(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気バルブの開閉タイミングを可変する可変動弁手段と、
触媒の暖機要求が出された場合に、前記開閉タイミングの位相を遅角側に可変させた触媒暖機運転を実行し、前記暖機要求が解除された場合に、前記開閉タイミングの位相を前記触媒暖機運転時のそれよりも進角側に可変させた通常運転に移行する触媒暖機手段と、
前記触媒暖機運転から前記通常運転への移行時に、筒内の残留ガス量および排気中のハイドロカーボン量に基づいて、前記開閉タイミングの位相を可変する速度を所定の速度に設定する位相可変速度設定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関システム。
【請求項２】
内燃機関の機関回転数に応じて前記所定の速度を補正する第１の補正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の内燃機関システム。
【請求項３】
内燃機関の負荷に応じて前記所定の速度を補正する第２の補正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関システム。
【請求項４】
冷却水温に基づいて前記所定の速度を補正する第３の補正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関システム。
【請求項５】
高度に応じて前記所定の速度を補正する第４の補正手段を更に備えたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許第３０１８８９２号公報には、車両の加速時に、通常運転時に比べてバルブタイミングの作動速度を増大させ、出力特性を確保する技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特許第３０１８８９２号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１８１３号公報
【特許文献３】特開２０００−２５７４５４号公報
【特許文献４】特開平１０−３３１６７０号公報
【特許文献５】特開平１１−２１０５０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の技術では、触媒暖機過程におけるバルブタイミングの作動速度については考慮されていないため、触媒暖機運転から通常運転に移行する際にバルブタイミングの作動速度を最適に制御することは困難である。
【０００５】
特に、触媒暖機過程から通常運転に移行する過程では、バルブタイミングの作動速度が燃焼状態に与える影響が大きく、作動速度が適正でないと筒内の残留ガス量が変化してしまい、燃焼状態が悪化してしまう。このため、ドライバビリティの悪化、排気エミッションの悪化などの問題を招来する。
【０００６】
この発明は、上述のような問題を解決するためになされたものであり、触媒暖機運転から通常運転に移行する際に、バルブタイミングの作動速度を最適に制御することで、内燃機関の運転状態を最適に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関システムであって、
排気バルブの開閉タイミングを可変する可変動弁手段と、
触媒の暖機要求が出された場合に、前記開閉タイミングの位相を遅角側に可変させた触媒暖機運転を実行し、前記暖機要求が解除された場合に、前記開閉タイミングの位相を前記触媒暖機運転時のそれよりも進角側に可変させた通常運転に移行する触媒暖機手段と、
前記触媒暖機運転から前記通常運転への移行時に、筒内の残留ガス量および排気中のハイドロカーボン量に基づいて、前記開閉タイミングの位相を可変する速度を所定の速度に設定する位相可変速度設定手段と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
内燃機関の機関回転数に応じて前記所定の速度を補正する第１の補正手段を更に備えたことを特徴とする。
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
