(57)【要約】【課題】冷間始動時にも、燃焼室での最初の点火直後の排気ガスを低減することが可能な内燃機関を提供する。【解決手段】このエンジン（内燃機関）１は、エンジン本体２に接続される排気管４と、排気管４に設けられ、排気管４を開閉することにより、排気管４を通過する排気の流量を調整する調整弁６と、吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂを含む可動弁の開閉タイミングを調整可能な可変動弁機構３と、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６の開度を小さくする制御を行うとともに、排気管４内の排気の圧力および燃焼室２３内の圧力の少なくとも一方を高くするように、調整弁６の開度を小さくした状態で、可変動弁機構３によりの可動弁の開閉タイミングを調整する制御を行うＥＣＵ７とを備える。【選択図】図１
2020016218.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関本体に接続される排気管と、
前記排気管に設けられ、前記排気管を開閉することにより、前記排気管を通過する排気の流量を調整する調整弁と、
吸気弁および排気弁を含む可動弁の開閉タイミングを調整可能な可変動弁機構と、
前記内燃機関本体の燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、前記調整弁の開度を小さくする制御を行うとともに、前記排気管内の排気の圧力および前記燃焼室内の圧力の少なくとも一方を高くするように、前記調整弁の開度を小さくした状態で、前記可変動弁機構によりの前記可動弁の開閉タイミングを調整する制御を行う制御部とを備える、内燃機関。
【請求項２】
前記排気管に設けられる触媒をさらに備え、
前記調整弁は、前記触媒の下流側に配置されている、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記制御部は、前記燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、前記調整弁の開度を小さくした状態で、前記可変動弁機構により上死点よりも早いタイミングで前記排気弁を閉じるように構成されている、請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記制御部は、前記燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、前記調整弁の開度を小さくした状態で、前記可変動弁機構により前記吸気弁と前記排気弁とを互いに重ならないタイミングで開状態にするように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項５】
前記制御部は、モータにより前記内燃機関本体を始動させる期間に、前記調整弁の開度を小さくするように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関。
【請求項６】
前記制御部は、前記燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、前記調整弁の開度を全閉状態にする制御を行うとともに、前記調整弁の全閉により前記排気管を封止した状態で、前記可変動弁機構によりの前記可動弁の開閉タイミングを調整する制御を行うように構成されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に関し、特に、排気管に設けられた弁を備える内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排気管に設けられた弁を備える内燃機関が知られている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１には、触媒の下流側で排気管に設けられた排気絞り弁と、排気絞り弁を制御する制御部とを備えるエンジンが開示されている。制御部は、燃焼室での点火後において排気ガスの流量が一定値以上になった場合に、排気絞り弁を閉じる側に移動させる制御を行う。これにより、エンジンは、排気管内（触媒内）の圧力を上昇させて触媒の活性化を図ることにより、触媒によって有害成分の浄化が効果的に行われるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−５０５４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、上記特許文献１には明示されていないが、内燃機関では一般的に、燃焼室での最初の点火時点では、特に、冷間始動時には、燃焼室内の温度や排気管内の温度が低いため、燃料の霧化を効果的に行うことが困難である。