JP4400466B2 - 内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気バルブタイミングあるいは排気バルブタイミングを調節可能なバルブタイミング調節機構が複数設けられた内燃機関において始動時のバルブタイミングを調節する装置に関する。

Ｖ型内燃機関においてバンク毎にバルブタイミングを調節する装置を備えてバンク間での燃焼状態のずれに応じて、バルブタイミングを調節している技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。更に、バルブタイミングを電動機にて調節する技術が特許文献２のごとく提案されている。
特開平１０−１４１０９７号公報（第５−８頁、図１，３） 特開２００４−１５０３９７号公報（第７−１９頁、図１−２２）

特許文献１のバルブタイミング制御装置においては、始動時についてのバルブタイミング制御は直接的には記載されていないが、通常は、冷間時の始動や暖機後の始動に関わらず汎用的なバルブタイミングにて始動している。

例えば、吸気バルブタイミングについては、例えば特許文献２に示した電動機によるバルブタイミング調整装置を用いて、閉弁タイミングを通常の機関運転における閉弁タイミング領域内にて始動時用に設定した特定のバルブタイミングに設定している。このような特定の吸気バルブ閉弁タイミングを設定しているのは、内燃機関の回転抵抗とスタータ駆動力とのバランス上から内燃機関が円滑に回転でき、燃焼開始による始動が早期となる位置を考慮したためである。

しかし特許文献１のごとく２バンクに気筒群が分別されて気筒群毎にバルブタイミング調節が可能とされている場合に、一方のバンクのバルブタイミング調節が異常となる場合がある。特許文献２で言えば電動機が故障する場合がある。

この場合には、異常な方の吸気カムシャフトには電動機等によるバルブタイミング調節用の駆動力が作用しないので、クランキング時に吸気カムシャフトに生じる回転抵抗力により吸気バルブタイミングは最遅角の状態に移動してしまう。正常な方のバンクの吸気バルブタイミングについては電動機等により調節が可能であるため、前述した始動時用の特定の閉弁タイミングに調節されることになる。

しかし内燃機関全体で見ると、異常な方のバンクについては、吸気バルブの閉弁タイミングが通常の始動時よりも遅角して、一旦燃焼室内に吸入した空気の可成りの部分を再度、吸気バルブから吸気ポート側へ排出することになり、十分な空気を始動初期の燃焼に用いることができない。このために一部のバンクはいまだ正常であるにもかかわらず、内燃機関全体としては始動性が低下することになる。特に冷間時の始動のためには、暖機後の始動よりも多量の吸入空気が必要であり、始動性の低下が顕著となるおそれがある。

このような一部のバンクにおけるバルブタイミングの調節異常による始動性の低下は、排気バルブタイミングを調節する装置を備えている場合についても同じである。すなわち排気バルブタイミング調節機構では、開弁タイミングを進角側に付勢するバネなどが組み込まれている。したがって排気バルブタイミング調節機構が異常となって始動時に電動機等の駆動力が作用しないと、排気バルブタイミングはバネ等の付勢力によって過剰に進角したままであり早期に開弁する状態で始動させることになる。このため始動時初期の燃焼において、十分に燃焼室内の圧力をピストンを介してクランクシャフトに伝達することができなくなる可能性がある。したがって一部のバンクはいまだ正常であるにもかかわらず、内燃機関全体として始動性が低下する。そしてこの始動性の低下は冷間時において顕著となるおそれがある。

更にこのようなバルブタイミング調節の異常は、単一のバンクにおいて吸気バルブタイミングと排気バルブタイミングとの両者が調節可能である内燃機関にても同じである。すなわち一方のバルブタイミング調節が異常となることによる始動性の低下は、他方のバルブタイミング調節が正常であるにもかかわらず、内燃機関全体として始動性が低下し、特に冷間時において顕著となるおそれがある。

本発明は、複数のバルブタイミング調節機構の内の一部が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置は、吸気バルブタイミングあるいは排気バルブタイミングを調節可能なバルブタイミング調節機構が複数設けられた内燃機関において始動時のバルブタイミングを調節する装置であって、前記複数のバルブタイミング調節機構は、吸気バルブおよび排気バルブのそれぞれに設けられると共に、
前記バルブタイミング調節機構の異常を検出するバルブタイミング調節異常検出手段と、前記バルブタイミング調節異常検出手段により一部のバルブタイミング調節機構が異常であると検出された場合には、正常なバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御する始動時補償手段とを備え、前記始動時補償手段は、正常なバルブタイミング調節機構が吸気バルブタイミングを調節するものである場合には、前記バルブタイミング調節異常検出手段による異常検出時には、通常始動時よりも吸気バルブの閉弁タイミングを吸気行程下死点へ又は該下死点近傍に設定した始動時出力補償領域へ近づける一方、正常なバルブタイミング調節機構が排気バルブタイミングを調節するものである場合には、前記バルブタイミング調節異常検出手段による異常検出時には、通常始動時よりも排気バルブの開弁タイミングを膨張行程下死点へ又は該下死点近傍に設定した始動時出力補償領域へ近づけることを特徴とする。

一部のバルブタイミング調節機構が異常である場合には内燃機関回転抵抗とスタータ駆動力とのバランスが正常時のバランスから変化したり、あるいは始動時の初期の燃焼から得られる内燃機関の回転力と始動後に好適なバルブタイミングとのバランスが変化する。このため、早期に始動できるバルブタイミングは、正常時にて始動されることが前提の始動時用バルブタイミングから変化することになる。そしてこの変化は、バルブタイミングが通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に移動することが判明した。

したがって始動時補償手段は、異常時には、正常なバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御している。このことで、異常なバルブタイミング調節機構により生じた始動性悪化を或程度相殺することができる。

こうして、複数のバルブタイミング調節機構の内の一部が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。

通常、始動時における吸気バルブの閉弁タイミングは、内燃機関回転抵抗とスタータ駆動力とのバランスから吸気行程下死点よりも離れた位置に配置されている。このため始動時補償手段は、異常時には、正常なバルブタイミング調節機構による吸気バルブの閉弁タイミングを、吸気行程下死点へ又はこの下死点近傍に設定した始動時出力補償領域へ近づけることにより、燃焼に用いられる吸入空気量を増加させられ、燃焼による出力を上昇できる。このことにより、異常なバルブタイミング調節機構により生じた始動性悪化を或程度相殺することができる。

また、通常、始動時における排気バルブの開弁タイミングは、始動時の初期の燃焼から得られる内燃機関の回転力と始動後に好適なバルブタイミングとのバランスから膨張行程下死点よりも離れた位置に配置されている。このため始動時補償手段は、異常時には、正常なバルブタイミング調節機構による排気バルブの開弁タイミングを、膨張行程下死点へ又はこの下死点近傍に設定した始動時出力補償領域へ近づける。このことにより、燃焼開始直後にピストンに作用する圧力を十分にクランクシャフトに伝達でき、燃焼による出力を上昇できる。こうして異常なバルブタイミング調節機構により生じた始動性悪化を或程度相殺することができる。

したがって複数のバルブタイミング調節機構の内の一部が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。
請求項２に記載の内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置では、請求項１において、内燃機関の気筒を複数の気筒群に分別し、前記複数のバルブタイミング調節機構は、各気筒群に振り分けて設けられていると共に、前記始動時補償手段は、前記バルブタイミング調節異常検出手段による異常検出時には、前記バルブタイミング調節機構が正常な気筒群におけるバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御することを特徴とする。

