WO2012098657A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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WO2012098657A1
WO2012098657A1 PCT/JP2011/050920 JP2011050920W WO2012098657A1 WO 2012098657 A1 WO2012098657 A1 WO 2012098657A1 JP 2011050920 W JP2011050920 W JP 2011050920W WO 2012098657 A1 WO2012098657 A1 WO 2012098657A1
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internal combustion
combustion engine
valve timing
cranking
engine
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PCT/JP2011/050920
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English (en)
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利夫 今村
宮里　佳明
横山　友
雅樹 沼倉
慶 遠藤
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トヨタ自動車 株式会社
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F01L1/344—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear
    • F01L1/3442—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift changing the angular relationship between crankshaft and camshaft, e.g. using helicoidal gear using hydraulic chambers with variable volume to transmit the rotating force
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/34—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear characterised by the provision of means for changing the timing of the valves without changing the duration of opening and without affecting the magnitude of the valve lift
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M69/00—Low-pressure fuel-injection apparatus ; Apparatus with both continuous and intermittent injection; Apparatus injecting different types of fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F02N11/0848—Circuits or control means specially adapted for starting of engines with means for detecting successful engine start, e.g. to stop starter actuation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N19/00—Starting aids for combustion engines, not otherwise provided for
    • F02N19/004—Aiding engine start by using decompression means or variable valve actuation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a variable valve that includes a variable mechanism that changes the valve timing of an internal combustion engine, and a fixing mechanism that can fix the valve timing to a timing at which the engine can be started between the most advanced timing and the most retarded timing.
  • the present invention relates to a control device for an internal combustion engine including the device.
  • variable valve operating device that changes the valve timing of an intake valve or an exhaust valve that is driven to open and close by a camshaft in accordance with an engine operating state (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 14 shows the configuration of a conventional general variable valve operating apparatus including the one described in Patent Document 1.
  • FIG. 14 (a) shows the internal structure of the variable valve operating apparatus 100 with the cover removed
  • FIG. 14 (b) shows the cross-sectional structure taken along the line BB of FIG. 14 (a).
  • FIG. 14A the rotation direction of the camshaft 200 is indicated by an arrow RC.
  • a variable valve apparatus 100 shown in FIG. 14 is fixed to a sprocket 101 that is drivingly connected to a crankshaft via a chain (not shown) as two rotating bodies that rotate around the same rotation axis.
  • a housing 102 and a vane rotor 103 drivingly connected to the camshaft 200.
  • a plurality of vanes 103A provided in the vane rotor 103 are accommodated in a plurality of accommodating chambers 105 formed in the housing 102, and each of the accommodating chambers 105 is advanced and retarded by a vane 103A. It is divided into and.
  • the vane 103A is displaced in the storage chamber 105 by the hydraulic pressure supplied to the advance chamber 106 and the retard chamber 107, and the housing 102 and the vane rotor 103 rotate relative to each other, so that the cam shaft 200 rotates relative to the crankshaft.
  • the phase in other words, the valve timing is changed.
  • the valve timing is a timing at which the engine can be started between the most retarded angle timing and the most advanced angle timing, and particularly when the engine can be started at the cold start (hereinafter referred to as the engine timing).
  • the locking mechanism 110 can be fixed at a specific time). As shown in FIG. 14B, the lock mechanism 110 includes a recess 112 formed in the sprocket 101 and a lock pin 111 accommodated in the vane 103 ⁇ / b> A so as to be close to and away from the recess 112. ing.
  • a spring 113 for biasing the lock pin 111 is provided, and a release chamber 114 to which hydraulic oil is supplied at a predetermined hydraulic pressure is formed.
  • the lock pin 111 is urged in a direction to be fitted into the recess 112 by the spring 113, and is urged in a direction to be removed from the recess 112 by a force based on the pressure of hydraulic oil supplied to the release chamber 114.
  • hydraulic fluid is supplied to the release chamber 114. Accordingly, when the hydraulic pressure in the release chamber 114 rises higher than the release hydraulic pressure, the lock pin 111 is pulled out of the recess 112 by the biasing force based on the hydraulic pressure, and the relative rotation lock between the vane rotor 103 and the housing 102 is released.
  • the hydraulic oil is selectively supplied to and discharged from the advance chamber 106 and the retard chamber 107, so that the valve timing locked at the specific time is changed to a time suitable for the engine operating state.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and the object thereof is to suppress deterioration of engine startability caused by the valve timing not being at a specific time when cranking is started.
  • An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine.
  • the present invention includes a first rotating body that rotates in synchronization with one of the crankshaft and the camshaft, and a second rotating body that rotates in synchronization with the other of the first rotating body.
  • a variable mechanism that changes the valve timing of the valve that is driven to open and close by the camshaft by rotating the rotating body relatively, and the valve timing is set to the most retarded timing and the most advanced by restricting the relative rotation of the both rotating bodies.
  • the control device for an internal combustion engine having a variable valve mechanism having a fixing mechanism that can be fixed at a specific time during which the engine can be started during an angular time, the control device starts cranking with fuel injection.
  • the fixing mechanism described above preferably changes the valve timing from a time different from the specific time to the specific time when cranking is performed. In this case, even when the valve timing is not at a specific time when cranking is started, changing the valve timing to a specific time allows cranking under the valve timing at which the engine can be started at an early stage. Will be able to do it.
  • the process at the time of a start failure as described above can be embodied in a mode in which, for example, the fuel injection amount is reduced from that at the time of the start failure. If the fuel injection amount is reduced as compared with the time when the starting failure occurs in this way, it takes a long time until the engine start is completed, and unburned fuel adheres to the spark plug, resulting in misfire caused by this. Frequent occurrence can suppress further deterioration of engine startability.
  • the fuel injection itself is stopped, that is, so that the fuel injection amount becomes “0”. May be reduced.
  • variable mechanism described above changes the valve timing by relatively rotating both rotating bodies based on the hydraulic pressure of the hydraulic oil
  • fixing mechanism described above is a lock provided on the first rotating body.
  • the concave portion has a plurality of step portions arranged along the circumferential direction of the second rotating body and having different depths.
  • the plurality of stepped portions and the lock pin are connected to the valve timing by sequentially inserting the lock pins into the plurality of stepped portions due to relative rotation of the two rotating bodies generated based on the alternating torque acting on the camshaft.
  • the lock pin is sequentially inserted into the plurality of step portions of the concave portion, so that the valve timing is stepped up to a specific time. Can be changed. For this reason, even when the valve timing is not at a specific time at the start of cranking, the valve timing can be autonomously changed to the specific time based on the alternating torque acting on the camshaft, and the engine startability is deteriorated. Can be more suitably suppressed.
  • start-up failure processing is not limited to reducing the fuel injection amount as described above.
  • the cranking speed when the crankshaft is rotated by the engine starter is reduced more than when the start-up failure occurs. This can also be realized.
  • the relative rotation amount of both rotating bodies generated when the alternating torque acts on the camshaft becomes small, and it becomes difficult to change the valve timing to a specific time and perform locking at that time during the cranking. Therefore, in particular, if the start-up failure process as described above is executed at the time of such cold start, this can be suitably suppressed in a situation where deterioration of engine startability is likely to occur.
  • Whether or not the engine has been cold started can be determined based on whether the engine temperature is equal to or lower than a predetermined temperature set in advance, and the engine temperature can be determined based on the engine coolant temperature, the hydraulic oil temperature, or the like. Can be monitored.
  • Such a start failure process may be executed immediately when a start failure occurs during a series of engine start periods from the start of cranking to the transition of the internal combustion engine to the complete explosion state.
  • the history is recorded when it occurs, and the above-mentioned processing at the time of starting failure is executed from the start of cranking at the next engine starting on the condition that the history that the starting failure has occurred at the previous engine starting is recorded. You may make it do.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine control device according to a first embodiment that embodies the present invention and an internal combustion engine that is a control target thereof.
  • the end view which shows the internal structure in the state which removed the sprocket about the variable valve apparatus of the embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure along the line AA in FIG. 2.
  • FIG. 3 schematically shows a cross-sectional structure taken along the line AA in FIG. 2, wherein (a) to (d) show a process in which the valve timing is advanced from the most retarded timing to a specific timing when the engine is started. Sectional drawing shown in order.
  • the flowchart which shows the process sequence of the process at the time of starting in the embodiment.
  • the timing chart which shows each change aspect of the valve timing at the time of engine start after an engine abnormal stop, cranking speed, engine speed, and fuel injection amount.
  • the flowchart which shows the process sequence of the process at the time of start in 3rd Embodiment which actualized this invention.
  • (A) is an end view showing the internal structure of a conventional variable valve operating device
  • (b) is a cross-sectional view showing a cross-sectional structure taken along line BB of (a).
  • a piston 11 is accommodated in a cylinder 10A of the internal combustion engine 10 so as to be capable of reciprocating.
  • a combustion chamber 12 is defined by the top surface of the piston 11 and the inner peripheral surface of the cylinder 10A.
  • An intake passage 15 that supplies intake air to the combustion chamber 12 and an exhaust passage 16 that exhausts exhaust gas from the combustion chamber 12 are connected to the combustion chamber 12.
  • a fuel injection valve 13 for injecting fuel is attached to the intake passage 15.
  • the combustion chamber 12 is provided with a spark plug 14 that ignites an air-fuel mixture of intake air and fuel.
  • the crankshaft 17 that converts the reciprocating motion into the rotational motion is connected to the piston 11 described above. Further, an intake camshaft 22 that opens and closes the intake valve 21 and an exhaust camshaft 24 that opens and closes the exhaust valve 23 are provided in the upper part of the internal combustion engine 10.
  • a variable valve gear 20 that changes the valve timing of the intake valve 21 is provided at the tip of the intake camshaft 22.
  • the sprocket 41 of the variable valve gear 20 is drivingly connected to the crankshaft 17 via a timing chain (not shown).
  • the cover 40 of the variable valve apparatus 20 is provided on the surface opposite to the side on which the sprocket 41 is provided.
  • An oil pan 31 for storing hydraulic oil is attached to the lower part of the internal combustion engine 10, and an oil pump 30 that is driven by the rotational force of the crankshaft 17 to assemble the hydraulic oil of the oil pan 31 is provided.
  • an oil control valve 25 that changes the supply / discharge state of the hydraulic oil with respect to each oil chamber of the variable valve apparatus 20 is provided.
  • the hydraulic oil stored in the oil pan 31 functions as a hydraulic oil for lubricating each part of the internal combustion engine 10 in addition to a function as a hydraulic oil that generates a hydraulic pressure for driving the variable valve apparatus 20. It has also.
  • crankshaft 17 is connected to a starter 32 as an engine starting device that forcibly rotates (cranks) the crankshaft 17 when the internal combustion engine 10 is started. Electric power is supplied to the starter 32 from the battery 33.
  • the internal combustion engine 10 is provided with various sensors for detecting the operating state of the internal combustion engine 10.
  • various sensors include an engine switch 81, a crank angle sensor 82, a cam angle sensor 83, a water temperature sensor 84, and the like.
  • the engine switch 81 outputs a start signal STSW when operated by the driver when the internal combustion engine 10 is requested to start.
  • the crank angle sensor 82 is provided in the vicinity of the crankshaft 17 and detects the crank angle CA and the engine rotational speed NE.
  • the cam angle sensor 83 is provided in the vicinity of the cam shaft 22 and detects the position of the cam shaft 22.
  • the water temperature sensor 84 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 10 (engine cooling water temperature) TW. Signals output from these various sensors are taken into a control unit 80 that comprehensively controls various devices of the internal combustion engine 10.
  • the control unit 80 includes a plurality of memories 80A as storage means (storage unit) for storing and holding various control programs, calculation maps, data calculated at the time of execution of control, as well as the calculation unit. Note that a part of the memory 80A functions as a backup memory that retains the stored information even when the engine is stopped when power is supplied from the battery 33.
  • the control unit 80 monitors the operating state of the internal combustion engine 10 based on the detection results of the above-described sensors, and adjusts the fuel injection amount and the fuel injection timing of the fuel injection valve 13 based on the operating state.
  • Various controls such as injection control, ignition timing control for adjusting the ignition timing of the spark plug 14, and valve timing variable control for controlling the valve timing of the intake valve 21 are executed.
  • the variable valve mechanism 20 includes a variable mechanism 20A for changing the valve timing of the intake valve 21 and an intermediate timing between the most advanced timing PH and the most retarded timing PL (hereinafter referred to as “specific timing”). And a locking mechanism 48 that mechanically locks to PM).
  • This specific time PM is a valve timing at which the engine can be started, and a valve timing at which the engine can be started is set particularly during cold start.
  • the lock mechanism 48 corresponds to a fixing mechanism that can fix the valve timing to the specific time PM.
  • the sprocket 41, the housing 42, and the cover 40 described above are fixed by bolts (not shown) and rotate integrally around the rotation axis of the cam shaft 22.
  • the cover 40, the sprocket 41, and the housing 42 function as a second rotating body that is drivingly connected to the crankshaft 17.
  • the cam shaft 22 and the housing 42 are assumed to rotate in the rotational direction RC shown in FIG.
  • the housing 42 is provided with three partition portions 44 extending radially inward.
  • a vane rotor 43 that rotates about the same rotation axis as the housing 42 is rotatably accommodated in the housing 42.
  • the vane rotor 43 includes a boss 43A coupled to the camshaft 22 so as to be integrally rotatable, and three vanes 43B projecting outward in the radial direction of the boss 43A.
  • the storage chamber 45 is partitioned by the partition portions 44 of the housing 42 and the bosses 43A of the vane rotor 43.
  • the storage chamber 45 is partitioned into an advance chamber 46 and a retard chamber 47 by the vanes 43B. Yes.
  • the vane rotor 43 functions as a first rotating body that is drivingly connected to the camshaft 22.
  • the lock mechanism 48 includes an advance angle lock mechanism 50 and a retard angle lock mechanism 60 that are respectively provided in different vanes 43B.
  • the advance angle locking mechanism 50 has a function of restricting relative rotation of the housing 42 and the vane rotor 43 in a direction in which the valve timing changes to the advance side with respect to the specific time PM.
  • the retard lock mechanism 60 has a function of restricting relative rotation of the housing 42 and the vane rotor 43 in a direction in which the valve timing is retarded from the specific time PM.
  • the advance lock mechanism 50 and the retard lock mechanism 60 also have a ratchet function that advances the valve timing stepwise from the retard side to the specific time PM with respect to the specific time PM. The valve timing is locked at the specific time PM by the cooperation of the advance angle lock mechanism 50 and the retard angle lock mechanism 60.
  • the side where the cover 40 of the variable valve apparatus 20 is arranged in the axial direction of the camshaft 22 is referred to as “front end side ZA”, and the side where the sprocket 41 is arranged is referred to as “base end side ZB”.
  • the advance lock mechanism 50 includes a cylindrical first lock pin 51 provided on the vane 43B and a first recess 53 into which the first lock pin 51 is inserted or removed.
  • the first recess 53 is formed in the cover 40.
  • the first lock pin 51 reciprocates to the distal end side ZA and the proximal end side ZB in the vane hole 56 formed in the vane 43B, and protrudes outside the vane 43B and fits into the first recess 53.
