(57)【要約】【課題】吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するリフト量変更機構を備える内燃機関の機関始動性を向上させることができる制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関１には、吸気バルブ４０の最大リフト量及び開弁期間を変更するリフト量変更機構３０と、気筒１２内の燃焼圧力を検出する筒内圧センサ９４が設けられている。電子制御装置９０は、機関始動時における完爆までの期間において、筒内圧センサ９４によって検出される燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブ４０の最大リフト量が変更されるようにリフト量変更機構３０を制御する。【選択図】図１
2013160204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するリフト量変更機構と、
気筒内の燃焼圧力を検出する筒内圧検出機構とを備え、
機関始動時における完爆までの期間において、前記筒内圧検出機構によって検出される燃焼圧力が上昇する側に前記吸気バルブの最大リフト量が変更されるように前記リフト量変更機構を制御する
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
機関始動開始時における前記吸気バルブの閉弁時期がピストンが下死点に達する時期よりも遅角側である場合には、前記吸気バルブの最大リフト量の初回の変更に際して、前記吸気バルブの最大リフト量が小さくなる側に変更されるように前記リフト量変更機構を制御する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
機関始動開始時から所定期間以内は、前記リフト量変更機構による前記吸気バルブの最大リフト量の変更を禁止する
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記筒内圧検出機構によって検出される燃焼圧力が極大値となったときには、前記吸気バルブの最大リフト量が、同燃焼圧力が極大値となる最大リフト量に維持されるように前記リフト量変更機構を制御する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期をともに進角又は遅角させるバルブタイミング変更機構と、
前記吸気バルブの開弁期間の中間時期を最遅角位相から最進角位相までの間における機関始動時に適した中間位相に固定するロック機構とを備える
請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
機関始動時に前記ロック機構によりロック操作がなされていないときには、前記吸気バルブの開弁期間の中間時期が前記中間位相に変更されるように前記バルブタイミング変更機構を制御する
請求項５に記載の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、吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するリフト量変更機構を備える内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されるように、吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するリフト量変更機構を備える内燃機関が知られている。この内燃機関では、機関始動時に、吸気バルブの最大リフト量を相対的に小さくすることによって、ポンピングロスを低減し、機関始動性を向上させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６７８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１のように、ポンピングロスを低減すべく機関始動時に吸気バルブの最大リフト量を小さくすると、気筒に吸入される空気の量が少なくなるため、気筒内の燃焼圧力が機関の完爆に必要な燃焼圧力よりも低くなることがある。一方、吸気バルブの最大リフト量を大きくすると、開弁期間が大きくなることによって吸気バルブの閉弁時期が遅くなる。そのため、例えば吸気バルブの閉弁時期が遅くなることによってピストンが下死点に達した後に吸気バルブが閉弁する場合には、気筒に吸入された空気の一部が吸気通路に戻されて圧縮比が小さくなるために、この場合も同様に気筒内の燃焼圧力が機関の完爆に必要な圧力よりも低くなることがある。このように、吸気バルブの最大リフト量によっては、機関始動時における気筒内での燃焼圧力が機関の完爆に必要な圧力よりも低くなり、完爆しないあるいは完爆に至るまでの期間が長期化するなど機関始動が適切になされない場合がある。
【０００５】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するリフト量変更機構を備える内燃機関の機関始動性を向上させることができる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】
【０００６】
以下、上記課題を解決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に記載の発明の内燃機関の制御装置は、吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を変更するリフト量変更機構と、気筒内の燃焼圧力を検出する筒内圧検出機構とを備え、機関始動時における完爆までの期間において、前記筒内圧検出機構によって検出される燃焼圧力が上昇する側に前記吸気バルブの最大リフト量が変更されるように前記リフト量変更機構を制御することを要旨とする。
【０００７】
上記構成によれば、仮に機関始動開始時における吸気バルブの最大リフト量では機関始動に適した燃焼圧力が得られない場合であっても、筒内圧検出機構によって検出される燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブの最大リフト量が変更されるため、気筒内における燃焼圧力を機関始動に適した燃焼圧力にすることができる。したがって、完爆に至るまでの期間を短縮することができ、始動性を向上させることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、機関始動開始時における前記吸気バルブの閉弁時期がピストンが下死点に達する時期よりも遅角側である場合には、前記吸気バルブの最大リフト量の初回の変更に際して、前記吸気バルブの最大リフト量が小さくなる側に変更されるように前記リフト量変更機構を制御することを要旨とする。
【０００９】
機関始動開始時における吸気バルブの閉弁時期がピストンが下死点に達する時期よりも遅角側にある場合には、気筒に吸入された空気の一部が吸気通路に戻されて圧縮比が小さくなるために、燃焼圧力が低くなると推定される。したがって、上記構成では、このような場合には、吸気バルブの閉弁時期を進角させるべく最大リフト量が小さくなるように変更される。これにより、吸気バルブの閉弁時期を進角させて気筒内に吸入される空気の量を増大させるとともに、圧縮比を大きくすることができるため、気筒内における燃焼圧力をより好適に上昇させて、機関が完爆に至るまでの期間を短縮することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、機関始動開始時から所定期間以内は、前記リフト量変更機構による前記吸気バルブの最大リフト量の変更を禁止することを要旨とする。
【００１１】
上記構成によれば、機関始動開始時における吸気バルブの最大リフト量で完爆が可能であるにも拘わらず、吸気バルブの最大リフト量が不必要に変更されたり、燃焼圧力が低下する側に誤って変更されたりすることを抑制することができる。そして、機関始動開始から所定期間以内に機関が完爆しないときには、機関始動開始時における吸気バルブの最大リフト量では、完爆に必要な燃焼圧力が得られないものと推定されるため、吸気バルブの最大リフト量を変更することで気筒内における混合気の燃焼圧力を上昇させ、機関が完爆に至るまでの期間を短縮することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記筒内圧検出機構によって検出される燃焼圧力が極大値となったときには、前記吸気バルブの最大リフト量が、同燃焼圧力が極大値となる最大リフト量に維持されるように前記リフト量変更機構を制御することを要旨とする。
【００１３】
