(57)【要約】【課題】始動時の筒内コンプレッションのばらつきを抑制すると共に、吸気弁の閉時期の変換角を過度に大きくする必要のない可変動弁装置を提供する。【解決手段】ステップ１１で、排気ＶＥＬ１と吸気ＶＴＣ３によって吸排気弁のそれぞれの開閉時期を、ＥＯ１、ＥＣ１、ＩＯ１、ＩＣ１に予め保持し、ステップ１２で、自立燃焼による始動条件であると判断した場合は、ステップ１３で、ピストンの停止位置を検出する。ステップ１４で、圧縮行程の気筒がＢＤＣ後のθｐ±Δθの範囲内と判断した場合は、ステップ１５で、排気ＶＥＬ１と吸気ＶＴＣ３に、前述の開閉時期にそれぞれ変換する制御信号を出力する。ステップ１６で、膨張行程の気筒に燃料噴射と点火制御を行って自立燃焼始動を開始し、ステップ２１では、制御マップに基づいて通常制御を行う。【選択図】図１１
2012251483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関停止時にピストンの停止位置を制御可能なクランク位置制御機構と、少なくとも吸気弁の閉時期を可変制御可能な可変機構とを備え、
機関停止時に、前記可変機構によって前記吸気弁の閉時期を、前記クランク位置制御機構によって停止制御された圧縮行程の気筒の前記ピストンの停止位置よりもさらに進角側の第１位置に制御したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記可変機構による前記吸気弁の閉時期の最遅角位置を、前記圧縮行程の気筒における前記ピストンの停止位置よりも進角側の第２位置に制御したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
機関停止時にクランクシャフトを介してピストンの停止位置を制御可能なクランク位置制御機構と、少なくとも吸気弁の閉時期を制御可能な可変機構とを備えた内燃機関の始動制御装置であって、
機関停止時に、前記可変機構によって、前記吸気弁の閉時期を所定の位置に制御すると共に、前記クランク位置制御機構によって停止制御された圧縮行程の気筒のピストン停止位置を、前記吸気弁閉時期の所定位置よりも遅角側の位置に制御することを特徴とする内燃機関の始動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、始動性の向上などを図り得る内燃機関の可変動弁装置及び始動制御装置に関する。
【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、機関の始動条件が成立したら、可変機構によって吸気弁の閉時期を遅角側に制御し、これによってピストンの圧縮行程にある気筒の上死点における筒内コンプレッションを低下（デコンプ）させて有効圧縮比を低減させるようになっている。この結果、クランキングの回転立ち上がりを早めて良好な始動性を実現す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２００６−１２５２７６号公報（図４、図８）
【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、以下の２つの技術的課題がある。
【０００６】
すなわち、第１に機関始動時に、前記デコンプ状態を得るために、吸気弁の閉時期（ＩＶＣ）をピストン上死点と下死点の中間位置あるいは上死点付近まで過度に大きく遅角する必要がある。一方、低回転高負荷域では、低速トルクを高めるために、ＩＶＣを下死点付近まで大きく進角させる必要があり、この結果、全体の変換角を大きく取らざるを得ないことから、前記可変機構に負荷が掛かると共に、作動応答性が悪化してしまうおそれがある。
【０００７】
また、第２に始動時におけるコンプレッションは必ずしもＩＶＣだけではなく、機関停止時における圧縮行程にある気筒のピストン（クランクシャフト）の停止位置の影響を受けてしまう。
【０００８】
すなわち、機関停止時を考察すると、圧縮行程にある気筒のピストンは、筒内のコンプレッションによって上死点側から押し下げられて上死点と下死点の中間位置あたりで停止する場合が多く、この状態で次の再始動までの放置期間にピストンとシリンダボアとの間の隙間から大気圧が筒内に浸入する。ここで、ピストンの停止位置がＩＶＣよりも進角している場合は、機関始動時には、ＩＶＣを大気圧として以後のピストン上昇に伴いコンプレッションが増加するが、このピストン停止位置がＩＶＣよりも遅角していれば、このピストンの停止位置を大気圧として以後のピストン上昇に伴ってコンプレッションが増加する。つまり、コンプレッションの増加がＩＶＣで決定される場合と、ピストンの停止位置で決定される場合の両方の場合が発生することから、前記コンプレッションにばらつきが発生して、クランキング特性が不安定になって、安定した始動性が得られない、といった技術的課題がある。
【０００９】
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、可変機構によるＩＶＣの変換角を過度に大きくする必要がなく、また、始動時におけるコンプレッションのばらつきを抑制できる内燃機関の可変動弁装置及び内燃機関の始動制御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】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、機関停止時にピストンの停止位置を制御可能なクランク位置制御機構と、少なくとも吸気弁の閉時期を可変制御可能な可変機構とを備え、機関停止時に、前記可変機構によって前記吸気弁の閉時期を、前記クランク位置制御機構によって停止制御された圧縮行程の気筒の前記ピストンの停止位置よりもさらに進角側の第１位置に保持制御したことを特徴としている。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、機関停止時にクランクシャフトを介してピストンの停止位置を制御可能なクランク位置制御機構と、少なくとも吸気弁の閉時期を制御可能な可変機構とを備えた内燃機関の始動制御装置であって、