内燃機関の負荷に応じて前記所定の速度を補正する第２の補正手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
冷却水温に基づいて前記所定の速度を補正する第３の補正手段を更に備えたことを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、
高度に応じて前記所定の速度を補正する第４の補正手段を更に備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
第１の発明によれば、触媒暖機運転から通常運転への移行時に、筒内の残留ガス量および排気中のハイドロカーボン量に基づいた所定の速度で排気バルブの開閉タイミングの位相を可変することができる。従って、筒内の残留ガス量に基づいて排気バルブの開閉タイミングの位相を可変する速度を所定の速度に設定するため、触媒暖機運転から通常運転への移行時に、残留ガス量を最適値に制御することが可能となる。また、排気中のハイドロカーボン量に基づいて排気バルブの開閉タイミングを可変する速度を設定するため、触媒暖機運転から通常運転への移行時に、ハイドロカーボン量を最小限に抑えることが可能となる。従って、燃焼状態を良好にすることができ、ドライバビリティを安定させるとともに、排気中に含まれるハイドロカーボン量を最小限に抑えることが可能となる。
【００１６】
第４または第５の発明によれば、内燃機関の機関回転数または負荷に応じて排気バルブの開閉タイミングを可変する速度を補正するため、触媒暖機運転から通常運転への移行時に、燃焼状態を最適化することが可能となる。
【００１７】
第６の発明によれば、冷却水温の変化に応じて残留ガスが燃焼状態に及ぼす影響が変化するため、冷却水温に基づいて排気バルブの開閉タイミングを可変する速度を補正することで、筒内の燃焼状態を最適に制御することが可能となる。
【００１８】
第７の発明によれば、高度が変化すると吸気管負圧が変動し、残留ガスが燃焼状態に及ぼす影響が変化するため、高度に応じて排気バルブの開閉タイミングを可変する速度を補正することで、筒内の燃焼状態を最適に制御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】
【００１９】
以下、図面に基づいてこの発明のいくつかの実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２０】
実施の形態１．
図１は、本発明の各実施形態に係る内燃機関システム及びその周辺の構造を説明するための図である。内燃機関１０には吸気通路１２および排気通路１４が連通している。吸気通路１２は、上流側の端部にエアフィルタ１６を備えている。エアフィルタ１６には、吸気温ＴＨＡ（すなわち外気温）を検出する吸気温センサ１８が組みつけられている。また、排気通路１４には排気浄化触媒３２が配置されている。
【００２１】
エアフィルタ１６の下流には、エアフロメータ２０が配置されている。エアフロメータ２０の下流には、スロットルバルブ２２が設けられている。スロットルバルブ２２の近傍には、スロットル開度ＴＡを検出するスロットルセンサ２４と、スロットルバルブ２２が全閉となることでオンとなるアイドルスイッチ２６とが配置されている。
【００２２】
スロットルバルブ２２の下流には、サージタンク２８が設けられている。また、サージタンク２８の更に下流には、内燃機関１０の吸気ポートに燃料を噴射するための燃料噴射弁３０が配置されている。
【００２３】
内燃機関１０は、吸気バルブ３６および排気バルブ３８を備えている。吸気バルブ３６には、吸気バルブ３６のリフト量、及び／又は作用角を可変するための可変動弁機構（VVT; Variable Valve Timing）４４が接続されている。同様に、排気バルブ３８には、排気バルブ３８のリフト量、及び／又は作用角を可変するための可変動弁機構４６が接続されている。可変動弁機構４４及び可変動弁機構４６は、ともに電動モータの駆動力により吸気バルブ３６、排気バルブ３８のリフト量、作用角を可変するものである。可変動弁機構４４及び可変動弁機構４６によれば、吸気バルブ３６、排気バルブ３８のリフト量、および作用角（開閉タイミング）の位相を連続可変することができる。
【００２４】
