(57)【要約】【課題】冷間始動時のオーバーラップ期間を適切に設定して排気性能の向上を図る。【解決手段】内燃機関１の吸気バルブ１０と排気バルブ１１とのオーバーラップ期間を連続的に可変調節可能な可変動弁機構１２と、内燃機関１の運転状態を検出する運転状態検出手段１８と、オーバーラップ期間を設定するオーバーラップ期間設定手段１５と、を備え、オーバーラップ期間設定手段１５は、内燃機関１始動時のオーバーラップ期間を、内燃機関１の始動に伴って変化する運転状態検出手段１８の検出値に基づいて設定する。【選択図】      図１
2006329144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ期間を連続的に可変調節可能な可変動弁機構と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
前記可変動弁機構を介してオーバーラップ期間を設定するオーバーラップ期間設定手段と、を備え、
前記オーバーラップ期間設定手段は、前記内燃機関始動時の前記オーバーラップ期間を、前記内燃機関の始動に伴って変化する前記運転状態検出手段の検出値に基づいて設定することを特徴とする内燃機関の可変動弁装置。
【請求項２】
前記オーバーラップ期間設定手段は、前記内燃機関が始動してから暖機運転が終了するまでは前記運転状態検出手段をパラメータとして算出する前記オーバーラップ期間を所定の周期で繰り返し更新する請求項１に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項３】
前記運転状態検出手段は前記運転状態として冷却水温を検出する請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項４】
前記運転状態検出手段は前記運転状態として前記吸気バルブの温度を検出する請求項１または２に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項５】
前記オーバーラップ期間設定手段は、前記冷却水温または前記吸気バルブの温度が低いほど長い前記オーバーラップ期間を設定する請求項３または４に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項６】
前記内燃機関の点火時期を前記運転状態検出手段の検出値に基づいて設定する点火時期設定手段を備え、
前記内燃機関の冷間始動時に、前記点火時期設定手段は始動時の前記運転状態検出手段の検出値に基づいて前記点火時期を設定する請求項１〜５のいずれか一つに記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項７】
前記点火時期設定手段は、前記内燃機関の暖機運転が終了するまでは前記運転状態検出手段の検出値に基づく前記点火時期の設定を所定の周期で繰り返し更新する請求項６に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【請求項８】
実際のオーバーラップ期間を検出する手段を備え、
前記内燃機関の点火時期を前記実際のオーバーラップ期間に基づいて設定する点火時期設定手段を備える請求項６または７に記載の内燃機関の可変動弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気弁と排気弁の開時期のオーバーラップ期間（以下、単にオーバーラップ期間という）の制御に関し、特に、冷間運転時の排気性能を向上させるための制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関には排気ガス中のＨＣ等を低減すべく、排気通路の途中に三元触媒等からなる触媒コンバータが設けられている。しかし、触媒コンバータは活性化温度に達するまではＨＣ等を十分に浄化することができないため、冷間始動時等にはＨＣ等の浄化効率が低下する。
【０００３】
また、排気行程とこれに続く吸気行程との間での排気弁と吸気弁の開時期のオーバーラップ期間（以下、単にオーバーラップ期間という）をとると、高温となった既燃ガスの一部が吸気ポートに吹き返し、この既燃ガスにより吸気ポート壁に付着して液化した燃料の気化が促進されること、及び排気行程終期にシリンダ壁から引き剥がされて集中的に発生する未燃燃料が排気されずに吸気ポートへ吹き返されることにより、ＨＣ排出量が低減されることが知られている。