  • the vane hole 56 is partitioned by the first lock pin 51 into a first spring chamber 58 on the proximal end side ZB and a first release chamber 57 on the distal end side ZA.
  • the first spring chamber 58 accommodates a first spring 52 that biases the first lock pin 51 toward the distal end side ZA.
  • hydraulic fluid is supplied to the first release chamber 57 through the hydraulic fluid passage 26 (see FIG. 1) described above.
  • the first lock pin 51 is biased toward the base end side ZB by a force based on the pressure of the supplied hydraulic oil.
  • the first concave portion 53 has an arc shape along the circumferential direction in the cover 40. Specifically, the first concave portion 53 includes a first upper step portion 54 formed with a relatively shallow depth and a first lower step portion 55 formed with a relatively deep depth. . The first upper step portion 54 is formed on the retard side with respect to the first lower step portion 55.
  • the retard lock mechanism 60 includes a cylindrical second lock pin 61 provided in the vane 43B and a second recess 63 into which the second lock pin 61 is fitted.
  • the second recess 63 is formed in the cover 40.
  • the second lock pin 61 reciprocates to the distal end side ZA and the proximal end side ZB in the vane hole 66 formed in the vane 43B, and protrudes outside the vane 43B and fits into the second recess 63.
  • the vane hole 66 is partitioned by the second lock pin 61 into a second spring chamber 68 on the proximal end side ZB and a second release chamber 67 on the distal end side ZA.
  • the second spring chamber 68 accommodates a second spring 62 that biases the second lock pin 61 toward the distal end side ZA.
  • hydraulic oil is supplied to the second release chamber 67 through the hydraulic oil passage 26 (see FIG. 1) described above.
  • the second lock pin 61 is biased toward the base end side ZB by a force based on the pressure of the supplied hydraulic oil.
  • the second recess 63 has an arc shape along the circumferential direction of the cover 40.
  • the second recess 63 includes a second upper step portion 64 formed with a relatively shallow depth and a second lower step portion 65 formed with a relatively deep depth.
  • the second upper step portion 64 is formed on the retard side with respect to the second lower step portion 65.
  • the upper stage portion 64 and the second lower stage portion 65 function as a ratchet mechanism that gradually advances the valve timing to the specific time PM by the alternating torque acting on the cam shaft 22. That is, the first upper step portion 54 and the first lower step portion 55 formed in the first recess 53 have a delay of the lock pin 51 when the first lock pin 51 is fitted into the step portions 54 and 55.
  • the displacement to the corner side is regulated respectively.
  • the second upper step portion 64 and the second lower step portion 65 formed in the second concave portion 63 cause displacement of the lock pin 61 toward the retard side when the second lock pin 61 is fitted. regulate. Further, when the first lock pin 51 is fitted into the first lower step portion 55 and the second lock pin 61 is fitted into the second lower step portion 65, the end portion of the first lower step portion 55 on the advance side. Therefore, the displacement of the first lock pin 51 toward the advance side is regulated. In addition, displacement of the second lock pin 61 toward the retarded side is restricted by the retarded end of the second lower step portion 65. Thereby, the valve timing is locked at the specific time PM.
  • FIG. 3 shows a state in which the lock mechanism 48 is in a locked state and the valve timing is locked at a specific time PM.
  • variable valve gear 20 When the crankshaft 17 rotates as the engine operates, the driving force is transmitted to the variable valve operating device 20 via a timing chain (not shown), and the camshaft 22 rotates together with the variable valve operating device 20. Thus, the intake valve 21 is opened and closed by a cam (not shown) provided on the cam shaft 22.
  • the accommodation chamber is based on the hydraulic pressure of the advance chamber 46 and the retard chamber 47.
  • the vane 43B is displaced.
  • hydraulic oil is supplied to the advance chamber 46 of the variable valve device 20 while the hydraulic oil in the retard chamber 47 is discharged, so that the vane rotor 43 is advanced relative to the housing 42.
  • the valve timing is advanced by relative rotation in the lateral direction.
  • the vane 43B contacts the advance side inner wall of the retard chamber 47, the valve timing becomes the most advanced timing PH.
  • the vane rotor 43 rotates relative to the housing 42 in the retard side direction. Is retarded.
  • the vane 43B comes into contact with the inner wall on the retard side of the advance chamber 46, the valve timing becomes the most retarded timing PL.
  • the hydraulic pressure in the advance chamber 46 and the retard chamber 47 is controlled through the oil control valve 25 so that the valve timing becomes the specific time PM.
  • the first spring 52 biased by the first spring 52 is used.
  • the lock pin 51 is fitted into the first recess 53 (first lower step portion 55).
  • the second spring 62 is biased.
  • Two lock pins 61 fit into the second recess 63 (second lower step portion 65).
  • the valve timing is locked at the specific time PM by being regulated by the retarded end of the second lower stage portion 65.
  • normal engine stop stopping the engine with the valve timing locked at the specific time PM in this way is referred to as “normal engine stop”.
  • cranking is started in a state where the valve timing is at the specific time PM.
  • the specific time PM is set to a valve timing at which the engine can be started, the internal combustion engine 10 can be started well.
  • the first lock pin 51 and the second lock pin 61 are removed from the first recess 53 and the second recess 63, respectively.
  • the urging force based on the hydraulic pressure causes the first The lock pin 51 moves to the base end side ZB and is removed from the first recess 53.
  • hydraulic oil is supplied also to the second release chamber 67 of the retard lock mechanism 60 and the hydraulic pressure in the second release chamber 67 rises higher than the release hydraulic pressure, the urging force based on this hydraulic pressure causes the second release chamber 67 to move to the second release chamber 67.
  • the lock pin 61 moves to the base end side ZB and is removed from the second recess 63. Thereby, relative rotation between the housing 42 and the vane rotor 43 is allowed. Thereafter, control of the oil control valve 25 is executed so that the valve timing becomes a desired time suitable for the engine operating state.
  • valve timing is not locked at the specific time PM when the engine stop is requested (hereinafter referred to as “engine abnormal stop”)
  • the valve timing is different from the specific time PM such as the most retarded time PL. In this state, the operation of the internal combustion engine 10 is stopped.
  • a plurality of step portions 54, 55, 64, 65 are formed in the first recess 53 and the second recess 63 of the lock mechanism 48 in order to improve the engine startability after an abnormal engine stop.
  • the valve timing is advanced from the most retarded timing PL to the specific timing PM by using an alternating torque that acts on the camshaft 22 during cranking.
  • FIGS. 4 (a) to 4 (d) sequentially show the process in which the valve timing is advanced from the most retarded timing PL to the specific timing PM.
  • the first lock pin 51 and the second lock pin 51 are used so that the relationship between the operation state of the advance lock mechanism 50 and the operation state of the retard lock mechanism 60 can be easily grasped.
  • the lock pin 61 is shown to protrude from the same vane 43B in opposite directions, and the first recess 53 and the second recess 63 are shown to face each other in the axial direction.
  • the vane rotor 43 moves toward the advance side with respect to the housing 42 due to the negative torque. Relative rotation. As a result, the first lock pin 51 and the second lock pin 61 are displaced toward the advance side, and the valve timing is advanced greatly beyond the first retard timing PX1 (see FIG. 5). Next, the vane rotor 43 rotates relative to the housing 42 in the retarding direction by the action of the positive torque, and thereby the first lock pin 51 and the second lock pin 61 are displaced in the retarding side.
  • the first lock pin 51 is in a position where it can be fitted into the first upper stage portion 54, in other words, the first lock pin 51 is in the first position.
  • the lock pin 51 protrudes toward the first upper step portion 54 (FIG. 4A). )).
  • the first lock pin 51 contacts the retarded end of the first upper step 54, the relative rotation of the housing 42 and the vane rotor 43 in the direction in which the valve timing is retarded is restricted. Is done.
  • the retard of the valve timing is regulated at the first retard timing PX1 that is more advanced than the most retarded timing PL.
  • the second lock pin 61 is fitted into the second upper stage portion 64 (FIG. 4B), and the first lock pin 51 is 1 is inserted into the lower step portion 55 (FIG. 4C), and the second lock pin 61 is inserted into the second lower step portion 65 (FIG. 4D).
  • the retardation of the valve timing is regulated in order at the second retardation timing PX2, the third retardation timing PX3, and the specific timing PM, and the valve timing is shifted to the locked state at the specific timing PM.
  • the temperature (oil temperature) TOIL of the hydraulic oil is low and the viscosity thereof is high. Therefore, when the vane rotor 43 and the housing 42 rotate relative to each other due to the alternating torque acting on the camshaft 22. The resistance of the resulting hydraulic oil also increases. As a result, the relative rotation amount between the vane rotor 43 and the housing 42 generated when the alternating torque acts on the camshaft 22 is reduced, and the valve timing is changed to the specific time PM and locked at the specific time PM during cranking. It becomes difficult to let you.
  • the “starting process” shown in FIG. 7 is executed in parallel with the “starter driving process” shown in FIG. 6 to cope with the deterioration of the engine startability as described above. ing.
  • step S100 it is first determined whether or not the start time flag Fsta is “ON” (step S100). Specifically, it is determined by referring to the information of the start time flag Fsta stored in the memory 80A. The initial value of the start time flag Fsta is set to “OFF”.
  • step S110 When it is determined that the start time flag Fsta is “OFF” (step S100: NO), it is subsequently determined whether or not there is a start request (step S110). Specifically, based on the transmission of start signal STSW from engine switch 81, it is determined that there is a start request. And when it determines with there being no start request
  • step S110 YES
  • step S110: YES if it is determined that there is a start request (step S110: YES), the start time flag Fsta is set to “ON” (step S120), and cranking is started (step S130). Specifically, cranking is started when the operation signal STAR is transmitted from the control unit 80 to a starter relay (not shown) and the starter 32 is driven. Note that the cranking speed R at this time is set to the rotational speed RA.
  • step S140 it is determined whether or not the internal combustion engine 10 has shifted to a complete explosion state. Specifically, when the engine rotational speed NE detected by the crank angle sensor 82 reaches the complete explosion rotational speed NS (NE ⁇ NS), it is determined that the state has shifted to the complete explosion state.
  • complete explosion indicates that the crankshaft 17 of the internal combustion engine 10 has reached a state where it can rotate autonomously.
  • the “complete explosion rotational speed NS” is a value set in advance as the engine rotational speed NE that can be determined that the crankshaft 17 has reached an autonomously rotatable state (for example, 400 rpm).
  • step S140 When the engine speed NE has reached the complete explosion speed NS (NE ⁇ NS) and it is determined that the internal combustion engine 10 has shifted to the complete explosion state (step S140: YES), cranking is stopped. (Step S150). Specifically, the starter 32 is stopped when the operation signal STAR from the control unit 80 is stopped. Subsequently, the start time flag Fsta is set to “OFF” (step S160), and this process ends.
  • Step S140 NO
  • this processing is once ended, and the processing from Step S100 is executed again.
  • step S170 When the processing from step S100 is executed again in this way, since the start time flag Fsta is set to “ON” (step S100: YES), the process proceeds to step S170, and the start time flag Fsta is set to “ON”. Then, it is determined whether or not a certain period TS has elapsed (step S170).
  • the fixed period TS is set to a period longer than a period obtained by adding a first predetermined period ⁇ and a second predetermined period ⁇ described later. Specifically, when the internal combustion engine 10 does not shift to the complete explosion state, a sufficient period (for example, 25 seconds) for which it is desirable to continue cranking with a single operation of the engine switch 81 by the driver is set.
  • step S170: NO After it is determined that the certain period TS has not elapsed after the start time flag Fsta is set to “ON” (step S170: NO), each processing after step S140 is executed again.
  • step S170: YES when it is determined that the fixed period TS has elapsed after the start time flag Fsta is set to “ON” (step S170: YES), the cranking is stopped (step S150), and the start time flag Fsta is set to “ON”.
  • the flag Fsta is set to “OFF” (step S160), and this process ends.
  • cranking is stopped when any of the following conditions (a) and (b) is satisfied.
  • step S200 fuel injection is started simultaneously with the start of cranking (step S200). That is, fuel injection from the fuel injection valve 13 is started simultaneously with the start of cranking in step S130 described above.
  • the fuel injection amount QF at this time is set to an amount (normal injection amount QA) suitable for starting the engine after the engine is normally stopped.
  • Asynchronous injection that is not synchronized with the crank angle CA is performed immediately after the internal combustion engine 10 is started and during the period when the cylinder discrimination of the internal combustion engine 10 based on the signals from the crank angle sensor 82 and the cam angle sensor 83 is not completed. Executed.
  • step S210 it is determined whether or not the oil temperature TOIL is equal to or lower than a predetermined temperature TC (TOIL ⁇ TC) (step S210).
  • This oil temperature TOIL is grasped based on the detection result of the water temperature sensor 84. That is, since there is a relationship that the temperature TOIL of the hydraulic oil is lower as the engine cooling water temperature TW is lower, the oil temperature TOIL can be grasped based on the engine cooling water temperature TW.
  • the aforementioned predetermined temperature TC is set in advance (for example, ⁇ 25 ° C.) in consideration of the efficiency of the advance timing of the valve timing by the ratchet mechanism.
  • step S210: NO When it is determined that the oil temperature TOIL is higher than the predetermined temperature TC (TOIL> TC) (step S210: NO), even if the valve timing is not at the specific time PM at the start of cranking, It can be determined that there is a high possibility that the engine start can be completed. This is because it can be determined that the temperature of the internal combustion engine 10 is relatively high, the injected fuel is vaporized in the combustion chamber 12 relatively well, and combustion is easy. Furthermore, when the oil temperature TOIL is relatively high and the viscosity of the hydraulic oil is low, the valve timing can be quickly shifted to the specific time PM by the ratchet mechanism using the alternating torque that acts on the camshaft 22 during cranking. This is because it can be determined that there is a relatively high possibility. Therefore, when it is determined in the determination process in step S210 that the oil temperature TOIL is higher than the predetermined temperature TC (TOIL> TC) (step S210: NO), this process ends.
  • step S210 when it is determined that the oil temperature TOIL is equal to or lower than the predetermined temperature TC (TOIL ⁇ TC) (step S210: YES), after the cranking starts, the first predetermined period ⁇ elapses. It is determined whether or not the internal combustion engine 10 has shifted to the complete explosion state (step S220). As shown in FIG. 6, when the internal combustion engine 10 shifts to the complete explosion state, the starter 32 is stopped and cranking is stopped (step S150). Further, while the starter 32 is driven, a starter signal STA is transmitted from the starter 32 to the control unit 80.
  • the predetermined temperature TC TOIL ⁇ TC
  • step S220 an affirmative determination is made when the starter signal STA from the starter 32 is stopped after the start of cranking until the first predetermined period ⁇ elapses (step S220: YES). ).
  • step S220 it is determined whether or not a start failure of the internal combustion engine 10 has occurred.
  • the first predetermined period ⁇ described above is set in advance (for example, 5 seconds) during which it can be determined that there is a high possibility that the valve timing is not at the specific time PM at the start of cranking.
