JP4423775B2

JP4423775B2 - 内燃機関の可変動弁装置

Info

Publication number: JP4423775B2
Application number: JP2000279419A
Authority: JP
Inventors: 信一竹村; 孝伸杉山; 俊一青山
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-09-14
Filing date: 2000-09-14
Publication date: 2010-03-03
Anticipated expiration: 2020-09-14
Also published as: JP2002089305A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、吸気弁の作動角（以下、必要に応じて吸気作動角と略す）を変化させる作動角変更機構と、吸気弁の作動角の中心位相（以下、必要に応じて吸気位相と略す）を変化させる位相変更機構と、を有する内燃機関の可変動弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開平１１−２１０４２４号公報には、ベーンを用いた油圧駆動式の位相変更機構が開示されている。つまり、この位相変更機構は、クランクシャフトと同期して回転するハウジングと、吸気弁を開閉駆動するカムシャフトとともに回転するベーン体と、を備え、油圧アクチュエータによりハウジングとベーン体とを相対的に回動させることにより、クランクシャフトに対するカムシャフトの相対位相を変化させて、吸気弁の作動角の中心位相（開閉時期）を可変制御するようになっている。
【０００３】
また、ハウジングとベーンとが不用意に相対回動し易い機関始動直後の油圧が非常に低い状態で、カムシャフトの位相（吸気弁の作動角の中心位相）を最遅角位置（位相）に確実に保持するために、この最遅角位置で互いに係合可能な最遅角位置ロックピン及びロック孔がハウジング及びベーン体にそれぞれ設けられている。
【０００４】
加えて、この最遅角位相の係止を解除してから油温が十分に上昇するまでの間に、ハウジングとベーンとが不用意に相対回動することのないように、カムシャフトの位相を所定の中間位相に保持する中間位置ロックピン及びロック孔がハウジング及びベーン体のそれぞれに設けられている。
【０００５】
上記の最遅角位置ロックピン及び中間位置ロックピンは、クランクシャフトによって駆動される油圧ポンプからの供給油圧によって駆動されるようになっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この公報の位相変更機構では、機関始動時には、最遅角位置ロックピンへ常時供給されている油圧ポンプからの機関油圧がスプリングの付勢力に打ち勝って最遅角位置ロックピンが係止解除方向へ移動することによって、最遅角位相の係止解除がなされるように構成されているため、初期・経時劣化等による油圧・オイル粘度のばらつき等により、機関始動から最遅角位置の係止が解除されるまでの期間にばらつきを生じ易く、排気性能に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００７】
特に、冷機状態での機関始動時には、機関油圧の上昇が遅れる傾向にあるため、最遅角位置の係止解除までの期間が過度に長くなるおそれがある。
【０００８】
また、この公報の装置には、吸気弁の作動角を変化させる作動角変更機構が設けられていないので、当然のことながら、機関運転状態に応じて吸気弁の作動角を調整することができない。
【０００９】
本発明の一つの目的は、作動角変更機構及び位相変更機構の双方を吸気弁に適用した構成において、特に冷機始動時における機関性能の向上を図ることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１に係る発明は、吸気弁の作動角を変化させる作動角変更機構と、吸気弁の作動角の中心位相を変化させる位相変更機構と、を有する内燃機関の可変動弁装置において、上記中心位相を最遅角位相に保持する第１の保持手段と、少なくとも暖機後のアイドル域で、上記中心位相を上記最遅角位相よりも進角した暖機後遅角位相に保持する第２の保持手段と、機関温度又は機関始動後の経過時間を検知する検知手段と、を有し、冷機始動時には、上記第１の保持手段により上記中心位相を最遅角位相に保持させるとともに、上記機関温度又は機関始動後の経過時間が所定の基準値以上となったときに、上記第１の保持手段による最遅角位相の保持を解除することを特徴としている。
