(57)【要約】  【課題】本発明は、内燃機関のトルク変動を抑制しつつ、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化触媒を早期に昇温させることを課題とする。  【解決手段】本発明に係る内燃機関の制御装置は、排気浄化触媒を昇温させるべく内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を制御する触媒昇温手段と、吸気弁と排気弁の少なくとも一方を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、触媒昇温手段により吸気弁と排気弁との少なくとも一方が制御されるときに内燃機関のトルク変動を抑制すべく電磁駆動式動弁機構を制御するトルク変動抑制手段とを備えている。【選択図】図６
2006194252.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく前記内燃機関の吸気弁と排気弁との少なくとも一方を制御する触媒昇温手段と、
前記触媒昇温手段により前記吸気弁と前記排気弁の少なくとも一方が制御されるときに、前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒を昇温させるときに、前記内燃機関の排気弁の開弁時期を進角若しくは遅角、又は前記排気弁のリフト量を増大させる触媒昇温手段と、
前記触媒昇温手段により前記排気弁が制御されるときに、前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を更に備え、
前記トルク変動抑制手段は、前記電磁駆動式動弁機構を制御して前記内燃機関のトルク変動を抑制することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく、前記吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに前記内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を制御する触媒昇温手段と、
前記吸気弁と前記排気弁の少なくとも一方を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、
前記触媒昇温手段により前記吸気弁と前記排気弁の少なくとも一方と前記吸気絞り弁が制御されるときに、前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記電磁駆動式動弁機構を制御するトルク変動抑制手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく、前記吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに前記内燃機関の排気弁の開弁時期を進角、前記排気弁の開弁時期を遅角、又は前記排気弁のリフト量を増大させる触媒昇温手段と、
前記内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、
前記触媒昇温手段により前記吸気絞り弁と前記排気弁が制御されるときに、前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記電磁駆動式動弁機構を制御するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化触媒を昇温させる技術に関し、特に内燃機関から排気浄化触媒へ供給される排気の熱量を増加させて排気浄化触媒の昇温を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車等に搭載される内燃機関では、該内燃機関から排出される炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、或いは窒素酸化物（ＮＯx）等の有害ガス成分を浄化すること
が要求されている。
【０００３】
このような要求に対し、内燃機関の排気通路に排気浄化触媒を配置する技術が提案されている。上記の排気浄化触媒としては、三元触媒、酸化触媒、吸蔵還元型ＮＯx触媒、選
択還元型ＮＯx触媒、又はこれらの触媒を適宜組み合わせてなる触媒など、種々の触媒が
知られている。
【０００４】
ところで、上記したような排気浄化触媒は、一様にして所定の活性温度以上であるときに活性して排気中の有害ガス成分を浄化可能となるため、内燃機関が冷間始動されたときのように排気浄化触媒が活性温度未満であるときは排気中の有害ガス成分を十分に浄化することができない。
【０００５】
そこで、従来では、特開平１０−６８３３２号公報に記載されたような「排気バルブのタイミング制御装置」が提案されている。この公報に記載された排気バルブのタイミング制御装置は、内燃機関が冷間始動されたときのように、排気系に設けられた触媒等の温度が低く未活性状態にあるときに、排気バルブの開タイミングを所定角度だけ進角させることにより、シリンダ内の燃焼熱を積極的に排気系へ排出させ、以て触媒等の昇温を促進させようとするものである。
【特許文献１】特開平１０−６８３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記した従来の技術のように、単に排気バルブの開タイミングを進角させてシリンダ内の燃焼熱を排気系へ排出させると、燃焼熱の排出により内燃機関のトルクが変動する虞がある。
【０００７】
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、内燃機関のトルク変動を抑制しつつ、排気浄化触媒の昇温を促進させることができる技術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】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するために以下のような手段を採用した。
【０００９】
すなわち、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく前記内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を制御する触媒昇温手段と、
前記触媒昇温手段により前記吸気弁と前記排気弁の少なくとも一方が制御されるときに、前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
このように構成された内燃機関の制御装置では、例えば、排気浄化触媒４６を昇温させるときに、触媒昇温手段が吸気弁と排気弁の少なくとも一方を制御するとともにトルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制する。
【００１１】
この場合、排気浄化触媒を昇温させることを目的として内燃機関の吸気弁およびまたは排気弁が制御されても、内燃機関のトルク変動が抑制されることになる。
【００１２】
この結果、内燃機関のトルク変動が抑制されつつ、排気浄化触媒が昇温することになる。
【００１３】
次に、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒を昇温させるときに、前記内燃機関の排気弁の開弁時期を進角、前記排気弁の開弁時期を遅角、又は前記排気弁のリフト量を増大させる触媒昇温手段と、
前記触媒昇温手段により前記排気弁が制御されるときに、前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、
を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【００１４】
このように構成された内燃機関の制御装置では、例えば、排気浄化触媒を昇温させるときに、触媒昇温手段が排気弁の開弁時期を進角、前記排気弁の開弁時期を遅角、又は排気弁のリフト量を増大させるとともに、トルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制する。
【００１５】