機関停止時に、前記可変機構によって、前記吸気弁の閉時期を所定の位置に制御すると共に、前記クランク位置制御機構によって停止制御された圧縮行程の気筒のピストン停止位置を、前記吸気弁閉時期の所定位置よりも遅角側の位置に制御することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本願発明によれば、始動時における筒内コンプレッションのばらつきを抑制することができ、また、可変機構による吸気弁の閉時期の変換角を過度に大きくする必要がなくなって負荷を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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】本実施形態に供される吸気ＶＴＣの要部を断面して示す作動説明図であって、Ａは最大進角制御状態を示す図８のＡ−Ａ線断面図、Ｂは最大遅角制御状態を示す図８のＡ−Ａ線断面図である。
【図８】同吸気ＶＴＣの縦断面である。
【図９】第１実施形態における排気ＶＥＬと吸気ＶＴＣによる排気弁と吸気弁のそれぞれ開閉時期との関係でピストンの停止位置を示す特性図である。
【図１０】第１実施形態におけるコントローラによる機関停止までの制御フローチャート図である。
【図１１】同コントローラによる機関始動時の制御フローチャート図である。
【図１２】第２実施形態における排気ＶＴＣと吸気ＶＥＬによる排気弁と吸気弁のそれぞれ開閉時期との関係でピストンの停止位置を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る内燃機関の可変動弁装置及び始動制御装置の各実施形態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気筒の内燃機関であって、自らの意思によらず自動的に機関が停止、始動するいわゆるアイドルストップ車に適用されている。
【００１５】
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。
【００１６】
前記ピストン０３は、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（クランキング）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。
【００１７】
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内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁０１２が設けられている。
【００１８】
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。
【００１９】
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、４の開閉時期を制御する第３可変機構である吸気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、後述する電子コントローラ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。
【００２０】
この第１実施形態では、前記排気ＶＥＬ１と吸気ＶＴＣ３のみを使用し、排気ＶＴＣ２は使用しないが、便宜上、この図２中に合わせて記載した。
【００２１】
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。
【００２２】
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、前述のように、第１実施形態では、前記排気ＶＴＣ２は装着されているものの使用しないので、前記駆動軸６とタイミングスプロケット３１との回転位相は変化されず位相変換は行われない。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
また、前記制御軸１７は、ボールナット２４の前後移動に伴ってリンク部材２６を介して正逆回転し、前記ケーシング１９ａに突設された一対のストッパピンＳ１、Ｓ２に前記リンク部材２６の各側面が当接して正逆の最大回転位置、つまり、最小リフト（最小作動角）と最大リフト（最大作動角）が規制されるようになっている。
【００３７】
前記コントローラ２２は、機関の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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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て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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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、最小リフトＬ１、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の作動角も最小リフトのＤ１から最大リフトのＤ４まで連続的に変化する。
【００４７】
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、最小作動角Ｄ１及び最小リフトＬ１位置（デフォルト位置）に安定に保持される。
【００４８】