【００１１】
また、上記中心位相を検知する位相検知手段を有し、上記第２の保持手段により暖機後遅角位相に保持されている状態での冷機始動時には、燃料噴射を開始する前に、上記第２の保持手段による暖機後遅角位相の保持を解除して、上記位相変更機構により上記中心位相を最遅角位相へ向けて遅角させることを特徴としている。
【００１２】
更に、上記中心位相の最遅角位相への到達が検知又は予測されるまで、燃料噴射を禁止することを特徴としている。
【００１３】
請求項２に係る発明は、少なくとも上記最遅角位相から暖機後遅角位相への移行時には、上記中心位相の進角化に応じて点火時期を進角させることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に係る発明は、上記位相変更機構が電動式であることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に係る発明は、上記位相変更機構が油圧駆動式であることを特徴としている。
【００１６】
請求項５に係る発明は、上記位相変更機構が、クランクシャフトと同期して回転する第１の回転体と、吸気弁を開閉させる吸気駆動軸とともに回転する第２の回転体と、供給油圧に応じて第１の回転体と第２の回転体とを相対的に回動させる油圧駆動手段と、を有し、上記第１の保持手段及び第２の保持手段のそれぞれが、上記第１の回転体及び第２の回転体の一方に設けられ、供給油圧に応じて駆動される係合ピンと、上記第１の回転体及び第２の回転体の他方に設けられ、上記係合ピンが係合可能な係合孔と、上記係合ピンへの供給油圧を切り換える油圧制御弁と、を有することを特徴としている。
【００１７】
請求項６に係る発明は、上記第２の保持手段の係合ピンへ油圧を供給する油圧ポンプが、外部電源により駆動されることを特徴としている。
【００１８】
請求項７に係る発明は、冷機始動時に、上記第２の保持手段による暖機後遅角位相の保持状態から保持解除状態への切換が可能であることを特徴としている。
【００１９】
請求項８に係る発明は、少なくとも上記最遅角位相に保持されている状態では、上記作動角変更機構により吸気弁の作動角が最小作動角に設定されることを特徴としている。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、作動角変更機構及び位相変更機構の双方を吸気弁に適用した構成において、冷機始動時には吸気作動角の中心位相を最遅角位相に保持させることで、吸気弁の開時期を上死点よりも遅角した状態に安定して保持することができる。これにより、筒内が負圧となった後に吸気弁が開くこととなり、ガス流動の強化による燃料の霧化が促進され、燃焼性能が改善されて、点火時期の遅角化及び排気性能の向上等を図ることができる。
【００２１】
そして、このような冷機始動時に、機関温度又は機関始動後の経過時間が所定の基準値以上となったところで、第１の保持手段による最遅角位相の保持を解除する構成としたため、上記公報の装置のように機関油圧に応じて最遅角位相の保持を解除する構成に比して、初期劣化等によるばらつきが抑制され、ひいては冷機始動時における排気性能等が向上される。
【００２２】
また、暖機後のアイドル域では、上記中心位相が最遅角位相よりも進角した暖機後遅角位相に保持されるため、主にポンプ損失の低減化を図ることができる。
【００２３】
更に、第２の保持手段により暖機後遅角位相に保持されている冷機状態で機関を始動させた場合に、燃料噴射を行う前のクランキング中に、暖機後遅角位相の保持を解除して、上記中間位相を最遅角位相へ遅角させて、最遅角位相となるまで燃料噴射を行わない構成としたため、冷機始動時に最遅角位相から外れた状態で燃料噴射が行われるおそれがなく、これに起因する運転性の低下を確実に防止できる。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、図９にも示すように、最遅角位相から暖機後遅角位相への移行時には、吸気位相の進角化に伴うガス流動の強化・燃料の霧化促進に見合う形で、点火時期の位相が進角化されることとなり、燃焼安定性の低下を招くことなく、排温上昇等の排気性能を有効に向上させることができる。