上記構成によれば、吸気バルブの最大リフト量を変更することによって燃焼圧力が極大値となると、その後は、吸気バルブの最大リフト量がその最大リフト量となるように維持されるため、燃焼圧力を極大値に維持することができる。これにより、機関が完爆に至るまでの期間をより好適に短縮することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期をともに進角又は遅角させるバルブタイミング変更機構と、前記吸気バルブの開弁期間の中間時期を最遅角位相から最進角位相までの間における機関始動時に適した中間位相に固定するロック機構とを備えることを要旨とする。
【００１５】
上記構成によれば、ロック機構によるロック操作がなされず、吸気バルブの開弁期間の中間時期が機関始動に適した中間位相に固定されないことによって、開弁時期及び閉弁時期が機関始動に適した各時期にそれぞれ固定されていない状況のもとで機関始動がなされた場合であっても、筒内圧検出機構によって検出される燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブの最大リフト量が変更される。したがって、機関始動に適した燃焼圧力を得ることができ、機関が完爆に至るまでの期間を短縮することができる。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、機関始動時に前記ロック機構によりロック操作がなされていないときには、前記吸気バルブの開弁期間の中間時期が前記中間位相に変更されるように前記バルブタイミング変更機構を制御することを要旨とする。
【００１７】
上記構成によれば、ロック機構によるロック操作がなされず、吸気バルブの開弁期間の中間時期が機関始動に適した中間位相に固定されていない状況のもとで機関始動がなされた場合には、バルブタイミング変更機構を通じて吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期の中間時期を中間位相に変更することで、吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期を機関始動に適した各時期に近づける。この場合、吸気バルブの開弁期間の中間時期を変更するのに伴って、気筒内における燃焼圧力が変化し、機関始動に適した吸気バルブの最大リフト量の値も変化するものの、上記構成では、筒内圧検出機構によって燃焼圧力が都度検出されるため、そうした変化に追従するかたちで吸気バルブの最大リフト量を燃焼圧力が上昇する側へと変更させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態にかかる内燃機関の制御装置が適用される内燃機関及びその周辺機構を示す模式図。
【図２】同実施形態において、（ａ）はバルブタイミング変更機構の平面図、（ｂ）は同図（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は同図（ａ）のII−II線断面図。
【図３】同実施形態におけるバルブタイミング変更機構の油圧制御系を示す模式図。
【図４】同実施形態における吸気バルブの開弁期間を示すグラフ。
【図５】同実施形態におけるクランキング制御の実行手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態における始動時の最大リフト量制御の実行手順を示すフローチャート。
【図７】同実施形態における始動時のバルブタイミング制御の実行手順を示すフローチャート。
【図８】同実施形態における始動時の吸気バルブの最大リフト量と燃焼圧力との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１〜８を参照して本発明に係る内燃機関の制御装置を具体化した実施形態について説明する。
図１に示すように、内燃機関１は複数の気筒１２を有するシリンダブロック１０を備え、各気筒１２にはピストン１３が往復動可能に設けられている。ピストン１３は、コネクティングロッド１９を介してクランクシャフト１８に連結され、ピストン１３の往復運動がコネクティングロッド１９を介してクランクシャフト１８の回転運動へと変換される。
【００２０】
シリンダブロック１０の上部には、シリンダヘッド１１が設けられている。各気筒１２では、シリンダヘッド１１の底面とピストン１３の上端面とによって囲まれた空間により燃焼室１４が形成されている。このシリンダヘッド１１には、吸気通路１６及び排気通路１７が燃焼室１４に連通するように形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６を通じて外部の空気が吸入され、吸気通路１６を流れる空気の量はスロットルバルブ２０の開度に応じて調整される。燃焼室１４で生じた排気は排気通路１７を通って外部へ排出される。
【００２１】
シリンダヘッド１１には燃料噴射弁２１が配設されている。燃料噴射弁２１から吸気ポートに噴射された燃料は、燃焼室１４内に吸入された空気と混ざり合って混合気となる。また、シリンダヘッド１１には、燃焼室１４内の混合気に対して点火を行う点火プラグ１５が設けられている。さらに、シリンダヘッド１１には、吸気ポート及び排気ポートと燃焼室１４とを連通遮断するための吸気バルブ４０及び排気バルブ４６が設けられている。シリンダヘッド１１の上部には、吸気バルブ４０及び排気バルブ４６のそれぞれを開閉駆動させるための吸気カムシャフト４１及び排気カムシャフト４７が設けられている。吸気カムシャフト４１及び排気カムシャフト４７は、タイミングチェーンによってクランクシャフト１８に連結されている。すなわち、吸気カムシャフト４１及び排気カムシャフト４７の回転により、吸気バルブ４０及び排気バルブ４６が開閉駆動され、吸気ポート及び排気ポートと燃焼室１４とが連通又は遮断される。
【００２２】
内燃機関１において、吸気カムシャフト４１と吸気バルブ４０との間にはリフト量変更機構３０が設けられている。リフト量変更機構３０は、吸気バルブ４０の最大リフト量及び開弁期間を変更する。リフト量変更機構３０は、吸気バルブ４０の上端に当接する吸気ロッカアーム４４及び吸気カムシャフト４１の間に設けられ、シリンダヘッド１１に対して揺動可能に支持されたアームアッシ３１を備えている。吸気ロッカアーム４４は、その一端部により吸気バルブ４０を押動可能な状態で他端部がラッシュアジャスタ４３によって支持されている。アームアッシ３１は、吸気カムシャフト４１の回転が入力される入力アーム３３と、吸気ロッカアーム４４を揺動させる出力アーム３２と、アームアッシ３１の軸方向に沿って移動自在に設けられたコントロールシャフト３４とを備えている。アームアッシ３１は、コントロールシャフト３４が軸方向に駆動することにより、入力アーム３３と出力アーム３２との揺動方向における相対位置を変更できるように構成されている。コントロールシャフト３４は、電動式のアクチュエータ３５により駆動される。そして、リフト量変更機構３０の駆動により、吸気バルブ４０の開弁期間が最大開弁期間から最小開弁期間までの間で連続的に変更されることで、吸気バルブ４０の最大リフト量が連続的に変更される。すなわち、最大開弁期間において最大リフト量は上限リフト量となり、最小開弁期間において最大リフト量は下限リフト量となる。
【００２３】
また、吸気カムシャフト４１にはバルブタイミング変更機構５０が設けられている。バルブタイミング変更機構５０はクランクシャフト１８の回転位相に対する吸気カムシャフト４１の相対的な回転位相を調節して、吸気バルブ４０のバルブタイミングを変更設定するものである。具体的には、バルブタイミング変更機構５０により、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期がともに進角側又は遅角側に変更される。
【００２４】
バルブタイミング変更機構５０の構成について図２及び図３を参照して詳細に説明する。
図２（ａ）に示すように、バルブタイミング変更機構５０は、クランクシャフト１８と同期して回転するスプロケット６０と、吸気カムシャフト４１の同軸に設けられスプロケット６０に対して相対回動可能に設けられた内部ロータ６１と、内部ロータ６１を収容するハウジング５１とを備えている。スプロケット６０は、タイミングチェーンを介してクランクシャフト１８と駆動連結され、クランクシャフト１８と同期して回転する。
【００２５】
図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ハウジング５１は、ハウジング本体５２及びカバー５３により構成され、ハウジング本体５２及びカバー５３は複数の取り付けボルトによりスプロケット６０に固定され、スプロケット６０と一体に回転する。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、内部ロータ６１のボス６３には、このボス６３から径方向に突出する３つのベーン６２が形成されている。また、内部ロータ６１は、ボス６３の中心軸と吸気カムシャフト４１の回転軸が同軸となるように吸気カムシャフト４１の先端にセンタボルトによって固定され、吸気カムシャフト４１と一体に回転する。
