(57)【要約】【課題】吸気ポート内の温度が低いときの燃料の霧化不良を抑える。【解決手段】吸気ポート内の温度が低い状態にあると判定されば場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ又はＳ１２０：ＹＥＳ）には、吸気ポート内の温度の推定値である推定インポート温度eTipに基づき必要インポート内圧力Pip*を演算するとともに（Ｓ１５０）、吸気ポート内の圧力が必要インポート内圧力Pip*となるスロットルバルブの開度及び吸気バルブのバルブタイミングをそれぞれ目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*として設定する（Ｓ１９０）。【選択図】図２
2020094565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に設けられたスロットルバルブと、吸気バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構と、前記吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えるエンジンに適用されるエンジン制御装置であって、
吸気ポート内の温度が低いときには同温度が高いときよりも低い圧力となるように同温度に応じて必要インポート内圧力を設定する必要インポート内圧力設定処理と、
前記吸気ポート内の圧力が前記必要インポート内圧力となる前記スロットルバルブの開度及び前記吸気バルブのバルブタイミングを目標スロットル開度及び目標バルブタイミングの値として設定する目標設定処理と、
前記目標スロットル開度に基づき前記スロットルバルブの駆動制御を行うとともに、前記目標バルブタイミングに基づき前記可変バルブタイミング機構の駆動制御を行う駆動制御処理と、
を行うエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に見られるように、吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１８−１１９５０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンの冷間始動時など、吸気ポート内の温度が低いときには、燃料噴射弁が噴射した燃料が、霧化し切れずに液滴の状態で吸気ポートの壁面や吸気バルブに付着する。そして、吸気バルブが開弁した際に、その付着した燃料が液滴の状態のまま燃焼室に流入するようになる。液滴の状態の燃料は燃焼し難いため、上記のような低温時の燃料付着は、エンジンの未燃ＨＣや微粒子物質の排出量を増加させる要因となる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するエンジン制御装置は、吸気通路に設けられたスロットルバルブと、吸気バルブのバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構と、吸気通路内に燃料を噴射する燃料噴射弁と、を備えるエンジンに適用される。そして、同エンジン制御装置は、吸気ポート内の温度が低いときには同温度が高いときよりも低い圧力となるように同温度に応じて必要インポート内圧力を設定する必要インポート内圧力設定処理と、吸気ポート内の圧力が必要インポート内圧力となるスロットルバルブの開度及び吸気バルブのバルブタイミングを目標スロットル開度及び目標バルブタイミングの値として設定する目標設定処理と、目標スロットル開度に基づきスロットルバルブの駆動制御を行うとともに、目標バルブタイミングに基づき可変バルブタイミング機構の駆動制御を行う駆動制御処理と、を行っている。
【０００６】
上記のように構成されたエンジン制御装置では、吸気ポート内の温度が低いときには、同温度が高いときよりも、吸気ポート内の圧力が低くなるようにスロットルバルブ及び可変バルブタイミング機構の駆動制御が行われる。吸気ポート内での燃料の霧化は、吸気ポート内の温度が低いほど悪化し、吸気ポート内の圧力が低いほど促進される。そのため、上記エンジン制御装置によれば、吸気ポート内の温度が低いときの燃料の霧化不良を抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】エンジン制御装置の一実施形態及び同制御装置が適用されたエンジンの構成を模式的に示す図。
【図２】同エンジン制御装置が実行する吸気制御ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図３】同エンジン制御装置における最適燃費線、冷間始動時動作線の設定態様を示すグラフ。
