(57)【要約】【課題】  電動過給器付きエンジンの制御装置に関し、冷態始動時において安定した始動性を確保しながら、より排気エミッションや燃費を向上させることができるようにする。【解決手段】  車両に搭載されたエンジン９の吸気系に設けられ電動機３１により駆動されて吸気を過給する電動過給器３と、エンジン９の排気弁の少なくとも閉弁時期を制御可能な可変バルブタイミング手段２５と、エンジン９の冷態状態を判定するエンジン冷態状態判定手段２１と、運転者の操作に基づくエンジン始動信号を検出する始動信号検出手段１２と、エンジン９が冷態状態であると判定され、かつ、始動信号検出手段１２により上記エンジン始動信号が検出されると、上記排気弁の閉弁時期を遅角側へ変更するように可変バルブタイミング手段２５を制御するとともに、電動過給器３１によって吸気が過給されるように電動機３１を駆動する制御手段２０とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたエンジンの吸気系に設けられ電動機により駆動されて吸気を過給する電動過給器と、
上記エンジンの排気弁の少なくとも閉弁時期を制御可能な可変バルブタイミング手段と、
上記エンジンの冷態状態を判定するエンジン冷態状態判定手段と、
運転者の操作に基づくエンジン始動信号を検出する始動信号検出手段と、
上記エンジン冷態状態判定手段により上記エンジンが冷態状態であると判定され、かつ、上記始動信号検出手段により上記エンジン始動信号が検出されると、上記排気弁の閉弁時期を遅角側へ変更するように上記可変バルブタイミング手段を制御するとともに、上記電動過給器によって吸気が過給されるように上記電動機を駆動する制御手段と
を備えたことを特徴とする、電動過給器付きエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記制御手段は、上記排気弁の閉弁時期を上死点よりも遅角側へ変更するように上記可変バルブタイミング手段を制御する
ことを特徴とする、請求項１記載の電動過給器付きエンジンの制御装置。
【請求項３】
上記エンジンの吸気系に設けられて、運転者のアクセル操作とは独立して制御可能な電子制御スロットル弁とを備え、
上記制御手段は、過給時において上記電子制御スロットル弁の開度を増大させる
ことを特徴とする、請求項１又は２記載の電動過給器付きエンジンの制御装置。
【請求項４】
上記制御手段は、上記電子制御スロットル弁の開度を略全開とする
ことを特徴とする、請求項３記載の電動過給器付きエンジンの制御装置。
【請求項５】
エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、
上記制御手段は、上記エンジン回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転速度が所定回転数を超えると、上記排気弁の閉弁時期を遅角側へ変更するように上記可変バルブタイミング手段を制御するとともに、上記電動過給器によって吸気が過給されるように上記電動機を駆動する
ことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動過給器付きエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの冷態始動時に過給を行う電動過給器付きエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、排気圧やクランク回転等に影響されない電動機のみで駆動される電動コンプレッサ（電動過給器）により必要に応じてエンジンへの過給を行うとともに、電子制御スロットルバルブ（ＥＴＶ）によりスロットル弁を開閉し、エンジンへの吸気量を制御する吸気系システムが開発されている。
このような吸気系システムにおいては、ドライバ（運転者）によってアクセルペダルが踏み込まれると、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）がそのアクセル踏込み量に応じたアクセル開度を検出し、検出されたアクセル開度情報に基づいて、電子制御ユニット（ＥＣＵ）がエンジンへ吸入されるべき吸気空気量を演算し、必要とする吸入空気量に見合うように電動コンプレッサの作動や電子制御スロットルバルブの開度を制御して、エンジンへ吸入される吸入空気量を制御するようになっている。もちろん、操作フィーリングの観点から、電子制御スロットルバルブの開閉は、基本的にはアクセル開度に対応して制御される。
