(57)【要約】【課題】内燃機関の始動時において、その始動にかかる各状況に適したバルブタイミングで吸気バルブを開閉させ、機関始動性の向上を図ることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供する。【解決手段】バルブタイミング制御装置は、エンジンに設けられた吸気バルブのバルブタイミングを所定の調整範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、通電により作動して可変バルブタイミング機構を駆動する電動モータと、可変バルブタイミング機構による吸気バルブのエンジン始動時におけるバルブタイミングがエンジンの運転状態に応じた目標バルブタイミングとなるように電動モータを制御する電子制御装置とを備える。電子制御装置は、エンジンの始動開始（起動）に際し、機関温度が極低温域にあるとき、吸気バルブが上記調整範囲における最遅角の近傍で閉弁するバルブタイミングを、目標バルブタイミングとして設定する（ステップ２００，５００）。【選択図】      図４
2007056839.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に設けられた吸気バルブのバルブタイミングを所定の調整範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、
通電により作動して前記可変バルブタイミング機構を駆動する電動アクチュエータと、
前記可変バルブタイミング機構による前記吸気バルブの機関始動時におけるバルブタイミングが前記内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングとなるように前記電動アクチュエータを制御する制御手段と
を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の始動開始に際し、機関温度が極低温域にあるとき、前記吸気バルブが前記調整範囲における最遅角の近傍で閉弁するタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記内燃機関の始動が開始されて、機関出力軸が所定回回転すると、前記吸気バルブが前記調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定する請求項１に記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項３】
内燃機関に設けられた吸気バルブのバルブタイミングを所定の調整範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、
通電により作動して前記可変バルブタイミング機構を駆動する電動アクチュエータと、
前記可変バルブタイミング機構による前記吸気バルブの機関始動時におけるバルブタイミングが前記内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングとなるように前記電動アクチュエータを制御する制御手段と
を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の始動開始に際し、機関温度が冷間域にあるとき、吸気バルブが前記調整範囲における最遅角及び吸気下死点間で閉弁するタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項４】
内燃機関に設けられた吸気バルブのバルブタイミングを所定の調整範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、
通電により作動して前記可変バルブタイミング機構を駆動する電動アクチュエータと、
前記可変バルブタイミング機構による前記吸気バルブの機関始動時におけるバルブタイミングが前記内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングとなるように前記電動アクチュエータを制御する制御手段と
を備える内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、
前記制御手段は、前記内燃機関の始動開始に際し、前回の運転時間が短時間であるとき、吸気バルブが前記調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定することを特徴とする内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記内燃機関の機関回転速度がアイドル回転速度に達した後、前記吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップが小さくなるタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定する請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関のバルブタイミング制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に設けられた吸気バルブの開閉時期（バルブタイミング）を可変制御する内燃機関のバルブタイミング制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な内燃機関では、クランクシャフトの回転がカムシャフトに伝達され、そのカムシャフトのカムにより吸・排気バルブ（機関バルブ）が周期的に押下げられて往復動し、吸・排気通路を開閉する。このタイプの内燃機関では、クランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相が常に一定であり、吸・排気バルブの開閉時期（バルブタイミング）が機関運転状態に拘らず一定である。これに対し、近年では、機関出力の向上、エミッションの改善等を意図してカムシャフトに可変バルブタイミング機構を設けることが行われるようになってきている。この機構によれば、カムシャフトをクランクシャフトに対し相対回転させ、機関バルブを機関運転状態に応じたバルブタイミングにて開閉させることができる。
【０００３】
上記可変バルブタイミング機構としては、内燃機関のオイルによって駆動されるタイプが一般的である（例えば、特許文献１参照）。このタイプでは、可変バルブタイミング機構に進角側油圧室及び遅角側油圧室が設けられている。そして、クランクシャフトの回転に伴って駆動される機械式オイルポンプから、これらの油圧室にオイルが供給されたり、その油圧室内のオイルが排出されてオイルパンに戻されたりすることで各油圧室の油圧が調整される。両油圧室の油圧がバランスするようにカムシャフトがクランクシャフトに対し相対回転し、もって機関バルブのバルブタイミングが調整される。
【０００４】
また、上記油圧に代え、電動モータ等の電動アクチュエータによって駆動されるタイプの可変バルブタイミング機構も提案されている。
【特許文献１】特開平１１−３０１３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、内燃機関の始動時には、その始動にかかる状況がクランキング、初爆、完爆、連爆、アイドル（ファーストアイドル）といった順に変化していき、それに伴い機関回転速度も変化（上昇）していく。また、上述した始動にかかる状況の内容は、内燃機関の温度（水温等）や前回の内燃機関の運転時間等によって異なる場合がある。一方、こうした状況は吸気バルブのバルブタイミングの影響を受けやすい。従って、始動時間を短縮して機関始動性の向上を図る観点からは、それぞれの状況に合わせた最適なバルブタイミングにて吸気バルブを開閉させることが望ましい。
