(57)【要約】【課題】内燃機関の自動再始動においてクランキング初期に機関回転速度を速やかに上昇させつつ、クランキング中に燃焼室内の燃料の着火性及び燃焼性が悪化することを抑制できるようにする。【解決手段】自動停止した状態にある内燃機関１を自動再始動する際、次のような始動処理が実行される。すなわち、内燃機関１の自動再始動に伴うクランキング初期に吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を目標値Ａよりも小さい値に調整する一方、上記クランキング初期からの機関回転速度の上昇後に上記作用角を目標値Ａまで大きくする。なお、上記目標値Ａは、内燃機関の低温状態での良好な始動性を考慮した値とされる。上記始動処理を通じて吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａよりも小さい値にされると、クランキング初期において吸気バルブ１１を開弁させる際のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関１の回転抵抗が小さくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されて自動停止及び自動再始動が行われる内燃機関に適用され、同機関の吸気バルブに対する吸気カムの作用角と前記吸気バルブの最大リフト量とを同期した状態で可変とする可変動弁機構を備える内燃機関の可変動弁装置において、
内燃機関の自動再始動に伴うクランキング初期に前記吸気バルブに対する吸気カムの作用角を小さくし、前記クランキング初期からの機関回転速度の上昇後に前記吸気バルブに対する吸気カムの作用角を大きくする始動処理が行われる
ことを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
内燃機関を自動再始動する際のクランキングは、バッテリからの電力供給を受けるスタータの動作を通じて実現されるものであり、
前記始動処理は、前記バッテリの充電量が閾値未満であるときに実行される請求項１記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記始動処理は、前記バッテリの充電量が前記閾値以上であるときには実行されない請求項２記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記始動処理は、内燃機関の自動再始動に伴うクランキング初期に前記吸気バルブに対する吸気カムの作用角を内燃機関の低温状態からの始動に対応する目標値よりも小さくし、前記クランキング初期からの機関回転速度の上昇後に前記吸気バルブに対する吸気カムの作用角を前記目標値まで大きくするものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記吸気バルブに対する吸気カムの作用角は、内燃機関の自動停止過程で同機関の低温状態からの始動に対応する目標値に調整されるものであり、
内燃機関を自動再始動する際のクランキングは、バッテリからの電力供給を受けるスタータの動作を通じて実現されるものであり、
前記始動処理は、前記バッテリの充電量が閾値未満であるときに実行される一方、前記バッテリの充電量が前記閾値以上であるときには実行されない請求項４記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の可変動弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両に搭載される内燃機関として、車両の運転状態に応じて自動停止及び自動再始動が行われ、且つ、可変動弁機構により吸気バルブに対する吸気カムの作用角と同吸気バルブの最大リフト量とが同期した状態で可変とされるものが知られている。内燃機関の上記自動停止は、同機関の駆動による車両の走行要求が無く、且つ、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等のための機関運転の要求が無いときに実行される。また、自動停止した状態にある内燃機関の自動再始動は、同機関の駆動による車両の走行要求が生じたとき、若しくは、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等のための機関運転の要求が生じたときに実行される。
【０００３】
自動停止した状態にある内燃機関の自動再始動では、早期の始動完了を実現するためにクランキング初期での機関回転速度の上昇を速やかに行うことが望まれている。こうした要望に対応するため、例えば特許文献１に示すように、内燃機関の自動再始動に伴うクランキング初期に、吸気バルブに対する吸気カムの作用角及び吸気バルブの最大リフト量を大きい値としておくことが提案されている。このように吸気バルブに対する吸気カムの作用角を大きい値とすることにより、吸気バルブの閉弁時期が下死点から遅角側に離れた時期になると、上記クランキング初期での内燃機関の圧縮比が小さく抑えられる。その結果、同クランキング初期での燃焼室内の圧縮空気による回転抵抗が小さく抑えられ、それによってクランキング初期での機関回転速度の速やかな上昇が図られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４２６７７公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、クランキング初期において、上述したように吸気バルブに対する吸気カムの作用角を大きい値にすれば、燃焼室内の圧縮空気による内燃機関の回転抵抗が小さく抑えられるようにはなる。
【０００６】
ただし、吸気バルブに対する吸気カムの作用角を大きい値にすると、それに伴い吸気バルブの最大リフト量も大きい値になる関係から、クランキング初期において吸気バルブを開弁させる際のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関の回転抵抗も大きくなる。従って、燃焼室内の圧縮空気による内燃機関の回転抵抗が小さく抑えられたとしても、吸気バルブのバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関の回転抵抗が大きくなってしまい、それによってクランキング初期での機関回転速度の速やかな上昇が妨げられる。その結果、内燃機関における自動再始動での早期の始動完了が困難になる。