このように内燃機関は、気筒群を複数設定して、気筒群毎にバルブタイミング調節機構を備えているものが存在する。このような内燃機関においては、始動時補償手段は、バルブタイミング調節機構が正常である方の気筒群における始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御する。このことにより、異常なバルブタイミング調節機構を備えた気筒群により生じた内燃機関の始動性悪化を或程度相殺することができる。

したがって複数の気筒群の内の一部の気筒群に属するバルブタイミング調節機構が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。
請求項３に記載の内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置では、請求項２において、内燃機関は複数バンクを設けており、該バンク毎に気筒群が分別されて、各バンクに前記複数のバルブタイミング調節機構が振り分けて設けられていることを特徴とする。

このように内燃機関が複数のバンクを備えている場合には、各バンクに複数のバルブタイミング調節機構を振り分けて設けても良い。このことにより、異常なバルブタイミング調節機構を備えたバンクにより生じた内燃機関の始動性悪化を或程度相殺することができ、複数のバンクの内の一部のバンクに属するバルブタイミング調節機構が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。
請求項４に記載の内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置では、吸気バルブタイミングあるいは排気バルブタイミングを調節可能なバルブタイミング調節機構が複数設けられた内燃機関において始動時のバルブタイミングを調節する装置であって、内燃機関の気筒を複数の気筒群に分別し、前記複数のバルブタイミング調節機構は、各気筒群に振り分けて設けられていると共に、前記バルブタイミング調節機構の異常を検出するバルブタイミング調節異常検出手段と、前記バルブタイミング調節異常検出手段により一部のバルブタイミング調節機構が異常であると検出された場合には、正常なバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御する始動時補償手段とを備え、前記始動時補償手段は、前記バルブタイミング調節異常検出手段による異常検出時には、前記バルブタイミング調節機構が正常な気筒群におけるバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを制御することを特徴とする。
一部のバルブタイミング調節機構が異常である場合には内燃機関回転抵抗とスタータ駆動力とのバランスが正常時のバランスから変化したり、あるいは始動時の初期の燃焼から得られる内燃機関の回転力と始動後に好適なバルブタイミングとのバランスが変化する。このため、早期に始動できるバルブタイミングは、正常時にて始動されることが前提の始動時用バルブタイミングから変化することになる。そしてこの変化は、バルブタイミングが通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に移動することが判明した。
したがって始動時補償手段は、異常時には、正常なバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御している。このことで、異常なバルブタイミング調節機構により生じた始動性悪化を或程度相殺することができる。
また内燃機関は、気筒群を複数設定して、気筒群毎にバルブタイミング調節機構を備えているものが存在する。このような内燃機関においては、始動時補償手段は、バルブタイミング調節機構が正常である方の気筒群における始動時のバルブタイミングを制御する。このことにより、異常なバルブタイミング調節機構を備えた気筒群により生じた内燃機関の始動性悪化を或程度相殺することができる。
したがって複数の気筒群の内の一部の気筒群に属するバルブタイミング調節機構が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。
請求項５に記載の内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置では、請求項４において、内燃機関は複数バンクを設けており、該バンク毎に気筒群が分別されて、各バンクに前記複数のバルブタイミング調節機構が振り分けて設けられていることを特徴とする。
このように内燃機関が複数のバンクを備えている場合には、各バンクに複数のバルブタイミング調節機構を振り分けて設けても良い。このことにより、異常なバルブタイミング調節機構を備えたバンクにより生じた内燃機関の始動性悪化を或程度相殺することができ、複数のバンクの内の一部のバンクに属するバルブタイミング調節機構が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。

請求項６に記載の内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置では、請求項４又は５において、内燃機関は、吸気バルブの閉弁タイミング及び排気バルブの開弁タイミングの少なくとも一方を調節できるバルブタイミング調節機構を備えた第１気筒群と、吸気バルブの閉弁タイミングを調節できるバルブタイミング調節機構を備えた第２気筒群とを備え、前記始動時補償手段は、前記バルブタイミング調節異常検出手段によって前記第１気筒群のバルブタイミング調節機構のみが異常であると検出された場合には、前記第２気筒群におけるバルブタイミング調節機構による始動時の吸気バルブの閉弁タイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御することを特徴とする。

上記第１気筒群のバルブタイミング調節機構のみが異常の場合には、上記第２気筒群の始動時の吸気バルブの閉弁タイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御することにより、第１気筒群により生じた内燃機関の始動性悪化を或程度相殺することができる。こうして、２つの気筒群の一方に属するバルブタイミング調節機構が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。

請求項７に記載の内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置では、請求項４又は５において、内燃機関は、吸気バルブの閉弁タイミング及び排気バルブの開弁タイミングの少なくとも一方を調節できるバルブタイミング調節機構を備えた第１気筒群と、排気バルブの開弁タイミングを調節できるバルブタイミング調節機構を備えた第２気筒群とを備え、前記始動時補償手段は、前記バルブタイミング調節異常検出手段によって前記第１気筒群のバルブタイミング調節機構のみが異常であると検出された場合には、前記第２気筒群におけるバルブタイミング調節機構による始動時の排気バルブの開弁タイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御することを特徴とする。

上記第１気筒群のバルブタイミング調節機構のみが異常の場合には、上記第２気筒群の始動時の排気バルブの開弁タイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御することにより、第１気筒群により生じた内燃機関の始動性悪化を或程度相殺することができる。こうして、２つの気筒群の一方に属するバルブタイミング調節機構が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。

請求項８に記載の内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置では、請求項１〜７のいずれかにおいて、前記バルブタイミング調節機構は、電動機により駆動されることを特徴とする。

バルブタイミング調節機構として、電動機により駆動されるバルブタイミング調節機構を用いた場合には、始動時に直ちに最大限の出力で駆動することが可能であることから、特にバルブタイミングの幅が広く設定されることが有る。

このような場合には異常により電動機が機能しなくなると、例えば吸気バルブの閉弁タイミングでは極めて大きな遅角状態となり、排気バルブの開弁タイミングでは極めて大きな進角状態となるおそれがある。このため、始動性の悪化が顕著になるおそれが高い。

しかし、前述したごとく始動時補償手段が、正常なバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御することにより、異常なバルブタイミング調節機構により生じた始動性悪化を、より効果的に抑制することができる。

このことにより、複数のバルブタイミング調節機構の内の一部が異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。

［実施の形態１］
図１は上述した発明が適用された車両用エンジン２及びその制御系の概略構成図である。エンジン２はＶ型６気筒のガソリンエンジンである。

シリンダブロック４の各バンク６，８に設けられたシリンダヘッド６ａ，８ａには、各３つの気筒毎に吸気ポート６ｂ，８ｂと排気ポート６ｃ，８ｃとが形成されている。吸気ポート６ｂ，８ｂは吸気バルブ１０，１２により開閉され、排気ポート６ｃ，８ｃは排気バルブ１４，１６により開閉される。尚、図１においては各バンク６，８の任意の１気筒を示している。

吸気バルブ１０，１２はシリンダヘッド６ａ，８ａ上に配置された吸気カムシャフト１０ａ，１２ａの回転に連動する吸気カム１０ｂ，１２ｂにより駆動される。排気バルブ１４，１６はシリンダヘッド６ａ，８ａ上に配置された排気カムシャフト１４ａ，１６ａの回転に連動する排気カム１４ｂ，１６ｂにより駆動される。