【０００６】
しかしながら、極低温や冷間での機関始動時には機関オイルの粘度が通常時よりも高くなっている。そのため、油圧によって可変バルブタイミング機構を駆動するタイプでは、機関温度によっては適切に作動しないことがあり、上述した始動にかかる各状況に適したバルブタイミングにて吸気バルブを開閉させることがそもそも困難である。
【０００７】
これに対し、電動アクチュエータによって可変バルブタイミング機構を駆動するタイプでは、作動に際し機関オイルの粘度等の特性の影響を受けにくい。そのため、上記油圧によって駆動するタイプとは異なり、始動にかかる各状況に適したバルブタイミングにて吸気バルブを開閉させることが可能である。しかし、機関始動時の各状況についてどのようなバルブタイミングにて吸気バルブを開閉させるかについて考慮されていない。その結果、各状況に適したバルブタイミングで吸気バルブを開閉させることができず、機関始動性の向上が十分に図られていないのが実情である。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、内燃機関の始動時において、その始動にかかる各状況に適したバルブタイミングで吸気バルブを開閉させ、機関始動性の向上を図ることのできる内燃機関のバルブタイミング制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明では、内燃機関に設けられた吸気バルブのバルブタイミングを所定の調整範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、通電により作動して前記可変バルブタイミング機構を駆動する電動アクチュエータと、前記可変バルブタイミング機構による前記吸気バルブの機関始動時におけるバルブタイミングが前記内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングとなるように前記電動アクチュエータを制御する制御手段とを備える内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関の始動開始に際し、機関温度が極低温域にあるとき、前記吸気バルブが前記調整範囲における最遅角の近傍で閉弁するタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定するものであるとする。
【００１０】
ここで、一般に、停止している内燃機関を始動開始させる際には、機関オイル等によるフリクションに打勝ち、かつ気筒内の空気又は混合気（以下、気体という）を圧縮させながらピストンを上昇させることのできる大きさのトルクが必要となる。特に、機関温度が極低温域にあるときには、機関オイルの粘度が高くフリクションが大きいことから、内燃機関の始動開始に非常に大きなトルクが必要となる。
【００１１】
この点、請求項１に記載の発明では、内燃機関の始動開始に際し、機関温度が極低温域にあるとき、吸気バルブが調整範囲における最遅角の近傍で閉弁するタイミングが、目標バルブタイミングとして設定される。そして、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動アクチュエータが制御される。この制御により、吸気バルブが最遅角の近傍で閉弁すると、吸気バルブが吸気下死点後も遅くまで開弁していることとなり、吸気行程で気筒内に吸入された気体の多くがピストンの上昇に伴い圧縮されず吸気通路側に戻される。そのため、圧縮される気体の量が少なくなり、気体を圧縮させながらピストンを上昇させるのに必要なトルクが小さくてすむ。従って、極低温域では機関オイル等のフリクションが大きいものの、小さなトルクでも内燃機関の始動を開始させることができ、機関始動性が向上する。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記制御手段は、前記内燃機関の始動が開始されて、前記機関出力軸が所定回回転すると、前記吸気バルブが前記調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定するものであるとする。
【００１３】
ここで、内燃機関の始動が開始されて機関出力軸が一旦回転し始めると、その後は比較的小さなトルクであっても機関出力軸は回転する。従って、機関出力軸が一旦回転し始めた後は、上述した始動開始時のタイミングで吸気バルブを閉弁させるよりもむしろ燃焼のために気体を圧縮させることが重要である。
【００１４】
この点、請求項２に記載の発明では、機関出力軸が所定回回転すると、吸気バルブが調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングが目標バルブタイミングとして設定される。そして、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動アクチュエータが制御される。この制御により吸気バルブが上記のタイミングで閉弁すると、ピストンが上昇する圧縮行程の初期から吸気バルブが閉弁されていることとなり、気筒内から吸気通路側へ戻される気体の量が少なくなる。多くの気体が圧縮され、筒内圧が高められて混合気の燃焼しやすい状況が作り出される。そのため、点火等により混合気が着火、燃焼され、内燃機関の始動が開始されるとともに、機関回転速度が上昇していく。
【００１５】
請求項３に記載の発明では、内燃機関に設けられた吸気バルブのバルブタイミングを所定の調整範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、通電により作動して前記可変バルブタイミング機構を駆動する電動アクチュエータと、前記可変バルブタイミング機構による前記吸気バルブの機関始動時におけるバルブタイミングが前記内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングとなるように前記電動アクチュエータを制御する制御手段とを備える内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関の始動開始に際し、機関温度が冷間域にあるとき、吸気バルブが前記調整範囲における最遅角及び吸気下死点間で閉弁するタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定するものであるとする。
【００１６】
ここで、機関温度が冷間域にあるときには、極低温域にあるときよりも機関オイルの粘度が低くフリクションが小さく、極低温域よりも小さなトルクであっても内燃機関の始動を開始させることが可能である。また、冷間域では極低温域よりも燃焼室内の温度が高く混合気が燃焼しやすい。これらのことから、始動開始に際しては、気筒内の気体を吸気バルブを通じて吸気側へ戻すよりも、内燃機関の始動開始時から気体を確実に圧縮させて混合気が燃焼しやすい状況を作り出すことが、内燃機関の始動時間を短縮するうえで好ましい。
【００１７】
この点、請求項３に記載の発明では、内燃機関の始動開始に際し、機関温度が冷間域にあるとき、吸気バルブが調整範囲における最遅角及び吸気下死点間で閉弁するタイミングが、目標バルブタイミングとして設定される。そして、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動アクチュエータが制御される。この制御に応じ吸気バルブが最遅角及び吸気下死点間で閉弁すると、圧縮行程においてピストンが上昇する途中から吸気バルブが閉弁されることとなり、ピストンの上昇に伴い気筒内から吸気バルブを通じて吸気通路側へ戻される気体の量が少なくなる。多くの量の気体が圧縮され、筒内圧が高められる。そのため、混合気が確実に燃焼されて、内燃機関の始動が開始されるとともに、機関回転速度が上昇していくこととなり、機関始動性が向上する。