【００２７】
ハウジング本体５２の内部には、３つの隔壁５５によって隔てられる３つの区画室５４が設けられており、これら区画室５４に内部ロータ６１のベーン６２がそれぞれ収容されている。また、各区画室５４はベーン６２により遅角油圧室６４と進角油圧室６５に分割されている。これら遅角油圧室６４及び進角油圧室６５に対して作動油が給排されることにより、内部ロータ６１がハウジング５１に対して遅角側又は進角側に相対回動する。
【００２８】
ベーン６２の一つには、ロックピン６９が内部ロータ６１の回転軸に沿う方向に往復動可能に設けられている。ロックピン６９は、機関停止時等において内部ロータ６１が中間位相に移動したときに、内部ロータ６１をその位置に固定する。これにより、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期の中間時期（以下、「開弁期間の中間時期」と称する）が中間位相に固定される。ここで、この中間位相は、最遅角位相から最進角位相までの間の機関始動に適した位相に設定されている。ロックピン６９は、付勢ばね６８によって常に内部ロータ６１の回転軸に沿ってベーン６２から突出する方向に付勢されている。一方、スプロケット６０には、内部ロータ６１が中間位相に回動した場合におけるロックピン６９の位置に対向する部分に、ロックピン６９が挿入されるロック孔７０が形成されている。
【００２９】
図３に示すように、バルブタイミング変更機構５０の油圧制御系は、内部ロータ６１のハウジング５１に対する相対回転回動及びロックピン６９の往復動を制御する。油圧制御系は、作動油を遅角油圧室６４に供給又は排出する遅角油路８１と、進角油圧室６５に作動油を供給又は排出する進角油路８２と、オイルパン８６からの作動油をオイルポンプ８７によりこれら油路８１，８２に供給する供給油路８３と、これら油路８１，８２からの作動油を排出する排出油路８４と、作動油の供給、排出及び保持を制御する油圧制御弁（ＯＣＶ）８５とを備えている。そして、内部ロータ６１を遅角側に回動させるときには、油圧制御弁８５の制御により、遅角油路８１が供給油路８３に接続されるとともに、進角油路８２は排出油路８４と接続される。これにより、遅角油圧室６４に作動油が供給されて同遅角油圧室６４の容積が増大するとともに、進角油圧室６５から作動油が排出されて進角油圧室６５の容積が減少し、内部ロータ６１が遅角側に回動する。また、内部ロータ６１を進角側に回動させるときには、遅角油路８１は排出油路８４に接続されるとともに、進角油路８２は、供給油路８３に接続される。これにより、進角油圧室６５に作動油が供給されて同進角油圧室６５の容積が増大するとともに、遅角油圧室６４から作動油が排出されて遅角油圧室６４の容積が減少し、内部ロータ６１が進角側に回動する。このようにして、バルブタイミング変更機構５０は、油圧制御弁８５を通じて同機構５０に作用する油圧を制御することにより駆動される。
【００３０】
図２（ｃ）に示すように、ロックピン６９が設けられるベーン６２には、ロックピン６９とベーン６２とにより区画される環状の空間によってロック作動室７１が形成されている。このロック作動室７１は、遅角連通路７２を通じて遅角油圧室６４に連通している。そして、ロック作動室７１に遅角油圧室６４及び遅角連通路７２を通じて作動油が供給されると、ロック作動室７１内の油圧が付勢ばね６８の付勢力に抗して作用するため、ロックピン６９が付勢ばね６８側に押し付けられる。また、図２（ｃ）に示す状態から、進角油圧室６５に作動油が供給されると、ロック孔７０が進角連通路７３を通じて進角油圧室６５と連通してロック孔７０に作動油が供給される。このようにロック孔７０と進角油圧室６５とが連通する状態では、ロック孔７０内の油圧が付勢ばね６８の付勢力に抗してロックピン６９に作用し、ロックピン６９が付勢ばね６８側に押し付けられてロック孔７０から抜け出た状態となる。このようにして、ロックピン６９は、ロック作動室７１又はロック孔７０に供給される作動油の油圧が作用する状態では、付勢ばね６８側に押し付けられている。そして、ロックピン６９が図２（ｃ）に示す位置からロック孔７０に対応した位置に移動した後、進角油圧室６５に供給される作動油の油圧が低下すると、ロックピン６９がロック孔７０に挿入される。なお、図２（ｂ）において、二点鎖線で示すロックピン６９は、ロック孔７０に挿入されてロック操作がなされている状態を示している。すなわち、これらロックピン６９、付勢ばね６８、ロック孔７０及びロック作動室７１によりロック機構６６が構成されている。
【００３１】
このロック機構６６は次のように動作する。すなわち、機関運転停止時には、図２（ｃ）に示すように、まずロック孔７０と進角連通路７３との連通が遮断される状態まで内部ロータ６１を遅角させる。具体的には、遅角油圧室６４に作動油を供給して同遅角油圧室６４の容積を増大させるとともに、進角油圧室６５から作動油を排出して進角油圧室６５の容積を減少させる。このとき、ロックピン６９は、ロック作動室７１の油圧により、付勢ばね６８側に押し付けられている。また、進角油圧室６５から作動油が排出されるのに伴って、ロック孔７０からも作動油が排出される。次に、図２（ｃ）の矢印に示すように、進角油圧室６５に作動油を供給して進角油圧室６５の容積を増大させるとともに、遅角油圧室６４の作動油を排出し、ロック作動室７１の油圧がロックピン６９に作用しない状態とする。進角油圧室６５の容積を増大させることにより、内部ロータ６１が中間位相に到達して、ロックピン６９がロック孔７０に対応した位置まで移動すると、油圧制御弁８５により進角油圧室６５に供給される作動油の油圧が低下させられてロックピン６９がロック孔７０に挿入され、ロック機構６６によるロック操作が完了する。その後、機関運転を停止する。そして、機関運転が開始され、遅角油圧室６４又は進角油圧室６５に作動油が供給されると、ロック作動室７１又はロック孔７０に供給される作動油により、ロックピン６９が付勢ばね６８の付勢力に抗して押し戻され、ロックピン６９とロック孔７０との係合が解除される。
【００３２】
図１に示すように、内燃機関１にはその機関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。例えば、クランクポジションセンサ９１によってクランクシャフト１８の回転位相、すなわちクランク角が検出される。また、カムポジションセンサ９３によって吸気カムシャフト４１の回転位相、すなわち吸気バルブ４０のバルブタイミングが検出される。コントロールシャフト３４の近傍には、同コントロールシャフト３４の往復動方向における変位量を吸気バルブ４０の最大リフト量（開弁期間）の相関値として検出するリフト量センサ９２が設けられている。さらに、内燃機関１では、各気筒１２に設けられる筒内圧検出機構としての筒内圧センサ９４によって、気筒内における混合気の燃焼圧力が検出される。
【００３３】
内燃機関１の各種制御は電子制御装置９０によって行われる。電子制御装置９０には各センサ９１〜９４の検出信号がそれぞれ取り込まれる。そして、電子制御装置９０は、それらの検出信号に基づいて演算処理を行い、その演算結果から得られる機関運転状態に基づいて各種制御を行う。例えば、電子制御装置９０は、機関運転状態に基づいて点火プラグ１５や燃料噴射弁２１の駆動を制御する。また、電子制御装置９０は、吸気バルブ４０のバルブタイミングや最大リフト量を機関運転状態に適した特性となるように、バルブタイミング変更機構５０及びリフト量変更機構３０を制御する。
【００３４】
電子制御装置９０は、こうした制御の一つとして、内燃機関１の停止時には、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期が機関始動に適した時期となるように、リフト量変更機構３０及びバルブタイミング変更機構５０を制御する。この制御について、図４を参照して説明する。図４は、吸気バルブ４０の開弁期間を示すグラフであり、ＴＤＣはピストン１３が上死点にある位相を示し、ＢＤＣはピストン１３が下死点にある位相を示している。
【００３５】
電子制御装置９０は、機関停止時には、上記のように、バルブタイミング変更機構５０を制御する。すなわち、電子制御装置９０は、内部ロータ６１を一旦遅角側に回動させた後に進角側に回動させることで、機関停止時にロック機構６６によるロック操作がなされるように制御する。これにより、内燃機関１の停止時には、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が上述した中間位相に固定される。図４では、これを「Ｃ１」として示す。
【００３６】