このため、燃焼室での最初の点火直後に排気ガスが比較的排出されやすい状況になっている。上記特許文献１に記載された内燃機関では、燃焼室での点火後で排気ガスの流量が大きくなった場合に、排気ガスを低減することはできるが、燃焼室での最初の点火直後の排気ガスを低減することはできないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、冷間始動時にも、燃焼室での最初の点火直後の排気ガスを低減することが可能な内燃機関を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面における内燃機関は、内燃機関本体に接続される排気管と、排気管に設けられ、排気管を開閉することにより、排気管を通過する排気の流量を調整する調整弁と、吸気弁および排気弁を含む可動弁の開閉タイミングを調整可能な可変動弁機構と、内燃機関本体の燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁の開度を小さくする制御を行うとともに、排気管内の排気の圧力および燃焼室内の圧力の少なくとも一方を高くするように、調整弁の開度を小さくした状態で、可変動弁機構によりの可動弁の開閉タイミングを調整する制御を行う制御部とを備える。
【０００８】
この発明の一の局面による内燃機関では、上記のように構成することにより、内燃機関本体の燃焼室に燃料を供給して最初に点火する（初爆）までの期間に、調整弁を閉じて、吸気を燃焼室内に留めておくことができるので、燃焼室内（気筒内）の圧力を効果的に高めることができる。また、可変動弁機構により燃焼室内（気筒内）の圧力を高めることが可能な最適なバルブタイミングに調整することができる。その結果、燃焼室内（気筒内）の温度を効果的に高めることができるので、冷間始動時にも、最初の点火前に燃料の霧化を効果的に行うことができる。したがって、冷間始動時にも、燃焼室での最初の点火直後の排気ガスを低減することができる。また、排気管内の排気の圧力を高めることによって、排気管内の排気の温度を高めることができるので、排気管内に配置された触媒の温度を高めて触媒を活性化することができる。
【０００９】
上記一の局面による内燃機関において、好ましくは、排気管に設けられる触媒をさらに備え、調整弁は、触媒の下流側に配置されている。
【００１０】
このように構成すれば、内燃機関本体の燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁を閉じて、吸気を燃焼室内だけでなく、触媒内にも留めておくことができるので、燃焼室内（気筒内）および触媒内の圧力を効果的に高めることができる。その結果、燃焼室内（気筒内）および触媒内の温度を効果的に高めることができるので、冷間始動時にも、最初の点火前に燃料の霧化を効果的に行うことができるとともに、始動初期から触媒を活性化させた状態で排気ガスの浄化を効果的に行うことができる。したがって、冷間始動時にも、燃焼室での最初の点火直後の排気ガスをより低減することができる。
【００１１】
上記一の局面による内燃機関において、好ましくは、制御部は、燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁の開度を小さくした状態で、可変動弁機構により上死点よりも早いタイミングで排気弁を閉じるように構成されている。
【００１２】
このように構成すれば、ピストンが上死点に達した直後から下死点に向かう際に、排気管内から燃焼室内に排気が逆流するのを防止し、さらには、燃焼室から吸気管に逆流するのを防止することができる。
【００１３】
上記一の局面による内燃機関において、好ましくは、制御部は、燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁の開度を小さくした状態で、可変動弁機構により吸気弁と排気弁とを互いに重ならないタイミングで開状態にするように構成されている。
【００１４】
このように構成すれば、吸気弁と排気弁とが同時に開かれるオーバーラップをなくすことができるので、燃焼室から調整弁までの排気管内、および、燃焼室内から、高圧の排気が吸気管に吹き返すのを抑制することができる。
【００１５】
上記一の局面による内燃機関において、好ましくは、制御部は、モータにより内燃機関本体を始動させる期間に、調整弁の開度を小さくするように構成されている。
【００１６】
このように構成すれば、モータリング期間またはクランキング期間において、燃焼室内（気筒内）の圧力を効果的に高めることができる。
【００１７】
上記一の局面による内燃機関において、好ましくは、制御部は、燃焼室に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁の開度を全閉状態にする制御を行うとともに、調整弁の全閉により排気管を封止した状態で、可変動弁機構によりの可動弁の開閉タイミングを調整する制御を行うように構成されている。