吸気カムシャフト１０ａ，１２ａ及び排気カムシャフト１４ａ，１６ａは、クランクシャフト２０により回転されるクランクスプロケット２０ａに連動して、クランクシャフト２０の回転数、すなわちエンジン回転数ＮＥの１／２の回転数で回転する。クランクスプロケット２０ａの回転力は破線で示すタイミングチェーン２０ｂにより各カムスプロケット１０ｃ，１２ｃ，１４ｃ，１６ｃに伝達される。ここでカムスプロケット１０ｃ，１２ｃ，１４ｃ，１６ｃは直接、カムシャフト１０ａ，１２ａ，１４ａ，１６ａに連結されているわけではなく、バルブタイミング調節機構（以下、「ＶＶＴ」と称する）１０ｄ，１２ｄ，１４ｄ，１６ｄを介して回転力をカムシャフト１０ａ〜１６ａに伝達している。

ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄは、それぞれ内蔵する電動機の回転方向により各バルブ１０〜１６におけるバルブタイミングを、各カムスプロケット１０ｃ〜１６ｃに対して進角したり遅角したりする機能を果たしている。このような電動機の制御はＥＣＵ（電子制御ユニット）２２により運転状態に応じてなされる。

このようなＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄは、例えば前記特許文献２に示した装置を用いることができる。左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄの概略を図２の分解斜視図に示す。尚、右バンク８については吸気バルブ１２のＶＶＴ１２ｄと排気バルブ１６のＶＶＴ１６ｄとの配置が左右で入れ替わっているのみで、基本的な構成は以下に説明する構成と同じである。

図２に示すごとく、吸気バルブ１０のＶＶＴ１０ｄは、第１係合板６２、第２係合板６４、制御板６６、電動機としての電動モータ６８及び３本の制御ピン７０から構成されている。第１係合板６２はカムスプロケット１０ｃに固定されてカムスプロケット１０ｃと一体に回転する。第２係合板６４はカムシャフト１０ａに固定されてカムシャフト１０ａと一体に回転する。電動モータ６８はシリンダヘッド６ａ側に固定されて制御板６６に回転トルクを与える。

第１係合板６２と第２係合板６４とにはそれぞれ３つの螺旋状長孔６２ａ，６４ａが形成されている。ただし第１係合板６２の螺旋状長孔６２ａはカムシャフト１０ａの回転方向にて次第に軸から離れる形状であり、第２係合板６４の螺旋状長孔６４ａは逆に次第に軸に近づく形状である。制御板６６には３つの螺旋状長孔６６ａが、カムシャフト１０ａの回転方向にて次第に軸から離れる形状に形成されている。ただしこの螺旋状長孔６６ａは第１係合板６２の螺旋状長孔６２ａに比較して緩い傾斜で形成されている。

そして各螺旋状長孔６２ａ，６４ａ，６６ａを軸方向に制御ピン７０が貫通している。電動モータ６８はＥＣＵ２２により制御され、出力軸６８ａから制御板６６に与える回転トルクを調節している。電動モータ６８に対して駆動電流が与えられていない時には、カムスプロケット１０ｃが回転すると、カムシャフト１０ａに生じる回転抵抗力により、第２係合板６４は第１係合板６２に対して遅角し、同時に３本の制御ピン７０は集合するように軸側に移動する。このことにより、最終的に吸気バルブ１０のバルブタイミングは最遅角状態となる。尚、電動モータ６８に対して駆動電流が与えられていない時に吸気バルブ１０のバルブタイミングが確実に最遅角状態となるように、第１係合板６２と第２係合板６４との間に、第１係合板６２に対して第２係合板６４を遅角側に付勢するバネを設けても良い。

吸気バルブ１０のバルブタイミングを一定に維持するためには、電動モータ６８により、カムシャフト１０ａの回転方向とは逆方向（遅角方向）への保持回転トルクを、制御板６６に対して与える。このことにより３本の制御ピン７０が軸側にも外側にも移動しなくなり、吸気バルブ１０のバルブタイミングを固定できる。

ＥＣＵ２２が電動モータ６８を制御して、前記保持回転トルクを弱めたり、あるいは制御板６６にカムシャフト１０ａの回転方向とは同方向（進角方向）への回転トルクを与えると、制御板６６に進角方向への回転が生じる。このことにより螺旋状長孔６６ａに誘導されて制御ピン７０が軸側へ集合するように移動し、相対的に第２係合板６４は第１係合板６２に対して遅角側に回転位相が移動する。したがってカムスプロケット１０ｃに対してカムシャフト１０ａは遅角するので、吸気カム１０ｂによる吸気バルブ１０のバルブタイミングは遅角側に調節されることになる。

逆に、制御板６６に遅角方向へ或程度以上の回転トルクを与えると、制御板６６の遅角方向への回転に伴って螺旋状長孔６６ａに誘導されて制御ピン７０が外側へ分散するように移動する。このことにより相対的に第２係合板６４は第１係合板６２に対して進角側に回転位相が移動する。したがってカムスプロケット１０ｃに対してカムシャフト１０ａは進角するので、吸気カム１０ｂによる吸気バルブ１０のバルブタイミングは進角側に調節されることになる。

このような構成及び機能は、右バンク８における吸気バルブ１２のＶＶＴ１２ｄも同様である。このことによりＥＣＵ２２は吸気バルブ１０，１２のバルブタイミングを進角したり遅角したりすることができる。

排気バルブ１４のＶＶＴ１４ｄは、第１係合板７２、第２係合板７４、制御板７６、電動モータ７８、制御ピン８０及び付勢バネ８２から構成されている。第１係合板７２、第２係合板７４、制御板７６、電動モータ７８及び制御ピン８０については、吸気バルブ１０，１２側のＶＶＴ１０ｄ，１２ｄと同じである。

ただし排気バルブ１４のＶＶＴ１４ｄは第１係合板７２と第２係合板７４との間に付勢バネ８２を備えている。この付勢バネ８２は第１係合板７２に対して常に第２係合板７４を進角側に付勢するものである。したがって電動モータ７８に対して駆動電流が与えられていないときには、付勢バネ８２の付勢力により第２係合板７４は第１係合板７２に対して進角し、最終的に排気バルブ１４のバルブタイミングは最進角状態となる。排気バルブ１４のバルブタイミングを一定に維持する時には電動モータ７８は或程度の保持回転トルクを制御板７６に対して進角方向に与える。このような構成及び機能は、右バンク８における排気バルブ１６のＶＶＴ１６ｄも同様である。このことによりＥＣＵ２２はそれぞれの電動モータ７８を制御して、排気バルブ１４，１６のバルブタイミングを進角したり遅角したりすることができる。

前述したごとく吸気バルブ１０，１２のバルブタイミングが調節される吸気ポート６ｂ，８ｂは、図１に示したごとくサージタンク２４にて集合し、このサージタンク２４へは吸気通路２６を介してエアクリーナ側から空気が供給される。この吸気通路２６内には吸気温ＴＨＡを検出する吸気温センサ２８、吸入空気量ＧＡを検出する吸入空気量センサ３０が設けられている。更に各気筒に対する吸入空気量を調節するスロットルバルブ３２が設けられ、このスロットルバルブ３２にはスロットル開度ＴＡを検出するスロットル開度センサ３４が設けられ、更にスロットルバルブ３２を駆動する電動モータ３６が設けられている。

