(57)【要約】【課題】クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】この装置は、ロック機構を有する油圧駆動式の可変動弁装置を備える。ロック機構は、ベーンロータのロックピンをハウジングの凹部に嵌入させることにより、それらの相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを機関始動に適した特定時期にロックする。クランキング操作の実行に際して（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ロック機構がロック状態にないことを条件に（Ｓ１２：ＮＯ）、燃料噴射動作を禁止する。ロック機構がロック状態にないときであっても（Ｓ１２：ＮＯ）、クランキング操作の実行時における機関回転速度が所定速度ＪＶより高いときには（Ｓ１４：ＹＥＳ）、燃料噴射動作を禁止することなく実行する（Ｓ１５）。【選択図】図６
2013160065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸に駆動連結された第１の回転体とカム軸に駆動連結された第２の回転体との両回転体を作動油の圧力に基づき同一の回転軸線周りに相対回転させることにより前記カム軸で開閉駆動される機関バルブのバルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変動弁機構と、
前記両回転体の一方に設けられたロックピンを前記両回転体の他方に設けられた凹部に嵌入させることにより前記両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを最遅角時期および最進角時期の中間の機関始動に適した特定時期にロックしたロック状態にする一方で、前記凹部から前記ロックピンを抜脱することにより前記両回転体を相対回転可能な状態とするロック機構と
を備え、機関始動装置によるクランキング操作の実行に際して前記ロック機構がロック状態にないときには燃料噴射動作を禁止する内燃機関の制御装置において、
前記クランキング操作の実行時における機関回転速度が予め定めた所定速度より高くなる特定状況であるときには、前記燃料噴射動作を禁止することなく実行する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
当該装置は機関回転速度を検出する検出装置を有してなり、
前記特定状況であるときは、前記クランキング操作の実行時において前記検出装置により検出した機関回転速度が前記所定速度より高いときである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記機関始動装置はスタータモータと同スタータモータに電力を供給する蓄電池とを有してなり、
前記特定状況であるときは、前記蓄電池の電圧が予め定めた所定電圧より高いときである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
当該装置は、前記作動油の温度の指標になる温度が予め定めた所定温度より低いことを条件に、前記特定状況における前記燃料噴射動作の実行を許可する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
前記ロック機構は、前記カム軸に作用する交番トルクに基づいて前記両回転体が相対回転するときに前記回転体の周方向に沿って前記凹部に形成された複数の段部に対して前記ロックピンを順次嵌入させてバルブタイミングを前記特定時期まで段階的に進角または遅角させるラチェット機能を有する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のバルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変動弁機構と同バルブタイミングを特定時期にロックするロック機構とを有する内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カム軸により開閉駆動される吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを機関運転状態に応じて変更する油圧駆動式の可変動弁機構が知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載されるものを含め、従来一般の可変動弁機構についてその構成を図８に示す。図８［ａ］は、カバーを取り外した状態での可変動弁機構１００の内部構造を示し、図８［ｂ］は、図８［ａ］のＢ−Ｂ線に沿った断面構造を示す。なお、図８［ａ］ではカム軸２００の回転方向を矢印ＲＣにて示している。
【０００３】
図８に示す可変動弁機構１００は、同一の回転軸線回りに回転する二つの回転体として、クランク軸にチェーン（いずれも図示略）を介して駆動連結されたスプロケット１０１に固定されたハウジング１０２と、カム軸２００に駆動連結されたベーンロータ１０３とを備えている。ハウジング１０２の内部に形成された複数の収容室１０５の内部には、ベーンロータ１０３に設けられた複数のベーン１０３Ａがそれぞれ収容され、各収容室１０５はベーン１０３Ａによって進角室１０６と遅角室１０７とに区画されている。そして、これら進角室１０６および遅角室１０７に供給される油圧により収容室１０５内においてベーン１０３Ａが変位し、ハウジング１０２とベーンロータ１０３とが相対回転することにより、クランク軸に対するカム軸２００の相対回転位相、換言すればバルブタイミングが変更される。
【０００４】
また、この可変動弁機構１００には、バルブタイミングを最遅角時期および最進角時期を除くそれらの間の中間時期であって且つ機関始動に適した時期（以下、「特定時期」という）にロックするロック機構１１０が設けられている。図８［ｂ］に示すように、このロック機構１１０は、スプロケット１０１に形成された凹部１１２と、この凹部１１２に対して近接離間可能な状態でベーン１０３Ａに収容されたロックピン１１１とを備えている。さらに、ベーン１０３Ａにおいてロックピン１１１を収容する空間には、ロックピンを付勢するばね１１３が設けられるとともに、所定油圧にて作動油が供給される解除室１１４が形成されている。ロックピン１１１は、ばね１１３により凹部１１２に嵌入する方向に付勢される一方、解除室１１４に供給される作動油の圧力に基づく力により凹部１１２から脱出する方向に付勢される。
【０００５】
そして、機関停止要求時など、バルブタイミングを特定時期にロックする条件が成立した場合には、解除室１１４から作動油が排出される。これに伴い解除室１１４の油圧が解除油圧より低くなると、ばね１１３の付勢力によりロックピン１１１が凹部１１２に嵌入し、ベーンロータ１０３とハウジング１０２との相対回転が機械的にロックされる。その結果、バルブタイミングが特定時期にある状態でクランキングが開始されるため、良好な機関始動性を確保することができる。
【０００６】
一方、バルブタイミングの変更要求時など、バルブタイミングを特定時期から解除する条件が成立した場合には、解除室１１４に作動油が供給される。これに伴い解除室１１４の油圧が解除油圧より高くなると、この油圧に基づく付勢力によりロックピン１１１が凹部１１２から脱出し、ベーンロータ１０３とハウジング１０２との相対回転のロックが解除される。そして、作動油が進角室１０６および遅角室１０７に対して選択的に供給されることで、特定時期にロックされていたバルブタイミングが機関運転状態に適した時期に変更される。
【０００７】