【００１８】
このように構成すれば、調整弁の開度を全閉にすることで、調整弁の下流側への排気の流れを確実に遮断することができるので、燃焼室内（気筒内）および排気管内の圧力をより効果的に高めることができる。
【００１９】
なお、本出願では、上記一の局面による内燃機関において、以下のような構成も考えられる。
【００２０】
（付記項１）
すなわち、上記一の局面による内燃機関において、制御部は、内燃機関本体を冷間始動させる際に、調整弁の開度を小さくするように構成されている。
【００２１】
このように構成すれば、最初の点火時において、燃焼室内（気筒内）の温度が特に低くなりやすい冷間始動の際に、燃焼室内（気筒内）の温度を効果的に高めることができる。
【００２２】
（付記項２）
また、上記触媒を備える内燃機関において、触媒は、第１触媒と、第１触媒の下流側に配置される第２触媒とを含み、調整弁は、第１触媒の上流側に配置される第１調整弁と、第１触媒と第２触媒との間に配置される第２調整弁と、第２触媒の下流側に配置される第３調整弁とを含む。
【００２３】
このように構成すれば、気筒、第１触媒および第２触媒の下流側に、それぞれ、第１調整弁、第２調整弁および第３調整弁を配置することができるので、気筒内、第１触媒および第２触媒の温度を効果的に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態による車両の構成を概略的に示した図である。
【図２】本発明の一実施形態によるエンジンおよび排気系の構成を示した図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）はそれぞれオーバーラップしない第１および第２バルブタイミング設定を示した図であり、図３（ｃ）はオーバーラップする第３バルブタイミング設定を示した図である。
【図４】本発明の一実施形態によるエンジンのシミュレーションによるサイクル数と排気圧力との関係を示した図である
【図５】本発明の一実施形態によるエンジンのシミュレーションによるサイクル数と温度との関係を示した図である。
【図６】本発明の一実施形態によるエンジンのシミュレーションによるクランク角度と圧力との関係を示した図である。
【図７】本発明の変形例によるエンジンおよび排気系の構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２６】
［実施形態］
図１〜図６を参照して、一実施形態によるエンジン１（内燃機関の一例）の構成について説明する。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態のエンジン１は、ハイブリット車１０に組み込まれている。
【００２８】
エンジン１は、エンジン本体２（内燃機関本体の一例）と、可変動弁機構３と、エンジン本体２の下流側に接続される排気管４と、排気管４に設けられる触媒５と、排気管４に設けられる調整弁６と、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）７（制御部の一例）とを備えている。また、ハイブリット車１０のエンジン１には、モータリングを行うための電気モータ８（モータの一例）が設けられている。
【００２９】
図２に示すように、エンジン本体２は、シリンダブロック２１と、シリンダブロック２１の上部に取り付けられるシリンダヘッド２２とを含んでいる。シリンダブロック２１は、燃焼室２３が内側に設けられた気筒２４を有している。エンジン本体２内には、クランクシャフト（図示せず）が配置されている。エンジン１は、クランクシャフトの動力によりカムシャフト２５ａおよび２５ｂを回転させることにより、吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂをそれぞれ開閉する。
【００３０】
可変動弁機構３は、燃焼室２３の吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂの開閉タイミングを調整可能に構成されている。詳細には、可変動弁機構３は、吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂの開閉のタイミングをずらすために、カムシャフト２５ａおよび２５ｂの回転をそれぞれ独立して遅角方向または進角方向にずらすように構成されている。
【００３１】
すなわち、可変動弁機構３は、吸気弁２６ａの開くタイミング（以下、ＩＶＯ（Ｉｎｔａｋｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｏｐｅｎ））および閉じるタイミング（以下、ＩＶＣ（Ｉｎｔａｋｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｃｌｏｓｅ））を、共に早めるか、または、共に遅らせるように構成されている。
