(57)【要約】【課題】  排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良を防止する。【解決手段】  クランクシャフト８に対するカムシャフト（排気カムシャフト１３ｂ）の回転位相を変化させて排気弁１１ｂの開閉時期を変化させる排気ＶＶＴ機構１８ｂを具備した車両１に設けられ、エンジン２の停止時又は停止後、次回のエンジン始動時にピストン上死点前ＴＤＣで排気弁１１ｂが閉弁するように、上記の回転位相を所定の進角位相Ｐ１で保持する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて排気弁の開閉時期を変化させる可変バルブタイミング機構を具備した車両に設けられ、
エンジンの停止時又は停止後、次回のエンジン始動時にピストン上死点前で前記排気弁が閉弁するように、前記回転位相を所定の進角位相で保持すること
を特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気弁の異物噛み込み抑制装置であって、
次回のエンジン始動時にピストン上死点前４５°ＣＡ以内で前記排気弁が閉弁するように、前記回転位相を所定の進角位相で保持すること
を特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の排気弁の異物噛み込み抑制装置であって、
吸気弁及び前記排気弁の両方が開弁する期間をオーバーラップ期間としたとき、
次回のエンジン始動時における前記オーバーラップ期間が（−）１０°ＣＡ〜（−）５５°ＣＡとなるように、前記回転位相を所定の進角位相で保持すること
を特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３の何れか一項に記載の排気弁の異物噛み込み抑制装置であって、
前記可変バルブタイミング機構は、
前記カムシャフトの外周部に設けられ、複数の油圧室が形成されたスプロケットと、
前記カムシャフトに連結されるとともに前記スプロケットの内部に収容され、前記複数の油圧室をそれぞれ進角室及び遅角室に区画するベーンロータと、を具備しており、
前記排気弁の異物噛み込み抑制装置は、エンジンの停止時又は停止後、前記回転位相が所定の進角位相となるように、前記スプロケット及び前記ベーンロータを係止すること
を特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置。
【請求項５】
請求項４に記載の排気弁の異物噛み込み抑制装置であって、
前記ベーンロータに形成された係止孔と、
前記スプロケットに形成された係止溝と、
前記係止孔に挿入されるとともに前記係止溝に係止可能なピンと、を具備し、
前記係止孔及び前記係止溝は、前記回転位相が所定の進角位相のときに連通し、
前記エンジンの停止時又は停止後、前記ピンを前記係止溝に係止させること
を特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置。
【請求項６】
クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて排気弁の開閉時期を変化させる可変バルブタイミング機構を具備した車両で用いられ、
エンジンの停止時又は停止後、次回のエンジン始動時にピストン上死点前で前記排気弁が閉弁するように、前記回転位相を所定の進角位相で保持すること
を特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気弁での異物（カーボンデポジット）の噛み込みを抑制する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンでの燃料の燃焼に伴い、燃焼後のすすや排気成分が燃焼室の内壁等に付着・堆積する場合がある。エンジン停止中、このようなすすや排気成分がカーボンデポジットとなり乾燥して燃焼室内で剥がれ落ちると、次回のエンジン始動時（クランキング時）、そのデポジット片が排気とともに燃焼室から排出される過程で排気弁に噛み込まれる。デポジット片が排気弁に噛み込まれると、やがて排気弁のシート漏れが生じて燃焼室内の空気を好適に圧縮し難くなり、その結果、エンジンの始動不良に繋がる。そこで、燃焼室内に付着するカーボンを除去するため、エンジン内部に洗浄液を導入することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両には、吸気弁の開閉時期を変更可能な可変バルブタイミング機構（吸気ＶＶＴ機構）を備えているものがある。吸気ＶＶＴ機構の一例としては、クランクシャフトに対する吸気カムシャフトの回転位相を、最遅角位置及び最進角位置の間の中間位置で固定する中間ロック機構を備えたものが提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
