(57)【要約】【課題】弁開閉時期制御機構が故障状態にあっても内燃機関を始動し、安定的な稼動を実現する内燃機関の制御装置を構成する。【解決手段】始動制御において、スタータモータ１５の駆動開始の後に吸気側弁開閉時期制御機構が故障状態であることを故障判定部４３が判定した場合には、スロットルバルブ１４の開度を設定目標より拡大する吸気量増大制御と、設定タイミングより早いタイミングで燃料噴射ノズル９により燃料を噴射し、点火プラグ１０による点火を行う点火タイミング進角制御と、吸気行程において燃料噴射ノズル９での燃料噴射に加えて点火直前に燃料噴射ノズル９で燃料を噴射するマルチ噴射制御との少なくとも何れか１つを実行する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気カムシャフトの回転に連係して開閉する吸気バルブと、排気カムシャフトの回転に連係して開閉するおよび排気バルブと、燃焼室への空気の吸気量を設定するスロットルバルブと、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃焼室の混合気に点火する点火プラグと、クランクシャフトを駆動回転するスタータモータと、前記吸気バルブの開閉時期を設定する吸気側弁開閉時期制御機構とを備えて内燃機関が構成され、
前記吸気側弁開閉時期制御機構が、前記クランクシャフトに連係して回転する駆動側回転体と、前記吸気カムシャフトに連結する従動側回転体とを前記吸気カムシャフトと同軸芯上で相対回転自在に備え、これらの相対回転位相を設定する位相制御ユニットを備えて構成され、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相を検知する吸気側位相センサを備え、
前記内燃機関を始動する始動制御において、前記スタータモータの駆動開始の後に前記吸気側弁開閉時期制御機構を制御して前記吸気側弁開閉時期制御機構の前記相対回転位相を変化させる際に前記吸気側位相センサの検知結果から前記吸気側弁開閉時期制御機構の位相が変化しない場合に故障状態であることを判定する故障判定部を備えており、前記故障判定部で故障であることを判定した場合には、前記スロットルバルブの開度を設定目標より拡大する吸気量増大制御と、設定タイミングより早いタイミングで前記燃料噴射ノズルにより燃料を噴射し点火プラグによる点火を行う点火タイミング進角制御と、吸気行程において前記燃料噴射ノズルでの燃料噴射に加えて点火直前に前記燃料噴射ノズルで燃料を噴射するマルチ噴射制御との少なくとも何れか１つを実行する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の温度を検知する温度センサを更に備え、この温度センサで検知される温度が設定値以上である状況で、前記故障判定部が前記故障状態であることを判定した場合には、前記始動制御において前記スタータモータの駆動を開始した後に、予め設定された燃焼開始タイミングを過ぎた後にも前記スタータモータの駆動を継続することで掃気を行い、この掃気の後に前記燃焼室に前記燃料噴射ノズルで燃料噴射を行い最初の燃焼を行う除熱始動制御を実行する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の温度を検知する温度センサを更に備え、この温度センサで検知される温度が設定値以上である状況で、前記故障判定部が前記故障状態であることを判定した場合において前記内燃機関が始動しアイドリング状態に達した場合には、前記スロットルバルブの開度をアイドリング時の目標開度より拡大する前記吸気量増大制御を実行する請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
吸気カムシャフトの回転に連係して開閉する吸気バルブと、排気カムシャフトの回転に連係して開閉するおよび排気バルブと、燃焼室への空気の吸気量を設定するスロットルバルブと、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃焼室の混合気に点火する点火プラグと、クランクシャフトを駆動回転するスタータモータと、前記排気バルブの開閉時期を設定する排気側弁開閉時期制御機構とを備えて内燃機関が構成され、
前記排気側弁開閉時期制御機構が、前記クランクシャフトに連係して回転する駆動側回転体と、前記排気カムシャフトに連結する従動側回転体とを前記排気カムシャフトと同軸芯上で相対回転自在に備え、これらの相対回転位相を設定する位相制御ユニットを備えて構成され、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相を検知する排気側位相センサを備え、
前記内燃機関を始動する始動制御において、前記スタータモータの駆動開始の後に前記排気側弁開閉時期制御機構を制御して前記排気側弁開閉時期制御機構の前記相対回転位相を変化させる際に前記排気側位相センサの検知結果から前記排気側弁開閉時期制御機構の相対回転位相が変化しない場合に故障状態であることを判定する故障判定部を備えており、前記故障判定部で故障であることを判定した場合には、前記スロットルバルブの開度を設定目標より拡大する吸気量増大制御と、設定タイミングより早いタイミングで前記燃料噴射ノズルにより燃料を噴射し点火プラグによる点火を行う点火タイミング進角制御と、吸気行程において前記燃料噴射ノズルでの燃料噴射に加えて点火直前に前記燃料噴射ノズルで燃料を噴射するマルチ噴射制御との少なくとも何れか１つを実行する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、弁開閉時期制御機構によって吸気バルブあるいは排気バルブの開閉時期を設定する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、吸気バルブと排気バルブとに対応して各々の開閉時期を設定する弁開閉時期制御機構が備えられ、吸気バルブの弁開閉時期制御機構が故障等によりロック状態を解消できない場合には、排気バルブの弁開閉時期制御機構を最進角位相に制御する技術が記載されている。
【０００３】
この特許文献１に記載された技術では、吸気バルブを制御する弁開閉時期制御機構のロック機構が故障等によりロック解除できず、吸気バルブの開閉タイミングが中間位相に固定された場合には、排気バルブの弁開閉時期制御機構を最進角位相に制御することでバルブオーバーラップを少なくし、内部ＥＧＲの低減により燃焼状態の悪化を抑制するものである。
【０００４】
また、特許文献２では、吸気バルブと排気バルブとに対応して各々の開閉時期を設定する電動式の弁開閉時期制御機構が備えられ、この弁開閉時期制御機構が故障した場合には、点火時期を早めることや、オーバーラップ期間を短くするように制御を行う技術が記載されている。
【０００５】
この特許文献２に記載された技術では、点火時期を早めることで内燃機関の始動性を改善し、オーバーラップ期間を短くすることで圧縮比を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１５２８８３号公報
【特許文献２】特開２０１６−７００６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