また、燃焼室内に噴霧された燃料に点火するため、内燃機関１０の筒内には点火プラグが設けられている。更に、筒内には、その内部を往復運動するピストン３４が設けられている。また、内燃機関１０には、冷却水温を検出する水温センサ４２が取り付けられている。
【００２５】
ピストン３４には、その往復運動によって回転駆動されるクランク軸４８が連結されている。車両駆動系と補機類（エアコンのコンプレッサ、オルタネータ、トルクコンバータ、パワーステアリングのポンプ等）は、このクランク軸４８の回転トルクによって駆動される。クランク軸４８の近傍には、クランク軸４８の回転角を検出するためのクランク角センサ５０が取り付けられている。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態のシステムはＥＣＵ（Electronic Control Unit）４０を備えている。ＥＣＵ４０には、上述した各種センサに加え、大気圧を検出する大気圧センサ５２や、ノッキングの発生を検知するKCSセンサ、車速、機関回転数、排気温度、潤滑油温度、触媒床温度などを検出するための各種センサ（不図示）が接続されている。また、ＥＣＵ４０には、上述した燃料噴射弁３０、可変動弁機構４４，４６などの各アクチュエータが接続されている。
【００２７】
このように構成された本実施形態のシステムにおいて、内燃機関１０の始動時に排気浄化触媒３２を暖機している過程では、排気バルブ３８の開閉タイミング（開区間）の位相を通常よりも遅角側に可変する制御が行われる。これにより燃焼行程で筒内を高膨張を維持することができ、筒内の燃焼状態を良好にすることができる。特に、触媒暖機時は点火時期の位相が遅角側に制御されるため、これに応じて排気バルブ３８の開閉タイミングの位相を遅角側に可変することで、燃焼状態を安定させることができる。
【００２８】
また、排気バルブ３８の開閉タイミングの位相を遅角側に可変すると、吸気バルブ３６と排気バルブ３８の開弁区間のオーバーラップ量が大きくなるため、筒内における燃焼後の残留ガス量を増加することができる。これにより、残留ガスの熱によって新たに筒内に吸入された混合気の温度を昇温することができ、排気中に含まれるハイドロカーボン（ＨＣ）の量を低減することが可能となる。一方、残留ガス量が過度に多くなると、筒内の燃焼状態は不安定になる。このため、触媒暖機中の排気バルブ３８の開閉タイミングの遅角量の位相は、燃焼状態が不安定にならない範囲で、残留ガス量をできるだけ多くできる値に設定される。
【００２９】
触媒暖機後の通常の運転状態では、排気バルブ３８の開弁タイミングの位相が暖機時よりも進角側に設定される。この状態では、既に排気浄化触媒３２が活性温度に到達しているため、排気バルブ３８の開弁タイミングを進角させて残留ガス量を減少させても、排気浄化触媒３２によって排気中のハイドロカーボンを浄化することができる。
【００３０】
一方、触媒暖機運転から通常運転に移行する過程では、排気浄化触媒３２が活性状態になりつつあるため、触媒暖機開始時に比べて残留ガス量を少なくしたとしてもハイドロカーボン量を低減できる。このため、触媒暖機運転から通常運転に移行する際には、排気バルブ３８の開閉タイミングの位相を徐々に通常運転時の位置に戻し、残留ガス量に過不足が生じないように最適に制御することが好適である。
【００３１】
図２は、触媒暖機運転から通常運転に移行する過程において、排気バルブ３８の開閉タイミングの遅角量の位相、筒内の残留ガス率、および排気中に含まれるハイドロカーボン量の変化を示す特性図である。
【００３２】
図２（Ａ）は、開閉タイミングの遅角量の位相と時間との関係を示す特性図であって、遅角量の位相を触媒暖機中の値から通常運転時の値に切り換える過程を示している。図２（Ａ）に示すように、通常運転時の遅角量の位相を０とすると、触媒暖機中は遅角量の位相が３０°に設定される。触媒暖機は、機関始動直後から触媒暖機要求が出されている期間の間行われる。触媒暖機要求が出される時間は、通常、始動から数十秒程度である。
【００３３】
図２の例では、機関始動から時刻ｔ０までの間、触媒暖機要求が出されている。そして、時刻ｔ０に到達して触媒暖機要求が解除されると、図２（Ａ）に示すように、時間の経過に伴って遅角量の位相が徐々に減少するように制御が行われる。そして、時刻ｔ０から所定時間が経過すると、遅角量の位相が０に設定される。