【００１８】
また、上述した極低温域とは異なり、吸気バルブを最遅角の近傍で閉じる期間を設けることなく内燃機関の始動が開始されるため、その期間が不要になる分、より短い時間で始動が行われることとなり、この点においても機関始動性が向上する。
【００１９】
請求項４に記載の発明では、内燃機関に設けられた吸気バルブのバルブタイミングを所定の調整範囲内で調整する可変バルブタイミング機構と、通電により作動して前記可変バルブタイミング機構を駆動する電動アクチュエータと、前記可変バルブタイミング機構による吸気バルブの機関始動時におけるバルブタイミングが前記内燃機関の運転状態に応じた目標バルブタイミングとなるように前記電動アクチュエータを制御する制御手段とを備える内燃機関のバルブタイミング制御装置であって、前記制御手段は、前記内燃機関の始動開始に際し、前回の運転時間が短時間であるとき、吸気バルブが前記調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定するものであるとする。
【００２０】
ここで、一般に内燃機関の燃焼室には、混合気の燃焼に伴い生成したカーボン等の燃焼生成物が付着する。この燃焼生成物は、内燃機関の始動時に噴射された燃料によって膨潤する。その後、燃焼を継続すると、上記の膨潤した燃焼生成物は乾燥して剥離していく。しかし、燃焼を継続せずに内燃機関の運転を始動後短時間で停止すると、膨潤後に乾燥した燃焼生成物が剥がれやすい状態で燃焼室内に留まる。この状態で内燃機関の始動を開始すると、多くの量の燃焼生成物が一時的に吸・排気バルブと吸・排気通路との間に噛み込み、この噛み混みにより生じた隙間を通じて気筒内の気体が漏れ出る。その結果、吸気バルブの閉弁時期によっては十分な量の気体が圧縮されず筒内圧が十分に高くならないおそれがある。
【００２１】
この点、請求項４に記載の発明では、内燃機関の始動開始に際し、前回の運転時間が短時間であるとき、吸気バルブが調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングが、目標バルブタイミングとして設定される。そして、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動アクチュエータが制御される。この制御に応じ、吸気バルブが吸気下死点の近傍で閉弁すると、これよりも遅く吸気バルブが閉弁される場合よりも多くの量の気体が圧縮されて筒内圧が高くなる。その結果、気筒内は混合気が燃焼しやすい状況となる。従って、点火等により、混合気が着火、燃焼されて、内燃機関の始動が開始されるとともに、機関回転速度が上昇していき、機関始動性が向上する。
【００２２】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれか１つに記載の発明において、前記制御手段は、前記内燃機関の機関回転速度がアイドル回転速度に達した後、前記吸気バルブと排気バルブとのバルブオーバラップが小さくなるタイミングを前記目標バルブタイミングとして設定するものであるとする。
【００２３】
上記の構成によれば、機関回転速度がアイドル回転速度に達すると、吸・排気バルブのバルブオーバラップが小さくなるタイミングが目標バルブタイミングとして設定される。そして、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動アクチュエータが制御される。この制御に応じ吸気バルブが上記タイミングで開閉すると、吸・排気バルブのバルブオーバラップが小さく、吸気バルブを通じ吸気通路側へ吹き返される排気の量が抑えられ、燃焼が安定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１に示すように、車両には、内燃機関としてガソリンエンジン（以下、単にエンジンという）１１が搭載されている。エンジン１１の各気筒（シリンダ）１２にはピストン１３が往復動可能に収容されている。
【００２５】
気筒１２毎の燃焼室１４には、スロットルバルブ１５、サージタンク１６、吸気マニホルド１７等を有する吸気通路１８が接続されている。エンジン１１の外部の空気は、吸気通路１８の各部を順に通過して燃焼室１４に吸入される。スロットルバルブ１５は吸気通路１８の途中に回動可能に設けられており、電動モータ等からなるスロットル用のアクチュエータ１９によって駆動される。アクチュエータ１９は、運転者によるアクセルペダル２１の踏込み操作等に応じて作動し、スロットルバルブ１５を回動させる。吸気通路１８を流れる空気の量（吸入空気量）は、スロットルバルブ１５の回動角度（スロットル開度）に応じて変化する。
【００２６】
また、燃焼室１４には、排気マニホルド２２、触媒コンバータ２３等を有する排気通路２４が接続されている。燃焼室１４で生じた燃焼ガスは、排気通路２４の各部を順に通ってエンジン１１の外部へ排出される。
【００２７】
エンジン１１には、吸気通路１８の各気筒１２における開口部を開閉する吸気バルブ２５と、排気通路２４の各気筒１２における開口部を開閉する排気バルブ２６とが設けられている。これらの吸・排気バルブ２５，２６はバルブスプリング２７によって、上記開口部を閉じる方向（閉弁方向）である上方へ常に付勢されている。
【００２８】
吸気バルブ２５の略上方には吸気カムシャフト２８が設けられ、また排気バルブ２６の略上方には排気カムシャフト２９が設けられている。これらの吸・排気カムシャフト２８，２９には、エンジン１１の出力軸（機関出力軸）であるクランクシャフト３１の回転が伝達される。この伝達により吸・排気カムシャフト２８，２９が回転し、バルブスプリング２７に抗して吸・排気バルブ２５，２６を押下げる。これらの押下げにより、吸・排気通路１８，２４の気筒１２における各開口部が開放される。
【００２９】
吸気通路１８には、燃焼室１４側へ燃料を噴射する燃料噴射弁３２が各気筒１２に対応して取付けられている。この燃料噴射弁３２から噴射された燃料は、吸気通路１８を通る吸入空気と混ざり合って混合気となる。
【００３０】
エンジン１１には、点火プラグ３３が気筒１２毎に取付けられている。各点火プラグ３３は、イグナイタ３４からの点火信号に基づいて作動する。点火プラグ３３には、点火コイル３５から出力される高電圧が印加される。そして、前記混合気は点火プラグ３３の火花放電によって着火され、燃焼する。このときに生じた高温高圧の燃焼ガスによりピストン１３が往復動される。ピストン１３の往復運動は、コネクティングロッド３６によって回転運動に変換された後、クランクシャフト３１に伝達される。この伝達によりクランクシャフト３１が回転されて、エンジン１１の駆動力（出力トルク）が得られる。
【００３１】
さらに、エンジン１１には、その始動時にクランキングによってクランクシャフト３１に回転力を付与するためのスタータ３７が設けられている。
上記エンジン１１では、空気が燃焼室１４内に吸入されて燃焼ガスが排出されるまでの期間、すなわち１サイクルの間に、ピストン１３が２往復してクランクシャフト３１が２回転する。このサイクルは、周知のように、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の４つの行程からなる。各行程では、基本的には次のような動作が行われる。
【００３２】
吸気行程では、排気バルブ２６が閉弁されるとともに吸気バルブ２５が開弁され、かつ燃料噴射弁３２から吸気通路１８内に燃料が噴射される。ピストン１３の下降に伴う燃焼室１４内の圧力（筒内圧）の低下によって、吸気通路１８内の空気と燃料とが混ざり合った状態で燃焼室１４内に吸入される。圧縮行程では、排気バルブ２６に加えて吸気バルブ２５が閉弁される。このため、ピストン１３の上昇に伴って筒内圧が上昇し、混合気が昇圧、昇温される。