一方、電子制御装置９０は、機関停止時に、始動時に備えて、図４の実線矢印ＩＶ１で示すように、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期が始動時に適した時期ＩＶＯ１，ＩＶＣ１となるように、吸気バルブの最大リフト量及び開弁期間を制御する。すなわち、電子制御装置９０は、より詳細には、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が図４に示す中間位相Ｃ１である場合に、図４の実線矢印ＩＶ１で示す長さの開弁期間が得られるように、吸気バルブの最大リフト量を制御する。このようにして、気筒１２内に機関始動に適した量の空気が供給されるとともに、適切な圧縮比確保され、機関始動性が確保される。なお、本実施形態における内燃機関１にあっては、ロック機構６６によるロック操作が完了している場合、同ロック操作が完了していない場合のいずれの場合であっても、機関始動時には、吸気バルブ４０は、ピストン１３が下死点に達する時期よりも遅角側の時期で閉弁する。
【００３７】
ところで、機関停止時に何らかの原因でロック機構６６によるロック操作が完了していないときには、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期は、図４に示すように中間時期の最遅角位相Ｃ２となる。しかしながら、機関停止時には、電子制御装置９０は、ロック機構６６によるロック操作が完了しているときと同様にリフト量変更機構３０を制御する。そのため、このような場合、内燃機関１の次回の始動時には、図４の破線矢印ＩＶ２で示すように、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期が、始動時に適した時期ＩＶＯ１，ＩＶＣ１よりも遅い時期ＩＶＯ２，ＩＶＣ２となる。このように、吸気バルブ４０の閉弁時期ＩＶＣ２が遅くなり、ピストン１３が下死点ＢＤＣに達した後ある程度の期間が経過してから吸気バルブ４０が閉弁する場合には、気筒１２に吸入された空気の一部が吸気通路１６に戻されて圧縮比が小さくなる。そのため、気筒１２内における燃焼圧力が低くなり、完爆しないあるいは完爆に至るまでに長期化するなど機関始動が適切になされない場合がある。
【００３８】
そこで、本実施形態では、電子制御装置９０が、機関始動時における完爆までの期間において、気筒１２内での燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブ４０の最大リフト量が変更されるようにリフト量変更機構３０を制御することで、気筒１２内における燃焼圧力を機関始動に適した燃焼圧力とし、完爆に至るまでの期間を短縮するようにしている。また、電子制御装置９０は、機関停止時にロック機構６６によるロック操作がなされていないときには、始動開始時からに吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が機関始動時に適した中間位相Ｃ１に変更されるようにバルブタイミング変更機構５０を制御するようにしている。
【００３９】
以下、電子制御装置９０によって機関始動時に実行されるクランキング制御、最大リフト量制御及びバルブタイミング制御を、先の図４及び図５〜図７を参照して説明する。電子制御装置９０によって実行される始動時のこれらの各制御は、図５〜図７のフローチャートに示す手順に従って実行され、各フローチャートで示される制御ルーチンは、機関運転中に所定の制御周期毎に実行される。
【００４０】
図５に示すように、始動時のクランキング制御がスタートすると、ステップＳ１１において、まず、クランキングの実行中であるか否かが判定される。すなわち、イグニションスイッチがスタート位置に操作されることによりスタータが回転させられてクランキングが開始してから未だ終了していない状態であるか否かが判定される。電子制御装置９０は、スタータオン信号が出力されているか否かを把握することにより、この判定を行う。ステップＳ１１において、クランキングの実行中ではない旨が判定されると（ステップＳ１１：ＮＯ）、既に機関が完爆してクランキングが終了しているため電子制御装置９０は、本ルーチンを一旦終了する。
【００４１】
一方、ステップＳ１１において、クランキングの実行中である旨が判定されると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２に移り、内燃機関１が完爆したか否かが判定される。ステップＳ１２では、内燃機関１の回転数が、同機関１が完爆したと判定できる所定回転数を超えたことによって、内燃機関１が完爆した状態に移行した旨が判定される。ステップＳ１２において、未だ、機関回転数が所定回転数以下であって完爆していない旨が判定されると（ステップＳ１２：ＮＯ）、ステップＳ１３に移り、クランキングが継続される。そして、電子制御装置９０は、本ルーチンを一旦終了する。
【００４２】
一方、ステップＳ１２において、機関回転数が所定回転数を超えて完爆した旨が判定されると（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、クランキングを終了して、電子制御装置９０は、本ルーチンを一旦終了する。
【００４３】
そして、こうした機関始動時における完爆までの期間において、電子制御装置９０は、図６のフローチャートに示す手順に従ってリフト量変更機構３０を制御する。
図６に示すように、始動時の最大リフト量制御がスタートすると、ステップＳ２１において、クランキングの実行中であるか否かが判定される。ステップＳ２１の判定は、上記ステップＳ１１と同様に、スタータオン信号が出力されているか否かを把握することにより行われる。ステップＳ２１において、クランキングの実行中ではないと判定されると（ステップＳ２１：ＮＯ）、既に内燃機関１が完爆しており、この完爆前の最大リフト量の制御を行う必要がないため、電子制御装置９０は、本ルーチンを一旦終了する。すなわち、内燃機関１が既に完爆している場合には、電子制御装置９０は、最大リフト量を機関負荷や機関回転速度等の機関運転状態に応じた量に制御する。
【００４４】
一方、ステップＳ２１において、クランキングの実行中である旨が判定されると（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２に移り、クランキング開始後所定期間が経過しているか否かが判定される。電子制御装置９０は、クランキングを開始した時刻を記憶しており、その時刻と現在の時刻とを比較することで、クランキング開始後所定期間が経過したか否かを判定する。この所定期間としては、始動開始時の吸気バルブ４０の開弁期間及び閉弁期間が、図４に示した始動時に適した開弁期間ＩＶＯ１及び閉弁期間ＩＶＣ１となっている場合に、クランキングを開始してから完爆に至るまでの通常の期間よりも少し長い期間が設定されている。なお、この所定期間として、本実施形態では、たとえば２［ｓｅｃ］と設定しているが、具体的な数値については特に限定されない。ステップＳ２２において、クランキング開始後所定期間が経過していない旨が判定されると（ステップＳ２２：ＮＯ）、電子制御装置９０は、本ルーチンを一旦終了する。すなわち、機関始動開始時における吸気バルブ４０の最大リフト量で完爆が可能である場合に、後記するステップＳ２３以降の吸気バルブ４０の最大リフト量の変更制御を行うと、吸気バルブ４０の最大リフト量が不必要に変更されたり、燃焼圧力が低下する側に誤って変更されたり可能性がある。そこで、機関始動開始時における吸気バルブ４０の最大リフト量で完爆が可能であるにも拘わらず、最大リフト量の変更制御が行われないようにするために、クランキング開始直後は最大リフト量の変更制御が禁止される。そして、クランキング開始後所定期間が経過してもクランキングが実行されて完爆がなされていない場合にのみ、ステップＳ２３以降の吸気バルブ４０の最大リフト量の変更制御を実行する。
【００４５】
ステップＳ２２において、クランキング開始後所定期間が経過したと判定される場合には（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３に移り、電子制御装置９０は、筒内圧センサ９４の検出信号に基づいて、気筒１２内の燃焼圧力を検出する。すなわち、クランキング開始後所定期間が経過してもクランキングが実行されている場合には、気筒１２内の燃焼圧力が機関始動に適した燃焼圧力よりも低いことによって、完爆までの期間が長期化していると推定することができる。そこで、ステップＳ２４以降において、検出される燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブ４０の最大リフト量を変更するために、ステップＳ２３で現在の燃焼圧力を検出する。なお、本実施形態では、上記の通り各気筒１２に筒内圧センサ９４が設けられているため、各筒内圧センサ９４で検出される燃焼圧力の平均値が、ここでの燃焼圧力として用いられるが、特定の気筒１２の筒内圧センサ９４を燃焼圧力の代表値として用いてもよい。