この場合、排気浄化触媒を昇温させるべく排気弁の開弁時期が進角、排気弁の開弁時期が遅角、又は排気弁のリフト量が増加されても、内燃機関のトルク変動が抑制されることになる。
【００１６】
この結果、内燃機関のトルク変動が抑制されつつ、排気浄化触媒が昇温することになる。
【００１７】
ここで、吸気弁と排気弁の少なくとも一方を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を内燃機関が備えている場合は、トルク変動抑制手段は、電磁駆動式動弁機構を制御して内燃機関のトルク変動を抑制するようにしてもよい。
【００１８】
これは、電磁駆動式動弁機構は、例えば、吸気弁の開閉タイミング、吸気弁のリフト量、排気弁の開閉タイミング、排気弁のリフト量などを任意に制御することが可能であるため、このような電磁駆動式動弁機構を制御することにより内燃機関のトルクを制御することが容易となるからである。
【００１９】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく前記吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに前記内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を制する触媒昇温手段と、
前記吸気弁と前記排気弁の少なくとも一方を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、
前記触媒昇温手段により前記吸気弁と前記排気弁の少なくとも一方と前記吸気絞り弁が制御されるときに、前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記電磁駆動式動弁機構を制
御するトルク変動抑制手段と、
を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【００２０】
このように構成された内燃機関の制御装置では、例えば、触媒昇温手段が排気浄化触媒を昇温させるべく吸気弁と排気弁の少なくとも一方と吸気絞り弁とを制御するときに、トルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制すべく電磁駆動式動弁機構を制御することになる。
【００２１】
この場合、排気浄化触媒を昇温させるべく吸気絞り弁が開弁側へ制御されるとともに吸気弁と排気弁の少なくとも一方が制御されても、内燃機関のトルク変動が抑制されることになる。
【００２２】
この結果、内燃機関のトルク変動が抑制されつつ、排気浄化触媒が昇温することになる。
【００２３】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく、前記吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに前記排気弁の開弁時期を進角、前記排気弁の開弁時期を遅角、又は排気弁のリフト量を増大させる触媒昇温手段と、
前記内燃機関の吸気弁と排気弁の少なくとも一方を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、
前記触媒昇温手段により前記吸気絞り弁と前記排気弁が制御されるときに、前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記電磁駆動式動弁機構を制御するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【００２４】
このように構成された内燃機関の制御装置では、例えば、排気浄化触媒を昇温させるときに、触媒昇温手段が吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに排気弁の開弁時期を進角、排気弁の開弁時期を遅角、又は排気弁のリフト量を増大させるとともに、トルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制すべく電磁駆動式動弁機構を制御することになる。
【００２５】
この場合、排気浄化触媒を昇温させるべく吸気絞り弁が開弁側へ制御されるとともに排気弁の開弁時期が進角、排気弁の開弁時期が遅角、又は排気弁のリフト量が増大されても、内燃機関のトルク変動が抑制されることになる。
【００２６】
この結果、内燃機関のトルク変動が抑制されつつ、排気浄化触媒が昇温することになる。
【００２７】
尚、触媒昇温手段は、排気弁の開弁時期を進角させる場合には、例えば、排気弁の開弁時期を膨張行程の半ばまで進角させるようにしてもよい。これは、排気弁が膨張行程の半ばで開弁すると、内燃機関で燃焼途中若しくは燃焼直後の極めて高温なガスが排気として内燃機関から排出されることになり、そのような高温な排気が排気浄化触媒に流入することにより排気浄化触媒を速やかに昇温させることが可能となるからである。
【００２８】
また、触媒昇温手段は、排気弁の開弁時期を遅角させる場合には、例えば、排気弁の開弁時期を排気行程の半ばまで進角させるようにしてもよい。これは、排気弁の開弁時期が排気行程の半ばまで遅角されると、内燃機関で燃焼したガスは排気行程の半ばまで該内燃機関から排出されずに圧縮されることになり、その圧縮により前記ガスの温度が高められ、その結果、排気の温度が高められて排気浄化触媒を速やかに昇温させることが可能にな
るからである。
【００２９】
また、触媒昇温手段は、排気弁のリフト量を増大させる場合には、例えば、上記のように排気弁の開弁時期が進角又は遅角される際、特に、排気弁の開弁時期が進角又は遅角されるとともに吸気絞り弁が開弁側へ制御される際に、排気弁のリフト量を通常運転時よりも増大させるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、触媒昇温手段が排気浄化触媒を昇温させるときに、トルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制するため、内燃機関のトルク変動を抑制しつつ排気浄化触媒の昇温を促進することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明に係る電磁駆動弁の制御装置の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。
【００３２】
図１及び図２は、本発明を適用する内燃機関とその吸排気系の一実施態様を示す図である。図１及び図２に示す内燃機関１は、４つの気筒２１を備えた４ストローク・サイクルの水冷式ガソリンエンジンである。
【００３３】
内燃機関１は、４つの気筒２１及び冷却水路１ｃが形成されたシリンダブロック１ｂと、このシリンダブロック１ｂの上部に固定されたシリンダヘッド１ａとを備えている。
【００３４】
前記シリンダブロック１ｂには、機関出力軸たるクランクシャフト２３が回転自在に支持され、このクランクシャフト２３は、各気筒２１内に摺動自在に装填されたピストン２２とコネクティングロッド１９を介して連結されている。
【００３５】
前記クランクシャフト２３の端部には周縁に複数の歯が形成されたタイミングロータ５１ａが取り付けられ、そのタイミングロータ５１ａ近傍のシリンダブロック１ｂには電磁ピックアップ５１ｂが取り付けられている。これらタイミングロータ５１ａと電磁ピックアップ５１ｂは、クランクポジションセンサ５１を構成する。
【００３６】
前記シリンダブロック１ｂには、前記冷却水路１ｃ内を流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力する水温センサ５２が取り付けられている。
【００３７】
各気筒２１のピストン２２上方には、ピストン２２の頂面とシリンダヘッド１ａの壁面とに囲まれた燃焼室２４が形成されている。前記シリンダヘッド１ａには、各気筒２１の燃焼室２４に臨むよう点火栓２５が取り付けられ、この点火栓２５には、該点火栓２５に駆動電流を印加するためのイグナイタ２５ａが電気的に接続されている。
【００３８】
前記シリンダヘッド１ａにおいて各気筒２１の燃焼室２４に臨む部位には、吸気ポート２６の開口端が２つ形成されるとともに、排気ポート２７の開口端が２つ形成されている。そして、前記シリンダヘッド１ａには、前記吸気ポート２６の各開口端を開閉する吸気弁２８と、前記排気ポート２７の各開口端を開閉する排気弁２９とが進退自在に設けられている。