【０００４】
そこで、特許文献１には、オーバーラップ期間を調整可能な可変動弁機構を用いて冷間始動時にオーバーラップ期間を長くすることによって、冷間時の排気性能を向上させる技術が開示されている。
【０００５】
具体的には、機関始動直後の水温及び運転状態に基づいて冷間始動であるか否かを判定し、冷間始動であると判定した場合には、予め設定しておいた通常運転時より長い冷間始動時用のオーバーラップ期間に切り換えている。
【特許文献１】特開平７−１０９９３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、オーバーラップ期間を長くすると、吹き返される既燃燃料が多くなるので、次サイクルの燃焼安定性が悪化し、これによりＨＣ排出量が多くなるおそれがある。また、冷却水温が上昇すると、吸気ポート壁面の温度が上昇することによってポート壁流量が減少するので、オーバーラップ期間を長くすることのＨＣ排出量低減効果への影響は小さくなる。
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、機関始動時のオーバーラップ期間は始動時の水温が所定温度以下であるか否か、すなわち冷間始動であるか否かによって設定されている。したがって、所定温度以下であれば、冷却水温にかかわらず同じオーバーラップ期間となるので、必要以上に長いオーバーラップ期間を設定されて燃焼性が悪化するおそれがある。
【０００８】
そこで、本発明では、燃焼性の悪化を防止しつつＨＣ排出量を低減するための、適切なオーバーラップ期間を設定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の内燃機関の可変動弁装置は、内燃機関の吸気バルブと排気バルブのオーバーラップ期間を連続的に可変調節可能な可変動弁機構と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記可変動弁機構を介してオーバーラップ期間を設定するオーバーラップ期間設定手段と、を備え、前記オーバーラップ期間設定手段は、前記内燃機関始動時の前記オーバーラップ期間を、前記内燃機関の始動に伴って変化する前記運転状態検出手段の検出値に基づいて設定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機関始動時のオーバーラップ期間を機関始動時の運転状態、例えば冷却水温や吸気バルブ温度等に基づいて設定するので、不必要に長いオーバーラップ期間を設定することがなくなり、これにより燃焼性の悪化を防止しつつＨＣ排出量の低減を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は本実施形態を適用するシステムの概略図である。１はエンジン、２はエンジン１の吸気ポート４に接続する吸気通路、３はエンジン１の排気ポートに接続する排気通路である。
【００１３】
エンジン１のシリンダ２３にはピストン１９が摺動可能に収められており、このピストン１９はコネクティングロッド２０を介して図示しないクランクシャフトに接続されている。吸気ポート４及び排気ポート５のシリンダ２３側の開口部には、吸気バルブ１０、排気バルブ１１がそれぞれ備えられ、これらの吸気バルブ１０、排気バルブ１１はピストン１９の摺動と関連付けて開閉動作を行う。排気バルブ１１は図示しないクランクシャフトと同期して回転する排気カムシャフト１３によって駆動される。吸気バルブ１０は排気バルブ１１と同様に吸気カムシャフト（図示せず）により駆動され、この吸気カムシャフト１０には吸気バルブ１０の開閉時期、すなわちバルブタイミングを可変に調節する可変動弁機構（以下、ＶＴＣという）１２が備えられる。
【００１４】