【００４６】
ステップＳ２３において、燃焼圧力を検出した後には、ステップＳ２４に移り、本ルーチンが、機関始動後の初回に実行される最大リフト量の変更であるか否かが判定される。機関始動後、最初にステップＳ２４の判定が行われる場合には、機関始動後の初回に実行される最大リフト量変更であるため、ステップＳ２４で肯定判定がなされて（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、ステップＳ２５に移る。
【００４７】
ステップＳ２５では、吸気バルブ４０の最大リフト量を小さくするようリフト量変更機構３０が制御される。これは以下の理由による。すなわち、上記のようにクランキングを開始してから所定期間が経過しても、クランキングが実行されて完爆に至っていないのは、気筒１２内における燃焼圧力が機関始動に適した燃焼圧力よりも低いことが原因であると推定される。そして、その理由としては、ロック機構６６によるロック操作がなされていないことによって、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期が、始動時に適した時期ＩＶＯ１，ＩＶＣ１よりも遅い時期ＩＶＯ２，ＩＶＣ２となっているために、気筒１２内における燃焼圧力が機関始動に適した燃焼圧力よりも低くなっている可能性がある。そこで、ステップＳ２４において、本ルーチンが初回の最大リフト量の変更制御であると判定される場合には、ステップＳ２５に移り、吸気バルブ４０の最大リフト量を小さくなるように変更することで、吸気バルブ４０の閉弁時期を進角させる。
【００４８】
ステップＳ２５における最大リフト量の変更量としては、たとえば、仮に機関始動開始時の閉弁時期が図４の時期ＩＶＣ２であった場合に、閉弁時期が時期ＩＶＣ１に変更されるような量が設定される。すなわち、開弁期間が２θ（θ＝ＩＶＣ２−ＩＶＣ１）［ＣＡ°］だけ短くなるように、最大リフト量が小さくなる側に変更される。これにより、仮にロック機構６６によるロック操作がなされていないことによって、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期が時期ＩＶＯ２，ＩＶＣ２となっている場合には、開弁期間が図４の実線矢印ＩＶ３に示すように変更され、閉弁時期がロック機構６６によるロックがなされている場合の閉弁時期ＩＶＣ１と一致することとなる。そして、このようにして吸気バルブ４０の閉弁時期が進角されるため、気筒１２に吸入される空気の量を増大させるとともに、圧縮比を高めて、燃焼圧力を上昇させることができる。
【００４９】
なお、機関始動時が極低温時である場合などは、ロックピン６９がロック孔７０に挿入されており、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期が、始動時に適した時期ＩＶＯ１，ＩＶＣ１となっている場合でも、機関始動開始から所定期間以内に内燃機関１が完爆しない場合もある。しかしながら、本実施形態では、始動時に適した吸気バルブ４０の閉弁時期ＩＶＣ１が、ピストン１３が下死点ＢＤＣに達した後であるため、最大リフト量を小さくすることで吸気バルブ４０の閉弁時期を進角すれば、燃焼圧力の上昇を図ることができる。このようにして、ステップＳ２５で吸気バルブ４０の最大リフト量を変更した後には、電子制御装置９０は、本ルーチンを一旦終了する。
【００５０】
このようにステップＳ２５において、吸気バルブ４０の最大リフト量が変更されることによって、気筒１２内での燃焼圧力が上昇して機関１が完爆すると、図５のクランキング制御において、ステップＳ１２で完爆した旨の判定がなされてクランキング終了される。したがって、このような場合、図６に示す制御ルーチンが再度行われると、ステップＳ２１でクランキングの実行中ではない旨が判定され、電子制御装置９０は、本ルーチンを一旦終了する。すなわち、機関１が完爆すると、上記のように、その後は、完爆のための吸気バルブ４０の最大リフト量の変更は行われず、機関運転状態に応じた最大リフト量の制御が行われる。
【００５１】
一方、ステップＳ２５において、吸気バルブ４０の最大リフト量が変更されても、未だ気筒１２における燃焼圧力が機関１を完爆させるための燃焼圧力よりも低い場合もある。そのような場合は、クランキングが継続されることとなるため、図６に示すルーチンが再度実行されると、ステップＳ２１及びＳ２２で再度肯定判定がなされて、ステップＳ２３で燃焼圧力が検出される。そして、ステップＳ２４において、本ルーチンが初回の最大リフト量の変更か否かが判定される。今回のルーチンは、初回の最大リフト量の変更ではないため（ステップＳ２４：ＮＯ）、ステップＳ２６に移る。
【００５２】
ステップＳ２６では、今回のルーチンにおいて検出された燃焼圧力が、燃焼圧力の極大値であるか否かが判定される。ここで、燃焼圧力は、吸気バルブ４０の最大リフト量が所定のリフト量になるときに極大値となり、最大リフト量がこの所定の最大リフト量よりも小さくなるほど低くなり、最大リフト量がこの所定の最大リフト量よりも大きくなるほど低くなる。これは、以下の理由による。すなわち、吸気バルブ４０の最大リフト量が大きくなると、開弁期間は大きくなるものの、閉弁時期が遅くなるため、閉弁時期が遅くなり過ぎる場合には、気筒１２に吸入される空気の一部が吸気通路１６に戻されて圧縮比が小さくなることに起因して燃焼圧力が低くなる。一方、吸気バルブ４０の最大リフト量が小さくなると、気筒１２に吸入される空気の量が少なくなることに起因して燃焼圧力が低くなる。したがって、最大リフト量が大きすぎても小さすぎても燃焼圧力は低くなり、最大リフト量がある所定のリフト量で燃焼圧力が極大値となる。また、燃焼圧力が極大値となる最大リフト量の付近では、最大リフト量の変化に対する燃焼圧力の変化が相対的に緩やかになっている。したがって、ステップＳ２６において、今回のルーチンで検出された燃焼圧力が極大値か否かを判定するにあたっては、今回のルーチンで検出された燃焼圧力が前回のルーチンで検出された燃焼圧力よりも高くなっており、かつ前回のルーチンでの最大リフト量の変更量に対する燃焼圧力の変化が所定圧力以下であることに基づいて判定することができる。
【００５３】
ステップＳ２６で、今回のルーチンにおいて検出された燃焼圧力が極大値ではないと判定されると（ステップＳ２６：ＮＯ）、ステップＳ２７に移る。ステップＳ２７では、今回のルーチンで検出された燃焼圧力が前回のルーチンで検出された燃焼圧力から上昇したか否かが判定される。ステップＳ２７において、燃焼圧力が前回のルーチンから上昇した旨が判定されると（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、ステップＳ２８に移り、吸気バルブ４０の最大リフト量の増減方向を前回のル−チンと同じ側に設定してリフト量変更機構３０が制御される。したがって、今回のルーチンが吸気バルブ４０の最大リフト量が初回に変更された直後のルーチンである場合には、前回のルーチンは、吸気バルブ４０の最大リフト量を小さくするように変更したため、今回のルーチンにおいても吸気バルブ４０の最大リフト量を小さくするように変更する。なお、機関始動時にロック機構６６によるロック操作がなされていない場合には、前回のルーチンにおいて吸気バルブ４０の最大リフト量を小さくすることによって、燃焼圧力が上昇する可能性が高い。したがって、このようにして初回の吸気バルブ４０の最大リフト量の変更で燃焼圧力が高くなった場合には、今回のルーチンにおいても吸気バルブ４０の最大リフト量を小さくするように変更されることになる。そして、このようにして最大リフト量を小さくするように変更した後、電子制御装置９０は本ルーチンを一旦終了する。
【００５４】
一方、ステップＳ２７において、検出される燃焼圧力が前回のルーチンよりも低下している（ステップＳ２７：ＮＯ）と判定されると、ステップＳ２９に移り、吸気バルブ４０の最大リフト量の増減方向を前回のル−チンと反対側に設定する。したがって、今回のルーチンが、吸気バルブ４０の最大リフト量が初回に変更された直後のルーチンである場合には、前回のルーチンは、吸気バルブ４０の最大リフト量を小さくするように変更したため、今回のルーチンにおいては吸気バルブ４０の最大リフト量を大きくするように変更する。そして、ステップＳ２９からエンドに移り、電子制御装置９０は本ルーチンを一旦終了する。
【００５５】