近年、吸気側のみならず、排気側にも可変バルブタイミング機構（排気ＶＶＴ機構）を具備した車両が普及し始めている。このため、排気側のＶＶＴを具備した車両でも、燃焼室内に付着するカーボンを除去する観点から、エンジン内部に洗浄液を導入することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１１６３５０号
【特許文献２】特許第３２１１７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、一概にカーボンデポジットと言っても、その時々に応じた生成メカニズムや成分は必ずしも明らかではないため、特許文献１及び２に基づき洗浄液をエンジン内部に導入したとしても、十分な洗浄効果が得られない場合があった。そのため、エンジンの始動不良を防止できるよう、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを如何にして抑制するか、解決が待たれていた。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、排気ＶＶＴ機構を具備した車両における排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良を防止できる排気弁の異物噛み込み抑制装置及び異物噛み込み抑制方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決する本発明の第１の態様は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて排気弁の開閉時期を変化させる可変バルブタイミング機構を具備した車両に設けられ、エンジンの停止時又は停止後、次回のエンジン始動時にピストン上死点前で前記排気弁が閉弁するように、前記回転位相を所定の進角位相で保持することを特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置にある。
【０００９】
第１の態様では、エンジンの停止時又は停止後、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を所定の進角位相で保持し、次回のエンジン始動時（クランキング時）にピストン上死点前で排気弁が閉弁するようにする。この場合、ピストンの上昇に伴い燃焼室内の圧力が高められている中で、排気弁が閉弁するようになる。
【００１０】
排気弁が閉弁方向に向かい、燃焼室に対する排気弁の開口領域が小さくなるにつれ、燃焼室から排出される排気の流速が高められる。そのため、次回のエンジン始動時、ピストンの上昇に伴い燃焼室内の圧力が高められるのも相まって、排気弁の閉弁に際し、従来よりも高い流速で、開口領域から排気が排出されるようになる。
【００１１】
このような第１の態様は、上記の開口領域から排出される排気の流速を高めることが、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを抑制するのに有利であるという、本発明の発明者による鋭意努力によって見出された知見に基づいている。かかる知見に基づいた第１の態様によれば、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良を防止できる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する排気弁の異物噛み込み抑制装置であって、次回のエンジン始動時にピストン上死点前４５°ＣＡ以内で前記排気弁が閉弁するように、前記回転位相を所定の進角位相で保持することを特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置にある。
【００１３】
第２の態様では、排気弁の閉弁に際し、上記の開口領域から排出される排気の流速を、従来よりも確実に高めることができる。従って、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを確実に抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良を確実に防止できる。
【００１４】
本発明の第３の態様は、第１又は第２の態様に記載する排気弁の異物噛み込み抑制装置であって、吸気弁及び前記排気弁の両方が開弁する期間をオーバーラップ期間としたとき、次回のエンジン始動時における前記オーバーラップ期間が（−）１０°ＣＡ〜（−）５５°ＣＡとなるように、前記回転位相を所定の進角位相で保持することを特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置にある。
【００１５】