なお、ＶＴＣ１２は少なくとも吸気バルブ１０の開時期を調節することができればよく、例えばタイミングチェーン等を掛け回すために吸気カムシャフト（図示せず）の端部に備えられるカムプーリー（図示せず）を、吸気カムシャフト（図示せず）の軸周りに回転させることによって吸気弁開閉時期とクランクシャフト角度との関係を変化させる方法等、公知の機構と同様の機構を用いる。以下、ＶＴＣ１２の初期状態からカムプーリーを吸気カムシャフトに対して軸周りに回転させたときの回転角度を「ひねり角度」という。そして、ひねり角度は吸気バルブ１０の開時期を進角させる方向を大、遅角させる方向を小とする。すなわち、オーバーラップ期間を長くするためにはひねり角度を大きくすることになる。
【００１５】
また、シリンダ内の混合気に火花点火するための点火栓２１が、燃焼室２４に臨むように備えられる。
【００１６】
吸気通路２には、吸入空気量を検出するエアフローメータ８、吸入空気量を調節するスロットルバルブ７、吸入空気をエンジン１の各気筒に分配するためのコレクタタンク６、吸気ポート４に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１４が上流側から順に備えられる。なお、本実施形態のスロットルバルブ７は電子制御により開閉制御されるいわゆる電子制御スロットルであるが、これに限られるわけではない。
【００１７】
排気通路３には、排気の空燃比を検出する空燃比センサ９、排気を浄化するための排気浄化触媒２２が上流側から順に備えられる。
【００１８】
エアフローメータ８及び空燃比センサ９の検出値はコントロールユニット１５に読み込まれる。コントロールユニット１５には、この他にもエンジン１の運転状態検出手段として冷却水温を検出する水温センサ１８、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１６、エンジン１の回転数を検出するためのクランク角を検出するクランク角センサ１７の各検出信号が読み込まれ、これらの検出信号に基づいて要求吸入空気量や目標空燃比等の演算を行い、スロットルバルブ７の開度や燃料噴射量の制御、点火時期設定手段として点火時期の進角量の制御、オーバーラップ期間設定手段として後述するオーバーラップ期間の設定およびバルブタイミングの制御等を行う。
【００１９】
次に、バルブタイミング及び点火時期の制御について図２を参照して説明する。図２はコントロールユニット１５が実行するバルブタイミング制御及び点火時期制御のための制御ルーチンである。以下、制御ルーチンのステップにしたがって説明する。
【００２０】
ステップＳ１０１では、エンジン１始動時の冷却水温ＴＷＩＮＴを水温センサ１８の検出信号に基づいて読み込む。
【００２１】
ステップＳ１０２では冷却水温ＴＷＩＮＴが所定温度Ｋより低いか否かの判定を行う。
【００２２】
所定温度Ｋより高い場合はステップＳ１１１に進む。所定温度Ｋより低い場合にはステップＳ１０３に進み、ＶＴＣひねり角度の初期値としてのＶＴＣ目標位置を設定する。なお、所定温度Ｋは冷間始動を判断するための温度であり、予め設定しておく。
【００２３】
ＶＴＣ目標位置とは、吸気バルブ１０が目標とするクランクシャフト角度で開くようにするためのＶＴＣのひねり角度であり、始動時水温ＴＷＩＮＴに応じてマップ検索等により設定する。
【００２４】
なお、冷却水温ＴＷＩＮＴが低いほどＶＴＣ目標ひねり角度は大きく設定する。これは、冷却水温が低い状態ほど、前述した吸気ポート４に吹き返す排気ガスによる燃料の気化促進効果が大きいからである。
【００２５】
ＶＴＣイニシャル位置とは、ＶＴＣ機構１２の初期状態、すなわちひねり角度がゼロの状態である。また、所定温度Ｋは暖機終了温度と略等しい温度を設定する。
【００２６】
ステップＳ１０４では現在の冷却水温ＴＷＮを読み込む。
【００２７】
ステップＳ１０５では読み込んだ冷却水温ＴＷＮが始動時冷却水温ＴＷＩＮＴより高いか否かの判定、すなわち冷却水温が上昇し始めているか否かの判定を行う。現在の冷却水温ＴＷＮの方が高い場合にはステップＳ１０６及びステップＳ１０７に進み、そうでない場合にはステップＳ１０４に戻る。
【００２８】
ステップＳ１０６ではひねり角度の算出を行う。具体的には、予め冷却水温とひねり角度の関係を例えば図３に示すようにマップ化しておき、これをステップＳ１０４で読み込んだ冷却水温ＴＷＮで検索することによって求める。
【００２９】
なお、マップは冷却水温ＴＷＮが低い状態ではひねり角度が大きく、所定温度以上になると温度上昇に伴ってひねり角度が徐々に小さくなっている。これは以下の理由による。