【００３４】
図２（Ａ）では、遅角量の位相を可変する速度（位相可変速度）が異なる３つの特性を示している。図２（Ａ）中に破線で示す特性Ｂは、位相可変速度を低速に設定した場合を示しており、時刻ｔ０から比較的長時間をかけて遅角量の位相が３０°から０に可変される。一方、一点鎖線で示す特性Ｃは、位相可変速度を高速に設定した場合を示しており、時刻ｔ０から比較的短時間の間に遅角量の位相が３０°から０に可変される。また、実線で示す特性Ａは、特性Ａと特性Ｂの中間に位相可変速度を設定した場合を示している。
【００３５】
図２（Ｂ）は、図２（Ａ）に示す特性Ａ、特性Ｂ、特性Ｃのそれぞれの場合において、筒内の残留ガス率が変化する様子を示している。図２（Ｂ）に示す特性Ａ、特性Ｂ、特性Ｃは、図２（Ａ）の特性Ａ、特性Ｂ、特性Ｃにそれぞれ対応している。
【００３６】
また、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）に示す特性Ａ、特性Ｂ、特性Ｃのそれぞれの場合において、排気中に含まれるハイドロカーボン量が変化する様子を示している。図２（Ｃ）に示す特性Ａ、特性Ｂ、特性Ｃは、図２（Ａ）の特性Ａ、特性Ｂ、特性Ｃにそれぞれ対応している。
【００３７】
図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）に示すように、排気バルブ３８の開閉タイミングの遅角量の位相を触媒暖機中の値から通常運転時の値に切り換える過程では、位相可変速度に応じて残留ガス率およびハイドロカーボン量が変化する。従って、位相可変速度を最適に制御することで、残留ガス量、ハイドロカーボン量を最適値に制御することが好適である。
【００３８】
例えば、図２（Ａ）の特性Ｂのように位相可変速度を低くすると、図２（Ｂ）に示すように、遅角量の位相を可変する過程で残留ガス率が多くなり、燃焼状態が不安定になる場合がある。
【００３９】
また、図２（Ａ）の特性Ｃのように位相可変速度を高くすると、図２（Ｃ）に示すように、遅角量の位相を可変する過程でハイドロカーボンの量が多くなり、排気エミッションが悪化する場合がある。特に、触媒暖機完了後、時刻ｔ０の時点で瞬時に遅角量の位相を０に可変すると、残留ガスが急激に減少して、排気中のハイドロカーボン量がより多くなることが懸念される。
【００４０】
一方、図２（Ａ）の特性Ａに従って遅角量の位相を可変した場合は、図２（Ｂ）に示すように、残留ガス量を適度な量に保つことができ、また、図２（Ｃ）に示すようにハイドロカーボンの量も最小限に抑えることができる。
【００４１】
従って、本実施形態では、図２（Ａ）の特性Ａを用いて排気バルブ３８の遅角量の位相を変化させることとしている。これにより、残留ガス量を適度な量に保つとともに、排気中に含まれるハイドロカーボン量を低減することができる。なお、特性Ａで示される最適な位相可変速度は機関の諸元によって異なるため、触媒暖機運転から通常運転に移行する過程での残留ガス量、ハイドロカーボン量等に基づいて、最適な位相可変速度を予め取得しておくことが好適である。
【００４２】
ところで、特性Ａに従って遅角量の位相を変化させた場合においても、内燃機関１０の運転状態が変化すると残留ガス量、ハイドロカーボン量が変化する。このため本実施形態では、触媒暖機から通常運転に移行する過程において、特性Ａの位相可変速度で位相を可変し、更に、内燃機関１０の運転状態に応じて位相可変速度を補正するようにしている。これにより、位相可変速度をより緻密に制御することができ、残留ガス量、ハイドロカーボン量を高精度に制御することが可能となる。
【００４３】
図３は、内燃機関１０の機関回転数に応じて位相可変速度を補正するためのマップを示している。図３に示すように、機関回転数が増加するほど、位相可変速度の補正係数の値が大きな値に設定される。図３から得られた補正係数は、特性Ａの位相可変速度に乗算される。従って、機関回転数が増加するほど、位相可変速度を高速に設定することができ、より短時間で遅角量を可変することができる。機関回転数が上昇すると触媒がより早く暖機されるため、機関回転数が増加するほど位相可変速度を高速に設定することで、残留ガス量が燃焼状態に与える影響を抑えることができ、燃焼状態を安定させることが可能となる。