【図４】エンジンの未燃ＨＣ排出量とインポート温度及びインポート内圧力との関係を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、エンジン制御装置の一実施形態を、図１〜図４を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態のエンジン制御装置は、エンジンとモータとを車両の駆動源として備えるハイブリッド車両に搭載されたエンジンに適用されている。
【０００９】
図１に示すように、本実施形態のエンジン制御装置が適用されるエンジン１０は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを備えている。シリンダブロック１１には、往復動可能にピストン１４が配設されたシリンダ１３が形成されている。そして、ピストン１４の頂面、シリンダ１３の壁面、及びシリンダヘッド１２の底面により、混合気を燃焼する燃焼室１５が区画形成されている。なお、ピストン１４は、コネクティングロッド１６を介してクランク軸１７に連結されている。コネクティングロッド１６及びクランク軸１７は、シリンダ１３内でのピストン１４の往復運動をクランク軸１７の回転運転に変換するクランク機構を構成する。
【００１０】
一方、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１８と排気ポート１９とが形成されている。そして、燃焼室１５には、同燃焼室１５への吸気の導入路である吸気通路２０が吸気ポート１８を介して連結されている。また、燃焼室１５には、同燃焼室１５での混合気の燃焼により生じた排気の流出路である排気通路２１が排気ポート１９を介して連結されている。なお、吸気通路２０には、吸気流量GAを検出するエアフローメータ２２と、吸気流量GAを調整するための弁であるスロットルバルブ２３と、が設置されている。
【００１１】
シリンダヘッド１２には、吸気ポート１８に対して燃焼室１５を開閉する吸気バルブ２４と、排気ポート１９に対して燃焼室１５を開閉する排気バルブ２５と、が設けられている。また、シリンダヘッド１２には、吸気ポート１８内に燃料を噴射する燃料噴射弁２６と、燃焼室１５に導入された混合気を火花放電により点火する点火装置２７と、が設置されている。さらに、シリンダヘッド１２には、吸気バルブ２４のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構２８が設置されている。なお、シリンダブロック１１におけるシリンダ１３の周囲の部分や、シリンダヘッド１２における吸気ポート１８や排気ポート１９、点火装置２７の周囲の部分には、エンジン冷却水の流路となるウォータジャケット２９が形成されている。
【００１２】
エンジン１０は、エンジン制御装置としての電子制御ユニット３０により制御されている。電子制御ユニット３０は、エンジン制御に係る演算処理を行う演算処理回路３１と、エンジン制御用のプログラムやデータを記憶したメモリ３２と、を有している。そして、電子制御ユニット３０では、演算処理回路３１がメモリ３２に記憶されたプログラムを読み込んで実行することで、エンジン制御に係る各種の処理が行われている。なお、電子制御ユニット３０には、上述のエアフローメータ２２に加え、クランク軸１７の回転角（クランク角）を検出するクランク角センサ３３、エンジン冷却水の温度（エンジン水温Tw）を検出する水温センサ３４、アクセルペダルの踏み込み量（アクセルペダル開度Acc）を検出するアクセルペダルセンサ３５、車速Vを検出する車速センサ３６などの、車両の各部に設置されたセンサの検出信号が入力されている。そして、電子制御ユニット３０は、それらセンサの検出結果に基づき、スロットルバルブ２３や燃料噴射弁２６、点火装置２７、可変バルブタイミング機構２８の駆動制御を行うことで、エンジン制御を行っている。なお、電子制御ユニット３０は、クランク角センサ３３によるクランク角の検出結果に基づいてエンジン１０の回転数（エンジン回転数NE）を求めている。
【００１３】
図２に、電子制御ユニット３０がエンジン制御の一環として実行する吸気制御ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット３０は、エンジン１０の運転中に同ルーチンの処理を、既定の制御周期毎に繰り返し実行している。
【００１４】
本ルーチンの処理が開始されるとまず、ステップＳ１１０において、エンジン水温Twが既定の判定値T1未満であるか否かが判定される。そして、エンジン水温Twが判定値T1未満の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１５０に、エンジン水温Twが判定値T1以上の場合（ＮＯ）にはステップＳ１２０に、それぞれ処理が進められる。ステップＳ１２０に処理が進められると、そのステップＳ１２０において、吸気ポート１８内の温度（以下、インポート温度Tipと記載する）の推定値である推定インポート温度eTipが既定の判定値T2未満であるか否かが判定される。なお、ここでのインポート温度Tipは、吸気ポート１８の壁面の温度を示している。
