JP2013053610A - 可変動弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の低温始動性を向上させることができる可変動弁装置を提供する。
【解決手段】可変動弁装置（４０）は、内燃機関（１０）の吸気弁（１６ａ，１６ｂ）のリフト量を変更することなく吸気弁の作用角を変更可能な可変動弁機構（５０）と、内燃機関が所定温度よりも低温の状態で始動する低温始動時の場合には、内燃機関が低温始動時でない場合に比較して、吸気弁の閉弁時期が進角するように可変動弁機構を制御する制御装置（７０）と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、可変動弁装置に関する。

従来、内燃機関の吸気弁の作用角を変更可能な可変動弁装置が知られている。このような可変動弁装置として、特許文献１には吸気弁の作用角を増大または減少させるとともに作用角の増大または減少に併せて吸気弁のリフト量も増大または減少させる可変動弁装置が開示されている。

特開２００５−２９９５９４号公報

ところで、一般に内燃機関の低温時においては、内燃機関の潤滑油の粘性が大きく内燃機関のフリクションが大きいため、内燃機関の始動性は良好とはいえない。そこで内燃機関の低温時における始動性を向上させるために、内燃機関の低温始動時において吸気弁の閉弁時期を進角させることによって吸気弁の作用角を減少させることが考えられる。この場合、低温始動時の圧縮時のトルクを減少させてクランキング回転数の低下を抑制できると考えられる。それにより、内燃機関の低温始動性の向上を図ることが可能と考えられる。

しかしながら、低温始動時において吸気弁の作用角を減少させるために特許文献１に係る可変動弁装置を応用した場合には、吸気弁の作用角だけでなく吸気弁のリフト量も減少してしまう。吸気弁のリフト量が減少した場合、内燃機関に吸入される空気量も減少してしまう結果、内燃機関が発生するトルクも減少してしまう。内燃機関が発生するトルクが減少した場合、低温始動時におけるフリクションに対抗し得るトルクが得られなくなるおそれがある。したがって、特許文献１の技術を応用しても内燃機関の低温始動性を向上させることは困難である。

本発明は、内燃機関の低温始動性を向上させることができる可変動弁装置を提供することを目的とする。

本発明に係る可変動弁装置は、内燃機関の吸気弁のリフト量を変更することなく前記吸気弁の作用角を変更可能な可変動弁機構と、前記内燃機関が所定温度よりも低温の状態で始動する低温始動時の場合には、前記内燃機関が前記低温始動時でない場合に比較して、前記吸気弁の閉弁時期が進角するように前記可変動弁機構を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る可変動弁装置によれば、内燃機関が低温始動時の場合には内燃機関が低温始動時でない場合に比較して、吸気弁のリフト量を変更することなく吸気弁の閉弁時期を進角させて吸気弁の作用角を減少させることができる。その結果、内燃機関が低温始動時の場合において、内燃機関に吸入される空気量の低下を抑制しつつ吸気弁の作用角を内燃機関が低温始動時でない場合に比較して減少させることができる。それにより、内燃機関が低温始動時の場合におけるフリクションに対抗し得るトルクを確保しつつクランキング回転数の低下を抑制できる。よって、内燃機関の低温始動性を向上させることができる。

上記構成において、前記制御装置は、前記内燃機関に吸入される空気の圧力が小さくなるほど前記吸気弁の前記閉弁時期の進角量が小さくなるように前記可変動弁機構を制御してもよい。

一般に、内燃機関に吸入される空気の圧力（以下、吸気圧と称する）が小さくなるほど内燃機関に空気が入り難くなる傾向がある。内燃機関に空気が入り難くなって内燃機関に吸入される空気量が不足した場合、低温始動時におけるフリクションに対抗し得るトルクを確保できなくなって内燃機関の低温始動性の向上が困難になるおそれがある。これに対して本構成によれば、吸気圧が小さくなるほど低温始動時における吸気弁の閉弁時期の進角量を小さくすることができる。その結果、吸気圧の減少に応じて吸気弁の作用角の減少量を小さくして、低温始動時における内燃機関に吸入される空気量を確保することができる。それにより、内燃機関の低温始動性を吸気圧の減少に応じて適切に向上させることができる。

本発明によれば、内燃機関の低温始動性を向上させることができる可変動弁装置を提供することができる。

図１（ａ）は内燃機関システムを示す模式図である。図１（ｂ）は気筒を上方側から見た模式図である。 図２（ａ）〜図２（ｄ）は可変動弁機構の詳細を説明するための模式図である。 図３は制御装置のフローチャートの一例を示す図である。 図４は、制御装置が吸気２弁の閉弁時期を進角させる前後における排気２弁および吸気２弁のバルブリフト曲線を示す図である。 図５は、吸気２弁の閉弁時期の進角量を吸気圧に関連付けて複数規定したマップの一例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。