第３の態様では、排気弁の閉弁に際し、上記の開口領域から排出される排気の流速を、従来よりも確実に高めることができる。従って、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを確実に抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良を確実に防止できる。
【００１６】
本発明の第４の態様は、第１から第３の何れか一つの態様に記載する排気弁の異物噛み込み抑制装置であって、前記可変バルブタイミング機構は、前記カムシャフトの外周部に設けられ、複数の油圧室が形成されたスプロケットと、前記カムシャフトに連結されるとともに前記スプロケットの内部に収容され、前記複数の油圧室をそれぞれ進角室及び遅角室に区画するベーンロータと、を具備しており、前記排気弁の異物噛み込み抑制装置は、エンジンの停止時又は停止後、前記回転位相が所定の進角位相となるように、前記スプロケット及び前記ベーンロータを係止することを特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置にある。
【００１７】
第４の態様では、スプロケット及びベーンロータを係止することで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が所定の進角位相となる位置で、これらの相対移動を安定的に規制できる。従って、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みをより確実に抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良をより確実に防止できる。
【００１８】
本発明の第５の態様は、第４の態様に記載する排気弁の異物噛み込み抑制装置であって、前記ベーンロータに形成された係止孔と、前記スプロケットに形成された係止溝と、前記係止孔に挿入されるとともに前記係止溝に係止可能なピンと、を具備し、前記係止孔及び前記係止溝は、前記回転位相が所定の進角位相のときに連通し、前記エンジンの停止時又は停止後、前記ピンを前記係止溝に係止させることを特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制装置にある。
【００１９】
第５の態様では、ピンを係止溝に係止させることで、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が所定の進角位相となる位置で、これらの相対移動を極めて安定的に規制できる。従って、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを極めて確実に抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良を極めて確実に防止できる。
【００２０】
上記の課題を解決する本発明の第６の態様は、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させて排気弁の開閉時期を変化させる可変バルブタイミング機構を具備した車両で用いられ、エンジンの停止時又は停止後、次回のエンジン始動時にピストン上死点前で前記排気弁が閉弁するように、前記回転位相を所定の進角位相で保持することを特徴とする排気弁の異物噛み込み抑制方法にある。
【００２１】
第６の態様では、エンジンの停止時又は停止後、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を所定の進角位相で保持し、次回のエンジン始動時にピストン上死点前で排気弁が閉弁するようにする。そのため、次回のエンジン始動時、排気弁の閉弁に際し、従来よりも高い流速で、開口領域から排気が排出されるようになる。これにより、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良を防止できる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の排気弁の異物噛み込み抑制装置及び異物噛み込み抑制方法によれば、排気弁でのカーボンデポジットの噛み込みを抑制でき、ひいては、エンジンの始動不良を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態１に係る車両の構成例を示す概略図。
【図２】実施形態１に係る排気ＶＶＴ機構の概略構成を示す斜視図。
【図３】実施形態１に係る排気ＶＶＴ機構の構成例及び動作例を示す平面図。
【図４】実施形態１に係るロック手段の構成例及び動作例を示す断面図。
【図５】実施形態１に係る付勢手段について説明するための平面図。
【図６】エンジン始動時の吸気弁及び排気弁の開閉時期の一例を示すダイアグラム。