【００３９】
前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して前記吸気弁２８を進退駆動する電磁駆動機構３０（以下、吸気側電磁駆動機構３０と称する）が吸気弁２８と同数設けられている。各吸気側電磁駆動機構３０には、該吸気側電磁駆動機構３０に励磁電流を印加するための駆動回路３０ａ（以下、吸気側駆動回路３０ａ
と称する）が電気的に接続されている。
【００４０】
前記シリンダヘッド１ａには、励磁電流が印加されたときに発生する電磁力を利用して前記排気弁２９を進退駆動する電磁駆動機構３１（以下、排気側電磁駆動機構３１と称する）が排気弁２９と同数設けられている。各排気側電磁駆動機構３１には、該排気側電磁駆動機構３１に励磁電流を印加するための駆動回路３１ａ（以下、排気側駆動回路３１ａと称する）が電気的に接続されている。
【００４１】
ここで、吸気側電磁駆動機構３０及び排気側電磁駆動機構３１の具体的な構成について述べる。尚、吸気側電磁駆動機構３０と排気側電磁駆動機構３１とは同様の構成であるため、吸気側電磁駆動機構３０のみを例に挙げて説明する。
【００４２】
図３は、吸気側電磁駆動機構３０の構成を示す断面図である。図３において内燃機関１のシリンダヘッド１ａは、シリンダブロック１ｂの上面に固定されるロアヘッド１０と、このロアヘッド１０の上部に設けられたアッパヘッド１１とを備えている。
【００４３】
前記ロアヘッド１０には、各気筒２１毎に２つの吸気ポート２６が形成され、各吸気ポート２６の燃焼室２４側の開口端には、吸気弁２８の弁体２８ａが着座するための弁座１２が設けられている。
【００４４】
前記ロアヘッド１０には、各吸気ポート２６の内壁面から該ロアヘッド１０の上面にかけて断面円形の貫通孔が形成され、その貫通孔には筒状のバルブガイド１３が挿入されている。前記バルブガイド１３の内孔には、吸気弁２８の弁軸２８ｂが貫通し、前記弁軸２８ｂが軸方向へ摺動自在となっている。
【００４５】
前記アッパヘッド１１において前記バルブガイド１３と軸心が同一となる部位には、第１コア３０１及び第２コア３０２が嵌入される断面円形のコア取付孔１４が設けられている。前記コア取付孔１４の下部１４ｂは、その上部１４ａに比して径大に形成されている。以下では、前記コア取付孔１４の下部１４ｂを径大部１４ｂと称し、前記コア取付孔１４の上部１４ａを径小部１４ａと称する。
【００４６】
前記径小部１４ａには、軟磁性体からなる環状の第１コア３０１と第２コア３０２とが所定の間隙３０３を介して軸方向に直列に嵌挿されている。これらの第１コア３０１の上端と第２コア３０２の下端には、それぞれフランジ３０１ａとフランジ３０２ａが形成されており、第１コア３０１は上方から、また第２コア３０２は下方からそれぞれコア取付孔１４に嵌挿され、フランジ３０１ａとフランジ３０２ａがコア取付孔１４の縁部に当接することにより第１コア３０１と第２コア３０２の位置決めがされて、前記間隙３０３が所定の距離に保持されるようになっている。
前記第１コア３０１の上部には、環状のアッパプレート３１８が配置され、そのアッパプレート３１８の上部には、筒状体の下端に前記アッパプレート３１８と略同径の外径を有するフランジ３０５ａが形成された形成されたアッパキャップ３０５が配置されている。
【００４７】
前記したアッパキャップ３０５及びアッパプレート３１８は、アッパキャップ３０５のフランジ３０５ａ上面からアッパプレート３１８を介してアッパヘッド１１の内部へ貫通するボルト３０４によりアッパヘッド１１の上面に固定されている。
【００４８】
この場合、アッパキャップ３０５及びアッパプレート３１８は、フランジ３０５ａを含むアッパキャップ３０５の下端がアッパプレート３１８の上面に当接すると同時に、アッパプレート３１８の下面が第１コア３０１の上面周縁部に当接した状態でアッパヘッド１１に固定されることになり、その結果、第１コア３０１がアッパヘッド１１に固定される
ことになる。
【００４９】
前記第２コア３０２の下部には、コア取付孔１４の径大部１４ｂと略同径の外径を有する環状体からなるロアプレート３０７が設けられている。このロアプレート３０７は、該ロアプレート３０７の下面からアッパヘッド１１へ貫通するボルト３０６により、前記径小部１４ａと径大部１４ｂの段部における下向きの段差面に固定されている。この場合、ロアプレート３０７が第２コア３０２の下面周縁部に当接した状態で固定されることになり、その結果、第２コア３０２がアッパヘッド１１に固定されることになる。
【００５０】
前記第１コア３０１の前記間隙３０３側の面に形成された溝部には、第１の電磁コイル３０８が把持されており、前記第２コア３０２の間隙３０３側の面に形成された溝部には第２の電磁コイル３０９が把持されている。その際、第１の電磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９とは、前記間隙３０３を介して向き合う位置に配置されるものとする。そして、第１及び第２の電磁コイル３０８、３０９は、前述した吸気側駆動回路３０ａと電気的に接続されている。
【００５１】
前記間隙３０３には、該間隙３０３の内径より径小な外径を有する環状体からなるアーマチャ３１１が配置されている。このアーマチャ３１１は、例えば、軟磁性体で形成されている。
【００５２】
前記アーマチャ３１１の中空部には、前記第１コア３０１及び前記第２コア３０２の中空部より径小な外径を有する円柱状の非磁性体からなるアーマチャシャフト３１０が前記アーマチャ３１１の軸心に沿って上下方向に延出するよう固定されている。
【００５３】
その際、前記アーマチャシャフト３１０は、その上端が前記第１コア３０１の中空部を通ってその上方のアッパキャップ３０５内まで至るとともに、その下端が第２コア３０２の中空部を通ってその下方の径大部１４ｂ内に至るよう形成されるものとする。
【００５４】
これに対応して、前記第１コア３０１の中空部の上端と前記第２コア３０２の中空部の下端との各々には、前記アーマチャシャフト３１０の外径と略同径の内径を有する環状のアッパブッシュ３１９とロアブッシュ３２０とが設けられ、これらアッパブッシュ３１９とロアブッシュ３２０とにより前記アーマチャシャフト３１０が軸方向へ摺動自在に保持されている。
【００５５】
前記アッパキャップ３０５内に延出したアーマチャシャフト３１０の上端部には、円板状のアッパリテーナ３１２が接合されるとともに、前記アッパキャップ３０５の上部開口部にはアジャストボルト３１３が螺着され、これらアッパリテーナ３１２とアジャストボルト３１３との間には、アッパスプリング３１４が介在している。また、前記アジャストボルト３１３と前記アッパスプリング３１４との当接面には、前記アッパキャップ３０５の内径と略同径の外径を有するスプリングシート３１５が介装されている。
【００５６】
前記径大部１４ｂ内に延出したアーマチャシャフト３１０の下端部には、吸気弁２８の弁軸２８ｂの上端部が当接している。前記弁軸２８ｂの上端部の外周には、円盤状のロアリテーナ２８ｃが接合されており、そのロアリテーナ２８ｃの下面とロアヘッド１０の上面との間には、ロアスプリング３１６が介在している。
【００５７】
このように構成された吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流が印加されていないときは、アッパスプリング３１４からアーマチャシャフト３１０に対して下方向（すなわち、吸気弁２８を開弁させる方向）への付勢力が作用するとともに、ロアスプリング３１６か
ら吸気弁２８に対して上方向（すなわち、吸気弁２８を閉弁させる方向）への付勢力が作用し、その結果、アーマチャシャフト３１０及び吸気弁２８が互いに当接しつつ所定の位置に弾性支持された状態、いわゆる中立状態に保持されることになる。
【００５８】
尚、アッパスプリング３１４とロアスプリング３１６の付勢力は、前記アーマチャ３１１の中立位置が前記間隙３０３において前記第１コア３０１と前記第２コア３０２との中間の位置となるよう設定されており、構成部品の初期公差や経年変化等によってアーマチャ３１１の中立位置が前記した中間位置からずれた場合には、アーマチャ３１１の中立位置が前記した中間位置と一致するようアジャストボルト３１３によって調整することが可能になっている。