【０００７】
また、上述したように吸気バルブに対する吸気カムの作用角を大きい値にすることで、クランキング中における内燃機関の圧縮比が小さくなると、燃焼室内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化するおそれがあり、それによって内燃機関における自動再始動での早期の始動完了が困難になる可能性もある。
【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、内燃機関の自動再始動においてクランキング初期に機関回転速度を速やかに上昇させつつ、クランキング中に燃焼室内の燃料の着火性及び燃焼性が悪化することを抑制できる内燃機関の可変動弁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記載の発明によれば、自動停止した状態にある内燃機関の自動再始動に伴うクランキング初期には、始動処理での可変動弁機構の動作を通じて、吸気バルブに対する吸気カムの作用角が小さくされる。このように吸気バルブに対する吸気カムの作用角を小さくすると、その吸気バルブの最大リフト量も小さい値になる関係から、クランキング初期において吸気バルブを開弁させる際のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関の回転抵抗も小さくなる。従って、吸気バルブのバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関の回転抵抗を小さく抑えることができ、ひいてはクランキング初期に機関回転速度を速やかに上昇させることができるようになる。
【００１０】
なお、上述したように吸気バルブに対する吸気カムの作用角を小さくすると、吸気バルブの閉弁時期が下死点から進角側に離れた時期になる可能性がある。この場合、クランキング初期での内燃機関の圧縮比が小さくなり、それに伴い燃焼室内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化するおそれがある。しかし、請求項１記載の発明では、クランキング初期において上述したように吸気バルブに対する吸気カムの作用角を小さくし、その状態で機関回転速度が上昇した後には始動処理での可変動弁機構の動作を通じて吸気バルブに対する吸気カムの作用角が大きくされる。これにより、吸気バルブの閉弁時期が遅角側に変化するため、吸気バルブの閉弁時期が上述したように下死点から進角側に離れた時期になっていたとしても、その吸気バルブの閉弁時期を下死点寄りの時期に戻すことができ、ひいてはクランキング中における内燃機関の圧縮比が小さくなることを抑制することができる。従って、クランキング中に内燃機関の圧縮比が小さくなり過ぎ、それによって燃焼室内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化することを抑制できる。
【００１１】
以上により、内燃機関の自動再始動においてクランキング初期に機関回転速度を速やかに上昇させつつ、クランキング中における燃焼室内の燃料の着火性及び燃焼性が悪化することを抑制できる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、内燃機関を自動再始動する際のクランキングがバッテリからの電力供給を受けるスタータの動作を通じて行われる。このため、バッテリの充電量が少ないときには、スタータを動作させて内燃機関をクランキングさせようとしても、バッテリからスタータに供給される電力が不足して上記クランキングを行うことが困難になる可能性がある。しかし、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態にあるときには、始動処理を通じてクランキング初期における吸気バルブに対する吸気カムの作用角が小さくされるため、クランキング初期に吸気バルブを開弁させる際のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関の回転抵抗が小さくなる。従って、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態、すなわちバッテリからスタータに供給される電力が少ない状態のもとでも、同スタータによるクランキングを可能な限り行うことができる。更に、上述したように内燃機関の回転抵抗が小さくなるため、クランキング初期における機関回転速度の上昇を速やかに行うこともできる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、内燃機関を自動再始動する際にバッテリの充電量が閾値以上という多い状態にあるときには、始動処理が実行されることはないため、その始動処理を通じて吸気バルブに対する吸気カムの作用角が小さくされることもない。ここで、バッテリの充電量が閾値以上という多い状態にあるときには、吸気バルブに対する吸気カムの作用角を小さくせずとも、バッテリからスタータに供給される電力により同スタータを動作させて内燃機関の回転抵抗に抗してクランキングを行うことができる。従って、こうした状況のときに無駄に始動処理が行われて吸気バルブに対する吸気カムの作用角が小さくされることを回避できる。また、このように吸気バルブに対する吸気カムの作用角が小さくされることで、吸気バルブの閉弁時期が下死点から進角側に離れた時期になってクランキング初期での内燃機関の圧縮比が小さくなり、それに伴い燃焼室内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化することも回避できる。
【００１４】