【００３２】
また、可変動弁機構３は、排気弁２６ｂの開くタイミング（以下、ＥＶＯ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｖａｌｖｅ  Ｏｐｅｎ））および閉じるタイミング（以下、ＥＶＣ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｖａｌｖｅ  Ｃｌｏｓｅ））を、共に早めるか、または、共に遅らせるように構成されている。なお、可変動弁機構３は、ＥＣＵ７による制御の下、駆動されるように構成されている。
【００３３】
排気管４は、排気弁２６ｂを介して燃焼室２３から排出された排気ガスを外部（大気）に放出するように構成されている。排気管４の下流側には、マフラーＭ（図１参照）が設けられている。
【００３４】
触媒５は、排気管４に設けられている。触媒５は、第１触媒５１と、第１触媒５１の下流側に配置される第２触媒５２との２つを含んでいる。第１触媒５１と第２触媒５２とは、２段階で排気ガスに含まれる有害成分を浄化するように構成されている。これにより、触媒５は、有害物質が大気に排出されるのをより確実に低減している。なお、第１触媒５１および第２触媒５２は、共に、炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に取り除くことが可能な３元触媒により形成されている。
【００３５】
調整弁６は、排気管４に設けられている。調整弁６は、第１触媒５１の下流側で、かつ、第２触媒５２の上流側に配置されている。調整弁６は、開閉することにより、排気管４を通過する排気の流量を調整するように構成されている。調整弁６は、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、閉状態（僅かな排気を保持しながら開度が小さくなるような状態）に調整されるように構成されている。その結果、調整弁６を下流側に通過する排気量が制限され、調整弁６の上流側（気筒２４や第１触媒５１内）の圧力が上昇する。すなわち、調整弁６の上流側（気筒２４や第１触媒５１内）の温度が上昇する。なお、調整弁６は、ＥＣＵ７による制御の下、駆動されるように構成されている。
【００３６】
ＥＣＵ７は、エンジン１の各部を制御するように構成されている。ここで、本実施形態では、ＥＣＵ７は、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６の開度を小さくする制御を行うとともに、排気管４内の排気の圧力および燃焼室２３内の圧力を高くするように、調整弁６の開度を小さくした状態で、可変動弁機構３により可動弁（吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂの少なくとも一方）の開閉タイミングを調整する制御を行うように構成されている。
【００３７】
すなわち、ＥＣＵ７は、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、予め、気筒２４内（燃焼室２３内）および第１触媒５１の温度を所定の温度まで高めておく制御を行うように構成されている。
【００３８】
このようなＥＣＵ７の制御により、エンジン本体２および第１触媒５１から排出される初期の排気ガスを低減することができる。
【００３９】
詳細には、調整弁６および可変動弁機構３の制御により、エンジン１は、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火する際における気筒２４内（燃焼室２３内）および第１触媒５１の温度が比較的低い場合よりも、最初の点火直後の期間におけるエンジン本体２からの有害成分（ＰＭ（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）やＨＣ（炭化水素）など）の排出を、低減することが可能である。
【００４０】
また、調整弁６および可変動弁機構３の制御により、エンジン１は、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火する際における気筒２４内（燃焼室２３内）および第１触媒５１の温度が比較的低い場合よりも、最初の点火直後の期間における第１触媒５１から浄化しきれずに排出される有害成分の量を、低減することが可能である。
【００４１】
