆動機構、９１…第１ギア部、９２…第２ギア部、９３…電動モータ、９４…駆動軸、１００…制御装置、１０１…電子制御装置、１０２…クランクポジションセンサ、１０３…カムポジションセンサ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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