【０００３】
また、電子制御スロットルバルブの上流には、電動コンプレッサをバイパスするバイパス通路が電動コンプレッサと並列に設けられ、エンジンへの過給が必要な時には電動コンプレッサを作動させて過給を行い、エンジンへの過給が必要でない時には電動コンプレッサを作動させずバイパス通路からの自然吸気を行うことができるようになっている。
ところで、このような吸気系システムにおいて、エンジンの稼動状態に応じて吸気弁や排気弁の開閉タイミングを制御することのできる、可変バルブタイミング機構を備えたものが開発されている。例えば、エンジンの始動時には、エンジンのアイドル回転を安定させるために、バルブオーバラップ（吸気弁と排気弁とがともに開いている状態）をできるだけ少なくして、吸気側から排気側への吹き抜けを防止することが好ましいが、一方で、エンジンの回転数が上昇してくるとエンジンの回転自体は安定してくるので、シリンダの充填効率を上昇させるために、ある程度のバルブオーバラップを設けることも好ましい。そこで、可変バルブタイミング機構によってエンジンの負荷や回転数に応じてバルブオーバラップ量を増減させ、エンジンの状態に見合った制御を行うようになっている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、可変バルブタイミング機構と過給器とを備えたエンジンの燃料噴射制御装置において、エンジンが低負荷低回転の状態では吸気バルブの開閉タイミングを遅角化し排気バルブと吸気バルブとのオーバラップ量を減少させ、また、中負荷運転の状態では吸気バルブの開閉タイミングを進角させる構成が記載されている。このような構成によって、運転状態に応じてエンジンを最適な状態に制御することができるようになっている。
【特許文献１】特開２００２−２６６６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような可変バルブタイミング機構を備えた吸気系システムにおいて、エンジンが十分に暖まっていない冷態始動時には、シリンダ内での燃焼が不安定なものとなりエンジンから排出される排気ガスの中に未燃燃料が含まれてしまうことがある。
つまり、特許文献１に記載された技術をはじめとする、可変バルブタイミング機構を備えた吸気系システムにおいては、エンジンの始動時におけるバルブオーバラップ量を低下させるようになっているため、吸気中に含まれる燃料の吸気側から排気側への吹き抜けを抑制することができるが、エンジンの燃焼行程を経てシリンダ内に残存した未燃燃料については、排気行程においてそのまま排出されることになる。そのため、排ガス性能が悪化するおそれがあるとともに、特にエンジンの冷態始動時にこのような未燃燃料の増加が顕著になると、排気エミッションの増大や燃費の悪化を招くことがある。
【０００６】
本発明はこのような課題に鑑み案出されたもので、冷態始動時において安定した始動性を確保しながら、より排気エミッションや燃費を向上させることができる、電動過給器付きエンジンの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】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項１）は、車両に搭載されたエンジンの吸気系に設けられ電動機により駆動されて吸気を過給する電動過給器と、上記エンジンの排気弁の少なくとも閉弁時期を制御可能な可変バルブタイミング手段と、上記エンジンの冷態状態を判定するエンジン冷態状態判定手段と、運転者の操作に基づくエンジン始動信号を検出する始動信号検出手段と、上記エンジン冷態状態判定手段により上記エンジンが冷態状態であると判定され、かつ、上記始動信号検出手段により上記エンジン始動信号が検出されると、上記排気弁の閉弁時期を遅角側へ変更するように上記可変バルブタイミング手段を制御するとともに、上記電動過給器によって吸気が過給されるように上記電動機を駆動する制御手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
また、上記制御手段は、上記排気弁の閉弁時期を上死点よりも遅角側へ変更するように上記可変バルブタイミング手段を制御することが好ましい（請求項２）。
なお、より好ましくは、上記制御手段が、上記排気弁の閉弁時期を最遅角するように上記バルブタイミング手段を制御する。