本発明の実施例１に係る可変動弁装置４０について説明する。まず可変動弁装置４０が適用される内燃機関システム５の全体構成について説明し、次いで可変動弁装置４０の詳細について説明する。図１（ａ）は、内燃機関システム５を示す模式図である。内燃機関システム５は、内燃機関１０と可変動弁装置４０とを備えている。内燃機関１０の種類は特に限定されないが、本実施例に係る内燃機関１０はディーゼルエンジンである。但し、本実施例に係る可変動弁装置４０はガソリンエンジンにも適用することができる。

内燃機関１０は、シリンダブロック１１と、シリンダヘッド１２と、ピストン１３と、吸気通路１４と、排気通路１５と、吸気弁（吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂ）と、排気弁（排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂ）と、各種センサとを備えている。可変動弁装置４０は、可変動弁機構５０と制御装置７０とを備えている。

シリンダブロック１１には気筒１８が形成されている。本実施例において、気筒１８の数は一つである。但しシリンダブロック１１は複数の気筒１８を有していてもよい。シリンダヘッド１２は、シリンダブロック１１の上方に配置されている。ピストン１３は、気筒１８に配置されている。シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とピストン１３とによって囲まれた領域に、燃焼室１９が形成されている。燃焼室１９は、燃料と空気とが混合した混合気が燃焼するための空間である。ピストン１３は、クランクシャフトにコンロッドを介して接続されている。ピストン１３が気筒１８内を上下動することで、クランクシャフトは回転する。なお、本実施例において上方および下方は、必ずしも重力方向における上方および下方と一致している必要はない。例えば、本実施例における上方および下方は水平方向であってもよい。

吸気通路１４は、燃焼室１９に吸入される空気（以下、吸入空気と称する場合がある）が通過する通路である。排気通路１５は、燃焼室１９から排出される排気が通過する通路である。吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂは、吸気通路１４を開閉する弁である。排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂは、排気通路１５を開閉する弁である。

図１（ｂ）は、気筒１８を上方側から見た模式図である。図１（ｂ）において、内燃機関１０のクランクシャフトの軸線であるクランク軸線２０が図示されている。本実施例に係る内燃機関１０は、一つの気筒１８に対して２つの吸気弁（吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂ）および２つの排気弁（排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂ）を備えている。但し、可変動弁装置４０が適用される内燃機関１０の各気筒１８に配置される吸気弁および排気弁の数は、これに限定されるものではない。例えば各気筒１８に配置される吸気弁の数は１でもよく、３以上でもよい。また各気筒１８に配置される排気弁の数は１でもよく、３以上でもよい。

吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂ(以下、両者を吸気２弁と総称する場合がある)は、気筒１８のクランク軸線２０を挟んで一方の側に配置されている。排気弁１７ａおよび排気弁１７ｂ（以下、両者を排気２弁と総称する場合がある）は、気筒１８のクランク軸線２０を挟んで他方の側に配置されている。但し吸気２弁および排気２弁の配置形態は、図１（ｂ）の配置形態に限定されるものではない。

図１（ａ）を参照して、各種センサは、制御装置７０の動作に必要な情報を検出するためのセンサである。図１（ａ）においては各種センサの一例として、クランクポジションセンサ３０、ポテンショメータ３１、圧力センサ３２および温度センサ３３が図示されている。クランクポジションセンサ３０は、内燃機関１０のクランクシャフトの位置を検出し、検出結果を制御装置７０に伝える。制御装置７０は、クランクポジションセンサ３０の検出結果に基づいて内燃機関１０のクランク角を取得する。

ポテンショメータ３１は、可変動弁機構５０の後述するカムシャフトの回転位置を検出し、検出結果を制御装置７０に伝える。制御装置７０は、ポテンショメータ３１の検出結果に基づいて、吸気２弁の位相を取得する。なお、制御装置７０が吸気２弁の位相を取得できるのであれば、内燃機関１０はポテンショメータ３１以外のセンサを備えていてもよい。例えば、内燃機関１０は可変動弁機構５０の後述するカムの位置を検出するカムポジションセンサを備えていてもよい。この場合、制御装置７０は、カムポジションセンサの検出結果に基づいて吸気２弁の位相を取得する。

