(57)【要約】【課題】燃費の悪化を抑制しつつ、エンジンを早期暖機できる制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】エンジンと、前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブ調整機構と、を備えたエンジン制御システムに適用され、前記エンジンの暖機を促進させるエンジン暖機中であるかを判定する判定部Ｓ１６と、前記エンジンの運転状態に基づいて、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングを制御する第１制御部Ｓ４０と、前記判定部により前記エンジン暖機中であると判定された場合に、前記第１制御部による前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングの制御に代えて、前記排気バルブの開弁タイミングを所定の遅開き状態とし、かつ前記吸気バルブの開弁タイミングを所定の遅開き状態とするエンジン暖機制御を実施する第２制御部Ｓ２２〜Ｓ２６と、を備える。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン（１０）と、前記エンジンの吸気バルブ（６３）及び排気バルブ（６４）の開閉タイミングを調整するバルブ調整機構（６９）と、を備えたエンジン制御システムに適用され、
前記エンジンの暖機を促進させるエンジン暖機中であるかを判定する判定部（Ｓ１６）と、
前記エンジンの運転状態に基づいて、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングを制御する第１制御部（Ｓ４０）と、
前記判定部により前記エンジン暖機中であると判定された場合に、前記第１制御部による前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングの制御に代えて、前記排気バルブの開弁タイミングを所定の遅開き状態とし、かつ前記吸気バルブの開弁タイミングを所定の遅開き状態とするエンジン暖機制御を実施する第２制御部（Ｓ２２〜Ｓ２６）と、を備える制御装置。
【請求項２】
前記第２制御部は、前記排気バルブの閉弁タイミングから前記吸気バルブの開弁タイミングまでのオーバーラップ量（Ｔｐ）が、前記エンジン暖機制御前の前記オーバーラップ量と同じかそれよりも短くなるように前記吸気バルブの開弁タイミングを制御する請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記エンジンの排気経路（５２）には、排気を浄化する触媒装置（７３）が設けられており、
前記触媒装置の温度（Ｙｃ）が触媒活性温度（Ｙａ）に達するまでの期間において、前記第１制御部による前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングの制御に代えて、前記排気バルブの開弁タイミングを所定の早開き状態とする触媒暖機制御を実施する第３制御部（Ｓ３０，Ｓ３２）を備え、
前記第２制御部は、前記触媒装置の温度が前記触媒活性温度に達したことを条件に、前記エンジン暖機制御を実施する請求項１または請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
エンジン負荷（Ｌｅ）を取得するエンジン負荷取得部（Ｓ１８）を備え、
前記第２制御部は、前記エンジン負荷が所定の閾値（Ｌｋ）よりも大きいことを条件に、前記エンジン暖機制御を実施する請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
エンジン負荷（Ｌｅ）を取得するエンジン負荷取得部（Ｓ２０）と、
前記エンジン負荷に基づいて前記吸気バルブの遅開き量（Ｔｙ）を算出する算出部（Ｓ５０）と、を備え、
前記第２制御部は、前記エンジン負荷が所定の閾値よりも小さい場合に、前記遅開き量に応じて前記吸気バルブの開弁タイミングを遅延させる請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記エンジンを冷却する冷却媒体の温度（Ｙｗ）を取得する温度取得部（Ｓ１４）を備え、
前記判定部は、前記冷却媒体の温度が基準温度（Ｙｋ）に達していないことを条件に、前記エンジン暖機中であると判定する請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジン始動直後は、エンジンを早期に暖機して摩擦による機械損失を減らすことが望ましい。特許文献１に開示されたエンジンでは、エンジンの点火タイミングを通常よりも進角制御することで、排ガスがエンジンに留まる期間を長期化し、排ガスからエンジンへ伝達される熱量を増加させることで、エンジンの早期暖機を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１１６３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
