(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関に用いられる可変動弁装置を制御するコントローラであって、
前記内燃機関の始動時に、最初に燃焼を行う第１気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁開時期を、ピストン下死点に近づくように制御すると共に、
前記第１気筒の後に燃焼を行う所定気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間を、前記第１気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間よりも大きくなるように制御することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
【請求項２】
複数の気筒を有する内燃機関の動弁特性を可変させる内燃機関の可変動弁装置であって、
前記内燃機関の始動時に、最初に燃焼を行う第１気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁の開時期をピストン下死点に近づけると共に、
前記第１気筒の後に燃焼を行う所定気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間を、前記第１気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間よりも大きくすることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
燃料を燃焼室に直接噴射して着火することによって始動させる内燃機関に適用したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
内燃機関の停止時に、前記第１気筒の排気弁開時期がピストン下死点に近づく位置に安定して保持されるように構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
運転者の意思によらず機関を停止及び始動する内燃機関に適用されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
請求項２に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
機関停止時にも排気弁特性を可変にできることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の始動性の向上などを図り得る可変動弁装置のコントローラ及び内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の内燃機関の可変動弁装置としては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、この可変動弁装置は、多気筒内燃機関において、自動始動時の初爆気筒において、最初の燃焼後に訪れる最初の排気弁の開時期を遅角させるようになっている。この結果、膨張行程における初爆の燃焼圧を動力として効率良くクランクシャフトに取り出して、機関を迅速に始動させることができるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３３７１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記従来の可変動弁装置にあっては、初爆気筒の排気弁開弁後における後続気筒では、排気弁の開時期が通常の進角側に制御されるので、バルブオーバーラップ期間が縮小、あるいは零になってしまう。このため、排気エミッション性能の悪化を伴っていた。
【０００６】
本発明は、前記従来の可変動弁装置の技術的課題に鑑みて案出したもので、機関の始動性と排気エミッション性能の両方を満足させる可変動弁装置のコントローラと内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、可変動弁装置のコントローラに関し、内燃機関の始動時に、最初に燃焼を行う第１気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁開時期を、ピストン下死点に近づくように制御すると共に、前記第１気筒の後に燃焼を行う所定気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間を、前記第１気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間よりも大きくなるように制御することを特徴としている。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、内燃機関の可変動弁装置に関し、内燃機関の始動時に、最初に燃焼を行う第１気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁の開時期をピストン下死点に近づけると共に、前記第１気筒の後に燃焼を行う所定気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間を、前記第１気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間よりも大きくすることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明によれば、十分な圧縮が行われず燃焼圧が得にくい前記第１気筒の排気弁の開時期を遅角制御してピストンの下死点付近としたことによって、前記燃焼圧を動力として効率良くクランクシャフトに取り出してクランク回転の速やかな立ち上がりが得られると共に、後期燃焼において該燃焼後の最初に訪れるバルブオーバーラップ期間を大きくすることによって、排気エミッション性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の可変動弁装置が適用される内燃機関を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に供される可変動弁装置を示す要部斜視図である。
【図３】Ａ及びＢは可変動弁装置である排気ＶＥＬによる小リフト制御時の作動説明図である。
【図４】Ａ及びＢは同排気ＶＥＬによる最大リフト制御時の作動説明図である。
【図５】本実施形態に供される駆動機構を一部断面して示し、Ａは最小リフト位置に保持されたす状態を示し、Ｂは最大リフト位置に制御された作動説明図である。
【図６】本実施形態における排気弁のバルブリフト量と作動角の特性図である。
【図７】第２実施形態に供される排気ＶＴＣの要部を断面して示す作動説明図であって、Ａは最大遅角制御状態を示す図８のＡ−Ａ線断面図、Ｂは最大進角制御状態を示す図８のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】同排気ＶＴＣの縦断面である。
【図９】第１実施形態における排気ＶＥＬによる排気弁の開閉時期を示す特性図である。
【図１０】第１実施形態における排気ＶＥＬによる各気筒の時系列制御説明図である。
【図１１】第１実施形態の技術的効果をまとめて示す表である。
【図１２】第１実施形態のコントローラによる制御フローチャート図である。
【図１３】第２実施形態における排気ＶＴＣと吸気ＶＴＣによる排気弁と吸気弁のそれぞれの開閉時期を示す特性図である。
【図１４】第２実施形態における排気ＶＴＣと吸気ＶＴＣによる各気筒の時系列制御説明図である。
【図１５】第２実施形態のコントローラによる制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置及び該可変動弁装置のコントローラの各実施例を図面に基づいて詳述する。
〔第１実施形態〕
この実施形態では、火花点火式ガソリン仕様のいわゆる４サイクル４気筒内燃機関に適用したものであって、自らの意思によらず機関の停止、始動するアイドリングストップ車に適用されている。
【００１３】
この内燃機関は、図１に示すように、シリンダブロック０１とシリンダヘッド０２との間に、ピストン０３を介して燃焼室０４が形成されていると共に、前記シリンダヘッド０２のほぼ中央位置に点火プラグ０５が設けられている。
【００１４】
前記ピストン０３は、図外のピストンピンに一端部が連結されたコネクチングロッド０６を介してクランクシャフト０７に連結されており、このクランクシャフト０７は、冷機時の通常の始動やアイドリングストップ後の自動的な始動がピニオンギア機構０８を介して駆動モータ０９によって行われるようになっている。なお、前記クランクシャフト０７は、後述するクランク角センサ０１０によってクランク角及び回転数が検出されるようになっている。
【００１５】
前記シリンダブロック０１には、ウォータジャケット内の水温を検出する水温センサ０１１が取り付けられていると共に、シリンダヘッド０２には、燃焼室０４内に燃料を噴射する燃料噴射弁０１２が設けられている。
【００１６】
さらに、シリンダヘッド０２の内部に形成された吸気ポート０１３や排気ポート０１４を開閉する１気筒当たりそれぞれ２つ吸気弁４、４及び排気弁５、５がそれぞれ摺動自在に設けられていると共に、前記吸気弁４側と排気弁５側には、可変動弁装置が設けられている。
【００１７】
前記可変動弁装置は、図２〜図４に示すように、内燃機関の両排気弁５，５のバルブリフト及び作動角（開期間）を制御する第１可変機構である排気ＶＥＬ１と、排気弁５，５の開閉時期(バルブタイミング)を制御する第２可変機構である排気ＶＴＣ２と、吸気弁４の開閉時期を制御する吸気ＶＴＣ３と、を備えている。また、前記排気ＶＥＬ１と排気ＶＴＣ２及び吸気ＶＴＣ３は、後述するコントローラ２２によって機関運転状態に応じてそれぞれの作動が制御されるようになっている。
【００１８】
この第１実施形態では、前記排気ＶＥＬ１のみを使用し、排気ＶＴＣ２と吸気ＶＴＣ３は第１実施形態では使用せずに第２実施形態のみで使用するが、便宜上、この図２中に合わせて記載した。
〔第１実施形態の可変動弁装置〕
前記排気ＶＥＬ１は、本出願人が先に出願した例えば特開２００３−１７２１１２号公報(吸気弁側に適用)などに記載されたものと同様の構成であるから、図２及び図３に基づいて簡単に説明すると、シリンダヘッド０２の上部に有する軸受２７に回転自在に支持された中空状の駆動軸６と、該駆動軸６の外周面に圧入等により固設された回転カム７と、駆動軸６の外周面に揺動自在に支持されて、各排気弁５，５の上端部に配設された各バルブリフター８、８の上面に摺接して各排気弁５，５を開作動させる２つの揺動カム９，９と、回転カム７と揺動カム９，９との間に介装されて、回転カム７の回転力を揺動運動に変換して揺動カム９，９に揺動力として伝達する伝達機構とを備えている。