前記吸気ＶＴＣ３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、この回転駆動力を吸気側カムシャフト５９に伝達するタイミングスプロケット６１と、前記吸気側カムシャフト５９の端部に固定されてタイミングスプロケット６１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。
【００４９】
前記タイミングスプロケット６１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によって吸気側カムシャフト５９の軸方向から一体的に共締め固定されている。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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によって吸気側カムシャフト５９の前端部に軸方向から固定されている。
【００５７】
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。
【００５８】
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の前記吸気側カムシャフト５９の回転方向と反対側の一側面には、ほぼ円形状の凹溝３２ｃが形成されている。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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６０が嵌着固定されている。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
また、この電磁切換弁４７は、制御電流が出力されない場合に、供給通路４５が進角側油圧室４１に連通する第１油圧通路４３と連通し、ドレン通路４６が遅角側油圧室４２と連通する前記第２油圧通路４４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。
【００６７】
前記コントローラ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、前記吸気側カムシャフト５９の回転位置を検出するカム角センサ０１５からの検出信号と前記クランク角センサ０１０の検出信号からクランクシャフト０７に対する吸気側カムシャフト５９の相対回転角（吸気ＶＴＣ３の実位置）を検出するようになっている。
【００６８】
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。
【００６９】
また、前記係合穴５２ａには、図外の油孔を介して前記進角側油圧室４１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。
【００７０】
そして、前記ロックピン５１は、前記ベーン部材３２が最進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に係合してハウジング３０とベーン部材３２との相対回転をロックする。また、前記進角側油圧室４１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。
【００７１】
また、各進角側油圧室４１の内部、つまり、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を進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。
【００７２】
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。
【００７３】
以下、吸気ＶＴＣ３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、図８に示すように、供給通路４５と進角側の第１油圧通路４３とが連通されると共に、ドレン通路４６と第２油圧通路４４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。
【００７４】
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進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をかかる最進角位置に安定に保持する。すなわち、最進角位置に吸気ＶＴＣ３が機械的に安定するデフォルト位置になっている。
【００７５】
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や、油圧が発生してい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。
【００７６】
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や燃焼圧などによりクランクシャフト０７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。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進角側に保持されている。
【００７７】
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１油圧通路４３を連通させると共に、ドレン通路４６と第２油圧通路４４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上昇とともに第１油圧通路４３を通って進角側油圧室４１に供給される一方、遅角側油圧室４２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。