【００１５】
そして、推定インポート温度eTipが判定値T2未満の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１５０に、判定値T2以上の場合（ＮＯ）にはステップＳ１３０に、それぞれ処理が進められる。なお、判定値T1，T2の値の設定については後述する。
【００１６】
ステップＳ１１０及びステップＳ１２０の双方で否定判定（ＮＯ）されてステップＳ１３０に処理が進められると、そのステップＳ１３０において、エンジン回転数NEの目標値である目標回転数NE*、及びエンジン負荷KLの目標値である目標負荷KL*の設定が行われる。このときの目標回転数NE*及び目標負荷KL*の設定は、アクセルペダル開度Accや車載バッテリの充電状態などから求められたエンジン出力の要求値である要求エンジン出力EPに基づいて行われる。なお、エンジン負荷KLは、燃焼室１５の吸気の充填率を表している。このときの目標回転数NE*及び目標負荷KL*の設定は、電子制御ユニット３０のメモリ３２に予め記憶された燃費最適線マップMAP1を用いて行われる。
【００１７】
燃費最適線マップMAP1は、次のように設定されている。図３には、等エンジン出力線のうちの５つが曲線Ｌ１〜Ｌ５として示されている。また、図３には、エンジン１０の燃費最適線が曲線Ｌ６として示されている。等エンジン出力線は、エンジン回転数NE、エンジン負荷KLをそれぞれの座標軸とした直交座標系に、エンジン出力が一定となるエンジン１０の動作点をプロットしたときに描かれる曲線となる。また、燃費最適線は、上記直交座標系に、等エンジン出力線のそれぞれにおいてエンジン１０の燃費が最適となる動作点をプロットしたときに描かれる曲線となる。なお、燃費が最適な動作点とは、振動や騒音、排気等の要件を満たす動作点の中でエンジン１０の効率が最大（燃料消費量が最小）となる動作点を示している。そして、燃費最適線マップMAP1には、要求エンジン出力EPの値毎に、要求エンジン出力EP分のエンジン出力が得られる燃費最適線上の動作点におけるエンジン回転数NE及びエンジン負荷KLの値が、目標回転数NE*及び目標負荷KL*の値として格納されている。
【００１８】
続いて、ステップＳ１４０において、目標回転数NE*及び目標負荷KL*に基づき、スロットルバルブ２３の開度の目標値である目標スロットル開度TA*、及び吸気バルブ２４のバルブタイミングの目標値である目標バルブタイミングVT*の設定が行われる。ここでは、エンジン回転数NEを目標回転数NE*とした状態で目標負荷KL*に応じた吸気量が得られ、かつエンジン１０のポンピング損失が小さくなるように目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*の値が設定される。そして、ステップＳ２２０において、目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*に応じてスロットルバルブ２３及び可変バルブタイミング機構２８の駆動制御が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、以下の説明では、上記のような場合の、すなわちステップＳ１１０及びステップＳ１２０の双方で否定判定（ＮＯ）された場合の吸気制御を燃費最適吸気制御と記載する。
【００１９】
これに対して、エンジン水温Twが判定値T1未満の場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）や、推定インポート温度eTipが判定値T2未満の場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）には、上述のようにステップＳ１５０に処理が進められる。これらステップＳ１１０、Ｓ１２０での判定に用いられる判定値T1、判定値T2は、下記の値としてそれぞれ設定されている。
【００２０】
吸気ポート１８内の温度（インポート温度Tip）が低いときには、燃料噴射弁２６が噴射した燃料が、霧化し切れずに液滴の状態で吸気ポート１８の壁面や吸気バルブ２４に付着する。そして、その付着した燃料が、吸気バルブ２４が開弁した際に、液滴の状態のまま燃焼室１５内に流入して、エンジン１０の未燃ＨＣや微粒子物質の排出量を増加させる。
【００２１】