また、上記エンジンの吸気系に設けられて、運転者のアクセル操作とは独立して制御可能な電子制御スロットル弁とを備え、上記制御手段は過給時において上記電子制御スロットル弁の開度を増大させることが好ましい（請求項３）。
【０００９】
また、上記制御手段は、上記電子制御スロットル弁の開度を略全開とすることが好ましい（請求項４）。
また、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度検出手段を備え、上記制御手段は、上記エンジン回転速度検出手段によって検出されたエンジン回転速度が所定回転数を超えると、上記排気弁の閉弁時期を遅角側へ変更するように上記可変バルブタイミング手段を制御するとともに、上記電動過給器によって吸気が過給されるように上記電動機を駆動することが好ましい（請求項５）。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項１）によれば、排ガス中の未燃燃料成分を再燃焼させることにより、排気ガス中の未燃燃料を低減させることができ、排ガス性能を向上させることができる。
また、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項２）によれば、ＴＤＣ以前の排気行程中にシリンダから排出された未燃燃料をＴＤＣから排気弁が閉鎖（ＥＣ）するまでの間に再吸入することができ、排気弁と吸気弁との開放をオーバラップさせてなお、吸気側から排気側への吹き抜けを抑制でき、排出された未燃燃料を再吸入させることができる。
【００１１】
また、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項３）によれば、過給時の電子制御スロットル弁による圧力損失を減少させることによってシリンダ内での燃焼圧を増大させて、良好な燃焼を得ることができ、排ガス中の未燃燃料成分を低減させることができる。
また、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項４）によれば、電子制御スロットル弁による圧力損失を、より低減させることができる。
【００１２】
また、本発明の電動過給器付きエンジンの制御装置（請求項５）によれば、各気筒の初爆以前においてエンジンの吸気弁と排気弁とのオーバーラップ中に、未燃燃料が吸気系から排気系へ吹き抜けることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図４は、本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置を示すもので、図１はその全体構成を示す模式図、図２は本装置にかかる電動コンプレッサの構成を示す断面図、図３は本装置における制御を説明するためのフローチャート、図４は従来例及び本装置の冷態始動時における排気弁及び吸気弁のカム位相とバルブリフトとの相関を示す図である。
【００１４】
本実施形態の電動過給器付きエンジンの制御装置１は、図１に示すように、エンジン９を備えた車両において、エンジン９への吸気通路上に設けられた電動コンプレッサ（電動過給器）３及び電子制御スロットル弁（ＥＴＶ）４、エンジン９の駆動状況に応じて排気弁の開閉時期を制御するための図示しない可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構（可変バルブタイミング手段）、このＶＶＴ機構を制御するＶＶＴコントローラ１８、これらの動作を統合制御するＥＣＵ（電子制御ユニット，制御手段）２０、エンジン９のクランク角を検出するクランク角センサ１５、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１３、電子制御スロットル弁４の開度を検出するスロットルポジションセンサ５、運転者によるアクセルペダル６の踏込み操作量を検知するアクセルポジションセンサ７、エンジン９の冷却水の温度を検出する水温センサ１６及び電動コンプレッサ３の駆動電力を供給するバッテリ１０を備えて構成されている。
【００１５】
アクセルポジションセンサ７は、運転者によるアクセルペダル６の踏込み量に応じたアクセル開度情報を検出して実アクセル開度（実ＡＰＳ）をＥＣＵ２０へ出力するようになっている。