なお、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間とは、少なくとも、電気モータ８（図１参照）によるモータリングが行われる期間に含まれる期間である。すなわち、ＥＣＵ７は、電気モータ８によりエンジン本体２を始動させる期間内に、調整弁６の開度を小さくするように構成されている。また、ＥＣＵ７は、電気モータ８によりエンジン本体２を始動させる期間内に、可変動弁機構３による可動弁（吸気弁２６ａ、排気弁２６ｂ）の開閉タイミングを所定の開閉タイミングに変更するように構成されている。なお、所定の開閉タイミングとは、エンジン１始動後の定常運転時の開閉タイミングとは異なるタイミングである。
【００４２】
また、ＥＣＵ７は、上記のような調整弁６および可変動弁機構３の制御を、エンジン本体２を冷間始動させる際に行う。すなわち、ＥＣＵ７は、エンジン本体２を冷間始動させる際に、調整弁６の開度を小さくするように構成されている。また、ＥＣＵ７は、エンジン本体２を冷間始動させる際に、可変動弁機構３による可動弁（吸気弁２６ａ、排気弁２６ｂ）の開閉タイミングを所定の開閉タイミングに変更するように構成されている。
【００４３】
また、ＥＣＵ７は、燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６の開度を小さくした状態で、可変動弁機構３により上死点（ＴＤＣ）よりも早いタイミングで排気弁２６ｂを閉じるように構成されている。
【００４４】
さらに、ＥＣＵ７は、原則として、燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６の開度を小さくした状態で、可変動弁機構３により吸気弁２６ａと排気弁２６ｂとを互いに重ならないタイミングで開状態にするように構成されている。すなわち、ＥＣＵ７は、原則として、可変動弁機構３により、燃焼室２３への吸気、および、燃焼室２３からの排気が同じタイミングで行われるオーバーラップをなくす制御を行うように構成されている。
【００４５】
なお、ＥＣＵ７は、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間における調整弁６および可変動弁機構３の制御を、所定の推定ロジックに基づいて、終了するように構成されている。推定ロジックとは、たとえば、制御開始前の環境温度やボア壁面温度などの温度条件と、エンジン１のサイクル数（制御時間）などとの関係を示すマップである。このように推定ロジックを用いることによって、ＥＣＵ７は、温度センサなどを確認することなく、調整弁６および可変動弁機構３の制御を終了することが可能となる。
【００４６】
（バルブタイミングについて）
次に、図３を参照して、バルブタイミング（ＥＣＵ７による可変動弁機構３を介した吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂの開閉タイミング）について説明する。
【００４７】
ＥＣＵ７は、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６の開度を小さくした状態で、可変動弁機構３によりの吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂの開閉タイミングを、図３（ａ）に示す第１バルブタイミング設定に設定するように構成されている。第１バルブタイミング設定とは、ＩＶＯをａ１１度、ＩＶＣをａ１２度、ＥＶＯをａ１３度、ＥＶＣをａ１４度とする設定である。
【００４８】
なお、第１バルブタイミング設定ではなく、ＥＣＵ７は、可変動弁機構３によりの吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂの開閉タイミングを、図３（ｂ）に示す第２バルブタイミング設定に設定するように構成されていてもよい。第２バルブタイミング設定とは、ＩＶＯをａ２１度、ＩＶＣをａ２２度、ＥＶＯをａ１３度、ＥＶＣをａ１４度とする設定である。ａ２１およびａ２２は、それぞれ、ａ１１およびａ１２よりも遅角側の角度である。
【００４９】
また、第１および第２バルブタイミング設定ではなく、ＥＣＵ７は、可変動弁機構３によりの吸気弁２６ａおよび排気弁２６ｂの開閉タイミングを、図３（ｃ）に示す第３バルブタイミング設定に設定するように構成されていてもよい。第３バルブタイミング設定とは、ＩＶＯをａ３１度、ＩＶＣをａ３２度、ＥＶＯをａ１３度、ＥＶＣをａ１４度とする設定である。ａ３１およびａ３２は、それぞれ、ａ１１およびａ１２よりも進角側の角度である。
【００５０】
なお、第３バルブタイミング設定は、第１および第２バルブタイミング設定とは異なり、オーバーラップを有したバルブタイミングである。
【００５１】
次に、図４を参照して、第１〜第３バルブタイミング設定の各々についてのシミュレーション結果について説明する。なお、シミュレーション条件として、環境温度（外気温度）２５℃、電気モータ８（図１参照）によるモータリング時の回転数１８００ｒｐｍ、スロットル開度を全開に設定した。