通常、エンジンの点火タイミングはエンジントルクが最大となるように設定されている。そのため、エンジンを早期暖機するために点火タイミングを進角制御すると、エンジントルクが減少し、エンジンの燃費が悪化することが懸念される。この点、エンジンを早期暖機させて、機械損失の低減を図る上で、改善の余地があると考えられる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、燃費の悪化を抑制しつつ、エンジンを早期暖機できる制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、エンジンと、前記エンジンの吸気バルブ及び排気バルブの開閉タイミングを調整するバルブ調整機構と、を備えたエンジンシステムに適用され、前記エンジンの暖機を促進させるエンジン暖機中であるかを判定する判定部と、前記エンジンの運転状態に基づいて、前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングを制御する第１制御部と、前記判定部により前記エンジン暖機中であると判定された場合に、前記第１制御部による前記吸気バルブ及び前記排気バルブの開閉タイミングの制御に代えて、前記排気バルブの開弁タイミングを所定の遅開き状態とし、かつ前記吸気バルブの開弁タイミングを所定の遅開き状態とするエンジン暖機制御を実施する第２制御部と、を備える。
【０００７】
エンジン始動直後には、エンジンを早期に暖機して摩擦による機械損失を減らすことが望ましい。エンジンの暖機を促進させるために、排気バルブの開弁タイミングを遅開き状態とすると、排ガスが燃焼室内に留まる期間が長期化される。その一方、排気バルブにおいて開弁タイミングの遅開きにより閉弁タイミングが遅くなり、それに伴いエンジンの吸気行程において燃焼室内に留まる排ガス量（すなわち内部ＥＧＲ量）が増える。この結果、エンジンにおける燃焼状態の悪化に伴い燃焼温度が低下し、排ガスからエンジンへ伝達される熱量が減少するとともに、その燃焼状態の悪化を補うべく燃料噴射量を増やすことで燃費の悪化が生じることが懸念される。
【０００８】
本発明の制御装置では、エンジン暖機中であると判定された場合、排気バルブの開弁タイミングを遅開き状態とし、かつ吸気バルブの開弁タイミングを遅開き状態とする。これにより、排気バルブの遅開きにより吸気行程での排ガスの留まり量が増えても、吸気バルブの遅開きを併せて実施することにより、排気行程で排ガスが吸気側に吹き戻される吹き戻し量が減り、結果として内部ＥＧＲ量が抑制される。したがって、エンジンにおける燃焼状態の悪化が抑制される。この結果、燃費の悪化を抑制することができる。また、高温の排ガスを燃焼室内に長期間に亘って留めることができ、エンジンを早期暖機することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】エンジン制御システムの概略を示す構成図。
【図２】エンジンの全体構成図。
【図３】第１実施形態のバルブ制御処理を示すフローチャート。
【図４】触媒暖機におけるバルブの開閉タイミングを示すタイムチャート。
【図５】エンジン暖機におけるバルブの開閉タイミングを示すタイムチャート。
【図６】閉鎖期間と暖機期間との関係を示す図。
【図７】重複開放期間と暖機期間との関係を示す図。
【図８】第２実施形態のバルブ制御処理を示すフローチャート。
【図９】エンジン負荷と遅延時間との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態の制御装置が適用される車両１００のエンジン制御システムについて、図面を参照しつつ説明する。図１に示すように、車両１００は、内燃機関としてのエンジン１０と、制御装置としてのＥＣＵ４０とを備えている。
【００１１】
エンジン１０は、車両１００に搭載される筒内噴射式の４サイクルガソリンエンジンである。具体的には、エンジン１０は、４つの気筒を備える４気筒エンジンである。車両１００に搭載されたエンジン１０の各気筒には、エンジン１０の燃焼室６１（図２参照）に燃料を供給するための燃料噴射弁１１が備えられている。
【００１２】
燃料の燃焼によって発生するエネルギは、エンジン１０のクランク軸１３の回転動力として取り出される。この回転動力は、変速装置１４を介して車両１００の図示しない駆動輪へと伝達される。
【００１３】
クランク軸１３には、スタータ２０が接続されている。スタータ２０は、図示しないイグニッションスイッチのオンによりバッテリ２１から電力供給されて始動し、エンジン１０を始動させるべくクランク軸１３に初期回転を付与する。
【００１４】