なお、上記始動処理では、請求項４記載の発明のように、内燃機関の自動再始動に伴うクランキング初期に吸気バルブに対する吸気カムの作用角を内燃機関の低温状態からの始動に対応する目標値よりも小さくし、クランキング初期からの機関回転速度の上昇後に吸気バルブに対する吸気カムの作用角を上記目標値まで大きくすることが好ましい。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、内燃機関の自動停止過程で吸気バルブに対する吸気カムの作用角が同機関の低温状態からの始動に対応する目標値に調整される。そして、自動停止した状態にある内燃機関を自動再始動する際のクランキングは、バッテリからの電力供給を受けるスタータの動作を通じて行われる。
【００１６】
このとき、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態であれば、始動処理を通じてクランキング初期における吸気バルブに対する吸気カムの作用角が上記目標値よりも小さくされ、それによってクランキング初期における内燃機関の回転抵抗が小さくされる。従って、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態、すなわちバッテリからスタータに供給される電力が少ない状態のもとでも、同スタータによるクランキングを可能な限り行うことができる。更に、上述したように内燃機関の回転抵抗が小さくされるため、クランキング初期における機関回転速度の上昇を速やかに行うこともできる。そして、このときのクランキングにより機関回転速度が上昇した後には、始動処理を通じて吸気バルブに対する吸気カムの作用角が上記目標値まで大きくされるため、低温時等も含めて内燃機関の始動を良好なものとすることができる。なお、この場合には、吸気バルブに対する吸気カムの作用角を上記目標値よりも一旦小さくした後に同目標値まで大きくしなければならない分、内燃機関の始動完了までに時間がかかることは否めない。
【００１７】
一方、自動停止した状態にある内燃機関を自動再始動する際、バッテリの充電量が閾値以上という多い状態にあれば、始動処理が実行されることはない。このため、上記始動処理を通じて吸気バルブに対する吸気カムの作用角が上記目標値から小さくされることもなく、吸気バルブに対する吸気カムの作用角が上記目標値に保持された状態でクランキングが開始される。これにより、低温時等も含めて内燃機関の始動を良好なものとすることができ、且つ、その始動を速やかに完了させることができる。
【００１８】
以上により、内燃機関の自動再始動に際し、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態のもとでのクランキングの実行と、バッテリの充電量が閾値以上という多い状態のもとでの速やかな機関始動の完了との両立を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の可変動弁装置が適用される内燃機関全体を示す略図。
【図２】同機関のクランク角の変化に対する吸気バルブ及び排気バルブのリフト量の変化を示すグラフ。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、吸気バルブに対する吸気カムの作用角を示す説明図。
【図４】内燃機関における自動停止及び始動の詳細な手順を示すフローチャート。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、内燃機関が自動再始動される際の機関回転速度の変化、及び、吸気バルブに対する吸気カムの作用角の変化を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の可変動弁装置を自動車等の車両に搭載される内燃機関に適用した一実施形態について、図１〜図５を参照して説明する。
図１に示される内燃機関１においては、燃焼室２に繋がる吸気通路３にスロットルバルブ１３が開閉可能に設けられており、同吸気通路３を通じて燃焼室２に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁４から同機関１の吸気ポート３ａに向けて噴射された燃料が同燃焼室２に供給される。この空気と燃料とからなる混合気に対し点火プラグ５による点火が行われると、同混合気が燃焼してピストン６が往復移動し、内燃機関１の出力軸であるクランクシャフト７が回転する。一方、燃焼室２で燃焼した後の混合気は、排気として排気通路８に送り出される。なお、上記クランクシャフト７には、内燃機関１を始動させる際に同クランクシャフト７を強制的に回転（クランキング）させるスタータ１０が接続されている。このスタータ１０は、バッテリからの電力供給を受けて動作する。
【００２１】
内燃機関１における燃焼室２と吸気通路３との間は、吸気バルブ１１の開閉動作を通じて連通・遮断される。この吸気バルブ１１は、クランクシャフト７からの回転伝達を受ける吸気カムシャフト１２の回転に伴って開閉動作する。また、内燃機関１における燃焼室２と排気通路８との間は、排気バルブ１４の開閉動作を通じて連通・遮断される。この排気バルブ１４は、クランクシャフト７からの回転伝達を受ける排気カムシャフト１５の回転に伴って開閉動作する。なお、内燃機関１には、吸気バルブ１１の開閉特性を可変とする可変動弁機構が設けられている。
【００２２】
内燃機関１の可変動弁機構は、クランクシャフト７に対する吸気カムシャフト１２の相対回転位相を可変とするバルブタイミング可変機構１６と、吸気バルブ１１の最大リフト量及び吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を可変とするバルブリフト量可変機構１７とを備えている。これらバルブタイミング可変機構１６及びバルブリフト量可変機構１７の動作により、吸気バルブ１１の開閉特性が可変とされる。詳しくは、バルブタイミング可変機構１６を動作させると、吸気バルブ１１の開弁期間を一定に保持した状態で同バルブ１１の開弁時期及び閉弁時期が共に進角又は遅角する。また、バルブリフト量可変機構１７を動作させると、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角と吸気バルブ１１の最大リフト量とが互いに同期して変化する。