スロットルポジションセンサ５は、電子制御スロットル弁４のスロットル弁開度情報を検出してＥＣＵ２０へ出力するようになっている。また、エンジン回転数センサ１３はエンジン９の回転数情報からエンジン回転数Ｎｅを検出し、クランク角センサ１５はエンジン９のクランクシャフトの回転角（クランク角）θを検出し、水温センサ１６はエンジン９の冷却水の水温Ｋを検出し、それぞれのセンサにおいて検出された情報はＥＣＵ２０へ入力されるようになっている。
【００１６】
エンジン９の吸気通路上に設けられた電子制御スロットル弁４は、後述するＥＣＵ２０によってその開度を調節されて、エンジン９へ吸入される吸気空気量や過給圧を調節する。エンジン９への過給が必要でない場合（すなわち、自然吸気時）には、アクセルポジションセンサ７から出力される実アクセル開度等に基づいて、ＥＣＵ２０において吸入空気量や過給圧が演算され、電子制御スロットル弁４の開度が調節されるようになっている。また、エンジン９への過給が必要な場合（すなわち、過給時）には、ＥＣＵ２０によって電子制御スロットル弁４の開度及び電動コンプレッサ３の動作が制御されて、自然吸気時よりも多くの吸気をエンジン９へ供給するようになっている。つまり、電子制御スロットル弁４は、運転者のアクセル操作とは独立してＥＣＵ２０によって制御可能に備えられている。
【００１７】
電動コンプレッサ３は電子制御スロットル弁４の上流に設けられて、エンジン９への過給が必要な場合に吸気を過給することができるようになっている。この電動コンプレッサ３は電動モータ（電動機）３１を備えており、電動モータ３１の駆動電力は過給器ドライバ１１を介してバッテリ１０から供給される。そして、後述するＥＣＵ２０によって過給器ドライバ１１を通じて電動モータ３１の作動回転数が制御されて、吸気の過給圧が調整されるようになっている。なお、過給器ドライバ１１では、バッテリ１０の電圧を制御することによって電動モータ３１の回転数を制御するようになっている。
【００１８】
なお、本実施形態においては、図２に示すように、電動コンプレッサ３は、電動モータ３１によってタービンホイール３２を回転させて過給を行う遠心コンプレッサ型の過給器となっている。
また、電子制御スロットル弁４の上流には、電動コンプレッサ３と並列に、電動コンプレッサ３をバイパスするバイパス通路１４が設けられ、このバイパス通路１４上にリードバルブ２が備えられている。これにより、エンジン９への過給が必要な時には上述の電動コンプレッサ３が作動して過給を行う一方、エンジンへ９の過給が必要でない時には電動コンプレッサ３が作動せずに、リードバルブ２を介した自然吸気が行われるようになっている。なお、電動コンプレッサ３及びリードバルブ２の吸気管路の上流には、エアクリーナ８が備えられており、これにより、エンジン９へ吸入される空気中のダスト分が除去されるようになっている。
【００１９】
図示しないＶＶＴ機構は、例えばクランクシャフトと連動するカムシャフトに、各バルブ毎にそれぞれカムプロフィルの異なる複数種のカムを設け、これらのカムを選択して用いることでバルブリフトのパターンを変えるもの等の公知の技術を用いることができる。
ＶＶＴコントローラ１８は、エンジン９の駆動状況に応じてＶＶＴ機構を制御して排気弁の開閉時期を制御するようになっている。なお、本実施形態では、ＶＶＴコントローラ１８は、後述するＥＣＵ２０のＶＶＴ制御部２５からの信号によって作動して、少なくとも排気弁の開閉タイミングを制御するようになっている。
【００２０】
また、本車両には本車両の主電源をオン／オフするＩＧスイッチ（始動信号検出手段）１２が備えられており、運転者によってＩＧスイッチ１２がオン位置に操作されると、ＩＧスイッチ１２はＥＣＵ２０へオン信号を出力し、運転者によってオフ位置に操作されると、ＥＣＵ２０へ停止信号を出力するようになっている。また、ＩＧスイッチ１２は、エンジン９を始動させるスイッチとしての機能を併せ持っており、運転者によってスタート位置に操作されると、ＥＣＵ２０へオン信号とともに始動信号を出力するようになっている。つまり、ＩＧスイッチ１２は、運転者の操作に基づくエンジン始動信号を検出する始動信号検出手段として備えられている。
【００２１】
上述のクランク角θ，エンジン回転数Ｎｅ，水温Ｋ，始動信号といった各種センサの検出情報は、ＥＣＵ２０に入力されて演算処理される。このＥＣＵ２０は、エンジン冷態状態判定部（エンジン冷態状態判定手段）２１，アイドルスピード制御部２３，及びＶＶＴ制御部（可変バルブタイミング制御手段）２５を備えて構成されている。