【００５９】
前記アーマチャシャフト３１０及び前記弁軸２８ｂの軸方向の長さは、前記アーマチャ３１１が前記間隙３０３の中間位置に位置するときに前記弁体２８ａが開弁側変位端と閉弁側変位端との中間の位置（以下、中開位置と称する）となり、且つ、前記アーマチャ３１１が第１コア３０１に当接したときに前記弁体２８ａが弁座１２に着座するように設定されている。
【００６０】
前記した吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第１の電磁コイル３０８に対して励磁電流が印加されている時は、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第１コア３０１側へ変位させる方向の電磁力が発生するため、アーマチャ３１１がアッパスプリング３１４の付勢力に抗して第１コア３０１に当接した状態となる。
【００６１】
アーマチャ３１１が第１コア３０１に当接した状態にあると、吸気弁２８は、ロアスプリング３１６の付勢力を受けて退行し、該吸気弁２８の弁体２８ａが弁座１２に着座した状態、すなわち全閉状態となる。
【００６２】
また、前記した吸気側電磁駆動機構３０では、吸気側駆動回路３０ａから第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流が印加されている時は、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第２コア３０２側へ変位させる方向の電磁力が発生するため、アーマチャ３１１がロアスプリング３１６の付勢力に抗して第２コア３０２に当接した状態となる。
【００６３】
アーマチャ３１１が第２コア３０２に当接した状態にあると、アーマチャシャフト３１０がロアスプリング３１６の付勢力に抗して弁軸２８ｂを開弁方向へ押圧することになり、その押圧力によって吸気弁２８が全開状態に保持される。
【００６４】
また、上記した吸気側電磁駆動機構３０では、全閉状態にある吸気弁２８を開弁させる場合は、先ず吸気側駆動回路３０ａが第１の電磁コイル３０８に対する励磁電流の印加を停止する。
【００６５】
このとき、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャシャフト３１０との間でアーマチャ３１１を第１コア３０１に引き付ける電磁力が消滅するため、アーマチャ３１１及び吸気弁２８がアッパスプリング３１４の付勢力を受けて開弁方向へ変位する。
【００６６】
吸気側駆動回路３０ａは、アーマチャ３１１がアッパスプリング３１４の付勢力を受けて第２コア３０２の近傍まで変位した時点で、第２の電磁コイル３０９に対して励磁電流を印加することにより、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャ３１１との間にアーマチャ３１１を第２コア３０２に引き付ける電磁力を発生させる。この電磁力によりアーマチャ３１１が第２コア３０２と当接する位置（開弁側変位端）まで変位し、
その結果、吸気弁２８が全開状態となる。
【００６７】
一方、上記した吸気側電磁駆動機構３０では、全開状態にある吸気弁２８を閉弁させる場合は、先ず吸気側駆動回路３０ａが第２の電磁コイル３０９に対する励磁電流の印加を停止する。
【００６８】
このとき、第２コア３０２と第２の電磁コイル３０９とアーマチャシャフト３１０との間でアーマチャ３１１を第２コア３０２に引き付ける電磁力が消滅するため、アーマチャ３１１及び吸気弁２８がロアスプリング３１６の付勢力を受けて閉弁方向へ変位する。
【００６９】
吸気側駆動回路３０ａは、アーマチャ３１１がロアスプリング３１６の付勢力を受けて第１コア３０１の近傍まで変位した時点で、第１の電磁コイル３０８に対して励磁電流を印加することにより、第１コア３０１と第１の電磁コイル３０８とアーマチャ３１１との間に、アーマチャ３１１を第１コア３０１へ引き付ける電磁力を発生させる。この電磁力によりアーマチャ３１１が第１コア３０１と当接する位置（閉弁側変位端）まで変位し、その結果、吸気弁２８の弁体２８ａが弁座１２に着座する。
【００７０】
このように吸気側駆動回路３０ａが第１の電磁コイル３０８と第２の電磁コイル３０９とに対して所定のタイミングで交互に励磁電流を印加することにより、アーマチャ３１１が閉弁側変位端と開弁側変位端との間で進退動作し、それに伴って弁軸２８ｂが進退駆動されると同時に弁体２８ａが開閉動作することになる。  従って、吸気側駆動回路３０ａが第１の電磁コイル３０８及び第２の電磁コイル３０９に対する励磁電流の印加タイミングを変更することにより、吸気弁２８の開閉タイミングを任意に制御することが可能となる。
【００７１】
また、上記した吸気側電磁駆動機構３０には、吸気弁２８の変位を検出するバルブリフトセンサ３１７が取り付けられている。このバルブリフトセンサ３１７は、アッパリテーナ３１２の上面に取り付けられた円板状のターゲット３１７ａと、アジャストボルト３１３における前記アッパリテーナ３１２と対向する部位に取り付けられたギャップセンサ３１７ｂとから構成されている。
【００７２】
このように構成されたバルブリフトセンサ３１７では、前記ターゲット３１７ａが前記吸気側電磁駆動機構３０のアーマチャ３１１と一体的に変位し、前記ギャップセンサ３１７ｂが該ギャップセンサ３１７ｂと前記ターゲット３１７ａとの距離に対応した電気信号を出力することになる。
【００７３】
その際、アーマチャ３１１が中立状態にあるときのギャップセンサ３１７ｂの出力信号値を予め記憶しておき、その出力信号値と現時点におけるギャップセンサ３１７ｂの出力信号値との偏差を算出することにより、アーマチャ３１１及び吸気弁２８の変位を特定することが可能となる。
【００７４】
ここで図１及び図２に戻り、内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、４つの枝管からなる吸気枝管３３が接続され、前記吸気枝管３３の各枝管は、各気筒２１の吸気ポート２６と連通している。
【００７５】
前記シリンダヘッド１ａにおいて前記吸気枝管３３との接続部位の近傍には、その噴孔が吸気ポート２６内に臨むよう燃料噴射弁３２が取り付けられている。
【００７６】
前記吸気枝管３３は、吸気の脈動を抑制するためのサージタンク３４に接続されている。前記サージタンク３４には、吸気管３５が接続され、吸気管３５は、吸気中の塵や埃等
を取り除くためのエアクリーナボックス３６と接続されている。
【００７７】
前記吸気管３５には、該吸気管３５内を流れる空気の質量（吸入空気質量）に対応した電気信号を出力するエアフローメータ４４が取り付けられている。前記吸気管３５において前記エアフローメータ４４より下流の部位には、該吸気管３５内を流れる吸気の流量を調整するスロットル弁３９が設けられている。このスロットル弁３９は、本発明に係る吸気絞り弁に相当するものである。
【００７８】
前記スロットル弁３９には、ステッパモータ等からなり印加電力の大きさに応じて前記スロットル弁３９を開閉駆動するスロットル用アクチュエータ４０と、前記スロットル弁３９の開度に対応した電気信号を出力するスロットルポジションセンサ４１とが取り付けられている。
【００７９】
前記スロットル弁３９には、該スロットル弁３９と独立に回動自在であり、且つアクセルペダル４２に連動して回動する図示しないアクセルレバーが取り付けられ、そのアクセルレバーには、該アクセルレバーの回動量に対応した電気信号を出力するアクセルポジションセンサ４３が取り付けられている。
【００８０】
一方、前記内燃機関１のシリンダヘッド１ａには、４本の枝管が内燃機関１の直下流において１本の集合管に合流するよう形成された排気枝管４５が接続され、前記排気枝管４５の各枝管が各気筒２１の排気ポート２７と連通している。
【００８１】
前記排気枝管４５は、排気浄化触媒４６を介して排気管４７に接続され、排気管４７は、下流にて図示しないマフラーと接続されている。前記排気枝管４５には、該排気枝管４５内を流れる排気、言い換えれば、排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ４８が取り付けられている。