油圧で作動する弁開閉時期制御機構を備えた内燃機関では、油圧ポンプや制御バルブが故障し、作動油の油圧が不充分となる状況で内燃機関を始動することもある。このような状況では、弁開閉時期制御機構が適正に作動しないだけでなく、カム変動トルクの作用により弁開閉時期制御機構で設定される開閉時期（バルブタイミング）が最遅角まで変位し、内燃機関の始動時にバルブの開閉時期が最遅角位相に固定されることもあった。
【０００８】
また、弁開閉時期制御機構として開閉時期を、例えば中間位相に保持するロック機構を備えたものでは、故障によりロック機構のロック状態を解除できない場合には開閉時期が中間位相に固定されることもあった。
【０００９】
尚、弁開閉時期制御機構が適正に作動しない故障の形態として、作動油の油圧の不足を説明したが、弁開閉時期制御機構の内部の機械的な故障も考えられ、機械的な故障によって弁開閉時期制御機構が適正に作動しない場合にも開閉時期（バルブタイミング）が最遅角位相や、中間位相に固定されることもあった。
【００１０】
弁開閉時期制御機構は、吸気バルブの開閉時期を制御するために備えられることが多く、故障により開閉時期が最遅角位相に固定される状況に陥った場合には、吸気量が低下するため圧縮比が低下し、内燃機関の始動性を悪化させるだけでなく、始動後の燃焼を不安定にするものであった。
【００１１】
また、故障により吸気バルブの開閉時期（バルブタイミング）が中間位相に固定された場合には、内燃機関の始動時の吸気量は不足しないため、必要とする圧縮比は確保されるものの、排気バルブと吸気バルブとが同時に開放するオーバーラップ状態が固定されるものであった。このようにオーバーラップ状態が固定される状況では、内燃機関が始動した後の燃焼を不安定にするものであった。
【００１２】
つまり、オーバーラップ状態では、燃焼ガスの一部が燃焼室に残留する状態（内部ＥＧＲの状態）の燃焼室に燃料を供給して燃焼を継続させるため、新気が不足し燃焼を不安定にするものであった。特に、内燃機関の温度が設定値より高温であり、故障によりオーバーラップ状態が固定される状況で内燃機関を始動する場合には、異常燃焼を招き適正な始動を行えないこともあった。
【００１３】
更に、弁開閉時期制御機構は、排気バルブの開閉時期（バルブタイミング）を制御するために備えられることもある。このように備えられた弁開閉時期制御機構が故障により開閉時期が最遅角位相に固定された場合には、排気バルブと吸気バルブとが同時に開放するオーバーラップ状態が作り出されるため、前述した理由から始動後の燃焼を不安定にするものであった。
【００１４】
このような理由から、弁開閉時期制御機構が適正に作動しない故障状態にあっても内燃機関を始動し、安定的な稼動を実現する内燃機関の制御装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の特徴は、吸気カムシャフトの回転に連係して開閉する吸気バルブと、排気カムシャフトの回転に連係して開閉するおよび排気バルブと、燃焼室への空気の吸気量を設定するスロットルバルブと、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃焼室の混合気に点火する点火プラグと、クランクシャフトを駆動回転するスタータモータと、前記吸気バルブの開閉時期を設定する吸気側弁開閉時期制御機構とを備えて内燃機関が構成され、
前記吸気側弁開閉時期制御機構が、前記クランクシャフトに連係して回転する駆動側回転体と、前記吸気カムシャフトに連結する従動側回転体とを前記吸気カムシャフトと同軸芯上で相対回転自在に備え、これらの相対回転位相を設定する位相制御ユニットを備えて構成され、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相を検知する吸気側位相センサを備え、
前記内燃機関を始動する始動制御において、前記スタータモータの駆動開始の後に前記吸気側弁開閉時期制御機構を制御して前記吸気側弁開閉時期制御機構の前記相対回転位相を変化させる際に前記吸気側位相センサの検知結果から前記吸気側弁開閉時期制御機構の位相が変化しない場合に故障状態であることを判定する故障判定部を備えており、前記故障判定部で故障であることを判定した場合には、前記スロットルバルブの開度を設定目標より拡大する吸気量増大制御と、設定タイミングより早いタイミングで前記燃料噴射ノズルにより燃料を噴射し点火プラグによる点火を行う点火タイミング進角制御と、吸気行程において前記燃料噴射ノズルでの燃料噴射に加えて点火直前に前記燃料噴射ノズルで燃料を噴射するマルチ噴射制御との少なくとも何れか１つを実行する点にある。
【００１６】
始動時に故障状態が判定された際の状況として、吸気側弁開閉時期制御機構の相対回転位相（開閉時期）が最遅角位相に固定された状況と、中間ロック機構のロックが解除されず相対回転位相（開閉時期）が中間位相に固定された状況とを想定する。この特徴構成によると、開閉時期が最遅角位相に固定された状況で、吸気量増大制御を実行することにより、スロットルバルブの開度が拡大するため吸気量を増大して圧縮比を高めることが可能となる。また、点火タイミング進角制御を実行することにより、圧縮比が低く燃焼速度が低下する状況でも確実な燃焼可能にする。また、マルチ噴射制御を実行することにより、点火が燃焼に繋がり難い状況であっても燃焼を確実に行わせる。
【００１７】
この特徴構成によると、開閉時期が中間位相に固定された状況では、最遅角位相に固定された状況と比較して吸気量が多いため、点火による燃焼を容易に行えるものの、燃焼が開始された後には、内部ＥＧＲが過多になり燃焼室での吸気量（新気の量）が不足することから燃焼の継続が困難になる。これに対して、スロットルバルブの開度が拡大することにより吸気量を増大してＥＧＲ率を低下させることが可能となる。また、点火タイミング進角制御を実行した場合には、高いＥＧＲ率から燃焼速度が低下する状況でも燃焼を確実に行わせることが可能となる。また、高いＥＧＲ率であってもマルチ噴射制御を実行することにより、燃焼を確実にする。
【００１８】
このように本発明の特徴によると、吸気側弁開閉時期制御機構が最遅角位相で固定された状況では始動性を高めると共に始動後の安定した稼動を実現し、中間位相に固定された状況では始動後の安定した燃焼を実現する。従って、弁開閉時期制御機構が適正に作動しない故障状態にあっても内燃機関を始動し、安定的な稼動を実現する内燃機関が構成された。
【００１９】
他の構成として、前記内燃機関の温度を検知する温度センサを更に備え、この温度センサで検知される温度が設定値以上である状況で、前記故障判定部が前記故障状態であることを判定した場合には、前記始動制御において前記スタータモータの駆動を開始した後に、予め設定された燃焼開始タイミングを過ぎた後にも前記スタータモータの駆動を継続することで掃気を行い、この掃気の後に前記燃焼室に前記燃料噴射ノズルで燃料噴射を行い最初の燃焼を行う除熱始動制御を実行しても良い。
【００２０】
内燃機関が設定値を超えて高温である場合には、熱の影響により圧縮比が過大になるだけでなく、熱の影響により点火タイミングより早期に自然着火することや、ラフアイドルを招くこともある。これに対して、除熱始動制御によって、スタータモータの駆動を継続して掃気を行うことにより燃焼室に空気を流通させて燃焼室の温度を積極的に低下させることが可能となる。この後に、最初の燃焼を行うことにより、適正な始動を行い安定した稼動を可能にする。