このようにして、図６に示すルーチンが実行される毎に、ステップＳ２６で今回のルーチンの燃焼圧力が極大値ではない旨が判定されると、吸気バルブ４０の最大リフト量が、前回のルーチンの吸気バルブ４０の変更で燃焼圧力が高くなっていれば、最大リフト量の増減方向が前回のルーチンと同じ側に設定され、そうでなければ、最大リフト量の増減方向が前回のルーチンと反対側に設定される。なお、ステップＳ２８及びステップＳ２９における最大リフト量の変更量は、ステップＳ２５における最大リフト量の変更量よりも小さく設定されるとともに、機関始動後、図６に示すルーチンが実行される毎に徐々に小さい量となるように設定されている。これにより、気筒１２内の燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブ４０の最大リフト量が変更されて燃焼圧力が極大値となる最大リフト量に近づくほど、最大リフト量の変更量が小さくなるため、燃焼圧力が極大値となる最大リフト量に好適に近づけることができる。
【００５６】
また、図６に示すルーチンが実行されて、ステップＳ２６において、今回のルーチンの燃焼圧力が極大値である旨が判定された場合には、ステップＳ３０に移り、前回のルーチンで設定した吸気バルブ４０の最大リフト量を維持する。これにより、燃焼圧力が極大値に維持されるため、この状態で機関運転を継続することで、機関１を完爆させることができる。そして、このように最大リフト量を維持した後、電子制御装置９０は本ルーチンを一旦終了する。
【００５７】
以上のようにして、始動時には、機関１が完爆してクランキングが終了しない限り、吸気バルブ４０の最大リフト量が、気筒１２内での燃焼圧力を上昇させる側に変更され、仮に燃焼圧力が極大値となった場合には、そのときの最大リフト量に維持される。
【００５８】
次に図７を参照して、始動時の吸気バルブ４０のバルブタイミング制御について説明する。図７に示すように、始動時のバルブタイミング制御がスタートすると、ステップＳ３１において、クランキングの実行中であるか否かが判定される。この判定は、上記と同様に、スタータ信号に基づいて判定される。ステップＳ３１において、クランキングの実行中ではない旨が判定されると（ステップＳ３１：ＮＯ）、電子制御装置９０は、本ルーチンを一旦終了する。すなわち、クランキングの実行中でない場合は、完爆後の機関運転状態に基づくバルブタイミング制御が行われるため、始動時特有の本制御は行われない。
【００５９】
一方、ステップＳ３１において、クランキングの実行中である旨が判定されると（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、ステップＳ３２に移り、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に固定されているか否かが判定される。この判定は、カムポジションセンサ９３の検出信号に基づいて判定することができる。そして、ステップＳ３２において、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に固定されている旨が判定されると（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期が、始動に適した時期ＩＶＯ１，ＩＶＣ１となっているか、リフト量変更機構３０の上記制御によってこの時期ＩＶＯ１，ＩＶＣ１よりも燃焼圧力を高くすることのできる時期となっていると推定されるため、電子制御装置９０は本ルーチンを一旦終了する。
【００６０】
一方、ステップＳ３２において、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に固定されていない旨が判定されると（ステップＳ３２：ＮＯ）、ステップＳ３３に移り、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期を中間位相Ｃ１に変更し、電子制御装置９０は本ルーチンを一旦終了する。
【００６１】
このようにして、機関始動開始時に、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に固定されていない場合には、開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に変更されるため、始動時における気筒１２内での燃焼圧力をより機関始動に適した燃焼圧力とすることができる。なお、上記のように、バルブタイミング変更機構５０は、油圧によって駆動される。したがって、ステップＳ３３において、電子制御装置９０は、機関始動開始時の開弁期間の中間時期を中間位相Ｃ１に変更すべく、バルブタイミング変更機構５０を制御するものの、機関始動時に、オイルポンプ８７の駆動により作動油を供給油路８３及び進角油路８２に供給するのにはある程度の時間を要する。そのため、機関始動時に開弁期間の中間時期の中間位相Ｃ１への変更が完了するには、ある程度の期間を要することとなる。
【００６２】
次に、図８を参照して、上記した始動時の吸気バルブ４０の最大リフト量及びバルブタイミングの制御により得られる作用を説明する。図８において、実線Ａは、機関始動開始時にロック機構６６によるロック操作が完了しており、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１となっている場合の最大リフト量と燃焼圧力との関係を示している。また、実線Ｂは、機関始動開始時にロック機構６６によるロック操作が完了しておらず、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が最遅角位相Ｃ２にある場合における最大リフト量と燃焼圧力との関係を示している。
【００６３】
電子制御装置９０は、機関停止時に、吸気バルブ４０の最大リフト量を次回の始動に備えてリフト量Ｌ１となるように制御する。そして、機関始動時にロック機構６６によるロック操作がなされていれば、最大リフト量と燃焼圧力との関係は実線Ａに示すようになるため、吸気バルブ４０の最大リフト量がリフト量Ｌ１に設定されることで、機関１を完爆させることが可能となる燃焼圧力Ｐｓが得られる。したがって、内燃機関１を適切に始動させることができる。
【００６４】
一方、機関始動時に、バルブタイミング変更機構５０において、ロック機構６６によるロック操作がなされていない場合には、吸気バルブ４０の最大リフト量がリフト量Ｌ１に設定されることで、燃焼圧力が圧力Ｐ１と低くなり、クランキング開始後所定期間が経過しても機関１が完爆しない。そこで、図６に示した最大リフト量制御により吸気バルブ４０の最大リフト量が変更される。
【００６５】
初回の最大リフト量制御では、リフト量が小さくなる側に変更されるため、最大リフト量が、リフト量Ｌ１よりも小さいリフト量Ｌ２に変更される。これにより、燃焼圧力が圧力Ｐ２となり、最大リフト量がリフト量Ｌ１のときよりも上昇する。
【００６６】
吸気バルブ４０の最大リフト量をリフト量Ｌ１からリフト量Ｌ２へと小さくなるように変更して燃焼圧力が上昇したため、次回の最大リフト量の変更においても同様にリフト量が小さくなる側に変更される。これにより、吸気バルブ４０の最大リフト量が、リフト量Ｌ２よりも小さいリフト量Ｌ３に変更される。なお、最大リフト量の変更量は、リフト量Ｌ１からリフト量Ｌ２への変更量よりも、リフト量Ｌ２からリフト量Ｌ３への変更量のほうが小さくなっており、これ以降の変更についても同様に徐々に変更量が小さくなる。
【００６７】
吸気バルブ４０の最大リフト量をリフト量Ｌ２からリフト量Ｌ３へと小さくなるように変更することで、燃焼圧力が圧力Ｐ３となって上昇したため、最大リフト量を前回の変更と同じくリフト量が小さくなる側に変更して、リフト量Ｌ４とする。ここで、リフト量変更機構３０は、電動式であるため、機関始動開始後の早期に駆動が開始される一方、バルブタイミング変更機構５０は油圧により駆動されるため、作動油が供給されるまではバルブタイミングを変更することはできない。そして、図８に示す例では、たとえば、吸気バルブ４０の最大リフト量がリフト量Ｌ３からＬ４に変更されるタイミングで、バルブタイミング変更機構５０の作動油の供給により吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に変更されたこととする。この場合、吸気バルブ４０の最大リフト量と燃焼圧力との関係は、実線Ａに示す関係となるため、吸気バルブ４０の最大リフト量がリフト量Ｌ４に変更されると、燃焼圧力は圧力Ｐ４となる。
【００６８】
吸気バルブ４０の最大リフト量をリフト量Ｌ３からリフト量Ｌ４へと小さくなるように変更して燃焼圧力が上昇したため、最大リフト量を前回の変更と同じくリフト量が小さくなる側に変更して、リフト量Ｌ５とする。この場合は、図８に示すように燃焼圧力が圧力Ｐ５に変化し、前回検出された燃焼圧力Ｐ４よりも低下してしまう。そこで、吸気バルブ４０の最大リフト量を、前回の変更方向とは反対側であるリフト量が大きくなる側に変更して、最大リフト量をリフト量Ｌ６に変更する。これにより、燃焼圧力が上昇して圧力Ｐ６となる。
【００６９】