オルタネータ２２は、クランク軸１３の回転エネルギにより駆動して発電する発電機である。つまり、オルタネータ２２は、エンジン１０の回転エネルギを電気エネルギとして回収する回収装置である。オルタネータ２２の駆動軸２３に機械的に連結されたプーリ２４は、ベルト１５及びクランクプーリ１６を介してクランク軸１３と機械的に連結されている。オルタネータ２２は、オルタネータ２２のロータコイルに流す励磁電流を調節することで、発電量を調節可能である。バッテリ２１は、オルタネータ２２により発電された電力を蓄える蓄電池である。オルタネータ２２とバッテリ２１とによって、蓄電システム２９が構成されている。ＥＣＵ４０は、バッテリ２１からバッテリ２１の蓄電量Ｑｅを取得し、この蓄電量Ｑｅが適正範囲となるように、オルタネータ２２による発電量を制御する。
【００１５】
また、車両１００には、油圧駆動式のブレーキアクチュエータ８０を備えている。ブレーキアクチュエータ８０は、ドライバによるブレーキ操作量に応じたブレーキトルクＴｂを発生させ、車両１００の図示しない駆動輪の回転動力を減少させる。
【００１６】
次にエンジン１０の構造について説明する。図２に、エンジン１０の全体構成を示す。なお、図２では、エンジン１０が備える４つの気筒のうち、１つの気筒のみを図示し、他の気筒については図示を省略している。
【００１７】
図２に示すように、エンジン１０において、吸気管５１にはスロットルバルブ５３が設けられている。ＥＣＵ４０は、モータ５４によってスロットルバルブ５３の開閉を制御する。吸気管５１においてスロットルバルブ５３の下流側にはサージタンク５６が設けられ、サージタンク５６には吸気マニホールド５７が接続されている。
【００１８】
吸気マニホールド５７は、各気筒の吸気ポート５８に接続されている。吸気ポート５８はエンジン１０のシリンダヘッドに形成され、燃焼室６１と連通している。また、シリンダヘッドには排気ポート５９が形成されている。排気ポート５９は、燃焼室６１と連通しており、排気管５２に接続されている。
【００１９】
吸気ポート５８には吸気バルブ６３が設けられ、排気ポート５９には排気バルブ６４が設けられている。吸気バルブ６３が開動作されると、吸気管５１内の空気が吸気ポート５８を介して燃焼室６１に導入される。また、排気バルブ６４が開動作されると、燃焼後の排ガスが排気ポート５９を介して排気管５２に排出される。
【００２０】
吸気バルブ６３及び排気バルブ６４の開閉タイミングは、バルブ調整機構６９によりそれぞれ可変調整される。ＥＣＵ４０は、バルブ調整機構６９によって吸気バルブ６３及び排気バルブ６４の開閉タイミングを調整する。バルブ調整機構６９は、油圧式のバルブタイミング可変装置であり、クランク軸１３により吸気バルブ６３及び排気バルブ６４を駆動する。バルブ調整機構６９は、クランク軸１３の回転角度に対する排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａ（図４（Ａ）参照）を調整可能である。これにより、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを早開き状態、遅開き状態とすることができる。吸気バルブ６３についても同様である。
【００２１】
ここで、早開き状態とは、開弁タイミングｔｅａを、エンジン１０の運転状態に基づいた開弁タイミングｔｅａよりも早くすることを意味する。また、遅開き状態とは、開弁タイミングｔｅａを、エンジン１０の運転状態に基づいた開弁タイミングｔｅａよりも遅くすることを意味する。なお、エンジン１０の運転状態に基づいた開弁タイミングｔｅａは、エンジン回転速度Ｎｅや、吸入空気量や吸気負圧といったエンジン負荷Ｌｅなどを用いて算出される。
【００２２】
一方、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａから閉弁タイミングｔｅｂまでの排気期間Ｔｅ（図４（Ａ）参照）は、一定に維持される。そのため、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａが早開き状態となると、排気バルブ６４の閉弁タイミングｔｅｂが早閉じ状態となる。また、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａが遅開き状態となると、排気バルブ６４の閉弁タイミングｔｅｂが遅閉じ状態となる。吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａから閉弁タイミングｔｄｂまでの吸気期間Ｔｄ（図４（Ａ）参照）についても同様である。
【００２３】
エンジン１０は、各気筒に燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁１１を備えている。燃料噴射弁１１は、燃料配管６６を介して燃料タンク６７に接続されている。燃料タンク６７には、燃料が充填されている。燃料タンク６７内の燃料は、ポンプ６８により汲み上げられることで各気筒の燃料噴射弁１１に供給される。
【００２４】
エンジン１０のシリンダヘッドには、各気筒ごとに点火プラグ７１が取り付けられている。この点火プラグ７１による火花放電によって燃焼室６１内の混合気に対する着火が行われる。
【００２５】