こうしたロック機構１１０を備えた可変動弁機構１００では、機関停止要求時においてロック機構１１０が適正に作動せずに、バルブタイミングが特定時期でロックされない状態になることがある。この場合には、バルブタイミングが特定時期と異なる時期（例えば最遅角時期）になった状態で内燃機関の運転が停止するため、次回の機関始動時においてバルブタイミングが特定時期にない状態でクランキング操作が開始されることになる。したがって、機関始動に長時間を要するなど、機関始動性の低下を招くこととなる。
【０００８】
ここでカム軸２００が回転すると、カムによる機関バルブの開閉に伴いカム軸２００およびベーンロータ１０３には、バルブタイミングを遅角させる方向にカム軸２００およびベーンロータ１０３を回転させる正トルクと、バルブタイミングを進角させる方向にカム軸２００およびベーンロータ１０３を回転させる負トルクとが交互に作用する。そのため、仮にバルブタイミングがロックされていない状態で機関始動が開始されると、進角室および遅角室内の油圧が十分に上昇していない状態でベーンロータ１０３およびカム軸２００に正トルクおよび負トルクが作用するため、ハウジング１０２内においてベーンロータ１０３が進角側と遅角側とに交互に揺動するようになる。そして、そうしたベーンロータ１０３の揺動に際してバルブタイミングが特定時期になると、ロック機構１１０が作動してバルブタイミングが特定時期で固定されるようになる。
【０００９】
特許文献１に記載の装置では、機関始動時にバルブタイミングが不要に変動して機関運転状態が不安定になることを抑えるために、機関始動時におけるクランキング操作の実行に際してバルブタイミングが特定時期でない場合には、燃料噴射動作および点火動作が禁止される。すなわち、バルブタイミングが特定時期でロックされるのを待って燃料噴射動作および点火動作が開始される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００１−４１０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、バルブタイミングが特定時期でロックされていない状態での機関始動に際して、上述した正トルクおよび負トルクからなる交番トルクによるベーンロータ１０３の揺動量が小さくなってしまうことがある。そして、そうした場合にはバルブタイミングが特定時期でロックされるまでに長い時間を要するようになる。
【００１２】
特許文献１に記載の装置では、内燃機関を始動する際に、バルブタイミングが特定時期にならない限り燃料噴射動作および点火動作が実行されないため、バルブタイミングが特定時期になるまでに時間がかかる場合にはその分だけ機関始動に要する時間が長くなってしまう。しかも、ベーンロータ１０３の揺動量がごく小さくなってバルブタイミングが特定時期にならないようなことがあると、機関始動を完了させて機関運転を開始することができなくなってしまう。
【００１３】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することのできる内燃機関の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】
【００１４】
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説明する。
請求項１に記載の装置は、機関バルブのバルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変動弁機構と、バルブタイミングを最遅角時期および最進角時期の中間の機関始動に適した特定時期にロックするロック機構とを有する内燃機関に適用される。可変動弁機構は、クランク軸に駆動連結された第１の回転体とカム軸に駆動連結された第２の回転体とを作動油の圧力に基づき同一の回転軸線周りに相対回転させることによりカム軸で開閉駆動される機関バルブのバルブタイミングを変更する。またロック機構は、第１の回転体及び第２の回転体の一方に設けられたロックピンをそれら回転体の他方に設けられた凹部に嵌入させることにより両回転体の相対回転を機械的にロックしてバルブタイミングを特定時期にロックしたロック状態にする一方、凹部からロックピンを抜脱することにより両回転体を相対回転可能な状態とする。そして、機関始動装置によるクランキング操作の実行に際してロック機構がロック状態にないときには燃料噴射動作が禁止される。これにより、機関始動に際して機関運転状態が不安定になることが抑えられる。
【００１５】
クランキング操作の実行時における機関回転速度（クランキング速度）が高いときほど、前述した負トルクや正トルクがカム軸および第２の回転体に作用する時間が短くなるために、それらトルクによるカム軸および第２の回転体の揺動量が小さくなり易い。そのため、ロック機構がロック状態にない状態で機関始動が開始された場合に、バルブタイミングが特定時期になってロック機構がロック状態になるまでに要する時間が長くなり易く、機関始動性能の低下を招き易いと云える。
【００１６】
この点、請求項１に記載の装置では、クランキング操作の実行時における機関回転速度が予め定めた所定速度より高くなる特定状況であるときには、ロック機構がロック状態にない場合であっても、燃料噴射動作が禁止されることなく実行される。そのため、ロック機構がロック状態にない状態で機関始動が開始され、且つバルブタイミングが特定時期になるまでに長い時間を要することが見込まれる場合に、同バルブタイミングが特定時期になるのを待たずに燃料噴射動作を開始して機関始動の早期完了を図ることができる。
【００１７】
このように請求項１に記載の装置によれば、クランキング操作の実行開始時にバルブタイミングが特定時期にない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することができる。
【００１８】
なお請求項２によるように、機関回転速度を検出する検出装置を有する制御装置では、クランキング操作の実行時において検出装置により検出した機関回転速度が予め定めた所定速度より高いときを、前記特定状況であるときとすることができる。
【００１９】
また、請求項３によるように、スタータモータと同モータに電力を供給する蓄電池とを有する機関始動装置が設けられた内燃機関では、蓄電池の電圧が予め定めた所定電圧より高いときを、前記特定状況とすることができる。
【００２０】
機関始動に際して作動油の温度が低いときには、可変動弁機構のフリクションが高くなるために、前記負トルクや正トルクによるカム軸および第２の回転体の揺動量が小さくなり易いと云え、バルブタイミングが特定時期になるまでに要する時間が長くなり易いと云える。
【００２１】
請求項４に記載の発明では、そうした作動油の温度の指標になる温度が予め定めた所定温度より低いこと、言い換えればバルブタイミングが特定時期になるまでに要する時間が過度に長くなる可能性があることを条件に、前記特定状況における燃料噴射動作の実行が許可される。これにより、機関始動の開始時においてロック機構がロック状態にない場合であっても、作動油の温度が高くロック機構が速やかにロック状態になると見込まれるときには、ロック機構がロック状態になるのを待って燃料噴射動作の実行を開始させることができる。しかも、作動油の温度が低いためにロック機構がロック状態になるのに長い時間を要することが見込まれるときには、ロック機構がロック状態になるのを待たずに燃料噴射動作の実行を開始することができる。このように請求項４に記載の装置によれば、可変動弁機構のフリクションに応じて適正なタイミングで燃料噴射動作の実行を開始することができる。
【００２２】