【００１９】
前記駆動軸６は、一端部に設けられたタイミングスプロケット３１を介して前記クランクシャフト０７から図外のタイミングチェーンによって回転力が伝達されており、この回転方向は図２中、時計方向（矢印方向）に設定されている。なお、この第１実施形態では、前記駆動軸６とタイミングスプロケット３１との位相は変化しない。すなわち、排気ＶＴＣ２は装着されているものの使用されず位相変換は行われない。
【００２０】
前記回転カム７は、ほぼリング状を呈し、内部軸方向に形成された駆動軸挿通孔を介して駆動軸６に貫通固定されていると共に、カム本体の軸心Ｙが駆動軸６の軸心Ｘから径方向へ所定量だけオフセットしている。
【００２１】
前記両揺動カム９は、円筒状のカムシャフト１０の両端部に一体的に設けられていると共に、該カムシャフト１０が内周面を介して駆動軸６に回転自在に支持されている。また、下面にベースサークル面やランプ面及びリフト面からなるカム面９ａが形成されており、該ベースサークル面とランプ面及びリフト面が、揺動カム９の揺動位置に応じて各バルブリフター８の上面の所定位置に当接するようになっている。
【００２２】
前記伝達機構は、駆動軸６の上方に配置されたロッカアーム１１と、該ロッカアーム１１の一端部１１ａと回転カム７とを連係するリンクアーム１２と、ロッカアーム１１の他端部１１ｂと揺動カム９とを連係するリンクロッド１３とを備えている。
【００２３】
前記ロッカアーム１１は、中央に有する筒状の基部が支持孔を介して後述する制御カムに回転自在に支持されていると共に、一端部１１ａがピン１４によってリンクアーム１２に回転自在に連結されている一方、他端部１１ｂがリンクロッド１３の一端部１３ａにピン１５を介して回転自在に連結されている。
【００２４】
前記リンクアーム１２は、円環状の基端部１２ａの中央位置に有する嵌合孔に前記回転カム７のカム本体が回転自在に嵌合している一方、基端部１２ａから突出した突出端１２ｂが前記ピン１４によってロッカアーム一端部１１ａに連結されている。
【００２５】
前記リンクロッド１３は、他端部１３ｂがピン１６を介して揺動カム９のカムノーズ部に回転自在に連結されている。
【００２６】
また、駆動軸６の上方位置に同じ軸受部材に制御軸１７が回転自在に支持されていると共に、該制御軸１７の外周に前記ロッカアーム１１の支持孔に摺動自在に嵌入されて、ロッカアーム１１の揺動支点となる制御カム１８が固定されている。
【００２７】
前記制御軸１７は、駆動軸６と並行に機関前後方向に配設されていると共に、駆動機構１９によって回転制御されている。一方、前記制御カム１８は、円筒状を呈し、軸心Ｐ２位置が制御軸１７の軸心Ｐ１から所定分だけ偏倚している。
【００２８】
前記駆動機構１９は、図５Ａ，Ｂに示すように、ケーシング１９ａの一端部に固定された電動モータ２０と、ケーシング１９ａの内部に設けられて電動モータ２０の回転駆動力を前記制御軸１７に伝達するボール螺子伝達手段２１とから構成されている。
【００２９】
前記電動モ−タ２０は、比例型のＤＣモータによって構成され、機関運転状態を検出する制御機構であるコントローラ２２からの制御信号によって駆動するようになっている。
【００３０】
前記ボール螺子伝達手段２１は、電動モータ２０の駆動シャフト２０ａとほぼ同軸上に配置されたボール螺子軸２３と、該ボール螺子軸２３の外周に螺合する移動部材であるボールナット２４と、前記制御軸１７の一端部に直径方向に沿って連結された連係アーム２５と、該連係アーム２５と前記ボールナット２４とを連係するリンク部材２６とから主として構成されている。
【００３１】
前記ボール螺子軸２３は、両端部を除く外周面全体に所定幅のボール循環溝２３ａが螺旋状に連続して形成されていると共に、一端部にモータ駆動軸を介して連結され電動モータ２０によって回転駆動されるようになっている。
【００３２】
前記ボールナット２４は、ほぼ円筒状に形成され、内周面に前記ボール循環溝２３ａと共同して複数のボールを転動自在に保持するガイド溝２４ａが螺旋状に連続して形成されていると共に、各ボールを介してボール螺子軸２３の回転運動をボールナット２４に直線運動に変換しつつ軸方向の移動力が付与されるようになっている。また、このボールナット２４は、付勢手段であるコイルスプリング３０のばね力によって電動モータ２０側（最小リフト側）に付勢されている。したがって、機関停止時には、かかるボールナット２４が、前記コイルスプリング３０のばね力によってボール螺子軸２３の軸方向に沿って最小リフト側に移動するようになっている。
【００３３】
前記コントローラ２２は、機関コントロールユニット(ＥＣＵ)の内部に組み込まれており、現在の機関回転数Ｎ（ｒｐｍ）やクランク角を検出する前記クランク角センサ０１０からの検出信号やアクセル開度センサ、車速センサ、ギア位置センサ、前記水温センサ０１１などから各種情報信号から現在の機関運転状態を検出している。また、駆動軸６の回転角度を検出する駆動軸角度センサ２８からの検出信号や、前記制御軸１７の回転位置を検出するポテンショメータ２９からの検出信号を入力して、駆動軸６のクランク角に対する相対回転角度や各排気弁５，５のバルブリフト量や作動角を検出するようになっている。
【００３４】
以下、前記排気ＶＥＬ１の基本作動を説明すると、所定の運転領域で、前記コントローラ２２からの制御電流によって一方向へ回転駆動した電動モータ２０の回転トルクによってボール螺子軸２３が一方向へ回転すると、ボールナット２４が、図５Ａに示すように、コイルスプリング３０のばね力にアシストされながら最大一方向（電動モータ２０に接近する方向）へ直線状に移動し、これによって制御軸１７がリンク部材２６と連係アーム２５を介して一方向へ回転する。
【００３５】
したがって、制御カム１８は、図３Ａ、Ｂ（フロントビュー）に示すように、軸心が制御軸１７の軸心の回りを同一半径で回転して、肉厚部が駆動軸６から上方向に離間移動する。これにより、ロッカアーム１１の他端部１１ｂとリンクロッド１３の枢支点は、駆動軸６に対して上方向へ移動し、このため、各揺動カム９は、リンクロッド１３を介してカムノーズ部側が強制的に引き上げられて全体が図３に示す時計方向へ回動する。
【００３６】
よって、回転カム７が回転してリンクアーム１２を介してロッカアーム１１の一端部１１ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド１３を介して揺動カム９及びバルブリフター１６に伝達され、これによって、排気弁５，５は、そのバルブリフト量が図６のバルブリフト曲線で示すように小リフト（Ｌ１）になり、その作動角Ｄ１（クランク角での開弁期間）が小さくなる。前記作動角は、前記排気弁５のリフトの開時期から閉時期までを示している。
【００３７】
別の運転状態では、コントローラ２２からの制御信号によって電動モータ２０が他方向へ回転して、この回転トルクがボール螺子軸２３に伝達されて回転すると、この回転に伴ってボールナット２４がコイルスプリング３０のばね力に抗して反対方向、つまり、図５Ａ中、右方向へ所定量だけ直線移動する。これにより、制御軸１７が、図３中、時計方向へ所定量だけ回転駆動する。
【００３８】
このため、制御カム１８は、軸心が制御軸１７の軸心Ｐ１から所定量だけ下方の回転角度位置に保持され、肉厚部が下方へ移動する。このため、ロッカアーム１１は、全体が図３の位置から反時計方向へ移動して、これによって各揺動カム９がリンクロッド１３を介してカムノーズ部側が強制的に押し下げられて、全体が反時計方向へ僅かに回動する。
【００３９】
したがって、前記回転カム７が回転してリンクアーム１２を介してロッカアーム１１の一端部１１ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド１３を介して各揺動カム９及びバルブリフター８に伝達され、排気弁５，５のリフト量が図６に示すように、中リフト（Ｌ２）あるいは大リフト（Ｌ３）になり、作動角もＤ２、Ｄ３のように大きくなる。
【００４０】
また、例えば高回転高負荷領域に移行した場合などは、コントローラ２２からの制御信号によって電動モータ２０がさらに他方向に回転してボールナット２４を、図５Ｂに示すように、最大右方向へ移動させる。これにより、制御軸１７は、制御カム１８をさらに図３中、時計方向へ回転させて、軸心Ｐ２をさらに下方向へ回動させる。このため、ロッカアーム１１は、図４Ａ、Ｂに示すように、全体がさらに駆動軸６方向寄りに移動して他端部１１ｂが揺動カム９のカムノーズ部を、リンクロッド１３を介して下方へ押圧して該揺動カム９全体を所定量だけさらに反時計方向へ回動させる。
【００４１】
よって、回転カム７が回転してリンクアーム１２を介してロッカアーム１１の一端部１１ａを押し上げると、そのリフト量がリンクロッド１３を介して揺動カム９及びバルブリフター８に伝達されるが、そのバルブリフト量は図６に示すようにＬ２、Ｌ３からＬ４に連続的に大きくなる。その結果、高回転域での排気効率を高め、もって出力を向上させることができる。
【００４２】
すなわち、排気弁５，５のリフト量は、機関の運転状態に応じて中リフトＬ２、大リフトＬ３から最大リフトＬ４まで連続的に変化するようになっており、したがって、各排気弁５，５の作動角も小リフトＤ１から大リフトのＤ４まで連続的に変化する。
【００４３】
また、機関の停止時には、前述したように、ボールナット２４がコイルスプリング３０のばね力によって電動モータ２０側へ付勢されて自動的に移動することから、小作動角Ｄ１及び小リフトＬ１位置（デフォルト位置）に安定に保持される。
〔第２実施形態の可変動弁装置〕
第２実施形態に供される前記排気ＶＴＣ２は、いわゆるベーンタイプのものであって、図７Ａ，Ｂ及び図８に示すように、機関のクランクシャフト０７によって回転駆動されて、この回転駆動力を前記駆動軸６に伝達する前記タイミングスプロケット３１と、前記駆動軸６の端部に固定されてタイミングスプロケット３１内に回転自在に収容されたベーン部材３２と、該ベーン部材３２を油圧によって正逆回転させる油圧回路とを備えている。
【００４４】
前記タイミングスプロケット３１は、前記ベーン部材３２を回転自在に収容したハウジング３４と、該ハウジング３４の前端開口を閉塞する円板状のフロントカバー３５と、ハウジング３４の後端開口を閉塞するほぼ円板状のリアカバー３６とから構成され、これらハウジング３４及びフロントカバー３５，リアカバー３６は、４本の小径ボルト３７によって駆動軸６の軸方向から一体的に共締め固定されている。