【００８２】
ここで、上記した排気浄化触媒４６としては、例えば、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が理論空燃比近傍の所定の空燃比であるときに排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）を浄化する三元触媒、該排気浄化触
媒４６に流入する排気の空燃比がリーン空燃比であるときは排気中に含まれる窒素酸化物（ＮＯx）を吸蔵するとともに該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が理論空燃比
もしくはリッチ空燃比であるときは吸蔵していた窒素酸化物（ＮＯx）を放出しつつ還元
・浄化する吸蔵還元型ＮＯx触媒、該排気浄化触媒４６に流入する排気の空燃比が酸素過
剰状態にあり且つ所定の還元剤が存在するときに排気中の窒素酸化物（ＮＯx）を還元・
浄化する選択還元型ＮＯx触媒、もしくは上記した各種の触媒を適宜組み合わせてなる触
媒である。
【００８３】
上記したように構成された内燃機関１には、該内燃機関１の運転状態を制御するための電子制御ユニット（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）２０が併設されている。
【００８４】
前記ＥＣＵ２０には、スロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、クランクポジションセンサ５１、水温センサ５２、バルブリフトセンサ３１７等の各種センサが電気配線を介して接続され、各センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。
【００８５】
前記ＥＣＵ２０には、イグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０は、上記した各種センサの出力信号値をパラメータとして、イグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、或いはスロットル用
アクチュエータ４０を制御することが可能になっている。
【００８６】
ここで、ＥＣＵ２０は、図４に示すように、双方向性バス４００によって相互に接続されたＣＰＵ４０１とＲＯＭ４０２とＲＡＭ４０３とバックアップＲＡＭ４０４と入力ポート４０５と出力ポート４０６とを備えるとともに、前記入力ポート４０５に接続されたＡ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄ）４０７を備えている。
【００８７】
前記Ａ／Ｄ４０７には、スロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、水温センサ５２、バルブリフトセンサ３１７等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと電気配線を介して接続されている。このＡ／Ｄ４０７は、上記した各センサの出力信号をアナログ信号形式からデジタル信号形式に変換した後に前記入力ポート４０５へ送信する。
【００８８】
前記入力ポート４０５は、前述したスロットルポジションセンサ４１、アクセルポジションセンサ４３、エアフローメータ４４、空燃比センサ４８、水温センサ５２、バルブリフトセンサ３１７等のようにアナログ信号形式の信号を出力するセンサと前記Ａ／Ｄ４０７を介して接続されるとともに、クランクポジションセンサ５１のようにデジタル信号形式の信号を出力するセンサと接続されている。
【００８９】
前記入力ポート４０５は、各種センサの出力信号を直接又はＡ／Ｄ４０７を介して入力し、それらの出力信号を双方向性バス４００を介してＣＰＵ４０１やＲＡＭ４０３へ送信する。
【００９０】
前記出力ポート４０６は、イグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、スロットル用アクチュエータ４０等と電気配線を介して接続されている。前記出力ポート４０６は、ＣＰＵ４０１から出力された制御信号を双方向性バス４００を介して入力し、その制御信号をイグナイタ２５ａ、吸気側駆動回路３０ａ、排気側駆動回路３１ａ、燃料噴射弁３２、又はスロットル用アクチュエータ４０へ送信する。
【００９１】
前記ＲＯＭ４０２は、燃料噴射量を決定するための燃料噴射量制御ルーチン、燃料噴射時期を決定するための燃料噴射時期制御ルーチン、吸気弁２８の開閉タイミングを決定するための吸気弁開閉タイミング制御ルーチン、排気弁２９の開閉タイミングを決定するための排気弁開閉タイミング制御ルーチン、吸気側電磁駆動機構３０に印加すべき励磁電流量を決定するための吸気側励磁電流制御ルーチン、排気側電磁駆動機構３１に印加すべき励磁電流量を決定するための排気側励磁電流量制御ルーチン、各気筒２１の点火栓２５の点火時期を決定するための点火時期制御ルーチン、スロットル弁３９の開度を決定するためのスロットル開度制御ルーチン等のアプリケーションプログラムに加え、排気浄化触媒４６の昇温を図る触媒昇温制御ルーチンを記憶している。
【００９２】
前記ＲＯＭ４０２は、前記したアプリケーションプログラムに加え、各種の制御マップを記憶している。前記した制御マップは、例えば、内燃機関１の運転状態と燃料噴射量との関係を示す燃料噴射量制御マップ、内燃機関１の運転状態と燃料噴射時期との関係を示す燃料噴射時期制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気弁２８の開閉タイミングとの関係を示す吸気弁開閉タイミング制御マップ、内燃機関１の運転状態と排気弁２９の開閉タイミングとの関係を示す排気弁開閉タイミング制御マップ、内燃機関１の運転状態と吸気側電磁駆動機構３０に印加すべき励磁電流量との関係を示す吸気側励磁電流量制御マップ、内燃機関１の運転状態と排気側電磁駆動機構３１に印加すべき励磁電流量との関係を示す排気側励磁電流量制御マップ、内燃機関１の運転状態と各点火栓２５の点火時期との関係を示す点火時期制御マップ、内燃機関１の運転状態とスロットル弁３９の開度との関係
を示すスロットル開度制御マップ等である。
【００９３】
前記ＲＡＭ４０３は、各センサの出力信号やＣＰＵ４０１の演算結果等を記憶する。前記演算結果は、例えば、クランクポジションセンサ５１の出力信号に基づいて算出される機関回転数等である。前記ＲＡＭ４０３に記憶される各種のデータは、クランクポジションセンサ５１が信号を出力する度に最新のデータに更新される。
【００９４】
前記バックアップＲＡＭ４０４は、内燃機関１の運転停止後もデータを保持する不揮発性のメモリであり、各種制御に係る学習値や、異常を発生した箇所を特定する情報等を記憶する。
【００９５】
前記ＣＰＵ４０１は、前記ＲＯＭ４０２に記憶されたアプリケーションプログラムに従って動作し、燃料噴射制御、点火制御、吸気弁開閉制御、排気弁開閉制御、スロットル制御等の周知の制御に加え、本発明の要旨となる触媒昇温制御を実行する。
【００９６】
以下、本実施の形態に係る触媒昇温制御について述べる。
【００９７】
排気浄化触媒４６は、該排気浄化触媒４６の床温が所定の活性温度以上であるときに活性して排気中の有害ガス成分を浄化可能となるため、該排気浄化触媒４６の床温が活性温度未満であるときは未活性状態となり、排気中の有害ガス成分を十分に浄化することができない。このため、排気浄化触媒４６の床温が活性温度未満であるときは、排気浄化触媒４６を速やかに昇温及び活性させて、排気エミッションの悪化を抑制する必要がある。
【００９８】
ここで、排気浄化触媒４６の昇温が活性温度未満となる場合としては、例えば、内燃機関１が冷間始動される場合や、内燃機関１の減速運転や低負荷運転が長期にわたって継続された場合等を例示することができるが、本実施の形態では、内燃機関１が冷間始動される場合を例に挙げて説明する。
【００９９】
排気浄化触媒４６を早期に活性させる方法としては、排気浄化触媒４６へ流入する排気が持つ熱量を増加させて、排気浄化触媒４６を速やかに活性温度まで昇温させる方法、言い換えれば、高温の排気を多量に排気浄化触媒４６へ供給することにより、排気浄化触媒４６を速やかに活性温度まで昇温させる方法を例示することができる。