【００４４】
また、図４は、内燃機関１０の負荷に応じて位相可変速度を補正するためのマップを示している。図５に示すように、機関の負荷が増加するほど、位相可変速度の補正係数の値が大きな値に設定され、位相可変速度が高速に設定される。このように、機関の負荷が高くなるほど残留ガスが燃焼に与える影響が大きくなるため、位相可変速度を高速にして開閉タイミングを進角させることが好適である。
【００４５】
従って、図２（Ａ）に示す特性Ａを用いて排気バルブ３８の開閉タイミングの遅角量の位相を可変し、更に、機関回転数、負荷などの運転状態に応じて位相可変速度を補正することで、遅角量の位相を可変する際の残留ガス量を最適値に制御するとともに、ハイドロカーボン量を最小限に抑えることが可能となる。
【００４６】
次に、図５のフローチャートに基づいて、本実施形態のシステムにおける処理の手順を説明する。図５の処理は所定時間毎に行われるものである。先ず、ステップＳ１では、機関始動時の冷却水温、目標位相算出時の冷却水温、始動後の積算吸入空気量を取得する。
【００４７】
次のステップＳ２では、触媒暖機運転から通常運転への切換中であるか否かを判定する。すなわち、ここでは、図３に示す時刻ｔ０が経過しており、遅角量の位相を可変する制御が行なわれている最中であるか否かを判定する。触媒暖機運転から通常運転への切換中である場合は、ステップＳ３へ進む。一方、触媒暖機運転から通常運転への切換中でない場合は、処理を終了する(RETURN)。
【００４８】
ステップＳ３では、遅角量の位相の可変を開始した時点（時刻ｔ０）からの経過時間、および現時点での吸入空気量、機関回転数を取得する。ここで取得した吸入空気量、機関回転数に基づいて、図３及び図４のマップから補正係数が算出される。
【００４９】
次のステップＳ４では、現時点での遅角量の位相の目標値（目標位相）を算出する。具体的には、図３及び図４のマップから算出された補正係数を用いて、予め設定された位相可変速度（図２（Ａ）の特性Ａの位相可変速度）を補正する。そして、補正された位相可変速度と、時刻ｔ０からの経過時間とに基づいて、現時点での目標位相を算出する。
【００５０】
次のステップＳ５では、ステップＳ４で算出した目標位相に基づいて可変動弁機構４４を作動し、排気バルブ３８の開閉タイミングを変更する。ステップＳ５の後は処理を終了する(RETURN)。
【００５１】
図５の処理によれば、排気バルブ３８の遅角量の位相を、予め設定された位相可変速度と、時刻ｔ０からの経過時間とに基づいて制御することができる。従って、残留ガス量を最適値に制御するとともに、排気中に含まれるハイドロカーボン量を抑えることが可能となる。また、吸入空気量、機関回転数などの運転状態に基づいて、位相可変速度を補正するため、遅角量の制御を高い精度で行うことが可能となり、燃焼状態を最適に制御することができる。
【００５２】
以上説明したように実施の形態１によれば、触媒暖機が完了した後、排気バルブ３８の開弁タイミングの遅角量の位相を所定の速度で可変して、通常運転の位相に戻すようにしたため、燃焼状態、ドライバビリティを安定させるとともに、排気中に含まれるハイドロカーボン量を最小限に抑えることが可能となる。
【００５３】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２は、実施の形態１の制御に加えて、始動時の冷却水温を考慮して位相可変速度を補正するものである。
【００５４】
内燃機関１０の吸気管負圧は内燃機関１０の運転条件に応じて変化する。例えば冷却水温が低温の場合は、機関のフリクションが増加するため、アイドリングを安定させるため、又は所定の機関出力を得るために吸入空気量を増加する必要がある。このため、冷却水温が低温の場合は、高温の場合に比べてスロットルバルブ２２の開き量が大きくなる。換言すれば、冷却水温が高温の場合は、低温時に比べてスロットルバルブ２２の開き量が小さくなり、吸気管負圧がより大きくなる。
【００５５】
図６は、触媒暖機中から通常運転に移行する過程において、図２（Ａ）に示す特性Ａに従って遅角量の位相を可変した場合の吸気管圧力の変化を示す特性図である。