排気管５２には、排ガス中の酸素濃度を検出する酸素濃度センサ７２が設けられている。排気管５２において酸素濃度センサ７２の下流側には、排ガスを浄化する三元触媒等の触媒７３が設けられている。なお、本実施形態において、排気管５２が「排気経路」に相当し、触媒７３が「触媒装置」に相当する。
【００２６】
その他、エンジン１０には、エンジン１０の冷却水の温度である冷却水温Ｙｗを検出する冷却水温センサ７５や、吸入空気量や吸気負圧といったエンジン負荷Ｌｅを検出する負荷センサ７６、エンジン１０の所定クランク角毎に矩形状の信号を出力するクランク角度センサ７７、触媒７３の触媒温度Ｙｃを検出する触媒温度センサ７８などが設けられている。なお、クランク角度センサ７７の出力信号に基づいてエンジン回転速度Ｎｅが検出される。なお、本実施形態において、冷却水が「冷却媒体」に相当する。
【００２７】
ＥＣＵ４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されている。ＥＣＵ４０には、前述した各種センサなどから各々検出信号が入力される。ＥＣＵ４０は、上記入力に応じて、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、燃料噴射弁１１による燃料噴射制御等、エンジン１０の燃焼制御を実施するとともに、スロットルバルブ５３、吸気バルブ６３、及び排気バルブ６４等のエンジン１０の各構成を制御する。
【００２８】
ところで、エンジン１０の始動直後には、エンジン１０を早期に暖機して摩擦による機械損失を減らすことが望ましい。例えば、エンジン１０の点火タイミングｔｆを通常よりも進角制御することで、排ガスがエンジン１０に留まる期間を長期化し、排ガスからエンジン１０へ伝達される熱量を増加させることで、エンジン１０を早期暖機することが可能であるとも考えられる。
【００２９】
しかし、通常、エンジン１０の点火タイミングｔｆはエンジントルクが最大となるように設定されている。そのため、エンジン１０を早期暖機するために点火タイミングｔｆを進角制御すると、エンジントルクが減少し、車両１００の燃費が悪化する。
【００３０】
つまり、エンジン１０を早期暖機する場合に、エンジン１０の点火タイミングｔｆを進角制御するだけでは、車両１００の燃費が悪化する。そのため、点火タイミングｔｆの進角制御だけを行う場合よりもエンジン１０の早期暖機が可能であり、かつ、車両１００の燃費悪化を抑制可能な技術が求められている。
【００３１】
本実施形態のＥＣＵ４０は、上記問題を解決するためにバルブ制御処理を実施する。バルブ制御処理では、エンジン１０の暖機を促進させるエンジン暖機中であるかを判定する。そして、エンジン暖機中であると判定された場合に、エンジン１０の運転状態に基づいた吸気バルブ６３及び排気バルブ６４の開閉タイミングの制御に代えて、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを遅開き状態とし、かつ吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅開き状態とする。これにより、車両１００の燃費の悪化を抑制しつつ、エンジン１０を早期暖機することができる。
【００３２】
図３に本実施形態のバルブ制御処理のフローチャートを示す。この制御処理は、例えばエンジン１０の始動時、ＥＣＵ４０により所定周期で繰り返し実行される。
【００３３】
バルブ制御処理を開始すると、まずステップＳ１０において、触媒温度センサ７８を用いて触媒温度Ｙｃを取得する。続くステップＳ１２において、ステップＳ１０で取得された触媒温度Ｙｃを用いて、触媒暖機中であるかを判定する。例えば、触媒温度Ｙｃが触媒活性温度Ｙａに達しているかを判定する。触媒温度Ｙｃが触媒活性温度Ｙａに達していない場合、触媒暖機中であると判定し、触媒温度Ｙｃが触媒活性温度Ｙａに達している場合、触媒暖機中でないと判定する。
【００３４】
ステップＳ１２で否定判定すると、触媒温度Ｙｃが触媒活性温度Ｙａに達するまでの期間において、触媒暖機制御を実施する。本実施形態のバルブ制御処理では、触媒暖機制御がエンジン暖機制御処理よりも優先して実施される。
【００３５】
触媒暖機処理では、まずステップＳ３０において、エンジン１０の点火タイミングｔｆを遅角制御する。ここで、遅角制御とは、点火タイミングｔｆを、エンジン１０の運転状態に基づいた点火タイミングｔｆよりも遅くすることを意味する。例えば、エンジン１０の運転状態に基づいた点火タイミングｔｆは、エンジン１０の運転状態においてエンジントルクが最大となる点火タイミングｔｆである。
【００３６】
ステップＳ３２において、バルブ調整機構６９を用いて排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを早開き状態とし、バルブ制御処理を終了する。つまり、触媒暖機制御では、エンジン１０の運転状態に基づいた吸気バルブ６３及び排気バルブ６４の開閉タイミングの制御に代えて、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを早開き状態とする制御が実施される。なお、本実施形態において、ステップＳ３０，Ｓ３２の処理が「第３制御部」に相当する。