【００７８】
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。つまり、進角側油圧室４１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。
【００７９】
その後、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２油圧通路４４を連通させる一方、ドレン通路４６と第１油圧通路４３を連通させる。
【００８０】
したがって、今度は進角側油圧室４１内の油圧が第１油圧通路４３を通ってドレン通路４６からオイルパン４８内に戻され、該進角側油圧室４１内が低圧になる一方、遅角側油圧室４２内に油圧が供給されて高圧となる。
【００８１】
よって、ベーン部材３２は、かかる遅角側油圧室４２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反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６１に対する吸気カムシャフト５９の相対回転位相を遅角側に変換する。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。
【００８２】
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進角（図７Ａ）から最遅角（図７Ｂ）まで連続的に変化させるのである。
【００８３】
次に、第１実施形態では使用せず第２実施形態にのみ使用される前記排気ＶＴＣ２は、基本構成は、吸気ＶＴＣ３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、前記駆動軸６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３１と、該タイミングスプロケット３１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。
【００８４】
前記油圧回路は、基本的に吸気ＶＴＣ３のものと同様であるが、電磁切換弁における前述の３ポジション(図８参照)とは異なり、左右のポジションが入れ替わった構成になっている。また、ベーンを付勢するコイルスプリングがベーンを最遅角側に押し付けるようになっており、ロック位置も最遅角側になっている。すなわち、デフォルト位置が最遅角になっているのである。
【００８５】
この電磁切換弁は、吸気ＶＴＣ３と同様に、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と、機関停止時のピストン０３の位置を示したものである。実際は、図１に示すように、ピストン０３はコンロッド０６を介してクランクシャフト０７のピン部に連結されるが、分かりやすくするために、ピストン０３は直接クランクシャフト０７のピン部に連結されるように記載してある。こうしても、ピストン上下動を議論する場合には支障がない。ここでは、１番気筒（＃１気筒）が圧縮行程とした例を示している。なお、サイクル順序は＃１気筒−＃３気筒−＃４気筒−＃２気筒−＃１気筒の順になっており、＃１気筒よりも１サイクル進んだ＃２気筒が膨張行程になる。
【００８６】
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（第３位置）、ＥＣ１になっている。この開閉タイミングが、前述のように排気ＶＥＬ１が機械的に安定するデフォルト位置になっている。
【００８７】
前記吸気ＶＴＣ３は、最進角位相であり、吸気弁０４の開時期と閉時期はＩＯ１とＩＣ１（第１位置）になっており、この開閉タイミングが機械的に安定するデフォルト位置になっている。なお、吸気弁ＶＴＣ３による吸気弁０４開閉時期の最遅角位相がＩＯ４、ＩＣ４（第２位置）になっている。
【００８８】
前記駆動モータ０９は、機関の停止への移行時に、クランクシャフト０７を回転制御して、膨張行程にある２番気筒（＃２気筒）のピストン０３と、圧縮行程にある１番気筒（＃１気筒）のピストン０３の各位置を図９に示す位置に調整制御する。その後、機関が停止される。
【００８９】
圧縮行程の気筒である前記＃１気筒のクランク角（ピストン位置）は、ピストン下死点（ＢＤＣ）後９０°より大きなθｐ（遅角）となっており、膨張行程気筒である＃２気筒のクランク角は上死点（ＴＤＣ）後θｐ’（遅角）となっている。４気筒機関では、気筒間隔が１８０°であるからθｐ’＝θｐとなっている。
【００９０】
機関停止後に放置されると、吸気弁０４と排気弁０５が閉じている圧縮行程の＃１気筒及び膨張行程の＃２気筒の各筒内にもピストン０３とシリンダボアとの間の隙間から空気が即座に浸入する。したがって、次に始動する際には、ピストン０３の位置が図９に示す状態のままで前記＃１，＃２の両気筒の筒内は大気圧になっている。
〔機関始動動作〕
次に、機関始動の動作について説明する。膨張行程の＃２気筒の筒内に燃料噴射弁０１２から燃料が噴射されて点火を行うことによって、駆動モータ０９によらない自立燃焼始動により＃２気筒のピストン０３を初期燃焼圧により押し下げ、これによって、クランキングが開始される。
【００９１】
ここで、ピストン０３の位置は、やや下死点寄り（θｐ’＞９０°）で筒内容積（燃焼容積）も比較的取れているが、筒内大気圧での燃焼なので、通常の圧縮圧下での燃焼に較べたら燃焼トルクが非力であり、クランキング時に圧縮行程の＃１気筒が上死点を越えることができるかが問題となる。
【００９２】
しかしながら、圧縮行程の＃１気筒のピストン初期位置は、上死点側寄りのθ＞９０°であるので、筒内が大気圧の状態から上死点まで圧縮されても、そのコンプレッション（上死点筒内圧）は比較的低いデコンプ状態なので、容易に上死点を乗り越えることができる。
【００９３】