  • Step S220 When an affirmative determination is made in the determination process of step S220, that is, when it is determined that the internal combustion engine 10 has transitioned to the complete explosion state by the time the first predetermined period ⁇ has elapsed after the start of cranking ( Step S220: YES), it can be determined that the engine start has been successfully completed. As a result, this process is terminated. Thereafter, various controls are executed according to the operating state of the internal combustion engine 10.
  • step S230 fuel injection is stopped (step S230). That is, even when the first predetermined period ⁇ has elapsed after the start of cranking, if the starter signal STA indicating that the drive is being performed is transmitted from the starter 32, a start failure has occurred. Can be determined. When such a starting failure occurs, it can be determined that there is a possibility that the valve timing is not at the specific time PM at the start of cranking. Therefore, in this case, the fuel injection is stopped as a start-up failure process corresponding to a state in which the valve timing is different from the specific time PM (step S230).
  • the second predetermined period ⁇ when the valve timing does not advance to the specific time PM in the first predetermined period ⁇ , the adhesion of unburned fuel to the spark plug 14 is suppressed and the ratchet mechanism is used.
  • a period suitable for further advancement of the valve timing is set in advance (for example, 3 seconds). That is, when the valve timing is different from the specific timing PM and it takes a long time to complete the engine start, unburned fuel adheres to the spark plug 14 and misfires due to this occur frequently. This further promotes the deterioration of engine startability. Therefore, in the present embodiment, the fuel injection is temporarily stopped (second predetermined period ⁇ ), and the valve timing is advanced to the specific time PM while suppressing the unburned fuel from adhering to the spark plug 14. A period is provided.
  • step S240 When it is determined that the second predetermined period ⁇ has not elapsed since the fuel injection was stopped (step S240: NO), the determination process of step S240 is performed at a constant time period until an affirmative determination is obtained. Repeated every time.
  • step S240 If it is determined through the determination process that the second predetermined period ⁇ has elapsed since the fuel injection was stopped (step S240: YES), the fuel injection is resumed (step S250). That is, the fuel injection amount QF is returned from the state of “0” to the normal injection amount QA, and this process ends.
  • FIG. 8 and FIG. 9 show each change mode when the oil temperature TOIL is equal to or lower than the predetermined temperature TC, that is, during cold start.
  • Each change mode of the valve timing and the engine rotational speed NE shown in the figure is an example, and changes according to the state of the internal combustion engine 10.
  • step S140 the internal combustion engine 10 has shifted to the complete explosion state at timing T12 up to timing T13 when the first predetermined period ⁇ elapses.
  • step S220 YES
  • step S220 NO
  • step S230 the valve timing is advanced by the ratchet mechanism while suppressing the unburned fuel from adhering to the spark plug 14.
  • the fuel injection is stopped until the timing T23 when the second predetermined period ⁇ elapses.
  • the fuel injection amount QF is returned to the normal injection amount QA
  • the engine rotational speed NE gradually increases from the timing T24, and the internal combustion engine 10 is in a complete explosion state at the timing T25. To move on.
  • step S220 When a starting failure occurs in which the internal combustion engine 10 does not shift to the complete explosion state after the first predetermined period ⁇ has elapsed after the cranking with fuel injection is started (step S220: NO), the valve A start failure process corresponding to a state where the timing is different from the specific time PM is executed (step S230). Therefore, even when the valve timing is not at the specific time PM at the start of cranking, it is possible to suppress deterioration in engine startability due to the valve timing. Further, since fuel injection is started simultaneously with the start of cranking (step S200), the internal combustion engine 10 can be quickly started when the valve timing is at the specific time PM.
  • the lock mechanism 48 is provided with a ratchet mechanism. Therefore, when the vane rotor 43 and the housing 42 rotate relative to each other based on the alternating torque acting on the camshaft 22, the valve timing can be advanced stepwise to the specific time PM. For this reason, even when the valve timing is not at the specific time PM at the start of cranking, the valve timing can be autonomously advanced to the specific time PM based on the alternating torque acting on the camshaft 22, and the engine Deterioration of startability can be more suitably suppressed.
  • step S230 On the condition that the oil temperature TOIL is a cold start at which the oil temperature TOIL is equal to or lower than the predetermined temperature TC (TOIL ⁇ TC), the fuel injection is stopped as a start-up failure process (step S230). As a result, this can be suitably suppressed in a situation where deterioration of engine startability is likely to occur.
  • the vehicle 70 includes an internal combustion engine 10 and a second motor generator 71 as power sources for rotating the drive wheels 76.
  • the power output from the internal combustion engine 10 is transmitted to the drive wheels 76 via the power split mechanism 72, the speed reducer 74, and the axle 75.
  • the power output from the second motor generator 71 is transmitted to the drive wheels 76 via the motor reduction mechanism 77, the speed reducer 74, and the axle 75.
  • the power output from the internal combustion engine 10 is split by the power split mechanism 72 into power transmitted to the drive wheels 76 and power transmitted to the first motor generator 73.
  • the first motor generator 73 generates power using the power output from the internal combustion engine 10, and the generated power is supplied to the battery 79 via the power conversion unit 78.
  • the internal combustion engine 10 is cranked by the power output from the first motor generator 73 based on the electric power supplied from the battery 79.
  • the battery 79 of the present embodiment corresponds to the battery 33 of the first embodiment.
  • the first motor generator 73 of the present embodiment functions as an engine starting device that forcibly rotates the crankshaft 17 of the internal combustion engine 10, and corresponds to the starter 32 of the first embodiment.
  • the starter 32 is an engine starting device in which the cranking speed R is fixed to the rotational speed RA
  • the first motor generator 73 is an engine starting device in which the cranking speed R is variably controlled. is there.
  • the second motor generator 71 outputs power based on the electric power supplied from the battery 79.
  • the second motor generator 71 generates electric power by the rotational force of the drive wheels 76 when the vehicle 70 is decelerated or braked, and the generated electric power is supplied to the battery 79 via the power converter 78.
  • control unit 85 monitors the internal combustion engine 10, the motor generators 71, 73, and the like based on detection results of various sensors provided in the vehicle 70, and performs various types based on the state. Execute control.
  • the continuation period TP in a state where the lock pins 51, 61 are in positions where they can be inserted into the corresponding step portions 54, 55, 64, 65, respectively, is referred to as a “insertable period TP” (see FIG. 5).
  • a period TL required for the pins 51 and 61 to be fitted into the corresponding step portions 54, 55, 64 and 65 is defined as “a period TL required for insertion”.
  • the lock pins 51 and 61 correspond to each other. It cannot be fitted into the step portions 54, 55, 64, 65. Then, considering that there is a variation in the period TL required for insertion, the longer the insertion period TP, the easier the lock pins 51, 61 fit into the corresponding step portions 54, 55, 64, 65. . That is, it becomes easy to shift to the states shown in FIGS. 4A to 4D, and the valve timing is easily advanced to the specific time PM through the ratchet mechanism.
  • cranking is started when there is a request for starting the internal combustion engine 10 (step S130).
  • cranking is started by the control of the first motor generator 73 by the control unit 85.
  • a rotation speed RA normal rotation speed RA
  • Step S220 NO
  • the cranking speed is reduced as a start failure process corresponding to a state in which the valve timing is different from the specific time PM (step S300).
  • the first motor generator 73 is controlled such that the cranking speed R becomes the rotation speed RB at the time of failure lower than the above-described normal rotation speed RA set when the start-up failure occurs.
  • the defective rotation speed RB is set to, for example, half the normal rotation speed RA.
  • step S310 it is determined whether or not the second predetermined period ⁇ has elapsed.
  • This second predetermined period ⁇ can be further secured to advance the valve timing to the specific time PM when the valve timing has not advanced to the specific time PM in the first predetermined period ⁇ .
  • a desirable period is preset (for example, 3 seconds).
  • the second predetermined period ⁇ in the present embodiment may be set to the same period as the second predetermined period ⁇ in the first embodiment, or may be set to a different period. Good.
  • step S310 When it is determined that the second predetermined period ⁇ has not elapsed after the cranking speed R is decreased (step S310: NO), the determination process in step S310 is performed for a certain time until an affirmative determination is obtained. Repeated every cycle.
  • step S310 If it is determined through this determination process that the second predetermined period ⁇ has elapsed after the cranking speed R has decreased (step S310: YES), the cranking speed R is returned to the normal rotational speed RA ( Step S320), this process ends.
  • FIG. 12 shows each change mode at the time of engine start request after an abnormal engine stop when the valve timing is not at the specific time PM and at the time of cold start.
  • Each change mode of the valve timing and the engine rotational speed NE shown in the figure is an example, and changes according to the state of the internal combustion engine 10.
  • cranking with fuel injection is started from timing T31.
  • the fuel injection amount QF at this time is set to the normal injection amount QA, and the cranking speed R is set to the normal rotation speed RA.
  • the cranking speed R is the rotation speed when the engine is defective. Reduced to RB. That is, since a negative determination is made in step S220 of the above-mentioned “starting time process” (step S220: NO), the cranking speed R by the first motor generator 73 is reduced as the starting failure time process (step S300). . As a result, the advance angle of the valve timing by the ratchet mechanism is promoted, and the valve timing is advanced to the specific time PM at the timing T33.
  • cranking speed R is decreased, the cranking speed R is returned to the normal rotation speed RA at the timing T34 when the second predetermined period ⁇ has elapsed. Thereafter, when the engine speed NE increases from timing T35 and reaches a complete explosion state at timing T36, cranking is stopped.
  • the cranking speed R is determined to be defective from the normal rotation speed RA (the cranking speed when the starting failure occurs) as processing at the time of starting failure.
  • the hour rotation speed RB is reduced (step S300).
  • the valve timing can be quickly shifted to the state locked at the specific time PM through the ratchet mechanism. Therefore, cranking under the valve timing at which the engine can be started can be performed at an earlier stage.
  • an ignition switch 90 shown in FIG. 1 is provided instead of the engine switch 81 shown in FIG. 1 of the first embodiment.
  • the ignition switch 90 outputs a signal corresponding to four switching positions (ON, OFF, accessory, start) of an ignition key (not shown) operated by the driver.
  • the starter 32 is driven based on the start signal STSW transmitted from the ignition switch 90. In other words, the starter 32 is driven while the ignition key is operated to the start position by the driver.
  • the “starting process” shown in FIG. 13 is executed. Is done.
  • the “start-up process” shown in FIG. 13 is started once every time the driver operates the ignition key to the on position.
  • this process first, it is determined whether or not the start failure flag Ffail is “ON” (step S400). Specifically, the determination is made by referring to the information of the start failure flag Ffail stored in the memory 80A.
  • the starting failure flag Ffail has an initial value set to “OFF”.
  • step S401 fuel injection is started simultaneously with the start of cranking. Specifically, cranking is started by the starter 32 as the start signal STSW is transmitted from the ignition switch 90. Then, fuel injection is started by the fuel injection valve 13 simultaneously with the start of cranking. Note that the cranking speed R at this time is set to the rotational speed RA. The fuel injection amount QF is set to the normal injection amount QA.
  • step S402 it is determined whether or not the oil temperature TOIL is equal to or lower than a predetermined temperature TC (TOIL ⁇ TC) (step S402).
  • the process in this step is the same as the process in step S210. If it is determined that the oil temperature TOIL is higher than the predetermined temperature TC (TOIL> TC) (step S402: NO), the engine start is completed even if the valve timing is not at the specific time PM. Since it is possible to determine that there is a high possibility that the process can be performed, this process ends.
  • step S402 when it is determined that the oil temperature TOIL is equal to or lower than the predetermined temperature TC (TOIL ⁇ TC) (step S402: YES), after the cranking starts, the first predetermined period ⁇ elapses. It is determined whether or not the internal combustion engine 10 has shifted to the complete explosion state (step S403). Specifically, when it is determined based on the detection result of the crank angle sensor 82 that the engine rotational speed NE has reached the complete explosion rotational speed NS (NE ⁇ NS) before the first predetermined period ⁇ elapses. Then, it is determined that the internal combustion engine 10 has shifted to the complete explosion state.
  • step S403 If an affirmative determination is made in the process of step S403 (step S403: YES), it can be determined that the engine start has been completed satisfactorily, and thus this process ends.
  • step S403 NO
  • the engine is started. It can be determined that a defect has occurred. Therefore, the start failure flag Ffail is set to “ON” (step S404), and this process is terminated.
  • the start failure flag Ffail is stored in the memory 80A of the control unit 80. This memory 80A functions as a storage means for storing the history when a starting failure occurs. Thereafter, when the ignition key is operated to a position different from the start position by the driver, the starter 32 is stopped and the cranking is stopped.
  • step S400 When the ignition key is operated by the driver and the determination process from step S400 is started again, an affirmative determination is made in the determination process of step S400 (step S400: YES). Thus, the process proceeds to step S405, and it is determined whether or not the oil temperature TOIL is equal to or lower than the predetermined temperature TC (TOIL ⁇ TC) (step S405).
  • the process in step S405 is the same as the process in step S402.
  • cranking is started in a state where the fuel injection is stopped (step S406). That is, since the memory 80A stores that the start failure flag Ffail is “ON” as a history that the start failure has occurred at the previous engine start, the fuel is processed as a start failure process from the start of cranking. Injection is stopped. Specifically, when the start signal STSW is transmitted from the ignition switch 90, the fuel injection amount QF is set to “0”, while the starter 32 is driven and the cranking speed R is set to the rotational speed RA. Cranking starts.
  • step S407 it is determined whether or not the second predetermined period ⁇ has elapsed since the fuel injection was stopped.
  • the determination process in this step is the same as the determination process in step S240 (see FIG. 7).
  • step S407 If it is determined that the second predetermined period ⁇ has not elapsed since the fuel injection was stopped (step S407: NO), the determination process of step S407 is performed at a constant time period until an affirmative determination is obtained. Repeated every time.
  • step S408 If it is determined through this determination process that the second predetermined period ⁇ has elapsed since the fuel injection was stopped (step S407: YES), the fuel injection is executed (step S408). That is, the fuel injection amount QF is set to the normal injection amount QA. Then, the start failure flag Ffail is set to “OFF” which is an initial value (step S409), this information is stored in the memory 80A, and this processing is ended.
  • step S405 when it is determined in step S405 that the oil temperature TOIL is higher than the predetermined temperature TC (TOIL> TC) (step S405: NO), for example, a start failure occurs during the previous engine start. Even if the start failure flag Ffail is set to “ON”, it can be determined that the current engine start is not a cold start due to some reason such as an increase in the outside air temperature. Accordingly, fuel injection is started simultaneously with the start of cranking (step S410), the start failure flag Ffail is set to the initial value “OFF” (step S409), and this process is ended.
  • step S401 If the driver operates the ignition key at a position different from the start position after the first predetermined period ⁇ has elapsed after the cranking is started in step S401, the starter 32 Is stopped to stop cranking, and the “start-up process” shown in FIG. 13 is terminated.
  • control device for an internal combustion engine according to the present invention is not limited to the configuration exemplified in each of the above-described embodiments, and can be implemented as, for example, the following forms obtained by appropriately modifying these embodiments. .