【００２３】
こうした内燃機関１を搭載する車両には、同機関１の運転に関する各種制御を実行する電子制御装置２１が設けられている。この電子制御装置２１は、上記制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えている。
【００２４】
電子制御装置２１の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・内燃機関１の冷却水の温度を検出する水温センサ２５。
・車両の走行速度（車速）を検出する車速センサ２６。
【００２５】
・車両の運転者によって踏み込み操作されるアクセルペダル２７の踏み込み量（アクセル操作量）を検出するアクセルポジションセンサ２８。
・運転者によって踏み込み操作されるブレーキペダル２９のオン操作及びオフ操作を検出するブレーキスイッチ２９ａ。
【００２６】
・吸気通路３に設けられたスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ３０。
・吸気通路３を通過する空気の量（吸入空気量）を検出するエアフローメータ３２。
【００２７】
・吸気カムシャフト１２の回転に基づき同シャフト１２の回転位置に対応した信号を出力するカムポジションセンサ３３。
・クランクシャフト７の回転に対応する信号を出力するクランクポジションセンサ３４。
【００２８】
・バルブリフト量可変機構１７の駆動量を検出する駆動量検出センサ３７。
・排気通路８内の温度を検出する排気温センサ３８。
・バッテリ電圧を検出する電圧センサ３９。
【００２９】
電子制御装置２１の出力ポートには、燃料噴射弁４の駆動回路、点火プラグ５の駆動回路、スタータ１０の駆動回路、スロットルバルブ１３の駆動回路、バルブタイミング可変機構１６の駆動回路、及びバルブリフト量可変機構１７の駆動回路などの各種機器の駆動回路等が接続されている。
【００３０】
そして、電子制御装置２１は、上記各種センサから入力した検出信号に基づき、機関回転速度や機関負荷（内燃機関１の１サイクル当たりに燃焼室２に吸入される空気の量）といった機関運転状態を把握する。なお、機関回転速度はクランクポジションセンサ３４からの検出信号に基づき求められる。また、機関負荷は、アクセルポジションセンサ２８、及びスロットルポジションセンサ３０、及び、エアフローメータ３２等の検出信号に基づき求められる内燃機関１の吸入空気量と上記機関回転速度とから算出される。また、電子制御装置２１は、クランクポジションセンサ３４及びカムポジションセンサ３３からの検出信号に基づき、吸気バルブ１１の実際のバルブタイミング（開閉タイミング）に対応するパラメータとして、吸気バルブ１１のリフト量が最大となるタイミング（クランク角）を測定する。更に、電子制御装置２１は、駆動量検出センサ３７からの検出信号に基づき、吸気バルブ１１に対する吸気カムの実際の作用角（吸気バルブ１１の実際の最大リフト量）を測定する。
【００３１】
電子制御装置２１は、機関負荷や機関回転速度といった機関運転状態、並びに、吸気バルブ１１のバルブタイミングの実測値、及び吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角の実測値に基づき、上記出力ポートに接続された各種駆動回路に指令信号を出力する。こうして内燃機関１における燃料噴射制御、点火時期制御、吸入空気量制御、及び吸気バルブ１１の開閉特性制御（バルブタイミング制御、カム作用角制御）、並びに、スタータ１０の駆動制御等が電子制御装置２１を通じて実施される。なお、吸気バルブ１１のバルブタイミングの制御、及び吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角の制御に関しては、内燃機関１の燃費及び出力が最良となるように行われる。その結果、吸気バルブ１１の開閉特性、すなわちクランク角の変化に対する吸気バルブ１１のリフト量の推移が、機関負荷の増大に伴って図２に矢印で示すように変化する。
【００３２】
次に、内燃機関１の燃費を改善するための同機関１の自動停止再始動制御について説明する。
同制御では、内燃機関１の運転中に所定の自動停止条件が成立したときに同機関１が自動的に停止される。上記自動停止条件としては、内燃機関１の駆動による車両の走向要求に関係する条件、すなわちアクセル操作量が「０」であって内燃機関１の出力要求がないこと、車速がほぼ「０」であること（例えば３ｋｍ／ｈ未満であること）、及びブレーキペダル２９が踏み込まれている（オン操作されている）こと、等々の条件があげられる。また、上記自動停止条件としては、内燃機関１の駆動による車両の走向要求以外の要求に基づく機関運転に関係する条件、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等が完了していること等々の条件もあげられる。ちなみに、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機が完了しているか否かは、水温センサ２５、電圧センサ３９、及び排気温センサ３８等からの検出信号に基づいて判断することが可能である。そして、これらの条件すべての成立をもって、すなわち内燃機関１の駆動による車両の走行要求が無く、且つ、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等のための機関運転の要求が無いとき、自動停止条件が成立した旨判断される。このように自動停止条件が成立した旨判断されると、燃料噴射弁４からの燃料噴射が停止されて内燃機関１の自立運転が行われなくなることから機関回転が停止する。このように機関回転を停止させることにより、内燃機関１の燃費改善が図られる。
【００３３】