【００３０】
冷却水温が低いほど吸気ポート４の壁面温度も低い状態なのでポート壁流が発生し易く、これによりシリンダ２３内に流入する燃料量が燃料噴射弁１４からの噴射量に比べて減少する。そこで、冷間始動時には、ポート壁流が発生した場合にもシリンダ２３内に必要な燃料量が流入するように燃料噴射量を増量補正している。ところが、燃料には重軽質差があるため、例えば重質燃料を基準にして増量補正値を設定した場合に軽質燃料を使用すると、ポート壁流量が重質燃料よりも少なくなり、より多くの燃料がシリンダ２３内に流入してシリンダ２３内の空燃比が過剰にリッチとなってしまう。逆に軽質燃料を基準にして増量補正値を設定した場合に重質燃料を使用すると、シリンダ２３内の空燃比が過剰にリーンになってしまう。そこで、必要な燃料量が確実にシリンダ２３内に流入するように増量補正値は重質燃料を基準として設定されており、特に軽質燃料を使用したときには未燃ＨＣの排出量が多くなっていた。
【００３１】
ところで、オーバーラップ期間を長くすると、排気ガスが吸気ポート４へ吹き返して吸気ポート４内の燃料の気化を促進するので、燃料の重軽質差によるポート壁流量の差が小さくなる。すなわち、始動時の燃料噴射量の増量補正値を小さくすることができ、これにより未燃ＨＣ排出量を低減することができる。そこで、ポート壁流が発生し易い低温時にはオーバーラップ期間をより長くすることによって燃料の気化促進を図ることとしている。
【００３２】
一方、冷却水温が上昇すると吸気ポート４の壁面や吸気バルブ１０の温度も上昇するので、吸気ポート４内で燃料が気化し易くなる。このため、排気ガスの吹き返しによる燃料の気化促進の効果が小さくなる。そこで本実施形態では、冷却水温の上昇とともにオーバーラップ期間を徐々に短くする。
【００３３】
制御ルーチンの説明に戻る。
【００３４】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で算出したひねり角度をＶＴＣ目標位置として設定する。
【００３５】
ステップＳ１０８では、点火時期の算出を行う。具体的にはステップＳ１０６と同様に冷却水温ＴＷＮと点火時期の関係を図４に示すようにマップ化しておき、このマップを検索することにより求める。なお、マップは冷却水温ＴＷＮが低いほど点火時期が進角側になるように設定する。これは、以下の理由による。
【００３６】
ＶＴＣひねり角度を大きくしてオーバーラップ期間を長くすると、前述したように排気ガスが吸気ポート４に吹き返す。この吹き返した排気ガスが次サイクルでシリンダ２３に流入するので、オーバラップ期間が長いほどシリンダ２３内の残ガス率が大きくなって燃焼安定性が悪化する。そこで、燃焼の安定限界を守るために点火時期を進角させる必要がある。しかし、点火時期を進角させると排気温度が低下するので、排気浄化触媒２２の転換効率が低下し、車外へのＨＣ排出量（以下、テールパイプＨＣ排出量という）が増加してしまう。そこで、燃焼安定性が低い低温では点火時期をより進角することによって燃焼安定性を確保することができ、温度上昇によって燃焼安定性も上昇した状態では、点火時期を徐々に遅角させて排気温度を上昇させることによって、排気浄化触媒２２の転換効率を向上させることができる。
【００３７】
制御ルーチンの説明に戻る。ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で算出した点火時期を目標点火時期として設定する。
【００３８】
ステップＳ１０７、Ｓ１０９で目標ひねり角度及び目標点火時期を設定したら、ステップＳ１１０に進み、冷却水温ＴＷＮが予め設定した所定温度Ｋ１に達したか否かの判定を行う。なお、所定温度Ｋ１は暖機終了とみなすことができる温度を設定する。
【００３９】
冷却水温ＴＷＮが所定温度Ｋ１より低い場合はステップＳ１０４に戻り、上記のステップＳ１０４〜Ｓ１０９を繰り返す。所定温度Ｋ１に達した場合はステップＳ１１１に進み、ひねり角度及び点火時期の制御を通常運転時の制御モードに切り換える。
【００４０】
上記のように、冷間始動時であると判定した場合には、冷間始動時用のＶＴＣひねり角度及びこのＶＴＣひねり角度に応じた点火時期を設定し、冷却水温の上昇とともにＶＴＣひねり角度を徐々に小さくし、これに伴って点火時期も徐々に遅角させる。点火時期を遅角させることにより排気温度が上昇するので、排気浄化触媒２２の早期活性化を図ることができる。そして暖機運転が終了したら通常の制御に切り換える。