圧力センサ３２は、内燃機関１０に吸入される空気の圧力（以下、吸気圧と称する場合がある）を検出し、検出結果を制御装置７０に伝える。制御装置７０は圧力センサ３２の検出結果に基づいて、内燃機関１０の吸気圧を取得する。すなわち、圧力センサ３２は内燃機関１０の吸気圧を検出する吸気圧検出手段としての機能を有している。なお、制御装置７０が吸気圧を取得できるのであれば、内燃機関１０は圧力センサ３２以外のセンサを備えていてもよい。

温度センサ３３は、内燃機関１０の温度を検出し、検出結果を制御装置７０に伝える。制御装置７０は、温度センサ３３の検出結果に基づいて、内燃機関１０が所定温度よりも低温の状態で始動した時（以下、低温始動時と称する）であるか否かを判定する。

温度センサ３３の具体的な温度検出箇所は、制御装置７０が温度センサ３３の検出結果に基づいて内燃機関１０が低温始動時であるか否かを判定できる箇所であれば、特に限定されるものではない。本実施例に係る温度センサ３３は、一例として、内燃機関１０を冷却する冷却媒体（本実施例では冷却媒体の一例として不凍液を用いる）の温度を検出する。冷却媒体の温度は、内燃機関１０の温度と相関を有しているとともに内燃機関１０の潤滑油の温度とも相関を有している。制御装置７０は、温度センサ３３の検出結果に基づいて冷却媒体の温度を取得することで、内燃機関１０が低温始動時であるか否かを高精度で判定することができる。なお、制御装置７０は、内燃機関１０が低温始動時であるか否かを、内燃機関１０の温度以外の指標（内燃機関１０の温度と相関を有する指標）に基づいて判定してもよい。

可変動弁装置４０の可変動弁機構５０は、吸気弁のリフト量を変更することなく吸気弁の作用角を変更することができる可変動弁機構である。具体的には本実施例に係る可変動弁機構５０は、吸気２弁のリフト量を変更することなく吸気２弁の作用角を変更する。可変動弁機構５０は制御装置７０によって制御される。可変動弁機構５０の詳細は後述する。

制御装置７０は、各種センサの検出結果に基づいて可変動弁機構５０を制御する制御部と、制御部の動作に必要な情報を記憶する記憶部とを備えている。制御部は、可変動弁機構５０を制御することで、吸気２弁の位相を制御する。制御装置７０として、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）を用いることができる。本実施例においては、制御装置７０の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）７１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）７２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）７３を備える電子制御装置を用いる。制御部の機能は、ＣＰＵ７１によって実現される。記憶部の機能は、ＲＯＭ７２およびＲＡＭ７３によって実現される。

続いて可変動弁機構５０の詳細について説明する。図２（ａ）〜図２（ｄ）は可変動弁機構５０の詳細を説明するための模式図である。具体的には、図２（ａ）は可変動弁機構５０の要部を模式的に図示している。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図であり、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。図２（ｄ）は可変動弁機構５０の作動の様子を模式的に図示している。

可変動弁機構５０としては、吸気弁のリフト量を変更することなく吸気弁の作用角を変更することができる可変動弁機構であれば特に限定されるものではない。本実施例においては、可変動弁機構５０の一例として、特開２００６−３３６６５９号公報に開示されているような、内燃機関のクランクシャフトの回転に同期して回転する駆動軸と、駆動軸と同軸上に駆動軸に対して相対回転自在に設けられたカムシャフトと、の間に配置された接続部材の回転中心を偏心させることでカムシャフトの回転速度を変更する可変動弁機構を、吸気２弁の可変動弁機構として応用したものを用いる。この可変動弁機構５０の構成の要部を説明すると、以下のようになる。

図２（ａ）に示すように、可変動弁機構５０は、駆動軸５１と、カムシャフト５２と、接続部材５３と、アクチュエータ５４とを備えている。図２（ａ）において、カムシャフト５２の回転中心と接続部材５３の回転中心と駆動軸５１の回転中心とは一致している。図２（ａ）において、これらの回転中心は回転中心５５によって図示されている。

駆動軸５１は、内燃機関１０のクランクシャフトの回転に同期して回転する軸である。具体的には、駆動軸５１は、軸受（図示せず）に軸支されており、クランクシャフトにタイミングチェーンまたはタイミングベルトを介して接続されている。これにより、駆動軸５１はクランクシャフトの回転に同期して回転することができる。