【００３３】
膨張行程では、点火プラグ３３により点火が行われ、上記混合気が着火、燃焼される。この燃焼によってピストン１３には下向きの力が付与され、同ピストン１３が下降運動する。排気行程では排気バルブ２６が開弁される。このため、燃焼室１４内で発生した排気がピストン１３の上昇に伴い排気通路２４へ排出される。
【００３４】
エンジン１１には、可変バルブタイミング機構３８と、これを駆動する電動アクチュエータとしての電動モータ３９とが設けられている。可変バルブタイミング機構３８は、クランクシャフト３１に対する吸気カムシャフト２８の相対回転位相を変化させることにより、その吸気バルブ２５のバルブタイミング（開閉タイミング）を、所定の範囲内でクランク角に対して連続的に調整するための機構である。クランク角はクランクシャフト３１の回転角であり、°ＣＡ（ＣＡはcrank angle の略称）にて表記される。なお、排気バルブ２６のバルブタイミングを調整するための可変バルブタイミング機構は設けられていない。
【００３５】
吸気バルブ２５のバルブタイミングは、例えば、図２に示すように吸気バルブ２５の開弁時期ＩＶＯ及び閉弁時期ＩＶＣで表すことができる。バルブタイミングは、吸気バルブ２５の開弁期間（開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＩＶＣまでの期間）が一定に保持された状態で進角又は遅角させられる。なお、図２中のＥＶＯ，ＥＶＣは排気バルブ２６の開弁時期及び閉弁時期である。そして、図２において二点鎖線で示すようにバルブタイミングが変化すると、吸気バルブ２５及び排気バルブ２６がともに開弁している期間（開弁時期ＩＶＯから閉弁時期ＥＶＣまでの期間）、すなわち両バルブ２５，２６の開弁期間についてのオーバラップ（以下、バルブオーバラップ（Ｏ／Ｌ）という）が変化する。ここで、排気バルブ２６のバルブタイミングが一定であることから、バルブオーバラップは吸気バルブ２５のバルブタイミングを最も遅角させたときに最小となり、同バルブタイミングを進角させるほど大きくなる。
【００３６】
さらに、図１に示すように、車両には、各部の状態を検出するセンサが種々取付けられている。これらのセンサとして、本実施形態ではクランク角センサ４１、カム角センサ４２、水温センサ４３、エアフロメータ４４、スロットルセンサ４５、アクセルセンサ４６、イグニション（ＩＧ）スイッチ４７等が用いられている。
【００３７】
クランク角センサ４１は、クランクシャフト３１が一定角度回転する毎にパルス状の信号を発生する。この信号は、クランクシャフト３１の回転角度であるクランク角や、単位時間当りのクランクシャフト３１の回転数であるエンジン回転速度（機関回転速度）ＮＥの算出等に用いられる。カム角センサ４２は、吸気カムシャフト２８の近傍に設けられて同カムシャフト２８の回転角度（カム角）を検出する。水温センサ４３はシリンダブロックに取付けられており、エンジン内部を流れるエンジン冷却水の温度（エンジン水温）を、エンジン１１の温度（機関温度）の相当値として検出する。エアフロメータ４４は、吸気通路１８を流れる空気の量（吸入空気量）を検出し、スロットルセンサ４５はスロットル開度を検出し、アクセルセンサ４６は運転者によるアクセルペダル２１の踏込み量を検出する。
【００３８】
イグニションスイッチ４７は、運転者により「オフ」、「アクセサリ」、「オン」及び「スタート」といった４つの切替え位置のいずれかに切替え操作され、そのときの切替え位置に対応した信号を出力する。エンジン１１の停止中に、イグニションスイッチ４７が「オフ」から「スタート」に切替え操作されると、その「スタート」に切替えられた時点でエンジン１１の始動指令がなされ、スタータ３７の駆動を通じてエンジン１１のクランキングが開始される。そして、クランキング中に、燃焼室１４への燃料及び空気の供給が行われた後、それら燃料及び空気の混合気への点火が行われることで、エンジン１１の自立運転が開始され、エンジン１１が始動されることとなる。
【００３９】
車両には、前記センサ４１〜４７等の各種信号に基づいて、エンジン１１等の各部を制御する電子制御装置５１が設けられている。電子制御装置５１はマイクロコンピュータを中心として構成されており、中央処理装置（ＣＰＵ）が、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）に記憶されている制御プログラム、初期データ、制御マップ等に従って演算処理を行い、その演算結果に基づいて各種制御を実行する。ＣＰＵによる演算結果は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）において一時的に記憶される。
【００４０】
電子制御装置５１による制御の１つに、吸気バルブ２５のバルブタイミング制御がある。この制御では、電子制御装置５１は、その時々のエンジン１１の運転状態に基づき、吸気バルブ２５のバルブタイミングについての制御目標として目標バルブタイミングを設定する。そして、クランク角センサ４１及びカム角センサ４２の各検出結果に基づき把握される吸気バルブ２５の実際のバルブタイミングが上記目標バルブタイミングとなるように、電動モータ３９に対する通電を制御する。この制御に応じた電動モータ３９の作動により可変バルブタイミング機構３８が駆動され、吸気バルブ２５のバルブタイミングがエンジン１１の運転状態に適したタイミングにて開閉される。
【００４１】
本実施形態では、上述したように、可変バルブタイミング機構３８を駆動するアクチュエータとして電動モータ３９を用いている。この電動モータ３９は、油圧を利用して同機構３８を駆動する場合とは異なり、オイルの粘度等、オイルの特性の影響を受けにくい。このことから、油圧によって可変バルブタイミング機構を駆動するものでは制御が困難であった状況下、例えば極低温域での始動時、であっても確実に可変バルブタイミング機構３８を駆動してバルブタイミングを調整することが可能である。
【００４２】
そこで、本実施形態では、電動モータ３９を用いることによる上記の利点を生かし、エンジン１１の始動に際し、始動性の向上に適した目標バルブタイミングを設定し、この目標バルブタイミングにて吸気バルブ２５が開閉するように電動モータ３９に対する通電を制御するようにしている。
【００４３】
なお、エンジン１１の始動は、「クランキング」、「初爆」、「完爆」、「連爆」、「アイドル（ファーストアイドル）」といった状況を順に経ることにより行われる。エンジン回転速度ＮＥは、これらの状況を経ることにより、例えば図３に示すように変化する。
【００４４】
図４のフローチャートは、エンジン１１の始動時における目標バルブタイミングを設定するためのルーチンを示しており、運転者による始動のための操作、例えばイグニションスイッチ４７が「オフ」から「スタート」への切替え操作が行われて、スタータ３７が作動し始めることを条件に実行される。
【００４５】
電子制御装置５１はまずステップ１００において、前回のエンジン１１の運転時間が予め設定された判定値Ａよりも長いかどうかを判定する。エンジン１１の運転時間としては、別途、カウンタによって積算された値を用いることができる。このカウンタは、エンジン１１の始動から停止までの期間において、一定時間が経過する毎にカウント動作するものであり、そのカウント値とカウント間隔（単位時間）とに基づき運転時間が求められる。また、判定値Ａとしては、例えば１分〜数分程度の比較的短い時間が用いられる。
【００４６】