  • the setting modes such as the first predetermined period ⁇ , the second predetermined period ⁇ , the fixed period TS, and the predetermined temperature TC are examples, and can be appropriately changed.
  • the oil temperature TOIL is grasped based on the detection result of the water temperature sensor 84, and when the oil temperature TOIL is equal to or lower than the predetermined temperature TC (TOIL ⁇ TC), the engine temperature is set to a predetermined value.
  • An example is shown in which it is determined that the cold start is below the temperature.
  • the method for determining that it is during cold start is not limited to the above-described example. For example, it is determined that the engine is cold starting by providing an oil temperature sensor that detects the oil temperature TOIL, or is determined to be cold starting by comparing the engine cooling water temperature TW with a predetermined temperature set in advance. You may do it.
  • the fuel injection amount QB QB ⁇ QA
  • the fuel injection amount QF is set as the fuel injection amount QF. You may make it set. Even in this case, since the amount of unburned fuel adhering to the spark plug 14 can be reduced, the above-described effects can be obtained.
  • the amount of decrease in the fuel injection amount QF when it is determined that a start failure has occurred be changed according to the oil temperature TOIL, in addition to making this constant. That is, as the oil temperature TOIL is higher, the viscosity is lower, so that the resistance force of the hydraulic oil generated when the housing 42 and the vane rotor 43 rotate relative to each other decreases. For this reason, the amount of relative rotation between the housing 42 and the vane rotor 43 generated when the alternating torque is applied to the camshaft 22 increases, and the time required for autonomously changing the valve timing to the specific time PM through the ratchet mechanism is also increased. Shorter.
  • the reduction amount of the fuel injection amount QF is made small, the torque that acts on the crankshaft 17 through the combustion explosion of the injected fuel and tries to rotate it increases, so the internal combustion engine 10 can easily shift to the complete explosion state. Become. For this reason, as the oil temperature TOIL is higher, that is, as the time necessary for autonomously changing the valve timing to the specific time PM through the ratchet mechanism is shorter, the reduction amount of the fuel injection amount QF is reduced. The time from the start of cranking to the transition of the internal combustion engine 10 to the complete explosion state can be shortened while suppressing unburned fuel from adhering to the spark plug 14 and promoting deterioration of engine startability. .
  • the decrease degree of the cranking speed R shown in the second embodiment is an example, and can be changed as appropriate. Specifically, taking into account the degree to which the degree of decrease in the cranking speed R contributes to the autonomous valve timing change through the ratchet mechanism and the degree to which the efficiency of increasing the engine speed NE by cranking is affected. Therefore, it is desirable to determine a suitable degree of decrease in the cranking speed R.
  • the degree of decrease in the cranking speed R when it is determined that a starting failure has occurred is preferably constant, and it is also desirable to change it according to the oil temperature TOIL. That is, as the degree of decrease in the cranking speed R increases, it becomes easier to autonomously change the valve timing to the specific time PM through the ratchet mechanism. On the other hand, the smaller the degree of decrease in the cranking speed R, the easier the internal combustion engine 10 shifts to the complete explosion state. For this reason, as the oil temperature TOIL is higher, that is, as the time required for autonomously changing the valve timing to the specific time PM through the ratchet mechanism is shorter, the degree of decrease in the cranking speed R is reduced.
  • the time from the start of cranking to the transition of the internal combustion engine 10 to the complete explosion state can be shortened while promptly changing the valve timing by the ratchet mechanism.
  • the degree of decrease in the cranking speed R can be set smaller than the degree of decrease in the second embodiment.
  • the fuel injection amount QF or the cranking speed R is returned to the normal value and shown in FIG. 7, FIG. 11, or FIG. An example of ending the “start-up process” was shown.
  • the fuel injection amount QF or the cranking speed R is returned to a normal value, and then it is monitored again whether the internal combustion engine 10 shifts to a complete explosion state. Good for.
  • the cranking speed R is variably controlled by the first motor generator 73 of the hybrid vehicle 70 .
  • the cranking speed R is reduced as a start-up failure process by providing the starter 32 that can change the cranking speed R. Can be executed.
  • the ratchet mechanism is configured as a mechanism for advancing the valve timing that is on the retard side with respect to the specific time PM.
  • the ratchet mechanism may be configured to have a mechanism for retarding the valve timing that is on the advance side with respect to the specific time PM.
  • the lock mechanism 48 includes the advance lock mechanism 50 and the retard lock mechanism 60 has been described.
  • the lock mechanism 48 may be configured by a single lock mechanism. Even in this case, a ratchet mechanism that can autonomously change the valve timing can be configured by the lock pin and the plurality of steps by forming a plurality of steps having different depths in the recess. Is possible. Therefore, each effect mentioned above can be produced.
  • variable valve operating apparatus 20 In each of the above embodiments, an example in which hydraulic oil is supplied to the variable valve operating apparatus 20 by the oil pump 30 has been described.
  • a variable valve operating device as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-108370, that is, the valve timing is variably controlled by the pressure of hydraulic oil supplied to and discharged from the advance chamber and retard chamber based on cam torque fluctuation
  • the present invention is also possible to embody the present invention as a control device for an internal combustion engine provided with a hydraulically driven variable valve device.
  • the concave portions 53 and 63 are formed on the cover 40, but the concave portions 53 and 63 may be formed on the sprocket 41.
  • the lock pins 51 and 61 provided on the vane rotor 43 reciprocate to the front end side ZA and the base end side ZB, and the recesses 53 and 63 into which the lock pins 51 and 61 are respectively inserted are covered.
  • the example formed in 40 was shown.
  • a configuration may be adopted in which the lock pin is provided in a manner protruding from the outer peripheral surface of the vane rotor 43, and a concave portion into which the lock pin is fitted is provided on the inner peripheral surface of the housing 42.
  • variable valve gear 20 may be configured such that the sprocket 41 is drivingly connected to the camshaft 22 and the vane rotor 43 is drivingly connected to the crankshaft 17. Even in this case, the above-described effects can be achieved.
  • the valve timing is set to a specific time by inserting a lock pin into the recess and restricting relative rotation between the first rotating body and the second rotating body.
  • an electric fixing mechanism may be employed. Even in this case, if the valve timing is not at a specific time when cranking is started, there is a problem that the engine startability deteriorates. Therefore, by applying the present invention, at least the above (1) is shown. It is possible to achieve the operational effects.
  • the hydraulic drive type variable mechanism 20A that changes the valve timing by relatively rotating the first rotating body and the second rotating body based on the hydraulic pressure of the hydraulic oil is employed.
  • An electric variable mechanism may be adopted. Even in this case, if the valve timing is not at a specific time when cranking is started, there is a problem that the engine startability deteriorates. Therefore, by applying the present invention, at least the above (1) is shown. It is possible to achieve the operational effects.
  • the embodiment is embodied as a control device for an internal combustion engine including the variable valve operating device 20 that changes the valve timing of the intake valve 21 . It is also possible to embody the present invention as a control device for an internal combustion engine comprising: In addition, the present invention can be embodied as a control device for an internal combustion engine that includes both a variable valve device that changes the valve timing of the intake valve 21 and a variable valve device that changes the valve timing of the exhaust valve 23. is there.
  • Housing (first 2), 43, 103 ... vane rotor (first rotating body), 43A ... boss, 43B, 103A ... vane, 44 ... partition, 45, 105 ... storage chamber, 46, 106 ... advance Chamber, 47, 107 ... retard chamber, 48, 110 ... lock mechanism (fixing mechanism), 50 ... advance lock mechanism, 51 ... first lock pin, 52 ... first spring, 53 ... first recess, 54 ... first upper step, 55 ... first lower step, 56, 66 ... vane hole, 57 ... first release chamber, 58 ... first spring chamber, 60 ... retard lock mechanism, 61 ...

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Abstract