なお、作動油の温度の指標になる温度としては、機関始動時における外気温度や機関温度、機関冷却水の温度を採用することの他、作動油の温度そのものを採用することもできる。
【００２３】
請求項５に記載の装置では、前記ロック機構が、カム軸に作用する交番トルクに基づいて前記両回転体が相対回転するときに回転体の周方向に沿って前記凹部に形成された複数の段部に対してロックピンを順次嵌入させてバルブタイミングを特定時期まで段階的に進角または遅角させるラチェット機能を有する。
【００２４】
同装置によれば、機関始動の開始時においてロック機構がロック状態にない場合であっても、同ロック機構のラチェット機能により、カム軸が回転するのに伴って機関バルブが開閉する際に第１回転体に対して第２の回転体が揺動した場合にバルブタイミングが特定時期に近づく方向に第１の回転体と第２の回転体とが相対回動するようになる。そして、バルブタイミングが特定時期になるとロック機構がロック状態になる。
【００２５】
上記装置によれば、そうしたラチェット機能を有するロック機構が設けられた内燃機関の始動開始時においてロック機構がロック状態にない場合に、同ロック機構が速やかにロック状態になると見込まれるときには、ロック機構がロック状態になるのを待って燃料噴射動作の実行を開始させることができる。また、そうした場合においてロック機構がロック状態になるのに長い時間を要することが見込まれるときには、ロック機構がロック状態になるのを待たずに燃料噴射動作の実行を開始することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明を具体化した一実施形態にかかる内燃機関の制御装置の概略構成を示す略図。
【図２】スプロケットを取り外した状態でスプロケット側から見た可変動弁機構の内部構造を示す端面図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った可変動弁機構の断面構造を示す断面図。
【図４】カム軸の回転に伴い作用するカムトルクを説明する説明図であり、［ａ］はバルブリフト量の変化態様を示すグラフ、［ｂ］はカムトルクの変化態様を示すグラフ、［ｃ］はカムノーズおよびバルブスプリングの状態とカムトルクとの関係を示す図。
【図５】［ａ］〜［ｄ］図２のＡ−Ａ線に沿う断面構造を平面上に展開して模式的に示す図であり、機関始動時においてバルブタイミングが最遅角時期から特定時期まで進角する過程を順に示す断面図。
【図６】始動時制御処理の実行手順を示すフローチャート。
【図７】始動時制御処理の実行態様の一例を示すタイミングチャート。
【図８】［ａ］従来一般の可変動弁機構の内部構造を示す端面図、［ｂ］同可変動弁機構の［ａ］におけるＢ−Ｂ線に沿った断面構造を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１０の気筒には、ピストン１１が往復動可能に収容されている。このピストン１１の頂面と気筒の内周面とによって燃焼室１２が区画形成されている。燃焼室１２には、同燃焼室１２に吸入空気を供給する吸気通路１３と、同燃焼室１２から排気が排出される排気通路１４とが接続されている。吸気通路１３には、内部に燃料を噴射する燃料噴射弁１５が取り付けられている。また燃焼室１２には吸入空気と燃料との混合気を点火するための点火プラグ１６が設けられている。
【００２８】
内燃機関１０の吸気通路１３には、同吸気通路１３の通路断面積を調節するためのスロットルバルブ１７が設けられている。本実施形態の装置では、内燃機関１０の運転状態に基づいてスロットルバルブ１７の開度が調節されることにより、同内燃機関１０の吸入空気量が運転状態に見合う量に調節される。
【００２９】
内燃機関１０のピストン１１には、その往復運動を回転運動に変換するクランク軸２０がコネクティングロッド２３を介して連結されている。また、内燃機関１０の上部には、吸気バルブ３１を開閉する吸気用カム軸３２と、排気バルブ４１を開閉する排気用カム軸４２とが設けられている。吸気用カム軸３２の先端には、吸気バルブ３１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構３０が設けられている。この可変動弁機構３０に設けられた吸気用カム軸３２のスプロケット３５、排気用カム軸４２のスプロケット４５、およびクランク軸２０のスプロケット２１は、タイミングチェーン２２を介して駆動連結されている。これにより、クランク軸２０が回転すると、この回転がタイミングチェーン２２を介してスプロケット３５，４５に伝達されて吸気用カム軸３２および排気用カム軸４２がそれぞれ回転する。
【００３０】
吸気バルブ３１は、吸気用バルブスプリング３４によって閉弁方向に付勢されている。この吸気用バルブスプリング３４が吸気用カム軸３２の回転に伴いこの吸気用カム軸３２に設けられた吸気用カム３３で押圧されて収縮および復元することにより、吸気バルブ３１が開閉される。また、排気バルブ４１は、排気用バルブスプリング４４によって閉弁方向に付勢されている。この排気用バルブスプリング４４が排気用カム軸４２の回転に伴いこの排気用カム軸４２に設けられた排気用カム４３で押圧されて収縮および復元することにより、排気バルブ４１が開閉される。
【００３１】
一方、内燃機関１０の下部には、作動油を貯留するオイルパン２５が取り付けられるとともに、クランク軸２０の回転力により駆動されてオイルパン２５の作動油を汲み上げるオイルポンプ２４が設けられている。このオイルポンプ２４により作動油が供給される作動油通路２８には、上述した可変動弁機構３０の各油室に対する作動油の給排状態を変更する油路制御弁（以下、「ＯＣＶ）」）２５が設けられている。なお、オイルパン２５に貯留される作動油は、可変動弁機構３０を駆動するための油圧を発生する作動油としての機能の他、内燃機関１０の各部を潤滑するための潤滑油としての機能も併せ有している。
【００３２】
また、クランク軸２０には、内燃機関１０の始動時に同クランク軸２０を強制回転（クランキング）させるスタータモータ２６が接続されている。このスタータモータ２６には、蓄電池２７から電力が供給される。
【００３３】
内燃機関１０には、同内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサが設けられている。各種センサとしては、例えばクランクセンサ８１や、カム角センサ８２、吸気温センサ８４等がある。クランクセンサ８１は、クランク軸２０の近傍に設けられて同クランク軸２０の回転速度（機関回転速度ＮＥ）や回転位置（クランク角ＣＡ）を検出する。カム角センサ８２は、吸気用カム軸３２の近傍に設けられて同吸気用カム軸３２の回転位置を検出する。吸気温センサ８４は、吸気通路１３に設けられて吸入空気の温度（吸気温度ＴＨＡ）を検出する。また、内燃機関１０が搭載される車両には、内燃機関１０の始動要求時に操作者により操作される運転スイッチ８５が設けられている。これら各種センサから出力される信号は、内燃機関１０の各種装置を統括して制御する制御部８０に取り込まれる。
【００３４】
制御部８０は、演算ユニットをはじめ、各種制御プログラムや演算マップ、制御の実行に際して算出されるデータ等を記憶保持する複数のメモリ８０Ａを備えている。なお、メモリ８０Ａの一部は、蓄電池２７から常時電力が供給されることにより、機関停止中においてもその記憶された情報を保持するバックアップメモリとして機能する。そして、制御部８０は、上述した各種センサの検出結果に基づいて内燃機関１０の運転状態を監視し、その運転状態に基づいて燃料噴射弁１５の作動制御や、点火プラグ１６の作動制御、スロットルバルブ１７の作動制御、ＯＣＶ２９の作動制御、スタータモータ２６の駆動制御（スタータ制御）等の各種制御を実行する。本実施形態では、スタータモータ２６、蓄電池２７、および制御部８０が機関始動装置として機能する。また、クランクセンサ８１および制御部８０が検出装置として機能する。