カムシャフト５２は、軸受（図示せず）によって駆動軸５１と同軸上に軸支されており、駆動軸５１に対して相対回転自在に設けられている。カムシャフト５２は、吸気弁１６ａを駆動するカム５６ａと、吸気弁１６ｂを駆動するカム５６ｂとをカムシャフト５２の外周面に有している。なお、本実施例に係る吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂの位相は互いに同位相に設定されている。この場合、吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂは、同時に開弁し同時に閉弁する。

カムシャフト５２の端部には、フランジ部５７ａが設けられている。図２（ｂ）を参照して、フランジ部５７ａには、その半径方向に沿って係合溝５８ａが形成されている。図２（ａ）を参照して、駆動軸５１の外周にはスリーブ５９が嵌合している。スリーブ５９は駆動軸５１と一体となっており、駆動軸５１と同期して回転する。スリーブ５９には、フランジ部５７ｂが設けられている。具体的にはフランジ部５７ｂは、フランジ部５７ａに対向するようにスリーブ５９に設けられている。図２（ｃ）を参照して、フランジ部５７ｂには、その半径方向に沿って係合溝５８ｂが形成されている。すなわち、本実施例においてクランクシャフトの回転に同期して回転する駆動軸（駆動軸５１と駆動軸５１に嵌合することで駆動軸５１に一体化したスリーブ５９とを総称した部材）には、係合溝５８ｂが形成されたフランジ部５７ｂがフランジ部５７ａに対向するように設けられている。

図２（ａ）を参照して、接続部材５３はフランジ部５７ａおよびフランジ部５７ｂの間に配置されている。接続部材５３の外観形状は特に限定されるものではないが、本実施例に係る接続部材５３は、一例として環状のディクス形状を有している。図２（ｂ）および図２（ｃ）を参照して、接続部材５３の一方の端部には、フランジ部５７ａの係合溝５８ａに係合するピン６０ａが突設され、他方の端部にはフランジ部５７ｂの係合溝５８ｂに係合するピン６０ｂが突設されている。ピン６０ａおよびピン６０ｂは、互いに反対方向に突設している。接続部材５３のピン６０ａがフランジ部５７ａの係合溝５８ａに係合し、ピン６０ｂがフランジ部５７ｂの係合溝５８ｂに係合することで、接続部材５３はスリーブ５９とカムシャフト５２とを接続している。このようにして接続部材５３は、駆動軸５１とカムシャフト５２とを接続している。

アクチュエータ５４は、制御装置７０によって制御されることで作動して、接続部材５３の回転中心を駆動軸５１の回転中心に対して偏心させる。図２（ｄ）は、接続部材５３の回転中心が駆動軸５１の回転中心に対して偏心量△だけ偏心した状態を示している。偏心後の接続部材５３の回転中心は回転中心５５ａによって図示されている。このように本実施例に係る制御装置７０は、アクチュエータ５４を制御することで、接続部材５３の偏心量を制御している。すなわち、本実施例に係る接続部材５３は、制御装置７０によって制御されることで接続部材５３の回転中心を駆動軸５１の回転中心に対して偏心させている。

ここで、係合溝５８ａおよび係合溝５８ｂの溝方向は、接続部材５３の偏心方向と同じ方向になっている。この場合、接続部材５３が偏心した場合、ピン６０ａは係合溝５８ａを摺動し、ピン６０ｂは係合溝５８ｂを摺動する。この構成によれば、接続部材５３の回転中心が駆動軸５１の回転中心に対して偏心しても、カムシャフト５２の回転中心は駆動軸５１の回転中心に対して偏心しない。すなわち、本実施例に係る接続部材５３は、制御装置７０によって制御されることで接続部材５３の回転中心を駆動軸５１の回転中心に対して偏心させるとともに、接続部材５３の回転中心が偏心した場合にカムシャフト５２の回転中心が駆動軸５１の回転中心に対して偏心しないように駆動軸５１とカムシャフト５２とを接続している。

上述した可変動弁機構５０によれば、駆動軸５１の回転はフランジ部５７ａの係合溝５８ａおよびフランジ部５７ｂの係合溝５８ｂを摺動するピン６０ａおよびピン６０ｂと接続部材５３とを介してカムシャフト５２に伝達される。また接続部材５３の回転中心が駆動軸５１の回転中心と一致しているときには、駆動軸５１とカムシャフト５２とは等速で連動する。制御装置７０が接続部材５３の回転中心を駆動軸５１の回転中心に対して偏心させた場合には、接続部材５３は駆動軸５１に対して不等速に回転する。その結果、接続部材５３を介して駆動軸５１に接続したカムシャフト５２も駆動軸５１に対して不等速に回転する。それにより、カムシャフト５２と駆動軸５１との間で、偏心量△に応じた位相差が与えられる。その結果、カム（カム５６ａおよびカム５６ｂ）の位相をクランクシャフトの回転に同期した駆動軸５１の位相に対して変更することができる。それにより、吸気２弁の作用角を変更することができる。また、接続部材５３の回転中心が偏心した場合でもカムシャフト５２の回転中心は駆動軸５１の回転中心に対して偏心しないことから、吸気２弁のリフト量は変更されない。したがって、吸気２弁のリフト量を変更することなく吸気２弁の作用角を変更することができる。その結果、吸気２弁のリフト量を変更することなく吸気２弁の閉弁時期を進角させることができる。