【図７】排気弁の噛み込みの評価の一例を示す試験結果。
【図８】排気弁の噛み込みの評価の一例を示す試験結果。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本実施形態に係る排気弁の異物噛み込み抑制装置及び異物噛み込み抑制方法について、図面を参照して説明する。以下の実施形態は、本発明の一態様であり、本発明の範囲内で任意に変更可能である。説明中、同一の部材は同じ符号が付され、適宜説明が省略されている。
【００２５】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係る車両１の構成例を示す概略図である。車両１において、駆動源となるエンジン２は、シリンダヘッド３と、シリンダブロック４と、を具備して構成されている。シリンダブロック４の各シリンダ５内には、ピストン６が往復移動自在に収容されており、ピストン６は、コンロッド７を介してクランクシャフト８に接続されている。
【００２６】
シリンダヘッド３には吸気ポート９ａが形成されている。吸気ポート９ａには吸気マニホールド１０ａの一端が接続され、吸気マニホールド１０ａの他端には吸気管が接続されている。吸気ポート９ａには吸気弁１１ａが設けられており、吸気管には、吸気ポート９ａに向かって燃料を噴射するための燃料噴射弁（図示せず）が設けられている。
【００２７】
また、シリンダヘッド３には排気ポート９ｂが形成されている。排気ポート９ｂには排気マニホールド１０ｂの一端が接続され、排気マニホールド１０ｂの他端には排気管が接続されている。排気ポート９ｂには排気弁１１ｂが設けられている。
【００２８】
上記のシリンダヘッド３、シリンダ５、ピストン６、吸気弁１１ａ及び排気弁１１ｂにより、燃料を燃焼するための燃焼室１２が形成されている。エンジン２の駆動により、吸気カムシャフト１３ａに設けられた吸気カム１４ａが回転し、この回転に応じて吸気弁１１ａが往復移動する。吸気弁１１ａの往復移動により、燃焼室１２と吸気ポート９ａとの連通・遮断が行われ、吸気弁１１ａのシート部がシリンダヘッド３から離間した開口領域を通じて、燃焼室１２内に吸気が導入される。
【００２９】
また、エンジン２の駆動により、排気カムシャフト１３ｂに設けられた排気カム１４ｂが回転し、この回転に応じて排気弁１１ｂが往復移動する。排気弁１１ｂの往復移動により、燃焼室１２と排気ポート９ｂとの連通・遮断が行われ、排気弁１１ｂのシート部がシリンダヘッド３から離間した開口領域を通じて、燃焼室１２内から排気が排出される。
【００３０】
上記の吸気カムシャフト１３ａ及び排気カムシャフト１３ｂには、それぞれ、吸気スプロケット１５ａ及び排気スプロケット１５ｂが取付けられている。吸気スプロケット１５ａ及び排気スプロケット１５ｂは、タイミングベルト（図示せず）を介してクランクシャフト８に連結されている。
【００３１】
車両１には、オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ１６）が設けられている。ＯＣＶ１６により、吸気側及び排気側のそれぞれに対して、エンジン２に設けられたオイルポンプ１７からの作動油の供給が調節される。
【００３２】
吸気側では、ＯＣＶ１６による油圧制御により、吸気スプロケット１５ａに対して吸気カムシャフト１３ａを回動させることができ、この回動量や回動方向に応じて、吸気弁１１ａの開閉時期を変更可能となっている。すなわち、吸気側では、吸気弁１１ａの開閉時期を変更可能な吸気ＶＶＴ機構１８ａが構成されている。
【００３３】
排気側でも、ＯＣＶ１６による油圧制御により、排気スプロケット１５ｂに対して排気カムシャフト１３ｂを回動させることができ、この回動量や回動方向に応じて、排気弁１１ｂの開閉時期を変更可能となっている。すなわち、排気側では、排気弁１１ｂの開閉時期を変更可能な排気ＶＶＴ機構１８ｂが構成されている。
【００３４】
吸気ＶＶＴ機構１８ａや排気ＶＶＴ機構１８ｂは、ベーン式のカム位相可変機構を有する油圧駆動式のものである。本実施形態に係る車両１は、吸気側及び排気側の両方にＶＶＴ機構を具備して構成されているが、本発明は、排気側にＶＶＴ機構を具備した車両であれば実現可能である。本実施形態に係る異物噛み込み抑制装置（ロック手段１９）は、上記の排気ＶＶＴ機構１８ｂに設けられている。
【００３５】
図２は、本実施形態に係る排気ＶＶＴ機構１８ｂの概略構成を示す斜視図である。排気ＶＶＴ機構１８ｂは、排気カムシャフト１３ｂの外周部に設けられ、複数の油圧室が形成された排気スプロケット１５ｂと、排気カムシャフト１３ｂに連結されるとともに排気スプロケット１５ｂの内部に収容されるベーンロータ２０と、を具備して構成されている。排気カムシャフト１３ｂの回動に応じて、その排気カムシャフト１３ｂに連結されたベーンロータ２０が排気スプロケット１５ｂ内で回動するようになっている。