これと同等のデコンプ効果を吸気弁０４の閉時期（ＩＶＣ）で行おうとすると、ＩＶＣを下死点後θｐまで遅角する必要がある。また、低速トルクを高め必要がある低回転高負荷域では、ＩＶＣは下死点付近にする必要がある。
【００９４】
してみると、吸気ＶＴＣ３のＩＶＣ変換角は、ほぼθｐだけ、つまり、クランク角９０°（吸気側カムシャフト５９の回転角で４５°）程度あるいはそれ以上の大きな変換角が必要になる。ここで、吸気ＶＴＣ３において４５°あるいはそれ以上のベーン変換角が要求されることになる。
【００９５】
前記図７においてベーン変換角を、例えば４５°まで増加する場合を想定してみると、最進角時に、コイルスプリング５５，５６が圧縮方向で密着してしまい、４５°変換は不可能である。コイルスプリング５５，５６がなくともこれだけの変換角は機構レイアウト上からして難しく、ベーン数を４枚から３枚乃至２枚に減らして対応することになるが、その場合、変換油圧により発生する変換トルクが低下して応答性が悪化したり、保持安定性が悪化するとか、吸気ＶＴＣ３に過度な負荷が発生する。
【００９６】
したがって、本実施形態にように、圧縮行程のピストン０３の位置でデコンプを行うと、このような吸気弁０４の閉時期（ＩＶＣ）大変換角の問題を避けることが可能になるのである。
【００９７】
また、圧縮行程の＃１気筒のピストン０３の位置、つまり、クランク角である下死点後θｐの位置は、停止時のＩＶＣクランク角である吸気弁閉時期ＩＣ１（第１位置）に対して十分遅角しているので、クランク位置制御手段である駆動モータ０９によるθｐ制御においてθｐ±Δθなら、ばらつきがあってもＩＣ１（第１位置）より進角することはない。したがって、ＩＶＣの影響を受けずに、機関停止時の圧縮行程にある＃１気筒のピストン０３の位置によってデコンプされるので、コンプレッションを安定化でき、初期クランキングの安定した立ち上がりを得ることができる。
【００９８】
ここで、ＩＣ１は機関始動前から機械的に安定するデフォルト位置であるから、機関始動の開始の瞬間から前記効果を得ることができる。
【００９９】
また、例えば吸気ＶＴＣ３の断線などの電気系統に故障は発生した場合でも、ＩＶＣは前記ＩＣ１になっているので、前述の安定的な初期クランキングの回転立ち上がり効果を得ることができる。
【０１００】
一方、断線ではなく、吸気ＶＴＣ３の誤作動（制御異常）について考えてみる。仮に、ＩＶＣが機械的最遅角位置ＩＣ４（第２位置）まで、最大限遅角した場合を考えてみても、図９に示すように、圧縮気筒ピストン位置（θｐ）まで遅れることはなく、従って、ＩＶＣの影響を受けずに、機関停止時の圧縮気筒ピストン位置によりデコンプ制御できるので、コンプレッションの安定化が図れ、安定的な初期クランキング回転の立ち上がりを得ることができる。
【０１０１】
次に、初回燃焼気筒である膨張行程の＃２気筒の動作について説明する。
【０１０２】
前述のように、自立燃焼始動によって＃２気筒のピストン０３を初期燃焼圧に押し下げることによってクランキングを開始するが、ピストン０３の位置はやや下死点寄り（θｐ’＞９０°）であり、筒内容積（燃焼容積）も比較的大きくなっているが、筒内が大気圧の燃焼なので、通常の圧縮圧下での燃焼に較べると非力である。
【０１０３】
そこで、図９に示すように、排気弁０５の開時期（ＥＶＯ）を下死点付近のＥＯ１（第３位置）まで遅角している。これによって、燃焼圧が排気弁０５の開弁より抜ける時期を遅延させて、ピストン０３が下降して行った際に、燃焼圧を下死点付近まで長期間作用させることができ、有効にクランクシャフトのトルクに変換できる。このＥＯ１（第３位置）は、排気ＶＥＬ１が機械的に安定するデフォルト位置であるので、初回燃焼を開始する前に予めＥＯ１になっていることから、前記効果を始動開始（初回燃焼開始）の瞬間から得ることができる。
【０１０４】
また、排気ＶＥＬ１の電気系統に断線などの故障があった場合であっても、ＥＯ１になっているので、前記安定的な初期クランキングの立ち上がり効果を得ることができる。
【０１０５】
一方、電気系統の断線でなく排気ＶＥＬ１の誤作動（制御異常）について考察する。
【０１０６】
仮に、排気弁０５の開時期が最進角のＥＯ４（第４位置）まで最大限に進角した場合にも、図９に示すように、膨張行程にある＃２気筒のピストン０３の位置（θｐ’）まで進むことはない。したがって、ピストン０３が動き出してから燃焼圧が排気弁０５の開作動により開放されるまでの期間をある程度確保することはでき、機関トルクはある程度落ち込むものの最低限機関トルクは確保できるので、最低限の始動性は確保できる。
【０１０７】
次に、初回燃焼気筒である膨張行程にある＃２気筒の次に燃焼する気筒となる＃１気筒（機関停止時圧縮行程気筒）について考察する。
【０１０８】
初回燃焼に初回クランキングが開始されると、前述の＃１気筒のθｐによる安定的なデコンプ効果と前記排気弁０５の開時期遅延（ＥＯ１）の効果によって、初期クランキングは迅速に立ち上がる。
【０１０９】
そして、＃１気筒は上死点を越えて膨張行程に移行すると直ちに燃料噴射、点火が行われ、第２燃焼となる。
【０１１０】
この第２燃焼は、機関停止時の筒内空気容積が＃２気筒よりも少ないものの、圧縮上死点での筒内圧が大気圧より高く、燃焼開始するクランク角が進角しているので、第１燃焼と同等以上の軸トルクを生じる。
【０１１１】
＃１気筒に続いて燃焼するのは、＃３気筒（燃焼停止吸気行程気筒）である。＃３気筒は、始動前の機関停止時は吸気行程にあり、クランキングが開始されると、上死点と下死点の中間付近にあった＃３気筒のピストン０３が下降して行くが、ほぼ下死点になった時点で吸気弁０４は閉弁する。機関回転数は、十分に低いことから、新気の充填効率はほぼＩＶＣの下死点で最大となるため十分に新気を導入することができる。そして、＃３気筒は十分な燃焼トルクを発生して機関回転は上昇する。
【０１１２】