【００４５】
前記ハウジング３４は、前後両端が開口形成された円筒状を呈し、内周面の周方向の約９０°位置に４つの隔壁であるシュー３４ａが内方に向かって突設されている。
【００４６】
この各シュー３４ａは、横断面ほぼ台形状を呈し、ほぼ中央位置に前記各ボルト３７の軸部が挿通する４つのボルト挿通孔３４ｂが軸方向へ貫通形成されていると共に、各内端面に軸方向に沿って切欠形成された保持溝内に、コ字形のシール部材３８と該シール部材３８を内方へ押圧する図外の板ばねが嵌合保持されている。
【００４７】
前記フロントカバー３５は、円盤プレート状に形成されて、中央に比較的大径な支持孔３５ａが穿設されていると共に、外周部に前記各シュー３４ａの各ボルト挿通孔３４ｂに対応する位置に図外の４つのボルト孔が穿設されている。
【００４８】
前記リアカバー３６は、後端側に前記タイミングチェーンが噛合する歯車部３６ａが一体に設けられていると共に、ほぼ中央に大径な軸受孔３６ｂが軸方向に貫通形成されている。
【００４９】
前記ベーン部材３２は、中央にボルト挿通孔を有する円環状のベーンロータ３２ａと、該ベーンロータ３２ａの外周面の周方向のほぼ９０°位置に一体に設けられた４つのベーン３２ｂとを備えている。
【００５０】
前記ベーンロータ３２ａは、前端側の小径筒部が前記フロントカバー３５の支持孔３５ａに回転自在に支持されている一方、後端側の小径な円筒部が前記リアカバー３６の軸受孔３６ｂに回転自在に支持されている。
【００５１】
また、ベーン部材３２は、前記ベーンロータ３２ａのボルト挿通孔に軸方向から挿通した固定ボルト５７によって駆動軸６の前端部に軸方向から固定されている。
【００５２】
前記各ベーン３２ｂは、その内の３つが比較的細長い長方体形状に形成され、他の１つの幅長さが大きな台形状に形成されて、前記３つのベーン３２ｂはそれぞれの幅長さがほぼ同一に設定されているのに対して１つのベーン３２ｂはその幅長さが前記３つのものよりも大きく設定されて、ベーン部材３２全体の重量バランスが取られている。
【００５３】
また、各ベーン３２ｂは、各シュー３４ａ間に配置されていると共に、各外面の軸方向に形成された細長い保持溝内に前記ハウジング３４の内周面に摺接するコ字形のシール部材４０及び該シール部材４０をハウジング３４の内周面方向に押圧する板ばねが夫々嵌着保持されている。また、各ベーン３２ｂの前記駆動軸６の回転方向と反対側のそれぞれの一側面には、ほぼ円形状の２つの凹溝３２ｃがそれぞれ形成されている。
【００５４】
また、この各ベーン３２ｂの両側と各シュー３４ａの両側面との間に、それぞれ４つの進角側油圧室４１と遅角側油圧室４２がそれぞれ隔成されている。
【００５５】
前記油圧回路は、図８に示すように、前記各進角側油圧室４１に対して作動油の油圧を給排する第１油圧通路４３と、前記各遅角側油圧室４２に対して作動油の油圧を給排する第２油圧通路４４との２系統の油圧通路を有し、この両油圧通路４３，４４には、供給通路４５とドレン通路４６とが夫々通路切り換え用の電磁切換弁４７を介して接続されている。前記供給通路４５には、オイルパン４８内の油を圧送する一方向のオイルポンプ４９が設けられている一方、ドレン通路４６の下流端がオイルパン４８に連通している。
【００５６】
前記第１、第２油圧通路４３，４４は、円柱状の通路構成部３９の内部に形成され、この通路構成部３９は、一端部が前記ベーンロータ３２ａの小径筒部から内部の支持穴３２ｄ内に挿通配置されている一方、他端部が前記電磁切換弁４７に接続されている。
【００５７】
また、前記通路構成部３９の一端部の外周面と支持穴１４ｄの内周面との間には、各油圧通路４３，４４の一端側間を隔成シールする３つの環状シール部材２７が嵌着固定されている。
【００５８】
前記第１油圧通路４３は、前記支持穴３２ｄの駆動軸６側の端部に形成された油室４３ａと、ベーンロータ３２ａの内部にほぼ放射状に形成されて油室４３ａと各進角側油圧室４１とを連通する４本の分岐路４３ｂとを備えている。
【００５９】
一方、第２油圧通路４４は、通路構成部３９の一端部内で止められ、該一端部の外周面に形成された環状室４４ａと、ベーンロータ３２の内部にほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記環状室４４ａと各遅角側油圧室４２と連通する第２油路４４ｂとを備えている。
【００６０】
前記電磁切換弁４７は、４ポート３位置型であって、内部の弁体が各油圧通路４３、４４と供給通路４５及びドレン通路４６とを相対的に切り替え制御するようになっていると共に、前記コントローラ２２からの制御信号によって切り替え作動されるようになっている。
【００６１】
この排気ＶＴＣ２の電磁切換弁４７は、制御電流が作用しない場合に、供給通路４５が遅角側油圧室４２に連通する第２油圧通路４４と連通し、ドレン通路４６が進角側油圧室４１と連通する前記第１油圧通路４３に連通するようになっている。また、電磁切換弁４７内のコイルスプリングによって機械的にかかるポジションとなるように形成されている。
【００６２】
このコントローラ２２は、排気ＶＥＬ１と共通のものであって、機関運転状態を検出すると共に、クランク角センサ２７及び駆動軸角度センサ２８からの信号によってタイミングスプロケット３１と駆動軸６との相対回転位置を検出している。
【００６３】
また、前記ベーン部材３２とハウジング３４との間には、このハウジング３４に対してベーン部材３２の回転を拘束及び拘束を解除する拘束手段であるロック機構が設けられている。このロック機構は、前記幅長さの大きな１つのベーン３２ｂとリアカバー３６との間に設けられ、前記ベーン３２ｂの内部の駆動軸６の軸方向に沿って形成された摺動用穴５０と、該摺動用穴５０の内部に摺動自在に設けられた有蓋円筒状のロックピン５１と、前記リアカバー３６に有する固定孔内に固定された横断面カップ状の係合穴構成部５２に設けられて、前記ロックピン５１のテーパ状先端部５１ａが係脱する係合穴５２ａと、前記摺動用穴５０の底面側に固定されたスプリングリテーナ５３に保持されて、ロックピン５１を係合穴５２ａ方向へ付勢するばね部材５４とから構成されている。
【００６４】
また、前記係合穴５２ａには、図外の油孔を介して前記遅角側油圧室４２内の油圧あるいはオイルポンプ４９の油圧が直接供給されるようになっている。
【００６５】
そして、前記ロックピン５１は、前記ベーン部材３２が最遅角側に回転した位置で、先端部５１ａが前記ばね部材５４のばね力によって係合穴５２ａに係合してタイミングスプロケット３１と駆動軸６との相対回転をロックする。また、前記遅角側油圧室４２から係合穴５２ａ内に供給された油圧あるいはオイルポンプ４９の油圧によって、ロックピン５１が後退移動して係合穴５２ａとの係合が解除されるようになっている。
【００６６】
また、前記各ベーン３２ｂの一側面と該一側面に対向する各シュー３４ａの対向面との間には、ベーン部材３２を遅角側へ回転付勢する付勢部材である一対のコイルスプリング５５、５６が配置されている。
【００６７】
各コイルスプリング５５，５６は、最大圧縮変形時にも互いが接触しない軸間距離をもって並設されていると共に、各一端部がベーン３２ｂの凹溝３２ｃに嵌合する図外の薄板状のリテーナを介して連結されている。
【００６８】
以下、排気ＶＴＣ２の基本的な動作を説明すると、まず、機関停止時には、コントローラ２２から電磁切換弁４７に対する制御電流の出力が停止されて、弁体がコイルスプリング５５，５６のばね力によって機械的に図７Ａに示すデフォルト位置になり、供給通路４５と遅角側の第２油圧通路４４とが連通されると共に、ドレン通路４６と第１油圧通路４３が連通される。また、かかる機関が停止された状態ではオイルポンプ４９の油圧が作用せず供給油圧も０になる。
【００６９】
したがって、ベーン部材３２は、図７Ａに示すように、前記各コイルスプリング５５，５６のばね力によって最遅角側に回転付勢されて１つの幅広ベーン３２ｂの一端面が対向する１つのシュー３４ａの一側面に当接する、と同時に前記ロック機構のロックピン５１の先端部５１ａが係合穴５２ａ内に係入して、ベーン部材３２をかかる最遅角位置に安定に保持する。すなわち、最遅角位置に排気ＶＴＣ２が機械的に安定するデフォルト位置になっている。
【００７０】
ここで、デフォルト位置とは、非作動時、つまり、制御信号が発せられない場合にメカニカルに自動的に安定する位置のことである。
【００７１】
次に、機関始動時、つまりイグニッションスイッチをオン操作して、駆動モータ０９などによりクランクシャフトをクランキング回転させると、電磁切換弁４７にコントローラ２２から制御信号が出力されるようになる。しかしながら、このクランク開始直後の時点では、まだオイルポンプ４９の吐出油圧が十分に上昇していないことから、ベーン部材３２は、ロック機構と各コイルスプリング５５，５６のばね力とによって最遅角側に保持されている。
【００７２】
このとき、コントローラ２２から出力された制御信号によって電磁切換弁４７が供給通路４５と第２油圧通路４４を連通させると共に、ドレン通路４６と第１油圧通路４３とを連通させている。そして、クランキングが進み、オイルポンプ４９から圧送された油圧の油圧上昇とともに第２油圧通路４４を通って遅角側油圧室４２に供給される一方、進角側油圧室４１には、機関停止時と同じく油圧が供給されずにドレン通路４６から油圧がオイルパン４８内に開放されて低圧状態を維持している。
【００７３】
ここで、クランキング回転が上昇し油圧がさらに上昇した後は、電磁切換弁４７による自在のベーン位置制御ができるようになる。すなわち、遅角側油圧室４２の油圧の上昇に伴ってロック機構の係合穴５２ａ内の油圧も高まってロックピン５１が後退移動し、先端部５１ａが係合穴５２ａから抜け出してハウジング３４に対するベーン部材３２の相対回転を許容するため、自在なベーン位置制御が可能になる。
【００７４】
例えば、コントローラ２２からの制御信号によって電磁切換弁４７が作動して、供給通路４５と第１油圧通路４３を連通させる一方、ドレン通路４６と第２油圧通路４４を連通させる。
【００７５】
したがって、今度は遅角側油圧室４２内の油圧が第２油圧通路４４を通ってドレン通路４６からオイルパン４８内に戻され、該遅角側油圧室４２内が低圧になる一方、進角側油圧室４１内に油圧が供給されて高圧となる。
【００７６】