【００３６】
ベーンロータ２０は、排気スプロケット１５ｂに形成された複数の油圧室を、それぞれ、遅角室２１及び進角室２２に区画する。本実施形態では、排気スプロケット１５ｂには４つの油圧室が形成されており、この４つの油圧室に対応するように、ベーンロータ２０には４つのベーン２３が形成されている。このようなベーン２３により４つの油圧室がそれぞれ遅角室２１及び進角室２２に区画されることで、計４つの遅角室２１と、計４つの進角室２２と、が区画されている。
【００３７】
それぞれの遅角室２１及び進角室２２は、ベーン２３を挟んで排気カムシャフト１３ｂの周方向に隣り合っている。遅角室２１及び進角室２２、或いはその両方には、ＯＣＶ（図１に示したＯＣＶ１６）により、ベーンロータ２０内に形成された作動油路２４（図３参照）を通じて、エンジン２に設けられたオイルポンプ（図１に示したオイルポンプ１７）から作動油が供給される。
【００３８】
エンジン駆動により、油圧制御が可能な程度に油圧が高められる。このとき、遅角室２１や進角室２２への作動油の供給を調節することで、ベーンロータ２０を回動させることができ、該回動に応じて、排気カムシャフト１３ｂの回転位相を変更できる。
【００３９】
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る排気ＶＶＴ機構１８ｂの構成例及び動作例を示す、排気カムシャフト１３ｂの回転軸方向に見た平面図である。このうち、図３（ａ）〜（ｂ）はエンジン駆動時の例、図３（ｃ）はエンジン停止時又は停止後の例である。
【００４０】
遅角室２１に作動油が供給され、同時に進角室２２内の作動油が排出される場合、ベーンロータ２０が遅角室２１とは反対側（図３（ａ）の矢印方向：反時計回り方向）に回動し、この回動に応じて、排気カムシャフト１３ｂの回転位相が遅角側に変更される。その分、排気弁１１ｂの開弁タイミングや閉弁タイミングが遅角側にずれる（遅くなる）。
【００４１】
一方、進角室２２に作動油が供給され、同時に遅角室２１内の作動油が排出される場合、ベーンロータ２０が進角室２２とは反対側（図３（ｂ）の矢印方向：時計回り方向）に回動し、この回動に応じて、排気カムシャフト１３ｂの回転位相が進角側に変更される。その分、排気弁１１ｂの開弁タイミングや閉弁タイミングが進角側にずれる（早くなる）。
【００４２】
一方、エンジン２の停止時又は停止後、排気スプロケット１５ｂ及びベーンロータ２０を係止する異物噛み込み抑制装置（ロック手段１９）により、クランクシャフト８に対する排気カムシャフト１３ｂの回転位相が進角位相Ｐ１で保持される（図３（ｃ））。
【００４３】
図４（ａ）〜（ｂ）は、ロック手段１９の構成例及び動作例を示す、該ロック手段１９の軸方向に切断した断面図である。ロック手段１９は、ベーンロータ２０（ベーン２３）に形成された係止孔２５と、排気スプロケット１５ｂに形成された係止溝２６と、係止孔２５に挿入されるとともに係止溝２６に係止可能なピン２７と、を具備して構成されている。
【００４４】
係止孔２５及び係止溝２６は、クランクシャフト８に対する排気カムシャフト１３ｂの回転位相が進角位相Ｐ１のときに連通するようになっている。言い換えれば、クランクシャフト８に対する排気カムシャフト１３ｂの回転位相が進角位相Ｐ１のときに連通するよう、係止孔２５及び係止溝２６が設けられている。
【００４５】
ロック手段１９のピン２７は、係止孔２５と同軸に配されたスプリング２８によって係止溝２６方向に付勢されている。エンジン２の停止時又は停止後、係止孔２５及び係止溝２６が連通するとき、スプリング２８の付勢力によってピン２７を係止溝２６に係止させる（図４（ａ））。これによれば、次回のエンジン始動時にクランクシャフト８に対する排気カムシャフト１３ｂの回転位相が進角位相Ｐ１となる位置で、クランクシャフト８及び排気カムシャフト１３ｂの相対移動を極めて安定的に規制できる。
【００４６】
また、ロック手段１９には、スプリング２８の付勢力に打ち勝つ油圧をピン２７に作用させるための作動油路３０が形成されている。エンジン駆動により、油圧制御が可能な程度に油圧が高められたとき、作動油路３０を通じた作動油の油圧制御により、排気スプロケット１５ｂに形成された係止溝２６とピン２７との係止を解除できるようになっている（図４（ｂ））。
【００４７】
なお、排気ＶＶＴ機構１８ｂには、ベーンロータ２０を進角室２２方向に付勢する付勢手段２９が設けられている（図５）。付勢手段２９は、例えば、コイルばね等からなるアシストスプリングを利用できる。
【００４８】
付勢手段２９の付勢力により、ベーンロータ２０を回動させることができない低油圧時（例えば、エンジン停止時やエンジン停止後）に、ベーンロータ２０を進角室２２方向に回動させることができる。該回動に伴い、やがて係止孔２５及び係止溝２６が連通したとき、スプリング２８の付勢力によってピン２７が係止溝２６に係止されるようになっている。