【００３５】
次に、可変動弁機構３０の構成について詳しく説明する。
図２に、可変動弁機構３０からスプロケット３５を取り外した状態で同スプロケット３５側から見た可変動弁機構３０の内部構造を示す。
【００３６】
図２に示すように、可変動弁機構３０のハウジング５２、上述したスプロケット３５およびカバー３６は、図示しないボルトによって互いに固定され、吸気用カム軸３２の回転軸線周りに一体回転する。これらハウジング５２、スプロケット３５およびカバー３６は、クランク軸２０に駆動連結された第１の回転体として機能する。なお、吸気用カム軸３２およびハウジング５２は、図２に矢印で示す回転方向ＲＣに回転するものとする。
【００３７】
ハウジング５２には、その径方向内側に延びる３つの区画部５４が設けられている。またハウジング５２内部には、ハウジング５２と同一の回転軸線周りに回転するベーンロータ５３が回動可能に収容されている。ベーンロータ５３は、吸気用カム軸３２に一体回転可能に連結されるボス５３Ａと、ボス５３Ａの径方向外側に突出する３つのベーン５３Ｂを有している。そして、ハウジング５２の各区画部５４とベーンロータ５３のボス５３Ａによって収容室５５が区画形成されるとともに、この収容室５５は各ベーン５３Ｂにより進角室５６と遅角室５７とにそれぞれ区画されている。なお、ベーンロータ５３は、吸気用カム軸３２に駆動連結された第２の回転体として機能する。
【００３８】
可変動弁機構３０には、バルブタイミングについての最進角時期ＰＡおよび最遅角時期ＰＲを除くそれらの中間時期（以下、「特定時期ＰＭ」）において同バルブタイミングを機械的にロックするロック機構５１が設けられている。なお特定時期ＰＭとしては、機関始動に適したバルブタイミングであって、特に極低温始動時においても機関始動可能なバルブタイミングが設定されている。
【００３９】
ロック機構５１は、互いに異なるベーン５３Ｂにそれぞれ設けられた進角ロック機構６０と遅角ロック機構７０とを備えている。進角ロック機構６０は、バルブタイミングが特定時期ＰＭよりも進角側に変化する方向にハウジング５２とベーンロータ５３とが相対回転することを規制する機能を有している。一方、遅角ロック機構７０は、バルブタイミングが特定時期ＰＭよりも遅角する方向にハウジング５２とベーンロータ５３とが相対回転することを規制する機能を有している。また、進角ロック機構６０および遅角ロック機構７０は、バルブタイミングを特定時期ＰＭよりも遅角側から特定時期ＰＭまで段階的に進角させるラチェット機能を併せ有している。そして、これら進角ロック機構６０および遅角ロック機構７０の協働によりバルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされる。
【００４０】
次に、ロック機構５１の詳細な構成について説明する。
図３に、図２のＡ−Ａ線に沿った可変動弁機構３０の断面構造を示す。図３に示すように、以下では、吸気用カム軸３２の軸方向において可変動弁機構３０のカバー３６が配置される側を「先端側ＺＡ」とし、スプロケット３５が配置される側を「基端側ＺＢ」とする。
【００４１】
進角ロック機構６０は、ベーン５３Ｂに設けられた円筒状の第１のロックピン６１と、第１のロックピン６１が嵌入または抜脱する第１の凹部６３とを備えている。この第１の凹部６３は、カバー３６に形成されている。
【００４２】
第１のロックピン６１は、ベーン５３Ｂに形成されたベーン孔６６において先端側ＺＡおよび基端側ＺＢに往復動するとともに、その一部がベーン５３Ｂの外部に突出して第１の凹部６３に嵌入する。ベーン孔６６は、第１のロックピン６１により、基端側ＺＢの第１のばね室６８と、先端側ＺＡの第１の解除室６７とに区画されている。第１のばね室６８には、第１のロックピン６１を先端側ＺＡに付勢する第１のばね６２が収容されている。一方、第１の解除室６７には、上述した作動油通路２８（図１参照）を通じて作動油が供給される。この供給される作動油の圧力に基づく力により第１のロックピン６１は基端側ＺＢに付勢される。
【００４３】
第１の凹部６３は、カバー３６においてその周方向に沿った円弧状をなしている。詳しくは、第１の凹部６３は、相対的に深さが浅く形成された第１の上段部６４と、相対的に深さが深く形成された第１の下段部６５とから構成されている。第１の上段部６４は、第１の下段部６５よりも遅角側に形成されている。
【００４４】
遅角ロック機構７０は、ベーン５３Ｂに設けられた円筒状の第２のロックピン７１と、第２のロックピン７１が嵌入する第２の凹部７３とを備えている。この第２の凹部７３は、カバー３６に形成されている。
【００４５】
第２のロックピン７１は、ベーン５３Ｂに形成されたベーン孔７６において先端側ＺＡおよび基端側ＺＢに往復動するとともに、ベーン５３Ｂの外部に突出して第２の凹部７３に嵌入する。ベーン孔７６は、第２のロックピン７１により、基端側ＺＢの第２のばね室７８と、先端側ＺＡの第２の解除室７７とに区画されている。第２のばね室７８には、第２のロックピン７１を先端側ＺＡに付勢する第２のばね７２が収容されている。一方、第２の解除室７７には、上述した作動油通路２８（図１参照）を通じて作動油が供給される。この供給される作動油の圧力に基づく力により第２のロックピン７１は基端側ＺＢに付勢される。
【００４６】
第２の凹部７３は、カバー３６においてその周方向に沿った円弧状をなしている。詳しくは、第２の凹部７３は、相対的に深さが浅く形成された第２の上段部７４と、相対的に深さが深く形成された第２の下段部７５とから構成されている。第２の上段部７４は、第２の下段部７５よりも遅角側に形成されている。
【００４７】
第１のロックピン６１、第２のロックピン７１、第１の凹部６３に形成された第１の上段部６４および第１の下段部６５、並びに第２の凹部７３に形成された第２の上段部７４および第２の下段部７５は、吸気用カム軸３２に作用する交番トルクによりバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで段階的に進角させるラチェット機能を有する。すなわち、第１の凹部６３に形成された第１の上段部６４および第１の下段部６５は、第１のロックピン６１がこれら段部６４，６５に嵌入したときに同ロックピン６１の遅角側への変位をそれぞれ規制する。一方、第２の凹部７３に形成された第２の上段部７４および第２の下段部７５は、第２のロックピン７１が嵌入したときに同ロックピン７１の遅角側への変位をそれぞれ規制する。さらに、第１のロックピン６１が第１の下段部６５に嵌入するとともに第２のロックピン７１が第２の下段部７５に嵌入したときには、第１の下段部６５の進角側の内壁により第１のロックピン６１の進角側への変位が規制される。また、併せて第２の下段部７５の遅角側の内壁により第２のロックピン７１の遅角側への変位が規制される。これにより、バルブタイミングが特定時期ＰＭでロックされる。なお、図３には、ロック機構５１がロック状態であって、バルブタイミングが特定時期ＰＭでロックされた状態を示している。
【００４８】
次に、上述した可変動弁機構３０の動作態様について説明する。
図１または図２に示すように、機関運転に伴いクランク軸２０が回転するとその駆動力がタイミングチェーン２２を介して可変動弁機構３０のスプロケット３５に伝達され、この可変動弁機構３０とともに、吸気用カム軸３２が回転する。これにより、吸気バルブ３１が吸気用カム軸３２に設けられた吸気用カム３３により開閉される。
【００４９】