よって、ベーン部材３２は、かかる進角側油圧室４１内の高圧化によって各コイルスプリング５５，５６のばね力に抗して図中時計方向へ回転して図７Ｂに示す位置に向かって相対回転して、タイミングスプロケット３１に対する駆動軸６の相対回転位相を進角側に変換する。また、電磁切換弁４７のポジションを中立位置にすることで、任意の相対回転位相に保持できる。
【００７７】
さらに、始動後の機関運転状態に応じて前記相対回転位相を最遅角（図７Ａ）から最進角（図７Ｂ）まで連続的に変化させるのである。
【００７８】
次に、第２実施形態に使用される前記吸気ＶＴＣ３は、基本構成は、排気ＶＴＣ２と同様にベーンタイプのものであるから、簡単に説明すると、吸気カムシャフト５９の端部に配置されてクランクシャフト０７から回転駆動力が伝達されるタイミングスプロケット６０と、該タイミングスプロケット６０の内部に回転自在に収容された図外のベーン部材と、該ベーン部材を油圧によって正逆回転させる油圧回路とを備えている。なお、この吸気ＶＴＣ３も、この第１実施形態では作動せず、固定されたスプロケットとして機能するだけである。
【００７９】
前記油圧回路は、基本的に排気ＶＴＣ２のものと同様であり、前述の３ポジション(図８参照)も同様の構成になっている。
【００８０】
電磁切換弁も排気ＶＴＣ２のものと同じ構成であり、内部の弁体が各油圧通路と供給通路及びドレン通路とを相対的に切り替え制御するようになっていると共に、前記同じコントローラ２２からの制御信号によって切り替え作動されるようになっている。
〔第１実施形態における排気弁の開閉時期制御〕
図９は第１実施形態における各吸気弁４と各排気弁５のそれぞれの開閉時期を示し、この実施形態では、前記吸気ＶＴＣ３は作動しないので、吸気弁４の開時期ＩＯと閉時期ＩＣは固定的になっている。
【００８１】
一方、各排気弁５側では、排気ＶＥＬ１によって最小リフトＬ１（最小作動角Ｄ１）に制御されている場合は、開時期と閉時期が図示のＥＯ１、ＥＣ１になっている。同様に、中間リフトＬ２（中間作動角Ｄ２）では、ＥＯ２、ＥＣ２、大リフトＬ３（大作動角Ｄ３）では、ＥＯ３、ＥＣ３となっている。
【００８２】
図９はクランクシャフト０７の姿勢も示している。クランクピンとピストンピンは、実際は前述のようにコンロッドを介して連結されているが（図１参照）、図９では、分かりやすくするために、ピストンピン位置をクランクピン位置と一致させて簡略表現している。これでも、クランク角とピストン位置の関係を十分説明できるものである。
【００８３】
図１０は本実施形態における４気筒機関のサイクル（行程）を時系列に記載したものであって、始動制御を開始する前の機関停止状態においては、膨張行程で停止している気筒が例えば＃２気筒だったとして、各気筒でのサイクル作動と吸気、排気弁４，５の作動を時系列にまとめたものである。横軸には、＃２気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）を基準にしてクランク総回転角θを取ってあり、縦軸には、上から点火順序に応じて＃２気筒−＃１気筒−＃３気筒−＃４気筒の順に取ってある。ここで、＃で示すナンバーは、４気筒内燃機関の各気筒を前方から数えたナンバーである。つまり、点火順序を最前端の＃１気筒から数えれば、＃１気筒−＃３気筒−＃４気筒−＃２気筒という基本点火順序になっている。
【００８４】
機関が停止している状態では、前述のクランク総回転角θは９０°付近（縦破線）となっている。
【００８５】
図９において機関が停止する間際の筒内圧を考察すると、既に燃料噴射や点火は行われなくなり、筒内には空気が出し入れされるだけであり、クランクシャフト０７は、図１中、ゆっくり時計方向に回転しながら減速している。＃２気筒は膨張行程にあるが、θ９０°を越えて時計方向へ回転すると、圧縮行程にある＃１気筒のコンプレッションが高まるまでの＃１気筒のピストン０３を介して＃１気筒のクランクピンが押し下げられ、クランクシャフト０７は反時計方向に回転し始める。そうすると、今度は、＃２気筒のコンプレッションが増加してクランクシャフト０７を時計方向に回転させようとする。これを交互に繰り返すことでθ９０°付近に落ち着くのである。
【００８６】
図９の説明に戻るが、機関の停止状態では、多少のばらつきはあるもののθ９０°付近に落ち着いている。そして、機関停止を向かえるや否や、各吸気弁４と各排気弁５の両方が閉弁状態にある＃２気筒と＃１気筒においてもピストン０３外周の隙間から大気圧が筒内に浸入して来て、筒内圧はほぼ大気圧状態になる。
【００８７】
次に、始動条件になると、膨張行程の気筒（図９，図１０における＃２気筒）において、燃料噴射を行い、その後に点火を行って、燃焼圧そのものによってクランクシャフト０７を回転させる（燃焼自力始動）。
【００８８】
しかしながら、この初回燃焼圧は低い。なぜなら、筒内の空気容量は理論気筒当たり排気量の約半分程度しかない上に、筒内圧は大気圧程度しかないからである。したがって、この初回燃焼により、次の気筒（＃１気筒）のピストン０３が圧縮上死点を越える際の反力（コンプレッション）に打ち勝ってクランクシャフト０７を回転させるのは容易ではない。
【００８９】
そこで、各排気弁５の開時期（ＥＯ１）を、図９に示すように、ピストン下死点側に遅角制御している。すなわち、燃焼圧が抜ける時期を遅らせることによって、この非力な燃焼圧にも拘わらず動力として効率が良くクランクシャフト０７に駆動トルクとして取り出し（膨張ストローク増大）、クランクシャフト０７の回転立ち上がりを早くできると共に、確実に次の気筒（＃１気筒）が圧縮上死点を乗り越えることが可能になるのである。
【００９０】
一方、その後の排気弁５の閉時期（ＥＣ１）は、最小作動角Ｄ１であることから、ピストン上死点（ＴＤＣ）付近まで進角する。この結果、次の吸気弁４の開時期（ＩＯ）との間のバルブオーバーラップ（Ｏ／Ｌ）期間は小さくなるか、あるいは零ないしマイナスになるのである。
【００９１】
このバルブオーバーラップを小さくすることによって、以下の特異な効果が得られる。
【００９２】
すなわち、初回燃焼による燃焼ガスの量は少ないため、この燃焼ガスを燃焼直後のＯ／Ｌ期間中に吸気系に吐き出す量が減少して、極力排気系に流れるようにして排気触媒の初期加熱を促進できるためである。また、この燃焼ガスは、筒内圧が低い（大気圧）状態で燃焼したものであるから、不完全燃焼による燃え残りがあり、これが排気触媒内で熱反応する。この面からも排気触媒の初期加熱を促進することができ、これによって、後の行程も含めて排気エミッション性能の低下を抑制できる。
【００９３】
続いて、次の膨張（燃焼）行程の気筒（＃１気筒）について考察すると、機関が停止しているθ９０°付近では、＃１気筒は圧縮行程にあり、筒内は前述したように、ほぼ大気圧になっている。気筒の容積（量）は、＃２気筒の初回燃焼によりクランクシャフト０７が回転すると、＃１気筒はピストン０３の上昇に伴って筒内圧が高なっていく。そして、筒内への燃料噴射と点火（第２燃焼）が行われる。
【００９４】
この第２燃焼は、第１燃焼（初回燃焼）に比べて圧縮圧力がやや高く（有効圧縮比約５で約５気圧程度）、燃焼圧がやや大きくなっている。
【００９５】
しかしながら、前述のように、気筒内の空気量は第１燃焼と同程度しかないため、燃焼圧は第１燃焼よりは高いものの、不十分な状態にある。そのため、燃焼直後の排気弁５の開時期は、図１０に示すようにＥＯ１を維持する。これによって、不十分な燃焼圧を動力として効率良くクランクシャフト０７に駆動トルクとして取り出して、該クランクシャフト０７の回転の立ち上がりをさらに早くすることができる。
【００９６】
そして、クランク総回転角θが３６０°を越えたあたりのθ２（第２燃焼気筒のＥＯ１直後）に達すると、排気ＶＥＬ１に中作動角Ｄ２（中リフトＬ２）に切り換える信号を送る。それに基づき、排気弁５の閉時期はＥＣ２に遅角制御されるのである。したがって、この第２燃焼気筒については、排気弁５の開時期ＥＯ１のままで閉時期はＥＣ２になったことになる。
【００９７】
このＥＣ２に遅角制御されたことによって、次の吸気弁４の開時期ＩＯとの間に中程度のバルブオーバーラップＯ／Ｌ期間ができる。これによって、排気行程の最後のあたりで、ピストンが掻き上げて排出する高濃度のハイドロカーボンＨＣを排気系ではなく吸気系にある程度排気戻すことによって、次燃焼（第６燃焼）でこの高濃度ＨＣを再燃焼させることで、ＨＣの排出量を抑制することができる。
【００９８】
一方、この中程度のＯ／Ｌ期間により、排気管下流側に設けられた触媒側に流れる燃焼ガス（排気ガス）の絶対量はやや低下するが、初回燃焼による初期暖機効果が残っており、また、前述の高濃度ＨＣ排気ガスの排出低減と相俟ってエミッションを低減できる。また前述の中程度のＯ／Ｌ期間によってポンプ損失がある程度低減するので、燃費も可及的に低減できる。ここでは、前記Ｏ／Ｌを中程度の期間としているが、θ２の時期を遅らせＥＣ１のままとし、小期間のＯ／Ｌを継続して、触媒に流れる燃焼ガスの絶対量を増加させて初期温度上昇効果をさらに高めることも可能である。
【００９９】
次に、第３燃焼気筒（＃３気筒）について説明する。
【０１００】
機関が停止しているθ９０°付近では、吸気行程の途中になっている。クランクシャフト０７が回転してピストン０３が下死点まで降下すると、回転が低いこともあって、ハーフストロークではあるが、比較的多くの空気量を吸気弁４から筒内に導くことができる。そして、ピストン下死点（ＢＤＣ）から上死点（ＴＤＣ）に向かってフルストロークで十分圧縮することができる。この結果、第１燃焼や第２燃焼よりも高い筒内圧にすることができ、また、第１・第２燃焼気筒に対し回転が上昇したことによる吸入空気量の増加に伴って燃焼ガス量も増加する。
【０１０１】
したがって、駆動トルクも高められるので、排気弁５の開時期ＥＯ２をやや早めることができ、燃焼温度がまだ高い状態で大量の排気ガスを触媒に送ることができる。これによって、触媒をさらに加熱して活性化を高め、もって、第３燃焼により増加して排気ガス量（エミッション量）を効果的に浄化することができる。また、排気弁５の開時期ＥＯ２を早めることによって、排気押し出し損失を低減でき、燃費を削減できる。
【０１０２】
ここで、排気弁５の開時期がＥＯ２に変化しているのは、前述したθ２の段階で排気ＶＥＬ１が中間作動角Ｄ２への切り換え信号が出力されたためである。さらに、θがθ３（第２燃焼気筒のＥＣ２の直後）になると、さらに大作動角Ｄ３への変換信号が出力される。これによって、排気弁５の開時期はＥＯ２であるが閉時期はＥＣ３まで遅角制御される。
【０１０３】
この結果、第３燃焼のＯ／Ｌは、排気弁閉時期ＥＣ３と吸気弁開時期ＩＯとの間の大きな期間となる。
【０１０４】