内燃機関１の自動停止によって機関回転が停止した状態にあって、内燃機関１の再始動条件が成立すると、内燃機関１の自動再始動が行われるようになる。上記再始動条件としては、アクセル操作量が「０」よりも大きくなること、ブレーキペダル２９の踏み込みが解除されたこと（オフ操作されたこと）、並びに、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等が未完状態であること、等々の条件があげられる。ちなみに、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機が未完状態であるか否かも、水温センサ２５、電圧センサ３９、及び排気温センサ３８等からの検出信号に基づいて判断することが可能である。そして、上述した各種の条件のうちの少なくとも一つの成立をもって、すなわち内燃機関１の駆動による車両の走行要求があるとき、もしくはバッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等のための機関運転の要求があるとき、再始動条件が成立した旨判断される。このように再始動条件が成立した旨判断されると、スタータ１０の駆動を通じて内燃機関１のクランキングが行われるとともに、そのクランキング中に燃料噴射弁４からの燃料噴射が開始される。これにより、燃料噴射弁４から吸気ポート３ａに向けて噴射された燃料が、吸気行程でのピストン６の吸気下死点に向けた移動を通じて筒内（燃焼室２）に吸入される。更に、上記燃料と共に吸気ポート３ａから燃焼室２内に空気も吸入される。そして、燃焼室２内で燃料が空気と混合された状態で点火プラグ５により着火され、その着火を通じて燃料が燃焼することにより、内燃機関１の自立運転が開始されて同機関１の自動再始動が完了する。
【００３４】
ところで、内燃機関１の始動時における吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角は、同機関１の低温状態での良好な始動性を考慮した値に調整しておくことが好ましい。具体的には、始動開始直後（クランキング初期）の内燃機関１の圧縮比が高められ、それによって筒内（燃焼室２内）での燃料の着火性及び燃焼性が良好になり、且つ上記燃料の着火直後の機関出力トルクが低温時の内燃機関１のフリクションに抗し得る大きさとなる値に、上記吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を調整しておくことが好ましい。なお、このときの上記作用角としては、例えば図２に「Ａ」で示す値があげられる。従って、内燃機関１の自動停止が行われる際には、次回の機関始動が内燃機関１の低温時に行われる可能性があることを考慮して、同機関１の自動停止過程で吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａ（図２に「Ａ」で示す値に相当）に調整される。このように吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を目標値Ａに調整した場合、図３（ａ）に示すように吸気バルブ１１の閉弁時期が下死点寄りの時期となることから、始動開始直後（クランキング初期）の内燃機関１の圧縮比が上述したように高められて内燃機関１の始動性を良好なものとすることができる。
【００３５】
一方、自動停止した状態にある内燃機関１の自動再始動では、早期の始動完了を実現するためにクランキング初期での機関回転速度の上昇を速やかに行うことが望まれている。こうした要望に対応するため、内燃機関１の自動再始動に伴うクランキング初期に、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を大きい値、例えば図２に「Ｂ」で示す値に調整することが考えられる。このときの吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を図３（ｂ）に示す。この場合、吸気バルブ１１の閉弁時期が下死点から遅角側に離れた時期になるため、上記クランキング初期での内燃機関１の圧縮比が小さく抑えられる。その結果、同クランキング初期での燃焼室２内の圧縮空気による回転抵抗が小さく抑えられ、それによってクランキング初期での機関回転速度の速やかな上昇が図られる。
【００３６】
ただし、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を大きい値（この例では図２に「Ｂ」で示す値）にすると、それに伴い吸気バルブ１１の最大リフト量も大きい値になる関係から、クランキング初期において吸気バルブ１１を開弁させる際のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関１の回転抵抗も大きくなる。従って、燃焼室２内の圧縮空気による内燃機関１の回転抵抗が小さく抑えられたとしても、吸気バルブ１１のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関１の回転抵抗が大きくなってしまい、それによってクランキング初期での機関回転速度の速やかな上昇が妨げられる。その結果、内燃機関１における自動再始動での早期の始動完了が困難になる。また、上述したように吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を大きい値（「Ｂ」）にすることで、クランキング中における内燃機関１の圧縮比が小さくなると、燃焼室２内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化するおそれがあり、それによって内燃機関１における自動再始動での早期の始動完了が困難になる可能性もある。
【００３７】
こうしたことを考慮して、本実施形態では、自動停止した状態にある内燃機関１を自動再始動する際、次のような始動処理が実行される。すなわち、内燃機関１の自動再始動に伴うクランキング初期に吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を上記目標値Ａよりも小さい値（例えば図２に「Ｃ」で示す値）に調整する一方、上記クランキング初期からの機関回転速度の上昇後に吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を上記目標値Ａまで大きくする。