また、可変動弁機構３０の進角室５６および遅角室５７に対する作動油の供給または排出がＯＣＶ２９を通じて制御されると、進角室５６および遅角室５７の油圧に基づき収容室５５でベーン５３Ｂが変位する。これにより、スプロケット３５およびハウジング５２に対するベーンロータ５３の相対回転位置、すなわちクランク軸２０に対する吸気用カム軸３２の相対回転位置が変更され、吸気バルブ３１のバルブタイミングが変更される。
【００５０】
具体的には、可変動弁機構３０の進角室５６に対して作動油が供給される一方で遅角室５７の作動油が排出されることにより、ベーンロータ５３がハウジング５２に対して進角側方向に相対回転すると、バルブタイミングが進角される。そして、ベーン５３Ｂが遅角室５７の進角側の内壁に接触すると、バルブタイミングは最進角時期ＰＡとなる。また、遅角室５７に対して作動油が供給される一方で進角室５６の作動油が排出されることにより、ベーンロータ５３がハウジング５２に対して遅角側方向に相対回転すると、バルブタイミングは遅角される。そして、ベーン５３Ｂが進角室５６の遅角側の内壁に接触すると、バルブタイミングは最遅角時期ＰＲとなる。
【００５１】
機関停止要求時には、バルブタイミングが特定時期ＰＭになるようにＯＣＶ２９を通じて進角室５６および遅角室５７の油圧が制御される。そして、進角ロック機構６０の第１の解除室６７（図３）から作動油が排出されてこの第１の解除室６７の油圧が解除油圧よりも低くなると、第１のばね６２で付勢された第１のロックピン６１が第１の凹部６３（第１の下段部６５）に嵌入する。併せて、遅角ロック機構７０の第２の解除室７７から作動油が排出されてこの第２の解除室７７の油圧が解除油圧よりも低下すると、第２のばね７２で付勢された第２のロックピン７１が第２の凹部７３（第２の下段部７５）に嵌入する。これにより、第１のロックピン６１の進角側への変位が第１の下段部６５の進角側の内壁で規制されるとともに、第２のロックピン７１の遅角側への変位が第２の下段部７５の遅角側の内壁で規制されて、ロック機構５１がロック状態になる。すなわち、バルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされる。以下、このようにロック機構５１がロック状態に移行して機関停止することを「機関通常停止」という。
【００５２】
ここで、上述した機関通常停止の後に、内燃機関１０の始動要求があったときには、ロック機構５１がロック状態にあってバルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされた状態でクランキングが開始される。上述したように、この特定時期ＰＭは機関始動に適したバルブタイミングに設定されているため、内燃機関１０を良好に始動することができる。
【００５３】
そして、機関始動後に所定条件が成立すると、第１のロックピン６１および第２のロックピン７１が第１の凹部６３および第２の凹部７３からそれぞれ抜脱される。具体的には、進角ロック機構６０の第１の解除室６７に作動油が供給されてこの第１の解除室６７の油圧が解除油圧よりも高くなると、第１のロックピン６１が、第１の解除室６７内の油圧に基づく付勢力により第１のばね６２の付勢力に抗して基端側ＺＢに移動して第１の凹部６３から抜脱する。また、遅角ロック機構７０の第２の解除室７７に対しても作動油が供給されてこの第２の解除室７７の油圧が解除油圧よりも高くなると、第２のロックピン７１が、第２の解除室７７の油圧に基づく付勢力により第２のばね７２の付勢力に抗して基端側ＺＢに移動して第２の凹部７３から抜脱する。これにより、ハウジング５２とベーンロータ５３との相対回転が許容される。その後、バルブタイミングが機関運転状態に適した所望の時期となるように、ＯＣＶ２９の制御が実行される。
【００５４】
一方、機関停止要求時においてロック機構５１がロック状態に移行しなかったときには、バルブタイミングが特定時期ＰＭと異なる時期である状態で内燃機関１０の運転が停止する。以下、このようにロック機構５１がロック状態に移行することなく機関停止することを「機関異常停止」という。
【００５５】
そして、こうした機関異常停止の後に、内燃機関１０の始動要求があったときには、バルブタイミングが特定時期ＰＭにない状態でクランキングが開始されることとなり、機関始動が不能となったり、機関始動に長期間を要したりする等、機関始動性の悪化を招くおそれがある。ちなみに、こうした機関異常停止時においては、内燃機関１０の停止が完了するまでの間に、進角室５６および遅角室５７の各油圧の低下に伴いバルブタイミングが遅角する方向に向かってベーンロータ５３とスプロケット３５とが相対回転するために、バルブタイミングが最遅角時期ＰＲまで変化することが多い。
【００５６】
そこで本実施形態では、機関異常停止後の機関始動性を向上させるべく、ロック機構５１が上述したラチェット機能を有している。すなわち、ロック機構５１の第１の凹部６３および第２の凹部７３に複数の段部６４，６５，７４，７５が形成されており、クランキング時に吸気用カム軸３２に作用する交番トルクを利用してバルブタイミングを最遅角時期ＰＲから特定時期ＰＭにまで進角させるようにしている。
【００５７】
以下、図４および図５を参照して、ロック機構５１のラチェット機能により、機関始動時においてバルブタイミングが最遅角時期ＰＲから特定時期ＰＭまで進角する過程について説明する。
【００５８】
なお、図４は吸気用カム軸３２の回転に伴い同吸気用カム軸３２に作用する回転トルク（カムトルク）の推移を示したものであり、図５［ａ］〜［ｄ］はバルブタイミングが最遅角時期ＰＲから特定時期ＰＭまで進角する過程について順に示したものである。図５［ａ］〜［ｄ］では、進角ロック機構６０の動作状態と遅角ロック機構７０の動作状態との関係を容易に把握できるように、第１のロックピン６１と第２のロックピン７１とを同一のベーン５３Ｂから互いに逆向きに突出するように示しており、また第１の凹部６３と第２の凹部７３とを軸方向に向き合うように示している。
【００５９】
先ず、機関運転中においては、吸気用カム３３による吸気バルブ３１の開閉駆動に伴い、バルブタイミングが遅角側に変化する方向にベーンロータ５３とハウジング５２とを相対回転させようとする正トルクと、バルブタイミングが進角側に変化する方向にベーンロータ５３とハウジング５２とを相対回転させようとする負トルクとが吸気用カム軸３２に対して交互に作用する。
【００６０】
すなわち、図４［ｃ］の左図に示すように、バルブリフト量（同図［ａ］）が増大する期間であるタイミングＴ１１からタイミングＴ１２までの期間では、吸気用カム軸３２が回転方向ＲＣに回転すると、吸気用カム３３のカムノーズ３３Ａによりリフタ３７を介して吸気用バルブスプリング３４が押圧される。これにより、吸気用バルブスプリング３４が収縮するため、正トルクＦ１が吸気用カム軸３２に作用する。
【００６１】
一方、図４［ｃ］の右図に示すように、バルブリフト量が減少する期間であるタイミングＴ１２からタイミングＴ１３までの期間では、収縮した吸気用バルブスプリング３４が元の状態に復元するため、負トルクＦ２が吸気用カム軸３２に対して作用する。
【００６２】
なお、図４［ｃ］の中央図に示すように、吸気用バルブスプリング３４が最も収縮するとともにカムノーズ３３Ａの頂点がリフタ３７と接触しているタイミングＴ１２では、正トルクＦ１および負トルクＦ２のいずれも吸気用カム軸３２に作用しない。
【００６３】
これら正トルクＦ１および負トルクＦ２とからなる交番トルク（同図［ｂ］）が、上述した機関異常停止後の機関始動時であって進角室５６および遅角室５７の各油室の油圧が十分に上昇していない状況のもとで吸気用カム軸３２に作用すると、ベーンロータ５３およびハウジング５２が相対回転する。すなわち、負トルクＦ２が作用する期間にはロックピン６１，７１はカバー３６に対して進角側に変位し、正トルクＦ１が作用する期間にはロックピン６１，７１はカバー３６に対して遅角側に変位する。