したがって、第３燃焼による大量の排気ガスから排気行程末期に排出される高濃度ＨＣを大Ｏ／Ｌにより効率的に吸気系に戻し、再度燃焼させる（第７燃焼）ことによって機関から触媒に排出される排気ガス中のＨＣ量を低減できる。
【０１０５】
これと、前述の排気弁５開時期ＥＯ２の進角制御による触媒の活性化と相俟って十分に排気エミッションを低減できる。
【０１０６】
また、Ｏ／Ｌの拡大化によってポンプ損失を大幅に低減できることから、この点でも燃費を削減できる。
【０１０７】
次に、第４燃焼気筒（＃４気筒）について説明する。
【０１０８】
機関が停止しているθ９０°付近では、排気行程の途中になっている。機関が回転し始めると、ピストン０３が上死点に向けて上昇し、筒内にある空気を、排気弁５を介して排気系に排出し、その後、ピストン０３が上死点から下降すると吸気弁４から空気を吸い込む。ここで、ピストン上死点付近からフルストロークで空気を最大限吸い込むことができる。
【０１０９】
したがって、第３燃焼気筒以上に大量の空気を吸い込むことができ、またフルストロークで圧縮できるので、燃焼圧と排気ガス量もそれぞれ一層増加する。
【０１１０】
ここで、排気弁５の開閉時期であるが、これら両者ともにθ３より後であり、それぞれＥＯ３、ＥＣ３となっている。すなわち、排気弁５の開時期が、ＥＯ３になって十分に進角しているので、温度の高い排気ガスを多量に触媒に送り込め、加熱による一層の触媒の活性化が図れる。また、第３燃焼気筒と同様、大きなＯ／Ｌ期間となっているので、第４燃焼による大量の排気ガスから排気行程末期に排出される高濃度のＨＣを、この大きなＯ／Ｌ期間によって効率的に吸気系に戻して再燃焼させる（第８燃焼）ことによって、機関から触媒に排出されるＨＣの排出量を低減できる。これと前述の排気弁５の閉時期進角（ＥＯ３）による触媒の活性化と相俟ってエミッションを十分に低減できる。
【０１１１】
なお、排気弁５の開時期の十分な進角制御（ＥＯ３）による十分な排気押し出し損失低減と、Ｏ／Ｌ期間の拡大化による大幅なポンプ損失低減により、一層の燃費低減効果も得られる。
【０１１２】
以上の本実施形態における技術的効果をまとめると、図１１の表のようになる。すなわち、燃焼が非力な第１燃焼（第１気筒）では、排気弁５の開時期ＥＯ１を遅角させ、燃焼圧をクランクシャフト０７に有効にトルク変換してクランクシャフト０７の回転立ち上がりを迅速化する。
【０１１３】
また、Ｏ／Ｌ期間を小さくして、燃焼ガスを極力触媒側に流して、未撚ガスが多いこともあって該触媒の初期温度上昇を促して触媒の初期活性を高める。
【０１１４】
燃焼がやや非力な第２燃焼（第２気筒）では、第１燃焼と同様に排気弁５の開時期ＥＯ１を遅角させて、燃焼圧を有効にクランクシャフト０７のトルクに変換して、クランクシャフト０７の回転の立ち上がりの迅速化を図る。また、中程度のＯ／Ｌ期間とし、排気行程の末期に排出される高濃度のＨＣを吸気側に再吸入させることによって、ＨＣの排出量を抑制し、また、ポンプ損失を低減させて燃費を削減する。あるいは、第１燃焼と同様の小さなＯ／Ｌを維持して触媒温度上昇を一層早めることができる。
【０１１５】
クランクシャフト０７の回転が上昇して燃焼ガスが増加する第３燃焼（第３気筒）では、排気弁５の開時期ＥＯ２をやや進角制御して燃焼ガスの温度が低下しない間に触媒側に送って触媒をさらに加熱してさらに活性化させる。
【０１１６】
また、バルブオーバーラップＯ／Ｌの期間の拡大化によって排気行程の末期に排出される高濃度ＨＣを吸気側に再吸入させることによってＨＣの排出量を効率良く抑制し、もって、排気エミッションを低減させる。また、排気弁５の開時期ＥＯ２をやや進角制御して、排気ガスの増加による排気押し出し損失を低減すると共に、ポンプ損失もバルブオーバーラップＯ／Ｌ期間の拡大により低下させて燃費の低減化を図る。
【０１１７】
クランクシャフト０７の回転がさらに上昇して燃焼ガスも増加する第４燃焼（第４気筒）では、排気弁５の開時期ＥＯ３を十分進角制御して、燃焼ガスの温度が低下しないうちに触媒側に送り込んで、触媒をさらに加熱して活性化を促進させる。
【０１１８】
また、Ｏ／Ｌ期間の拡大化により排気行程の末期に排出される高濃度のＨＣを吸気側に再吸入させることによって、ＨＣの排出量を効果的に抑制し、もって、排気エミッションを効率的に低減する。また、開時期ＥＯ３を十分に進角させて排気ガスの増加により一層増加する排気押し出し損失を低減させ、ポンプ損失も低減させ、バルブオーバーラップＯ／Ｌの期間の拡大により燃費の向上を図る。
【０１１９】
また、前記第３燃焼でＥＯ２と、第４燃焼でＥＯ３が遅角制御されることによって、前述の効果に加えて燃焼始動による迅速始動の後行程で機関回転が吹き上がるのを、排気弁５を早めに開いて燃焼ガスを逃がすことによって抑制することができる。
【０１２０】
さらに、第２燃焼以降、バルブオーバーラップＯ／Ｌの期間を中から拡大化していく。これによって、各燃焼気筒の次の燃焼、すなわち、第６燃焼以降において、吸入空気中の燃焼ガス比率が高まるので、燃焼トルクの増加を抑え、同様に機関回転が吹き上がるのを防止できる。このように、燃焼始動が迅速な回転上昇が得られ、そこで弊害として生じがちな機関回転の吹き上がり現象も、このような排気弁５の開時期ＥＯの進角制御及びバルブオーバーラップＯ／Lの拡大制御により抑制することができるのである。
【０１２１】
以上のように、クランクシャフト０７の回転上昇が迅速でかつ排気エミッションの低減と低燃費の燃焼自力始動を実現しつつ、回転吹き上がりも抑制するのである。
【０１２２】
図１２は本実施形態におけるコントローラ２２による始動制御のフローチャートを示している。
【０１２３】
ステップ１では、機関の停止時における排気弁５の開閉タイミングを、排気ＶＥＬ１の前記コイルスプリング３０のばね力によって機械的にデフォルトタイミングＥＯ1、ＥＣ1に予め保持する。このデフォルトタイミングにあるか否かはセンサによって検出する。排気ＶＥＬ１をクランク停止時にも変換できるような、大きめの電動モ−タによる駆動とすれば、付勢バイアススプリングによらずともデフォルトタイミングに制御できる。
【０１２４】
次のステップ２では、始動条件か否かを判断し、ＮＯならそのままリターンするが、ＹＥＳであればステップ３に移行する。
【０１２５】
このステップ３では、燃焼自力始動条件か否かを判断する。この燃焼自力始動というのは、前述の第1燃焼のように、初回クランク回転を燃焼そのものにより行うものである。あるいは、前記駆動モ−タ０９を弱い力で駆動してクランクシャフト０７の回転をアシストしても良い。
【０１２６】
いずれにしても、この燃焼自力始動は、通常の駆動モ−タ０９による始動に対して、ピニオンギヤ機構０８に作用する荷重が無くなるか、あるいは低減されることで静かなクランキングが実現できるし、クランク回転を迅速に立ち上げることもできる。これらの効果は、頻繁に機関停止・始動を繰り返すアイドルストップ車などで特に大きくなる。
【０１２７】
逆に、冷機時の最初の機関スタ−ト時などは燃焼が不安定であり、また必ずしも迅速な始動は要求されないことから、静粛さや迅速さより始動信頼性を重視するので、通常の始動制御が選択される。
【０１２８】
前記ステップ３で、例えば、機関温度Ｔが所定温度以下（冷機時）であればＮＯと判断されてステップ１５で駆動モ−タ０９主体の通常の始動制御が選ばれるが、所定温度を超えていれば、ＹＥＳと判断されて燃焼自力始動が選択されてステップ４に移行する。
【０１２９】
このステップ４では、膨張行程気筒すなわち第1燃焼気筒を、クランク角センサなどより検出する。そして、同気筒の圧縮行程のピストン上死点（ＴＤＣ）を基準としたクランク総回転角θを検出する。
【０１３０】
次に、ステップ５では、前記クランク総回転角θが９０°付近の所定範囲θ1（例えば６０°〜１２０°）内にあるかどうか判断する。ＮＯなら、信頼性の高い燃焼自力始動は困難と判断し、ステップ１５に移行して駆動モ−タ０９主体の通常始動が選ばれる。ＹＥＳならば、ステップ６で、具体的な燃焼自力始動制御が開始される。
【０１３１】
なお、ここで、駆動モ−タ０９などによるクランク停止位置制御を予め盛り込んでおけば、前記クランク総回転角θを９０°付近に精度良く機関停止できるので、その場合はステップ５を廃止することも可能である。
【０１３２】
ここで、排気ＶＥＬ１は予め排気弁５の開閉時期をＥＣ1やＥＯ1に機械的に保持しているが、クランクシャフト０７の回転が開始されると制御軸１７の負荷変動などでずれる可能性もあるので、前記電動モータ２０によってＥＣ1／ＥＯ1（作動角Ｄ1）に制御する信号を出力する。そして、第1燃焼気筒（＃２気筒）への筒内燃料噴射と点火を行う。これにより、第1燃焼気筒（＃２気筒）において、前述のような排気弁開時期遅角（ＥＯ1）によるクランク軸回転上昇を得ることができる。
【０１３３】
また、第1燃焼気筒（＃２気筒）では、バルブオーバーラップＯ／Ｌが小さい（ＥＣ1進角）ことによる触媒の初期温度上昇促進効果を得ることもできる。
【０１３４】
そして、ステップ７でクランク総回転角θを検出し、ステップ８で前記θがθ２より大きいかまたは等しいか否かを判断する。ここで大きいか等しいと判断した場合は、ステップ９において、排気ＶＥＬ１によって排気弁５の作動角をＤ２（ＥＣ２／ＥＯ２）に制御する。この結果、第２燃焼気筒（＃１気筒）における燃焼後のバルブオーバーラップＯ／Ｌがやや拡大し、これにより、燃焼ガス量がやや増大するのに伴い排気行程の最後のあたりで排出する高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系の吐き戻すことで、ＨＣの排出量を抑制できる。
【０１３５】
ここで、排気弁５の開時期時点ではまだ小作動角Ｄ1であるので、排気弁５の開時期はＥＯ1のままで、これにより第1燃焼気筒（＃２気筒）と同様のクランクシャフト０７の回転上昇も得られる。
【０１３６】
さらに、ステップ１０で前記θを検出し、ステップ１１でこのθがθ３よりも大きいかまたは等しいかを判断する。ここで大きいかまたは等しいと判断した場合は、ステップ１２において、排気ＶＥＬ１により排気弁５の作動角をＤ３（ＥＣ３／ＥＯ３）に制御する。この結果、第３燃焼気筒（＃３気筒）における燃焼後のバルブオーバーラップＯ／Ｌがさらに拡大し、これにより、燃焼ガス量がさらに増大するのに伴い排気行程の最後のあたりで排出する高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系に吐き戻すことで、ＨＣの排出量を抑制できる。
【０１３７】