なお可変動弁機構５０として、図２（ａ）〜図２（ｄ）で説明した可変動弁機構に代えて、例えば特開平１１−０１３４３７号公報（特願平９−１７１３７１）、特開２００４−２５１１６６号公報（特願２００３−４１２７０）等に係る可変動弁機構を吸気２弁の可変動弁機構として応用したものを用いてもよい。この場合にも、吸気２弁のリフト量を変更することなく吸気２弁の作用角を変更することができる。

続いて制御装置７０の動作について説明する。制御装置７０の制御部は、内燃機関１０が低温始動時の場合には、内燃機関１０が低温始動時でない場合に比較して、吸気２弁の閉弁時期が進角するように可変動弁機構５０を制御する。さらに制御部は、吸気圧が小さくなるほど吸気２弁の閉弁時期の進角量（進角させた後の吸気２弁の閉弁時期と進角させる前の吸気２弁の閉弁時期との差）が小さくなるように可変動弁機構５０を制御する。具体的には制御部は、吸気圧が所定値以上の場合には、吸気２弁の閉弁時期の進角量を第１の値に制御し、吸気圧が所定値より小さい場合には吸気２弁の閉弁時期の進角量を第１の値よりも小さい第２の値に制御する。

図３は制御装置７０のフローチャートの一例を示す図である。制御装置７０は、図３のフローチャートを所定の周期で繰り返し実行する。なお図３に係るフローチャートの最初の実行は、内燃機関１０の始動開始とともに開始される。まず制御装置７０の制御部は、内燃機関１０が低温始動時であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。制御部によるステップＳ１０の具体的な実行手法は特に限定されるものではないが、本実施例に係る制御部は、温度センサ３３の検出結果に基づいて内燃機関１０が低温始動時であるか否かを判定する。

具体的にはステップＳ１０において、制御部は、温度センサ３３の検出結果に基づいて取得した内燃機関１０の冷却媒体の温度が所定温度より小さいか否かを判定することで、内燃機関１０が低温始動時であるか否かを判定する。所定温度をどのように設定するかは、特に限定されるものではないが、本実施例においては一例として、以下のように所定温度を設定する。

表１は所定温度の設定の一例を説明するための表である。具体的には表１は、冷却媒体の温度と内燃機関１０の潤滑油の動粘度との関係を示している。内燃機関１０が極寒冷地で使用される場合の低温始動時における冷却媒体の温度の一例として−２５℃を想定し、内燃機関１０が温帯地で使用される場合の低温始動時における冷却媒体の温度の一例として２５℃を想定した。

本実施例においては所定温度の一例として、−５℃を用いる。この値は、動粘度が極寒冷地の場合（−２５℃）の動粘度（１２００ｍｍ^２／ｓ）と温帯地の場合（２５℃）の動粘度（２００ｍｍ^２／ｓ）との中間値（７００ｍｍ^２／ｓ）よりも所定量（１００ｍｍ^２／ｓ）小さい値である６００ｍｍ^２／ｓに対応した冷却媒体の温度である。

この所定温度は記憶部が記憶しておく。ステップＳ１０において制御部は、温度センサ３３の検出結果に基づいて取得した冷却媒体の温度が所定温度（−５℃）より低いか否かを判定し、低いと判定された場合、内燃機関１０が低温始動時であると判定し、冷却媒体の温度が所定温度より低いと判定されなかった場合、内燃機関１０が低温始動時でないと判定する。

ステップＳ１０において内燃機関１０が低温始動時でないと判定された場合、制御部は、吸気２弁の閉弁時期の進角を行わない（ステップＳ２０）。この場合、一例として、吸気２弁（吸気弁１６ａおよび吸気弁１６ｂ）は共に、−５°において開弁し、１８５°において閉弁するように設定されている（「°」はクランク角である）。この場合の吸気２弁の作用角は１９０°である。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。