【００４９】
一方、エンジン２が始動されると、上記の通り、作動油路３０に供給される油圧がスプリング２８の付勢力に打ち勝ち、ピン２７による係止溝２６の係止が解除され、排気スプロケット１５ｂに対してベーンロータ２０が相対移動可能となる。
【００５０】
ちなみに、この種のエンジンの駆動や油圧制御は、制御装置（図１に示すＥＣＵ４０）によって制御される。ＥＣＵ４０は、各種の信号を読み込み可能に構成されており、ＥＣＵ４０の出力側には、ＯＣＶ１６や燃料噴射弁（図示せず）等、各種出力デバイスが接続されている。ＥＣＵ４０は、公知の構成からなるマイクロコンピュータを中心に構成されており、そのマイクロコンピュータによるプログラムの実行によって各部が実現されている。
【００５１】
ＥＣＵ４０は、エンジン制御部（図１に示すエンジン制御部４１）と、位相変更部（図１に示す位相変更部４２）と、を具備して構成されている。エンジン制御部４１は、アクセルセンサの検出値に基づいて車両１に加速力を付与し、また、ブレーキセンサの検出値に基づいて車両１に制動力を付与する等、エンジン２の基本的な駆動を制御する。位相変更部４２は、エンジン駆動中、ＯＣＶ１６等を制御し、吸気ＶＶＴ機構１８ａや排気ＶＶＴ機構１８ｂへの作動油の供給を調節する。
【００５２】
図６（ａ）〜（ｃ）は、特にエンジン始動時における、吸気弁１１ａ及び排気弁１１ｂの開閉時期の一例を示すダイアグラムである。図中、ピストン上死点ＴＤＣ、ピストン下死点ＢＤＣ、吸気弁の開弁タイミングＩＯ及び閉弁タイミングＩＣ、並びに排気弁の開弁タイミングＥＯ及び閉弁タイミングＥＣが表されている。図６（ａ）〜（ｂ）が本実施形態の例（実施例１及び２）であり、図６（ｃ）は従来例である。
【００５３】
まず、従来例では、エンジン停止時又は停止後、排気弁の開弁タイミングが例えば最遅角側となるよう、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が保持されていた。その結果、エンジン始動時、図６（ｃ）の通り、ピストン下死点ＢＤＣに十分近づいたときに排気弁が開弁し、ピストン上死点ＴＤＣを超えたときに排気弁が閉弁するようになっていた。
【００５４】
これに対し、本実施形態では、エンジン停止時又は停止後、クランクシャフト８に対する排気カムシャフト１３ｂの回転位相が進角位相Ｐ１で保持される。その結果、エンジン始動時、図６（ａ）〜（ｂ）の通り、従来例よりも早いタイミングで排気弁１１ｂが開弁し、ピストン上死点ＴＤＣ前で排気弁１１ｂが閉弁する。特に、図６（ａ）〜（ｂ）の例によれば、エンジン始動時にピストン上死点前４５°ＣＡ以内で排気弁１１ｂが閉弁するようになっている。
【００５５】
また、本実施形態に係る図６（ａ）〜（ｂ）の例によれば、吸気弁１１ａの開弁タイミングＩＯは、ピストン上死点ＴＤＣ後１０°ＣＡにある。このため、排気弁１１ｂの閉弁タイミングＥＣが、ピストン上死点ＴＤＣ前４５°ＣＡ〜ピストン上死点ＴＤＣ前１５°ＣＡの範囲内にあるとすると、吸気弁１１ａ及び排気弁１１ｂの両方が開弁する期間をオーバーラップ期間としたとき、エンジン始動時におけるオーバーラップ期間が（−）１０°ＣＡ〜（−）５５°ＣＡとなる。
【００５６】
ここで、ピストンの頂点にカーボンデポジットの試験片（一辺が約４００μｍ）を配置し、エンジンを仮想始動（クランキングのみで燃料を燃焼させずに始動）させ、その後、排気弁のシート部に噛み込まれたカーボンデポジットの厚さを測定する試験を行うと、結果は図７及び図８（ａ）〜（ｂ）の通りである。
【００５７】
図７及び図８（ａ）〜（ｂ）中、推移Ａ〜Ｃは、図６（ａ）〜（ｃ）の例にそれぞれ対応している。すなわち、推移Ａ〜Ｂは本実施形態の例（実施例１及び２）であり、推移Ｃは従来車両の例である。
【００５８】
図７の通り、クランキング開始からのクランク角（横軸）と、排気弁の開閉時期（縦軸）と、の関係を見ると、本実施形態に係る推移Ａ〜Ｂでは、従来例の推移Ｃに比べ、排気弁の開閉時期が進角側にずれている（排気弁の開閉時期が早い）。
【００５９】
また、図７の通り、クランキング開始からのクランク角（横軸）と、燃焼室内の圧力（縦軸）と、の関係を見ると、本実施形態に係る推移Ａ〜Ｂでは、従来例の推移Ｃに比べ、ピストンが下降する中で早いタイミングで排気弁が開放する（図中、ｔ１）。これにより、燃焼室内の負圧が過度に高められることを防止できる（図中、ｔ２）。排気弁が開放したときに、燃焼室内に引き込まれる空気によってカーボンブラック片が粉塵化することを抑制でき、その結果、排気弁にカーボンデポジット片が噛み込まれ難くなる。
【００６０】