ここで、排気弁５の開時期時点では作動角がまだ中作動角Ｄ２であるので、排気弁５の開時期はやや進んだＥＯ２となっており、これにより、燃焼温度がまだ高い状態で大量の排気ガスを触媒に送る。これにより、触媒をさらに加熱して活性を高め、もって、第３燃焼により増加した排気ガス量（エミッション量）を効率的に浄化できる。また、上述のように燃費も削減できる。
【０１３８】
第４燃焼気筒（＃４気筒）については、第３燃焼気筒（＃３気筒）と同様のバルブオーバーラップＯ／Ｌが大きくなっていることから、大量の燃焼ガスから発生する高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系の吐き戻すことで、排気エミッション性能が向上する。
【０１３９】
ここで、排気弁５の開時期時点でも作動角は大作動角Ｄ３になっているので、排気弁５の開時期は大きく進んだＥＯ３になっている。これにより、燃焼温度がさらに高い状態で一層の大量の排気ガスを触媒に送る。これにより、触媒をさらに加熱し活性を高め、もって、第４燃焼により一層増加した排気ガス量（エミッション量）を効率的に浄化できる。また、前述のように燃費も削減できる。
【０１４０】
なお、第３燃焼気筒以降の排気弁５の開弁時期ＥＯが進角制御され、第２燃焼以降のバルブオーバーラップＯ／Lの増加制御は、前述のように機関回転の吹き上がり抑制効果も有する。
【０１４１】
さらに、ステップ１３でθを検出し、ステップ１４でθがθ４より大きいかまたは等しいか否かを判断する。ここで大きいか等しいと判断した場合は、機関の暖機が終了したと判断し、始動制御を完了する。
【０１４２】
その後は、機関運転条件に応じた排気ＶＥＬ１の作動マップに基づき、最小リフトＬ1から最大リフトＬ４にわたり連続的に制御される。
以上のようにして、燃焼自力始動を活用した、迅速で低エミッションの始動を行えるのである。
【０１４３】
ところで、図１１や図１２では、第４燃焼（第４気筒）までで、始動バルブタイミング変化を終えた例を示したが、バルブタイミングの変化速度を落として、始動制御領域に範囲内において、もっと多くの燃焼サイクルを経た後に、バルブタイミング変化を終了させても良い。こうすれば、可変動弁装置に切り換え応答性を遅くできるので、切り換え駆動エネルギーを抑えて、消費エネルギーを低下することができる。
【０１４４】
なお、前記ステップ３，５において、燃焼自力始動ではなく通常始動が選択された場合は、ステップ１５に移行し、前記駆動モ−タ０９によってクランキングを開始する。
【０１４５】
そして、ステップ１６で排気弁５を標準的な中作動角Ｄ２、通常的なＥＯ２、ＥＣ２に変換制御し、燃料噴射及び点火制御が開始されるのである。
【０１４６】
この場合、クランクシャフト０７の回転は、駆動モータ０９によって行うので、回転立ち上がりが遅く、そのため大作動角Ｄ３（ＥＯ３、ＥＣ３）に変換してしまうと、回転が充分には立ち上がっていない状態で排気弁５の開時期の大きな進角（ＥＯ３）による機関トルクの低下、排気弁５の閉時期の大きな遅角（ＥＣ３）によるバルブオーバーラップＯ／Ｌの大きな期間による筒内への過大な残留ガス取り込みが生じてしまう。これにより、機関燃焼の不安定や機関スト−ル（回転落ち）が生じてしまうので、大作動角Ｄ３（ＥＯ３、ＥＣ３）でなく、標準的な中作動角Ｄ２、通常的なＥＯ２、ＥＣ２に変換されるのである。
【０１４７】
逆に言えば、燃焼自力始動とし前述の燃焼自力始動制御を行えば、回転立ち上がりが早いので、後期燃焼気筒において大作動角Ｄ３（ＥＯ３、ＥＣ３）を使うことができるので、充分な触媒の加熱と、高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系の吐き戻すことでＨＣの排出量を抑制し、もって低エミッション効果も得ることができると共に、燃費削減効果も得られるのである。
【０１４８】
ここで、回転立ち上がりが早いと述べたが、過度に速くなり機関回転が吹き上がる現象は、前述のように、後半のＥVＯの進角制御、Ｏ／Lの増大制御により抑制されるのである。
【０１４９】
再び、通常始動のフローチャートに戻り、ステップ１７でクランク軸総回転角θを検出し、ステップ１８でθが所定値θ０を越えているまたは等しいか否かを判断して、越えているまた等しいと判断した場合は、燃焼が安定したと判断し、ステップ１９において、駆動モ−タ０９への通電をＯＦＦにする。
【０１５０】
その後は、燃焼によって機関の回転が維持されるが、ステップ２０では、機関温度Ｔを検出し、ステップ２１において温度Ｔが所定温度Ｔ０を越えているかまたは等しいか否かを判断し、ＮＯであればステップ２０にリターンするが越えているかまたは等しいと判断した場合は始動制御を終了するのである。
〔第２実施形態における排気弁と吸気弁の開閉時期制御〕
本実施形態は、排気弁５の開弁時期ＥＯ変化とバルブオーバーラップＯ／Ｌの変化を排気ＶＥＬ１でなく、前記排気ＶＴＣ２と吸気ＶＴＣ３によって行ったものである。つまり、この実施形態では、排気VＥL１は装着されず、排気側には一定リフト特性を示す従来型の固定動弁が装着されているのである。
【０１５１】
図１３は、吸気弁４と排気弁５の前記各ＶＴＣ２，３による開閉タイミングを示しており、排気ＶＴＣ２が最遅角の場合は、図１３に示すように、排気弁５の開時期／閉時期はＥＯ1／ＥＣ1になっている。同様に中間リフト位相ではＥＯ２／ＥＣ２、最進角ではＥＯ３／ＥＣ３となっている。
【０１５２】
吸気ＶＴＣ３が最遅角の場合は、図１３に示すように、吸気弁開時期／閉時期はＩＯ1／ＩＣ1になっている。同様に中間リフト位相ではＩＯ２／ＩＣ２、最進角ではＩＯ３／ＩＣ３となっている。
【０１５３】
前記排気ＶＴＣ２と吸気ＶＴＣ３を進角制御していくにつれて、次第にバルブオーバーラップＯ／Ｌが拡大するのは、吸気ＶＴＣ３の方が進角変換角が相対的に大きいからである。
【０１５４】
図１４は時系列制御説明図を示し、第１実施形態の図１０と同様に、４気筒機関であり、点火順序も同様となっている。この図１４では、始動制御を開始する前の機関停止状態において、膨張気筒で停止している気筒が例えば＃２気筒だったとして、各気筒でのサイクル作動、吸排気弁４，５の作動を時系列的にまとめた。
【０１５５】
排気弁５の開時期ＥＯの制御、バルブオーバーラップＯ／Ｌ期間の制御パタ−ンも第1実施形態と同様であるから、簡略して説明する。
【０１５６】
横軸には＃２気筒圧縮ＴＤＣ（上死点）基準にしてクランク総回転角θを取ってある。縦軸には、上から点火順序に応じて、＃２気筒-＃1気筒-＃３気筒-＃４気筒の順で気筒を取ってある。機関が停止している状態では、θは９０°付近（縦破線）となっている。
【０１５７】
この時、吸排気弁４，５の両方が閉じている＃２気筒、＃1気筒においても、ピストン０５の外周面側の隙間から大気圧が進入してきて、筒内圧は略大気圧になっている。
【０１５８】
次に、始動条件になると、膨張気筒（＃２気筒）において、燃料噴射、その後に点火を行いその燃焼圧そのものによりクランク軸を回転させる。（燃焼自力始動）
しかしながら、この初回燃焼は弱いものである。なぜなら、気筒内空気容積は理論気筒あたり排気量の約半分しかない上、筒内圧が大気圧程度しかない。したがって、この初回燃焼により次気筒（＃1気筒）が圧縮上死点を超える際の反力に打ち勝ってクランクシャフト０７を回転させるのは容易ではない。
【０１５９】
そこで、排気ＶＴＣ２のデフォルト位置は最遅角にしており、排気弁５の開時期（ＥＯ1）を最大限下死点側に遅角させているのである。すなわち、燃焼圧が抜ける時期を（ＥＶＯ）を遅らせるので、この非力な燃焼圧にもかかわらず動力として効率良くクランクシャフト０７に駆動トルクとして取り出し、クランクシャフト０７の回転立ち上がりを早くできると共に、確実に次気筒（＃1気筒）が圧縮上死点を乗り越えることが可能となるのである。
【０１６０】
一方、その後の排気弁５の閉時期（ＥＣ１）は最遅角であるために、上死点（ＴＤＣ）を越えて遅角する。
【０１６１】
ここで、吸気ＶＴＣ３もデフォルトも最遅角になっており、吸気弁４の開時期（ＩＯ1）の遅角量がＥＣ1の遅角量を上回っており、ＩＯ1とＥＣ1との間のバルブオーバーラップＯ／Lの期間は小さく（ないしは0もしくはマイナス）なるのである。この小Ｏ／Ｌ期間により、第１実施形態と同様の触媒の初期温度上昇効果を得ることができる。
【０１６２】
次に、次の第２燃焼気筒（＃1気筒）は、第1実施形態と同様に、第1燃焼（初回燃焼）に較べて圧縮圧力がやや高く（有効圧縮比約５で筒内圧程度）、燃焼圧がやや大きくなっているものの不十分な状態にある。そのため、燃焼直後の排気弁５の閉時期は図1４に示すようにＥＯ1を維持する。これにより、不十分な燃焼圧を動力として効率良くクランク軸に駆動トルクとして取り出し、さらにクランクシャフト０７の回転立ち上がりを早くできる。
【０１６３】
そして、クランク総回転角θが３６０°と５４０°との中程にあるθ２（第４燃焼気筒のＩＣ1の直後）に達すると、排気ＶＴＣ２、吸気ＶＴＣ３が共に中間位相に切り換える信号を送る。それに基づき、排気弁５の閉時期はＥＣ２に進角され、吸気弁４の開時期はＩＯ２、閉時期はＩＣ２に進角される。したがって、この第２燃焼気筒については、排気弁開時期ＥＯ1のままで閉時期はＥＣ２になったことになる。
【０１６４】
この排気弁５の閉時期がＥＣ２に遅角されたことにより、次の吸気弁４の開時期ＩＯ２との間に中程度のバルブオーバーラップＯ／Ｌ期間ができる。これにより、排気行程の最後のあたりでピストン０３が掻き上げて排出する高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系のある程度吐き戻すことができる。これによって、次の燃焼（第6燃焼）でこの高濃度ＨＣを再燃焼させることで、ＨＣの排出量を抑制できる。
【０１６５】
一方、この中程度のバルブオーバーラップＯ／Ｌ期間により、触媒に流れる排気ガスの絶対量はやや低下するが、初回燃焼による触媒の初期暖機効果があり、前述の高濃度ＨＣの低減効果と相俟って排気ガスのエミッションを浄化することができる。ここでは中程度のバルブオーバーラップＯ／Ｌ期間としているが、ＥＣ1、ＩＯ1のままとし小Ｏ／Ｌ期間を継続し、触媒に流れる排気ガスの絶対量を増加し、初期暖機効果をさらに高めても良い。
【０１６６】
次に第３燃焼気筒（＃３気筒）については、第1燃焼・第２燃焼より、高い筒内圧になり、また排気ガス量も増加する。したがって、クランクシャフト０７の駆動トルクも高められるので、排気弁５の開時期はＥＯ２とやや早め、燃焼温度がまだ高い状態で大量の排気ガスを触媒に送る。これにより、触媒をさらに加熱し活性を高め、もって、第３燃焼により増加した排気ガス量（エミッション量）を効率的に浄化できる。
【０１６７】