【００３８】
次に、本実施形態における可変動弁装置の作用について説明する。
内燃機関１の自動再始動に伴うクランキング初期に、始動処理を通じて吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａよりも小さい値（図２の「Ｃ」）にされると、その吸気バルブ１１の最大リフト量も小さい値になる関係から、吸気バルブ１１を開弁させる際のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関１の回転抵抗も小さくなる。従って、吸気バルブ１１のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関１の回転抵抗を小さく抑えることができ、ひいてはクランキング初期に機関回転速度を速やかに上昇させることができるようになる。
【００３９】
なお、上述したように吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を目標値Ａよりも小さい値（「Ｃ」）にすると、図３（ｃ）に示すように吸気バルブ１１の閉弁時期が下死点から進角側に離れた時期になる可能性がある。この場合、上記クランキング初期での内燃機関１の圧縮比が小さくなり、それに伴い燃焼室２内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化するおそれがある。しかし、上記始動処理では、クランキング初期において吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を目標値Ａよりも小さくした状態での機関回転速度の上昇後、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａまで大きくされる。これにより、図３（ｃ）に示すように吸気バルブ１１の閉弁時期が下死点から進角側に離れた時期になっていたとしても、吸気バルブ１１の閉弁時期が図３（ａ）に示すように遅角側に変化する。その結果、吸気バルブ１１の閉弁時期を下死点寄りの時期に戻すことができ、クランキング中における内燃機関１の圧縮比が小さくなることを抑制することができる。従って、クランキング中に内燃機関１の圧縮比が小さくなり過ぎ、それによって燃焼室２内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化することを抑制できる。
【００４０】
以上により、内燃機関１の自動再始動においてクランキング初期に機関回転速度を速やかに上昇させつつ、クランキング中における燃焼室２内の燃料の着火性及び燃焼性が悪化することを抑制できる。
【００４１】
次に、内燃機関１における自動停止及び自動再始動の詳細な実行手順について、自動停止再始動ルーチンを示す図４のフローチャートを参照して説明する。この自動停止再始動ルーチンは、電子制御装置２１を通じて所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００４２】
同ルーチンにおいては、まず内燃機関１の運転中であるか否かが判断される（Ｓ１０１）。ここで肯定判定であれば、内燃機関１の自動停止条件が成立しているか否かが判断される（Ｓ１０２）。具体的には、内燃機関１の駆動による車両の走向要求に関係する各種の条件、及び、内燃機関１の駆動による車両の走向要求以外の要求に基づく機関運転に関係する各種の条件すべてが成立していることに基づき、内燃機関１の自動停止条件が成立している旨判断される。なお、内燃機関１の駆動による車両の走向要求に関係する各種の条件としては、アクセル操作量が「０」であって内燃機関１の出力要求がないこと、車速がほぼ「０」であること（例えば３ｋｍ／ｈ未満であること）、及びブレーキペダル２９が踏み込まれている（オン操作されている）こと、等々の条件があげられる。また、内燃機関１の駆動による車両の走向要求以外の要求に基づく機関運転に関係する条件としては、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等が完了していること等々の条件があげられる。これらの条件すべての成立をもって自動停止条件が成立している旨判断される。そして、Ｓ１０２で内燃機関１の自動停止条件が成立している旨判断されると、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を内燃機関１の自動停止過程で目標値Ａに調整しつつ、同機関１を自動停止させる処理が実行される（Ｓ１０３）。
【００４３】
一方、Ｓ１０１の処理で内燃機関１の運転中でない旨判断されたときには、内燃機関１が自動停止状態にあるか否かが判断される（Ｓ１０４）。ここで肯定判定であれば、内燃機関１を自動再始動させるための処理（Ｓ１０５〜Ｓ１０８）が実行される。具体的には、まず自動停止状態にある内燃機関１の自動再始動指令があるか否かが判断される（Ｓ１０５）。こうした自動再始動指令は、内燃機関１が自動停止状態にあるときに再始動条件が成立したときになされる。上記再始動条件としては、アクセル操作量が「０」よりも大きくなること、ブレーキペダル２９の踏み込みが解除されたこと（オフ操作されたこと）、並びに、バッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等が未完状態であること、等々の条件があげられる。これら各種の条件のうちの少なくとも一つの成立に基づき、すなわち内燃機関１の駆動による車両の走行要求があるとき、もしくはバッテリ充電、機関暖機、及び触媒暖機等のための機関運転の要求があるとき、再始動条件が成立して内燃機関１の自動停止指令がなされる。そして、内燃機関１の自動再始動指令がある旨判断されると、電圧センサ３９からの検出信号に基づき求められるバッテリの充電量が予め定められた閾値未満であるか否かが判断される（Ｓ１０６）。ここで、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態であれば上記始動処理を実行しつつ内燃機関１の自動再始動が行われ（Ｓ１０７）、バッテリの充電量が閾値未満という多い状態であれば上記始動処理を実行せずに内燃機関１の自動再始動が行われる（Ｓ１０８）。