前述したごとく排気バルブ１４，１６のバルブタイミングが調節される排気ポート６ｃ，８ｃは、排気マニホールドに集合した後、排気浄化触媒及びマフラー等が配置されている排気管に接続されている。

ＥＣＵ２２は、前述した吸気温センサ２８、吸入空気量センサ３０、スロットル開度センサ３４以外にも各種センサやスイッチ類から信号を受けている。すなわち、クランクシャフト２０に設けた回転数センサ３８、各カムシャフト１０ａ〜１６ａの回転位相を検出するカム角センサ１０ｅ，１２ｅ，１４ｅ，１６ｅ、アクセル開度センサ４０、スタータスイッチ４２、エンジン冷却水温ＴＨＷを検出する冷却水温センサ４３等から信号を受けている。

そしてこれらの信号や各種演算により求めた制御量に基づいて、各種装置を駆動制御している。すなわち、スロットルバルブ３２による吸入空気量、燃料噴射弁４４，４６からの燃料噴射量及び噴射時期、点火プラグ４８，５０による点火時期、ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄによるバルブタイミング、スタータモータ５２によるエンジン２の始動などの制御がなされる。

次にＥＣＵ２２により実行される処理の内で、始動時の各バルブ１０〜１６のバルブタイミングを調節する始動時バルブタイミング制御処理を図３のフローチャートに示す。本処理はスタータスイッチ４２がスタート位置となった場合に開始され、正常なＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの調節完了まで、短時間周期で繰り返し実行される。

本処理が開始されると、まずＥＣＵ２２はＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄについて始動時に調節すべきバルブタイミングへの調節が未完了か否かを判定する（Ｓ１０２）。初期においては未完了であるので（Ｓ１０２で「ｙｅｓ」）、次に左バンク６及び右バンク８のＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが共に正常か否かが判定される（Ｓ１０４）。初期においては異常との検出がなされていないので、ここでは正常と判定される（Ｓ１０４で「ｙｅｓ」）。

次に、ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄに対して各バルブ１０〜１６を通常始動時用のバルブタイミングとする調節が実行される（Ｓ１０６）。すなわちカム角センサ１０ｅ，１２ｅと回転数センサ３８の検出値とに基づいて図４の(Ａ)に実線にて示すごとく吸気バルブ１０，１２のバルブタイミングが設定される。更にカム角センサ１４ｅ，１６ｅと回転数センサ３８の検出値とに基づいて図４の(Ｂ)に実線にて示すごとく排気バルブ１４，１６のバルブタイミングが設定される（Ｓ１０６）。すなわち吸気バルブタイミングは吸気行程ＢＤＣ（下死点）からの閉弁タイミングが遅角値θｉｓ分の遅角となるように設定される。この遅角値θｉｓは、スタータモータ５２の出力と燃焼室内の圧縮圧力との関係からスタータモータ５２にてクランクシャフト２０を回転させることにより、円滑にエンジン２が始動し、かつ始動直後の燃焼にて安定したエンジン回転となるように実験等により設定したものである。

排気バルブタイミングは膨張行程ＢＤＣからの開弁タイミングが進角値θｅｓ分の進角となるように設定される。この進角値θｅｓは始動時の初期の燃焼から得られるエンジン２の回転力と始動後にバルブオーバーラップ等を考慮した好適なバルブタイミングとのバランスの観点から実験等により設定したものである。

これらの通常始動時用のバルブタイミングは汎用的な始動時バルブタイミングとして予め決定されてＥＣＵ２２内のＲＯＭに記憶されている。
このようにして図４に実線にて示した通常時のバルブタイミングとなるようにＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄに設けられているそれぞれの電動モータ６８，７８の駆動を開始し、一旦、本処理を終了する。

このような４つの電動モータ６８，７８に対する駆動制御が開始されると、ＥＣＵ２２は電動モータ６８，７８への駆動電圧や駆動電流の値から電動モータ６８，７８の異常を検出できる。

次の制御周期において未だバルブタイミング調節は完了していないとすると（Ｓ１０２で「ｙｅｓ」）、次に左右バンク６，８のＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが共に正常か否かが判定される（Ｓ１０４）。いずれの電動モータ６８，７８においても、正常時の駆動電圧や駆動電流から乖離していない場合には左右バンク６，８のＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが共に正常であるとして（Ｓ１０４で「ｙｅｓ」）、更に前述した通常始動時用ＶＶＴ制御（Ｓ１０６）を継続する。

そして図４に実線にて示したバルブタイミングが達成されれば、調節完了であるので（Ｓ１０２で「ｎｏ」）、本処理の周期的実行を停止する処理を実行して（Ｓ１１６）、本処理を終了する。こうして始動時バルブタイミング制御処理は終了し、始動後の制御に移る。

始動時バルブタイミング制御処理の周期的な実行中に、４つの電動モータ６８，７８の内のいずれかにおいて、正常時の駆動電圧や駆動電流から乖離した場合には左右バンク６，８のＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが共に正常であるとは言えない（Ｓ１０４で「ｎｏ」）と判定される。したがって次に左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄは正常か否かが判定される（Ｓ１０８）。すなわち右バンク８のＶＶＴ１２ｄ，１６ｄのいずれか一方又は両方のみが異常か否かが判定されることになる。

左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄが正常であれば（Ｓ１０８で「ｙｅｓ」）、左バンク６の吸気バルブ１０用ＶＶＴ１０ｄの電動モータ６８を駆動して、前記図４の(Ａ)に一点鎖線にて示した補償時用のバルブタイミングに変更する。すなわち、吸気バルブ１０の閉弁タイミングを、遅角値θｉｓ分、遅角している状態から、吸気行程ＢＤＣに近づける制御、この場合は進角する制御を実行する（Ｓ１１０）。

例えば右バンク８の吸気バルブ用ＶＶＴ１２ｄが異常である場合には、図２に示した制御板６６に電動モータ６８から回転トルクが伝達されず、クランキング時にはカムシャフト１２ａの回転抵抗により、図４の(Ａ)に破線（異常時）で示すごとく吸気バルブ１２のバルブタイミングは最遅角状態となる。このように吸気バルブ１２の閉弁タイミングが最遅角状態となると、吸気バルブ１２を介して燃焼室内に流入した吸入空気が再度吸気ポート８ｂ側へ大量に戻るようになる。このことにより燃焼に用いられるべき吸入空気量が大きく低下して始動が困難となる。

このように片方の右バンク８においてＶＶＴ１２ｄの異常に起因して始動が困難となった状況では、正常な方の左バンク６を通常時用の吸気バルブタイミングとするよりも、吸気バルブ１０の閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づけた方で始動性が向上する。すなわち異常側の右バンク８で上述したごとく吸入される吸入空気量が低下するため、圧縮圧力による回転抵抗も低くなる。したがって正常な左バンク６の方の吸気バルブ１０の閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づけて、吸入空気量を増加させることで圧縮抵抗が増加したとしても、エンジン２全体としては圧縮抵抗増加は相殺される。したがって正常な方の吸気バルブ１０の閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づけた分、左バンク６の吸入空気量は増加し、燃焼による出力が上昇して、右バンク８のＶＶＴ１２ｄ異常に起因する始動性悪化を抑制することができる。