ここで、排気弁開時期がＥＯ２に変化しているのは、前述のθ２の段階で排気ＶＴＣ２に中間位相の切り替え信号が出力されたためである。
【０１６８】
さらに、θがθ３（第1燃焼気筒のＩＣ２の直後）になると、さらに排気ＶＴＣ２・吸気ＶＴＣ３に最進角への変換信号が出力される。これにより、排気弁開時期はＥＯ２のまま閉時期はＥＣ３まで遅角され、吸気弁４の開閉時期は開時期ＩＯ３と閉時期ＩＣ３まで遅角される。これにより、第３燃焼後のＯ／Ｌは、ＥＣ３とＩＯ３との間のバルブオーバーラップＯ／Ｌは大期間となる。
【０１６９】
したがって、第３燃焼による大量の排気ガスから排気行程末期に排出される高濃度のＨＣを、この大Ｏ／Ｌにより効率に吸気系に戻し、再度燃焼させる（第7燃焼）ことによって、機関から触媒に排出されるＨＣエミッション量を低減できる。これと前述の排気弁５の開時期進角（ＥＯ２）による触媒活性化と相まって、十分エミッションを低減できる。また、第1実施形態と同様の燃費効果が得られる。
【０１７０】
次に第４燃焼気筒（＃４気筒）について説明する。
【０１７１】
機関が停止しているθ９０°付近では、排気行程途中になっている。機関が回転し始めると、ピストン０３が上死点（ＴＤＣ）に向け上昇し筒内にある空気を、排気弁を介して排気系に排出し、その後、ピストン０３がＴＤＣから下降すると吸気弁４から空気を吸い込む。ここで、ＴＤＣ付近からフルストロ−クで、空気を最大限吸い込むことができる。
【０１７２】
したがって、第３燃焼気筒以上に大量の空気を吸い込め、またフルストロ−クで圧縮できるので、燃焼圧と排気ガス量も一層増加する。
【０１７３】
ここで吸排気弁４，５の開閉タイミングであるが、θ３より後であり、それぞれ最進角位置ＥＯ３、ＥＣ３、ＩＯ３，ＩＣ３となっている。すなわち、排気弁５の閉時期がＥＯ３と充分進角しているので、温度の高い排気ガスを多量に触媒に送り込め、一層の触媒活性化が図れる。また、第３燃焼気筒と同様、大Ｏ／Ｌ期間となっているので、第４燃焼による大量の排気ガスから排気行程末期に排出される高濃度ＨＣを、この大Ｏ／Ｌにより効率に吸気系に戻し、再度燃焼させる（第８燃焼）ことで機関から触媒に排出されるＨＣエミッション量を低減できる。これと前述の排気弁５の開時期進角（ＥＯ３）による触媒活性化と相まって、十分に排気エミッション性能を向上させることができる。また、燃費効果は第1実施形態と同様である。
【０１７４】
また、排気弁５の開時期が、第３燃焼でＥＯ２、第４燃焼でＥＯ３と遅角することによって、前述の効果に加えて、燃焼始動による迅速始動の後行程で機関回転が吹き上がるのを、早めに排気弁５を開き燃焼ガスを逃がすことで抑制できるのは第1実施形態と同様である。
【０１７５】
さらに、第２燃焼以降、バルブオーバーラップＯ／Lを中から大へと拡大していく。これにより、各燃焼気筒の次の燃焼、すなわち、第６燃焼以降において、吸入空気中の燃焼ガス比率が高まるので燃焼トルクを抑えて機関回転が吹き上がるのを防止できるのも第1実施形態と同様である。
【０１７６】
以上の効果は前記図１１に示す内容と同じである。
【０１７７】
さらに、第４燃焼気筒における燃焼直前の吸気弁閉時期を図１４に示すように、最遅角となっているので、過度の空気を吸い込むことが抑制され、機関回転吹き上がりを第1実施形態以上に抑制することもできる。逆に第５燃焼以降は、ＩＣ２，ＩＣ３と下死点に近づいていくので、吹き上がり防止をしつつも、空気充填効率を高めて完爆性能を向上させることができる。
【０１７８】
図１５は本実施形態におけるコントローラ２２による始動制御のフローチャートを示している。
【０１７９】
ステップ２１では、機関停止時における排気弁５の開閉タイミングが排気ＶＴＣ２によってデフォルト位置、つまりコイルスプリング５５，５６のばね力によってＥＯ１／ＥＣ１に保持されていると共に、吸気弁４の開閉タイミングが吸気ＶＴＣ３のコイルスプリングによってＩＯ１／ＩＣ１に保持されている。
【０１８０】
次に、ステップ２２では、始動条件かどうか判断し、ＮＯならそのままリターンするが、ＹＥＳならステップ２３に移行し、ここで燃焼自力始動条件か判断をする。つまり、例えば、機関温度Ｔが所定温度以下（冷機時）であればＮＯが選択されてステップ３５に移行して駆動モ−タ０９主体の通常始動が選ばれるが、所定温度を超えていれば、ＹＥＳとなり燃焼自力始動が選択されてステップ２４に移行する。
【０１８１】
このステップ２４では、膨張行程気筒すなわち第1燃焼気筒を、クランク角センサなどより検出し、同気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）を基準としたクランク総回転角θを検出する。
【０１８２】
そして、ステップ２５で、前記θが９０°付近の所定範囲θ１（例えば６０°〜１２０°）内にあるかどうか確認する。ＮＯならば、信頼性の高い燃焼自力始動は困難と判断し、ステップ３５へ移行して前記駆動モ−タ０９主体の通常始動が選択される。一方、ＹＥＳなら、ステップ２６へ移行して、具体的な燃焼自力始動制御が開始される。
【０１８３】
排気ＶＴＣ２は予めＥＯ1／ＥＣ1（最遅角）に、吸気ＶＴＣ３は予めＩＯ1／ＩＣ1（最遅角）に機械的に保持されているが、回転し始めると負荷変動などでずれる可能性もあるので、排気ＶＴＣ２によって排気弁５開閉時期をＥＯ1／ＥＣ1に制御する信号、吸気ＶＴＣ３によって吸気弁４開閉時期をＩＯ1／ＩＣ1に制御する信号を出力する。そして、第1燃焼気筒（＃２気筒）への筒内燃料噴射と点火を行う。これにより、第1燃焼気筒において、前述のような排気弁５の開時期遅角（ＥＯ1）によるクランクシャフト０７の回転上昇を得ることができる。
【０１８４】
第1燃焼気筒では、Ｏ／Ｌ小（ＥＣ1進角）による触媒の初期温度上昇の促進効果（前述）を得ることができる。
【０１８５】
そして、ステップ２７で前記θを検出し、ステップ２８でθがθ２に達したか否かを判断し、達しない場合は戻るが、達したと判断した場合は、ステップ２９で排気ＶＴＣ２及び吸気ＶＴＣ３を中間位相（ＥＯ２／ＥＣ２、ＩＯ２／ＩＣ２）に制御する。この結果、第２燃焼気筒における燃焼後のＯ／Ｌがやや拡大し、これにより、燃焼ガス量がやや増大するのに伴い排気行程の最後のあたりで排出する高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系の吐き戻すことができるので、ＨＣの排出量を抑制できる。
【０１８６】
ここで、排気弁５の開時期時点ではまだ最遅角であるので、排気弁５の開時期はＥＯ1のままで、これにより第1燃焼気筒と同様のクランクシャフト０７の回転上昇も得られる。
【０１８７】
さらに、ステップ３０で前記θを検出し、ステップ３１でθがθ３に達したか否かを判断し、達したと判断した場合は、ステップ３２において、排気ＶＴＣ２によって排気弁５の開閉時期を最進角（ＥＯ３／ＥＣ３）に、吸気ＶＴＣ３によって吸気弁４の開閉時期も最進角（ＩＯ３／ＩＣ３）に制御する。
【０１８８】
この結果、第３燃焼気筒における燃焼後のバルブオーバーラップＯ／Ｌがさらに拡大し、これにより、燃焼ガス量がさらに増大するのに伴い排気行程の最後のあたりで排出する高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系の吐き戻すことができるので、ＨＣの排出量を抑制できる。
【０１８９】
ここで、排気弁５の開時期時点ではまだ中間位相であるので、排気弁５の開時期はやや進んだＥＯ２であるが、これにより、燃焼温度がまだ高い状態で大量の排気ガスを触媒に送る。これにより、触媒をさらに加熱し活性化が高められて、第３燃焼により増加した排気ガス量（エミッション量）を効率的に浄化できると共に、第1実施形態と同様の燃費効果が得られる。
【０１９０】
第４燃焼気筒については、第３燃焼気筒と同様の大Ｏ／Ｌであり、一層の大量燃焼ガスから発生する高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系の吐き戻すことで、ＨＣエミッション排出を抑制できる。
【０１９１】
ここで、排気弁５の開時期は大きく進んだＥＯ３であるが、これにより、燃焼温度がさらに高い状態で一層の大量の排気ガスを触媒に送る。これにより、触媒をさらに加熱し活性を高め、もって、第４燃焼により一層増加した排気ガス量（エミッション量）を効率的に浄化できると共に、第1実施形態と同様の燃費効果が得られる。
【０１９２】
さらに、ステップ３３で前記θを検出し、ステップ３４でθがθ４に達したか否かを判断し、達したと判断した場合は、機関の暖機が終了したと判断して始動制御を終了する。
【０１９３】
その後は、運転条件に応じた排気ＶＴＣ２、吸気ＶＴＣ３の各作動マップに基づき、最遅角から最進角にわたり各々制御される。
【０１９４】
以上のように、燃焼自力始動を活用した、機関回転の立ち上がりが早い低エミッションで低燃費の始動をできるのである。ここで、機関回転の立ち上がりが早いと述べたが、過度に速くなり機関回転が吹き上がる現象は、前述のように、ＩＶＣ遅角制御、後半のＥＶＯ進角制御、Ｏ／L増大制御により抑制されるのである。
【０１９５】
なお、ステップ２３、２５において、燃焼自力始動ではなく通常始動が選択された場合は、ステップ３５に移行して、前記駆動モ−タ０９でクランキングを開始する。そして、ステップ３６では、標準的な中間位相、すなわち通常的なＥＯ２、ＥＣ２、ＩＯ２，ＩＣ２に変換され、燃料噴射及び点火制御が開始されるのである。
【０１９６】
この場合クランク軸の回転は、駆動モータ０９によって行うので、回転立ち上がりが遅く、そのため最進角（ＥＯ３、ＥＣ３、ＩＯ３、ＩＣ３）に変換してしまうと、回転が充分には立ち上がっていない状態で、排気弁開時期の大きな進角（ＥＯ３）による機関トルク低下、大きなＯ／Ｌ期間による筒内への過大残留ガス取り込みが生じ、それにより、機関燃焼不安定や機関スト−ル（回転落ち）が生じてしまうので、最進角でなく、標準的な中間位相に変換されるのである。逆に言えば、燃焼自力始動とし前述の燃焼自力始動制御を行えば、回転立ち上がりが早いので、後期燃焼気筒において最進角（ＥＯ３、ＥＣ３、ＩＯ３，ＩＣ３）を使うことができるので、充分な触媒暖機と、高濃度ＨＣを排気系ではなく吸気系の吐き戻すことでＨＣエミッション排出を抑制し、もって低エミッション効果も得ることができるのである。また、第1実施形態と同様の燃費効果も得られる。
【０１９７】
再び、通常始動部のフローチャートに戻るが、ステップ３７〜４１は先の図１２のステップ１７〜２１と同じであるから、説明は省略する。