ステップＳ１０において内燃機関１０が低温始動時であると判定された場合、制御部は、内燃機関１０の吸気圧が所定値より小さいか否かを判定する（ステップＳ３０）。制御部によるステップＳ３０の具体的な実行手法は特に限定されるものではないが、本実施例に係る制御部は、圧力センサ３２の検出結果に基づいて内燃機関１０の吸気圧が所定値より小さいか否かを判定する。ステップＳ３０の所定値の具体的な値は、特に限定されるものではない。この所定値は、記憶部が記憶しておく。

ステップＳ３０において吸気圧が所定値より小さいと判定された場合、制御部は吸気２弁の閉弁時期の進角量が第２の値になるように可変動弁機構５０を制御する（ステップＳ４０）。具体的には制御部は、接続部材５３の回転中心が駆動軸５１の回転中心に対して偏心して吸気２弁の閉弁時期の進角量が第２の値になるようにアクチュエータ５４を制御する。

第２の値は特に限定されるものではないが、本実施例では一例として、７６°を用いる。この場合、ステップＳ４０が実行されることで、吸気２弁は−５°において開弁し、１０９°（＝１８５°−７６°）において閉弁する。その結果、吸気２弁の作用角は１１４°となる。この作用角１１４°は、ステップＳ２０の吸気２弁の作用角である１９０°の６０％の値になっている。すなわち、本実施例に係る第２の値は、ステップＳ４０が実行されることで閉弁時期が進角した後の吸気２弁の作用角が、内燃機関１０が低温始動時でない場合における吸気２弁の作用角の６０％となるように設定されたものである。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。

ステップＳ３０において吸気圧が所定値より小さいと判定されなかった場合、制御部は吸気２弁の閉弁時期の進角量が第１の値（＞第２の値）になるように可変動弁機構５０のアクチュエータ５４を制御する（ステップＳ５０）。具体的には制御部は、接続部材５３の回転中心が駆動軸５１の回転中心に対して偏心して吸気２弁の閉弁時期の進角量が第１の値になるようにアクチュエータ５４を制御する。

第１の値は特に限定されるものではないが、本実施例では一例として、９５°を用いる。この場合、ステップＳ５０が実行されることで吸気２弁は−５°において開弁し、９０°（＝１８５°−９５°）において閉弁する。その結果、吸気２弁の作用角は９５°となる。この作用角９５°は、ステップＳ２０の吸気２弁の作用角である１９０°の５０％の値になっている。すなわち、本実施例に係る第１の値は、ステップＳ５０が実行されることで閉弁時期が進角した後の吸気２弁の作用角が、内燃機関１０が低温始動時でない場合における吸気２弁の作用角の５０％となるように設定されたものである。次いで制御部はフローチャートの実行を終了する。

続いて可変動弁装置４０の作用効果を説明する。まず、前述したように本実施例に係る可変動弁装置４０に係る可変動弁機構５０は、吸気２弁のリフト量を変更することなく吸気２弁の作用角を変更可能な可変動弁機構であり、制御装置７０の制御部は、内燃機関１０が低温始動時の場合には内燃機関１０が低温始動時でない場合に比較して吸気２弁の閉弁時期が進角するように可変動弁機構５０を制御している。図４は、制御装置７０が吸気２弁の閉弁時期を進角させる前後における排気２弁および吸気２弁のバルブリフト曲線を示す図である。縦軸はリフト量を示し、横軸はクランク角を示している。曲線１００が排気２弁のバルブリフト曲線であり、曲線１０１が進角前の吸気２弁のバルブリフト曲線であり、曲線１０２が進角後の吸気２弁のバルブリフト曲線である。

曲線１０１と曲線１０２とを比較した場合、曲線１０２のリフト量の最大値は曲線１０１のリフト量の最大値と同一であり、曲線１０２に示す吸気２弁の閉弁時期は曲線１０１に示す吸気２弁の閉弁時期よりも進角している。その結果、曲線１０２に示す吸気２弁の作用角は曲線１０１に示す吸気２弁の作用角よりも減少している。

このように可変動弁装置４０によれば、内燃機関１０が低温始動時の場合には内燃機関が低温始動時でない場合に比較して、吸気２弁のリフト量が変更されることなく、吸気２弁の閉弁時期を進角させて吸気２弁の作用角を減少させることができる。それにより、内燃機関１０の低温始動時において内燃機関１０に吸入される空気量の低下を抑制しつつ吸気２弁の作用角を内燃機関１０が低温始動時でない場合に比較して減少させることができる。その結果、内燃機関１０が低温始動時の場合におけるフリクションに対抗し得るトルクを確保しつつクランキング回転数（内燃機関１０のクランクシャフトをモータ等の力で回転させたときのクランクシャフトの回転数）の低下を抑制することができる。それにより、内燃機関１０の低温始動性を向上させることができる。