【００６４】
例えばバルブタイミングが最遅角時期ＰＲにあるときに上述したような負トルクＦ２が吸気用カム軸３２に作用すると、吸気用カム軸３２に駆動連結されたベーンロータ５３の回転速度がクランク軸２０に駆動連結されたハウジング５２の回転速度を一時的に上回る。これにより、ベーンロータ５３がハウジング５２に対して進角側方向に相対回転し、第１のロックピン６１および第２のロックピン７１が進角側に変位する。そして、図５［ａ］に示すように、第１のロックピン６１が第１の上段部６４に嵌入可能な位置にあるときに、すなわち第１のロックピン６１が第１の上段部６４の基端側ＺＢに位置するときに、第１のロックピン６１が第１の上段部６４に嵌入する。この状態において正トルクＦ１が吸気用カム軸３２に作用することによりバルブタイミングが遅角する方向にハウジング５２とベーンロータ５３とが相対回転しようとするときには、第１の上段部６４の遅角側の内壁に第１のロックピン６１が接触する。そのため、バルブタイミングが遅角する方向にハウジング５２とベーンロータ５３とが相対回転することが規制される。これにより、最遅角時期ＰＲよりも進角側の第１遅角時期ＰＸ１において、バルブタイミングの遅角が規制される。
【００６５】
そして、この状態で、吸気用カム軸３２に対してさらに作用する交番トルクに基づき、第２のロックピン７１が第２の上段部７４に嵌入し（図５［ｂ］）、その後において第１のロックピン６１が第１の下段部６５に嵌入し（図５［ｃ］）、さらにその後において第２のロックピン７１が第２の下段部７５に嵌入する（図５［ｄ］）。これにより、バルブタイミングの遅角が第２遅角時期ＰＸ２、第３遅角時期ＰＸ３、特定時期ＰＭで順に規制されて、バルブタイミングが特定時期ＰＭでロックされた状態に移行するようになる。
【００６６】
本実施形態の装置では、基本的に、スタータモータ２６の駆動によるクランキング操作の実行に際してロック機構５１がロック状態にないときには燃料噴射弁１５の開弁駆動（燃料噴射動作）および点火プラグ１６の作動（点火動作）が禁止される。これにより、内燃機関１０の始動に際してロック機構５１がロック状態にない場合に、ロック機構５１がロック状態になるのを待って燃料噴射動作および点火動作が開始されるようになるために、機関始動に際して機関運転状態が不安定になることが抑えられる。
【００６７】
ここで、本実施形態の装置では、ロック機構５１がロック状態にない状態での内燃機関１０の始動に際して、吸気用カム軸３２に作用する交番トルクによるベーンロータ５３の揺動量が小さくなってしまうことがある。
【００６８】
具体的には、低温環境下での内燃機関１０の始動に際して可変動弁機構３０の温度がごく低くなっているときなど、可変動弁機構３０内の作動油の温度が低いときには、同可変動弁機構３０のフリクションが高いために収容室５５の内部におけるベーンロータ５３の動作が緩慢になり易い。そのため、交番トルクによる吸気用カム軸３２およびベーンロータ５３の揺動量が小さくなり易く、バルブタイミングが特定時期ＰＭになってロック機構５１がロック状態になるまでに要する時間が長くなり易い。
【００６９】
また、蓄電池２７の交換直後や外部電源からの電力供給によるスタータモータ２６の駆動時など、スタータモータ２６への供給電圧が高くなるときには、スタータモータ２６の回転速度、ひいてはクランキング操作の実行時における機関回転速度ＮＥ（クランキング速度）が高くなる。そして、クランキング速度が高いときほど、交番トルクにおける負トルクＦ２、すなわち吸気用カム軸３２およびベーンロータ５３を進角側に回転させる方向に作用するトルクが同吸気用カム軸３２およびベーンロータ５３に作用する時間（図４におけるタイミングＴ１２〜Ｔ１３に相当する時間）が短くなる。そのため、同トルクによる吸気用カム軸３２およびベーンロータ５３の揺動量が小さくなり易く、ロック機構５１がロック状態にない状態で機関始動が開始された場合に、バルブタイミングが特定時期ＰＭになってロック機構５１がロック状態になるまでに要する時間が長くなり易い。
【００７０】
本実施形態の装置では、基本的に、内燃機関１０の始動に際してバルブタイミングが特定時期ＰＭになるのを待って燃料噴射動作および点火動作が開始される。そのため、ロック機構５１がロック状態になるまでに時間がかかる場合には、その分だけ内燃機関１０の始動に要する時間が長くなってしまう。しかも、仮に内燃機関１０の始動に際してロック機構５１がロック状態にならない限り燃料噴射動作および点火動作が開始されないようにすると、ベーンロータ５３の揺動量がごく小さくなってバルブタイミングが特定時期ＰＭにならない場合に、機関始動を完了させて機関運転を開始することができなくなってしまう。
【００７１】
この点をふまえて本実施形態の装置では、内燃機関１０の始動に際してロック機構５１がロック状態にないときであっても、以下の［条件イ］および［条件ロ］が共に満たされるときには、燃料噴射動作および点火動作を禁止することなく実行するようにしている。
［条件イ］クランキング操作の実行時における機関回転速度ＮＥ（クランキング速度）が予め定めた所定速度ＪＶより高いこと。
［条件ロ］吸気温度ＴＨＡが予め定めた所定温度ＪＴＨ（例えば、摂氏マイナス３０度）より低いこと。
【００７２】
上記［条件イ］が満たされることにより、クランキング速度が高いためにバルブタイミングが特定時期ＰＭになってロック機構５１がロック状態になるまでに長い時間を要することが見込まれると判断される。そして、この判断をもとに、バルブタイミングが特定時期ＰＭになるのを待たずに燃料噴射動作および点火動作が開始されて、内燃機関１０の始動の早期完了が図られるようになる。このように本実施形態の装置によれば、クランキング操作の実行開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することができる。
【００７３】
また［条件ロ］が満たされることにより、作動油の温度の指標になる温度としての吸気温度ＴＨＡが低くなっているために、バルブタイミングが特定時期ＰＭになってロック機構５１がロック状態になるまでに要する時間が過度に長くなる可能性があると判断される。そして、この判断をもとに、ロック機構５１がロック状態になるのを待たずに燃料噴射動作および点火動作の実行が開始される。しかも、［条件ロ］が満たされないとき、すなわち内燃機関１０の始動開始時においてロック機構５１がロック状態にない場合であっても、作動油の温度が高くロック機構５１が速やかにロック状態になると見込まれるときには、同ロック機構５１がロック状態になるのを待って燃料噴射動作および点火動作の実行が開始される。このように本実施形態の装置によれば、可変動弁機構３０のフリクションに応じて適正なタイミングで燃料噴射動作および点火動作の実行を開始することができる。
【００７４】
なお、バルブタイミングが特定時期ＰＭではない期間、すなわち機関始動に適した時期でない期間において燃料噴射動作を実行した場合に、機関始動が完了しない状態が長いてしまうと、噴射した燃料が点火プラグ１６に多量に付着した状態になるおそれがある。この場合には、その後においてバルブタイミングが特定時期ＰＭになった場合であっても、点火プラグ１６による燃料着火がうまくなされず、機関始動を適正に完了させることができなくなるおそれがある。この点、本実施形態では、吸気温度ＴＨＡが高くバルブタイミングが速やかに特定時期ＰＭになる可能性が高いときには、ロック機構５１がロック状態になるまでの期間において燃料噴射動作が禁止されるために、上述した点火プラグ１６への燃料付着に起因する機関始動性能の低下が抑えられるようになる。