【０１００】
排気浄化触媒４６に流入する排気の熱量を効率的に増加させるためには、内燃機関１から単位時間当たりに排出される排気量を増加させ、以て内燃機関１から単位時間当たりに排出される熱量を増加させると同時に、単位量当たりの排気が持つ熱量を増加させることが好ましい。
【０１０１】
先ず、内燃機関１から単位時間当たりに排出される熱量を増加させる方法としては、内燃機関１の吸入空気量を増加させる方法を例示することができる。そこで、本実施の形態における触媒昇温制御では、ＣＰＵ４０１は、スロットル弁３９の開度を増大させるべくスロットル用アクチュエータ４０を制御するとともに、各気筒２１の吸入空気量が最大となるように吸気側駆動回路３０ａを制御する。
【０１０２】
ここで、吸気弁２８の開閉タイミングは、内燃機関１が通常運転状態にあるときは、図５の（ａ）に示されるように、吸気行程上死点の直前に開弁して吸気下死点の直後に閉弁するよう設定されるが、本実施の形態における触媒昇温制御では、図５の（ｂ）に示されるように、吸気行程上死点で開弁して吸気下死点で閉弁するように設定することで、吸気に係るポンプ効率が最大となるようにすることが好ましい。
【０１０３】
尚、排気側電磁駆動機構３１が排気弁２９のリフト量を任意に変更できるように構成されている場合は、上記したように各気筒２１の吸入空気量が増量される際に、排気弁２９のリフト量を通常運転時より増大させることにより、内燃機関１から単位時間当たりに排出される排気の量を一層増加させ、以て内燃機関１から単位時間当たりに排出される熱量を一層増加させるようにしてもよい。
【０１０４】
次に、単位量当たりの排気が持つ熱量を増加させる方法としては、各気筒２１内の燃焼直後のガス、好ましくは各気筒２１内で燃焼途中のガスを排気として排出させる方法、又は、各気筒２１内の既燃ガスを圧縮した後に排気として排出させる方法等を例示することができる。
【０１０５】
ここで、排気弁２９の開弁タイミングは、内燃機関１が通常運転状態にあるときは、図５の（ａ）に示されるように、排気行程下死点の直前に設定されるが、各気筒２１内で燃焼途中のガスを排気として排出させる場合は、排気弁２９の開弁時期を通常運転時より進角させることにより気筒２１内で燃焼直後の高温なガスを排気として排出させるようにしてもよく、好ましくは、図５の（ｂ）に示されるように、排気弁２９の開弁時期を膨張行程の半ばまで進角させることにより、気筒２１内で燃焼途中の高温なガスを排気として排出させるようにしてもよい。
【０１０６】
また、各気筒２１内の既燃ガスを圧縮した後に排気として排出させる場合は、排気弁２９の開弁時期を通常運転時より遅角させるようにしてもよく、好ましくは、図５の（ｃ）に示されるように、排気弁２９の開弁時期を排気行程の半ばまで遅角させるようにしてもよい。この場合、排気行程下死点から排気弁２９の開弁時期までの期間において、各気筒２１内の既燃ガスがピストン２２の上昇によって圧縮され、該既燃ガスの温度が高められることになる。その結果、各気筒２１から排出される排気の温度が高められる。
【０１０７】
このように、内燃機関１から単位時間当たりに排出される排気の量が増加されるとともに、単位量当たりの排気の熱量が増加されると、排気浄化触媒４６に単位時間当たりに流入する排気の熱量が増大し、以て排気浄化触媒４６が速やかに活性温度まで昇温するようになる。
【０１０８】
ところで、上記の如くスロットル弁３９及び吸排気弁２８、２９が制御されると、内燃機関１のトルクが変動してしまう可能性がある。
【０１０９】
例えば、排気弁２９の開弁時期が進角されると、各気筒２１において混合気が燃焼する際に発生する熱エネルギの一部が内燃機関１のトルクに反映されることなく排出されるため、内燃機関１のトルクが低下するものの、各気筒２１の吸入空気量が最大となるようにスロットル弁３９の開度及び吸気弁２８の開閉タイミングが設定されると、それに応じて燃料噴射量が増量され、各気筒２１において混合気が燃焼する際に発生する熱エネルギが増大するため、内燃機関１のトルクが高くなる可能性がある。
【０１１０】
また、排気弁２９の開弁時期が遅角されると、ピストン２２が気筒２１内の既燃ガスを再度圧縮することになり、その圧縮仕事によりクランクシャフト２３の運動エネルギが損失されるため、内燃機関１のトルクが低下するものの、各気筒２１の吸入空気量が最大となるようにスロットル弁３９の開度及び吸気弁２８の開閉タイミングが設定されると、それに応じて燃料噴射量が増量され、各気筒２１において混合気が燃焼する際に発生する熱エネルギが増大するため、内燃機関１のトルクが高くなる可能性がある。
【０１１１】
これに対し、内燃機関１の吸入空気量及び燃料噴射量を減量することにより、内燃機関１のトルク上昇を抑制することも考えられるが、吸入空気量及び燃料噴射量が減量される
と、単位量当たりの排気の熱量が減少してしまい、排気浄化触媒４６の速やかな昇温を図るという目的を達成することが困難となる。
【０１１２】
そこで、本実施の形態における触媒昇温制御では、ＣＰＵ４０１は、図５の（ｂ）、（ｃ）に示されるように、排気弁２９の閉弁時期を排気行程上死点より前へ進角させることにより、内燃機関１のトルクを低下させるようにしてもよい。
【０１１３】
排気弁２９の閉弁時期が排気行程上死点の前へ進角されると、排気弁２９の閉弁時から排気行程上死点までの期間において、ピストン２２が気筒２１内に残留したガスを圧縮することになるため、その圧縮仕事によりクランクシャフト２３の運動エネルギが損失され、その結果、内燃機関１から排出される排気の熱量を減少させることなく、内燃機関１のトルクを低下させることが可能となる。
【０１１４】
従って、ＣＰＵ４０１が排気弁２９の閉弁時期を適当に進角させることにより、吸入空気量及び燃料噴射量の増加に伴う内燃機関１のトルク上昇分を相殺することが可能となり、以て内燃機関１のトルク変動を抑制することが可能となる。
【０１１５】
尚、前述した図５の（ｂ）の説明で述べたように、排気弁２９の開弁時期を進角させることによって単位量当たりの排気の熱量を増加させる場合には、排気弁２９の開弁時期を更に進角させることにより、内燃機関１のトルクを低下させるようにしてもよい。
【０１１６】
次に、本実施の形態における触媒昇温制御について図６に基づいて具体的に説明する。
【０１１７】
図６は、本実施の形態における触媒昇温制御ルーチンを示すフローチャート図である。触媒昇温制御ルーチンは、予めＲＯＭ４０２に記憶されているルーチンであり、内燃機関１の始動（図示しないスタータスイッチのオフからオンへの切り替え）をトリガにしてＣＰＵ４０１が実行するルーチンである。
【０１１８】
触媒昇温制御ルーチンでは、ＣＰＵ４０１は、先ずＳ６０１において、内燃機関１の始動が完了したか否かを判別する。内燃機関１の始動完了を判定する方法としては、機関回転数が所定回転数以上となったときに内燃機関１の始動が完了したと判定する方法を例示することができる。
【０１１９】
前記Ｓ６０１において内燃機関１の始動が完了していないと判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ６０１の処理を再度実行する。
【０１２０】
前記Ｓ６０１において内燃機関１の始動が完了したと判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ６０２へ進み、排気浄化触媒４６が未活性状態であるか否かを判別する。
【０１２１】
排気浄化触媒４６が未活性状態にあるか否かを判別する方法としては、排気浄化触媒４６に温度センサを取り付け、その温度センサの出力信号値が所定の活性温度未満であるときに排気浄化触媒４６が未活性状態にあると判定する方法、水温センサ５２の出力信号値が所定温度未満であるときは排気浄化触媒４６が未活性状態にあると推定する方法、内燃機関１の始動時からの運転履歴（例えば、吸入空気量の積算値や燃料噴射量の積算値）等をパラメータとして推定する方法などを例示することができる。
【０１２２】
前記Ｓ６０２において排気浄化触媒４６が活性状態にあると判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、本ルーチンの実行を終了する。