【００２５】
請求項３に係る発明によれば、位相変更機構が電動式であるため、冷機始動時のように機関油圧が非常に低い状態であっても、位相変更機構により吸気位相を確実かつ迅速に変更，保持することが可能となる。つまり、冷機始動時に吸気位相を速やかに最遅角位相へ移行させて、この最遅角位相に保持し、機関温度又は機関始動後の経過時間が所定の基準値以上となったときに、吸気位相を速やかに進角させることができる。
【００２６】
請求項４，５に係る発明によれば、位相変更機構を油圧駆動式とすることにより、その構造が簡素化され、コストの低減化を図ることができる。つまり、安価かつ簡素な位相変更機構で冷機始動時の排気性能の向上を図れる。
【００２７】
請求項６，７に係る発明によれば、油圧駆動式の簡素な構造の位相変更機構でありながら、暖機後遅角位相に保持された状態での冷機始動時に、燃料噴射を開始する前のクランキング中であっても、暖機後遅角位相の保持状態を速やかに解除して、吸気位相を最遅角位相へ向けて遅角させることが可能となる。
【００２８】
請求項８に係る発明によれば、冷機始動時には吸気弁が最遅角位相かつ最小作動角の設定となるため、吸気弁の開弁後も作動角の最小化によるガス流動効果を利用でき、かつ、作動角の最小化により吸気弁の閉時期が適宜に進角化される形となり、有効圧縮比が高くなって燃焼安定性が向上し、更なる排気性能の向上を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して説明する。
【００３０】
図１は、本発明の第１実施形態に係る可変動弁装置を示している。各気筒には一対の吸気弁２が設けられ、これら吸気弁２の上方には中空状の吸気駆動軸３が気筒列方向に延在している。吸気駆動軸３には、吸気弁２のバルブリフタ２ａに当接して吸気弁２を開閉駆動する揺動カム４が相対回転可能に外嵌している。
【００３１】
そして、吸気駆動軸３と揺動カム４との間に、吸気弁２の作動角の中心位相（吸気位相）を略一定としたままで吸気弁２の作動角及びバルブリフト量を連続的に変化させる作動角変更機構１０が設けられている。また、吸気駆動軸３の一端部に、図外のクランクシャフトに対する吸気駆動軸３の位相を変化させることにより、吸気位相を連続的に変化させる位相変更機構２０が配設されている。
【００３２】
作動角変更機構１０は、図２にも示すように、吸気駆動軸３に偏心して設けられる駆動カム１１と、この駆動カム１１に相対回転可能に外嵌するリング状リンク１２と、吸気駆動軸３と略平行に気筒列方向へ延びる制御軸１３と、この制御軸１３に偏心して設けられた制御カム１４と、この制御カム１４に相対回転可能に外嵌するとともに、一端がリング状リンク１２の先端に連結されたロッカアーム１５と、このロッカアーム１５の他端と揺動カム４とに連結されたロッド状リンク１６と、を有している。
【００３３】
制御軸１３は、電動アクチュエータ１７によりギヤ列１８を介して所定の制御範囲内で回転駆動される。エンジンコントロールユニットとしてのＥＣＵ３０は、角度検出センサ３１，３２から検出される吸気駆動軸３及び制御軸１３の角度の他、各種センサ等から検出又は推定されるクランク角度，エンジン回転数，負荷，水温等の機関運転条件に基づいて、燃料噴射及び点火時期制御等の一般的なエンジン制御を行う他、上記電動アクチュエータ１７を駆動制御するとともに、後述する位相変更機構２０を駆動制御し、吸気弁２の開閉時期及び作動角を制御する。
【００３４】
上記の構成により、クランクシャフトに連動して吸気駆動軸３が回転すると、駆動カム１１を介してリング状リンク１２がほぼ並進移動するとともに、ロッカアーム１５が制御カム１４の軸心周りに揺動し、ロッド状リンク１６を介して揺動カム４が揺動して吸気弁２が開閉駆動される。
【００３５】
また、制御軸１３の回転角度を変化させることにより、ロッカアーム１５の揺動中心となる制御カム１４の軸心位置が変化して揺動カム４の姿勢が変化する。これにより、吸気位相が略一定のままで、吸気弁２の作動角（開閉期間）及びバルブリフト量が連続的に変化する。
【００３６】