本実施形態では、エンジン１０の単位時間当たりの未燃ＨＣの排出量を、予め設定された目標値以下に抑えるようにエンジン制御を行っている。エンジン１０は、インポート温度Tipがある程度よりも高いときには、燃費最適線上のいずれの動作点で運転しても、未燃ＨＣの排出量を目標値以下に抑えられるようになっている。ただし、こうしたエンジン１０においても、インポート温度Tipが低いときには、燃費最適線上での運転で未燃ＨＣの排出量が目標値を超える状況となることがある。判定値T2には、こうしたエンジン１０において、燃費最適線上のいずれの動作点で運転しても、未燃ＨＣの排出量が目標値以下となるインポート温度Tipの下限値がその値として設定されている。一方、判定値T1には、エンジン１０の冷間始動後に、インポート温度Tipが判定値T2まで上昇した状態となるときのエンジン水温Twがその値として設定されている。したがって、ステップＳ１１０において肯定判定（ＹＥＳ）されるのは、インポート温度Tipが判定値T2未満の状態（以下、インポート低温状態と記載する）にある場合となる。ちなみに、エンジン１０の冷間始動後にインポート温度Tipはエンジン水温Twよりも早く上昇し、インポート温度Tipが判定値T2に達したときのエンジン水温Twは判定値T2よりも低い温度となる。そのため、判定値T1には、判定値T2よりも低い温度が設定されている。
【００２２】
なお、エンジン１０停止後に同エンジン１０が短時間で再始動されたときには、始動開始直後からエンジン水温Twが判定値T1以上となっている場合がある。そうした場合には、エンジン水温Twが判定値T1以上であっても、インポート温度Tipは判定値T2以上となっていない状態となることがある。そこで、本実施形態では、エンジン水温Twが判定値T1以上でも、推定インポート温度eTipが判定値T2未満の場合（Ｓ１２０：ＹＥＳ）には、上記インポート低温状態にあるとしてその後の処理を行っている。
【００２３】
なお、本実施形態では、推定インポート温度eTipの演算、すなわちインポート温度Tipの推定を、次の態様で行っている。シリンダヘッド１２において吸気ポート１８を区画する隔壁（以下、インポート壁と記載する）は、シリンダヘッド１２において燃焼室１５の頂面部分を構成する隔壁（以下、燃焼室壁と記載する）に連結されるとともに、ウォータジャケット２９に囲繞された態様で設けられている。本実施形態では、インポート壁、燃焼室壁、及びウォータジャケット２９を流れるエンジン冷却水の３者間の熱収支のモデルに基づき、下記の態様で推定インポート温度eTipを演算している。
【００２４】
エンジン１０の停止後、十分な時間が経過すると、インポート温度Tipはエンジン水温Twと同じ温度となる。そこで、本実施形態では、エンジン１０の始動時における推定インポート温度eTipの値としてエンジン水温Twを設定している。
【００２５】
一方、燃焼室１５内での混合気の燃焼により発生する熱量Qcomは、エンジン回転数NEと吸気流量GAとの関数として求めることができる。インポート壁には、燃焼室１５内での燃焼により生じた熱の一部が、燃焼室壁を介して伝達される。そのため、インポート壁が燃焼室壁から受け取る熱量、すなわち燃焼室壁からインポート壁への伝熱量Qheatは、エンジン回転数NEと吸気流量GAとの関数として求めることができる。これに対して、ウォータジャケット２９を流れるエンジン冷却水がインポート壁から持ち去る熱量、すなわちインポート壁からエンジン冷却水への伝熱量Qcoolは、エンジン冷却水の流量とエンジン水温Twとの関数として求めることができる。なお、エンジンの回転を受けて駆動する機械式のウォータポンプを採用するエンジンの場合には、エンジン冷却水の流量はエンジン回転数NEの関数として求めることができる。また、電動式のウォータポンプを採用するエンジンの場合には、エンジン冷却水の流量は同ウォータポンプの冷却水吐出量の制御指令値から求めることができる。
【００２６】
さらに、インポート温度Tipの温度変化量ΔTipは、燃焼室壁からの伝熱量Qheatからエンジン冷却水への伝熱量Qcoolを引いた差ΔQ（＝Qheat−Qcool）をインポート壁の熱容量Cipで除算した商（＝ΔQ／Cip）として求めることができる。そこで、本実施形態では、エンジン１０の始動後、既定の演算周期毎に、上記伝熱量Qheat、Qcoolを演算するとともに、それらの差ΔQを熱容量Cipで除算した商を求めている。そして、その商を更新前の値に加えた和が更新後の値となるように推定インポート温度eTipの値を更新することで、インポート温度Tipを推定している。
【００２７】
さて、上記ステップＳ１１０又はステップＳ１２０においてインポート低温状態にあると判定されてステップＳ１５０に処理が進められると、そのステップＳ１５０において、推定インポート温度eTipに基づく必要インポート内圧力Pip*の演算が行われる。必要インポート内圧力Pip*の値は、推定インポート温度eTipの値が示す現在のインポート温度Tipにおいて、未燃ＨＣの排出量を目標値以下とするために必要な吸気ポート１８内の圧力（以下、インポート内圧力Pipと記載する）として求められている。
【００２８】