【００７５】
以下、こうした内燃機関１０の始動時における機関制御にかかる処理（始動時制御処理）の実行手順（作用）について説明する。
図６は上記始動時制御処理の実行手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、制御部８０により実行される。
【００７６】
図６に示すように、この処理では先ず、運転スイッチ８５の操作によるクランキング操作が実行されているか否かが判断される（ステップＳ１１）。そして、クランキング操作が実行されていない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）、すなわち運転スイッチ８５が操作されていない場合やクランキング操作による機関始動が完了して内燃機関１０が自律運転されている場合には、以下の処理を実行することなく、本処理は一旦終了される。
【００７７】
クランキング操作が実行されている場合には（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ロック機構５１がロック状態であるか否かが判断される（ステップＳ１２）。ここでは、バルブタイミングが特定時期ＰＭであることをもってロック機構５１がロック状態であると判断される。また、ロック機構５１がロック状態でない場合には（ステップＳ１２：ＮＯ）、前記［条件イ］および［条件ロ］が共に満たされるか否かが判断される（ステップＳ１３およびステップＳ１４）。
【００７８】
そして、ロック機構５１がロック状態でなく（ステップＳ１２：ＮＯ）、且つ［条件ロ］が満たされる場合すなわち吸気温度ＴＨＡが所定温度ＪＴＨ以上である場合には（ステップＳ１３：ＮＯ）、燃料噴射動作および点火動作の実行を開始することなく（ステップＳ１５の処理がジャンプされて）、本処理は一旦終了される。この場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭになっていないものの、吸気温度ＴＨＡが高いために可変動弁機構３０のフリクションが低くクランキング操作に伴ってバルブタイミングが速やかに特定時期ＰＭになる可能性が高いとして、バルブタイミングが特定時期ＰＭになるのを待つべく燃料噴射動作および点火動作の実行が開始されない。
【００７９】
また、ロック機構５１がロック状態でなく且つ吸気温度ＴＨＡが所定温度ＪＴＨより低い場合であっても（ステップＳ１２：ＮＯ且つステップＳ１３：ＹＥＳ）、［条件イ］が満たされない場合すなわちクランキング速度が所定速度ＪＶ以下である場合には（ステップＳ１４：ＮＯ）、燃料噴射動作および点火動作の実行が開始されない（ステップＳ１５の処理がジャンプされる）。この場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭでないものの、クランキング速度が低いために前述した交番トルクによるベーンロータ５３の揺動量が大きく、バルブタイミングが比較的早期に特定時期ＰＭになってロック機構５１がロック状態になる可能性が高いとして、燃料噴射動作および点火動作の実行が開始されない。
【００８０】
そして、その後において本処理が繰り返し実行されて、上記交番トルクによってバルブタイミングが特定時期ＰＭになってロック機構５１がロック状態になると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、燃料噴射動作および点火動作の実行が開始された後（ステップＳ１５）、本処理は一旦終了される。
【００８１】
一方、ロック機構５１がロック状態でない場合であっても（ステップＳ１２：ＮＯ）、吸気温度ＴＨＡが所定温度ＪＴＨより低く且つクランキング速度が所定速度ＪＶより高い場合には（ステップＳ１３：ＹＥＳ且つステップＳ１４：ＹＥＳ）、燃料噴射動作および点火動作の実行が開始された後（ステップＳ１５）、本処理は一旦終了される。なお本実施形態では、燃料噴射動作および点火動作の実行が適切に開始されるようになる所定速度ＪＶと所定温度ＴＨＡとが各種実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて、制御部８０のメモリ８０Ａに記憶されている。
【００８２】
図７に、バルブタイミングが最遅角時期ＰＲであり且つ吸気温度ＴＨＡが所定温度ＪＴＨより低い状況で機関始動が開始されるとともに、クランキング操作の実行中にクランキング速度が所定速度ＪＶより高くなる場合における内燃機関１０の運転状態の一例を示す。
【００８３】
なお図７において、実線は本実施形態の装置における内燃機関１０の運転状態を示し、一点鎖線はバルブタイミングが特定時期ＰＭにならない限り燃料噴射動作および点火動作が開始されない比較例の装置における内燃機関の運転状態を示す。
【００８４】
図７に示すように、時刻Ｔ２１において運転スイッチ８５が押動操作されると、クランキング操作の実行が開始されて、同図［ｃ］に示す機関回転速度ＮＥ（クランキング速度）が上昇するようになる。
【００８５】
そして、クランキング操作の実行開始直後（時刻Ｔ２１〜Ｔ２２）においては、バルブタイミング（同図［ａ］）が特定時期ＰＭでなく、且つ吸気温度ＴＨＡ（同図［ｂ］）が所定温度ＪＴＨより低く、且つクランキング速度が所定速度ＪＶより低いために、燃料噴射動作（同図［ｄ］）および点火動作の実行が開始されない。
【００８６】
その後、時刻Ｔ２２においてクランキング操作中において機関回転速度ＮＥが所定速度ＪＶを上回ると、本実施形態の装置（実線）では燃料噴射動作および点火動作の実行が開始される。そして本例では、時刻Ｔ２３において内燃機関１０の燃焼室１２内における燃料の燃焼が良好に行われるようになり、以後において機関回転速度ＮＥが急上昇して内燃機関１０の始動が完了される。
【００８７】
これに対して、比較例の装置（一点鎖線）では、バルブタイミングが特定時期ＰＭにならない限り燃料噴射動作および点火動作の実行が開始されないために、それら動作の実行開始が遅くなってしまう。しかも、前述した交番トルクによるベーンロータ５３の揺動量がごく小さくなる場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭにまで変化しなくなって燃料噴射動作および点火動作の実行を開始することができなくなる可能もある。このように比較例の装置では、機関始動性能の低下を招いてしまう。
【００８８】
この点、本実施形態の装置によれば、そうした状況であっても、バルブタイミングが特定時期ＰＭになるのを待たずに燃料噴射動作および点火動作の実行が開始されるために、これによる機関始動を図ることができ、内燃機関１０の始動完了がごく遅くなることが抑えられるようになる。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果を得ることができる。
（１）内燃機関１０の始動に際してロック機構５１がロック状態にないときであっても、クランキング速度が所定速度ＪＶより高いときには、燃料噴射動作および点火動作を禁止することなく実行するようにした。そのため、クランキング操作の実行開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、それに起因する機関始動性の悪化を抑制することができる。
【００９０】
（２）吸気温度ＴＨＡが所定温度ＪＴＨより低いことを条件に、クランキング速度が所定速度ＪＶより高いときにおける燃料噴射動作および点火動作の実行を許可するようにした。そのため、可変動弁機構３０のフリクションに応じて適正なタイミングで燃料噴射動作および点火動作の実行を開始することができる。