このような作動角変更機構１０は、駆動カム１１の軸受部分や制御カム１４の軸受部分等の各部材の連結部分が面接触となっているため、潤滑が行い易く、耐久性，信頼性に優れているとともに、作動角を変更させる際の抵抗も低く抑制される。また、吸気弁２を駆動する揺動カム４が吸気駆動軸３と同軸上に配置されているため、例えば揺動カムを吸気駆動軸３とは異なる別の支軸で支持するような構成に比して、制御精度に優れているとともに、装置自体がコンパクトなものとなり、車両搭載性が良い。
【００３７】
図３は、電動式の位相変更機構２０を示している。この位相変更機構２０の構成については、特開平１０−１５３１０５号公報にも開示されているように公知であり、簡単に説明すると、クランクシャフトと同期して回転する第１回転体２１と、吸気駆動軸３とともに回転する第２回転体２２との間に、ヘリカルスプラインを介して両者２１，２２に噛合する環状のピストン２３が介装されている。そして、このピストン２３を電磁ソレノイド２４により軸方向へ駆動することにより、回転体２１，２２の相対位相が変化して、クランクシャフトに対する吸気駆動軸３の位相が可変制御される。上記の電磁ソレノイド２４は、上述したＥＣＵ３０からの制御信号により機関運転状態に応じて駆動制御される。
【００３８】
次に、図４を参照して本実施形態に係る吸気作動角及び吸気位相の一設定例を説明する。なお、後述する吸気位相の値は、進角側を正とするとＰ１＜Ｐ２＜Ｐ３＜Ｐ４＜Ｐ５の関係にある。
【００３９】
冷機始動時のように、機関温度が所定温度以下の冷機状態で、かつ無負荷状態を含む極低負荷域であるアイドル域（ａ１）では、作動角変更機構１０により吸気弁２の作動角を最小作動角にするとともに、位相変更機構２０により吸気位相を最遅角位相Ｐ１に設定，保持する。つまり、このような冷機始動時では、触媒の暖機促進化及び燃焼改善化に伴う排気清浄化や排温上昇を図るために、上記のように最小作動角及び最遅角位相Ｐ１として、ＩＶＯ（吸気開時期）を最も遅角させる。この結果、作動角の最小化によりガス流動が強化されるとともに、ＩＶＯの遅角化により筒内負圧が十分発達した後に吸気弁が開弁することとなり、吸気弁の開時期におけるガス流動が強化されて、燃料霧化が促進される。
【００４０】
一方、暖機後におけるアイドル域（ａ２）では、作動角変更機構１０により吸気弁２の作動角を最小作動角にするとともに、位相変更機構２０により吸気位相を上記の最遅角位相Ｐ１よりも進角した所定の暖機後遅角位相Ｐ２に設定，保持する。つまり、残留ガスの低減化及びポンプ損失の低減化（ピストン上面を上死点から吸気負圧に晒さず、ある程度ピストン変位して筒内が負圧となってから吸気弁を開くことによるポンプ損失の低減化）のために、吸気弁開時期は上死点後とし、かつ、主に燃焼改善のために吸気弁閉時期は下死点近傍とし、更に、主にフリクション低減化及びガス流動強化による燃料の霧化促進化のために、吸気作動角を最小作動角とする。これにより、暖機後におけるアイドル域（ａ２）で、燃費・排気性能の向上を図ることができる。
【００４１】
また、暖機後の中負荷域（ｃ）では、残留ガスの増加によるポンプ損失の低減化及び高温の残留ガスによる燃焼改善化等を図るため、吸気弁開時期を上死点前とし、かつ、主に吸入吸気量（充填効率）の低減化によるポンプ損失低減化を図るために、吸気弁閉時期を下死点前とすることが望ましい。そこで、上述した暖機後のアイドル域（ａ２）に対し、作動角変更機構１０により吸気弁の作動角を上記の最小作動角よりも大きい所定の小作動角とするとともに、位相変更機構２０により吸気位相を最進角位相Ｐ５とする。
【００４２】
更に、上記の中負荷域（ｃ）より要求吸気量の少ない暖機後の低負荷域（ｂ）では、主に燃焼悪化の防止及び残留ガス量の低減化のために、吸気弁２の作動角を、上記の最小作動角から小作動角の間の値に設定するとともに、吸気位相を所定の進角位相Ｐ４に設定し、有効圧縮比によるポンプ損失低減効果で燃費向上を図る。
【００４３】
暖機後の全開域（ｄ）〜（ｆ）では、吸気位相を所定の中間位相Ｐ３近傍に設定するとともに、機関回転数の増加に伴って作動角を増加させることにより、充填効率を向上させる。例えば低回転域（ｄ）では、ＩＶＯが上死点よりわずかに進角し、ＩＶＣが下死点よりわずかに遅角するように設定する。
【００４４】
なお、アイドル以外の冷機時におけるバルブリフト特性を明記してないが、例えば冷機時における低・中負荷域のリフト特性を上記の暖機後のリフト特性（ｂ），（ｃ）と同じように設定すると、燃焼が悪化する可能性があるため、例えば暖機後の低速全開域のリフト特性（ｄ）と略同一にする等の必要がある。
【００４５】