【００４１】
本実施形態の制御を実行した場合の効果について、冷却水温、オーバーラップ期間、点火時期、排気温度のタイムチャートである図５を参照して説明する。
【００４２】
図５において、実線は本実施形態の制御を実行した場合、破線は従来と同様に始動時に設定したオーバーラップ期間及び点火時期を暖機終了まで保持する制御を実行した場合を表す。
【００４３】
ｔ０でエンジン１を始動し、そのときの冷却水温ＴＷＩＮＴに基づいてオーバーラップ期間（ＶＴＣひねり角度）の初期値を設定する。この初期値は冷却水温が低いほど大きく設定する。
【００４４】
その後ｔ１で冷却水温が上昇し始めたら、オーバーラップ期間は徐々に短く、点火時期は徐々に遅角するよう制御する。ｔ３で冷却水温が所定温度Ｋ１に達して暖機運転が終了したら、通常運転時用の制御に切り換わる。
【００４５】
このようにオーバーラップ期間及び点火時期を冷却水温に応じて変化させることにより、従来制御に比べて排気浄化触媒２２の温度上昇は早くなり、暖機運転終了前のｔ２で排気浄化触媒２２の温度が活性化温度に達する。これにより、従来制御に比べてテールパイプＨＣ排出量を低減することができる。
【００４６】
以上により本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【００４７】
エンジン１の吸気バルブ１０と排気バルブ１１とのオーバーラップ期間を可変に調節可能なＶＴＣ１２と、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ１８と、オーバーラップ期間を設定するコントロールユニット１５とを備え、コントロールユニット１５はエンジン１始動時のオーバーラップ期間をエンジン１始動時の冷却水温に基づいて設定するので、エンジン１の状態に適したオーバーラップ期間を設定することができる。これにより、排気行程終期に高温の既燃ガスが吸気ポート４に吹き返すことによる燃料の気化促進や、排気行程終期に発生するＨＣを吸気ポート４へ噴き返すことによるＨＣ排出量低減を図りつつ、オーバーラップ期間が不必要に長くなって燃焼性が悪化することを防止することができ、結果としてエンジン１始動時のＨＣ排出量を低減することができる。
【００４８】
エンジン１が始動してから暖機運転が終了するまでは冷却水温に基づくオーバーラップ期間の設定を繰り返し実行するので、冷却水温の上昇に応じて適切なオーバーラップ期間を設定し、燃焼安定性を確保することができる。
【００４９】
オーバーラップ期間は冷却水温が低いほど長く設定するので、吸気ポート４壁面や吸気バルブ１０の温度が低く壁流が発生し易い状態ほど高温の既燃ガスの吹き返し量が増加して、燃料の気化を促進することができる。
【００５０】
冷間始動時に冷却水温に基づいて点火時期を調節するので、オーバーラップ期間を長くした場合にも燃焼性の悪化を防止することができる。
【００５１】
エンジン１の暖機運転が終了するまで冷却水温に基づく点火時期の設定を繰り返し実行するので、冷却水温の上昇に応じた適切な点火時期を設定することができ、燃焼性を確保しつつ、点火時期の遅角化によって排気温度を上昇させて排気浄化触媒２２の早期活性化を図ることができる。
【００５２】
次に第２実施形態について説明する。本実施形態はシステムの構成は図１と同様であるが、冷間始動時の点火時期の制御が第１実施形態と異なる。
【００５３】
ここで、本実施形態のＶＴＣひねり角度及び点火時期の制御について図６を参照して説明する。図６は本実施形態の制御ルーチンを表しており、点火時期の変更量を実際のＶＴＣひねり角度（センサを用いて検出する）に基づいて設定する点が第１実施形態と異なる。以下、制御ルーチンのステップにしたがって説明する。
【００５４】
ステップＳ２０１では、エンジン回転数Ｎ、アクセル開度ＡＰＯ、冷却水温ＴＷＮ、ＶＴＣひねり角度ＶＴＣＮ（センサ検出値）を読み込む。
【００５５】
ステップＳ２０２では、現在クランキング中であるか否かを判定する。クランキング中であると判定された場合はステップＳ２０３に進み、クランキング中でないと判定した場合にはステップＳ２０６に進む。