また、図７の通り、本実施形態に係る推移Ａ〜Ｂでは、排気弁１１ｂがピストン上死点前に達する前に閉鎖するので、排気弁１１ｂが閉鎖してからピストンがピストン上死点前に達するまで、燃焼室１２内の圧力が高められる。特に推移Ａ〜Ｂによれば、従来には見られない、吸気トップ（排気行程及び吸気行程の間のピストン上死点）において燃焼室１２内の圧力の上昇が得られる（図中、ｔ３）。
【００６１】
排気弁１１ｂが閉弁方向に向かい、燃焼室１２に対する排気弁１１ｂの開口領域が小さくなるにつれ、燃焼室１２から排出される排気の流速が高められる。そのため、推移Ａ〜Ｂによれば、エンジン始動時、ピストン６の上昇に伴い燃焼室１２内の圧力が高められるのも相まって、排気弁１１ｂの閉弁に際し、従来よりも高い流速で、開口領域から排気が排出されるようになる。
【００６２】
これにより、排気弁１１ｂでのカーボンデポジットの噛み込みを抑制でき、すなわち、排気弁１１ｂでのシート漏れを防止でき、次回の圧縮トップ（圧縮行程及び膨張行程の間のピストン上死点）で燃焼室１２内の圧力を高く保持できる（図中、ｔ４）。その結果、エンジン２の始動不良を防止できる。
【００６３】
開放領域から排出される排気の流速を高める点では、排気弁１１ｂの閉弁タイミングＥＣが、ピストン上死点ＴＤＣ前４５°ＣＡにより近い方が有利である。図７においても、ピストン上死点ＴＤＣ前４５°ＣＡにより近い推移Ａの方が、推移Ｂと比べて、より好適に燃焼室１２内の空気を圧縮できている。
【００６４】
加えて、エンジン始動時にピストン上死点前４５°ＣＡ以内で排気弁１１ｂが閉弁するようにすれば、吸気弁１１ａの開弁時に、燃焼室１２の空気の吹き戻しによる異音が発生することも回避できる。
【００６５】
そして、図８（ａ）〜（ｂ）の通り、本実施形態に係る推移Ａ〜Ｂでは、クランキング開始からその後も含めて、従来例の推移Ｃに比べて、噛み込みを抑制でき、燃焼室１２内の圧力を高く保持できる。上記の通り、本実施形態に係る推移Ａ〜Ｂを対比しても、ピストン上死点ＴＤＣ前４５°ＣＡにより近い推移Ａの例の方が、推移Ｂよりも、排気弁の噛み込みの抑制に有利であり、また、燃焼室１２内の圧力を高く保持できることも分かる。
【００６６】
（他の実施形態）
以上、排気弁の異物噛み込み抑制装置及び異物噛み込み抑制方法の一態様について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態１では、エンジンを駆動源とする車両１の例を説明したが、エンジンに加えて走行用モータを駆動源に有するハイブリッド電気自動車（ＥＨＶ）であってもよい。
【００６７】
ロック手段１９（排気弁の異物噛み込み装置）は、上記の実施形態で例示した構成に限定されず、複数組の係止孔、係止溝又はピンにより構成されていてもよい。また、１つのベーンロータ２０に複数のロック手段１９が設けられていてもよい。ロック手段１９はベーン２３以外の場所に設けられていてもよい。何れにしても、ロック手段１９は、エンジン２の停止時又は停止後、次回のエンジン始動時にピストン上死点前で排気弁１１ｂが閉弁するように、クランクシャフト８に対する排気カムシャフト１３ｂの回転位相を進角位相Ｐ１で保持できるように構成されていればよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、吸気弁の開閉時期を変更可能な可変バルブタイミング機構を具備した車両に係る産業分野で利用することができる。
【符号の説明】
【００６９】
１    車両
２    エンジン
３    シリンダヘッド
４    シリンダブロック
５    シリンダ
６    ピストン
７    コンロッド
８    クランクシャフト
９ａ  吸気ポート
９ｂ  排気ポート
１０ａ  吸気マニホールド
１０ｂ  排気マニホールド
１１ａ  吸気弁
１１ｂ  排気弁
１２    燃焼室
１３ａ  吸気カムシャフト
１３ｂ  排気カムシャフト
１４ａ  吸気カム
１４ｂ  排気カム
１５ａ  吸気スプロケット
１５ｂ  排気スプロケット
１６    オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）
１７    オイルポンプ
１８ａ  吸気ＶＶＴ機構
１８ｂ  排気ＶＶＴ機構
１９    ロック手段（排気弁の異物噛み込み抑制装置）
２０    ベーンロータ
２１    遅角室
２２    進角室
２３    ベーン
２４，３０  作動油路
２５    係止孔
２６    係止溝
２７    ピン
２８    スプリング
２９    付勢手段
４０    制御部（ＥＣＵ）
４１    エンジン制御部
４２    位相変更部
【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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