【００２１】
他の構成として、前記内燃機関の温度を検知する温度センサを更に備え、この温度センサで検知される温度が設定値以上である状況で、前記故障判定部が前記故障状態であることを判定した場合において前記内燃機関が始動しアイドリング状態に達した場合には、前記スロットルバルブの開度をアイドリング時の目標開度より拡大する前記吸気量増大制御を実行しても良い。
【００２２】
吸気側弁開閉時期制御機構が故障状態にある場合には、相対回転位相が最遅角位相または中間位相に固定されることが想像される。この構成によると、相対回転位相（開閉時期）が最遅角位相に固定された状態で内燃機関が始動した場合には、吸気量の不足が継続するため、吸気量増大制御により、スロットルバルブの開度をアイドリング時の目標開度より拡大することにより吸気量の不足を改善できる。また、相対回転位相（開閉タイミング）が中間位相に固定された状態で内燃機関が始動した場合には、ＥＧＲ率が上昇し燃焼が不安定になるものの、スロットルバルブの開度をアイドリング時の目標開度より拡大することによりＥＧＲ率を低下させて燃焼を安定させることが可能となる。
【００２３】
本発明の特徴は、吸気カムシャフトの回転に連係して開閉する吸気バルブと、排気カムシャフトの回転に連係して開閉するおよび排気バルブと、燃焼室への空気の吸気量を設定するスロットルバルブと、前記燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、前記燃焼室の混合気に点火する点火プラグと、クランクシャフトを駆動回転するスタータモータと、前記排気バルブの開閉時期を設定する排気側弁開閉時期制御機構とを備えて内燃機関が構成され、
前記排気側弁開閉時期制御機構が、前記クランクシャフトに連係して回転する駆動側回転体と、前記排気カムシャフトに連結する従動側回転体とを前記排気カムシャフトと同軸芯上で相対回転自在に備え、これらの相対回転位相を設定する位相制御ユニットを備えて構成され、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との相対回転位相を検知する排気側位相センサを備え、
前記内燃機関を始動する始動制御において、前記スタータモータの駆動開始の後に前記排気側弁開閉時期制御機構を制御して前記排気側弁開閉時期制御機構の前記相対回転位相を変化させる際に前記排気側位相センサの検知結果から前記排気側弁開閉時期制御機構の相対回転位相が変化しない場合に故障状態であることを判定する故障判定部を備えており、前記故障判定部で故障であることを判定した場合には、前記スロットルバルブの開度を設定目標より拡大する吸気量増大制御と、設定タイミングより早いタイミングで前記燃料噴射ノズルにより燃料を噴射し点火プラグによる点火を行う点火タイミング進角制御と、吸気行程において前記燃料噴射ノズルでの燃料噴射に加えて点火直前に前記燃料噴射ノズルで燃料を噴射するマルチ噴射制御との少なくとも何れか１つを実行する点にある。
【００２４】
始動時に故障状態であることが判定される状況として、排気側弁開閉時期制御機構の相対回転位相（開閉時期）が最遅角位相に固定された状況と、中間ロック機構のロックが解除されず相対回転位相（開閉時期）が中間位相に固定された状況とが想定される。相対回転位相が最遅角位相と中間位相との何れに固定される状況であっても、吸気量が不足することはない。しかしながら、最遅角位相に固定された状況では、中間位相に固定された状況と比較して、オーバーラップが大きく、ＥＧＲ率を高めるため、始動性を悪化させ、始動の後の安定的な燃焼が阻害されるものであった。
【００２５】
これに対して本発明の特徴によると、相対回転位相が最遅角位相に固定された状況において、吸気量増大制御を実行することで吸気量を増大させＥＧＲ率を低下させて燃焼を安定させる。また、点火タイミング進角制御を実行することにより、ＥＧＲ率が高く燃焼速度が低い状況でも、確実な燃焼可能にする。また、マルチ噴射制御を実行することにより、点火が燃焼に繋がり難い状況であっても燃焼を確実に行わせる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】エンジンの燃焼室の部位を含む断面図である。
【図２】吸気側弁開閉時期制御機構の断面と油路構成とを示す図である。
【図３】中間位相にある吸気側弁開閉時期制御機構の断面図である。
【図４】最遅角位相にある吸気側弁開閉時期制御機構の断面図である。
【図５】最遅角位相でのタイミングダイヤグラムである。
【図６】中間位相でのタイミングダイヤグラムである。
【図７】制御系のブロック回路図である。
【図８】エンジン始動制御のフローチャートである。
【図９】最遅角始動ルーチンのフローチャートである。
【図１０】中間位相始動ルーチンのフローチャートである。
【図１１】制御形態の別実施形態のエンジン始動制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１に示すように、内燃機関としてのエンジンＥが、吸気バルブＶａの開閉時期（バルブタイミング）を設定する吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと、排気バルブＶｂの開閉時期（バルブタイミング）を設定する排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂと、を備えて構成されている。このエンジンＥと、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと、排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとは、図７に示すようにＥＣＵとして機能するエンジン制御装置４０によって制御される。
【００２８】
図１に示すエンジンＥ（内燃機関の一例）は、乗用車等の車両に備えられるものを想定している。このエンジンＥは、クランクシャフト１を支持するシリンダブロック２の上部にシリンダヘッド３を連結し、シリンダブロック２に形成された複数のシリンダボアにピストン４を摺動自在に収容し、ピストン４をコネクティングロッド５によりクランクシャフト１に連結して４サイクル型に構成されている。
【００２９】
このエンジンＥでは、シリンダの内部空間のうちピストン４とシリンダヘッド３との間に燃焼室が形成されている。
【００３０】
シリンダヘッド３には、各燃焼室を開閉する吸気バルブＶａと排気バルブＶｂとが備えられている。シリンダヘッド３の上部には吸気バルブＶａを制御する吸気カムシャフト７と、排気バルブＶｂを制御する排気カムシャフト８とが備えられている。また、クランクシャフト１の出力スプロケット１Ｓと、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａおよび排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂのリヤプレート２５のスプロケット２５Ｓ（図２を参照）とに亘ってタイミングチェーン６が巻回されている。
【００３１】