【００５６】
図６において、実線で示す特性Ｄは、冷却水温が常温（０℃〜２５℃）の場合の特性を示している。一方、破線で示す特性Ｅは、冷却水温が高温（２５℃〜８０℃）の場合の特性を示している。このように、冷却水温が高温の場合は、低温の場合に比べてスロットルバルブ２２の開き量が小さくなり、吸入空気量が減少するため、常温の場合に比べて吸気管負圧がより高くなる。
【００５７】
吸気管負圧が高く、吸入空気量が少ない条件下では、残留ガスが燃焼状態に及ぼす影響が大きくなり、残留ガスに起因して燃焼状態が不安定になることが想定される。このため、実施の形態２では、冷却水温が高い場合ほど位相可変速度を高速に設定して、遅角量の位相を触媒暖機中の値（３０°）から０に可変する時間を短くするようにしている。
【００５８】
図７は、実施の形態２のシステムにおいて、排気バルブ３８の開閉タイミングの遅角量の位相と時間との関係を示す特性図であって、触媒暖機運転から通常運転に移行する際の特性を示している。図７において、常温時の特性は、図２（Ａ）に示す特性Ａに対応している。
【００５９】
図７に示すように、実施の形態２では、冷却水温に応じて位相可変速度が制御され、冷却水温が高温（２５℃〜８０℃程度）の場合は、常温時（０℃〜２５℃程度）よりも位相可変速度を高速にする制御が行われる。また、冷却水温が０℃未満の低温となった場合は、常温時よりも位相可変速度を低速にする制御が行われる。これにより、残留ガス量が不足してしまうことを抑えることができ、ハイドロカーボンの排出量を確実に抑えることが可能となる。なお、触媒暖機要求が解除される時点では、機関始動からの経過時間が短いため、冷却水温は十分に上昇していない。従って、図７に示すように、０℃〜２５℃程度の水温が常温とされ、それ以上の温度が高温とされる。
【００６０】
図８は、図７に示す制御を実現するためのマップを示す模式図である。図８に示すように、冷却水温が高くなるほど、位相可変速度の補正係数の値が大きな値に設定される。補正係数は特性Ａによる常温時の位相可変速度に乗算される係数であるため、図８のマップによれば、冷却水温が高温の場合ほど、位相可変速度を高速に設定することができ、より短時間で遅角量を可変することができる。従って、残留ガスの影響により燃焼状態が不安定になることを回避でき、ドライバビリティを良好にすることが可能となる。
【００６１】
また、冷却水温が０℃未満の低温の場合は、残留ガスが燃焼状態に与える影響が少ないため、位相可変速度を低速にすることで、残留ガスを増加することができ、排気中に含まれるハイドロカーボン量を低減することが可能となる。
【００６２】
以上説明したように実施の形態２によれば、冷却水温に応じて排気バルブ３８の位相可変速度を可変するようにしたため、冷却水温が高温の場合は、位相可変速度を高速にすることで、残留ガスの影響を抑えて燃焼状態を安定させることができる。また、冷却水温が低温の場合は、残留ガスの影響を受けにくいため、位相可変速度を低速にすることで、排気中に含まれるハイドロカーボンの量を低減することが可能となる。従って、内燃機関１０の運転状態を最適に制御することが可能となる。
【００６３】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３は、実施の形態１，２の制御に加えて、高度による気圧の変化を考慮して位相可変速度を補正するものである。
【００６４】
内燃機関１０が搭載された車両が標高の高い高地を走行する場合は、大気圧が低いため、低地を走行する場合に比べて吸気管負圧が小さくなる。図９は、触媒暖機中から通常運転に移行する過程において、図２（Ａ）の特性Ａに従って遅角量の位相を可変した場合の吸気管圧力の変化を示す特性図である。
【００６５】
図９において、実線で示す特性Ｆは、低地での特性を示している。一方、破線で示す特性Ｇは、高地での特性を示している。高地の運転では、大気圧が低下しているため、特性Ｆに比べて特性Ｇの吸気管負圧は小さくなる。
【００６６】
そして、実施の形態２で説明したように、吸気管負圧が高い場合ほど残留ガスが燃焼状態に及ぼす影響が大きくなる。一方、吸気管負圧が低い場合は、残留ガスが燃焼状態に及ぼす影響が少ないため、残留ガスによりハイドロカーボン量を低減することが好適である。