【０１２３】
一方、前記Ｓ６０２において排気浄化触媒４６が未活性状態にあると判定された場合は
、ＣＰＵ４０１は、Ｓ６０３へ進み、触媒昇温処理の実行を開始する。
【０１２４】
触媒昇温処理では、ＣＰＵ４０１は、前述したように、（１）スロットル弁３９の開度を増大させるべくスロットル用アクチュエータ４０を制御し、（２）吸気弁２８の開閉タイミングをポンプ効率が最大となるタイミング（例えば、吸気行程上死点で開弁し、且つ、吸気行程下死点で閉弁するタイミング）とすべく吸気側駆動回路３０ａを制御し、（３）排気弁２９の開弁時期を膨張行程の半ばまで進角又は排気行程の半ばまで遅角させるべく排気側駆動回路３１ａを制御し、（４）内燃機関１のトルクが所定の目標トルクと一致するように排気弁２９の閉弁時期を進角させるべく排気側駆動回路３１ａを制御する。前記した所定の目標トルクは、例えば、アクセルポジションセンサ４３の出力信号値（アクセル開度）と機関回転数とをパラメータとする関数によって求められる値である。
その際、排気側電磁駆動機構３１が排気弁２９のリフト量を任意に変更できるよう構成されていれば、ＣＰＵ４０１は、排気弁２９のリフト量を増大させるべく排気側駆動回路３１ａを制御するようにしてもよい。
【０１２５】
このような触媒昇温処理が実行されると、内燃機関１の吸入空気量が増加することにより内燃機関１の排気量が増加し、排気弁開弁時期の進角又は遅角により各気筒２１から高温な排気が排出され、更に排気弁閉弁時期の進角により内燃機関１のトルクが目標トルクと一致することになる。
【０１２６】
この場合、内燃機関１のトルク変動が抑制されつつ、内燃機関１から単位時間当たりに排出される排気量が増加するとともに単位量当たりの排気の熱量が増加することになる。その結果、内燃機関１のトルク変動が発生することなく、排気浄化触媒４６へ供給される排気の熱量を大幅に増加させることができ、以て排気浄化触媒４６が速やか昇温する。
【０１２７】
上記したような触媒昇温処理の実行を開始したＣＰＵ４０１は、Ｓ６０４において、排気浄化触媒４６が活性したか否かを判別する。
【０１２８】
前記Ｓ６０４において排気浄化触媒４６が活性していないと判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ６０３の触媒昇温処理を引き続き実行する。
【０１２９】
一方、前記Ｓ６０４において排気浄化触媒４６が活性したと判定された場合は、ＣＰＵ４０１は、Ｓ６０５へ進み、触媒昇温処理の実行を終了する。具体的には、ＣＰＵ４０１は、スロットル弁３９の開度を通常の開度へ戻すべくスロットル用アクチュエータ４０を制御し、吸排気弁２８、２９の開閉タイミングを通常の開閉タイミングに戻すべく吸気側駆動回路３０ａ及び排気側駆動回路３１ａを制御する。ＣＰＵ４０１は、前記Ｓ６０５の処理を実行し終えると、本ルーチンの実行を終了する。
【０１３０】
このようにＣＰＵ４０１が触媒昇温制御ルーチンを実行することにより、本発明に係る触媒昇温手段とトルク変動抑制手段とが実現されることになり、内燃機関１のトルク変動を抑制しつつ、排気浄化触媒４６を昇温させることが可能となる。
【０１３１】
従って、本実施の形態に係る内燃機関１の制御装置によれば、内燃機関１のトルク変動を抑制しつつ、排気浄化触媒４６へ供給される排気の熱量を大幅に増加することが可能となり、以て排気浄化触媒４６が速やかに活性温度まで昇温することになる。
【図面の簡単な説明】
【０１３２】
【図１】本発明に係る内燃機関の概略構成を示す平面図
【図２】本発明に係る内燃機関の概略構成を示す断面図
【図３】吸気側電磁駆動機構の内部構成を示す図
【図４】ＥＣＵの内部構成を示すブロック図
【図５】触媒昇温制御における吸排気弁の開閉タイミングを示す図
【図６】触媒昇温制御ルーチンを示すフローチャート図
【符号の説明】
【０１３３】
１・・・・・内燃機関
２０・・・・ＥＣＵ
２５・・・・点火栓
２５ａ・・・イグナイタ
２６・・・・吸気ポート
２７・・・・排気ポート
２８・・・・吸気弁
２９・・・・排気弁
３０・・・・吸気側電磁駆動機構
３０ａ・・・吸気側駆動回路
３１・・・・排気側電磁駆動機構
３１ａ・・・排気側駆動回路
３２・・・・燃料噴射弁
３９・・・・スロットル弁
４６・・・・排気浄化触媒
４０１・・・ＣＰＵ
４０２・・・ＲＯＭ
【図１】
2006194252.tif 000003
【図２】
2006194252.tif 000004
【図３】
2006194252.tif 000005
【図４】
2006194252.tif 000006
【図５】
2006194252.tif 000007
【図６】
2006194252.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月17日(2006.4.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく前記内燃機関の排気弁の開弁時期を遅角させる触媒昇温手段と、
前記触媒昇温手段により前記排気弁が制御されるときに、燃料噴射量を増量させる燃料噴射量制御手段と、
前記燃料噴射量制御手段による燃料噴射量の増量に伴う前記内燃機関のトルク上昇分のトルクを低下させることで前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒を昇温させるときに、前記内燃機関の排気弁のリフト量を増大させる触媒昇温手段と、
前記触媒昇温手段により前記排気弁が制御されるときに、燃料噴射量を増量させる燃料噴射量制御手段と、
前記燃料噴射量制御手段による燃料噴射量の増量に伴う前記内燃機関のトルク上昇分のトルクを低下させることで前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の排気弁を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を更に備え、
前記トルク変動抑制手段は、前記電磁駆動式動弁機構を制御して前記内燃機関のトルク変動を抑制することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく、前記吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに前記内燃機関の排気弁の開弁時期を遅角させる触媒昇温手段と、
前記排気弁を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、
前記触媒昇温手段により前記排気弁と前記吸気絞り弁が制御されるときに、燃料噴射量を増量させる燃料噴射量制御手段と、
前記燃料噴射量制御手段による燃料噴射量の増量に伴う前記内燃機関のトルク上昇分のトルクを低下させることで前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記電磁駆動式動弁機
構を制御するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、
前記排気浄化触媒を昇温させるべく、前記吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに前記内燃機関の排気弁のリフト量を増大させる触媒昇温手段と、
前記内燃機関の排気弁を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、
前記触媒昇温手段により前記吸気絞り弁と前記排気弁が制御されるときに、燃料噴射量を増量させる燃料噴射量制御手段と、