上記ステップ１００の判定条件が満たされていると、すなわち、前回、エンジン１１が短時間運転されていない場合には、ステップ２００〜８００において、エンジン１１の温度領域に応じた目標バルブタイミングを設定する。エンジン１１の温度領域は、「極低温域」、「冷間域」、「常温域」、及び「高温域」の４つの領域からなる。「極低温域」は、エンジン水温が例えば−２０℃未満の温度領域であり、「冷間域」は、エンジン水温が例えば−２０℃以上、かつ１０℃未満の温度領域である。「常温域」は、エンジン水温が１０℃以上、かつ９５℃未満の領域であり、「高温域」は、エンジン水温が９５℃以上の温度領域である。なお、これらの数値は一例を示したものにすぎず、適宜変更可能である。
【００４７】
上記目標バルブタイミングの設定に際し、ステップ１００の判定条件が満たされていると、水温センサ４３によって検出されたエンジン水温を読込み、そのエンジン水温が上述した４つの温度領域のどの領域に属しているかどうかをステップ２００，３００，４００において判定する。例えば、ステップ２００では「極低温域」に属しているかどうかを判定し、ステップ３００では「冷間域」に属しているかどうかを判定し、ステップ４００では「常温域」に属しているかどうかを判定する。
【００４８】
そして、ステップ２００の判定条件が満たされていると、ステップ５００において極低温域用の目標バルブタイミングを設定する。また、ステップ３００の判定条件が満たされていると、ステップ６００において冷間域用の目標バルブタイミングを設定する。ステップ４００の判定条件が満たされていると、ステップ７００において常温域用の目標バルブタイミングを設定する。さらに、ステップ４００の判定条件が満たされていないと、すなわち極低温域でも冷間域でも常温域でもないと、ステップ８００において高温域用の目標バルブタイミングを設定する。このように温度領域毎に目標バルブタイミングを設定するのは、要求される目標バルブタイミングが温度領域毎に異なるためである。
【００４９】
一方、上記ステップ１００の判定条件が満たされていないと、すなわち、前回の運転時間が極めて短いと、ステップ９００において、短時間運転後始動用の目標バルブタイミングを設定する。
【００５０】
図５は、極低温域用の目標バルブタイミングを設定する処理の詳細を示している。
電子制御装置５１は、まずステップ５１０において、吸気バルブ２５が調整範囲における最遅角の近傍で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定する。最遅角の近傍のタイミングとしては、吸気下死点後８０°ＣＡよりも遅角側のタイミングであることが望ましい。図６はその一例として、吸気バルブ２５が吸気下死点（ＢＤＣ）後、８５°ＣＡで閉弁する場合を示している。
【００５１】
上記の設定を行うのは次の理由による。一般に、エンジン１１をクランキングさせるにはトルクが必要である。なかでもクランキング初期、すなわち、停止しているエンジンを始動開始（起動）させてクランクシャフト３１を回転させ始める際には、エンジンオイル等によるフリクションに打勝ち、かつ気筒１２内の混合気を圧縮させながらピストン１３を上昇させ得る大きなトルク（起動トルク）が必要となる（図３における一点鎖線の枠内参照）。ここで、バルブタイミングの調整によりフリクション自体を小さくすることは困難である。これに対し、混合気を圧縮させながらピストン１３を上昇させるのに必要なトルクについては、圧縮に関わる混合気の量を少なくすることにより小さくすることが可能である。圧縮に関わる混合気の量の低減は、吸気バルブ２５をできる限り遅く閉弁させることで実現可能である。吸気バルブ２５が最遅角の近傍で閉弁すると、吸気バルブ２５が吸気下死点後も遅くまで開弁していることとなり、吸気行程で気筒１２内に吸入された混合気の多くが、圧縮行程においてピストン１３の上昇に伴い圧縮されず吸気通路１８側に戻される。そのため、圧縮される混合気の量が少なくなり、混合気を圧縮させながらピストン１３を上昇させるのに必要なトルクが小さくてすむようになる。そこで、上述したように、吸気バルブ２５が最遅角の近傍で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定するようにしている。
【００５２】
上記目標バルブタイミングに基づき電動モータ３９が制御されて可変バルブタイミング機構３８が駆動され、吸気バルブ２５が最遅角の近傍で閉弁されると、小さなトルクでもピストン１３が上昇し、クランクシャフト３１が回転し始める。
【００５３】
次に、ステップ５２０において、クランク角センサ４１の検出値に基づきクランクシャフト３１がＮ回回転したかどうかを判定する。ここで、Ｎは「１」〜「３」程度の小さな値である。この判定条件が満たされていないと、上述したステップ５１０へ戻り、満たされているとステップ５３０へ移行する。従って、始動が開始された後、クランクシャフト３１がＮ回回転するまでの期間については、吸気バルブ２５を最遅角の近傍で閉弁させるタイミングが目標バルブタイミングとして保持される。
【００５４】
上記ステップ５２０の判定条件が満たされていると、ステップ５３０において、吸気バルブ２５が吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定する。吸気下死点の近傍のタイミングとしては、例えば、吸気下死点前２０°ＣＡ〜吸気下死点後６０°ＣＡの範囲に属するタイミングであることが望ましい。従って、目標バルブタイミングは、上述したエンジン１１の始動開始時の目標バルブタイミング（最遅角の近傍のタイミング）よりも進角させられることとなる。図７はその一例として、吸気バルブ２５が吸気下死点後、約１０°ＣＡで閉弁する場合を示している。
【００５５】
上記の設定を行うのは次の理由による。吸気バルブ２５を最遅角の近傍のタイミングで閉弁させると、上述したように小さなトルクでもピストン１３を上昇させ、クランクシャフト３１を回転させることができるものの、遅くまで吸気バルブ２５が開弁していることから、ピストン１３の上昇によって混合気が十分圧縮されない。この状態では、燃焼室１４内の温度が低い（極低温）こともあり、点火しても混合気が燃焼されないおそれがある。
【００５６】
一方、エンジン１１の始動が開始されてクランクシャフト３１が一旦回転を始めると、上述した停止しているエンジン１１の始動を開始する場合のような大きなトルクは不要となる（図３参照）。クランクシャフト３１が何回か回転するとフライホイール等の質量体の慣性により、クランクシャフト３１は小さなトルクでも回転する。
【００５７】
従って、上述したエンジン１１の始動開始時と同じタイミングで吸気バルブ２５を閉弁させるよりもむしろ燃焼のために混合気を圧縮させることが重要となってくる。そこで、上述したように、クランクシャフト３１が回転を始めた後の比較的早い時期（ここではＮ回回転後）に、吸気バルブ２５が吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定するようにしている。
【００５８】
上記目標バルブタイミングに基づき電動モータ３９が制御されて可変バルブタイミング機構３８が駆動され、クランクシャフト３１がＮ回回転した後に吸気バルブ２５が上記吸気下死点の近傍で閉弁されると、混合気が圧縮されて筒内圧が高くなり燃焼しやすい状況となる。そのため、この状況下で点火が行われると、混合気に着火されて最初の燃焼（初爆）が起こる。
【００５９】
次に、ステップ５４０において、クランク角センサ４１の検出値に基づき算出されるエンジン回転速度ＮＥが、予め定められたアイドル回転速度Ｎid以上であるかどうかを判定する。アイドル回転速度Ｎidとしては、例えば６００回転／分を設定することができる。この判定条件が満たされていないと、上述したステップ５３０へ戻る。従って、エンジン回転速度ＮＥが上昇し、アイドル回転速度Ｎidに達するまでの期間については、吸気バルブ２５を吸気下死点の近傍で閉弁させるタイミングが目標バルブタイミングとして保持される。この保持された目標バルブタイミングに基づき電動モータ３９が制御されて吸気バルブ２５が吸気下死点の近傍で閉弁すると、圧縮される混合気の量が多く、またその混合気が圧縮されて筒内圧が高くなることから、燃焼の頻度が徐々に高まる。上記初爆に引き続き完爆、連爆が起こってエンジン回転速度ＮＥが早期に上昇していく。