シリンダヘッド３には、各燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズル９と、各燃焼室の混合気に点火する点火プラグ１０とが備えられている。シリンダヘッド３には、吸気バルブＶａを介して燃焼室に空気を供給するインテークマニホールド１１と、排気バルブＶｂを介して燃焼室からの燃焼ガスを送り出すエキゾーストマニホールド１２とが備えられている。
【００３２】
更に、インテークマニホールド１１に接続する吸気経路１３には吸気量を制御するように電動アクチュエータ１４ａで開度が設定されるスロットルバルブ１４を備えている。
【００３３】
このエンジンＥでは、図７に示すようにクランクシャフト１に駆動回転するスタータモータ１５を備え、図１に示すようにクランクシャフト１の回転速度（単位時間あたりの回転数）を検知するシャフト速度センサ１６を備えている。吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａの近傍には駆動ロータ２１と従動ロータ２２（図２、図３を参照）との相対回転位相（以下、相対回転位相と略称する）を検知する吸気側位相センサ１７を備え、排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂの近傍にも相対回転位相を検知する排気側位相センサ１８を備えている。また、エンジンＥには、エンジンＥの温度を検知する温度センサ１９を備えている。この温度センサ１９は、エンジンＥを冷却する冷却水の水温を検知する水温センサを用いても良い。
【００３４】
吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとは、作動油の給排により作動するように構成され、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとに対応する吸気側位相制御バルブＣＶａと、排気側位相制御バルブＣＶｂとによって制御される。また、図２、図３に示すように、エンジンＥで駆動される油圧ポンプＰを備えている。この油圧ポンプＰは、オイルパンの潤滑油を作動油として供給する。
【００３５】
図７に示すようにエンジン制御装置４０は、始動制御部４１と、位相制御部４２と、故障判定部４３と、始動補助制御部４４とを備えている。このエンジン制御装置４０の詳細と制御形態とは後述する。
【００３６】
〔弁開閉時期制御機構〕
吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとは共通する構成を有するため、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａを例に挙げて構成を説明する。また、実施形態では、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとの上位概念として弁開閉時期制御機構ＶＴとして説明する。
【００３７】
図２〜図４に示すように、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａは、クランクシャフト１と同期回転する駆動側回転体としての駆動ロータ２１と、この駆動ロータ２１に内包される従動側回転体としての従動ロータ２２とを備えている。駆動ロータ２１と従動ロータ２２とは吸気カムシャフト７の回転軸芯Ｘと同軸芯に相対回転自在に配置され、従動ロータ２２は吸気カムシャフト７に連結ボルト２３により連結されている。
【００３８】
駆動ロータ２１は、フロントプレート２４とリヤプレート２５とを締結ボルト２６で締結して構成され、従動ロータ２２は、フロントプレート２４とリヤプレート２５とに挟み込まれる位置に配置される。
【００３９】
吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとのリヤプレート２５の外周にスプロケット２５Ｓが形成されている。前述したように、これらとクランクシャフト１に設けた出力スプロケット１Ｓとに亘ってタイミングチェーン６を巻回することにより、夫々の駆動ロータ２１がクランクシャフト１と同期回転する。
【００４０】
図３、図４に示すように、駆動ロータ２１には径方向内側に突出する複数の突出壁２１Ｔが一体的に形成されている。従動ロータ２２は複数の突出壁２１Ｔの突出端に密接する外周を有する円柱状に形成され、この従動ロータ２２の外周部分に複数のベーン２７が径方向外方に突設されている。
【００４１】
この構成から、従動ロータ２２の外方において、回転方向で隣接する突出壁２１Ｔの間に流体圧室Ｃが形成される。この流体圧室Ｃがベーン２７で仕切られることにより進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが区画形成される。この流体圧室Ｃと、ベーン２７と、進角室Ｃａと、遅角室Ｃｂとで位相制御ユニットが構成されている。この位相制御ユニットは進角室Ｃａに作動油を供給し、遅角室Ｃｂから作動油を排出することで相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させ、これとは逆に、遅角室Ｃｂに作動油を供給し、進角室Ｃａから作動油を排出することで相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる。
【００４２】
図３、図４に示すように、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａは、クランクシャフト１からの駆動力により駆動ロータ２１が駆動回転方向Ｓに向けて回転する。駆動ロータ２１に対して従動ロータ２２が駆動回転方向Ｓと同方向へ回転する方向を進角方向Ｓａと称し、この逆方向への回転方向を遅角方向Ｓｂと称する。また、相対回転位相で遅角方向の作動端を最遅角位相Ｒと称し、相対回転位相で進角方向の作動端を最進角位相と称する。
【００４３】
図２に示すように、従動ロータ２２とフロントプレート２４とに亘って相対回転位相を最遅角位相Ｒから中間位相Ｍ（図３を参照）まで付勢力を作用させるトーションスプリング２８を備えている。このエンジンＥでは、クランクシャフト１が回転する場合には、相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させるカム変動トルクが作用する。トーションスプリング２８は、カム変動トルクに抗して相対回転位相を中間位相Ｍに向けて作動させるためのアシスト力を得るものである。
【００４４】
従動ロータ２２には進角室Ｃａに連通する進角制御流路３１と、遅角室Ｃｂに連通する遅角制御流路３２と、後述する２つのロック機構Ｌに作動油を供給するロック解除流路３３とが形成されている。
【００４５】
〔弁開閉時期制御機構：ロック機構〕
図３、図４に示すように、弁開閉時期制御機構ＶＴは、ロック機構Ｌを２つ備えており、２つのロック機構Ｌが同時にロック状態に達することで駆動ロータ２１と従動ロータ２２との相対回転位相を図２に示す中間位相Ｍに拘束する。また、ロック解除流路３３に作動油が供給されることでロック状態が解除され、ロック解除流路３３から作動油を排出する状態で相対回転位相が中間位相Ｍに達することで２つのロック機構Ｌがロック状態に達するように構成されている。中間位相Ｍは、相対回転位相が進角方向Ｓａの作動端となる最進角位相と遅角方向Ｓｂの作動端となる最遅角位相Ｒとの間に設定されている。