また、一般に、内燃機関１０の吸気圧が小さくなるほど内燃機関１０に空気が入り難くなる傾向がある。内燃機関１０に空気が入り難くなって内燃機関１０に吸入される空気量が不足した場合、低温始動時におけるフリクションに対抗し得るトルクを確保できなくなるおそれがある。この場合、内燃機関１０の低温始動性の向上が困難になるおそれがある。これに対して可変動弁装置４０によれば、吸気圧が所定値以上の場合には吸気２弁の閉弁時期の進角量を第１の値に制御し、吸気圧が所定値より小さい場合には吸気２弁の閉弁時期の進角量を第１の値よりも小さい第２の値に制御しており、吸気圧が小さくなるほど吸気２弁の閉弁時期の進角量が小さくなるように可変動弁機構５０を制御している。これにより、吸気圧が小さくなるほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量を小さくすることができる。その結果、吸気圧の減少に応じて吸気２弁の作用角の減少量を小さくして、低温始動時における内燃機関１０に吸入される空気量を確保することができる。それにより、内燃機関１０の低温始動性を吸気圧の減少に応じて適切に向上させることができる。

（変形例１）
実施例１の図３のステップＳ３０において制御装置７０の制御部は、圧力センサ３２の検出結果に基づいて吸気圧が所定値より小さいか否かを判定したが、これに限定されるものではない。例えばステップＳ３０において制御部は、内燃機関１０の使用場所の標高が所定値よりも高いか否かを判定してもよい。この場合、内燃機関１０は、内燃機関１０の使用場所の標高を検出する標高計を備えている。標高計は、検出結果を制御装置７０の制御部に伝える。制御部は、ステップＳ３０において、標高計の検出結果に基づいて内燃機関１０の使用場所の標高が所定値よりも高いか否かを判定する。所定値をどのように定めるかは、特に限定されるものではないが、本変形例においては一例として、以下のように定める。

表２は内燃機関１０の使用場所の標高の所定値の設定手法の一例を説明するための表である。表２は、内燃機関１０の使用場所（これは内燃機関１０を搭載した車両が走行している場所でもある）の標高と大気圧との関係を示している。

標高が０ｍの場合、大気圧は９９１．４ｈＰａであり、標高が１０００ｍの場合、大気圧は８９９．０ｈＰａであり、標高が２０００ｍの場合、大気圧は８０６．６ｈＰａである。標高が１０００ｍの場合の大気圧と標高が０ｍの場合の大気圧との差を百分率で表すと、−９．３％になる。標高が２０００ｍの場合の大気圧と標高が０ｍの場合の大気圧との差を百分率で表すと、−１８．６％になる。

本変形例においてステップＳ３０の所定値として、標高が０ｍの場合に比較して大気圧が約１０％（１０％±所定の値）減少する標高を用いる。具体的には所定値として、標高が０ｍの場合に比較して大気圧が９．３％減少する標高である標高１０００ｍを用いる。この所定値は、記憶部が記憶しておく。ステップＳ３０において制御部は、標高計の検出結果に基づいて取得した標高が記憶部に記憶された所定値（１０００ｍ）より高いか否かを判定する。ステップＳ３０において内燃機関１０の使用場所の標高が所定値（１０００ｍ）よりも高いと判定された場合、制御部はステップＳ４０を実行し、ステップＳ３０において内燃機関１０の使用場所の標高が所定値よりも高いと判定されなかった場合（つまり内燃機関１０の使用場所の標高が所定値以下の場合）、制御部はステップＳ５０を実行する。

この場合、内燃機関１０の使用場所の標高が高くなるほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量が小さくなるように可変動弁機構５０が制御されることになる。ここで、内燃機関１０の使用場所の標高が高くなるほど、大気圧が小さくなる結果、吸気圧も小さくなる傾向がある。したがって、この場合においても、制御部は吸気圧が小さくなるほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量が小さくなるように可変動弁機構５０を制御していることになる。すなわち、本変形例に係る制御装置７０の制御部は、内燃機関１０の使用場所の標高が高くなるほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量が小さくなるように可変動弁機構５０を制御することで、吸気圧が小さくなるほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量を小さく制御している。本変形例に係る可変動弁装置４０によっても、内燃機関１０の低温始動性を吸気圧の減少に応じて適切に向上させることができる。