図４に、燃料噴射量が一定の状態でインポート温度Tip及びインポート内圧力Pipを変化させてエンジン１０を運転したときのインポート温度Tip及びインポート内圧力Pipと、未燃ＨＣの排出量との関係を示す。燃料噴射弁２６が噴射した燃料は、インポート温度Tipが低いほど吸気ポート１８内で霧化しにくくなる。一方、吸気ポート１８内での燃料の霧化は、インポート内圧力Pipが低いほど促進される。そのため、未燃ＨＣの排出量は、インポート温度Tipに対しては同インポート温度Tipの低下に応じて増加する傾向を示し、インポート内圧力Pipに対しては同インポート内圧力Pipの低下に応じて減少する傾向を示す。上述のステップＳ１５０では、こうした関係に基づき、推定インポート温度eTipに対して未燃ＨＣの排出量が目標値未満となるインポート内圧力Pipを必要インポート内圧力Pip*の値として設定している。ちなみに、図４に示されるように、未燃ＨＣの排出量が目標値となるインポート内圧力Pipは、インポート温度Tipが低いほど低い圧力となる。そのため、推定インポート温度eTipが低いときには同推定インポート温度eTipが高いときよりも低い圧力が必要インポート内圧力Pip*の値として設定される。
【００２９】
次のステップＳ１５５では、必要インポート内圧力Pip*に基づき、インポート内圧力Pipを必要インポート内圧力Pip*とするために必要なエンジン出力が要求エンジン出力EPの値として演算される。そして、続くステップＳ１６０では、要求エンジン出力EPと必要インポート内圧力Pip*とに基づき、目標回転数NE*及び必要トルクTE*の設定が行われる。ここでは、インポート内圧力Pipを必要インポート内圧力Pip*とした状態で要求エンジン出力EP分のエンジン出力が得られるエンジン１０の動作点におけるエンジン回転数NE及びエンジントルクが、目標回転数NE*及び必要トルクTE*の値としてそれぞれ設定される。なお、このときには、インポート内圧力Pipを低くするため、同じエンジン出力が得られる燃費最適線上の動作点よりも高回転側かつ低負荷側の動作点でエンジン１０を運転するように目標回転数NE*及び必要トルクTE*の値が設定されることになる。
【００３０】
なお、このときの目標回転数NE*及び必要トルクTE*は、未燃ＨＣの排出抑制に絞った設定となるため、その設定に従ってエンジン１０を運転すると、振動や騒音等の要件を満たせない場合がある。そこで本実施形態では、続くステップＳ１７０において、ステップＳ１６０で設定した目標回転数NE*及び必要トルクTE*が、振動や騒音等の要件を満たす、実現可能な値であるか否かを判定している。
【００３１】
同ステップＳ１７０において、目標回転数NE*及び必要トルクTE*が実現可能な値でないと判定された場合（ＮＯ）には、ステップＳ１８０に処理が進められる。そして、そのステップＳ１８０において、電子制御ユニット３０のメモリ３２に予め記憶された冷間始動時用マップMAP2を用いて、要求エンジン出力EPに基づく目標回転数NE*及び目標負荷KL*の設定が行われる。このときには、上述のステップＳ１３０で設定される燃費最適線上の動作点よりも高回転側、かつ低負荷側の動作点における目標回転数NE*及び目標負荷KL*が設定される。なお、図３に示す曲線Ｌ７は、冷間始動時用マップMAP2を用いて目標回転数NE*及び目標負荷KL*を設定した場合のエンジン１０の動作線を示している。そしてその後、ステップＳ１４０での目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*の設定、及びステップＳ２２０でのスロットルバルブ２３及び可変バルブタイミング機構２８の駆動制御が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、以下の説明では、このときの、すなわちステップＳ１７０において否定判定（ＮＯ）された場合の吸気制御を冷間始動時吸気制御と記載する。
【００３２】
これに対して、ステップＳ１７０において、目標回転数NE*及び必要トルクTE*が実現可能な値であると判定された場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１９０に処理が進められる。そして、同ステップＳ１９０以降の処理を通じて、インポート内圧力Pipを必要インポート内圧力Pip*とするための吸気制御が行われる。なお、以下の説明では、このときの吸気制御をインポート内圧力制御と記載する。
【００３３】
ステップＳ１９０に処理が進められると、そのステップＳ１９０において、必要インポート内圧力Pip*、目標回転数NE*、及び必要トルクTE*に基づく目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*の設定が行われる。ここでは、エンジン回転数NEを目標回転数NE*とした状態で、必要トルクTE*分のエンジントルクの発生に必要な吸気量が確保され、かつインポート内圧力Pipが必要インポート内圧力Pip*となるスロットルバルブ２３の開度、及び吸気バルブ２４のバルブタイミングが、目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*の値として設定される。