【００５２】
まず、クランク角度と気筒２４内の圧力との関係について説明する。シミュレーションでは、気筒２４内の圧力は、概して、ＴＤＣ（上死点）０度の前後と、ＢＤＣ（下死点）１８０度からＴＤＣ３６０度の付近において、各設定共に高くなっている。また、第１バルブタイミング設定、第２バルブタイミング設定、第３バルブタイミング設定の順に圧力が低くなる、という結果が得られた。したがって、クランク角度と気筒２４内の圧力との関係では、オーバーラップがなく、かつ、排気弁２６ｂを閉じるタイミングと吸気弁２６ａを開くタイミングとが近くなるバルブタイミングが好ましいことが分かる。
【００５３】
次に、図５を参照して、エンジン１のサイクル数と気筒２４内の圧力との関係について説明する。シミュレーションでは、第１バルブタイミング設定、第２バルブタイミング設定、第３バルブタイミング設定の順に圧力が低くなる、という結果が得られた。したがって、オーバーラップがなく、かつ、排気弁２６ｂを閉じるタイミングと吸気弁２６ａを開くタイミングとが近くなるバルブタイミングが好ましいことが分かる。
【００５４】
次に、図５および図６を参照して、気筒２４内の圧力と気筒２４内の温度との関係について説明する。図６は、エンジン１のサイクル数と気筒２４内の温度との関係を示したグラフである。図６を参照して、シミュレーションでは、第１バルブタイミング設定、第２バルブタイミング設定、第３バルブタイミング設定の順に温度が低くなる、という結果が得られた。すなわち、第１〜第３バルブタイミング設定において、サイクル数および気筒２４内の圧力の相関と、サイクル数および気筒２４内の温度の相関とは、同様であることが分かった。したがって、気筒２４内の圧力が高い程、気筒２４内の温度が高くなることが分かる。なお、オーバーラップがある場合、吸気管への吹き返しにより吸気ポートの温度を上昇させることができる（暖機することができる）。
【００５５】
（本実施形態の効果）
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００５６】
本実施形態では、上記のように、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６を閉じて、吸気を燃焼室２３内に留めておくことができるので、燃焼室２３内（気筒内）の圧力を効果的に高めることができる。その結果、燃焼室２３内（気筒内）の温度を効果的に高めることができるので、冷間始動時にも、最初の点火前に燃料の霧化を効果的に行うことができる。したがって、冷間始動時にも、燃焼室２３での最初の点火直後の排気ガスを低減することができる。また、排気管４内の排気の圧力を高めることによって、排気管４内の排気の温度を高めることができるので、排気管４内に配置された触媒５の温度を高めて触媒を活性化することができる。
【００５７】
本実施形態では、上記のように、排気管４に設けられる触媒５をさらに備え、調整弁６は、触媒５の下流側に配置されている。これにより、エンジン本体２の燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６を閉じて、吸気を燃焼室２３内だけでなく、触媒５内にも留めておくことができるので、燃焼室２３内（気筒内）および触媒５内の圧力を効果的に高めることができる。その結果、燃焼室２３内（気筒内）および触媒５内の温度を効果的に高めることができるので、冷間始動時にも、最初の点火前に燃料の霧化を効果的に行うことができるとともに、始動初期から触媒５を活性化させた状態で排気ガスの浄化を効果的に行うことができる。したがって、冷間始動時にも、燃焼室２３での最初の点火直後の排気ガスをより低減することができる。
【００５８】
本実施形態では、上記のように、ＥＣＵ７は、燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６の開度を小さくした状態で、可変動弁機構３により上死点よりも早いタイミングで排気弁２６ｂを閉じるように構成されている。これにより、ピストンが上死点に達した直後から下死点に向かう際に、排気管４内から燃焼室２３内に排気が逆流するのを防止し、さらには、燃焼室２３から吸気管に逆流するのを防止することができる。
【００５９】
本実施形態では、上記のように、ＥＣＵ７は、燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６の開度を小さくした状態で、可変動弁機構３により吸気弁２６ａと排気弁２６ｂとを互いに重ならないタイミングで開状態にするように構成されている。これにより、吸気弁２６ａと排気弁２６ｂとが同時に開かれるオーバーラップをなくすことができるので、燃焼室２３から調整弁６までの排気管４内、および、燃焼室２３内から、高圧の排気が吸気管に吹き返すのを抑制することができる。