【００６０】
これに対し、上記エンジン回転速度ＮＥの上昇によりステップ５４０の判定条件が満たされると、上記図４のステップ１０００へ移行する。
次に、冷間域用の目標バルブタイミングを設定する処理の手順について、図９及び図１０を参照して説明する。
【００６１】
電子制御装置５１は、ステップ６１０において、吸気バルブ２５が調整範囲における最遅角及び吸気下死点間で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定する。このタイミングとしては、吸気下死点後３０〜６０°ＣＡの範囲に属するタイミングであることが望ましい。図１０はその一例として、吸気バルブ２５が吸気下死点後、３０°ＣＡで閉弁する場合を示している。
【００６２】
上記の設定を行うのは次の理由による。エンジン水温が冷間域にあるときには、上述した極低温域にあるときよりもエンジンオイルの粘度が低くフリクションが小さく、エンジン１１の始動開始に大きなトルクを必要としない。そのため、極低温域とは異なり吸気バルブ２５を最遅角の近傍で閉弁させなくても、小さなトルクでエンジン１１の始動を開始させることができ、また始動開始から初爆までにさほど時間を要しない。加えて、冷間域では極低温域よりも燃焼室１４内の温度が高いため混合気が燃焼しやすい。これらのことから、始動開始に際しては、気筒１２内の混合気を吸気バルブ２５を通じて吸気通路１８側へ戻すよりも、エンジン１１の始動開始時から混合気を確実に圧縮させて燃焼させた方が、アイドル回転速度Ｎidに達するまでの時間を短縮するうえで好ましい。さらに、アイドル回転速度Ｎidに達した後の目標バルブタイミングにスムーズに移行できることも考慮することが望ましい。ここで、アイドル回転速度Ｎidに達した後の目標バルブタイミングについては後述するが、バルブオーバラップがなくなるタイミングである。
【００６３】
上記目標バルブタイミングに基づき電動モータ３９が制御されて可変バルブタイミング機構３８が駆動され、吸気バルブ２５が吸気下死点後３０〜６０°ＣＡで閉弁されると、圧縮行程においてピストン１３の上昇途中に吸気バルブ２５が閉弁される。ピストン１３の上昇に伴い気筒１２内から吸気バルブ２５を通じて吸気通路１８側へ戻される混合気の量が少なくなる。多くの量の混合気が圧縮され、筒内圧が高められる。そのため、点火がなされると混合気が確実に燃焼されて、エンジン１１の始動が開始されるとともに、エンジン回転速度ＮＥが上昇していく。
【００６４】
上述した極低温域とは異なり、吸気バルブ２５を最遅角の近傍で閉弁させる期間が設けられることなくエンジン１１が始動されるため、その期間が不要となる分、より短い時間でアイドル回転速度Ｎidに達することとなる。
【００６５】
次に、ステップ６２０において、上述したステップ５４０と同様の処理、すなわちエンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎid（６００回転／分）以上であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていないと、上述したステップ６１０へ戻る。従って、エンジン１１の始動開始後、エンジン回転速度ＮＥが上昇し、アイドル回転速度Ｎidに達するまでの期間については、吸気バルブ２５を最遅角及び吸気下死点間で閉弁させるタイミングが目標バルブタイミングとして保持される。
【００６６】
これに対し、上記エンジン回転速度ＮＥの上昇によりステップ６２０の判定条件が満たされていると、上記図４のステップ１０００へ移行する。
次に、常温域用の目標バルブタイミングを設定する処理の手順について、図１１及び図１２を参照して説明する。
【００６７】
電子制御装置５１は、ステップ７１０において、吸気バルブ２５が上記冷間域よりも遅角側で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定する。このタイミングとしては、吸気下死点後６０〜８０°ＣＡの範囲に属するタイミングであることが望ましい。図１２はその一例として、吸気バルブ２５が吸気下死点後７０°ＣＡで閉弁する場合を示している。
【００６８】
上記の設定を行うのは次の理由による。エンジン水温が常温域にあるときには、上述した冷間域と同様、エンジンオイルの粘度が低くフリクションが小さく、エンジン１１の始動開始に大きなトルクを必要としない。そのため、極低温域とは異なり吸気バルブ２５を最遅角の近傍で閉弁させなくても、小さなトルクでエンジン１１を始動開始させることができ、また始動開始から初爆までにさほど時間を要しない。加えて、常温域では、冷間域よりも燃焼室１４内の温度が高いため一層混合気が燃焼しやすい。多くの量の混合気を圧縮しなくても、すなわち少ない量の混合気でも燃焼する。一方、エンジン１１の始動に際し、多くの量の混合気を圧縮すると、筒内圧が高くなって振動が発生しやすくなる。圧縮に関わる混合気の量が少なく筒内圧が低ければ、こうした振動は起こりにくい。これらのことから、上記のように冷間域よりも遅角側で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定している。
【００６９】
上記目標バルブタイミングに基づき電動モータ３９が制御されて可変バルブタイミング機構３８が駆動され、吸気バルブ２５が吸気下死点後６０〜８０°ＣＡで閉弁されると、圧縮行程において、冷間域よりもさらにピストン１３が上昇した時点で吸気バルブ２５が閉弁される。ピストン１３の上昇に伴い気筒１２内から吸気バルブ２５を通じて吸気通路１８側へ戻される混合気の量が多くなる。少ない量の混合気が圧縮され、筒内圧が低下し、振動の発生が抑制される。また、燃焼室１４内の温度が冷間域よりも高いことから、点火がなされると混合気が燃焼されて、エンジン１１の始動が開始されるとともに、エンジン回転速度ＮＥが上昇していく。
【００７０】
次に、ステップ７２０において、上述したステップ５４０と同様の処理、すなわちエンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎid（６００回転／分）以上であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていないと、上述したステップ７１０へ戻る。従って、エンジン１１の始動開始後、エンジン回転速度ＮＥが上昇して、アイドル回転速度Ｎidに達するまでの期間については、吸気バルブ２５を冷間域よりも遅角側で閉弁させるタイミングが目標バルブタイミングとして保持される。
【００７１】
これに対し、上記エンジン回転速度ＮＥの上昇によりステップ７２０の判定条件が満たされると、上記図４のステップ１０００へ移行する。
次に、高温域用の目標バルブタイミングを設定する処理の手順について、図１３及び図１４を参照して説明する。
【００７２】
電子制御装置５１は、図１３のステップ８１０において、吸気バルブ２５が調整範囲における最遅角の近傍で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定する。このタイミングとしては、吸気下死点後８０〜１００°ＣＡの範囲に属するタイミングであることが望ましい。図１４はその一例として、吸気バルブ２５が吸気下死点後、９０°ＣＡで閉弁する場合を示している。
【００７３】