【００４６】
図３、図４に示すように、各々のロック機構Ｌは、駆動ロータ２１に対して出退自在に支持されるロック部材３５と、従動ロータ２２の外周に形成されたロック凹部３６と、ロック部材３５を突出付勢する付勢部材としてのロックスプリング３７とを備えている。
【００４７】
ロック部材３５は、プレート状の部材が用いられ、回転軸芯Ｘに対する接近と離間とが可能なように駆動ロータ２１に形成されたスリットに対してスライド移動自在に支持されている。各々のロック凹部３６に連なる位置には、段状の溝部３６ａが形成されている。この溝部３６ａはロック部材３５がロック凹部３６に嵌り込む以前に係合し、カム変動トルクにより弁開閉時期制御機構ＶＴが回転軸芯Ｘを中心に進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとに交互に回動した際に、ロック部材３５のロック凹部３６への嵌り込みを助けるラチェットとして機能する。
【００４８】
図５、図６には、排気バルブＶｂが開状態にあり排気が行われる領域を排気領域Ｅｘとして示し、吸気バルブＶａが開状態にあり吸気が行われる領域を吸気領域Ｉｎとしたタイミングダイヤグラムを示している。これらの図では、排気バルブＶｂの閉時期となるＥＶＣ（以下、単にＥＶＣと称する）が上死点ＴＤＣに一致するタイミングに固定された状態で説明を行っている。
【００４９】
図５に示すように、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａが最遅角位相Ｒにある場合には、排気バルブＶｂの閉時期となるＥＶＣが上死点ＴＤＣに設定され、吸気バルブＶａの開時期となるＩＶＯ（以下、単にＩＶＯと称する）が上死点ＴＤＣより大きく遅角側に離間した位置に設定される。尚、図中のＥＶＯは排気バルブＶｂの開時期であり、ＩＶＣは吸気バルブＶａの閉時期である。
【００５０】
このように吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａが最遅角位相Ｒにある場合には、吸気バルブＶａのＩＶＯが遅角方向Ｓｂに大きく変位するため、エンジンＥの始動時の圧縮に要する負荷が軽減されるものの、吸気量が低減する。
【００５１】
図６に示すように、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａが中間位相Ｍにある場合には、排気バルブＶｂの閉時期となるＥＶＣ（以下、単にＥＶＣと称する）が上死点ＴＤＣに設定され、吸気バルブＶａのＩＶＯが上死点ＴＤＣより進角側に変位させることによりオーバーラップＯＬを作り出される。
【００５２】
このように吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａが中間位相Ｍにある場合には、オーバーラップＯＬにより、燃焼ガスの一部が燃焼室に残留する状態で燃焼室に燃料が供給され点火が行われることになる。
【００５３】
〔弁開閉時期制御装置の流体制御機構〕
吸気側位相制御バルブＣＶａと、排気側位相制御バルブＣＶｂとは、ハウジングに対してスプールを直線的に往復作動自在に収容した構造を有し、図２、図３に示すように、第１ポジションＱ１と、第２ポジションＱ２と、第３ポジションＱ３と、第４ポジションＱ４と、第５ポジションＱ５との５つのポジションに設定可能に構成されている。また、スプールはスプリングにより一方に付勢されると共に、この付勢力に抗する方向に操作力を作用させる電磁ソレノイドを備えている。
【００５４】
この構成から、電磁ソレノイドに供給する電力の増大により、第１ポジションＱ１〜第５ポジションＱ５の順序で各ポジションにスプールを設定できる。以下に、各ポジションにおける作動油の具体的な制御形態の一例を説明する。
【００５５】
第１ポジションＱ１では、遅角制御流路３２に作動油を供給する状態で、進角制御流路３１とロック解除流路３３とから作動油を排出する。これにより、相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる状況において、相対回転位相が中間位相Ｍに達した時点でロック部材３５がロック凹部３６に係合し、中間位相Ｍにおいてロック機構Ｌがロック状態に達し相対回転位相が保持される。
【００５６】
第２ポジションＱ２では、遅角制御流路３２とロック解除流路３３とに作動油を供給する状態で、進角制御流路３１から作動油を排出する。これにより、相対回転位相の遅角方向Ｓｂへの変位を実現する。また、ロック機構Ｌがロック状態にある場合にはロック状態が解除される。
【００５７】
第３ポジションＱ３では、ロック解除流路３３に作動油を供給すると共に、進角制御流路３１と遅角制御流路３２とへの作動油の供給を停止（遮断）する。これにより、相対回転位相が任意の位相に維持される。
【００５８】
第４ポジションＱ４では、進角制御流路３１とロック解除流路３３とに作動油を供給する状態で、遅角制御流路３２から作動油を排出する。これにより、相対回転位相の進角方向Ｓａへの変位を実現する。また、ロック機構Ｌがロック状態にある場合にはロック状態が解除される。
【００５９】
第５ポジションＱ５では、進角制御流路３１に作動油を供給する状態で、遅角制御流路３２とロック解除流路３３とから作動油を排出する。これにより、相対回転位相の進角方向Ｓａへ変位させる状況において、相対回転位相が中間位相Ｍに達した時点でロック部材３５がロック凹部３６に係合し、中間位相Ｍにおいてロック機構Ｌがロック状態に達し、相対回転位相が保持される。
【００６０】
〔エンジン制御装置〕
図７に示すように、エンジン制御装置４０は、エンジンＥを制御するＥＣＵとして機能するものであり、シャフト速度センサ１６と、吸気側位相センサ１７と、排気側位相センサ１８と、温度センサ１９とからの信号が入力する。また、このエンジン制御装置４０は、スタータモータ１５と、吸気側位相制御バルブＣＶａと、排気側位相制御バルブＣＶｂと、燃料管理部４６と、スロットルバルブ１４を制御する電動アクチュエータ１４ａとに制御信号を出力する。この構成において、燃料管理部４６は複数の燃料噴射ノズル９による燃料噴射と、複数の点火プラグ１０による点火とを管理する。
【００６１】
エンジン制御装置４０は、前述したように始動制御部４１と、位相制御部４２と、故障判定部４３と、始動補助制御部４４とを備えている。これらは、ソフトウエアで構成されるものであるが、ハードウエアで構成されるもので良く、ソフトウエアとハードウエアとの組み合わせによって構成されるものでも良い。
【００６２】
始動制御部４１は、スタータモータ１５の駆動によってエンジンＥの始動を制御する。位相制御部４２は、エンジンＥの始動制御が開始から吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとの相対回転位相を設定する。故障判定部４３は吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとの故障を判定する。
【００６３】
始動補助制御部４４は、エンジンＥの始動時に故障判定部４３で故障が判定された場合に、確実な始動を行い、この始動の後の燃焼を安定させる。
【００６４】