例えば右バンク８の排気バルブ用ＶＶＴ１６ｄが異常である場合には、図２に示した制御板７６に電動モータ７８から回転トルクが伝達されず、クランキング時には付勢バネ８２の付勢力により、図４の(Ｂ)に破線（異常時）で示すごとく排気バルブ１６のバルブタイミングは最進角状態となる。このように排気バルブ１６の開弁タイミングが最進角状態となると、燃焼開始直後においてピストン８ｄが十分に燃焼室内の燃焼圧力を受けることができず安定した始動が困難となる。

このように片方の右バンク８においてＶＶＴ１６ｄの異常に起因して始動が困難となった状況であっても、上述したごとく正常な方の左バンク６について吸気バルブ１０の閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づけたことで正常な方の左バンク６にて燃焼による出力が上昇する。このことでエンジン２全体としては燃焼開始直後での回転安定性を増加させることができ、始動性悪化を抑制できる。

このように正常な方の吸気バルブ１０の閉弁タイミングを、遅角値θｉｓの状態から吸気行程ＢＤＣに近づける制御（Ｓ１１０）を繰り返した後に、バルブタイミング調節が完了すれば（Ｓ１０２で「ｎｏ」）、停止処理を実行して（Ｓ１１６）、始動時バルブタイミング制御処理（図３）を終了する。

左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄのいずれか一方又は両方が異常で（Ｓ１０８で「ｎｏ」）、右バンク８のＶＶＴ１２ｄ，１６ｄが正常である場合（Ｓ１１２で「ｙｅｓ」）を考える。この場合は上述とは逆に、右バンク８の吸気バルブ１２用ＶＶＴ１２ｄの電動モータ６８を駆動して、前記図４の(Ａ)に一点鎖線で示した補償時用バルブタイミングに変更する。すなわち、吸気バルブ１２の閉弁タイミングを、遅角値θｉｓの状態から吸気行程ＢＤＣに近づける制御、この場合は進角する制御を実行する（Ｓ１１４）。このことにより前述したメカニズムにより、始動性の悪化を抑制することができる。

左右バンク６，８が共に異常となった場合には（Ｓ１１２で「ｎｏ」）、この場合には、停止処理（Ｓ１１６）後に本処理を終了する。
尚、左右バンク６，８のＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄのいずれかに異常が生じた場合には（Ｓ１０４で「ｙｅｓ」）、ＥＣＵ２２は、別途実行される処理にて、ダッシュボードなどに備えられている警報ランプを点灯させるなどの警報出力をする。

上述した処理において行われる制御の一例を、図５に正常時のタイミングチャート、図６に右バンク８の吸気バルブ用ＶＶＴ異常時のタイミングチャート、図７に右バンク８の排気バルブ用ＶＶＴ異常時のタイミングチャートに示す。図５においてはスタータスイッチ４２が「ＯＮ」（スタータＯＮ）となって（ｔ１）、直ちに全バルブタイミングは通常始動時のバルブタイミングに移動している。図６及び図７においては、正常な方の左バンク６の吸気バルブ閉弁タイミングを、スタータＯＮとなった（ｔ２，ｔ３）直後に吸気行程ＢＤＣに近づけることにより、始動性悪化が抑制されている。

上述した構成において、請求項との関係は、ＥＣＵ２２がバルブタイミング調節異常検出手段と始動時補償手段とに相当する。そして電動モータ６８，７８の駆動電圧や駆動電流に基づいて実行されるＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの異常判定処理がバルブタイミング調節異常検出手段としての処理に相当し、始動時バルブタイミング制御処理（図３）のステップＳ１０８〜Ｓ１１４が始動時補償手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．始動時に、左右バンク６，８のいずれかのみのＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが異常の場合、正常なバンクの吸気バルブ閉弁タイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御、すなわち吸気行程ＢＤＣに近づくように制御している（Ｓ１１０，Ｓ１１４）。このことにより、前述したごとくバンク６，８の内で異常な方により生じたエンジン２の始動性悪化を或程度相殺することができる。こうして、２つのバンク６，８の一方に属するＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。

（ロ）．ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄは、電動機、ここでは電動モータ６８，７８により駆動されている。このため始動時に直ちに最大限の出力で駆動できることから、特に調節できるバルブタイミングの幅が広く設定されている。

このような広い調節幅では、異常により電動モータ６８，７８が機能しなくなると、吸気バルブ１０，１２の閉弁タイミングは極めて大きい遅角状態となり、排気バルブ１４，１６の開弁タイミングは極めて大きい進角状態となる。このため、始動性の悪化が顕著になるおそれが高くなる。

しかし、前述したごとく始動時バルブタイミング制御処理（図３）が実行されることにより、異常なＶＶＴにより生じた始動性悪化を或程度相殺することができる。したがって異常に対応した始動性悪化を、より効果的に抑制することができる。

［実施の形態２］
本実施の形態では、前記図３の代わりに図８に示す始動時バルブタイミング制御処理が実行される点が前記実施の形態１と異なる。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１，２を参照して説明する。更に図８の始動時バルブタイミング制御処理においては、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８，Ｓ２１２，Ｓ２１６は、図３のステップＳ１０２〜Ｓ１０８，Ｓ１１２，Ｓ１１６と同じである。

異なるのは次の２つの処理（Ｓ２１０，Ｓ２１４）である。すなわち右バンク８のＶＶＴ１２ｄ，１６ｄの少なくとも一方が異常で、左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄが共に正常である時に（Ｓ２０８で「ｙｅｓ」）、左バンク６の排気バルブ用ＶＶＴ１４ｄを駆動して、排気バルブ１４の開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける処理を行う（Ｓ２１０）。そして左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄの少なくとも一方が異常で、右バンク８のＶＶＴ１２ｄ，１６ｄが共に正常である時に（Ｓ２１２で「ｙｅｓ」）、右バンク８の排気バルブ用ＶＶＴ１６ｄを駆動して、排気バルブ１６の開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける処理を行う（Ｓ２１４）。

このように排気バルブ１４，１６のいずれかを開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づけるためには、排気バルブ１４，１６用ＶＶＴ１４ｄ，１６ｄのいずれかの電動モータ７８を駆動して、前記図４の(Ｂ)に示したバルブタイミングを変更する。すなわち、排気バルブ開弁タイミングを、進角値θｅｓの状態から膨張行程ＢＤＣに近づける制御、この場合は遅角させる制御を実行する（Ｓ２１０，Ｓ２１４）。

前記実施の形態１にて述べたごとく、左右バンク６，８の内のいずれか一方のバンクのＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが異常である時には、異常に対応してエンジン２の始動性が低下する。しかし正常な方のバンク、例えば左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄは正常であるとすると、この左バンク６の排気バルブ１４用ＶＶＴ１４ｄにより排気バルブ１４の開弁タイミングを進角値θｅｓの状態から膨張行程ＢＤＣに近づける制御を実行する。このことにより、燃焼開始直後において左バンク６のピストン６ｄが、より長期間に渡って燃焼室内の燃焼圧力を受けられるようになる。このため左バンク６では、最初の燃焼において、通常よりも強い回転力をクランクシャフト２０に与えることができる。このためエンジン２全体として始動性の悪化を抑制することができる。

逆に、右バンク８のＶＶＴ１２ｄ，１６ｄの方が正常であれば、右バンク８の排気バルブ１６用ＶＶＴ１６ｄにより排気バルブ１６の開弁タイミングを進角値θｅｓの状態から膨張行程ＢＤＣに近づける制御を実行することにより、同様にエンジン２全体として始動性の悪化を抑制することができる。