次に、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、図５〜７に示すように、図１等に示す第１実施形態の電動式の位相変更機構２０を、簡素な構成で安価に実現できる油圧駆動式の位相変更機構４０とした点で、第１実施形態と異なっている。なお、その他の構成は上記第１実施形態とほぼ同様であり、同一部分には同じ参照符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００４６】
この油圧駆動式の位相変更機構４０は、基本的には上記の特開平１１−２１０４２４号公報に記載されているものと同様の構成である。簡単に説明すると、位相変更機構４０は、クランクシャフトと同期して回転する第１回転体としてのハウジング４１と、吸気駆動軸３と一体的に回転する第２回転体としてのベーン体４２と、を有している。ハウジング４１内部は仕切壁部４３によって複数の区画室に区画されており、各区画室が、ベーン体４２のベーン４４によって進角側油圧室４５と遅角側油圧室４６とに隔成されている。
【００４７】
進角側油圧室４５及び遅角側油圧室４６には、クランクシャフトにより駆動される油圧源としての油圧ポンプ４７から機関油圧が供給される。油圧ポンプ４７と各油圧室４５，４６との間の油圧通路には、油圧制御弁４８が設けられている。この油圧制御弁４８は、上記のＥＣＵ３０からの制御信号に基づいて、各油圧室４５，４６への供給油圧を切替制御し、これにより、ハウジング４１とベーン体４２との相対回転位置が変化して、クランクシャフトに対する吸気駆動軸３の位相が変化し、吸気位相が可変制御される。
【００４８】
このような油圧式の位相変更機構４０においては、機関始動時等のように、機関回転数や機関油圧が非常に低い状態のときに、バルブスプリング反力等に起因するトルク変動によりベーン４４がハウジング４１に対して不用意に回動し、騒音を発生する等のおそれがある。そこで、図５及び図６に示すように、吸気位相を最遅角位相Ｐ１に機械的に係止，保持する第１の保持機構５０と、この最遅角位相よりも進角した所定の暖機後遅角位相Ｐ２に機械的に係止，保持する第２の保持機構６０と、が設けられている。
【００４９】
図７に示すように、各保持機構５０，６０には、最遅角位相Ｐ１又は暖機後遅角位相Ｐ２の際に互いに係合する係合ピン５１，６１及び係合孔５２，６２が、それぞれベーン４４とハウジング４１とに設けられている。各係合ピン５１，６１は、それぞれスプリング５３，６３により嵌合方向（図７の下方向）へ常に付勢されており、各油圧通路５４，６４を介して導入される油圧ポンプ５５，６５からの油圧が所定圧を越えると、スプリング５３，６３の付勢力に抗して各係合孔５２，６２から抜けて、保持状態が解除され得るようになっている。上記の油圧通路５４，６４へ導入される油圧は、それぞれ油圧制御弁５６，６６によって切替制御される。各油圧制御弁５６，６６は、上記のＥＣＵ３０からの制御信号により機関運転状態に応じて制御される。
【００５０】
ここで、後述するように、冷機始動時のように機関油圧がほぼゼロのような状態でも、暖機後遅角位相Ｐ２の保持状態の解除を確実に行えるように、少なくとも第２保持機構６０の第２油圧ポンプ６５は、モータ等の外部電源により駆動される油圧ポンプとなっている。同様に、第１保持機構５０の第１油圧ポンプ５５も、好ましくは上記の油圧ポンプ６５のように外部電源を有するタイプとされる。
【００５１】
次に、この第２実施例の作用を図４を参照して説明する。基本的には、第１実施形態と同じ様に吸気弁２の開閉時期が制御される。すなわち、冷機状態での機関始動時（ａ１）には、燃料を霧化し難く、ＨＣ排出量が増加し易い。また、冷機時には燃焼状態があまり良くないので、点火時期を十分に遅角できず、排温も上昇し難い。そこで、作動角変更機構１０により吸気弁の作動角を最小作動角に設定するとともに第１保持機構５０により吸気位相を最遅角位相Ｐ１に保持させる。これにより、吸気弁開時期が遅角化され、ピストン降下と共に筒内が負圧となり、吸気弁開とした場合にバルブに付着した燃料が適宜に吹き飛ばされて、燃料霧化が促進される。また、最小作動角とすることにより筒内ガス流動が強化されて、燃焼が改善される。さらに、作動角の最小化により吸気弁の閉時期が過度に遅角することがなく、十分な有効圧縮比を確保することが可能となる。
【００５２】