【００５６】
ステップＳ２０３では、ステップＳ２０１で読み込んだ冷却水温ＴＷＮを始動時水温ＴＷＩＮＴとして設定する。
【００５７】
ステップＳ２０４ではエンジン１始動用のＶＴＣひねり角度の制御を行う。具体的には、ＶＴＣ目標ひねり角度をＶＴＣ１２の初期状態、例えば最遅角位置ＶＴＣｍｉｎに設定する。
【００５８】
ステップＳ２０５では始動時用の点火時期制御を行う。具体的には、エンジン回転数Ｎと水温ＴＷＮに基づいて、エンジン始動に適した点火時期ＡＤＶを算出する。
【００５９】
ステップＳ２０２でクランキング中でない、すなわちエンジン１が自律回転していると判定された場合には、ステップＳ２０６でアクセル開度ＡＰＯがゼロであるか否かの判定を行う。アクセル開度が略全閉である場合はステップＳ２０７に進み、略全閉でない場合にはステップＳ２１２に進む。なお、アクセル開度センサの他にアイドル運転時にＯＮとなるアイドルスイッチを備える場合には、アイドルスイッチの状態に基づいて判定してもよい。
【００６０】
ステップＳ２０７では、始動時水温ＴＷＩＮＴが所定温度Ｋより低いか否かの判定を行う。所定温度Ｋは第１実施形態と同様に冷間始動であることを判定するための温度であり、予め設定しておく。
【００６１】
始動時水温ＴＷＩＮＴが所定温度Ｋより低い場合はステップＳ２０８に進み、高い場合はステップＳ２１２に進む。
【００６２】
ステップＳ２０８では、ステップＳ２０１で読み込んだ冷却水温ＴＷＮが所定温度Ｋ１より低いか否かの判定を行う。所定温度Ｋ１は所定温度Ｋ付近の温度であって所定温度Ｋよりも高い温度を設定する。判定の結果所定温度Ｋ１より低温であると判定された場合はステップＳ２０９に進み、所定温度Ｋ１より高温であると判定された場合はステップＳ２１２に進む。
【００６３】
ステップＳ２０９では、冷却水温ＴＷＮに基づいてＶＴＣ目標ひねり角度ＶＴＣＴＲＧを設定する。具体的には、第１実施形態でも用いた図３に示すようなＶＴＣ目標ひねり角度ＶＴＣＴＲＧを冷却水温ＴＷＮに割り付けたマップを予め作成しておき、このマップをステップＳ２０１で読み込んだ冷却水温ＴＷＮで検索することによってＶＴＣ目標ひねり角度ＶＴＣＴＲＧを求める。
【００６４】
ステップＳ２１０では、現在のＶＴＣひねり角度ＶＴＣＮに基づいて点火時期補正値ＶＴＣＡＤＶを算出する。具体的には点火時期補正をＶＴＣひねり角度ＶＴＣＮに割り付けたマップを予め作成しておき、このマップを現在のＶＴＣひねり角度で検索することによって点火時期補正値ＶＴＣＡＤＶを求める。ここで用いるマップは図７に示すように、ＶＴＣひねり角度が大きくなるほど、点火時期補正値ＶＴＣＡＤＶも大きくなるように設定されている。これは、ＶＴＣひねり角度が大きくなるほどオーバーラップ期間が長くなり、これによってシリンダ２３内の残ガス率が高くなり、燃焼安定性が悪化するので、燃焼安定性確保のために点火時期を進角する必要があるからである。
【００６５】
ステップＳ２１１では、ステップＳ２１０で求めた点火時期補正値ＶＴＣＡＤＶと予め設定した冷機時の点火時期基本値ＡＤＶｂとを用いて点火時期ＡＤＶを設定する。具体的には下式（１）により算出する。
【００６６】
ＡＤＶ＝ＡＤＶｂ＋ＶＴＣＡＤＶ      ・・・（１）
なお、点火時期基本値ＡＤＶｂは、ＶＴＣ１２が初期値にある状態において、燃焼安定性を確保しつつ排気温度を最大に高めることができる点火時期であり、例えばエンジン回転数Ｎと冷却水温ＴＷＮとに基づいて設定する。
【００６７】
ステップＳ２１２ではＶＴＣ１２の制御を通常運転時用の制御に切り換える。通常運転時用の制御とは、具体的にはエンジン１の運転状態、例えばエンジン回転数やエンジン負荷等に応じてＶＴＣ目標ひねり角度を設定したマップを予め作成しておき、現在の運転状態でこのマップを検索してＶＴＣひねり角度を設定する制御である。
【００６８】
ステップＳ２１３では、点火時期ＡＤＶの制御を通常運転時用の制御に切り換える。通常運転時用の制御とは、具体的にはＶＴＣ１２制御用のマップと同様に、エンジン１の運転状態、例えばエンジン回転数やエンジン負荷等に応じて点火時期を設定したマップを予め作成しておき、現在の運転状態でこのマップを検索する制御である。なお、制御マップ上の点火時期ＡＤＶは、燃焼安定性を確保しつつ出力燃費を最大限に高められる点火時期とする。