【００３７】
一方、ステップＳ１２で肯定判定すると、ステップＳ１４において、冷却水温センサ７５を用いて冷却水温Ｙｗを取得する。続くステップＳ１６において、ステップＳ１４で取得された冷却水温Ｙｗを用いて、エンジン暖機中であるかを判定する。例えば、冷却水温Ｙｗが基準温度Ｙｋに達しているか、を判定する。ここで、基準温度Ｙｋは、エンジン１０におけるエンジンの暖機完了温度に対応する温度である。冷却水温Ｙｗが基準温度Ｙｋに達していない場合、つまり、触媒温度Ｙｃが触媒活性温度Ｙａに達しており、かつ冷却水温Ｙｗが基準温度Ｙｋに達していないことを条件に、エンジン暖機中であると判定し、冷却水温Ｙｗが基準温度Ｙｋに達している場合、エンジン暖機中でないと判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１４の処理が「温度取得部」に相当し、ステップＳ１６の処理が「判定部」に相当する。
【００３８】
ステップＳ１６で否定判定すると、ステップＳ４０において通常制御を実施する。通常制御では、上述したように、エンジン１０の運転状態に基づいて、点火タイミングｔｆや、吸気バルブ６３及び排気バルブ６４の開閉タイミングが制御される。なお、本実施形態において、ステップＳ４０の処理が「第１制御部」に相当する。
【００３９】
一方、ステップＳ１６で肯定判定すると、ステップＳ１８において、負荷センサ７６を用いてエンジン負荷Ｌｅを取得する。続くステップＳ２０において、ステップＳ１８で取得されたエンジン負荷Ｌｅが、所定の閾値Ｌｋよりも大きいかを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１８の処理が「エンジン負荷取得部」に相当する。
【００４０】
ステップＳ２０で否定判定すると、つまりエンジン負荷Ｌｅが閾値Ｌｋよりも小さい低負荷状態であると判定すると、ステップＳ４０に進む。一方、ステップＳ２０で肯定判定すると、つまりエンジン負荷Ｌｅが閾値Ｌｋよりも大きい高負荷状態であることを条件に、エンジン暖機制御処理を実施する。本実施形態のバルブ制御処理では、エンジン暖機制御処理が通常制御よりも優先して実施される。つまり、触媒暖機制御、エンジン暖機制御処理及び通常制御が、この順に実施される。
【００４１】
エンジン暖機制御処理では、まずステップＳ２２において、エンジン１０の点火タイミングｔｆを進角制御する。ここで、進角制御とは、点火タイミングｔｆを、エンジン１０の運転状態に基づいた点火タイミングｔｆよりも早くすることを意味する。続くステップＳ２４において、バルブ調整機構６９を用いて排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを遅開き状態とし、ステップＳ２６において、バルブ調整機構６９を用いて吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅開き状態とし、バルブ制御処理を終了する。つまり、エンジン暖機制御処理では、エンジン１０の運転状態に基づいた吸気バルブ６３及び排気バルブ６４の開閉タイミングの制御に代えて、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを遅開き状態とし、吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅開き状態とする制御が実施される。なお、本実施形態において、ステップＳ２２〜Ｓ２６の処理が「第２制御部」に相当する。
【００４２】
続いて、図４、５にバルブ制御処理の一例を示す。図４（Ａ）は、通常制御における排気バルブ６４及び吸気バルブ６３の開閉タイミングを示す。図４（Ｂ）は、触媒暖機処理における排気バルブ６４及び吸気バルブ６３の開閉タイミングを示す。図５（Ａ），図５（Ｂ）は、エンジン暖機処理における排気バルブ６４及び吸気バルブ６３の開閉タイミングを示す。図５（Ａ）は、排気バルブ６４のみが開弁タイミングを遅開き状態とされている場合を示す。一方、図５（Ｂ）は、排気バルブ６４及び吸気バルブ６３が開弁タイミングを遅開き状態とされている場合を示し、本実施形態の構成に対応している。また、図４，図５において、（ａ）はエンジン１０のシリンダヘッドの位置の推移を示し、（ｂ）は排気バルブ６４の開閉状態の推移を示し、（ｃ）は吸気バルブ６３の開閉状態の推移を示す。
【００４３】