【００３４】
なお、高地では、平地に比べて空気の密度が低いため、燃焼室１５に実際に導入される吸気量（以下、実吸気量と記載する）が計算上の値よりも少なくなる。インポート内圧力制御では、燃費最適吸気制御の場合よりも吸気量が少ない状態でエンジン１０が運転されるため、高地での空気密度の低下による分の実吸気量の不足が燃焼の悪化に繋がりやすい状態となっている。
【００３５】
そこで本実施形態では、ステップＳ１９０での目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*の設定後、続くステップＳ２００において、車両が高地を走行中であるか否かを判定する高地判定を行っている。本実施形態では、吸気流量の予測値から実測値（エアフローメータ２２の検出値）を引いた差が既定の高地判定値以上である場合に高地走行中であると判定することで、高地判定を行っている。ここで、高地走行中でないと判定された場合（Ｓ２００：ＮＯ）には、ステップＳ２２０に処理が進められる。そして、そのステップＳ２２０において、ステップＳ１９０で設定された目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*に基づいてスロットルバルブ２３及び可変バルブタイミング機構２８の駆動制御が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。これに対して高地走行中であると判定された場合（Ｓ２００：ＹＥＳ）には、ステップＳ２１０において目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*の高地補正が行われる。高地補正では、スロットルバルブ２３を開く側に目標スロットル開度TA*の値が補正されるとともに、燃焼室１５での混合気の圧縮比が小さくなる側に目標バルブタイミングVT*の値が補正される。そして、そのステップＳ２２０において、高地補正後の目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*に基づいてスロットルバルブ２３及び可変バルブタイミング機構２８の駆動制御が行われた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００３６】
以上のように構成された本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、吸気ポート１８内の温度（インポート温度Tip）が高いときには、最適燃費線上でエンジン１０を運転するようにスロットルバルブ２３及び可変バルブタイミング機構２８の駆動制御が行うことで、エンジン１０の燃費性能を向上している。ただし、インポート温度Tipが低いときには、燃料噴射弁２６が吸気ポート１８内に噴射した燃料が霧化しにくくなり、燃費最適線上でエンジン１０を運転すると、燃料の霧化が不十分となって未燃ＨＣの排出量が増加してしまう。
【００３７】
インポート温度Tipが低いときにも、吸気ポート１８内が低圧であれば、燃料を十分に霧化できる場合がある。そこで、本実施形態では、インポート低温状態にあるときには、現在のインポート温度Tipにおいても吸気ポート１８内で燃料を十分に霧化できる吸気ポート１８内の圧力を必要インポート内圧力Pip*として設定するようにしている。そして、要求エンジン出力EP分のエンジン出力が得られ、かつ吸気ポート１８内の圧力が必要インポート内圧力Pip*となるようにスロットルバルブ２３及び可変バルブタイミング機構２８の駆動制御が行われる。そのため、インポート温度Tipが低いときの吸気ポート１８内での燃料の霧化不良を抑えることが、ひいては未燃ＨＣの排出量の増加を抑制することが可能となる。
【００３８】
なお、要求エンジン出力EP分のエンジン出力が得られ、かつ吸気ポート１８内の圧力が必要インポート内圧力Pip*となる動作点でエンジン１０を運転すると、振動や騒音などの要件を満たせなくなる場合がある。そうした場合に本実施形態では、冷間始動時用マップMAP2を用いて演算した動作点でエンジン１０を運転するようにスロットルバルブ２３及び可変バルブタイミング機構２８の駆動制御を行っている。図４に示されるように、このときのエンジン１０は、最適燃費線よりも高回転側、かつ低負荷側の動作線上で運転されることになる。よって、このときにも、最適燃費線上でエンジン１０を運転する場合に比べて吸気ポート１８内の圧力が低い状態でエンジン１０が運転されることになる。そのため、最適燃費線上でエンジン１０を運転した場合よりも吸気ポート１８内での燃料の霧化不良は改善されることになる。
【００３９】