一方、暖機後のアイドル域（ａ２）では、作動角変更機構１０により最小作動角に設定することにより、上述したように燃焼が改善されるものの、仮に吸気位相が最遅角位相Ｐ１となっていると、ピストンが負圧に晒される期間が長くなり、ポンプ損失が増大して燃費の悪化を招くおそれがある。このため、暖機後のアイドル域では、第２保持機構６０により吸気位相を暖機後遅角位相Ｐ２に保持させる。
【００５３】
以上のように、第１，第２実施形態では、例えば機関温度に基づいて、冷機時か暖機後かを判断し、冷機時には、主に排気性能の向上を図るために、吸気位相を速やかに最遅角位相Ｐ１に保持させる。上記の機関温度は、水温，油温，あるいは触媒活性化状態を検知するセンサ等から求められ、あるいは単純に始動後の経過時間から推定される。
【００５４】
また、上記の位相変更機構２０，４０は、ＯＮ−ＯＦＦ式の２位置切換型の構成でもよいが、機関温度や始動後の経過時間等に応じて連続的に制御（デューティー制御）することにより、更に機関運転条件に応じて吸気位相を細かく調整することが可能で、例えばポンプ損失を最小限とすることにより更なる燃費向上を図ることもできる。
【００５５】
機関運転条件によっては、暖機後に機関を停止し、冷機状態で再始動の可能性がある。この場合、吸気位相が暖機後遅角位相Ｐ２に保持された状態で機関停止されることとなり、このように暖機後遅角位相Ｐ２に保持された状態で冷機始動時に燃料噴射が行われると、十分な排気清浄効果等が得られない。
【００５６】
そこで、上記の第１実施形態では、クランキング中、つまりイグニッションスイッチのオンを検出してから燃料噴射を開始する前に、電動式の位相変更機構２０により暖機後遅角位相Ｐ２の保持状態を解除して吸気位相を最遅角位相Ｐ１へ速やかに移行させる。そして吸気位相の最遅角位相Ｐ１への到達が確認又は予想された時点で、燃料噴射及び点火時期制御を開始する。これより、冷機始動後に吸気位相が最遅角位相Ｐ１から外れた状態で燃焼が行われるおそれがなく、これに起因する排気性能の低下を確実に防止することができる。
【００５７】
また、第２実施形態のように安価な油圧駆動式の位相変更機構４０を用いた場合でも、同様の効果が得られる。すなわち、第２保持機構６０により暖機後遅角位相Ｐ２に保持された状態での冷機始動時には、燃料噴射を開始する前のクランキング中に、第２保持機構６０による暖機後遅角位相Ｐ２の保持状態を解除して、吸気位相を速やかに最遅角位相Ｐ１へ移行させる。これにより、冷機始動時に最遅角位相Ｐ１から外れた状態で燃焼が行われるおそれがなく、これに起因する排気性能の低下を確実に防止することができる。このように、冷機始動時においても、第２保持機構６０により速やかに暖機後遅角位相Ｐ２の保持状態を解除し得るように、上述したように、第２保持機構６０の油圧ポンプ６５を外部電動モータにより駆動する構成としている。
【００５８】
このような機関始動時の制御の流れを、図８のフローチャートを参照して更に詳述する。Ｓ（ステップ）１でクランキングが開始されると、Ｓ２へ進み、機関温度等に基づいて冷機状態か否かを判定する。暖機後の状態と判定された場合、Ｓ３へ進み、通常制御（吸気作動角及び吸気位相の通常制御，燃料噴射及び点火時期の制御等）を行う。一方、冷機状態と判定された場合、Ｓ４へ進み、吸気位相が実質的に最遅角位相Ｐ１に到達したかを判断する。最遅角位相Ｐ１に到達していないと判定された場合、Ｓ５へ進み、暖機後遅角位相Ｐ２に保持されている状態であれば、その保持状態を速やかに解除して、位相変更機構２０，４０により吸気位相を最遅角位相Ｐ１へ移行させる。そして、最遅角位相Ｐ１への到達が確認又は予測された時点で、Ｓ４からＳ６へ進み、燃料噴射及び点火時期制御を開始する。つまり、最遅角位相Ｐ１への到達が検知（確認）又は予測されるるまで、燃料噴射を禁止する。
【００５９】
続くＳ７では、暖機運転が終了したかを判定する。より具体的には、燃料噴射による実質的な機関始動からの経過時間又は機関温度が所定の基準値以上かを判定する。基準値未満の場合、Ｓ８へ進み、最遅角位相Ｐ１の保持状態を継続する。基準値以上となった時点で、Ｓ７からＳ９へ進み、最遅角位相Ｐ１の保持状態を解除して、位相変更機構２０，４０により吸気位相を暖機後遅角位相Ｐ２へ向けて進角させる。
【００６０】