前記燃料噴射量制御手段による燃料噴射量の増量に伴う前記内燃機関のトルク上昇分のトルクを低下させることで前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記電磁駆動式動弁機構を制御するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記触媒昇温手段は、前記排気弁の開弁時期を排気行程下死点より後へ遅角させることを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記触媒昇温手段は、前記排気弁の開弁時期を排気行程の半ばまで遅角させることを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記トルク変動抑制手段は、前記排気弁の閉弁時期を進角させることにより、前記内燃機関のトルク変動を抑制することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記トルク変動抑制手段は、前記排気弁の閉弁時期を排気行程上死点より前へ進角させることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
すなわち、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒を昇温させるべく前記内燃機関の排気弁の開弁時期を遅角させる触媒昇温手段と、前記触媒昇温手段により前記排気弁が制御されるときに、燃料噴射量を増量させる燃料噴射量制御手段と、前記燃料噴射量制御手段による燃料噴射量の増量に伴う前記内燃機関のトルク上昇分のトルクを低下させることで前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
このように構成された内燃機関の制御装置では、例えば、排気浄化触媒を昇温させるときに、触媒昇温手段が排気弁を制御するとともにトルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
この場合、排気浄化触媒を昇温させることを目的として内燃機関の排気弁が制御されても、内燃機関のトルク変動が抑制されることになる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
次に、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、前記排気浄化触媒を昇温させるときに、前記内燃機関の排気弁のリフト量を増大させる触媒昇温手段と、前記触媒昇温手段により前記排気弁が制御されるときに、燃料噴射量を増量させる燃料噴射量制御手段と、前記燃料噴射量制御手段による燃料噴射量の増量に伴う前記内燃機関のトルク上昇分のトルクを低下させることで前記内燃機関のトルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
このように構成された内燃機関の制御装置では、例えば、排気浄化触媒を昇温させるときに、触媒昇温手段が排気弁のリフト量を増大させるとともに、トルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
この場合、排気浄化触媒を昇温させるべく排気弁のリフト量が増加されても、内燃機関のトルク変動が抑制されることになる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
ここで、排気弁を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構を内燃機関が備えている場合は、トルク変動抑制手段は、電磁駆動式動弁機構を制御して内燃機関のトルク変動を抑制するようにしてもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
これは、電磁駆動式動弁機構は、例えば、排気弁の開閉タイミング、排気弁のリフト量などを任意に制御することが可能であるため、このような電磁駆動式動弁機構を制御することにより内燃機関のトルクを制御することが容易となるからである。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、前記排気浄化触媒を昇温させるべく前記吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに前記内燃機関の排気弁の開弁時期を遅角させる触媒昇温手段と、前記排気弁を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、前記触媒昇温手段により前記排気弁と前記吸気絞り弁が制御されるときに、燃料噴射量を増量させる燃料噴射量制御手段と、前記燃料噴射量制御手段による燃料噴射量の増量に伴う前記内燃機関のトルク上昇分のトルクを低下させることで前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記電磁駆動式動弁機構を制御するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
このように構成された内燃機関の制御装置では、例えば、触媒昇温手段が排気浄化触媒を昇温させるべく排気弁と吸気絞り弁とを制御するときに、トルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制すべく電磁駆動式動弁機構を制御することになる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
この場合、排気浄化触媒を昇温させるべく吸気絞り弁が開弁側へ制御されるとともに排気弁が制御されても、内燃機関のトルク変動が抑制されることになる。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
また、本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒と、前記内燃機関の吸気通路に設けられた吸気絞り弁と、前記排気浄化触媒を昇温させるべく、前記吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに前記内燃機関の排気弁のリフト量を増大させる触媒昇温手段と、前記内燃機関の排気弁を電磁力により開閉駆動する電磁駆動式動弁機構と、前記触媒昇温手段により前記吸気絞り弁と前記排気弁が制御されるときに、燃料噴射量を増量させる燃料噴射量制御手段と、前記燃料噴射量制御手段による燃料噴射量の増量に伴う前記内燃機関のトルク上昇分のトルクを低下させることで前記内燃機関のトルク変動を抑制すべく前記電磁駆動式動弁機構を制御するトルク変動抑制手段と、を備えることを特徴とするようにしてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
このように構成された内燃機関の制御装置では、例えば、排気浄化触媒を昇温させるときに、触媒昇温手段が吸気絞り弁を開弁側へ制御するとともに排気弁のリフト量を増大させるとともに、トルク変動抑制手段が内燃機関のトルク変動を抑制すべく電磁駆動式動弁機構を制御することになる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
この場合、排気浄化触媒を昇温させるべく吸気絞り弁が開弁側へ制御されるとともに排気弁のリフト量が増大されても、内燃機関のトルク変動が抑制されることになる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
尚、触媒昇温手段は、排気弁の開弁時期を遅角させる場合には、排気行程下死点より後、例えば、排気弁の開弁時期を排気行程の半ばまで遅角させるようにしてもよい。これは、排気弁の開弁時期が排気行程の半ばまで遅角されると、内燃機関で燃焼したガスは排気行程の半ばまで該内燃機関から排出されずに圧縮されることになり、その圧縮により前記ガスの温度が高められ、その結果、排気の温度が高められて排気浄化触媒を速やかに昇温させることが可能になるからである。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
また、触媒昇温手段は、排気弁のリフト量を増大させる場合には、例えば、上記のように排気弁の開弁時期が遅角される際、特に、排気弁の開弁時期が遅角されるとともに吸気絞り弁が開弁側へ制御される際に、排気弁のリフト量を通常運転時よりも増大させるようにしてもよい。また、トルク変動抑制手段は、排気弁の閉弁時期を進角させることにより、内燃機関のトルク変動を抑制することが好適である。特にトルク変動抑制手段は、排気弁の閉弁時期を排気行程上死点より前へ進角させることが好適である。