機関停止時に吸気行程にある＃３気筒に続いて燃焼するのは、機関停止時に排気行程にある＃４気筒である。＃４気筒は始動前の機関停止時は排気行程にあり、クランキングが開始されると、筒内の空気を排出し、続いて吸気行程に移ると、吸気弁０４から新気を吸い込む。ここで、吸気弁０４の開時期は、ＩＯ１は上死点前であるが、排気弁０５の閉時期ＥＣ１との間でバルブオーバーラップが殆どないので、＃２気筒、＃１気筒、＃３気筒の各気筒から排出された排気ガスを再吸入することが抑制され、また、ピストン上死点付近から新気を吸い込むため、＃３気筒以上に十分に新気を吸い込める。したがって、燃焼トルクを高め、機関回転数はさらに増加する。
【０１１３】
＃４気筒に続いて燃焼するのは、＃２気筒であり、初回自立燃焼の後の２回目の燃焼である。この燃焼パターンは、＃４気筒と同様であり、＃４気筒と同等の燃焼トルクと機関回転数が維持される。このようにして、良好な始動性を実現できるのである。
【０１１４】
図１０は本実施形態における機関が停止するまでの前記コントローラ２２による制御フローチャートを示している。
【０１１５】
まず、ステップ１では、前記各種センサ類から現在の機関運転状態を読み込み、ステップ２では機関停止条件か否かを判断する。つまり、車両が停止した際に、機関温度などがアイドリングストップになる条件になっているか否かを判断する。ここで、機関停止条件になっていないと判断した場合はリターンするが、機関停止条件であると判断した場合は、ステップ３に移行する。
【０１１６】
このステップ３では燃料噴射や点火を停止して排気ＶＥＬ１と吸気ＶＥＬ３への制御信号をオフにする。
【０１１７】
この結果、ステップ４において、機関回転数が低下すると共に、排気ＶＥＬ１と吸気ＶＴＣ３がそれぞれのコイルスプリング３０、５５，５６のばね力によって機械的に前記デフォルト位置（ＩＯ１、ＩＣ１、ＥＯ１、ＥＣ１）に移行する。
【０１１８】
ステップ５では、機関回転数Ｎが所定回転数ΔＮ以下になっているか否かを判断する。所定回転以上であると判断した場合はステップ４に戻るが、所定回転以下である場合は機関が停止間際であると判断してステップ６に進む（機関回転数が逆回転（符号がマイナス）になっている場合も含む）。
【０１１９】
このステップ６では、前記駆動モータ０９に制御電流を通電し、圧縮行程気筒のピストン位置（クランク位置）が下死点後θｐになるように、クランク角センサ０１０でクランクシャフト０７の回転位置をモニターしつつ位置決め制御する。
【０１２０】
次に、ステップ７では、前記クランク角センサ０１０によって実際のクランクシャフト０７のクランク回転角θを読み込み、ステップ８に移行する。
【０１２１】
ステップ８では、前記クランク回転角θがθｐ±Δθの範囲内に収まっているか否かを判断し、前記範囲内に収まっていると判断した場合は制御を終了するが、範囲外であると判断した場合は、再度ステップ６に戻って駆動モータ０９を制御し、これを何サイクルか繰り返すと、前記範囲内に収まる。
【０１２２】
図１１は本実施形態の機関始動時のコントローラ２２による制御フローチャートを示している。
【０１２３】
ステップ１１では、排気ＶＥＬ１によって排気弁０５の開閉時期と吸気ＶＴＣ３によって吸気弁０４の開閉時期とを、図９に示すＥＯ１、ＥＣ１、ＩＯ１、ＩＣ１にそれぞれ予めデフォルト位置に機械的に保持する。
【０１２４】
ステップ１２では、現在の機関状態が機関温度などをパラメータとした自立燃焼による始動条件か否かを判断する。例えば、冷機始動の場合は燃焼不良が発生し易く、また機関のフリクションが大きいことから、自立燃焼によるクランキングは不可能と判断して、後述する通常始動のステップに移行する。暖機状態にある場合など自立燃焼始動条件であると判断した場合は、ステップ１３に移行する。
【０１２５】
このステップ１３では、クランク角センサ０１０によって実際のクランクシャフト０７のクランク角、つまりピストン０３の停止位置を検出してステップ１４に進む。
【０１２６】
このステップ１４では、自立燃焼始動ができるクランク角になっているか否かを判断する。すなわち、圧縮行程の気筒がＢＤＣ後のθｐ±Δθの範囲内か否かを判断する（膨張行程に気筒がＴＤＣ後のθｐ’±Δθの範囲内か否かを判断する）。ここで、前記範囲外であると判断した場合は通常始動のステップに移行するが、範囲内であると判断した場合はステップ１５に進む。
【０１２７】
このステップ１５では、前記排気ＶＥＬ１及び吸気ＶＴＣ３によって、前記デフォルト位置、つまり、排気弁０５の開閉時期をＥＯ１、ＥＣ１に、吸気弁０４の開閉時期をＩＯ１、ＩＣ１にそれぞれ変換する制御信号を出力する。
【０１２８】
この制御処理は、前記ステップ１１における排気弁と吸気弁のそれぞれの開閉時期が機械的にデフォルト位置に十分には安定していなかった場合や、その後の放置期間で僅かに目標からずれてしまった場合の補正という意味をもち、また、燃焼及び機関回転が開始された場合に、その振動によって前記デフォルト位置から乖離しないように保持するという意味をもつ。
【０１２９】
次にステップ１６では、前記膨張行程の気筒に燃料噴射と点火制御を行って自立燃焼始動を開始する（初回自立燃焼）。このときの吸気弁０４と排気弁０５の開閉時期は、前述のように自立燃焼に適したものになっている。
【０１３０】
ステップ１７で機関回転Ｎが立ち上がったことを確認すると、ステップ１８では後続行程の気筒に順次燃料噴射と点火制御を行う。
【０１３１】
その後、ステップ１９では、クランク角センサ０１０によって現在の機関回転数Ｎを検出して、ステップ２０に進む。
【０１３２】
このステップ２０では、機関回転数Ｎがアイドル回転Ｎ０まで上昇したか否かを判断して、上昇していないと判断した場合はステップ１８に戻るが、上昇したと判断した場合は、始動フェーズは終了したと判断してステップ２１に移行する。
【０１３３】
ステップ２１では、制御マップに基づいて、前記排気ＶＥＬ１と吸気ＶＴＣ３を制御すると共に、燃料噴射量や点火の制御を行う。