上述した処理において行われる制御の一例を、図９に右バンク８の吸気バルブ用ＶＶＴ異常時のタイミングチャート、図１０に右バンク８の排気バルブ用ＶＶＴ異常時のタイミングチャートに示す。正常時のタイミングチャートは前記実施の形態１の図５に示したごとくである。図９及び図１０においては、正常な方の左バンク６の排気バルブ開弁タイミングを、スタータＯＮとなった（ｔ１２，ｔ１３）直後に膨張行程ＢＤＣに近づけることにより、始動性悪化が抑制されている。

上述した構成において、請求項との関係は、始動時バルブタイミング制御処理（図８）のステップＳ２０８〜Ｓ２１４が始動時補償手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態２によれば、以下の効果が得られる。

（イ）．左右バンク６，８のいずれかのみのＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが異常の場合、正常なバンクの始動時における排気バルブ開弁タイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御、すなわち膨張行程ＢＤＣに近づくように制御している（Ｓ２１０，Ｓ２１４）。このことにより、前述したごとく異常な方のバンクにより生じたエンジン２の始動性悪化を或程度相殺することができる。こうして、２つのバンク６，８の一方に属するＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが異常であっても異常に対応した始動性の低下を引き起こさないようにすることができる。

（ロ）．前記実施の形態１の（ロ）の効果を生じる。
［実施の形態３］
本実施の形態では、前記図３の代わりに図１１に示す始動時バルブタイミング制御処理が実行される点が前記実施の形態１と異なる。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１，２を参照して説明する。

図１１の始動時バルブタイミング制御処理においてステップＳ３０２〜Ｓ３０８，Ｓ３１２，Ｓ３１６は図３のステップＳ１０２〜Ｓ１０８，Ｓ１１２，Ｓ１１６と同じである。

異なるのは次の２つの処理（Ｓ３１０，Ｓ３１４）である。すなわち右バンク８のＶＶＴ１２ｄ，１６ｄの一方又は両方が異常で左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄが共に正常である時には（Ｓ３０８で「ｙｅｓ」）、ステップＳ３１０にて、左バンク６の吸気バルブ１０用ＶＶＴ１０ｄを駆動して通常始動時の吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づける。更にステップＳ３１０では左バンク６の排気バルブ１４用ＶＶＴ１４ｄを駆動して通常始動時の排気バルブ開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける処理も行う。

左バンク６のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄの一方又は両方が異常で右バンク８のＶＶＴ１２ｄ，１６ｄが共に正常である時には（Ｓ３１２で「ｙｅｓ」）、ステップＳ３１４にて、右バンク８の吸気バルブ１２用ＶＶＴ１２ｄを駆動して、通常始動時の吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づける。更にステップＳ３１４では右バンク８の排気バルブ１６用ＶＶＴ１６ｄを駆動して通常始動時の排気バルブ開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける処理を行う。

このように始動性悪化を抑制するための処理として、吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づける処理と、排気バルブ開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける処理との両方を実行する。

上述した処理において行われる制御の一例を、図１２に右バンク８の吸気バルブ用ＶＶＴ異常時のタイミングチャート、図１３に右バンク８の排気バルブ用ＶＶＴ異常時のタイミングチャートに示す。正常時のタイミングチャートは前記実施の形態１の図５に示したごとくである。図１２及び図１３においては、スタータＯＮとなった（ｔ２２，ｔ２３）直後に、正常な方の左バンク６の吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づけ、排気バルブ開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づけることにより、始動性悪化が抑制されている。

上述した構成において、請求項との関係は、始動時バルブタイミング制御処理（図１１）のステップＳ３０８〜Ｓ３１４が始動時補償手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。

（イ）．前記実施の形態１及び前記実施の形態２の効果を生じることにより、より効果的にエンジンの始動性悪化を抑制できる。
［実施の形態４］
本実施の形態では、前記図３の代わりに図１４に示す始動時バルブタイミング制御処理が実行される点が前記実施の形態１と異なる。他の構成は前記実施の形態１と同じであるので、図１，２を参照して説明する。

まずＥＣＵ２２は、ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄについて始動時に調節すべきバルブタイミングへの調節が未完了か否かを判定する（Ｓ４０２）。初期においては未完了であるので（Ｓ４０２で「ｙｅｓ」）、次に左右バンク６，８のＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが全て正常か否かが判定される（Ｓ４０４）。初期においては異常との検出がなされていないので、ここではＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄは全て正常と判定される（Ｓ４０４で「ｙｅｓ」）。そして次に、ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄを通常始動時用のバルブタイミングとなるように調節が実行される（Ｓ４０６）。このステップＳ４０６の処理は前記図３のステップＳ１０６の処理と同じであり、図４の(Ａ)及び(Ｂ)に実線にて示したごとく吸気バルブタイミングと排気バルブタイミングとが調節される。そして、一旦、本処理を終了する。

再度、本処理が開始されて、未だ調節は完了していないとすると（Ｓ４０２で「ｙｅｓ」）、次に左右バンク６，８のＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが全て正常か否かが判定される（Ｓ４０４）。いずれの電動モータ６８，７８においても、正常時の駆動電圧や駆動電流から乖離していない場合には左右バンク６，８のＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄは全て正常であるので（Ｓ４０４で「ｙｅｓ」）、更に前述した通常始動時用ＶＶＴ制御（Ｓ４０６）を継続する。

そして図４に示したバルブタイミングが達成されれば、調節完了であるので（Ｓ４０２で「ｎｏ」）、本処理の周期的実行を停止する処理を実行して（Ｓ４１６）、本処理を終了する。こうして始動時バルブタイミング制御処理は終了し、始動後の制御に移る。

このようにＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄが全て正常であれば、前記図３における正常時での処理と同じ処理が行われる。
始動時バルブタイミング制御処理の周期的な実行中に、４つの電動モータ６８，７８のいずれかにおいて、正常時の駆動電圧や駆動電流から乖離した状態となった場合にはＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの全てが正常とは言えず、ステップＳ４０４で「ｎｏ」と判定される。

そしてＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの内で、１つでも正常なものが存在するか否かが判定される（Ｓ４０８）。ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの全てが異常であれば（Ｓ４０８で「ｎｏ」）、ステップＳ４１６の処理が実行されて本処理を終了する。

ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの内で１つでも正常なものが存在した場合（Ｓ４０８で「ｙｅｓ」）、ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの内で正常なものが吸気バルブ用であればその吸気バルブの閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づける処理を行う（Ｓ４１０）。更にＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの内で正常なものが排気バルブ用であればその排気バルブの開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける処理を行う（Ｓ４１４）。

例えば図１５のタイミングチャートに、左バンク６の吸気バルブ１０用ＶＶＴ１０ｄ、排気バルブ１４用ＶＶＴ１４ｄ、及び右バンク８の排気バルブ１６用ＶＶＴ１６ｄが正常で、右バンク８の吸気バルブ１２用ＶＶＴ１２ｄが異常であった場合を示す。この場合には左バンク６の吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づける処理を行い（Ｓ４１０）、左右バンク６，８のそれぞれの排気バルブ開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける処理を行う（Ｓ４１４）。