図４（Ａ）に示すように、エンジン１０は始動すると、吸気、圧縮、燃焼、排気の各行程により構成される燃焼サイクルを繰り返し実行する。図４（Ａ）には、膨張、排気、吸気、圧縮の順に並んだ燃焼サイクルが記載されている。例えば、シリンダヘッドは、時刻ｔ１にシリンダヘッドが最も点火プラグ７１に近い位置となる上死点ＴＤＣとなる。その後、シリンダヘッドは、時刻ｔ２にシリンダヘッドが最も点火プラグ７１から遠い位置となる下死点ＢＤＣとなり、時刻ｔ３に上死点ＴＤＣとなり、時刻ｔ４に上死点ＴＤＣとなり、以下これを繰り返す。エンジン１０は、時刻ｔ１〜ｔ２までの期間付近で膨張行程を実行し、時刻ｔ２〜ｔ３までの期間付近で排気行程を実行し、時刻ｔ３〜ｔ４までの期間付近で吸気行程を実行し、時刻ｔ４〜ｔ５までの期間付近で圧縮行程を実行する。
【００４４】
通常制御では、点火プラグ７１は上死点ＴＤＣ付近で点火放電を行う。つまり、シリンダヘッドが上死点ＴＤＣとなる時刻ｔ１が点火タイミングｔｆとなる。排気バルブ６４は、開弁タイミングｔｅａから閉弁タイミングｔｅｂまでの排気期間Ｔｅにおいて開放され、その他の期間において閉鎖されている。開弁タイミングｔｅａは時刻ｔ２よりも前に設定され、閉弁タイミングｔｅｂは時刻ｔ３よりも後に設定されている。吸気バルブ６３は、開弁タイミングｔｄａから閉弁タイミングｔｄｂまでの吸気期間Ｔｄにおいて開放され、その他の期間において閉鎖されている。開弁タイミングｔｄａは時刻ｔ３よりも前に設定され、閉弁タイミングｔｄｂは時刻ｔ４よりも後に設定されている。
【００４５】
そのため、エンジン１０では、時刻ｔ１から排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａまでの閉鎖期間Ｔｃにおいて、排ガスがエンジン１０の燃焼室６１に留まる。そのため、閉鎖期間Ｔｃにおいて、排ガスからエンジン１０に熱が伝達されてエンジン１０が暖機される。図６に示すように、エンジン１０の暖機に必要な暖機期間Ｔｍは、閉鎖期間Ｔｃが長いほど短くなる関係を有する。
【００４６】
また、吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａから排気バルブ６４の閉弁タイミングｔｅｂまでの重複開放期間Ｔｐにおいて、排気バルブ６４及び吸気バルブ６３が共に開放される。重複開放期間Ｔｐでは、上死点ＴＤＣに対する排気バルブ６４の遅閉じ量に応じて排気側から燃焼室６１に排ガスが逆流する。また、重複開放期間Ｔｐでは、上死点ＴＤＣに対する吸気バルブ６３の早開き量に応じて燃焼室６１から吸気側に排ガスが逆流する。これにより、エンジン１０の吸気行程において燃焼室６１内に留まる排ガス（すなわち内部ＥＧＲ量）が増加する。つまり、重複開放期間Ｔｐが長くなると、エンジン１０における燃焼状態が悪化し、排ガスからエンジン１０へ伝達される熱量が減少する。図７に示すように、暖機期間Ｔｍは、重複開放期間Ｔｐが長いほど長くなる関係を有する。なお、本実施形態において、重複開放期間Ｔｐが「オーバーラップ量」に相当する。
【００４７】
図４（Ｂ）に示すように、触媒暖機制御では、点火タイミングｔｆが遅角制御され、点火タイミングｔｆが時刻ｔ１よりも後に設定されている。また、排気バルブ６４は、開弁タイミングｔｅａが早開き状態となるように制御され、例えば閉弁タイミングｔｅｂが時刻ｔ３よりも前に設定される。
【００４８】
そのため、触媒暖機制御では、閉鎖期間Ｔｃが短縮され、排ガスからエンジン１０に伝達される熱量が減少する。そのため、触媒７３に流れ込む排ガスの温度が上昇し、触媒７３を早期に暖機することができる。
【００４９】
図５に示すように、エンジン暖機制御では、点火タイミングｔｆが進角制御され、点火タイミングｔｆが時刻ｔ１よりも前に設定されている。また、エンジン１０の排気行程において排ガスからエンジン１０へ伝達される熱量を増やすべく、排気バルブ６４は、開弁タイミングｔｅａが遅開き状態となるように制御され、例えば開弁タイミングｔｅａが時刻ｔ２よりも後に設定される。
【００５０】
図５（Ａ）に示すように、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａが遅開き状態となるように制御され、吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａが遅開き状態となるように制御されないと、閉鎖期間Ｔｃが延長されるとともに、重複開放期間Ｔｐが延長される。そのため、閉鎖期間Ｔｃの延長による早期暖機の効果が、重複開放期間Ｔｐの延長による早期暖機抑制の効果により相殺され、エンジン１０を早期暖機することができない。
【００５１】
一方、本実施形態では、図５（Ｂ）に示すように、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａが遅開き状態となるように制御されるとともに、エンジン１０の吸気行程において燃焼室６１内に留まる内部ＥＧＲ量を低減すべく、吸気バルブ６３は、開弁タイミングｔｄａが遅開き状態となるように制御される。例えば、開弁タイミングｔｄａが時刻ｔ２よりも後に設定され、図４（Ａ）に比べて、閉鎖期間Ｔｃが同じかそれより短くなるように設定される。これにより、閉鎖期間Ｔｃが延長されるとともに、重複開放期間Ｔｐが維持又は短縮され、エンジン１０を早期暖機することができる。