【００６０】
本実施形態では、上記のように、ＥＣＵ７は、電気モータ８によりエンジン本体２を始動させる期間に、調整弁６の開度を小さくするように構成されている。これにより、モータリング期間において、燃焼室２３内（気筒内）の圧力を効果的に高めることができる。
【００６１】
本実施形態では、上記のように、ＥＣＵ７は、燃焼室２３に燃料を供給して最初に点火するまでの期間に、調整弁６の開度を全閉状態にする制御を行うとともに、調整弁６の全閉により排気管４を封止した状態で、可変動弁機構３によりの可動弁の開閉タイミングを調整する制御を行うように構成されている。これにより、調整弁６の開度を全閉にすることで、調整弁６の下流側への排気の流れを確実に遮断することができるので、燃焼室２３内（気筒内）の圧力および排気管４内をより効果的に高めることができる。
【００６２】
［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。
【００６３】
たとえば、上記実施形態では、第１触媒と第２触媒との間に位置する単一の調整弁を備えるようにエンジンを構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、図７に示す変形例のように、第１触媒５１の上流側と、第１触媒５１と第２触媒５２との間と、第２触媒５２の下流側とに位置する３つの調整弁（第１調整弁６１（調整弁の一例）、第２調整弁６２（調整弁の一例）、第３調整弁６３（調整弁の一例））を備えるようにエンジン２０１を構成してもよい。この場合、上流側の調整弁から順（第１調整弁６１、第２調整弁６２、第３調整弁６３の順）に開弁する。
【００６４】
この他、第１触媒の上流側のみに調整弁を備えるようにエンジンを構成してもよい。また、第２触媒の下流側のみに調整弁を備えるようにエンジンを構成してもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、２つの触媒を備える例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１つまたは３つ以上の触媒を備えていてもよい。
【００６６】
また、上記実施形態では、ＥＣＵにより、排気を保持しながら調整弁の開度が小さくなるように調整した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、ＥＣＵにより、調整弁を全閉状態にしてもよい。
【００６７】
また、上記実施形態では、電気モータによるモータリングの際に、ＥＣＵによる調整弁および可変動弁機構の制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、セルモータ（モータの一例）によるクランキングの際に、ＥＣＵによる調整弁および可変動弁機構の制御を行ってもよい。
【００６８】
また、上記実施形態では、冷間始動時に、ＥＣＵによる調整弁および可変動弁機構の制御を行う例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、冷間始動時の環境温度よりも高い温度環境にある際に、ＥＣＵによる調整弁および可変動弁機構の制御を行ってもよい。
【００６９】
また、上記実施形態では、３つのバルブタイミング設定を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、上記示した３つのバルブタイミング設定以外のバルブタイミング設定で可変動弁機構の制御を行ってもよい。
【００７０】
また、上記実施形態では、最初に点火するまでの調整弁および可変動弁機構の制御を、所定の推定ロジックに基づいて終了するように、ＥＣＵ（制御部）を構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、燃焼室内の壁面温度を測定可能な温度センサなどの各種センサを設け、最初に点火するまでの調整弁および可変動弁機構の制御を、温度センサなどの各種センサの測定結果などに基づいて終了するように、ＥＣＵ（制御部）を構成してもよい。
【符号の説明】
【００７１】
１、２０１  エンジン（内燃機関）
２  エンジン本体（内燃機関本体）
３  可変動弁機構
４  排気管
５  触媒
６  調整弁
７  ＥＣＵ（制御部）
８  電気モータ（モータ）
２３  燃焼室
２６ａ  吸気弁
２６ｂ  排気弁
５１  第１触媒（触媒）
５２  第２触媒（触媒）
６１  第１調整弁（調整弁）
６２  第２調整弁（調整弁）
６３  第３調整弁（調整弁）
【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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