　可変動弁装置（２０）を備える内燃機関（１０）の制御部（８０）は、燃料噴射を伴うクランキングを開始してから第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関（１０）が完爆状態に移行しない始動不良が発生したときに、特定時期とは異なる時期にバルブタイミングがある状態に対応する始動不良時処理を実行する。

Description

内燃機関の制御装置
　本発明は、内燃機関のバルブタイミングを変更する可変機構と、同バルブタイミングを最進角時期及び最遅角時期の間の機関始動が可能な時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。
　内燃機関に搭載される装置として、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可変動弁装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
　この特許文献１に記載されるものをも含め、従来一般の可変動弁装置についてその構成を図１４に示す。図１４（ａ）は、カバーを取り外した状態での可変動弁装置１００の内部構造を示し、同図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＢ－Ｂ線に沿った断面構造を示す。なお、同図１４（ａ）ではカム軸２００の回転方向を矢印ＲＣにて示している。
　同図１４に示す可変動弁装置１００は、同一の回転軸線周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及びこれ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及び遅角室１０７に供給される油圧により収容室１０５でベーン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。
　また、この可変動弁装置１００には、バルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の機関始動が可能な時期であって、特に冷間始動時において機関始動が可能な時期（以下、「特定時期」という）に固定可能なロック機構１１０が設けられている。図１４（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態様でベーン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１１１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から抜脱する方向に付勢される。
　そして、機関停止要求時等、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も低下すると、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ロックされる。したがって、次回の機関始動時には、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。
　一方、バルブタイミングの変更要求時等、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も上昇すると、この油圧に基づく付勢力によりロックピン１１１が凹部１１２から抜脱し、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及び遅角室１０７に対して選択的に給排されることで、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。
特開２００１－０４１０１２号公報
　ところで、機関停止要求時においてバルブタイミングが特定時期にロックされなかった場合には、バルブタイミングが最遅角時期等、特定時期とは異なる時期となった状態で内燃機関の運転が停止する。このため、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こととなる。
　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、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。
　上記目的を達成するため、本発明では、クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及びそれらの他方と同期して回転する第２の回転体を有し、それら両回転体を相対回転させることにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変機構と、前記両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の機関始動が可能な特定時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、同制御装置は、燃料噴射を伴うクランキングを開始してから所定期間が経過するまでに前記内燃機関が完爆状態に移行しない始動不良が発生したときに、前記特定時期とは異なる時期にバルブタイミングがある状態に対応する始動不良時処理を実行する。
　上記構成では、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ができる。また、この発明では、クランキング開始時から内燃機関に燃料を供給するようにしているため、バルブタイミングが特定位相にあるときには、内燃機関を迅速に始動することができる。
　上述した固定機構は、クランキング実行時にバルブタイミングを特定時期とは異なる時期から同特定時期まで変更するものであることが好ましい。この場合、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、このバルブタイミングを特定時期にまで変更することにより、機関始動が可能なバルブタイミングのもとでのクランキングを早い段階で行うことができるようになる。
　上述したような始動不良時処理は、例えば燃料噴射量を前記始動不良の発生時よりも減量するといった態様にてこれを具現化することができる。このように燃料噴射量を始動不良の発生時よりも減量するようにすれば、機関始動が完了するまでに長期間を要して未燃燃料が点火プラグに付着し、これに起因する失火が頻発することで機関始動性の悪化がさらに助長されることを抑制することができる。なお、このように燃料噴射量を減量する際には、燃料噴射を実行しつつその燃料噴射量を減量する他、燃料噴射そのものを停止する、すなわち燃料噴射量が「０」となるようにこれを減量するようにしてもよい。
　ここで、上述した可変機構は、作動油の油圧に基づき両回転体を相対回転させることによりバルブタイミングを変更するものであり、上述した固定機構は、前記第１の回転体に設けられたロックピンと、前記第２の回転体に設けられて前記ロックピンが嵌入する凹部とを有し、前記ロックピンを前記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前記特定時期にロックする一方、前記凹部から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ものであることが好ましい。
　さらに、上記凹部は前記第２の回転体の周方向に沿って配置されてその深さが異なる複数の段部を有することが望ましい。この場合、前記複数の段部及び前記ロックピンは、前記カム軸に作用する交番トルクに基づき生じる前記両回転体の相対回転により前記複数の段部に前記ロックピンが順次嵌入することによりバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで段階的に変更するラチェット機構として機能する。
　上記構成のようにすれば、カム軸に作用する交番トルクに基づいて両回転体が相対回転する際に、ロックピンが凹部の複数の段部に順次嵌入することでバルブタイミングを特定時期まで段階的に変更することができるようになる。このため、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、カム軸に作用する交番トルクに基づいてバルブタイミングを自律的に特定時期まで変更することができ、機関始動性の悪化を一層好適に抑制することができるようになる。
　また、上記始動不良時処理は、上述したように燃料噴射量を減量するものの他、例えば機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を始動不良の発生時よりも低下させるといった態様にてこれを具現化することもできる。
　カム軸に対し交番トルクが作用して両回転体が相対回転する際には、その相対回転方向が周期的に反転するため、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態と嵌入不能な位置にある状態とが繰り返されるようになる。ここで、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態の継続期間とロックピンが凹部の段部に嵌入するのに要する期間と比較したとき、前者が後者よりも短い場合には、ロックピンが凹部の段部に嵌入することができない。そして、ロックピンが凹部の段部に嵌入するのに要する期間にばらつきが存在することも考慮すれば、ロックピンが凹部の段部に嵌入可能な位置にある状態の継続期間が長いときほど、ロックピンは凹部の段部に嵌入しやすくなり、速やかにバルブタイミングを特定時期にまで変更することができる。したがって、上述したように、機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を始動不良の発生時よりも低下させるようにすれば、バルブタイミングが特定時期にロックされた状態に速やかに移行させることができ、機関始動可能なバルブタイミングのもとでのクランキングをより早い段階で行うことができるようになる。なお、上述した燃料噴射量の減量処理やクランキング速度の低下処理はこれらを始動不良時処理として併せて実行することもできる。
　ところで、冷間始動時には、噴射燃料の気化が促進されず燃焼し難い状態にあるため、クランキング開始から内燃機関が完爆状態に移行するまでの期間が長くなる。したがって、こうした冷間始動時において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には、機関始動性の悪化がより一層顕著なものとなる。また、冷間始動時には作動油の温度が低くその粘性が高くなるため、カム軸に作用する交番トルクにより両回転体が相対回転する際に生じる作動油の抵抗力も増大するようになる。その結果、交番トルクがカム軸に作用したときに生じる両回転体の相対回転量が小さくなり、クランキングの実行中にバルブタイミングを特定時期まで変更してその時期にロックさせ難くなる。したがって、特にこうした冷間始動時において上述したような始動不良時処理を実行することとすれば、機関始動性の悪化が発生しやすい状況においてこれを好適に抑制することができるようになる。なお、こうした冷間始動時であるか否かは、機関温度が予め設定された所定温度以下であることをもって判定することができ、さらに機関温度は機関冷却水温や作動油温等に基づいてこれを監視することができる。
　なお、こうした始動不良時処理は、クランキング開始から内燃機関が完爆状態に移行するまでの一連の機関始動期間において始動不良が発生したとき即時実行するようにしてもよいが、同始動不良が発生したときにその履歴を記録し、前回の機関始動に始動不良が発生した旨の履歴が記録されていることを条件に、次回の機関始動に際してクランキング開始時から前記始動不良時処理を実行するようにしてもよい。
本発明を具体化した第１実施形態にかかる内燃機関の制御装置及びその制御対象である内燃機関の概略構成図。 同実施形態の可変動弁装置について、そのスプロケットを取り外した状態での内部構造を示す端面図。 図２のＡ－Ａ線に沿う断面構造を示す断面図。 図２のＡ－Ａ線に沿う断面構造を模式的に示すものであって、（ａ）～（ｄ）は、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。 クランキング時にカム軸に作用する交番トルクと、バルブタイミングの変化態様との関係を説明する図。 同実施形態におけるスタータ駆動処理の処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における始動時処理の処理手順を示すフローチャート。 機関通常停止後の機関始動時におけるバルブタイミング、クランキング、機関回転速度、及び燃料噴射量の各変化態様を示すタイミングチャート。 機関異常停止後の機関始動時におけるバルブタイミング、クランキング、機関回転速度、及び燃料噴射量の各変化態様を示すタイミングチャート。 本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第２の実施形態において、これが適用された内燃機関が搭載された車両の概略構成図。 同実施形態における始動時処理の処理手順を示すフローチャート。 機関異常停止後の機関始動時におけるバルブタイミング、クランキング速度、機関回転速度、及び燃料噴射量の各変化態様を示すタイミングチャート。 本発明を具体化した第３実施形態における始動時処理の処理手順を示すフローチャート。 （ａ）は従来一般の可変動弁装置の内部構造を示す端面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ－Ｂ線に沿う断面構造を示す断面図。
（第１の実施形態）
　以下、図１～図９を参照して、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第１の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１０Ａ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１０Ａ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１５と、同燃焼室１２から排気が排出される排気通路１６とが接続されている。吸気通路１５には、その内部に燃料を噴射する燃料噴射弁１３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点火プラグ１４が設けられている。
　上述したピストン１１には、その往復運動を回転運動に変換するクランク軸１７が連結されている。また、内燃機関１０の上部には、吸気バルブ２１を開閉する吸気用のカム軸２２と、排気バルブ２３を開閉する排気用のカム軸２４とが設けられている。吸気用のカム軸２２の先端には、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁装置２０が設けられている。可変動弁装置２０のスプロケット４１は、図示しないタイミングチェーンを介して、クランク軸１７と駆動連結されている。また、可変動弁装置２０のカバー４０は、スプロケット４１が設けられている側とは反対側の面に設けられている。
　内燃機関１０の下部には、作動油を貯留するオイルパン３１が取り付けられるとともに、クランク軸１７の回転力により駆動されてオイルパン３１の作動油を組み上げるオイルポンプ３０が設けられている。このオイルポンプ３０により作動油が供給される作動油通路２６には、可変動弁装置２０の各油室に対する作動油の給排状態を変更するオイルコントロールバルブ２５が設けられている。なお、オイルパン３１に貯留される作動油は、可変動弁装置２０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。
　また、クランク軸１７には、内燃機関１０の始動時に同クランク軸１７を強制回転（クランキング）させる機関始動装置としてのスタータ３２が接続されている。このスタータ３２には、バッテリ３３から電力が供給される。
　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。例えば、こうした各種センサとして、エンジンスイッチ８１、クランク角センサ８２、カム角センサ８３、水温センサ８４等がある。エンジンスイッチ８１は、内燃機関１０の始動要求時に運転者により操作されると、スタート信号ＳＴＳＷを出力する。クランク角センサ８２は、クランク軸１７の近傍に設けられてクランク角ＣＡ及び機関回転速度ＮＥを検出する。カム角センサ８３は、カム軸２２の近傍に設けられて同カム軸２２の位置を検出する。水温センサ８４は、内燃機関１０の冷却水の温度（機関冷却水温）ＴＷを検出する。これら各種センサから出力される信号は、内燃機関１０の各種装置を総括的に制御する制御部８０に取り込まれる。
　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記憶手段（記憶部）としての複数のメモリ８０Ａを備えている。なお、メモリ８０Ａの一部は、バッテリ３３により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１３の燃料噴射量や燃料噴射時期を調整する燃料噴射制御、点火プラグ１４の点火時期を調整する点火時期制御、吸気バルブ２１のバルブタイミングを制御するバルブタイミング可変制御等の各種制御を実行する。
　次に、図２を参照して、可変動弁装置２０の構成について説明する。同図２は、スプロケット４１を取り外した状態での可変動弁装置２０の内部構造を示している。可変動弁装置２０は、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変機構２０Ａと、吸気バルブ２１のバルブタイミングを最進角時期ＰＨ及び最遅角時期ＰＬの間の中間時期（以下、「特定時期ＰＭ」という）に機械的にロックするロック機構４８を備えている。この特定時期ＰＭは、機関始動が可能なバルブタイミングであって、特に冷間始動時において機関始動が可能なバルブタイミングが設定されている。なお、ロック機構４８が、バルブタイミングを特定時期ＰＭに固定可能な固定機構に相当する。
　上述したスプロケット４１、ハウジング４２、カバー４０は図示しないボルトによって固定され、カム軸２２の回転軸線周りに一体回転する。これらカバー４０、スプロケット４１及びハウジング４２は、クランク軸１７に駆動連結された第２の回転体として機能する。なお、カム軸２２及びハウジング４２は、図２に示す回転方向ＲＣに回転するものとする。
　ハウジング４２には、その径方向内側に延びる３つの区画部４４が設けられている。また、ハウジング４２には、ハウジング４２と同一の回転軸線周りに回転するベーンロータ４３が回動可能に収容されている。ベーンロータ４３は、カム軸２２に一体回転可能に連結されるボス４３Ａと、ボス４３Ａの径方向外側に突出する３つのベーン４３Ｂを有している。そして、ハウジング４２の各区画部４４とベーンロータ４３のボス４３Ａによって収容室４５が区画形成されるとともに、この収容室４５は各ベーン４３Ｂにより進角室４６と遅角室４７とにそれぞれ区画されている。なお、ベーンロータ４３は、カム軸２２に駆動連結された第１の回転体として機能する。
　ロック機構４８は、互いに異なるベーン４３Ｂにそれぞれ設けられた進角ロック機構５０と遅角ロック機構６０とを備えている。進角ロック機構５０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４２とベーンロータ４３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６０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４２とベーンロータ４３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５０及び遅角ロック機構６０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も併せ有している。そして、これら進角ロック機構５０及び遅角ロック機構６０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。
　次に、図３を参照して、ロック機構４８の詳細な構成について説明する。以下では、カム軸２２の軸方向において可変動弁装置２０のカバー４０が配置される側を「先端側ＺＡ」とし、スプロケット４１が配置される側を「基端側ＺＢ」とする。
　進角ロック機構５０は、ベーン４３Ｂに設けられた円筒状の第１のロックピン５１と、第１のロックピン５１が嵌入又は抜脱する第１の凹部５３とを備えている。この第１の凹部５３は、カバー４０に形成されている。
　第１のロックピン５１は、ベーン４３Ｂに形成されたベーン孔５６において先端側ＺＡ及び基端側ＺＢに往復動するとともに、ベーン４３Ｂの外部に突出して第１の凹部５３に嵌入する。ベーン孔５６は、第１のロックピン５１により、基端側ＺＢの第１のばね室５８と、先端側ＺＡの第１の解除室５７とに区画されている。第１のばね室５８には、第１のロックピン５１を先端側ＺＡに付勢する第１のばね５２が収容されている。一方、第１の解除室５７には、上述した作動油通路２６（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５１が基端側ＺＢに付勢される。
　第１の凹部５３は、カバー４０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５３は、相対的に深さが浅く形成された第１の上段部５４と、相対的に深さが深く形成された第１の下段部５５とから構成されている。第１の上段部５４は、第１の下段部５５よりも遅角側に形成されている。
　遅角ロック機構６０は、ベーン４３Ｂに設けられた円筒状の第２のロックピン６１と、第２のロックピン６１が嵌入する第２の凹部６３とを備えている。この第２の凹部６３は、カバー４０に形成されている。