そして、その後も同様にして、燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブ４０の最大リフト量を変更する。ここで、たとえば、最大リフト量の１１回目の変更において、１０回目に変更された最大リフト量であるリフト量Ｌ１１から最大リフト量が大きくなる側に変更してリフト量Ｌ１２とすると、燃焼圧力が圧力Ｐ１１から燃焼圧力Ｐ１２に変化する。このとき、最大リフト量の変更量に対する燃焼圧力の変更量は所定圧力以下であると判断されるため、燃焼圧力Ｐ１２が燃焼圧力の極大値であると判定される。そして、その後は、燃焼圧力がこの極大値となるように、吸気バルブ４０の最大リフト量がこのリフト量Ｌ１２に維持される。
【００７０】
なお、図８に示した最大リフト量の変更態様及び燃焼圧力の変化は一例である。したがって、たとえば、バルブタイミング変更機構５０によって、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に変更された後であって燃焼圧力が極大値である圧力Ｐ１２に至る前に内燃機関１が完爆に至る場合には、燃焼圧力が実線Ａ上の極大値に至る前に、最大リフト量の変更制御は終了される。また、バルブタイミング変更機構５０によって、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に変更されるよりも早期に完爆に至れば、最大リフト量の変更は終了される。この場合、たとえば吸気バルブ４０の最大リフト量を変更することによって燃焼圧力が実線Ｂ上で変化した後に、燃焼圧力が実線Ｂ上の極大値となるように最大リフト量が維持されて、機関１が完爆に至ることもある。また、最大リフト量が実線Ｂ上の極大値となるリフト量に維持されている状態で、バルブタイミング変更機構５０によって、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に変更されると、検出される燃焼圧力が変化することから、その後は、このリフト量を維持せず、燃焼圧力が大きくなる側に最大リフト量が変更される。また、機関始動開始時にロック機構６６によるロック操作が完了しているにも拘わらず、クランキング開始後所定期間以内に機関１が完爆しない場合には、機関始動開始時の燃焼圧力が圧力Ｐｓとなり、吸気バルブ４０の最大リフト量が変更されることで、燃焼圧力は実線Ａ上で徐々に極大値に近づくように変化することとなる。
【００７１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
（１）内燃機関１には、吸気バルブ４０の最大リフト量及び開弁期間を変更するリフト量変更機構３０と、気筒内の燃焼圧力を検出する筒内圧センサ９４とが設けられている。そして、電子制御装置９０は、機関始動時における完爆までの期間において、筒内圧センサ９４によって検出される燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブ４０の最大リフト量が変更されるようにリフト量変更機構３０を制御する。これにより、仮に機関始動開始時における吸気バルブ４０の最大リフト量では機関始動に適した燃焼圧力が得られない場合であっても、筒内圧センサ９４によって検出される燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブ４０の最大リフト量が変更されるため、気筒１２内における燃焼圧力を機関始動に適した燃焼圧力にすることができる。したがって、完爆に至るまでの期間を短縮することができ、始動性を向上させることができる。
【００７２】
（２）電子制御装置９０は、機関始動時における吸気バルブ４０の最大リフト量の初回の変更に際し、吸気バルブ４０の最大リフト量が小さくなる側に変更されるようにリフト量変更機構３０を制御している。すなわち、クランキング開始後所定期間以内に完爆に至らないのは、ロック機構６６によるロック操作が完了していないことにより、機関始動開始時における吸気バルブ４０の閉弁時期が、ピストン１３が下死点に達した後ある程度長い期間が経過した閉弁時期ＩＶＣ２となっていると推定される。したがって、このような場合には吸気バルブ４０の最大リフト量が小さくなる側に変更して、吸気バルブ４０の閉弁時期を進角させることで、気筒１２内に吸入される空気の量を増大させるとともに、圧縮比を大きくすることができる。したがって、気筒１２内における燃焼圧力をより好適に上昇させて、機関１が完爆に至るまでの期間を短縮することができる。また、吸気バルブ４０の最大リフト量を小さくすることにより、ポンピングロスも低減することができる。
【００７３】
（３）電子制御装置９０は、クランキング開始から所定期間以内は、リフト量変更機構３０による吸気バルブ４０の最大リフト量の変更がなされないようにしている。これにより、機関始動開始時における吸気バルブ４０の最大リフト量で完爆が可能であるにも拘わらず、吸気バルブ４０の最大リフト量が不必要に変更されたり、燃焼圧力が低下する側に誤って変更されたりすることを抑制することができる。そして、クランキング開始から所定期間以内に機関が完爆しないときには、機関始動開始時おける吸気バルブ４０の最大リフト量では、完爆に必要な燃焼圧力が得られないものと推定されるため、吸気バルブ４０の最大リフト量を変更することで気筒１２内における混合気の燃焼圧力を上昇させ、機関１が完爆に至るまでの期間を短縮することができる。
【００７４】
（４）電子制御装置９０は、筒内圧センサ９４によって検出される燃焼圧力が極大値となったときには、吸気バルブ４０の最大リフト量が、同燃焼圧力が極大値となる最大リフト量に維持されるようにリフト量変更機構３０を制御するようにしている。これにより、吸気バルブ４０の最大リフト量を変更することによって燃焼圧力が極大値となると、その後は、燃焼圧力を極大値に維持することができるため、機関が完爆に至るまでの期間をより好適に短縮することができる。
【００７５】
（５）内燃機関１には、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期をともに進角又は遅角させるバルブタイミング変更機構５０が設けられ、バルブタイミング変更機構５０には、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期を中間位相Ｃ１に固定するロック機構６６が設けられている。このような構成において、ロック機構６６によるロック操作がなされず、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に固定されないことによって、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期が機関始動に適した各時期にそれぞれ固定されていない状況のもとで機関始動がなされることがある。しかしながら、このような場合であっても、筒内圧センサ９４によって検出される燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブ４０の最大リフト量が変更される。したがって、機関始動に適した燃焼圧力を得ることができ、機関１が完爆に至るまでの期間を短縮することができる。
【００７６】
（６）電子制御装置９０は、機関始動時にロック機構６６によるロック操作がなされていないときには、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が中間位相Ｃ１に変更されるようにバルブタイミング変更機構５０を制御するようにしている。これにより、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期が機関始動に適した中間位相Ｃ１に固定されていない状況のもとで機関始動がなされた場合には、バルブタイミング変更機構５０を通じて吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期を中間位相Ｃ１に変更することで、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期を機関始動に適した各時期に近づけることができる。そして、この場合、吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期を変更するのに伴って、気筒１２内における燃焼圧力が変化し、機関始動に適した吸気バルブ４０の最大リフト量の値も変化する。しかしながら、本実施形態では、筒内圧センサ９４によって燃焼圧力が都度検出されるため、そうした変化に追従するかたちで吸気バルブ４０の最大リフト量を燃焼圧力が上昇する側へと変更させることができる。
【００７７】