上記の設定を行うのは次の理由による。エンジン水温が高温域にあるときにエンジン１１が始動された場合、圧縮行程における筒内圧が高いと、一時的に混合気が自己着火し、ノッキング、逆回転等の現象を生ずるおそれがある。こうした現象は筒内圧を低下させることで抑制可能である。そこで、上記のように最遅角の近傍で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定するようにしている。
【００７４】
上記目標バルブタイミングに基づき電動モータ３９が制御されて可変バルブタイミング機構３８が駆動され、吸気バルブ２５が吸気下死点後８０〜１００°ＣＡで閉弁されると、圧縮行程において、ピストン１３が大きく上昇した時点で吸気バルブ２５が閉弁される。ピストン１３の上昇に伴い気筒１２内から吸気バルブ２５を通じて吸気通路１８側へ戻される混合気の量が多くなる。点火・燃焼に必要最小限の量の混合気が圧縮され、筒内圧が低下する。そのため、高温域での始動ではあるが、混合気の自己着火が抑制される。この自己着火に起因する上記ノッキングや逆回転等の現象が回避されつつエンジン１１が始動される。
【００７５】
次に、ステップ８２０において、上述したステップ５４０と同様の処理、すなわちエンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎid（６００回転／分）以上であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていないと、上述したステップ８１０へ戻る。従って、エンジン１１の始動開始後、エンジン回転速度ＮＥが上昇し、アイドル回転速度Ｎidに達するまでの期間については、吸気バルブ２５を最遅角の近傍で閉弁させるタイミングが目標バルブタイミングとして保持される。
【００７６】
これに対し、上記エンジン回転速度ＮＥの上昇によりステップ８２０の判定条件が満たされていると、上記図４のステップ１０００へ移行する。
次に、短時間運転後始動時用の目標バルブタイミングを設定する処理の手順について、図１５及び図１６を参照して説明する。
【００７７】
電子制御装置５１は、図１５のステップ９１０において、吸気バルブ２５が調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定する。このタイミングとしては、吸気下死点前１０〜吸気下死点後１０°ＣＡの範囲に属するタイミングであることが望ましい。図１６はその一例として、吸気バルブ２５が吸気下死点で閉弁する場合を示している。
【００７８】
上記の設定を行うのは次の理由による。一般に、エンジン１１の燃焼室１４には、混合気の燃焼に伴い生成したカーボン等の燃焼生成物が付着する。この燃焼生成物は、エンジン１１の始動時に噴射された燃料によって膨潤する。その後、燃焼を継続すると、上記の膨潤した燃焼生成物は乾燥して剥離していく。しかし、燃焼を継続せずにエンジン１１の運転を始動後短時間で停止すると、膨潤後に乾燥した燃焼生成物が剥がれやすい状態で燃焼室１４内に留まる。この状態でエンジン１１の始動を開始すると、多くの量の燃焼生成物が、吸気通路１８と吸気バルブ２５との間や、排気通路２４と排気バルブ２６との間に一時的に噛み込む。これらの噛み混みにより生じた隙間を通じて気筒１２内の混合気が漏れ出る。その結果、吸気バルブ２５の閉弁時期によっては、ピストン１３の上昇に拘わらず十分な量の混合気が圧縮されず筒内圧が十分に高くならないおそれがある。そこで、上記のように吸気下死点の近傍で閉弁するタイミングを目標バルブタイミングとして設定している。
【００７９】
上記目標バルブタイミングに基づき電動モータ３９が制御されて可変バルブタイミング機構３８が駆動され、吸気バルブ２５が吸気下死点前１０〜吸気下死点後１０°ＣＡで閉弁されると、これよりも遅く吸気バルブ２５が閉弁される場合よりも多くの量の混合気が圧縮され、筒内圧が十分に高くなって燃焼しやすい状況となる。その結果、点火により混合気が確実に着火されて燃焼され、エンジン１１が始動開始されるとともに、初爆、完爆、連爆が順に行われてエンジン回転速度ＮＥが上昇していく。
【００８０】
次に、ステップ９２０において、上述したステップ５４０と同様の処理、すなわちエンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎid（６００回転／分）以上であるかどうかを判定する。この判定条件が満たされていないと、上述したステップ９１０へ戻る。従って、エンジン１１の始動開始後、エンジン回転速度ＮＥが上昇し、アイドル回転速度Ｎidに達するまでの期間については、吸気バルブ２５を吸気下死点の近傍で閉弁させるタイミングが目標バルブタイミングとして保持される。
【００８１】
これに対し、上記エンジン回転速度ＮＥの上昇によりステップ９２０の判定条件が満たされると、上記図４のステップ１０００へ移行する。
上述したステップ５００，６００，７００，８００，９００から移行した図４のステップ１０００では、図８に示すように、バルブオーバラップがなくなるタイミングを目標バルブタイミングとして設定する。
【００８２】
上記目標バルブタイミングに基づき電動モータ３９が制御されて可変バルブタイミング機構３８が駆動され、バルブオーバラップがなくなるタイミングで吸気バルブ２５が閉弁されると、吸・排気バルブ２５，２６がともに開弁している期間がないため、吸気バルブ２５を通じて吸気通路１８側へ吹き返される排気の量が少なく、燃焼が安定して行われる。
【００８３】
そして、上記ステップ１０００の処理を経た後に、この始動時用目標バルブタイミング設定ルーチンを終了する。
以上詳述した本実施形態によれば、次の（１）〜（８）の効果が得られる。これら（１）〜（８）のいずれによってもエンジン１１の始動性が向上する。
【００８４】
（１）極低温域では、運転者による始動操作に応じ、吸気バルブ２５が調整範囲における最遅角の近傍で閉弁するタイミング（吸気下死点後８０°ＣＡよりも遅角側のタイミング）を、目標バルブタイミングとして設定している。そのため、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動モータ３９を制御することで、エンジン１１を始動開始させるために必要なトルクを低減することができる。また、小さなトルクであっても、停止しているエンジン１１を始動開始させることができるため、スタータ３７の小型化を図ることができる。
【００８５】
（２）上記（１）の目標バルブタイミングに基づく吸気バルブ２５の閉弁によりエンジン１１が始動開始された後、クランクシャフト３１がＮ回回転すると、吸気バルブ２５が調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミング（吸気下死点前２０°ＣＡ〜吸気下死点後６０°ＣＡ）を、目標バルブタイミングとして設定している。このため、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動モータ３９を制御することで、クランクシャフト３１が回転を始めた後の比較的早い時期に混合気を圧縮して燃焼しやすい状況を作り出し、点火により混合気に着火して初爆を生じさせることができる。
【００８６】
（３）また、上記（２）の目標バルブタイミングを、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎidに達するまでの期間保持するようにしている。このため、初爆に引き続き、完爆、連爆を生じさせてエンジン回転速度ＮＥを早期に上昇させることができる。
【００８７】
（４）極低温域よりも温度が高く、混合気が燃焼しやすい冷間域では、運転者による始動操作に応じ、吸気バルブ２５が調整範囲における最遅角及び吸気下死点間で閉弁するタイミング（吸気下死点後３０〜６０°ＣＡのタイミング）を、目標バルブタイミングとして設定している。このため、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動モータ３９を制御することで、エンジン１１の始動開始時から混合気を圧縮して燃焼しやすい状況を作り出し、点火により混合気に着火して初爆、完爆、連爆をそれぞれ生じさせることができる。