　第２のロックピン６１は、ベーン４３Ｂに形成されたベーン孔６６において先端側ＺＡ及び基端側ＺＢに往復動するとともに、ベーン４３Ｂの外部に突出して第２の凹部６３に嵌入する。ベーン孔６６は、第２のロックピン６１により、基端側ＺＢの第２のばね室６８と、先端側ＺＡの第２の解除室６７とに区画されている。第２のばね室６８には、第２のロックピン６１を先端側ＺＡに付勢する第２のばね６２が収容されている。一方、第２の解除室６７には、上述した作動油通路２６（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６１が基端側ＺＢに付勢される。
　第２の凹部６３は、カバー４０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６３は、相対的に深さが浅く形成された第２の上段部６４と、相対的に深さが深く形成された第２の下段部６５とから構成されている。第２の上段部６４は、第２の下段部６５よりも遅角側に形成されている。
　第１のロックピン５１、第２のロックピン６１、第１の凹部５３に形成された第１の上段部５４及び第１の下段部５５、並びに第２の凹部６３に形成された第２の上段部６４及び第２の下段部６５は、カム軸２２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構として機能する。すなわち、第１の凹部５３に形成された第１の上段部５４及び第１の下段部５５は、第１のロックピン５１がこれら段部５４，５５に嵌入したときに同ロックピン５１の遅角側への変位をそれぞれ規制する。一方、第２の凹部６３に形成された第２の上段部６４及び第２の下段部６５は、第２のロックピン６１が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。さらに、第１のロックピン５１が第１の下段部５５に嵌入するとともに第２のロックピン６１が第２の下段部６５に嵌入するときには、第１の下段部５５の進角側の端部により第１のロックピン５１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６５の遅角側の端部により第２のロックピン６１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４８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。
　次に、可変動弁装置２０の作用について説明する。
　機関運転に伴いクランク軸１７が回転するとその駆動力がタイミングチェーン（図示略）を介して可変動弁装置２０に伝達され、この可変動弁装置２０とともに、カム軸２２が回転する。これにより、吸気バルブ２１はカム軸２２に設けられたカム（図示略）により開閉される。
　また、可変動弁装置２０の進角室４６及び遅角室４７に対する作動油の供給又は排出がオイルコントロールバルブ２５を通じて制御されると、進角室４６及び遅角室４７の油圧に基づき収容室４５でベーン４３Ｂが変位する。これにより、スプロケット４１及びハウジング４２に対するベーンロータ４３の相対回転位置、すなわちクランク軸１７に対するカム軸２２の相対回転位置が変更され、吸気バルブ２１のバルブタイミングが変更される。
　具体的には、可変動弁装置２０の進角室４６に対して作動油が供給される一方で遅角室４７の作動油が排出されることにより、ベーンロータ４３がハウジング４２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４３Ｂが遅角室４７の進角側の内壁に当接すると、バルブタイミングは最進角時期ＰＨとなる。また、遅角室４７に対して作動油が供給される一方で進角室４６の作動油が排出されることにより、ベーンロータ４３がハウジング４２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４３Ｂが進角室４６の遅角側の内壁に当接すると、バルブタイミングは最遅角時期ＰＬとなる。
　機関停止要求時には、バルブタイミングが特定時期ＰＭになるようにオイルコントロールバルブ２５を通じて進角室４６及び遅角室４７の油圧が制御される。そして、進角ロック機構５０の第１の解除室５７から作動油が排出されてこの第１の解除室５７の油圧が解除油圧よりも低くなると、第１のばね５２で付勢された第１のロックピン５１が第１の凹部５３（第１の下段部５５）に嵌入する。併せて、遅角ロック機構６０の第２の解除室６７から作動油が排出されてこの第２の解除室６７の油圧が解除油圧よりも低下すると、第２のばね６２で付勢された第２のロックピン６１が第２の凹部６３（第２の下段部６５）に嵌入する。これにより、第１のロックピン５１の進角側への変位が第１の下段部５５の進角側の端部で規制されるとともに、第２のロックピン６１の遅角側への変位が第２の下段部６５の遅角側の端部で規制されて、バルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされる。以下、このようにバルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされて機関停止することを「機関通常停止」という。
　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、バルブタイミングが特定時期ＰＭにある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は機関始動が可能なバルブタイミングに設定されているため、内燃機関１０は良好に始動することができる。
　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５１及び第２のロックピン６１が第１の凹部５３及び第２の凹部６３からそれぞれ抜脱される。具体的には、進角ロック機構５０の第１の解除室５７に作動油が供給されてこの第１の解除室５７の油圧が解除油圧よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力により第１のロックピン５１は基端側ＺＢに移動して第１の凹部５３から抜脱する。また、遅角ロック機構６０の第２の解除室６７に対しても作動油が供給されてこの第２の解除室６７の油圧が解除油圧よりも上昇すると、この油圧に基づく付勢力により第２のロックピン６１は基端側ＺＢに移動して第２の凹部６３から抜脱する。これにより、ハウジング４２とベーンロータ４３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、オイルコントロールバルブ２５の制御が実行される。
　一方、機関停止要求時においてバルブタイミングが特定時期ＰＭにロックされなかったときには（以下、「機関異常停止」という）、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬ等、特定時期ＰＭとは異なる時期となった状態で内燃機関１０の運転が停止する。
　そして、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。なお、こうした機関異常停止時には、内燃機関１０の停止が完了するまでに、進角室４６及び遅角室４７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４３とスプロケット４１とが相対回転するため、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬまで変化する場合が多い。
　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４８の第１の凹部５３及び第２の凹部６３に複数の段部５４，５５，６４，６５を形成し、クランキング時にカム軸２２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ＰＬから特定時期ＰＭにまで進角するようにしている。
　次に、図４及び図５を参照して、機関始動時においてバルブタイミングが最遅角時期ＰＬから特定時期ＰＭまで進角する過程について説明する。図４（ａ）～（ｄ）は、バルブタイミングが最遅角時期ＰＬ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。なお、図４（ａ）～（ｄ）では、進角ロック機構５０の動作状態と遅角ロック機構６０の動作状態との関係を容易に把握できるよう、第１のロックピン５１と第２のロックピン６１とを同一のベーン４３Ｂから互いに逆向きに突出するように示していると共に、第１の凹部５３と第２の凹部６３とを軸方向に向き合うように示している。
　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と、カム軸２２に対して作用する交番トルクにより、バルブタイミングが遅角側及び進角側に変化するようにベーンロータ４３とハウジング４２とがその相対回転方向を周期的に反転しつつ相対回転するようになる。詳しくは、図５に示すように、カム軸２２に対して、バルブタイミングが進角する方向に作用する負トルクと、バルブタイミングが遅角する方向に作用する正トルクとが交互に作用する。これにより、ロックピン５１，６１が凹部５３，６３の段部５４，５５，６４，６５に嵌入可能な位置にある状態と嵌入不能な位置にある状態とが繰り返される。
　例えば、クランキング開始時にバルブタイミングが最遅角時期ＰＬにあるときに、カム軸２２に対して交番トルクが作用すると、まず、負トルクの作用によりハウジング４２に対してベーンロータ４３が進角側に相対回転する。これにより、第１のロックピン５１及び第２のロックピン６１は進角側に変位してバルブタイミングは第１遅角時期ＰＸ１を超えて大きく進角する（図５参照）。次に、正トルクの作用によりハウジング４２に対してベーンロータ４３が遅角側に相対回転し、これにより第１のロックピン５１及び第２のロックピン６１が遅角側に変位する。こうしてロックピン５１，６１が変位しているいずれかの期間において、第１のロックピン５１が第１の上段部５４に嵌入可能な位置にある状態、換言すると、第１のロックピン５１が第１の上段部５４の基端側ＺＢに位置するときに（図５に示す「嵌入可能な期間ＴＰ」）、同ロックピン５１が第１の上段部５４に向けて突出する（図４（ａ））。この状態では、第１の上段部５４の遅角側の端部に第１のロックピン５１が接触するため、バルブタイミングが遅角する方向にハウジング４２とベーンロータ４３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ＰＬ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。
　この状態で、カム軸２２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６１が第２の上段部６４に嵌入し（図４（ｂ））、第１のロックピン５１が第１の下段部５５に嵌入し（図４（ｃ））、第２のロックピン６１が第２の下段部６５に嵌入する（図４（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、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。
　ところで、内燃機関１０の冷間始動時には、作動油の温度（油温）ＴＯＩＬが低くその粘性が高くなるため、カム軸２２に作用する交番トルクによりベーンロータ４３とハウジング４２とが相対回転する際に生じる作動油の抵抗力も増大するようになる。その結果、交番トルクがカム軸２２に作用したときに生じるベーンロータ４３とハウジング４２との相対回転量が小さくなり、クランキングの実行中にバルブタイミングを特定時期ＰＭまで変更して特定時期ＰＭにロックさせ難くなる。
　また、冷間始動時には、噴射燃料の気化が促進されず燃焼し難い状態にあるため、クランキング開始から内燃機関１０が完爆状態に移行するまでの期間が長くなる。したがって、こうした冷間始動時においてクランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合には、機関始動性の悪化がより一層顕著なものとなる。
　そこで、本実施形態では、図６に示す「スタータ駆動処理」と並行して、図７に示す「始動時処理」を実行することにより、上述したような機関始動性の悪化に対処するようにしている。
　次に、図６を参照して、内燃機関１０の始動時に実行される「スタータ駆動処理」についてその処理手順を説明する。同図に示す一連の処理は、内燃機関１０の始動後において、制御部８０により所定の周期をもって繰り返し実行される。
　本処理が開始されると、まず、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」であるか否かが判定される（ステップＳ１００）。具体的には、メモリ８０Ａに記憶された始動時フラグＦｓｔａの情報を参照することにより判定される。この始動時フラグＦｓｔａは、初期値が「ＯＦＦ」に設定されている。
　そして、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＦＦ」である旨判定される場合には（ステップＳ１００：ＮＯ）、続いて始動要求があるか否かが判定される（ステップＳ１１０）。具体的には、エンジンスイッチ８１からスタート信号ＳＴＳＷが送信されたことに基づき、始動要求がある旨判定される。そして、始動要求がない旨判定される場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、本処理は終了される。
　一方、始動要求がある旨判定される場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定されて（ステップＳ１２０）、クランキングが開始される（ステップＳ１３０）。具体的には、制御部８０から作動信号ＳＴＡＲがスターターリレー（図示略）に送信されてスタータ３２が駆動されることにより、クランキングが開始される。なお、このときのクランキング速度Ｒは回転速度ＲＡに設定される。
　続いて、内燃機関１０が完爆状態に移行したか否かが判定される（ステップＳ１４０）。具体的には、クランク角センサ８２により検出される機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達した場合に（ＮＥ≧ＮＳ）、完爆状態に移行した旨判定される。なお、「完爆」とは、内燃機関１０のクランク軸１７が自律回転可能な状態に達したことを示す。また、「完爆回転速度ＮＳ」とは、クランク軸１７が自律回転可能な状態に達したと判断することのできる機関回転速度ＮＥとして予め設定された値である（例えば４００ｒｐｍ）。
　そして、機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達しており（ＮＥ≧ＮＳ）、内燃機関１０が完爆状態に移行した旨判定される場合には（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、クランキングが停止される（ステップＳ１５０）。具体的には、制御部８０からの作動信号ＳＴＡＲが停止されることにより、スタータ３２が停止される。続いて、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＦＦ」に設定されて（ステップＳ１６０）、本処理は終了する。
　一方、上記ステップＳ１４０の判定処理において、機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達しておらず（ＮＥ＜ＮＳ）、内燃機関１０が完爆状態に移行していない旨判定される場合には（ステップＳ１４０：ＮＯ）、本処理が一旦終了されて、再びステップＳ１００からの処理が実行される。
　こうして再びステップＳ１００からの処理が実行されると、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定されているため（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、ステップＳ１７０に移行し、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定された後、一定期間ＴＳが経過したか否かが判定される（ステップＳ１７０）。この一定期間ＴＳは、後述する第１の所定期間αと第２の所定期間βとを加算した期間よりも長い期間が設定される。詳しくは、内燃機関１０が完爆状態に移行しない場合に、運転者によるエンジンスイッチ８１の一回の操作に伴いクランキングを継続することが望ましい十分な期間（例えば２５秒）が設定される。
　ここで、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定された後、一定期間ＴＳが経過していない旨判定される場合には（ステップＳ１７０：ＮＯ）、再びステップＳ１４０以降の各処理が実行される。一方、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＮ」に設定された後、一定期間ＴＳが経過した旨判定される場合には（ステップＳ１７０：ＹＥＳ）、クランキングが停止されるとともに（ステップＳ１５０）、始動時フラグＦｓｔａが「ＯＦＦ」に設定されて（ステップＳ１６０）、本処理は終了する。
　こうした一連の処理により、以下の（ａ）及び（ｂ）のいずれかの条件が成立したときに、クランキングが停止される。
　（ａ）クランキング開始後、一定期間ＴＳが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行したこと。
　（ｂ）クランキングを一定期間ＴＳ継続したが、内燃機関１０が完爆状態に移行しなかったこと。
　次に、図７を参照して、内燃機関１０の始動後において制御部８０により実行される「始動時処理」についてその処理手順を説明する。なお、同図に示す「始動時処理」は、運転者によりエンジンスイッチ８１が操作される毎に１回開始される。
　本処理では、まず、クランキングの開始と同時に燃料噴射が開始される（ステップＳ２００）。すなわち、上述したステップＳ１３０におけるクランキング開始と同時に、燃料噴射弁１３からの燃料噴射が開始される。このときの燃料噴射量ＱＦは、機関通常停止後の機関始動時に適した量（通常噴射量ＱＡ）に設定される。なお、内燃機関１０の始動直後であって、クランク角センサ８２及びカム角センサ８３からの信号に基づく内燃機関１０の気筒判別が完了していない期間には、クランク角ＣＡに同期しない非同期噴射が実行される。
　続いて、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）であるか否かが判定される（ステップＳ２１０）。この油温ＴＯＩＬは、水温センサ８４の検出結果に基づき把握される。すなわち、機関冷却水温ＴＷが低いときほど作動油の温度ＴＯＩＬも低いという関係があるため、機関冷却水温ＴＷに基づき油温ＴＯＩＬを把握することができる。上述した所定温度ＴＣは、ラチェット機構によるバルブタイミングの進角の効率を考慮して予め設定されている（例えば－２５℃）。
　そして、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣよりも高い（ＴＯＩＬ＞ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、例えクランキング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、機関始動を完了させることができる可能性が高いと判断することができる。これは、内燃機関１０の温度が比較的高く、燃焼室１２における噴射燃料の気化が比較的良好に行われて、燃焼しやすい状況にあると判断することができるためである。さらに、油温ＴＯＩＬが比較的高く作動油の粘性が低い時には、クランキング時にカム軸２２に作用する交番トルクを利用して、ラチェット機構によりバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで迅速に移行させることができる可能性が比較的高いと判断することができるためである。そこで、上記ステップＳ２１０の判定処理で油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣよりも高い（ＴＯＩＬ＞ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ２１０：ＮＯ）、本処理は終了される。
　一方、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下である（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、続いて、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行したか否かが判定される（ステップＳ２２０）。先の図６に示したように、内燃機関１０が完爆状態に移行すると、スタータ３２が停止されてクランキングが停止される（ステップＳ１５０）。また、スタータ３２が駆動している間には、制御部８０に対してスタータ３２からスタータ信号ＳＴＡが送信されている。したがって、ステップＳ２２０の判定処理では、クランキングの開始後、第１の所定期間αが経過するまでにスタータ３２からのスタータ信号ＳＴＡが停止されたときに、肯定判定がなされる（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）。本ステップＳ２２０での処理により、内燃機関１０の始動不良が発生したか否かが判定される。なお、上述した第１の所定期間αは、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない可能性が高いと判断することのできる期間が予め設定されている（例えば５秒）。