【００６７】
このため、実施の形態３では、吸気管負圧が低下する高地の運転では、位相可変速度を低速にするようにしている。図１０は、実施の形態３のシステムにおいて、排気バルブ３８の開閉タイミングの遅角量の位相と時間との関係を示す特性図であって、触媒暖機運転から通常運転に移行する際の特性を示している。図１１において、低地の特性は、図２（Ａ）に示す特性Ａに対応している。
【００６８】
図１０に示すように、高地の運転では、低地の運転に比べて位相可変速度が低速に設定される。このように、吸気管圧力が低下している高地の運転では、残留ガスが燃焼状態に与える影響が少ないため、位相可変速度を低速にすることで、通常運転に移行する過程で残留ガスを十分に多くすることができる。従って、排気中のハイドロカーボンの量を抑えることができ、排気エミッションを向上することができる。
【００６９】
図１１は、図１０に示す制御を実現するためのマップを示す模式図である。図１１に示すように、内燃機関１０が運転される場所の高度が高くなるほど、位相可変速度の補正係数の値が小さな値に設定される。補正係数は特性Ａによる低地での位相可変速度に乗算される係数であるため、図１２のマップによれば、高度が高くなるほど、位相可変速度を低速に設定することができる。
【００７０】
以上説明したように実施の形態３によれば、内燃機関１０が運転される場所の高度に応じて位相可変速度を可変するようにしたため、高度が高い場合ほど位相可変速度を低速にすることで、触媒暖機運転から通常運転に以降する際に、残留ガス量を最適に制御することができる。これにより、排気中のハイドロカーボン量を最小限に抑えることが可能となり、排気エミッションを向上することができる。
【００７１】
なお、上述した各実施形態では、排気バルブ３８の開閉タイミングを制御することで筒内の燃焼状態を制御しているが、吸気バルブ３６の開閉タイミングを制御することで燃焼状態を制御しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の各実施形態に係る内燃機関システム及びその周辺の構造を説明するための図である。
【図２】触媒暖機運転から通常運転に移行する過程において、排気バルブの開閉タイミングの遅角量の位相、残留ガス量、および排気中に含まれるハイドロカーボン量の変化を示す特性図である。
【図３】内燃機関の機関回転数に応じて位相可変速度を補正するためのマップを示す模式図である。
【図４】内燃機関の負荷に応じて位相可変速度を補正するためのマップを示す模式図である。
【図５】実施の形態１のシステムにおける処理の手順を示すフローチャートである。
【図６】触媒暖機中から通常運転に移行する過程において、図３に示す特性Ａに従って遅角量の位相を可変した場合の吸気管圧力の変化を示す特性図である。
【図７】実施の形態２のシステムにおいて、排気バルブの開閉タイミングの遅角量の位相と時間との関係を示す特性図である。
【図８】図８に示す制御を実現するためのマップを示す模式図である。
【図９】触媒暖機中から通常運転に移行する過程において、図３の特性Ａに従って遅角量の位相を可変した場合の吸気管圧力の変化を示す特性図である。
【図１０】実施の形態３のシステムにおいて、排気バルブの開閉タイミングの遅角量の位相と時間との関係を示す特性図である。
【図１１】図１０に示す制御を実現するためのマップを示す模式図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０  内燃機関
２４  吸気弁
２０  インジェクタ
４０  ＥＣＵ
【図１】
0004661477.tif 000002
【図２】
0004661477.tif 000003
【図３】
0004661477.tif 000004
【図４】
0004661477.tif 000005
【図５】
0004661477.tif 000006
【図６】
0004661477.tif 000007
【図７】
0004661477.tif 000008
【図８】
0004661477.tif 000009
【図９】
0004661477.tif 000010
【図１０】
0004661477.tif 000011
【図１１】
0004661477.tif 000012