特に、始動補助制御部４４は、吸気量増大制御モジュール４４ａと、点火タイミング進角制御モジュール４４ｂと、マルチ噴射制御モジュール４４ｃと、除熱始動制御モジュール４４ｄとを備えている。
【００６５】
吸気量増大制御モジュール４４ａは、スロットルバルブ１４の開度を設定目標より拡大することにより吸気を行わせる。点火タイミング進角制御モジュール４４ｂは、クランキング時に設定タイミングより早いタイミングにおいて、燃料噴射ノズル９で燃料を噴射すると共に点火プラグ１０による点火を行わせる。マルチ噴射制御モジュール４４ｃは、吸気行程において燃料噴射ノズル９での燃料噴射に加えて点火直前に燃料噴射ノズル９で燃料を噴射する。
【００６６】
除熱始動制御モジュール４４ｄは、温度センサ１９で検知される温度が、設定値以上である状況において、始動制御がスタータモータ１５の駆動を開始した場合には、予め設定された燃焼開始タイミングを過ぎた後にも前記スタータモータ１５の駆動を継続することで掃気により燃焼室と取り除き、この掃気の後に前記燃焼室に前記燃料噴射ノズル９で燃料噴射を行い、点火プラグ１０の点火による最初の燃焼を可能にする。
【００６７】
〔制御形態〕
このエンジン制御装置４０による、エンジン始動制御の制御形態を図８のフローチャートに示している。このフローチャートに示す制御では、始動制御部４１によるエンジンＥの始動時に、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａでの故障の有無を取得し、故障である場合には、始動補助制御部４４の制御が安定した始動を実現する点にある。
【００６８】
〔エンジン始動制御〕
エンジン制御装置４０がエンジンＥを始動する制御信号を取得した場合には、スタータモータ１５の駆動によりクランキングを開始する（始動制御部４１による制御）と共に、吸気側位相制御バルブＣＶａの制御により吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａを目標位相に移行する制御（位相制御部４２による制御）を行い、吸気側位相センサ１７からの検知信号（実位相を示す信号）を取得する（＃１０１〜＃１０３ステップ）。
【００６９】
この制御では、クランキングにより油圧ポンプＰから作動油が吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａに供給されるため、クランキングに伴い位相制御部４２が、吸気側位相センサ１７からの検知信号を取得するフィードバック制御により、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａを目標位相に移行する制御が可能となる。これに対し、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａが作動不能な状況にある、あるいは、油圧ポンプＰや吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａ等の油圧系が作動不良な状況にある場合には、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａの相対回転位相が変位しないことなる。
【００７０】
故障判定部４３では、吸気側位相センサ１７から取得した検知信号と、目標位相とを比較することにより、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａの変位の有無から故障の判定を行う。具体的には、設定された時間（数秒程度）の間に吸気側位相センサ１７からの検知信号を複数回取得し、この検知信号に変化がない場合に故障状態であると判定する（＃１０４、＃１０５ステップ）。
【００７１】
吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａの故障として、何らかの原因でロック機構Ｌがロック状態から外れた状態にあり、相対回転位相が最遅角位相Ｒ（図４を参照）に固定される状況と、ロック機構Ｌのロック状態が解除できず、相対回転位相が中間位相Ｍ（図３を参照）に固定される状況とが想定される。
【００７２】
そして、相対回転位相が、最遅角位相にある場合には（フローチャートの「最遅角」の分岐）、最遅角始動ルーチン（＃２００ステップ）を実行し、中間位相Ｍにある場合には（フローチャートの「中間」の分岐）、中間位相始動ルーチン（＃３００ステップ）を実行する。また、これらのルーチンの後にはリカバリー制御が実行されるものであり、エンジンＥが始動した後にも、リカバリー制御状態が継続される（＃１０７ステップ）。
【００７３】
これに対して＃１０５ステップで故障でないことが判定された場合には通常始動制御が実行される（＃１０８ステップ）。
【００７４】
＃１０７ステップと、＃１０８ステップとの何れの制御においても、シャフト速度センサ１６で検知されるクランクシャフト１の回転速度が所定値を超えた際にエンジンＥが始動したことを判定しており、エンジンＥの始動が判定された場合にはスタータモータ１５が停止される。
【００７５】
〔エンジン始動制御：最遅角始動ルーチン〕
図９のフローチャートには最遅角始動ルーチン（＃２００ステップ）での制御形態を示している。
【００７６】
この制御では、リカバリー制御として吸気量増大制御（吸気量増大制御モジュール４４ａによる制御）と、点火タイミング進角制御（点火タイミング進角制御モジュール４４ｂによる制御）と、マルチ噴射制御（マルチ噴射制御モジュール４４ｃによる制御）とが、エンジンＥが始動するまで行われる（＃２０１、＃２０２ステップ）。
【００７７】
この実施形態のリカバリー制御では、吸気量増大制御と、点火タイミング進角制御と、マルチ噴射制御とが並行して実行されるものであるが、この３種の制御の１つだけ、あるいは、２つを実行するように制御形態を設定しても良い。
【００７８】
つまり、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａが最遅角位相Ｒにある場合には、吸気バルブＶａが開き始めるタイミング（図５のＩＶＯ）が遅れるため吸気量が不足する。吸気量増大制御は、吸気量の不足を補うようにスロットルバルブ１４の開度を、エンジンＥを始動する際に設定される設定目標より拡大（この制御では最大の開度に設定）することにより吸気量の増大を図る。
【００７９】
前述したように吸気量が不足する状況では、燃焼速度が低下し確実な燃焼を行えないこともある。このような理由から点火タイミング進角制御により、本来の点火タイミングより早期に燃料噴射ノズル９から燃焼を噴射し、点火プラグ１０による点火タイミングを早めることにより燃焼速度が低い状況でも確実な燃焼を実現する。
【００８０】
更に、吸気量が不足する状況では、点火が燃焼に繋がり難いこともある。このような不都合を解消するため、マルチ噴射制御を行うことにより確実な燃焼を実現する。この制御では、吸気行程において行われる燃料噴射ノズル９による燃料噴射に加えて点火直前にも燃料噴射ノズル９で燃料を噴射し、点火プラグ１０による燃焼が行われる。尚、マルチ噴射制御では、燃料噴射ノズル９による燃料の噴射回数が３回以上であっても良い。
【００８１】