　そして、ステップＳ２２０の判定処理において肯定判定がなされる場合、すなわちクランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行した旨判定される場合には（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）、機関始動が良好に完了したと判断することができる。これにより本処理が終了される。その後は、内燃機関１０の運転状態に応じて各種制御が実行される。
　一方、ステップＳ２２０の判定処理において否定判定がなされる場合（ステップＳ２２０：ＮＯ）、燃料噴射が停止される（ステップＳ２３０）。すなわち、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過した時点であっても、スタータ３２から駆動中である旨を示すスタータ信号ＳＴＡが送信されている場合には、始動不良が発生した旨判定することができる。そして、こうした始動不良が発生する場合には、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない可能性があると判断することができる。したがって、この場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭとは異なる時期にある状態に対応する始動不良時処理として、燃料噴射が停止される（ステップＳ２３０）。
　続いて、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過したか否かが判定される（ステップＳ２４０）。この第２の所定期間βは、上記第１の所定期間αにおいてバルブタイミングが特定時期ＰＭにまで進角しなかった場合に、点火プラグ１４への未燃燃料の付着を抑制しつつラチェット機構を通じてバルブタイミングをさらに進角させる期間として好適な期間が予め設定されている（例えば３秒）。すなわち、バルブタイミングが特定時期ＰＭとは異なる時期にあって機関始動が完了するまでに長期間を要する場合には、未燃燃料が点火プラグ１４に付着し、これに起因する失火が頻発することで機関始動性の悪化がさらに助長されることになる。そこで、本実施形態では、燃料噴射を一時的に（第２の所定期間β）停止して未燃燃料が点火プラグ１４に付着することを抑制しつつバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで進角させる期間を設けるようにしている。
　そして、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過していない旨判定される場合には（ステップＳ２４０：ＮＯ）、肯定判定が得られるまでステップＳ２４０の判定処理が一定の時間周期ごとに繰り返し実行される。
　こうした判定処理を通じて、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過した旨判定される場合には（ステップＳ２４０：ＹＥＳ）、燃料噴射が再開される（ステップＳ２５０）。すなわち、燃料噴射量ＱＦが「０」の状態から通常噴射量ＱＡに戻されて、本処理は終了する。
　次に、図８及び図９を参照して、上述した「スタータ駆動処理」及び「始動時処理」が実行されたときにおける機関始動時のバルブタイミング、クランキング、機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量ＱＦの各変化態様を説明する。なお、これら図８及び図９には、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下であるとき、すなわち冷間始動時における各変化態様を示している。また、同図に示すバルブタイミング、機関回転速度ＮＥの各変化態様は一例であって、内燃機関１０の状態に応じて変化する。
　図８に示すように、バルブタイミングが特定時期ＰＭにある機関通常停止後の機関始動要求時において、タイミングＴ１１から燃料噴射を伴うクランキングが開始されると、機関回転速度ＮＥは、スタータ３２によるクランキング速度ＲＡから早期に上昇し、タイミングＴ１２で完爆回転速度ＮＳに達する（ＮＥ≧ＮＳ）。これにより、上述した「スタータ駆動処理」のステップＳ１４０において肯定判定がなされるため（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、クランキングが停止される（ステップＳ１５０）。また、クランキング開始後（タイミングＴ１１）、第１の所定期間αが経過するタイミングＴ１３までのタイミングＴ１２において内燃機関１０が完爆状態に移行したため、上述した「始動時処理」のステップＳ２２０において肯定判定がなされる（ステップＳ２２０：ＹＥＳ）。
　これに対し、図９に示すように、バルブタイミングが特定時期ＰＭにない機関異常停止後の機関始動要求時には、タイミングＴ２１から燃料噴射を伴うクランキングが開始されると、このクランキングに伴いカム軸２２に作用する交番トルクにより、バルブタイミングが段階的に徐々に進角する。
　しかし、第１の所定期間αが経過したタイミングＴ２２においても、機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳにまで達していないため（ＮＥ＜ＮＳ）、燃料噴射弁１３による燃料噴射が停止されて、燃料噴射量ＱＦが「０」に設定される。すなわち、上述した「始動時処理」のステップＳ２２０において否定判定がなされるため（ステップＳ２２０：ＮＯ）、始動不良時処理として燃料噴射が停止される（ステップＳ２３０）。これにより、未燃燃料が点火プラグ１４に付着することが抑制されつつラチェット機構によりバルブタイミングが進角される。
　その後、第２の所定期間βが経過するタイミングＴ２３まで燃料噴射の停止が継続される。そして、このタイミングＴ２３において燃料噴射が再開されて燃料噴射量ＱＦが通常噴射量ＱＡに戻されると、タイミングＴ２４から機関回転速度ＮＥが徐々に上昇して、タイミングＴ２５において内燃機関１０は完爆状態に移行するようになる。
　一方、一点鎖線で示すように、タイミングＴ２２において燃料噴射を停止する始動不良時処理が実行されなかった場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭに進角させる期間において、未燃燃料が点火プラグ１４に一層付着することになる。これにより、機関始動性の悪化がさらに助長されるため、例えバルブタイミングが特定時期ＰＭにまで進角したとしても機関回転速度ＮＥが長期に上昇せず、内燃機関１０が完爆状態に移行することが困難になる。
　以上説明した第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏することができる。
　（１）燃料噴射を伴うクランキングを開始してから第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行しない始動不良が発生したときに（ステップＳ２２０：ＮＯ）、バルブタイミングが特定時期ＰＭとは異なる時期にある状態に対応する始動不良時処理が実行される（ステップＳ２３０）。そのため、クランキング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。また、クランキング開始と同時に燃料噴射が開始されるため（ステップＳ２００）、バルブタイミングが特定時期ＰＭにあるときには、内燃機関１０を迅速に始動することができる。
　（２）ロック機構４８には、ラチェット機構が設けられている。そのため、カム軸２２に作用する交番トルクに基づいてベーンロータ４３とハウジング４２とが相対回転する際に、バルブタイミングを特定時期ＰＭまで段階的に進角させることができる。このため、クランキング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、カム軸２２に作用する交番トルクに基づいてバルブタイミングを自律的に特定時期ＰＭまで進角させることができ、機関始動性の悪化を一層好適に抑制することができるようになる。
　（３）内燃機関１０の始動不良が生じたときに、始動不良時処理として燃料噴射が停止される。したがって、機関始動が完了するまでに長期間を要して未燃燃料が点火プラグ１４に付着し、これに起因する失火が頻発することで機関始動性の悪化がさらに助長されることを抑制することができる。
　（４）油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）である冷間始動時であることを条件に、始動不良時処理として燃料噴射が停止される（ステップＳ２３０）。これにより、機関始動性の悪化が発生しやすい状況においてこれを好適に抑制することができるようになる。
　（５）クランキング開始直後であって機関回転速度ＮＥが低い場合には、カム角センサ８３の信号に基づきカム軸２２の位置を早期に検出することが困難であるという問題がある。すなわち、機関異常停止後の機関始動時であってバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、このバルブタイミングの時期をカム角センサ８３の信号に基づき検出することは困難である。この点、本実施形態によれば、始動不良が発生したか否かを監視し、その監視結果に基づき始動不良時処理が実行される。したがって、カム角センサ８３の検出結果に基づきバルブタイミングを把握することのできない状況下であっても、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合には、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。
（第２の実施形態）
　次に、図１０～１２を参照して、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第２の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、上記第１の実施形態における内燃機関１０が、図１０に示すハイブリッド車両７０に搭載されている。なお、上記第１の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより詳細な説明を省略する。
　図１０に示すように、車両７０は、駆動輪７６を回転させる動力源として内燃機関１０及び第２のモータジェネレータ７１を備えている。内燃機関１０から出力される動力は、動力分割機構７２、減速機７４、及び車軸７５を介して駆動輪７６に伝達される。一方、第２のモータジェネレータ７１から出力される動力は、モータリダクション機構７７、減速機７４、及び車軸７５を介して駆動輪７６に伝達される。
　内燃機関１０から出力された動力は、動力分割機構７２により、駆動輪７６に伝達する動力と第１のモータジェネレータ７３に伝達する動力とに分割される。第１のモータジェネレータ７３は、内燃機関１０から出力された動力によって発電するとともに、この発電された電力は電力変換部７８を介してバッテリ７９に供給される。また、内燃機関１０の始動時には、バッテリ７９から供給される電力に基づき第１のモータジェネレータ７３が出力する動力により内燃機関１０のクランキングが行なわれる。なお、本実施形態のバッテリ７９は、上記第１の実施形態のバッテリ３３に相当する。また、本実施形態の第１のモータジェネレータ７３は、内燃機関１０のクランク軸１７を強制回転させる機関始動装置として機能し、上記第１の実施形態のスタータ３２に相当する。なお、スタータ３２は、クランキング速度Ｒが回転速度ＲＡに固定されている機関始動装置であったのに対し、第１のモータジェネレータ７３は、クランキング速度Ｒが可変制御される機関始動装置である。
　一方、第２のモータジェネレータ７１は、バッテリ７９から供給される電力に基づき動力を出力する。また、第２のモータジェネレータ７１は、車両７０の減速時や制動時等に駆動輪７６の回転力によって発電するとともに、この発電された電力は、電力変換部７８を介してバッテリ７９に供給される。
　制御部８５は、上述した制御部８０と同様に、車両７０に設けられた各種センサの検出結果に基づいて、内燃機関１０、各モータジェネレータ７１，７３等を監視し、その状態に基づいて各種制御を実行する。
　ところで、上述したように、クランキング時にカム軸２２に対し交番トルクが作用してベーンロータ４３とハウジング４２とが相対回転する際には、その相対回転方向が周期的に反転するため、ロックピン５１，６１が凹部５３，６３の段部５４，５５，６４，６５に嵌入可能な位置にある状態と嵌入不能な位置にある状態とが繰り返される。
　ここで、ロックピン５１，６１が、対応する段部５４，５５，６４，６５にそれぞれ嵌入可能な位置にある状態の継続期間ＴＰを「嵌入可能な期間ＴＰ」とし（図５参照）、ロックピン５１，６１が、対応する段部５４，５５，６４，６５に嵌入するのに要する期間ＴＬを「嵌入に要する期間ＴＬ」とする。
　そして、嵌入可能な期間ＴＰと嵌入に要する期間ＴＬとを比較すると、嵌入可能な期間ＴＰが嵌入に要する期間ＴＬよりも短い場合には（ＴＰ＜ＴＬ）、ロックピン５１，６１は、対応する段部５４，５５，６４，６５に嵌入することができない。そして、嵌入に要する期間ＴＬにばらつきが存在することも考慮すれば、嵌入可能な期間ＴＰが長くなるほど、ロックピン５１，６１は、対応する段部５４，５５，６４，６５に嵌入しやすくなる。すなわち、先の図４（ａ）～（ｄ）に示した状態にそれぞれ移行しやすくなり、ラチェット機構を通じて速やかにバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで進角させやすくなる。
　そこで、本実施形態では、「始動時処理」として、図７に示した上記第１の実施形態の「始動時処理」のステップＳ２３０以降の処理を、図１１に示すステップＳ３００以降の処理に変更して実行するようにしている。なお、本実施形態においても、図６に示した「スタータ駆動処理」は、「始動時処理」に並行して実行される。すなわち、この「スタータ駆動処理」により、内燃機関１０の始動要求があるときにクランキングが開始される（ステップＳ１３０）。本実施形態では、制御部８５による第１のモータジェネレータ７３の制御によりクランキングが開始される。このときのクランキング速度Ｒは、機関通常停止後の機関始動時に適した回転速度ＲＡ（通常回転速度ＲＡ）が設定される。
　図１１に示すように、図６のステップＳ２２０の判定処理により、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行しなかった旨判定される場合には（ステップＳ２２０：ＮＯ）、始動不良が発生した旨判定することができる。そして、こうした始動不良が発生する場合には、クランキング開始時にバルブタイミングが特定時期ＰＭにない可能性があると判断することができる。したがって、この場合には、バルブタイミングが特定時期ＰＭとは異なる時期にある状態に対応する始動不良時処理として、クランキング速度が低下される（ステップＳ３００）。具体的には、クランキング速度Ｒが、始動不良の発生時に設定されていた上述した通常回転速度ＲＡよりも低い不良時回転速度ＲＢとなるように第１のモータジェネレータ７３が制御される。この不良時回転速度ＲＢは、例えば通常回転速度ＲＡの半分の速度が設定される。
　こうしてクランキング速度Ｒが低下されると、ベーンロータ４３とハウジング４２との相対回転速度が変化する。これにより、嵌入可能な期間ＴＰを長くすることができるため、ロックピン５１，６１が、対応する段部５４，５５，６４，６５にそれぞれ嵌入しやすくなり、ラチェット機構を通じて速やかにバルブタイミングを特定時期ＰＭにまで進角させやすくなる。
　続いて、クランキング速度Ｒの低下後、第２の所定期間βが経過したか否かが判定される（ステップＳ３１０）。この第２の所定期間βは、上記第１の所定期間αにおいてバルブタイミングが特定時期ＰＭにまで進角しなかった場合に、バルブタイミングを特定時期ＰＭにまで進角させるべくさらに確保することが望ましい期間が予め設定されている（例えば３秒）。なお、本実施形態における第２の所定期間βは、上記第１の実施形態における第２の所定期間βと同一の期間を設定するようにしてもよいし、異なる期間を設定するようにしてもよい。
　そして、クランキング速度Ｒの低下後、第２の所定期間βが経過していない旨判定される場合には（ステップＳ３１０：ＮＯ）、肯定判定が得られるまでステップＳ３１０の判定処理が一定の時間周期ごとに繰り返し実行される。
　こうした判定処理を通じて、クランキング速度Ｒの低下後、第２の所定期間βが経過した旨判定される場合には（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、クランキング速度Ｒが通常回転速度ＲＡに戻されて（ステップＳ３２０）、本処理は終了される。
　次に、図１２を参照して、上述した「スタータ駆動処理」及び「始動時処理」が実行されたときにおける機関始動時のバルブタイミング、クランキング速度Ｒ、機関回転速度ＮＥ、及び燃料噴射量ＱＦの各変化態様を説明する。なお、図１２には、バルブタイミングが特定時期ＰＭにない機関異常停止後の機関始動要求時で且つ冷間始動時における各変化態様を示している。また、同図に示すバルブタイミング、機関回転速度ＮＥの各変化態様は一例であって、内燃機関１０の状態に応じて変化する。
　図１２に示すように、タイミングＴ３１から燃料噴射を伴うクランキングが開始される。このときの燃料噴射量ＱＦは通常噴射量ＱＡに設定されるとともに、クランキング速度Ｒは通常回転速度ＲＡに設定される。
　そして、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過したタイミングＴ３２において、機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達していないため（ＮＥ＜ＮＳ）、クランキング速度Ｒが不良時回転速度ＲＢに低下される。すなわち、上述した「始動時処理」のステップＳ２２０において否定判定がなされるため（ステップＳ２２０：ＮＯ）、始動不良時処理として第１のモータジェネレータ７３によるクランキング速度Ｒが低下される（ステップＳ３００）。これにより、ラチェット機構によるバルブタイミングの進角が促進されて、タイミングＴ３３においてバルブタイミングが特定時期ＰＭにまで進角する。
　そして、クランキング速度Ｒの低下後、第２の所定期間βが経過したタイミングＴ３４において、クランキング速度Ｒが通常時回転速度ＲＡに戻される。その後、タイミングＴ３５から機関回転速度ＮＥが上昇して、タイミングＴ３６において完爆状態に達すると、クランキングが停止される。
　一方、一点鎖線で示すように、タイミングＴ３２においてクランキング速度Ｒを低下させる始動不良時処理が実行されなかった場合には、バルブタイミングの進角が長期化する。そのため、バルブタイミングが特定時期ＰＭにある状態でのクランキングが実行可能となるまでに長期間を要するため、内燃機関１０が完爆状態に移行することが困難になる。
　以上説明した第２の実施形態によれば、上記（１）、（２）、（４）、及び（５）に示した各作用効果を奏することができる他、以下の作用効果を奏することができる。
　（６）内燃機関１０の始動不良が発生したときに（ステップ２２０：ＮＯ）、始動不良時処理として、クランキング速度Ｒが通常時回転速度ＲＡ（始動不良の発生時のクランキング速度）から不良時回転速度ＲＢに低下される（ステップＳ３００）。これにより、ラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭにロックされた状態に速やかに移行させることができる。そのため、機関始動可能なバルブタイミングのもとでのクランキングをより早い段階で行うことができるようになる。
　（第３の実施形態）
　次に、図１３を参照して、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した第３の実施形態について、上記第１の実施形態との相違点を中心に説明する。本実施形態では、上記第１の実施形態の図１に示したエンジンスイッチ８１に代えて、図１に示すイグニッションスイッチ９０が設けられている。イグニッションスイッチ９０は、運転者により操作されるイグニッションキー（図示略）の４つの切替位置（オン、オフ、アクセサリ、スタート）に応じた信号を出力する。そして、スタータ３２は、イグニッションスイッチ９０から送信されるスタート信号ＳＴＳＷに基づき駆動される。換言すると、運転者によりイグニッションキーがスタート位置に操作されている間、スタータ３２は駆動される。また、本実施形態では、上記第１の実施形態の図６に示した「スタータ駆動処理」及び図７に示した「始動時処理」に代えて、図１３に示す「始動時処理」が実行される。
　図１３に示す「始動時処理」は、運転者によりイグニッションキーがオン位置に操作される毎に１回開始される。
　本処理では、まず、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＮ」であるか否かが判定される（ステップＳ４００）。具体的には、メモリ８０Ａに記憶された始動不良フラグＦｆａｉｌの情報を参照することにより判定される。この始動不良フラグＦｆａｉｌは、初期値が「ＯＦＦ」に設定されている。
　ここで、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＦＦ」である旨判定される場合には（ステップＳ４００：ＮＯ）、クランキングの開始と同時に、燃料噴射が開始される（ステップＳ４０１）。具体的には、イグニッションスイッチ９０からのスタート信号ＳＴＳＷの送信に伴い、スタータ３２によりクランキングが開始される。そして、このクランキングの開始と同時に燃料噴射弁１３により燃料噴射が開始される。なお、このときのクランキング速度Ｒは回転速度ＲＡに設定される。また、燃料噴射量ＱＦは通常噴射量ＱＡに設定される。