【００５２】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５３】
・エンジン始動直後には、エンジン１０を早期に暖機して摩擦による機械損失を減らすことが望ましい。エンジン１０の暖機を促進させるために、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを遅開き状態とすると、閉鎖期間Ｔｃが長期化される。その一方、排気バルブ６４において開弁タイミングｔｅａの遅開きにより閉弁タイミングｔｅｂが遅くなる。つまり、重複開放期間Ｔｐが延長される。これに伴いエンジン１０の吸気行程において燃焼室６１内に留まる内部ＥＧＲ量が増える。この結果、エンジン１０における燃焼状態が悪化し、排ガスの温度が低下し、排ガスからエンジン１０へ伝達される熱量が減少するとともに、その燃焼状態の悪化を補うべく燃料噴射量を増やすことで燃費が悪化する。
【００５４】
本実施形態では、エンジン暖機中であると判定された場合、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを遅開き状態とし、かつ吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅開き状態とする。これにより、エンジン１０の吸気行程において燃焼室６１内に留まる内部ＥＧＲ量が抑制され、エンジン１０における燃焼状態の悪化が抑制される。この結果、燃費の悪化を抑制することができる。また、高温の排ガスを燃焼室６１内に長期間に亘って留めることができ、エンジン１０を早期暖機することができる。
【００５５】
・特に、本実施形態では、エンジン暖機処理において、吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅開き状態とする際に、重複開放期間Ｔｐが、排気バルブ６４及び吸気バルブ６３を制御する前の重複開放期間Ｔｐ、つまり通常制御における重複開放期間Ｔｐと同じかそれよりも短くなるように吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを制御する。これにより、エンジン１０における燃焼状態の悪化を好適に抑制することができる。
【００５６】
・本実施形態では、エンジン暖機よりも触媒暖機が優先されている。触媒暖機中において、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを早開き状態としており、排気バルブ６４を遅開きにすることによるエンジン暖機をすることができない。本実施形態では、触媒温度Ｙｃが触媒活性温度Ｙａに達したことを条件に、エンジン暖機中であると判定し、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを遅開き状態とする。そのため、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを好適に制御しながら、触媒暖機とエンジン暖機とをこの順に実施することで、排気エミッションの悪化を抑制しつつ、エンジン１０を早期暖機することができる。
【００５７】
・本実施形態では、バルブ制御処理において、エンジン負荷Ｌｅを取得し、エンジン負荷Ｌｅが閾値Ｌｋよりも大きい高負荷状態であることを条件に、エンジン暖機制御を実施する。例えば、吸入空気量が少ない等のエンジン負荷Ｌｅが小さい場合にエンジン暖機制御が実施され、吸気バルブ６３が遅開きされると、エンジン１０の燃焼が不安定となり、かえってエンジン１０の早期暖機が抑制される。エンジン負荷Ｌｅが閾値Ｌｋよりも大きい高負荷状態であることを条件に、エンジン暖機制御を実施する。これにより、エンジン１０を安定燃焼させつつ、エンジン１０を早期暖機することができる。
【００５８】
・本実施形態では、エンジン１０の冷却水温Ｙｗが基準温度Ｙｋに達していないことを条件に、エンジン暖機中であると判定する。冷却水温Ｙｗは、エンジン１０の温度に相関する。そのため、冷却水温Ｙｗを用いて、エンジン１０がエンジン暖機中であるかを好適に判定することができる。
【００５９】
（第２実施形態）
次に第２実施形態に係る車両１００について図８，図９を用いて説明する。第２実施形態に係る車両１００は、第１実施形態に係る車両１００と比べて、バルブ制御処理が異なる。以下では、第２実施形態に係るバルブ制御処理について説明する。
【００６０】
図８に本実施形態のバルブ制御処理のフローチャートを示す。本実施形態のバルブ制御処理では、エンジン負荷Ｌｅが閾値Ｌｋよりも小さいと判定された場合でもエンジン暖機制御が実施される点で、第１実施形態に係るバルブ制御処理と異なる。本実施形態では、エンジン負荷Ｌｅが閾値Ｌｋよりも小さいと判定された場合に、エンジン１０の燃焼が不安定となるのを抑制すべく、エンジン負荷Ｌｅに応じて吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅延させる遅延時間Ｔｙを制限する。なお図８において、先の図３で説明した内容と同一の内容については、説明を省略する。