なお、こうした本実施形態では、吸気制御ルーチンにおけるステップＳ１５０の処理が、吸気ポート内の温度が低いときには同温度が高いときよりも低い圧力となるように同温度に応じて必要インポート内圧力を設定する必要インポート内圧力設定処理に対応している。さらに、同吸気制御ルーチンにおけるステップＳ１６０及びステップＳ１９０の処理が、吸気ポート内の圧力が必要インポート内圧力となるスロットルバルブの開度及び吸気バルブのバルブタイミングを目標スロットル開度及び目標バルブタイミングの値として設定する目標設定処理に対応している。そして、同吸気制御ルーチンにおけるステップＳ２２０の処理が、目標スロットル開度に基づきスロットルバルブの駆動制御を行うとともに、目標バルブタイミングに基づき可変バルブタイミング機構の駆動制御を行う駆動制御処理に対応している。
【００４０】
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・図２に示した吸気制御ルーチンにおけるステップＳ１９０の処理において、高地での吸気密度の低下の影響を反映した値として目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*を設定するとともに、ステップＳ２００及びステップＳ２１０の処理を割愛するようにしてもよい。
【００４１】
・同吸気制御ルーチンにおけるステップＳ１６０の処理において、実現可能な範囲の値として目標回転数NE*及び必要トルクTE*を設定するとともに、ステップＳ１７０及びステップＳ１８０の処理を割愛するようにしてもよい。
【００４２】
・推定インポート温度eTipを、上記実施形態とは別の態様で演算するようにしてもよい。例えばエンジン１０の運転中には、吸気流量GAとインポート温度Tipとの対応関係を示すマップを用いて吸気流量GAの検出値に基づき推定インポート温度eTipを演算する。また、エンジン１０の停止中には、既定の演算周期毎に下記の態様で値を更新していくことで、推定インポート温度eTipを演算できる。すなわち、まずエンジン１０の雰囲気温度と推定インポート温度eTipの更新前の値との差からインポート温度Tipの低下量を求める。そして、その低下量を更新前の値から引いた差が更新後の値となるように、推定インポート温度eTipの値を更新する。なお、エンジン１０の雰囲気温度としては、例えばエンジン１０の始動時におけるエンジン水温Twを用いることができる。
【００４３】
・吸気ポート１８の壁面温度を実測し、その実測値を推定インポート温度eTipの代わりに用いるようにしてもよい。
・上記実施形態では、必要インポート内圧力Pip*に基づく吸気制御をインポート温度Tipがある程度よりも低いときにのみ行うようにしていたが、それ以外の状況にあるときにも行うようにしてもよい。
【００４４】
・吸気通路における吸気ポートよりも上流側の部分に燃料噴射弁が設置されたエンジンでも、吸気ポート内の温度が低いときには燃料の霧化不足が生じやすくなる。そのため、そうしたエンジンにも、上記実施形態のエンジン制御装置での吸気制御を適用すれば、吸気ポート内の温度が低いときの燃料の霧化不足を抑える効果が得られる。
【００４５】
・上記実施形態のエンジン制御装置は、ハイブリッド車両に搭載されたエンジン１０に適用されていたが、エンジンのみを車両の駆動源として備える車両（以下、エンジン車両と記載する）にも適用することが可能である。ちなみに、エンジン車両に適用する場合にも、次のように吸気制御を行えば、インポート温度Tipが低いときの燃料の霧化不足を抑えられる。すなわち、インポート温度Tipが低いときには、アクセルペダル開度Accなどに基づき設定された要求エンジン出力EPの値分のエンジン出力が得られ、かつインポート内圧力Pipが必要インポート内圧力Pip*となるスロットルバルブ２３の開度、及び吸気バルブ２４のバルブタイミングを目標スロットル開度TA*及び目標バルブタイミングVT*の値として設定する。
【符号の説明】
【００４６】
１０…エンジン、１１…シリンダブロック、１２…シリンダヘッド、１３…シリンダ、１４…ピストン、１５…燃焼室、１６…コネクティングロッド、１７…クランク軸、１８…吸気ポート、１９…排気ポート、２０…吸気通路、２１…排気通路、２２…エアフローメータ、２３…スロットルバルブ、２４…吸気バルブ、２５…排気バルブ、２６…燃料噴射弁、２７…点火装置、２８…可変バルブタイミング機構、２９…ウォータジャケット、３０…電子制御ユニット（エンジン制御装置）、３１…演算処理回路、３２…メモリ、３３…クランク角センサ、３４…水温センサ、３５…アクセルペダルセンサ、３６…車速センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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