【０１３４】
一方、ステップ１２において例えば冷機始動時であると判断された場合は、通常始動の制御に移行するが、この場合は、ステップ２２でイグニッションスイッチをオン操作すると、ステップ２３で、前記駆動モータ０９に通電してクランキングが開始される。つまり、騒音面や始動時間の面で不利であるが、始動の確実性では有利な始動パターンが選択される。
【０１３５】
ステップ２４では、自立燃焼始動と同様に、排気ＶＥＬ１と吸気ＶＴＣ３を介して排気弁０５と吸気弁０４の開閉時期を前記デフォルト位置（ＥＯ１、ＥＣ１、ＩＯ１、ＩＣ１）にそれぞれ変換する制御信号を出力する。
【０１３６】
なお、ここで、自立燃焼始動の必要性がないので、やや大きな排気ＶＥＬ１の作動角Ｄ２（ＥＯ２、ＥＣ２）に変換する制御信号を出力してバルブオーバーラップを生成することによって排気エミッションを低減しても良い。
【０１３７】
次に、ステップ２５では、点火順序に基づいて各気筒に順次燃焼噴射、点火による燃焼制御を行い、暖機を促進する。そして、ステップ２６では水温センサによって機関温度Ｔを検出し、ステップ２７で、前記機関温度Ｔが所定の暖機終了温度Ｔ０よりも高い（等しい）か否かを判断する。
【０１３８】
ここで、低いと判断した場合は、ステップ２５に移行して前記デフォルト位置の状態で繰り返し各気筒に燃料噴射、点火を行うが、高いと判断した場合は、前記ステップ２１に移行して制御マップによる通常制御を行う。
【０１３９】
以上のように、本実施形態では、自立燃焼始動時における筒内コンプレッションを吸気弁０４のＩＶＣの位置によらずに、制御可能なピストン０３の制御位置によって決定できるので、筒内コンプレッションのばらつきを抑制でき、常時安定的な初期クランキングの立ち上がりを得ることができる。
【０１４０】
なお、ここで、純粋な自立燃焼始動ではなく、駆動モータ０９を併用しても良い。このようにすれば、始動の確実性がさらにアップする。
【０１４１】
また、吸気ＶＴＣ３によって吸気弁０４の閉時期の変換角を過度に大きくする必要がなくなるので、前記吸気ＶＴＣ３の負荷を軽減することが可能になり、これによって、作動応答性の低下などを抑制することができる。
【０１４２】
さらに、たとえ吸気ＶＴＣ３の電気系統の故障などが発生した場合であっても、ＩＶＣは機械的に第１位置に保持されるので、始動初期のクランキングの立ち上がり性が良好になり、安定した始動性を確保できる。
【０１４３】
なお、本実施形態では、アイドリングストップ車に適用したが、走行モードによって駆動源を電動モータと内燃機関に切り換えるいわゆるハイブリッド車の始動時に適用することも可能である。この場合は、前述の駆動モータ０９に代えて、ハイブリッド車の電動モータを用いれば良い。
【０１４４】
また、前述のＩＶＣ，ＥＶＯなどのバルブタイミングは、まさしくリフト終了乃至開始のタイミングとしているが、微小リフトのランプ区間を除いたリフト終了乃至開始のタイミングとしてもよい。後者の場合は、気体の実質的な流動を考慮した実質的な開閉タイミングと対応しているので、発明の実質的な効果が大きい。
〔第２実施形態〕
図１２は第２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と、機関停止時のピストン０３の位置を示し、＃１気筒が圧縮行程、＃２気筒が膨張行程とした例を示している。なお、サイクル順序は第１実施形態と同じである。
【０１４５】
そして、機構的には、第１実施形態に排気側に装着されていたＶＥＬ１が吸気側に装着され、吸気ＶＥＬでのデフォルト位置は、第１実施形態と同じく最小作動角Ｄ１であり、吸気弁０４の開閉時期はＩＯ１、ＩＣ１になっている。また、機械的に制御される最大作動角はＤ４であって、ＩＯ４、ＩＣ４になっている。
【０１４６】
また、吸気側に装着されていた吸気ＶＴＣ３が無くなり、排気側に排気ＶＴＣ２が装着される。第１実施形態の吸気ＶＴＣとは異なり、本実施形態では排気ＶＴＣ２は、前述のように最遅角側がデフォルト位置になっている。つまり、第１実施形態では最進角側がデフォルト位置になっているが、本実施形態の排気ＶＴＣ２は、最遅角側がデフォルト位置になっている。つまり、本実施形態では、第１実施形態の図７におけるバイアススプリング５５，５６がベーン部材３２を最進角ではなく最遅角側に押し付けるように構成されている。したがって、排気弁０５の開閉時期のデフォルト位置は最遅角側でＥＯ１、ＥＣ１になっている。
【０１４７】
この第２実施形態では、第１実施形態のように自立燃焼始動ではなく、駆動モータ０９による通常始動に用いられており、図１２に示すように、第１実施形態と同様のピストン０３の停止位置になっている。つまり、圧縮行程にある気筒のピストン０３の停止位置が下死点後θｐであるが、これに対して、デフォルトＩＣ１（第１位置）は十分に進角側にあり、圧縮行程のピストン０３のコンプレッションは第１実施形態と同様に、吸気弁０４の閉時期（ＩＶＣ）の影響を受けずにθｐのみで決定されるので、駆動モータ０９でクランキングした際に、安定的な回転上昇効果が得られる。
【０１４８】
第２実施形態では、さらにＩＶＣが下死点より進角しているので、次のような効果が得られる。
【０１４９】
すなわち、後続気筒のピストン０３が排気上死点を越えて、吸気行程に移行した際に、ＩＯ１からＩＣ１の間で新気を吸入するが、ＩＣ１が下死点より進角している。これによって、いわゆるＩＶＣの早閉じのデコンプ効果によって有効圧縮比と吸気充填効率をやや低下させて、静粛な燃焼と適度な燃焼トルクを得ることができる。また作動角が小さいので、動弁フリクションも低く、安定的な初期クランキングの立ち上がりに続いて、前述の後続気筒でのデコンプ効果による低騒音でスムーズな回転上昇を得ることができる。
【０１５０】
また、吸気ＶＥＬによる機械的な最遅角ＩＶＣでもあるＩＣ４もθｐより進角しているので、吸気ＶＥＬが誤作動しても、初回圧縮吸気筒のコンプレッションは吸気弁０４のＩＶＣの影響を受けずに、θｐのみで決まる。したがって、良好な初期回転の立ち上がりが得られる。