【００６１】
本実施形態のバルブ制御処理では、ステップＳ２０で肯定判定すると、ステップＳ５０において、ステップＳ１８で取得されたエンジン負荷Ｌｅに基づいて遅延時間Ｔｙを算出する。図９に示すように、遅延時間Ｔｙは、エンジン負荷Ｌｅが多いほど長くなる関係を有する。なお、本実施形態において、遅延時間Ｔｙが「遅開き量」に相当し、ステップＳ５０の処理が「算出部」に相当する。
【００６２】
ステップＳ５０で開弁タイミングｔｄａの遅延時間Ｔｙが算出されると、続くステップＳ５２において、エンジン１０の点火タイミングｔｆを進角制御する。続くステップＳ５４において、バルブ調整機構６９を用いて排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａを遅開き状態とする。続くステップＳ５６において、ステップＳ３０で算出された遅延時間Ｔｙに応じて吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅延させて、バルブ制御処理を終了する。
【００６３】
・以上説明した本実施形態によれば、バルブ制御処理において、エンジン負荷Ｌｅを取得し、エンジン負荷Ｌｅが閾値Ｌｋよりも小さい低負荷状態である場合に、エンジン負荷Ｌｅに基づいて遅延時間Ｔｙを算出し、この遅延時間Ｔｙに応じて吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅延させる。つまり、エンジン負荷Ｌｅに基づいて、開弁タイミングｔｄａの遅延時間Ｔｙを制限する。これにより、エンジン１０の燃焼が不安定となることを抑制しつつ、エンジン１０を早期暖機することができる。
【００６４】
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、次のように実施されてもよい。
【００６５】
・バルブ調整機構６９は油圧式に限られず、電動式であってもよい。
【００６６】
・排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａと吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａとが別々に制御される例を示したが、これらが連動して制御されてもよい。つまり、排気バルブ６４と吸気バルブ６３とが図示しないベルトなどを介して駆動連結されており、クランク軸１３により吸気バルブ６３及び排気バルブ６４が連動して駆動されてもよい。これにより、排気バルブ６４の開弁タイミングｔｅａが遅開き状態となるように制御されることで、吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅開き状態となるように制御することができる。
【００６７】
・上記実施形態では、バルブ制御処理において点火タイミングｔｆが遅角又は進角制御される例を示したが、点火タイミングｔｆは一定に保たれていてもよい。点火タイミングｔｆを一定に保つことで、点火タイミングｔｆの変動によるエンジントルクの減少を抑制することができ、車両１００の燃費が悪化することを抑制することができる。
【００６８】
・上記第１実施形態では、エンジン暖機処理における重複開放期間Ｔｐが、通常制御における重複開放期間Ｔｐと同じかそれよりも短くなるように、吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを制御する例を示したが、これに限られない。例えば、エンジン暖機処理における重複開放期間Ｔｐが通常制御における重複開放期間Ｔｐよりも長くてもよい。エンジン暖機処理における重複開放期間Ｔｐが通常制御における重複開放期間Ｔｐよりも長くなる場合でも、吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを全く遅延させない場合に比べて、エンジン１０を早期暖機することができる。
【００６９】
・上記第２実施形態では、エンジン負荷Ｌｅが閾値Ｌｋよりも小さいと判定された場合に、吸気バルブ６３の開弁タイミングｔｄａを遅延させる遅延時間Ｔｙを制限する例を示したが、制限されるものは開弁タイミングｔｄａの遅延時間Ｔｙに限られない。例えば、開弁タイミングｔｄａの遅延時間Ｔｙとともに、点火タイミングｔｆの進角制御量や開弁タイミングｔｅａの遅延時間を制限してもよい。特に、開弁タイミングｔｄａの遅延時間Ｔｙとともに開弁タイミングｔｅａの遅延時間を制限することで、重複開放期間Ｔｐが延長されることを抑制することができ、エンジン１０における燃焼状態の悪化を好適に抑制することができる。
【符号の説明】
【００７０】
１０…エンジン、６３…吸気バルブ、６４…排気バルブ、６９…バルブ調整機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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