（変形例２）
内燃機関１０が、過給機（排気によって駆動されて吸気を過給する装置）を備えている場合、過給機の出力が小さいほど、吸気圧は小さくなる傾向になる。そこで、制御装置７０の制御部は、過給機の出力が小さいほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量が小さくなるように可変動弁機構５０を制御することで、吸気圧が小さくなるほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量を小さく制御してもよい。

具体的には制御部は、過給機の運転状態に応じて図３のステップＳ４０およびステップＳ５０を切り替えて実行する。より具体的には制御部は、図３のステップＳ３０において過給機の出力が所定の出力値より小さいか否かを判定する。所定の出力値の具体的値は特に限定されないが、一例として、吸気圧が実施例１に係る図３のステップＳ３０における吸気圧の所定値となる過給機の出力値、あるいは吸気圧が実施例１の変形例１に係るステップＳ３０の標高１０００ｍのときの吸気圧となる過給機の出力値等を用いることができる。ステップＳ３０において過給機の出力が所定の出力値よりも小さいと判定された場合、制御部はステップＳ４０を実行し、ステップＳ３０において過給機の出力が所定の出力値よりも小さいと判定されなかった場合（つまり過給機の出力が所定の出力値以上の場合）、制御部はステップＳ５０を実行する。

本変形例に係る可変動弁装置４０によれば、制御装置７０の制御部が過給機の出力が小さいほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量が小さくなるように可変動弁機構５０を制御することで、吸気圧が小さくなるほど低温始動時における吸気２弁の閉弁時期の進角量を小さく制御していることから、内燃機関１０の低温始動性を吸気圧の減少に応じて適切に向上させることができる。

（変形例３）
実施例１において制御装置７０の制御部は、吸気圧が小さくなるほど吸気２弁の閉弁時期の進角量が小さくなるように可変動弁機構５０を制御するにあたり、吸気圧の減少に応じて吸気２弁の閉弁時期の進角量を第１の値および第２の値の２段階に減少させているが、これに限定されるものではない。例えば制御部は、吸気圧の減少に応じて吸気２弁の閉弁時期の進角量を３段階以上に分けて減少させてもよい。

あるいは、制御部は、吸気圧の減少に応じて吸気２弁の閉弁時期の進角量を漸減させてもよい。制御部が吸気圧の減少に応じて吸気２弁の閉弁時期の進角量を漸減させるための具体的手法は、特に限定されないが、例えば以下の手法を用いることができる。まず、制御装置７０の記憶部は、吸気２弁の閉弁時期の進角量を吸気圧に関連付けて複数規定したマップを記憶しておく。

図５は、吸気２弁の閉弁時期の進角量を吸気圧に関連付けて複数規定したマップの一例を示す図である。縦軸は吸気２弁の閉弁時期の進角量を示し、横軸は吸気圧を示している。図５のマップにおいて、右肩上がりに傾斜した直線が、各吸気圧に対応した吸気２弁の閉弁時期の進角量を示す直線である。この直線において吸気２弁の閉弁時期の進角量は、吸気圧の減少に応じて漸減している。制御装置７０の制御部は、圧力センサ３２の検出結果に基づいて取得した吸気圧に対応する吸気２弁の閉弁時期の進角量を図５のマップから抽出し、吸気２弁の閉弁時期の進角量が抽出された閉弁時期の進角量になるように可変動弁機構５０を制御する。この場合、吸気圧の減少に応じて吸気２弁の閉弁時期の進角量を漸減させることができる。その結果、内燃機関１０の低温始動性を吸気圧の減少に応じて適切に向上させることができる。

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

５ 内燃機関システム
１０ 内燃機関
１６ａ，１６ｂ 吸気弁
４０ 可変動弁装置
５０ 可変動弁機構
５１ 駆動軸
５２ カムシャフト
５３ 接続部材
５６ａ，５６ｂ カム
７０ 制御装置

Claims (2)

1. 内燃機関の吸気弁のリフト量を変更することなく前記吸気弁の作用角を変更可能な可変動弁機構と、
   前記内燃機関が所定温度よりも低温の状態で始動する低温始動時の場合には、前記内燃機関が前記低温始動時でない場合に比較して、前記吸気弁の閉弁時期が進角するように前記可変動弁機構を制御する制御装置と、を備えることを特徴とする可変動弁装置。
2. 前記制御装置は、前記内燃機関に吸入される空気の圧力が小さくなるほど前記吸気弁の前記閉弁時期の進角量が小さくなるように前記可変動弁機構を制御する請求項１記載の可変動弁装置。

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