以上のように本発明を具体的な実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、第２実施形態では第２保持機構６０を外部電動モータを有する油圧ポンプにより駆動する構成としているが、外部電源により直接的に第２保持機構６０の係合ピン６１を駆動する構成としてもほぼ同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る可変動弁装置を示す概略斜視図。
【図２】作動角変更機構を示す断面対応図。
【図３】電動式の位相変更機構を示す断面図。
【図４】第１及び第２実施形態の作用説明図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る可変動弁装置を示す概略斜視図。
【図６】油圧式の位相変更機構を示す構成図。
【図７】油圧式位相変更機構の保持機構を示す断面対応図。
【図８】機関始動時の制御の流れを示すフローチャート。
【図９】吸気位相と点火時期との関係を示す特性図。
【符号の説明】
２…吸気弁
３…吸気駆動軸
１０…作動角変更機構
２０…位相変更機構
２１…第１回転体
２２…第２回転体
４０…位相変更機構
４１…ハウジング（第１の回転体）
４２…ベーン体（第２の回転体）

Claims

吸気弁の作動角を変化させる作動角変更機構と、吸気弁の作動角の中心位相を変化させる位相変更機構と、を有する内燃機関の可変動弁装置において、
上記中心位相を最遅角位相に保持する第１の保持手段と、
少なくとも暖機後のアイドル域で、上記中心位相を上記最遅角位相よりも進角した暖機後遅角位相に保持する第２の保持手段と、
機関温度又は機関始動後の経過時間を検知する検知手段と、
上記中心位相を検知する位相検知手段と、を有し、
冷機始動時には、上記第１の保持手段により上記中心位相を最遅角位相に保持させるとともに、上記機関温度又は機関始動後の経過時間が所定の基準値以上となったときに、上記第１の保持手段による最遅角位相の保持を解除し、
かつ、上記第２の保持手段により暖機後遅角位相に保持されている状態での冷機始動時には、燃料噴射を開始する前に、上記第２の保持手段による暖機後遅角位相の保持を解除して、上記位相変更機構により上記中心位相を最遅角位相へ向けて遅角させて、上記中心位相の最遅角位相への到達が検知又は予測されるまで、燃料噴射を禁止することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
少なくとも上記最遅角位相から暖機後遅角位相への移行時には、上記中心位相の進角化に応じて点火時期を進角させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記位相変更機構が電動式であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記位相変更機構が油圧駆動式であることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記位相変更機構が、クランクシャフトと同期して回転する第１の回転体と、吸気弁を開閉させる吸気駆動軸とともに回転する第２の回転体と、供給油圧に応じて第１の回転体と第２の回転体とを相対的に回動させる油圧駆動手段と、を有し、
上記第１の保持手段及び第２の保持手段のそれぞれが、上記第１の回転体及び第２の回転体の一方に設けられ、供給油圧に応じて駆動される係合ピンと、上記第１の回転体及び第２の回転体の他方に設けられ、上記係合ピンが係合可能な係合孔と、上記係合ピンへの供給油圧を切り換える油圧制御弁と、を有することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変動弁装置。
上記第２の保持手段の係合ピンへ油圧を供給する油圧ポンプが、外部電源により駆動されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変動弁装置。
冷機始動時に、上記第２の保持手段による暖機後遅角位相の保持状態から保持解除状態への切換が可能であることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。
少なくとも上記最遅角位相に保持されている状態では、上記作動角変更機構により吸気弁の作動角が最小作動角に設定されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の可変動弁装置。