【００４４】
これらＳ１０７もしくはＳ１０８の処理を通じて内燃機関１が自動再始動される際の機関回転速度の変化、及び、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角の変化を図５に示す。図５（ｂ）において、破線はＳ１０７の処理を通じて内燃機関１が自動再始動される際の吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角の変化を示しており、実線はＳ１０８の処理を通じて内燃機関１が自動再始動される際の吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角の変化を示している。
【００４５】
内燃機関１を自動再始動する際には、バッテリからの電力供給を受けるスタータ１０の動作により内燃機関１のクランキングが開始される（タイミングＴ１）。このとき、バッテリの充電量が閾値未満といった少ない状態にあるときには、スタータ１０を動作させて内燃機関１をクランキングさせようとしても、バッテリからスタータ１０に供給される電力が不足して上記クランキングを行うことが困難になる可能性がある。
【００４６】
こうしたことを考慮して、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態にあるときには、Ｓ１０７での始動処理を通じて、クランキング初期における吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が図５（ｂ）に破線で示すように目標値Ａよりも小さい値（この例では「Ｃ」）に調整される。これにより、クランキング初期に吸気バルブ１１を開弁させる際のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関１の回転抵抗が小さくなる。このため、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態、すなわちバッテリからスタータ１０に供給される電力が少ない状態のもとでも、同スタータ１０によるクランキングを可能な限り行うことができる。更に、上述したように内燃機関１の回転抵抗が小さくなるため、クランキング初期における機関回転速度の上昇を速やかに行うこともできる。
【００４７】
そして、図５（ａ）に示す機関回転速度が予め定められた所定値ａまで上昇すると（タイミングＴ２）、図５（ｂ）に示すように吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａまで大きくされる。同作用角が目標値Ａに達すると（タイミングＴ３）、燃料噴射弁４からの燃料噴射により燃焼室２内に燃料が供給される。この燃料と空気とからなる混合気が燃焼室２内で点火プラグ５により着火される。そして、その着火を通じて燃料が燃焼すると、内燃機関１の自立運転が開始されて同機関１の自動再始動が完了する。ちなみに、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａに調整された状態では、内燃機関１の圧縮比が高められて燃焼室２内での燃料（混合気）の着火性及び燃焼性が良好になり、且つ上記燃料の着火直後の機関出力トルクが低温時の内燃機関１のフリクションに抗し得る大きさとなる。従って、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａに調整された状態でのクランキング中、燃料噴射弁４からの燃料噴射及び点火プラグ５による点火を行うことにより、内燃機関１の始動性を良好なものとすることができる。ただし、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を上記目標値Ａよりも一旦小さくした後に同目標値Ａまで大きくしなければならない分、内燃機関１のクランキング開始から始動完了までに時間がかかることは否めない。
【００４８】
一方、内燃機関１を自動再始動する際、バッテリの充電量が閾値以上という多い状態にあるときには、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を目標値Ａよりも小さくせずとも、バッテリからスタータ１０に供給される電力により同スタータ１０を動作させて内燃機関１の回転抵抗に抗してクランキングを行うことが可能となっている。すなわち、上記閾値は、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を目標値Ａに調整した状態で、スタータ１０の動作によるクランキングを実現可能なバッテリ充電量の最小値、もしくは同最小値よりも大きい値に設定されている。内燃機関１を自動再始動する際、バッテリの充電量が閾値以上という多い状態にあるときには、Ｓ１０８の処理を通じて上記始動処理が実行されることなく内燃機関１の自動再始動が行われる。このため、内燃機関１の自動再始動の際、上記始動処理が無駄に実行されて吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａよりも小さくされることは回避される。更に、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａよりも小さくされた状態（内燃機関１の圧縮比が小さくなった状態）で、燃料噴射弁４からの燃料噴射及び点火プラグ５による点火が行われて燃焼室２内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化することも回避される。また、上記始動処理が実行されないことにより、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が上記目標値Ａに保持された状態でクランキングが開始されるため、低温時等も含めて内燃機関１の始動を良好なものとすることができ、且つ、その始動を速やかに完了させることができる。