　続いて、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下であるか（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）否かが判定される（ステップＳ４０２）。本ステップの処理は、上記ステップＳ２１０の処理と同様である。そして、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣよりも高い（ＴＯＩＬ＞ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ４０２：ＮＯ）、例えバルブタイミングが特定時期ＰＭにない場合であっても、機関始動を完了させることができる可能性が高いと判断することができるため、本処理は終了される。
　一方、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下である（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ４０２：ＹＥＳ）、続いて、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行したか否かが判定される（ステップＳ４０３）。具体的には、クランク角センサ８２の検出結果に基づき、第１の所定期間αが経過するまでに機関回転速度ＮＥが完爆回転速度ＮＳに達した（ＮＥ≧ＮＳ）旨判定される場合に、内燃機関１０が完爆状態に移行した旨判定される。
　そして、ステップＳ４０３の処理において肯定判定がなされる場合には（ステップＳ４０３：ＹＥＳ）、機関始動が良好に完了したと判断することができるため、本処理は終了される。
　一方、クランキング開始後、第１の所定期間αが経過するまでに内燃機関１０が完爆状態に移行しなかった（ＮＥ＜ＮＳ）旨判定される場合には（ステップＳ４０３：ＮＯ）、始動不良が発生した旨判断することができる。そのため、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＮ」に設定されて（ステップＳ４０４）、本処理は終了される。この始動不良フラグＦｆａｉｌは、制御部８０のメモリ８０Ａに保存される。このメモリ８０Ａが、始動不良が発生したときにその履歴を記憶する記憶手段として機能する。その後、運転者によりイグニッションキーがスタート位置とは異なる位置に操作されたときにスタータ３２は停止されてクランキングが停止される。
　そして、運転者によりイグニッションキーが操作されて再びステップＳ４００からの判定処理が開始されると、ステップＳ４００の判定処理において肯定判定がなされる（ステップＳ４００：ＹＥＳ）。これにより、ステップＳ４０５に移行して、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下であるか（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）否かが判定される（ステップＳ４０５）。本ステップＳ４０５での処理は、上記ステップＳ４０２の処理と同様である。
　そして、油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下である（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ４０５：ＹＥＳ）、燃料噴射が停止された状態でクランキングが開始される（ステップＳ４０６）。すなわち、前回の機関始動に始動不良が発生した旨の履歴として、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＮ」であることがメモリ８０Ａに記憶されているため、クランキング開始時から、始動不良時処理として燃料噴射が停止される。具体的には、イグニッションスイッチ９０からスタート信号ＳＴＳＷが送信されるときに、燃料噴射量ＱＦは「０」に設定される一方、スタータ３２が駆動されてクランキング速度Ｒが回転速度ＲＡに設定されてクランキングが開始される。
　続いて、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過したか否かが判定される（ステップＳ４０７）。本ステップでの判定処理は、上記ステップＳ２４０での判定処理（図７参照）と同様である。
　そして、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過していない旨判定される場合には（ステップＳ４０７：ＮＯ）、肯定判定が得られるまでステップＳ４０７の判定処理が一定の時間周期ごとに繰り返し実行される。
　こうした判定処理を通じて、燃料噴射が停止されてから第２の所定期間βが経過した旨判定される場合には（ステップＳ４０７：ＹＥＳ）、燃料噴射が実行される（ステップＳ４０８）。すなわち、燃料噴射量ＱＦが通常噴射量ＱＡに設定される。そして、始動不良フラグＦｆａｉｌが初期値である「ＯＦＦ」に設定されて（ステップＳ４０９）、この情報がメモリ８０Ａで記憶され、本処理が終了される。
　ところで、上記ステップＳ４０５の判定処理において油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣよりも高い（ＴＯＩＬ＞ＴＣ）旨判定される場合には（ステップＳ４０５：ＮＯ）、例え前回の機関始動の際において始動不良が発生し、始動不良フラグＦｆａｉｌが「ＯＮ」に設定されている場合であっても、外気温が上昇した等の何らかの理由により、今回の機関始動は冷間始動時ではないと判断することができる。したがって、クランキング開始と同時に燃料噴射が開始されるとともに（ステップＳ４１０）、始動不良フラグＦｆａｉｌが初期値の「ＯＦＦ」に設定されて（ステップＳ４０９）、本処理は終了される。
　なお、上記ステップＳ４０１においてクランキングが開始された後、上述した第１の所定期間αが経過するまでに、運転者によりイグニッションキーがスタート位置とは異なる位置に操作された場合には、スタータ３２は停止されてクランキングが停止されるとともに、図１３に示す「始動時処理」は終了される。
　以上説明した第３の実施形態によれば、上記（１）～（５）に示した各作用効果を奏することができる。
　（その他の実施形態）
　なお、この発明にかかる内燃機関の制御装置は、上述した各実施形態にて例示した構成に限定されるものではなく、それら実施形態を適宜変更した例えば次のような形態として実施することもできる。
　・上記各実施形態における第１の所定期間α、第２の所定期間β、一定期間ＴＳ、所定温度ＴＣ等の設定態様は一例であって、適宜変更することができる。
　・上記各実施形態では、水温センサ８４の検出結果に基づき油温ＴＯＩＬを把握するとともに、この油温ＴＯＩＬが所定温度ＴＣ以下であるときに（ＴＯＩＬ≦ＴＣ）、機関温度が予め設定された所定温度以下である冷間始動時である旨判定する例を示した。しかし、冷間始動時である旨判定する方法としては、上述した例に限られない。例えば、油温ＴＯＩＬを検出する油温センサを設けることにより冷間始動時である旨判定したり、機関冷却水温ＴＷを予め設定された所定温度と比較することにより冷間始動時である旨判定したりしてもよい。
　・上記第１の実施形態及び第３の実施形態では、始動不良時処理として燃料噴射を停止する例を示した。これに対し、始動不良が発生した旨判断されるときに、始動不良の発生時の燃料噴射量（通常噴射量）ＱＡよりも減量した燃料噴射量ＱＢ（ＱＢ＜ＱＡ）を燃料噴射量ＱＦとして設定するようにしてもよい。この場合であっても、点火プラグ１４に付着する未燃燃料の量を減少させることができるため、上述した各作用効果を奏することができる。
　・さらに、始動不良が発生した旨判断されるときの燃料噴射量ＱＦの減量量はこれを一定とする他、油温ＴＯＩＬに応じて変更することも望ましい。すなわち、油温ＴＯＩＬが高いときほどその粘性が低くなるため、ハウジング４２とベーンロータ４３とが相対回転する際に生じる作動油の抵抗力が減少する。このため、交番トルクがカム軸２２に作用したときに生じるハウジング４２とベーンロータ４３との相対回転量が大きくなり、ラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭまで自律的に変更する際に必要な時間も短くなる。一方、燃料噴射量ＱＦの減量量を小さくすれば、噴射燃料の燃焼爆発を通じてクランク軸１７に作用しこれを回転させようとするトルクが増大するため、内燃機関１０が完爆状態に移行しやすくなる。このため、油温ＴＯＩＬが高いときほど、すなわちラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭまで自律的に変更する際に必要な時間が短いときほど、燃料噴射量ＱＦの減量量を小さくすることにより、点火プラグ１４に未燃燃料が付着して機関始動性の悪化が助長されることを抑制しつつ、クランキング開始時から内燃機関１０が完爆状態に移行するまでの時間を短縮することができる。
　・上記第２の実施形態において示したクランキング速度Ｒの低下度合いについても一例であって、適宜変更することが可能である。具体的には、クランキング速度Ｒの低下度合いがラチェット機構を通じた自律的なバルブタイミングの変更に対して寄与する度合いと、クランキングによる機関回転速度ＮＥの上昇効率に影響する度合いとを考慮して、好適なクランキング速度Ｒの低下度合いを決定することが望ましい。
　・さらに、始動不良が発生した旨判断されるときにおけるクランキング速度Ｒの低下度合いは一定とする他、油温ＴＯＩＬに応じて変更することも望ましい。すなわち、クランキング速度Ｒの低下度合いが大きくなるほど、ラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭまで自律的に変更させやすくなる。一方、クランキング速度Ｒの低下度合いが小さくなるほど、内燃機関１０が完爆状態に移行しやすくなる。このため、油温ＴＯＩＬが高いときほど、すなわちラチェット機構を通じてバルブタイミングを特定時期ＰＭまで自律的に変更する際に必要な時間が短いときほど、クランキング速度Ｒの低下度合いを小さくすることにより、ラチェット機構によるバルブタイミングの変更を速やかにしつつ、クランキング開始時から内燃機関１０が完爆状態に移行するまでの時間を短縮することができる。例えば、油温ＴＯＩＬが上記第２の実施形態よりも高いときに、クランキング速度Ｒの低下度合いを上記第２の実施形態における低下度合いよりも小さく設定することもできる。
　・上記各実施形態では、始動不良時処理として、燃料噴射量ＱＦの減量、又はクランキング速度Ｒの低下のいずれかの処理を実行する例を示した。これに対し、始動不良が発生した旨判定されるときに、燃料噴射量ＱＦの減量と、クランキング速度Ｒの低下とを併せて実行するようにしてもよい。この場合には、点火プラグ１４に未燃燃料が付着して機関始動性の悪化が助長されることを抑制しつつ、バルブタイミングを速やかに特定時期ＰＭに変更することができるため、内燃機関１０がより完爆状態に移行しやすくなる。
　・上記各実施形態では、冷間始動時であるときに始動不良が発生したか否かの監視及び始動不良時処理を実行する例を示した。これに対し、冷間始動時であるか否かにかかわらず、始動不良が発生したか否かの監視及び始動不良時処理を実行するようにしてもよい。この場合であっても、上記（１）～（３）、（５）、（６）に示した各作用効果を奏することができる。
　・上記各実施形態では、始動不良時処理を第２の所定期間β実行した後は、燃料噴射量ＱＦ又はクランキング速度Ｒを通常の値に戻して図７、図１１、又は図１３に示す「始動時処理」を終了する例を示した。これに対し、始動不良時処理の実行後、燃料噴射量ＱＦ又はクランキング速度Ｒを通常の値に戻した上で、さらに内燃機関１０が完爆状態に移行するか否かを再度監視するようによい。
　・上記第２の実施形態では、内燃機関１０がハイブリッド車両７０に搭載されるとともに、このハイブリッド車両７０の第１のモータジェネレータ７３によりクランキング速度Ｒが可変制御される例を示した。しかし、車両の駆動源として内燃機関１０のみが搭載されている場合であっても、クランキング速度Ｒを変更することのできるスタータ３２を設けることにより、始動不良時処理としてクランキング速度Ｒを低下させる処理を実行することができる。
　・上記各実施形態では、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機構としてラチェット機構を構成する例を示した。これに対し、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構も併せて有するようにラチェット機構を構成するようにしてもよい。
　・また、上記各実施形態では、ロック機構４８が進角ロック機構５０と遅角ロック機構６０とにより構成される例を示した。これに対し、単一のロック機構によりロック機構４８が構成されていてもよい。この場合であっても、深さが異なる複数の段部を凹部に形成することにより、ロックピンと複数の段部とにより、バルブタイミングを自律的に変更することのできるラチェット機構を構成することが可能である。したがって、上述した各作用効果を奏することができる。
　・さらに、可変動弁装置のロック機構にラチェット機構を設けないようにすることもできる。この場合であっても、少なくとも上記（１）に示した作用効果を奏することができる。
　・上記各実施形態では、オイルポンプ３０により作動油が可変動弁装置２０に供給される例を示した。これに対し、例えば特開２００４－１０８３７０号公報に示されるような可変動弁装置、すなわち、カムトルク変動に基づき進角室及び遅角室に給排される作動油の圧力によりバルブタイミングが可変制御される油圧駆動式の可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置として、本発明を具体化することも可能である。
　・上記実施形態では、凹部５３，６３がカバー４０に形成された例を示したが、凹部５３，６３をスプロケット４１に形成するようにしてもよい。
　・また、上記実施形態では、ベーンロータ４３に設けられたロックピン５１，６１が先端側ＺＡ及び基端側ＺＢに往復動するとともに、これらロックピン５１，６１がそれぞれ嵌入する凹部５３，６３がカバー４０に形成された例を示した。これに対し、ベーンロータ４３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４２の内周面に設ける構成を採用してもよい。
　・上記実施形態では、スプロケット４１がクランク軸１７に駆動連結され、ベーンロータ４３がカム軸２２に駆動連結された例を示した。しかし、スプロケット４１がカム軸２２に駆動連結され、ベーンロータ４３がクランク軸１７に駆動連結されるように可変動弁装置２０を構成してもよい。この場合であっても、上述した各作用効果を奏することができる。
　・上記各実施形態では、ロック機構４８（固定機構）として、ロックピンを凹部に嵌入させて第１の回転体と第２の回転体との相対回転を規制することによりバルブタイミングを特定時期に機械的にロックする構成が採用されていたが、電動式の固定機構を採用してもよい。この場合であっても、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には、機関始動性が悪化するという問題が生じるため、本発明が適用されることにより、少なくとも上記（１）に示した作用効果を奏することができる。
　・上記各実施形態では、作動油の油圧に基づき第１の回転体と第２の回転体とを相対回転させることによりバルブタイミングを変更する油圧駆動式の可変機構２０Ａが採用されていたが、電動式の可変機構を採用してもよい。この場合であっても、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には、機関始動性が悪化するという問題が生じるため、本発明が適用されることにより、少なくとも上記（１）に示した作用効果を奏することができる。
　・上記実施形態では、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁装置２０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が、排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変動弁装置を備える内燃機関の制御装置として本発明を具体化することも可能である。また、吸気バルブ２１のバルブタイミングを変更する可変動弁装置、及び排気バルブ２３のバルブタイミングを変更する可変動弁装置のいずれも備える内燃機関の制御装置として本発明を具体化することも可能である。
　１０…内燃機関、１０Ａ…気筒、１１…ピストン、１２…燃焼室、１３…燃料噴射弁、１４…点火プラグ、１５…吸気通路、１６…排気通路、１７…クランク軸、２０，１００…可変動弁装置、２０Ａ…可変機構、２１…吸気バルブ、２２，２００…吸気用カム軸、２３…排気バルブ、２４…排気用カム軸、２５…オイルコントロールバルブ、２６…作動油通路、３０…オイルポンプ、３１…オイルパン、３２…スタータ（機関始動装置）、３３…バッテリ、４０…カバー（第２の回転体）、４１，１０１…スプロケット（第２の回転体）、４２，１０２…ハウジング（第２の回転体）、４３，１０３…ベーンロータ（第１の回転体）、４３Ａ…ボス、４３Ｂ，１０３Ａ…ベーン、４４…区画部、４５，１０５…収容室、４６，１０６…進角室、４７，１０７…遅角室、４８，１１０…ロック機構（固定機構）、５０…進角ロック機構、５１…第１のロックピン、５２…第１のばね、５３…第１の凹部、５４…第１の上段部、５５…第１の下段部、５６、６６…ベーン孔、５７…第１の解除室、５８…第１のばね室、６０…遅角ロック機構、６１…第２のロックピン、６２…第２のばね、６３…第２の凹部、６４…第２の上段部、６５…第２の下段部、６７…第２の解除室、６８…第２のばね室、７０…ハイブリッド車両、７１…第２のモータジェネレータ、７２…動力分割機構、７３…第１のモータジェネレータ（機関始動装置）、７４…減速機、７５…車軸、７６…駆動輪、７７…モータリダクション機構、７８…電力変換部、７９…バッテリ、８０、８５…制御部（制御装置）、８０Ａ…メモリ、８１…エンジンスイッチ、８２…クランク角センサ、８３…カム角センサ、８４…水温センサ、９０…イグニッションスイッチ、１１１…ロックピン、１１２…凹部、１１３…ばね、１１４…解除室。

Claims (8)

  1. 　クランク軸及びカム軸の一方と同期して回転する第１の回転体及びそれらの他方と同期して回転する第２の回転体を有し、それら両回転体を相対回転させることにより前記カム軸にて開閉駆動されるバルブのバルブタイミングを変更する可変機構と、前記両回転体の相対回転を規制することによりバルブタイミングを最遅角時期及び最進角時期の間の機関始動が可能な特定時期に固定可能な固定機構とを備える可変動弁装置を備えた内燃機関の制御装置において、
    　燃料噴射を伴うクランキングを開始してから所定期間が経過するまでに前記内燃機関が完爆状態に移行しない始動不良が発生したときに、前記特定時期とは異なる時期にバルブタイミングがある状態に対応する始動不良時処理を実行する
    　ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 　前記固定機構は、クランキング実行時にバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで変更するものである
    　請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 　燃料噴射量を前記始動不良の発生時よりも減量する処理を前記始動不良時処理として実行する
    　請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 　前記可変機構は、作動油の油圧に基づき両回転体を相対回転させることによりバルブタイミングを変更するものであり、
    　前記固定機構は、前記第１の回転体に設けられたロックピンと、前記第２の回転体に設けられて前記ロックピンが嵌入する凹部とを有し、前記ロックピンを前記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前記特定時期にロックする一方、前記凹部から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ものである
    　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。
  5. 　前記凹部は前記第２の回転体の周方向に沿って配置されてその深さが異なる複数の段部を有し、前記複数の段部及び前記ロックピンは、前記カム軸に作用する交番トルクに基づき生じる前記両回転体の相対回転により前記複数の段部に前記ロックピンが順次嵌入することによりバルブタイミングを前記特定時期とは異なる時期から同特定時期まで段階的に変更するラチェット機構として機能する
    　請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 　機関始動装置によりクランク軸を回転させる際のクランキング速度を前記始動不良の発生時よりも低下させる処理を前記始動不良時処理として実行する
    　請求項４又は５に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 　機関温度が予め設定された所定温度以下である冷間始動時であることを条件に前記始動不良時処理を実行する
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 　前記始動不良が発生したときにその履歴を記録する記憶手段をさらに備え、
    　前回の機関始動に前記始動不良が発生した旨の履歴が前記記憶手段に記録されていることを条件に次回の機関始動に際してクランキング開始時から前記始動不良時処理を実行する
    　請求項１～７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
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