【００８８】
また、上記（１）で説明した吸気バルブ２５を最遅角の近傍で閉弁させる期間が不要となるため、より短い時間でエンジン回転速度ＮＥをアイドル回転速度Ｎidに到達させることができる。
【００８９】
さらに、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎidに達した後には、バルブオーバラップがなくなるタイミングが目標バルブタイミングとして設定される。冷間域での目標バルブタイミングは、上記バルブオーバラップがなくなるタイミングに近い。そのため、エンジン回転速度ＮＥが上昇してアイドル回転速度Ｎidに達する際には、冷間域の目標バルブタイミングとなるよう調整されている実際のバルブタイミングを、この目標バルブタイミング（バルブオーバラップがなくなるタイミング）にスムーズに移行させることができる。
【００９０】
（５）冷間域よりも温度が高く、混合気がさらに燃焼しやすい常温域では、運転者による始動操作に応じ、上記冷間域よりも遅角側で閉弁するタイミング（吸気下死点後６０〜８０°ＣＡのタイミング）を、目標バルブタイミングとして設定している。このため、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動モータ３９を制御することで、混合気の初爆、完爆、連爆を確実に行わせてエンジン回転速度ＮＥを上昇させつつ、吸気行程での筒内圧が高くなることに起因する振動の発生を抑制することができる。
【００９１】
（６）高温域では、運転者による始動操作に応じ、吸気バルブ２５が調整範囲における最遅角の近傍で閉弁するタイミング（吸気下死点後８０〜１００°ＣＡのタイミング）を、目標バルブタイミングとして設定している。このため、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動モータ３９を制御することで、圧縮行程での筒内圧を低くし、自己着火を起こりにくくすることができる。そして、自己着火に起因するノッキングや逆回転を回避しつつエンジン１１を始動させることができる。
【００９２】
（７）エンジン１１が短時間運転された後に始動される場合には、多くの量の燃焼生成物が吸・排気バルブ２５，２６と吸・排気通路１８，２４との間に噛み込み、隙間が生じて気筒１２内の混合気が漏れ出るおそれがある。この点、本実施形態では、前回、エンジン１１が短時間運転された後の運転者による始動操作に応じ、吸気バルブ２５が調整範囲における吸気下死点の近傍で閉弁するタイミング（吸気下死点前１０〜吸気下死点後１０°ＣＡのタイミング）を、目標バルブタイミングとして設定している。このため、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動モータ３９を制御することで、十分な量の混合気を圧縮して筒内圧を十分に高くし、混合気を確実に燃焼させてエンジン１１を始動させることができる。
【００９３】
（８）エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎidに達した後は、バルブオーバラップがなくなるタイミングを目標バルブタイミングとして設定している。そのため、実際のバルブタイミングがこの目標バルブタイミングとなるように電動モータ３９を制御することで、吸・排気バルブがともに開弁している期間をなくし、吸気バルブ２５を通じて吸気通路１８側へ吹き返される排気の量を少なくし、燃焼を安定して行わせることができる。
【００９４】
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・図４の始動時目標バルブタイミング設定ルーチンが運転者による始動のための操作に応じて開始されることについては前述した通りである。この操作として、イグニションスイッチ４７が「オフ」から「オン」に切替え操作されることとしてもよい。
【００９５】
・本発明は、電動モータ３９とは異なる電動アクチュエータを用いて可変バルブタイミング機構３８を駆動する場合にも適用できる。
・本発明は、吸気バルブ２５に加えて、排気バルブ２６のバルブタイミングを調整するようにしたエンジンにも適用可能である。
【００９６】
・本発明は、燃料噴射弁３２から燃焼室１４へ燃料を直接噴射するタイプの内燃機関（筒内噴射式内燃機関）にも適用可能である。
・前記実施形態において、エンジン回転速度ＮＥがアイドル回転速度Ｎidに達した後の目標バルブタイミングとして、吸・排気バルブ２５，２６のバルブオーバラップがなくなるタイミングに代えて、同バルブオーバラップが所定値よりも小さくなるタイミングを設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明を具体化した一実施形態におけるバルブタイミング制御装置の構成を示す略図。
【図２】可変バルブタイミング機構による吸気バルブのバルブタイミングの変化態様を、排気バルブのバルブタイミングとともに示す特性図。
【図３】エンジン始動時におけるエンジン回転速度の変化態様を示す特性図。
【図４】始動時における吸気バルブの目標バルブタイミングを設定する手順を示すフローチャート。
【図５】極低温域用の目標バルブタイミングを設定する手順を示すフローチャート。
【図６】運転者による始動操作後における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。
【図７】クランクシャフトがＮ回回転した後における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。
【図８】エンジン回転速度がアイドル回転速度に達した後における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。
【図９】冷間域用の目標バルブタイミングを設定する手順を示すフローチャート。
【図１０】運転者による始動操作後における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。
【図１１】常温域用の目標バルブタイミングを設定する手順を示すフローチャート。
【図１２】運転者による始動操作後における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。
【図１３】高温域用の目標バルブタイミングを設定する手順を示すフローチャート。
【図１４】運転者による始動操作後における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。
【図１５】短時間運転後に始動された場合に目標バルブタイミングを設定する手順を示すフローチャート。
【図１６】運転者による始動操作後における吸・排気バルブの各開弁期間を示すダイヤグラム。
【符号の説明】
【００９８】
１１…ガソリンエンジン（内燃機関）、２５…吸気バルブ、２６…排気バルブ、３１…クランクシャフト（機関出力軸）、３８…可変バルブタイミング機構、３９…電動モータ（電動アクチュエータ）、５１…電子制御装置（制御手段）、ＮＥ…エンジン回転速度（機関回転速度）、Ｎid…アイドル回転速度。
【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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【図１６】
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