【０１９８】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものでなく、本発明の主旨である始動制御時における排気弁５の開時期変化制御、バルブオーバーラップ変化制御から逸脱しない範囲であれば、どんな可変動弁装置であってもよい。例えば、前述のＶＴＣは油圧駆動ではなく、電動としてもよい。こうすれば、始動初期における応答性を高められ、より迅速な始動が可能になる。また、期間が停止している状態で変換できるので、始動初期のバルブタイミングの精度を高められる。
【０１９９】
また本発明は、通常の自動車用機関に限らず、ハイブリッド用機関に適用されても良い。その場合、電動モ−タの走行からの機関始動を伴う急加速の際、燃焼自力始動によって電動モ−タのクランキング負荷を低減し、機関始動に伴う車両駆動トルクの過渡的な落ち込みのない一層の加速性を実現できる。
【０２００】
また、本実施形態は、４気筒機関でクランク停止位置制御を用いないものについて述べたが、図1に示す駆動モ−タ０９などをクランク停止位置制御手段として用い、停止位置のθを９０°付近に精度良く制御すれば、始動性がより安定する。また、４気筒でなくても良く、例えば３気筒であれば、気筒インタ−バルが１８０°でなく２４０°に拡大するので、図９における停止位置θは９０°付近から１２０°付近へシフトさせる。あるいは、４気筒と同様に停止位置θが９０°付近になるように、クランク停止位置制御手段を制御してもよい。このやり方は２気筒機関にも適用できる。すなわち、２気筒以上であれば、気筒数によらず本発明は適用可能である。
【０２０１】
また、排気弁の開閉時期などのバルブタイミングはまさしく開始点、終了点そのものでも良いが、リフト開始部と終了部に微小リフトのランプ区間が設定されており、それを除外した点としても良い。後者の場合は、実質的な吸入開始点、終了点を意味するので、より効果を高めることができる。
【０２０２】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕請求項１に記載の内燃機関のコントローラであって、
前記第１気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁閉時期をピストン上死点に近づくように制御することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
【０２０３】
この発明によれば、排気弁と吸気弁のオーバーラップが小さくなるので、排気ガスの吸気側への吹き返しがなくなり、触媒を効率的に初期加熱できる。
〔請求項ｂ〕請求項ａに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第１気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップを零またはマイナスとすることを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｃ〕請求項１に記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第１気筒の直後に燃焼を行う第２気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁開時期を前記第１気筒と同様にピストン下死点に近づけることを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｄ〕請求項ｃに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第２気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間を、前記第１気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間よりも大きくするように制御することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｅ〕請求項ｄに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第２気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁作動角を、前記第１気筒の排気弁作動角よりも大きくしたことを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｆ〕請求項ｄに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第２気筒の後に燃焼を行う第３気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁開時期を、ピストン下死点より早めるように制御することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｇ〕請求項ｄに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第２気筒の後に燃焼を行う第３気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間を、前記第２気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間よりも大きくするように制御することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｈ〕請求項ｇに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第３気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁作動角を、前記第２気筒の排気弁作動角より大きくしたことを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｉ〕請求項ｇに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第３気筒の後に燃焼を行う第４気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁開時期を、前記第３気筒の、燃焼後訪れる最初の排気弁時期より早めるように制御することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｊ〕請求項ｉに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
前記第４気筒の、燃焼後に訪れる最初の排気弁作動角を、前記第３気筒の排気弁作動角より大きくしたことを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｋ〕請求項ｅとｈまたはｊのいずれか一項に記載の可変動弁装置のコントローラであって、
排気弁作動角の拡大は、排気弁が開弁してから閉弁するまでの間に行われることを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｌ〕請求項１に記載の可変動弁装置のコントローラであって、
内燃機関の停止時に、最初に燃焼を行う第１気筒の、最初の排気弁開時期をピストン下死点に近づくように制御することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｍ〕請求項ｌに記載の可変動弁装置のコントローラであって、
内燃機関の停止時に、最初に燃焼を行う第１気筒の、最初の排気弁開時期をピストン下死点に近づくように制御することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｎ〕請求項１に記載の可変動弁装置のコントローラであって、
内燃機関の温度が所定以下である場合には、排気弁の制御を中止することを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｏ〕請求項１に記載の可変動弁装置のコントローラであって、
少なくとも吸気弁開時期を制御することにより、前記第１気筒の後に燃焼を行う所定気筒の、前記燃焼後に訪れる最初の排気弁と吸気弁のオーバーラップ期間を可変させることを特徴とする可変動弁装置のコントローラ。
〔請求項ｐ〕請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
燃料を燃焼室に直接噴射して着火することによって始動させる内燃機関に適用したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
〔請求項ｑ〕請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
内燃機関の停止時に、前記第１気筒の排気弁開時期がピストン下死点に近づき、前記第１気筒の排気弁閉時期がピストンの上死点に近づく位置に安定して保持されるように構成したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０２０４】
この発明によれば、機関停止時に排気弁の開閉時期を再始動に適した位置にデフォルトしたことから、再始動性が向上する。
〔請求項ｒ〕請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
運転者の意思によらず機関を停止及び始動する内燃機関に適用されることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０２０５】
この発明は、アイドリングストップ車やいわゆるハイブリット車に適用したものである。
〔請求項ｓ〕請求項３に記載の内燃機関の可変動弁装置であって、
機関停止時にも排気弁特性を可変にできることを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【符号の説明】
【０２０６】
１…排気ＶＥＬ
２…排気ＶＴＣ
３…吸気ＶＴＣ
４…吸気弁
５…排気弁
６…駆動軸
２０…電動モータ
２２…コントローラ
３０…コイルスプリング
３１・６０…タイミングスプロケット
３２…ベーン部材
４１…進角側油圧室
４２…遅角側油圧室
５５，５６…コイルスプリング
５９…吸気カムシャフト
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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