特に、このマルチ噴射制御では、前述の点火タイミング進角制御に従い、この点火タイミング進角制御で設定される点火タイミングで燃焼を開始するように、燃料噴射ノズル９での燃料噴射タイミングと、点火プラグ１０タイミングとが早められる。
【００８２】
〔エンジン始動制御：中間位相始動ルーチン〕
図１０のフローチャートには、中間位相始動ルーチン（＃３００ステップ）での制御形態を示している。
【００８３】
この制御では、温度センサ１９で取得したエンジンＥの温度が設定値以上である場合には、最初に除熱始動制御（除熱始動制御モジュール４４ｄによる制御）を行うことにより、燃焼室に空気を送る掃気で燃焼室の除熱を行う（温度低下を図る）（＃３０１〜＃３０３ステップ）。尚、除熱始動制御を実行する際に、吸気量増大制御モジュール４４ａによる吸気量を増大する制御を並行して行うことで除熱効果を高めても良い。
【００８４】
次に、リカバリー制御として吸気量増大制御（吸気量増大制御モジュール４４ａによる制御）と、点火タイミング進角制御（点火タイミング進角制御モジュール４４ｂによる制御）と、マルチ噴射制御（マルチ噴射制御モジュール４４ｃによる制御）とが、エンジンＥが始動するまで行われる（＃３０４、＃３０５ステップ）。
【００８５】
この実施形態のリカバリー制御では、吸気量増大制御と、点火タイミング進角制御と、マルチ噴射制御とが実行されるものであるが、この３種の制御の１つだけ、あるいは、２つを実行するように制御形態を設定することも可能である。
【００８６】
この構成のエンジンＥでは、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａの相対回転位相が中間位相Ｍに固定された場合には、排気バルブＶｂが開放する状態で吸気バルブＶａの開放が開始されることにより図６に示すオーバーラップＯＬが作り出される。
【００８７】
オーバーラップＯＬが作り出された状況で、燃焼室が高温である場合には、圧縮比が過多になるため、除熱始動制御モジュール４４ｄの制御により掃気を行い、燃焼室の温度を低下させることにより圧縮比の増大を抑制している。
【００８８】
また、オーバーラップＯＬが作り出された状況では、吸気量が不足することはないが、燃焼を開始した場合には燃焼ガスの一部が燃焼室に残留する状態（内部ＥＧＲの状態）で、燃焼室に燃料を供給して燃焼を行うことになるため、燃焼速度を低下させる等、燃焼を不安定にするものであった。
【００８９】
このような状況に対し、吸気量増大制御を行うことにより、スロットルバルブ１４の開度を、エンジンＥを始動する際に設定される設定目標より拡大することにより吸気量の増大が図られ、ＥＧＲ率を低下させることにより燃焼を確実に行わせている。
【００９０】
また、点火タイミング進角制御を行うことにより、本来の点火タイミングより早期に燃料噴射ノズル９から燃焼を噴射し、点火プラグ１０による点火タイミングを早めることにより燃焼速度が低い状況でも確実な燃焼を実現している。
【００９１】
更に、マルチ噴射制御を行うことにより、点火が燃焼に繋がり難い状況にあっても、確実な燃焼を実現する。この制御では、吸気行程において行われる燃料噴射ノズル９による燃料噴射に加えて点火直前にも燃料噴射ノズル９で燃料を噴射し、点火プラグ１０による燃焼を行う。また、マルチ噴射制御では、燃料噴射ノズル９による燃料の噴射回数が３回以上であっても良い。
【００９２】
このように、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａが故障により相対回転位相の変位が不能になった場合でも、相対回転位相が固定された位相に対応した最適な制御（最遅角始動ルーチンと中間位相始動ルーチン）を行うことにより、エンジンＥを確実に始動させ、始動の後にもエンジンＥの安定した稼動を実現する。
【００９３】
尚、エンジンＥの始動時において、故障により吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａが最遅角位相Ｒで固定された状況を考えると、例えば、作動油の油圧が不足する場合のように機械的な固着でない場合には、カム変動トルクの作用により相対回転位相が進角方向Ｓａと遅角方向Ｓｂとに交互に変位する現象を招くものである。
【００９４】
前述したようにロック機構Ｌのロック凹部３６に連なる位置に形成された段状の溝部３６ａがラチェットして機能するため、カム変動トルクの作用により相対回転位相が変動した場合には、この変動に伴いロック部材３５が溝部３６ａに先に係合した後に、ロック凹部３６に係合することによりロック状態に移行することも可能である。この有効な面を活用することにより、エンジンＥの始動を良好に行える。
【００９５】
〔制御形態の別実施形態〕
このエンジン制御装置４０による、始動制御部４１による制御形態を図１１のフローチャートに示している。このフローチャートに示す制御では排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂでの故障の有無を取得し、故障である場合には、最適な制御を行うように制御形態が設定されている。
【００９６】
〔エンジン始動制御〕
エンジン制御装置４０がエンジンＥを始動する制御信号を取得した場合には、スタータモータ１５を駆動してクランキングを開始する（始動制御部４１による制御）と共に、排気側位相制御バルブＣＶｂの制御により排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂを目標位相に移行する制御（位相制御部４２による制御）を行い、排気側位相センサ１８からの検知信号（実位相を示す信号）を取得する（＃４０１〜＃４０３ステップ）。
【００９７】
この制御では、クランキングにより油圧ポンプＰから作動油が排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂに供給されるため、クランキングに伴い位相制御部４２が、排気側位相センサ１８からの検知信号を取得するフィードバック制御により、排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂを目標位相に移行する制御が可能となる。これに対し、排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂが作動不能な状況にある、あるいは、油圧ポンプＰや排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂ等の油圧系が作動不良な状況にある場合には、排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂの相対回転位相が変位しないことなる。
【００９８】
故障判定部４３では、排気側位相センサ１８から取得した検知信号と、目標位相とを比較することにより、排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂの変位の有無から故障の判定を行う。具体的には、設定された時間（数秒程度）の間に排気側位相センサ１８からの検知信号を複数回取得し、この検知信号に変化がない場合に故障状態であると判定する（＃４０４、＃４０５ステップ）。
【００９９】