【００６９】
上記のステップＳ２１０〜Ｓ２１１のように現在のＶＴＣひねり角度ＶＴＣＮに基づいて点火時期補正値ＶＴＣＡＤＶを設定し、この補正値に基づいて点火時期を補正することにより、ＶＴＣ１２の制御遅れがあった場合にも適切な点火時期を設定することができる。
【００７０】
例えば、ＶＴＣ１２が油圧駆動である場合、本制御ルーチンで算出したＶＴＣ目標ひねり位置を実現するようにＶＴＣ１２の油圧制御機構に指令信号を送り、点火時期ＡＤＶに応じて点火信号を送るが、エンジン１が冷機運転時には作動油の粘度が高く、ＶＴＣ１２の制御応答速度が低くなるので、ＶＴＣ目標ひねり角度ＶＴＣＴＲＧを設定した後、実際のＶＴＣひねり角度が目標値になるまでの遅れが生じ易くなる。この場合、現在のＶＴＣひねり角度ＶＴＣＮとは独立に、例えばＶＴＣ目標ひねり角度ＶＴＣＴＲＧ等に基づいて点火時期ＡＤＶを設定すると、実際のオーバーラップ期間に対して点火時期が過剰に進角もしくは遅角した状態となる。実際には、冷却水温の上昇に伴ってＶＴＣひねり角度を変更する場合の制御応答遅れはほぼ無視できるが、制御開始直後にＶＴＣひねり角度を初期状態から冷却水温に応じた角度に設定する場合には、大きな制御応答遅れが生じる可能性がある。
【００７１】
このように制御応答遅れが生じた場合に、実際のオーバーラップ期間に対して点火時期が適切に設定されていないと、排気温度の上昇が遅れたり燃焼安定性を確保できなくなる等の問題が生じる。
【００７２】
ところが、現在のＶＴＣひねり角度に基づいて点火時期を補正することにより、ＶＴＣひねり角度を大きく、すなわちオーバーラップ期間を長くすることによって低下した燃焼安定性を最低限の点火時期補正で補うことが可能となる。
【００７３】
以上により本実施形態では、第１実施形態と同様の効果に加え、さらに、現在のＶＴＣひねり角度に基づいて点火時期を補正するので、ＶＴＣ１２の制御応答遅れが生じた場合にも、適切な点火時期を設定することができ、これにより燃焼安定性を確保することができる。
【００７４】
なお、冷却水温と吸気バルブ１０の温度との関係を予め求めておき、検出した冷却水温から吸気バルブ１０の温度を算出し、この吸気バルブ１０の温度を冷却水温ＴＷＩＮＴに代えて用いてもよい。
【００７５】
また、第１、第２実施形態でオーバーラップ期間及び点火時期を変更すると、エンジン１の出力が変化するが、この変化分はアイドル運転時に実行するアイドル回転フィードバック制御によるスロットル開度調整により相殺される。
【００７６】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、冷間始動時の排気性能を向上させるための制御装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】第１実施形態を適用するシステムの概略図である。
【図２】第１実施形態の制御ルーチンを表す図である。
【図３】吸気弁開時期と冷却水温との関係を表す図である。
【図４】点火時期と冷却水温との関係を表す図である。
【図５】第１実施形態を実行した場合のタイムチャートである。
【図６】第２実施形態の制御ルーチンを表す図である。
【図７】点火時期補正値とＶＴＣひねり角度との関係を表す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１    エンジン
２    吸気通路
３    排気通路
４    吸気ポート
５    排気ポート
６    コレクタタンク
７    スロットルバルブ
８    エアフローセンサ
９    空燃比センサ
１０  吸気バルブ
１１  排気バルブ
１２  可変動弁機構
１３  排気カムシャフト
１４  燃料噴射弁
１５  コントロールユニット
１６  アクセル開度センサ
１７  クランク角センサ
１８  水温センサ
１９  ピストン
２０  コネクティングロッド
２１  点火栓
２２  排気浄化触媒
【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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