【００４９】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）自動停止した状態にある内燃機関１を自動再始動する際に上記始動処理を実行することにより、その自動再始動におけるクランキング初期に機関回転速度を速やかに上昇させつつ、クランキング中における燃焼室２内での燃料の着火性及び燃焼性の悪化を抑制できる。
【００５０】
（２）上記始動処理に関しては、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態にあるときに実行される。バッテリの充電量が少ない状態にあるときには、スタータ１０を動作させて内燃機関１をクランキングさせようとしても、バッテリからスタータ１０に供給される電力が不足して上記クランキングを行うことが困難になる可能性がある。しかし、上記始動処理を通じて、クランキング初期における吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を目標値Ａよりも小さい値（「Ｃ」）に調整すれば、クランキング初期に吸気バルブ１１を開弁させる際のバルブスプリングの弾性力に基づく内燃機関１の回転抵抗が小さくなる。このため、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態、すなわちバッテリからスタータ１０に供給される電力が少ない状態のもとでも、同スタータ１０によるクランキングを可能な限り行うことができる。
【００５１】
（３）上述したように、バッテリの充電量が少ない状態のもとでもスタータ１０によるクランキングを行えるようにすることで、内燃機関１の自動停止条件の一つであるバッテリ充電に関する条件を緩くしても、次回の内燃機関１の自動再始動時におけるクランキングを開始することが可能になる。そして、上記条件を緩くして内燃機関１の自動停止頻度を高くすれば、同機関１における一層の燃費改善を実現することができる。
【００５２】
（４）また、上記始動処理に関しては、バッテリの充電量が閾値以上という多い状態にあるときには実行されない。ここで、バッテリの充電量が多い状態にあるときには、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角を目標値Ａよりも小さくせずとも、バッテリからスタータ１０に供給される電力により同スタータ１０を動作させて内燃機関１の回転抵抗に抗してクランキングを行うことが可能である。こうした状況のもとで、上記始動処理が無駄に実行されること、詳しくは吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａよりも小さくされることを回避できる。更に、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が目標値Ａよりも小さくされた状態（内燃機関１の圧縮比が小さくなった状態）で、燃料噴射弁４からの燃料噴射及び点火プラグ５による点火が行われて燃焼室２内での燃料の着火性及び燃焼性が悪化することを回避できるようにもなる。また、上記始動処理が実行されないことにより、吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角が上記目標値Ａに保持された状態でクランキングが開始されるため、低温時等も含めて内燃機関１の始動を良好なものとすることができ、且つ、その始動を速やかに完了させることができる。
【００５３】
（５）内燃機関１の自動再始動に際し、バッテリの充電量が閾値未満という少ない状態のもとでのクランキングの実行と、バッテリの充電量が閾値以上という多い状態のもとでの速やかな機関始動の完了との両立を実現することができる。
【００５４】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・内燃機関１の自動再始動を行う際の吸気バルブ１１に対する吸気カムの作用角の目標値Ａについては、必ずしも上述した意味の値とする必要はなく、適宜変更することも可能である。
【００５５】
・上記始動処理を行うか否かを判断するためのバッテリ電圧の閾値については、必ずしも上述した意味の値とする必要はなく、適宜変更することも可能である。
・内燃機関１を自動再始動する際、バッテリの電圧が閾値未満であるか否かに関係なく、上記始動処理を行うようにしてもよい。この場合、図４の自動停止再始動ルーチンにおけるＳ１０６及びＳ１０８の処理が省略される。
【００５６】
・バルブタイミング可変機構１６が設けられた内燃機関１に本発明を適用したが、こうしたバルブタイミング可変機構１６が設けられておらずバルブリフト量可変機構１７のみが設けられた内燃機関に本発明を適用してもよい。
【００５７】
・内燃機関とモータとを原動機とするハイブリッド車両に搭載された内燃機関に本発明を適用してもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１…内燃機関、２…燃焼室、３…吸気通路、３ａ…吸気ポート、４…燃料噴射弁、５…点火プラグ、６…ピストン、７…クランクシャフト、８…排気通路、１０…スタータ、１１…吸気バルブ、１２…吸気カムシャフト、１３…スロットルバルブ、１４…排気バルブ、１５…排気カムシャフト、１６…バルブタイミング可変機構、１７…バルブリフト量可変機構、２１…電子制御装置、２５…水温センサ、２６…車速センサ、２７…アクセルペダル、２８…アクセルポジションセンサ、２９…ブレーキペダル、２９ａ…ブレーキスイッチ、３０…スロットルポジションセンサ、３２…エアフローメータ、３３…カムポジションセンサ、３４…クランクポジションセンサ、３７…駆動量検出センサ、３８…排気温センサ、３９…電圧センサ。
【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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