排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂの故障として、何らかの原因でロック機構Ｌがロック状態から外れた状態にあり、相対回転位相が最遅角位相Ｒ（図４を参照）に固定される状況と、ロック機構Ｌのロック状態が解除できず、相対回転位相が中間位相Ｍ（図３を参照）に固定される状況とが想定される。しかしながら、相対回転位相が最遅角位相Ｒに固定される状況でも、中間位相Ｍに固定される状況でも、吸気量が低減することはなく、例えば、中間位相ＭにおいてＥＶＣが上死点ＴＤＣに一致するタイミングに固定された場合には、オーバーラップＯＬ（図６を参照）が作り出される。また、最遅角位相Ｒに固定された場合には図６に示されるオーバーラップＯＬより更にラップ量が大きいオーバーラップＯＬが作り出される。
【０１００】
このようにオーバーラップＯＬが作り出された場合には、吸気量が不足することはないが、燃焼を開始した場合には燃焼ガスの一部が燃焼室に残留する状態（内部ＥＧＲの状態）で、燃焼室に燃料を供給して燃焼を行うことになるため、燃焼速度を低下させる等、燃焼を不安定にするものであった。
【０１０１】
このような状況に対し、リカバリー制御として吸気量増大制御（吸気量増大制御モジュール４４ａによる制御）と、点火タイミング進角制御（点火タイミング進角制御モジュール４４ｂによる制御）と、マルチ噴射制御（マルチ噴射制御モジュール４４ｃによる制御）とが、エンジンＥが始動するまで行われる（＃４０７、＃４０８ステップ）。
【０１０２】
これらの制御のうち、吸気量増大制御を行うことにより、スロットルバルブ１４の開度を、エンジンＥを始動する際に設定される設定目標より拡大することにより吸気量の増大が図られ、ＥＧＲ率を低下させることにより燃焼を確実に行わせる。
【０１０３】
また、点火タイミング進角制御を行うことにより、本来の点火タイミングより早期に燃料噴射ノズル９から燃焼を噴射し、点火プラグ１０による点火タイミングを早めることにより燃焼速度が低い状況でも確実な燃焼を実現する。
【０１０４】
更に、マルチ噴射制御を行うことにより、点火が燃焼に繋がり難い状況にあっても、確実な燃焼を実現する。この制御では、吸気行程において行われる燃料噴射ノズル９による燃料噴射に加えて点火直前にも燃料噴射ノズル９で燃料を噴射し、点火プラグ１０による燃焼を行う。また、マルチ噴射制御では、燃料噴射ノズル９による燃料の噴射回数が３回以上であっても良い。
【０１０５】
特に、このマルチ噴射制御では、前述の点火タイミング進角制御に従い、この点火タイミング進角制御で設定される点火タイミングで燃焼を開始するように、燃料噴射ノズル９での燃料噴射タイミングと、点火プラグ１０タイミングとが早められる。
【０１０６】
このルーチンにおいては、エンジンＥが始動した後にもリカバリー制御状態が継続される（＃４０９ステップ）。また、＃４０５ステップで故障でないことが判定された場合には通常始動制御が実行される（＃４１０ステップ）。
【０１０７】
このように、排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂが故障により相対回転位相の変位が不能になった場合でも、図１１のフローチャートに示すエンジン始動制御を行うことにより、エンジンＥを確実に始動させ、始動の後にもエンジンＥの安定した稼動を実現する。
【０１０８】
このリカバリー制御では、吸気量増大制御と、点火タイミング進角制御と、マルチ噴射制御とが並行して実行されるものであるが、この３種の制御の１つだけ、あるいは、２つを実行するように制御形態を設定しても良い。
【０１０９】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。
【０１１０】
（ａ）排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとして中間位相Ｍに固定するロック機構Ｌを備えない構成のものを用いることも可能である。このような構成では、故障により最遅角位相Ｒに固定されることが想定されるが、このように固定されても図１１に示すフローチャートに従う制御を実行することで、エンジンＥの始動性を高め安定的な稼動を実現する。
【０１１１】
（ｂ）吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａとしてロック機構Ｌが相対回転位相を中間位相Ｍにロックする構成に加えて、相対回転位相を最遅角位相にロックするように構成されるものであっても良い。このような構成において、最遅角位相にロックされた状態が固定された場合には、図９に示す最遅角始動ルーチンの制御を実行することで対応可能となる。
【０１１２】
（ｃ）吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとは、電動型であっても良い。つまり、故障により相対回転位相が固定される現象は電動型の弁開閉時期制御機構においても発生するものであり、このように故障した場合には、カム変動トルクの作用により相対回転位相が最遅角位相Ｒに達する現象も同様に発生する。電動型の弁開閉時期制御機構には通常ロック機構を備えないため、エンジンＥの始動時には最遅角位相Ｒでの始動性を高める制御を考慮すれば良い。
【０１１３】
（ｄ）弁開閉時期制御機構ＶＴの位相を制御する位相制御弁と、弁開閉時期制御機構ＶＴのロック機構Ｌを制御するロック制御弁とを備える。このように構成したものでは、ロック機構Ｌの制御を確実に行える。
【０１１４】
（ｅ）現実の制御時には、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとが同時に故障状態に陥ることは考え難いため、例えば、一方が故障状態にある場合には、実施形態で説明したリカバリー制御に加えて、吸気側弁開閉時期制御機構ＶＴａと排気側弁開閉時期制御機構ＶＴｂとのうち故障でないものを制御してオーバーラップＯＬを調節する制御を行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、燃焼室に備えたバルブの開閉時期を設定する弁開閉時期制御機構を有する内燃機関の制御装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１          クランクシャフト
７          吸気カムシャフト
８          排気カムシャフト
９          燃料噴射ノズル
１０        点火プラグ
１４        スロットルバルブ
１５        スタータモータ
１７        吸気側位相センサ
１８        排気側位相センサ
１９        温度センサ
２１        駆動ロータ（駆動側回転体）
２２        従動ロータ（従動側回転体）
４０        エンジン制御装置（制御装置）
４３        故障判定部
Ｖａ        吸気バルブ
Ｖｂ        排気バルブ
ＶＴａ      吸気側弁開閉時期制御機構
ＶＴｂ      排気側弁開閉時期制御機構
【図１】
2019019721.tif 000003
【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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