【００９１】
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施形態で示したロック機構５１の構成は一例であって適宜変更することができる。例えば、上記実施形態では進角ロック機構６０及び遅角ロック機構７０として特定時期ＰＭよりも遅角側にあるバルブタイミングを進角させるラチェット機能を有する例を示したが、これに代えて特定時期ＰＭよりも進角側にあるバルブタイミングを遅角させる機能も併せて有するように進角ロック機構６０および遅角ロック機構７０を構成してもよい。
【００９２】
・上記実施形態では、凹部６３，７３がカバー３６に形成された例を示したが、これら凹部６３，７３をスプロケット３５に形成するようにしてもよい。
・上記実施形態では、第１のロックピン６１及び第２のロックピン７１がいずれもベーンロータ５３に設けられる一方、第１の凹部６３及び第２の凹部７３がいずれもカバー３６に設けられる例を示した。これに対し、ロックピン６１，７１がいずれもカバー３６に設けられる一方、凹部６３，７３がいずれもベーンロータ５３に設けられる構成を採用してもよい。また、ロックピン６１，７１が互いに異なる回転体に設けられる構成を採用してもよい。例えば、第１のロックピン６１をベーンロータ５３に設けるとともに第１の凹部６３をカバー３６に設ける一方、第２のロックピン７１をカバー３６に設けるとともに第２の凹部７３をベーンロータ５３に設けるようにしてもよい。
【００９３】
・上記実施形態では、ベーンロータ５３に設けられたロックピン６１，７１が先端側ＺＡ（図３参照）及び基端側ＺＢに往復動するとともに、これらロックピン６１，７１がそれぞれ嵌入する凹部６３，７３がカバー３６に形成された例を示した。これに対し、ベーンロータ５３の外周面から突出する態様でロックピンを設ける一方、このロックピンが嵌入する凹部をハウジング５２の内周面に設ける構成を採用してもよい。
【００９４】
・上記実施形態の装置は、ラチェット機能を有していないロック機構が設けられた装置にも適用することができる。
・上記実施形態では、スプロケット３５がクランク軸２０に駆動連結され、ベーンロータ５３が吸気用カム軸３２に駆動連結された例を示した。これに代えて、スプロケット３５が吸気用カム軸３２に駆動連結され、ベーンロータ５３がクランク軸２０に駆動連結される態様にて可変動弁機構３０を構成することもできる。
【００９５】
・上記実施形態では、ロック機構５１がロック状態にないことを条件に、燃料噴射動作および点火動作を共に禁止するようにしたが、燃料噴射動作のみを禁止するようにしてもよい。
【００９６】
・上記実施形態では、作動油の温度の指標になる温度として、吸気温度ＴＨＡを採用したが、これに限らず内燃機関１０の温度や機関冷却水の温度などを採用したり、作動油の温度そのものを検出して用いたりするようにしてもよい。
【００９７】
・［条件イ］に代えて、クランキング速度が所定速度ＪＶより高くなる特定状況になったことを精度良く判断可能な条件であれば、任意の条件を設定することができる。そうした条件としては、例えば以下の［条件ハ］や［条件ニ］を採用することができる。
［条件ハ］蓄電池２７の電圧が予め定めた所定電圧より高いこと。
［条件ニ］制御部８０のメモリ８０Ａの特定の記憶値が初期値であること。
【００９８】
上記［条件ハ］を採用することにより、蓄電池２７の交換直後や外部電源からの電力供給によるスタータモータ２６の駆動時などのようにスタータモータ２６への供給電圧が高いことに起因してクランキング速度が高くなる場合に、これを精度良く判断することができる。また、上記［条件ニ］を採用することにより、蓄電池２７の交換に伴う電力供給の一時的な遮断によって制御部８０のメモリ８０Ａの特定の記憶値が初期化された直後であること、すなわち蓄電池２７の電圧が高くなっている可能性があることを精度良く判断することができる。そして、この判断をもとに、特定状況になる可能性があることを精度良く判断することができる。
【００９９】
・ロック機構５１がロック状態にあるか否かの判定を、例えばロックピン６１，７１の移動位置を検出するためのセンサを新たに設けるとともに同センサの検出結果に基づき行うようにするなど、カム角センサ８２以外のセンサの検出結果に基づき行うようにしてもよい。
【０１００】
・図６のステップＳ１３の処理を省略してもよい。すなわち、作動油の温度の指標になる温度の高低によることなく、クランキング速度が所定速度ＪＶより高いときに、燃料噴射動作および点火動作を禁止することなく実行するようにしてもよい。
【０１０１】
・上記実施形態では、吸気バルブ３１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構３０を備える内燃機関の制御装置として具体化した例を示した。その他、排気バルブ４１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構を備える内燃機関の制御装置や、吸気バルブ３１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構と排気バルブ４１のバルブタイミングを変更する可変動弁機構とを共に備える内燃機関の制御装置において、本発明を具体化することも可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１０…内燃機関、１１…ピストン、１２…燃焼室、１３…吸気通路、１４…排気通路、１５…燃料噴射弁、１６…点火プラグ、１７…スロットルバルブ、２０…クランク軸、２１…クランク軸用スプロケット、２２…タイミングチェーン、２３…コネクティングロッド、２４…オイルポンプ、２５…オイルパン、２６…スタータモータ、２７…蓄電池、２８…作動油通路、２９…油路制御弁（ＯＣＶ）、３０，１００…可変動弁機構、３１…吸気バルブ、３２，２００…吸気用カム軸、３３…吸気用カム、３３Ａ…吸気用カムノーズ、３４…吸気用バルブスプリング、３５，１０１…スプロケット（第１の回転体）、３６…カバー（第１の回転体）、３７…リフタ、４１…排気バルブ、４２…排気用カム軸、４３…排気用カム、４４…排気用バルブスプリング、４５…排気用カム軸用スプロケット、５１，１１０…ロック機構、５２，１０２…ハウジング（第１の回転体）、５３，１０３…ベーンロータ（第２の回転体）、５３Ａ…ボス、５３Ｂ，１０３Ａ…ベーン、５４…区画部、５５，１０５…収容室、５６，１０６…進角室、５７，１０７…遅角室、６０…進角ロック機構、６１…第１のロックピン、６２…第１のばね、６３…第１の凹部、６４…第１の上段部、６５…第１の下段部、６６，７６…ベーン孔、６７…第１の解除室、６８…第１のばね室、７０…遅角ロック機構、７１…第２のロックピン、７２…第２のばね、７３…第２の凹部、７４…第２の上段部、７５…第２の下段部、７７…第２の解除室、７８…第２のばね室、８０…制御部、８０Ａ…メモリ、８１…クランクセンサ、８２…カム角センサ、８４…吸気温センサ、８５…運転スイッチ、１１１…ロックピン、１１２…凹部、１１３…ばね、１１４…解除室。
【図１】
2013160065.tif 000003
【図２】
2013160065.tif 000004
【図３】
2013160065.tif 000005
【図４】
2013160065.tif 000006
【図５】
2013160065.tif 000007
【図６】
2013160065.tif 000008
【図７】
2013160065.tif 000009
【図８】
2013160065.tif 000010