図１６は左バンク６の吸気バルブ１０用ＶＶＴ１０ｄ、排気バルブ１４用ＶＶＴ１４ｄ、及び右バンク８の吸気バルブ１２用ＶＶＴ１２ｄが正常で、右バンク８の排気バルブ１６用ＶＶＴ１６ｄが異常であった場合を示す。この場合には、左右バンク６，８のそれぞれの吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づけ（Ｓ４１０）、左バンク６の排気バルブ開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける（Ｓ４１４）。

図１７は左バンク６の吸気バルブ１０用ＶＶＴ１０ｄ及び右バンク８の排気バルブ１６用ＶＶＴ１６ｄが正常で、左バンク６の排気バルブ１４用ＶＶＴ１４ｄ及び右バンク８の吸気バルブ１２用ＶＶＴ１２ｄが異常であった場合を示している。この場合には左バンク６の吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づけ（Ｓ４１０）、右バンク８の排気バルブ開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける（Ｓ４１４）。

図１８は右バンク８の吸気バルブ１２用ＶＶＴ１２ｄのみが正常で、他のＶＶＴ１０ｄ，１４ｄ，１６ｄが異常であった場合を示している。この場合には右バンク８の吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づける処理を行う（Ｓ４１０）がステップＳ４１４の処理は実質的に行われない。

このようにＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄのいずれかが異常である場合には、ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの内で正常であるものは全て、始動性悪化を抑制する処理が行われる。ＶＶＴ１０ｄ〜１６ｄの全てが正常である場合のタイミングチャートは前記実施の形態１の図５と同じである。

上述した構成において、請求項との関係は、始動時バルブタイミング制御処理（図１４）のステップＳ４０８〜Ｓ４１４が始動時補償手段としての処理に相当する。
以上説明した本実施の形態４によれば、以下の効果が得られる。

（イ）．前記実施の形態３の効果を生じると共に、同一のバンク６，８においても一方のＶＶＴが異常でも、他方のＶＶＴが正常であれば、正常な方のＶＶＴを駆動して始動性悪化を抑制しているので、より広い範囲で始動性悪化を抑制できる。

［実施の形態５］
本実施の形態は、図１９に示すごとくバンクが１つのエンジン５０２の例である。このエンジン５０２では全気筒に共通の吸気カムシャフト５１０ａ及び排気カムシャフト５１４ａが設けられている。吸気カムシャフト５１０ａには前記実施の形態１の図２に示した吸気バルブ用ＶＶＴ１０ｄと同一構成の吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄが設けられている。したがって全気筒の吸気バルブ５１０のバルブタイミングが吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄにより一律に調節される。

排気カムシャフト５１４ａには同じく図２に示した排気バルブ用ＶＶＴ１４ｄと同一構成の排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄが設けられている。したがって全気筒の排気バルブ５１４のバルブタイミングが排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄにより一律に調節される。

このような構成のエンジン５０２においてＥＣＵ５２２が実行する始動時バルブタイミング制御処理を図２０のフローチャートに示す。本処理においてステップＳ５０２〜Ｓ５０６，Ｓ５１６は前記実施の形態４の図１４にて説明したステップＳ４０２〜Ｓ４０６，Ｓ４１６と同じである。

前記図１４と異なる点は、吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄと排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄとの一方が異常である場合の処理である。吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄが正常であり、排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄが異常である場合には（Ｓ５０８で「ｙｅｓ」）、吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄにより吸気バルブ閉弁タイミングを吸気行程ＢＤＣに近づける処理が行われる（Ｓ５１０）。吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄが異常であり、排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄが正常である場合には（Ｓ５１２で「ｙｅｓ」）、排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄにより排気バルブ開弁タイミングを膨張行程ＢＤＣに近づける処理が行われる（Ｓ５１４）。

図２１のタイミングチャートに、始動時に吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄが正常で排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄが異常な状態である場合を、図２２のタイミングチャートに、始動時に吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄが異常で排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄが正常な状態である場合を示す。

上述した構成において、請求項との関係は、ＥＣＵ５２２がバルブタイミング調節異常検出手段と始動時補償手段とに相当する。そして電動モータの駆動電圧や駆動電流に基づいて実行されるＶＶＴ５１０ｄ，５１４ｄの異常判定処理がバルブタイミング調節異常検出手段としての処理に相当し、始動時バルブタイミング制御処理（図２０）のステップＳ５０８〜Ｓ５１４が始動時補償手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態５によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．吸気バルブ用ＶＶＴ５１０ｄと排気バルブ用ＶＶＴ５１４ｄとが全気筒共通のエンジン５０２においても、ＶＶＴ５１０ｄ，５１４ｄの一方のみが異常な場合には、他方にて始動性悪化を抑制できる。このことにより前記実施の形態１の効果を生じさせることができる。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記各実施の形態では、正常なＶＶＴによる吸気バルブ閉弁タイミングあるいは排気バルブ開弁タイミングを各ＢＤＣに近づけるようにしていた。この近づける程度は各ＢＤＣに完全に一致するように近づけても良く、或る幅で近づけても良い。

（ｂ）．前記各実施の形態では吸気バルブ閉弁タイミングあるいは排気バルブ開弁タイミングを近づける基準は各ＢＤＣであったが、各ＢＤＣの近傍にそれぞれ始動時出力補償領域を設けて、この領域に近づけるようにしても良い。そして始動性悪化抑制時には、この各始動時出力補償領域内に、吸気バルブ閉弁タイミングあるいは排気バルブ開弁タイミングが入るように制御する。

（ｃ）．図２に示したＶＶＴの構成は一例であり、始動時に電動モータや他の電動機、あるいは他の駆動源を用いてバルブタイミングを変更できるＶＶＴであれば本発明を適用できる。

例えば、進角油圧室と遅角油圧室を各カムシャフトの軸周りに設けて、油圧にてバルブタイミングを調節するＶＶＴについても、油圧を蓄圧したり、エンジン始動前に予め電動機にて油圧を発生させたりしておくことにより、本発明を適用することができる。

（ｄ）．前記実施の形態１〜４において、エンジンのＶ角は６０°であったが、４５°や９０°でも良く、あるいは水平対向型エンジンでも良い。
（ｅ）．前記実施の形態１〜４においては、吸気バルブと排気バルブとに共にＶＶＴが設けられていたが、左右バンクの吸気バルブのみ、あるいは排気バルブのみに設けられていても良い。このようにバルブの種類が１つでも独立に調節できるＶＶＴが２つ以上設けられていれば、異常なＶＶＴによる始動性の悪化を、正常な方のＶＶＴを各実施の形態にて示したごとく調節することにより、始動性の悪化を抑制できる。

前記実施の形態５のごとくバンクが１つでも、気筒が複数の気筒群に分別されて、吸気バルブあるいは排気バルブのいずれかにおいて複数のＶＶＴが設けられていれば、異常なＶＶＴによる始動性の悪化を正常な方のＶＶＴを各実施の形態にて示したごとく調節することにより始動性の悪化を抑制できる。

（ｆ）．前記各実施の形態の構成では、各バルブタイミングは、開弁期間全体を進角したり遅角したりしていたが、調節すべき方のタイミング、すなわち吸気バルブでは閉弁タイミングのみ、排気バルブでは開弁タイミングのみを調節するようにしても良い。このような調節は、前記各実施の形態のＶＶＴに、更にバルブリフト量を調節する機構を加えることで可能となる。