【０１５１】
さらに、排気ＶＴＣ２によるデフォルトＥＯ１（第３位置）が遅角側の位置にあるので、回転数が低い始動燃焼時に、燃焼圧が早めに抜けるのを抑制し、自立燃焼始動でない通常の始動の場合においても、機関トルクの落ち込みを抑制することができる。
【０１５２】
なお、この実施形態では、吸気側にＶＥＬのみを装着した例を示したが、最進角デフォルトのＶＴＣを並設することも可能である。この場合、ＩＣ１をより進角することができ、前述の吸気弁の早閉じによるデコンプ効果を一層高めることができる。
【０１５３】
一方、始動以外の大作動角領域では、ＶＴＣを遅角制御することによって、吸気弁０４のＩＶＯの変化（バルブオーバーラップの変化）を抑制し、筒内残留ガス量を安定化することも可能である。
【０１５４】
本発明は、前記各実施形態の構成などに限定されるものではなく、本願発明の主旨から逸脱しない範囲でどのようなものにも適用可能である。
【０１５５】
また、適用される内燃機関については、４気筒（気筒間隔１８０°）のものを示し、つまり、図９、図１２においてθｐ’＝θｐに示す通りである。
【０１５６】
しかしながら、気筒数はこれ以外にも適用でき、例えば、気筒間隔１２０°の６気筒であれば、θｐ’＝θｐ−６０°、気筒間隔１２０°の３気筒であればθｐ’＝θｐ＋６０°になるだけである。つまり、例えば、θｐと吸気弁０４のＩＶＣとの関して考えれば同じことになる。
【０１５７】
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または２に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記吸気弁の閉時期の第１位置を、前記可変機構によって、圧縮行程気筒の前記ピストンの停止位置の制御範囲内で最も進角した位置よりもさらに進角側の位置に制御したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１５８】
この発明によれば、ピストンの停止位置の制御範囲内において、コンプレッションは吸気弁閉時期の影響を受けず、安定的な初期クランキングの回転立ち上がりを得ることができる。
〔請求項ｂ〕請求項１〜ａのいずれか１項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記吸気弁閉時期の第１位置を、ピストン下死点付近としたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１５９】
この発明によれば、吸気充填効率を十分に高めることができることにより、燃焼トルクを増大させることができるので、安定的な初期クランキングの回転立ち上がりに続いて後続気筒でのトルク増大により機関回転が速やかに立ち上がる。これによって、さらに始動時間の短縮化が図れる。
〔請求項ｃ〕請求項１〜ａのいずれか１項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記吸気弁閉時期の第１位置をピストン下死点よりも進角側の位置に制御したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１６０】
この発明によれば、いわゆる吸気弁閉時期ＩＶＣの早閉じによるデコンプ効果によって、有効圧縮比と吸気充填効率をやや低下させて、静粛な燃焼と適度な燃焼トルクを得ることができる。この結果、安定的な初期クランキング回転の立ち上がりに続く、後続気筒での騒音の低減化とスムーズな回転上昇を得ることができる。
〔請求項ｄ〕請求項１〜ｃのいずれか１項に記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記可変機構は、排気弁の開時期をも可変制御できると共に、機関停止時に、前記排気弁の開時期を遅角側の第３位置に保持制御したことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１６１】
この発明によれば、回転数の低い始動燃焼時に、燃焼圧が排気弁開作動によって開放される時期を遅延させることによって、機関トルクの落ち込みを抑制することが可能になる。
〔請求項ｅ〕請求項ｄに記載の内燃機関の可変動弁装置において、
前記可変機構による前記排気弁の開時期の機械的な最進角位置が、機関停止時における膨張行程の気筒におけるピストンの停止位置よりも所定量だけ遅角側の第４位置にしたことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【０１６２】
この発明によれば、可変機構が誤作動して排気弁の開時期が最遅角側になった場合であっても、回転数の低い始動燃焼時に、燃焼圧が排気弁の開作動により開放されるまでの期間をある程度確保でき、機関トルクは落ち込むものの最低限の機関トルクは確保できるので、最低限の始動性は確保できる。
【符号の説明】
【０１６３】
０３…ピストン
０９…駆動モータ（クランク位置制御機構）
０７…クランクシャフト
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…電子コントローラ
３０…コイルスプリング
３１・６１…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
ＩＯ１…吸気弁開時期
ＩＣ１…吸気弁閉時期（第１位置）
ＩＣ４…吸気弁閉時期（第２位置）
ＥＯ１…排気弁開時期（第３位置）
ＥＣ１…排気弁閉時期
ＥＯ４…排気弁開時期（第４位置）
【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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