また、図８に示すように、バルブタイミング変更機構５０によって吸気バルブ４０の開弁期間の中間時期を中間位相Ｃ１に変更することにより、最大リフト量と燃焼圧力との関係が、実線Ｂに示す態様から実線Ａに示す態様へと変化する。これにより、実線Ｂに示す状態では、仮に燃焼圧力が極大値となる最大リフト量を維持していても、燃焼圧力が十分高くないために極低温時などには完爆までに長期間を要する場合もあるが、バルブタイミング変更機構５０による変更によって実線Ａに示すように燃焼圧力をさらに高くすることができるため、機関１をより好適に完爆させることができる。
【００７８】
（７）本実施形態では、バルブタイミング変更機構５０として油圧駆動式のものを採用する一方、リフト量変更機構３０として電動式のものを採用するようにしている。ここで、バルブタイミング変更機構５０によっても、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期は変更できるため、気筒１２内における燃焼圧力は変更することは可能である。しかしながら、バルブタイミング変更機構５０は、油圧によって駆動されるため、機関始動時には、バルブタイミング変更機構５０によって吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期を変更するための作動油が供給されるのにある程度の時間を要する。この点、本実施形態では、電動式のリフト量変更機構３０により吸気バルブ４０の最大リフト量を変化させて、吸気バルブ４０の開弁時期及び閉弁時期を変更し、機関始動時に気筒１２内における燃焼圧力を上昇させるようにしている。したがって、機関始動時に燃焼圧力を速やかに上昇させて、内燃機関１が完爆に至るまでの時間をより好適に短縮することができる。
【００７９】
なお、本発明にかかる内燃機関の制御装置は、上記実施形態にて例示した態様に限られるものではなく、以下に示すように変更して実施することができる。
・上記実施形態では、機関始動時にロック機構によるロック操作がなされていない場合には、機関始動時に吸気バルブの開弁期間の中間時期が中間位相に変更されるようにバルブタイミング変更機構を制御するようにしている。しかしながら、こうした機関始動時におけるバルブタイミング変更機構による制御を実行しない場合でも、吸気バルブの最大リフト量を変更することによって、気筒内における燃焼圧力を上昇させて完爆までの期間を短縮することはできる。
【００８０】
・上記各実施形態では、内燃機関が吸気バルブの開弁期間の中間時期を中間位相に固定するためのロック機構を備えていたが、ロック機構を備えない構成であってもよい。このような場合には、機関始動時に、吸気バルブの開弁期間の中間時期が最遅角位相となるが、吸気バルブの最大リフト量を変更することによって、気筒内における燃焼圧力を上昇させて完爆までの期間を短縮することはできる。また、この点は、バルブタイミング変更機構を有していない内燃機関にあっても同様である。
【００８１】
・上記各実施形態では、筒内圧センサによって検出される燃焼圧力が極大値となったときには、吸気バルブの最大リフト量が、同燃焼圧力が極大値となる最大リフト量に維持されるようにリフト量変更機構を制御するようにしている。しかしながら、吸気バルブの最大リフト量を燃焼圧力が極大値となる最大リフト量に維持されるようにリフト量変更機構を制御しなくてもよい。このような場合でも、吸気バルブの最大リフト量を、同燃焼圧力が上昇する側に変更すれば、最大リフト量は燃焼圧力が極大値となる最大リフト量に近づき、最終的にはその近傍で変更されることになる。また、この場合、燃焼圧力が極大値であるかを判定するためにリフト量の変更量に対する燃焼圧力の変化量を算出する演算を省略することができる。
【００８２】
・上記各実施形態では、クランキング開始時から所定期間以内は、リフト量変更機構による吸気バルブの最大リフト量の変更を禁止するようにしている。しかしながら、クランキング開始直後から、気筒内における燃焼圧力が上昇する側に、吸気バルブの最大リフト量が変更されるようにリフト量変更機構を制御するようにしてもよい。
【００８３】
・上記実施形態では、クランキング開始後所定期間以内に完爆していない場合には、ピストンが下死点に達した後に吸気バルブが閉弁することにより燃焼圧力が低いことが原因であると推定されるため、機関始動時における吸気バルブの初回の最大リフト量の変更に際し、最大リフト量を小さくするように変更するようにしている。しかしながら、機関始動開始時における吸気バルブの閉弁時期に拘らず、吸気バルブの最大リフト量が所定リフト量以下で小さい場合には、最大リフト量が小さいことに起因して、気筒に吸入される空気の量が小さくなっているために燃焼圧力が低くなっている可能性もある。そのため、このような場合には、機関始動開始時における吸気バルブの閉弁時期に拘らず、吸気バルブの最大リフト量が大きくなる側に変更し、気筒に吸入される空気の量を増大させることで燃焼圧力を上昇させるようにしてもよい。
【００８４】
また、カムポジションセンサやリフト量センサの検出結果に基づいて、吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期を算出し、それら吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期に基づいて、燃焼圧力を上昇させるために、吸気バルブの最大リフト量を増大させるか減少させるかを決定して変更するようにしてもよい。
【００８５】
また、吸気バルブの開弁時期及び閉弁時期を考慮することなく、最大リフト量の初回の変更は一律に小さくする又は大きくするようにしてもよい。すなわち、初回の変更は、燃焼圧力を上昇させるために最大リフト量を増大させるべきか減少させるべきかを判定することを確認するためのものであってもよい。なお、この場合、初回の最大リフト量の変更では、吸気バルブの最大リフト量が燃焼圧力を低くする側に変更されてしまう可能性もあるため、その変更量は、いずれの方向に変更すると燃焼圧力が上昇するかを判定することができる程度の量であって、可能な限り小さい量とすることが好ましい。
【００８６】
・上記各実施形態では、機関始動時における吸気バルブの最大リフト量の変更量を変更が行われる毎に徐々に小さくするようにしている。しかしながら、初回の変更は所定リフト量とし、それ以降の変更は所定リフト量よりも小さい一定のリフト量であってもよい。また、変更量は毎回同じであってもよい。
【００８７】
・上記各実施形態では、内燃機関が完爆したか否かを、機関回転速度が所定回転速度を超えたことによって判定するようにしている。しかしながら、上記各実施形態では、筒内圧センサを備えているため、筒内圧センサにより検出される燃焼圧力が所定圧力を超えたことによって、機関が完爆しかた否かを判定するようにしてもよい。
【００８８】
・上記各実施形態では、イグニッションスイッチがオン状態に切り替えられたことによる通常の機関始動時に、燃焼圧力が上昇する側に吸気バルブの最大リフト量を変更するようにリフト量変更機構を制御するようにしている。しかしながら、本発明を、たとえば、機関運転を自動停止及び自動始動する車両に搭載される内燃機関の制御装置に適用するようにしてもよい。これにより、同機関の自動停止中に機関運転を再始動させる際に、吸気バルブの最大リフト量を変更させて燃焼圧力を上昇させることで、自動始動時における完爆までの期間を短縮することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１…内燃機関、１０…シリンダブロック、１１…シリンダヘッド、１２…気筒、１３…ピストン、１４…燃焼室、１５…点火プラグ、１６…吸気通路、１７…排気通路、１８…クランクシャフト、１９…コネクティングロッド、２０…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、３０…リフト量変更機構、３１…アームアッシ、３２…出力アーム、３３…入力アーム、３４…コントロールシャフト、３５…アクチュエータ、４０…吸気バルブ、４１…吸気カムシャフト、４３…ラッシュアジャスタ、４４…吸気ロッカアーム、４６…排気バルブ、４７…排気カムシャフト、５０…バルブタイミング変更機構、５１…ハウジング、５２…ハウジング本体、５３…カバー、５４…区画室、５５…隔壁、６０…スプロケット、６１…内部ロータ、６２…ベーン、６３…ボス、６４…遅角油圧室、６５…進角油圧室、６８…付勢ばね、６９…ロックピン、７０…ロック孔、７１…ロック作動室、７２…遅角連通路、７３…進角連通路、８１…遅角油路、８２…進角油路、８３…供給油路、８４…排出油路、８５…油圧制御弁、８６…オイルパン、８７…オイルポンプ、９０…電子制御装置、９１…クランクポジションセンサ、９２…リフト量センサ、９３…カムポジションセンサ、９４…筒内圧センサ。
【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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