実施の形態１のエンジン及びその制御系の概略構成図。 実施の形態１のＶＶＴの構成説明図。 実施の形態１のＥＣＵにより実行される始動時バルブタイミング制御処理のフローチャート。 吸気バルブと排気バルブとのバルブタイミングを説明するグラフ。 実施の形態１の正常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 同じく異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 同じく異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態２の始動時バルブタイミング制御処理のフローチャート。 実施の形態２の異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 同じく異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態３の始動時バルブタイミング制御処理のフローチャート。 実施の形態３の異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 同じく異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態４の始動時バルブタイミング制御処理のフローチャート。 実施の形態４の異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 同じく異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 同じく異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 同じく異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 実施の形態５のエンジン及びその制御系の概略構成図。 実施の形態５の始動時バルブタイミング制御処理のフローチャート。 実施の形態５の異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。 同じく異常時における制御の一例を示すタイミングチャート。

符号の説明

２…エンジン、４…シリンダブロック、６，８…バンク、６ａ，８ａ…シリンダヘッド、６ｂ，８ｂ…吸気ポート、６ｃ，８ｃ…排気ポート、６ｄ，８ｄ…ピストン、１０，１２…吸気バルブ、１０ａ，１２ａ…吸気カムシャフト、１０ｂ，１２ｂ…吸気カム、１０ｃ，１２ｃ…カムスプロケット、１０ｄ，１２ｄ…吸気バルブ用ＶＶＴ、１０ｅ，１２ｅ…カム角センサ、１４，１６…排気バルブ、１４ａ，１６ａ…排気カムシャフト、１４ｂ，１６ｂ…排気カム、１４ｃ，１６ｃ…カムスプロケット、１４ｄ，１６ｄ…排気バルブ用ＶＶＴ、１４ｅ，１６ｅ…カム角センサ、２０…クランクシャフト、２０ａ…クランクスプロケット、２０ｂ…タイミングチェーン、２２…ＥＣＵ、２４…サージタンク、２６…吸気通路、２８…吸気温センサ、３０…吸入空気量センサ、３２…スロットルバルブ、３４…スロットル開度センサ、３６…電動モータ、３８…回転数センサ、４０…アクセル開度センサ、４２…スタータスイッチ、４３…冷却水温センサ、４４，４６…燃料噴射弁、４８，５０…点火プラグ、５２…スタータモータ、６２…第１係合板、６２ａ…螺旋状長孔、６４…第２係合板、６４ａ…螺旋状長孔、６６…制御板、６６ａ…螺旋状長孔、６８…電動モータ、６８ａ…出力軸、７０…制御ピン、７２…第１係合板、７４…第２係合板、７６…制御板、７８…電動モータ、８０…制御ピン、８２…付勢バネ、５０２…エンジン、５１０…吸気バルブ、５１０ａ…吸気カムシャフト、５１０ｄ…吸気バルブ用ＶＶＴ、５１４…排気バルブ、５１４ａ…排気カムシャフト、５１４ｄ…排気バルブ用ＶＶＴ、５２０…クランクシャフト、５２２…ＥＣＵ、５３８…回転数センサ、５４０…アクセル開度センサ、５４２…スタータスイッチ、５５２…スタータモータ。

Claims (8)

1. 吸気バルブタイミングあるいは排気バルブタイミングを調節可能なバルブタイミング調節機構が複数設けられた内燃機関において始動時のバルブタイミングを調節する装置であって、前記複数のバルブタイミング調節機構は、吸気バルブおよび排気バルブのそれぞれに設けられると共に、
   前記バルブタイミング調節機構の異常を検出するバルブタイミング調節異常検出手段と、
   前記バルブタイミング調節異常検出手段により一部のバルブタイミング調節機構が異常であると検出された場合には、正常なバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御する始動時補償手段とを備え、
   前記始動時補償手段は、正常なバルブタイミング調節機構が吸気バルブタイミングを調節するものである場合には、前記バルブタイミング調節異常検出手段による異常検出時には、通常始動時よりも吸気バルブの閉弁タイミングを吸気行程下死点へ又は該下死点近傍に設定した始動時出力補償領域へ近づける一方、正常なバルブタイミング調節機構が排気バルブタイミングを調節するものである場合には、前記バルブタイミング調節異常検出手段による異常検出時には、通常始動時よりも排気バルブの開弁タイミングを膨張行程下死点へ又は該下死点近傍に設定した始動時出力補償領域へ近づける
   ことを特徴とする内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置。
2. 請求項１において、内燃機関の気筒を複数の気筒群に分別し、前記複数のバルブタイミング調節機構は、各気筒群に振り分けて設けられていると共に、
   前記始動時補償手段は、前記バルブタイミング調節異常検出手段による異常検出時には、前記バルブタイミング調節機構が正常な気筒群におけるバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを制御することを特徴とする内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置。
3. 請求項２において、内燃機関は複数バンクを設けており、該バンク毎に気筒群が分別されて、各バンクに前記複数のバルブタイミング調節機構が振り分けて設けられていることを特徴とする内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置。
4. 吸気バルブタイミングあるいは排気バルブタイミングを調節可能なバルブタイミング調節機構が複数設けられた内燃機関において始動時のバルブタイミングを調節する装置であって、内燃機関の気筒を複数の気筒群に分別し、前記複数のバルブタイミング調節機構は、各気筒群に振り分けて設けられていると共に、
   前記バルブタイミング調節機構の異常を検出するバルブタイミング調節異常検出手段と、
   前記バルブタイミング調節異常検出手段により一部のバルブタイミング調節機構が異常であると検出された場合には、正常なバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御する始動時補償手段とを備え、
   前記始動時補償手段は、前記バルブタイミング調節異常検出手段による異常検出時には、前記バルブタイミング調節機構が正常な気筒群におけるバルブタイミング調節機構による始動時のバルブタイミングを制御することを特徴とする内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置。
5. 請求項４において、内燃機関は複数バンクを設けており、該バンク毎に気筒群が分別されて、各バンクに前記複数のバルブタイミング調節機構が振り分けて設けられていることを特徴とする内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置。
6. 請求項４又は５において、内燃機関は、吸気バルブの閉弁タイミング及び排気バルブの開弁タイミングの少なくとも一方を調節できるバルブタイミング調節機構を備えた第１気筒群と、吸気バルブの閉弁タイミングを調節できるバルブタイミング調節機構を備えた第２気筒群とを備え、
   前記始動時補償手段は、前記バルブタイミング調節異常検出手段によって前記第１気筒群のバルブタイミング調節機構のみが異常であると検出された場合には、前記第２気筒群におけるバルブタイミング調節機構による始動時の吸気バルブの閉弁タイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御することを特徴とする内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置。
7. 請求項４又は５において、内燃機関は、吸気バルブの閉弁タイミング及び排気バルブの開弁タイミングの少なくとも一方を調節できるバルブタイミング調節機構を備えた第１気筒群と、排気バルブの開弁タイミングを調節できるバルブタイミング調節機構を備えた第２気筒群とを備え、
   前記始動時補償手段は、前記バルブタイミング調節異常検出手段によって前記第１気筒群のバルブタイミング調節機構のみが異常であると検出された場合には、前記第２気筒群におけるバルブタイミング調節機構による始動時の排気バルブの開弁タイミングを、通常始動時よりも燃焼による出力が上昇するバルブタイミング側に制御することを特徴とする内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置。
8. 請求項１〜７のいずれかにおいて、前記バルブタイミング調節機構は、電動機により駆動されることを特徴とする内燃機関の始動時バルブタイミング調節装置。

Images