ＥＣＵ２０は、入力された各種センサの検出情報に基づいて、エンジン９への過給が必要であるか否かを判定し、過給が必要な場合には過給制御を行い、過給が必要でない場合には自然吸気制御を行うようになっている。
【００２２】
過給制御時には、スロットル弁開度情報やエンジン回転数Ｎｅや水温Ｋ等に基づいて、エンジン９の運転状態に応じた目標過給圧Ｐｔを設定し、電子制御スロットル弁４の開度を制御するとともに、目標過給圧Ｐｔが得られるように電動コンプレッサ３の電動モータ３１の作動回転数（回転速度）を制御して、吸気の過給を行う。
また、自然吸気制御時には、実アクセル開度（実ＡＰＳ）に基づいて電子制御スロットル弁４の開度を制御し、電動コンプレッサ３を作動させず、バイパス通路１４を介した自然吸気を行う。
【００２３】
エンジン冷態状態判定部２１は、エンジン９が十分に温まっていない冷態状態であるか否かを判定する。本実施形態においては、水温センサ１６で検出された水温Ｋの大きさが所定値Ｋ１未満であるか否かによって、エンジン９が冷態状態であるか否かを判定するようになっており、例えばＫ１は３０℃程度以下に設定される。
ＶＶＴ制御部２５は、ＶＶＴコントローラ１８を制御して、エンジン９の排気弁の開閉のタイミングを遅角側へ制御する。具体的には、ＶＶＴ制御部２５は後述するアイドルスピード制御部２３に制御されて、エンジン９の排気弁の閉弁時期を最遅角するようになっている。これにより、エンジン９の排気弁の閉弁時期は上死点よりも遅角側に設定されるとともに、吸気弁と排気弁との開放がオーバラップするようになっている。本実施形態においては、排気弁の閉弁時期が２０°〜７０°ＡＴＤＣに設定されている。
【００２４】
なお、このようなＶＶＴ制御部２５による制御を、ＶＶＴ制御という。また、このＶＶＴ制御の開始に際し、エンジン回転数Ｎｅが判定回転数Ｎ１（本実施形態では、５００ｒｐｍ）よりも大きいことが条件付けられている。この判定回転数Ｎ１は、エンジン９の各気筒の初爆以前にバルブオーバラップによって吸気系から排気系への吹き抜けが発生して未燃燃料が排出されてしまうことを防止するために設けられている。
【００２５】
また、ＶＶＴ制御部２５は、水温Ｋの大きさが、所定値Ｋ１よりも小さい値として設定される第２所定値Ｋ２以下の場合には、ＶＶＴ制御を実施しないようになっている。この第２所定値Ｋ２は、極低温時の水温として予め設定されたものである。つまり、極低温時にはエンジンオイルの粘度が大きくなり、ＶＶＴ制御自体の作動が不正確になることがあるため、このような制御上の不都合を回避するようになっている。
【００２６】
アイドルスピード制御部２３は、エンジン冷態状態判定部２１によりエンジン９が冷態状態であると判定され、かつ、ＩＧスイッチ１２によりエンジン９の始動信号が検出されると、排気弁の閉弁時期を遅角側へ変更するようにＶＶＴ制御部２５を制御するとともに、電動コンプレッサ３を駆動して過給（冷態始動時過給）を行うようになっている。また、このとき、アイドルスピード制御部２３は、電子制御スロットル弁４の開度を増大させて、略全開に制御（ＥＴＶ全開制御）するようになっている。つまり、アイドルスピード制御部２３は、電動コンプレッサ３の冷態始動時過給制御と、電子制御スロットル弁４のＥＴＶ全開制御と、ＶＶＴ制御部２５によるＶＶＴ制御との三つの制御を実施することになる。
【００２７】
また、極々低温時にはフリクションロスが過大となるため、水温Ｋの大きさが、第２所定値Ｋ２よりも小さい値として設定された第３所定値Ｋ３以下の場合には、アイドルスピード制御部２３は冷態始動時過給制御及びＥＴＶ全開制御を実施しないようになっている。また、バッテリ１０の充電量Ｖが所定量Ｖ１以下の場合（つまり、充電量が不足している場合）にも、これらの制御を実施しないようになっている。
【００２８】
なお、冷態始動時過給制御における目標過給圧Ｐｔは、水温Ｋに応じて設定される目標アイドル回転数と、電子制御スロットル弁４のスロットル弁開度情報とから設定されるようになっている。
また、ＥＣＵ２０は、タイマＴを設定するようになっており、これらの制御の継続時間を管理することができるようになっている。具体的には、制御の進捗に応じてタイマＴをカウントアップして、このタイマＴが所定時間Ｔ１以上になるまでこれらの制御を実施する。これにより、冷態始動時過給制御，ＥＴＶ全開制御及びＶＶＴ制御を所定時間Ｔ１継続させることができるようになっている。なお、所定時間Ｔ１は、例えばエンジン始動後５０秒程度でこの制御が終了するように設定され、あるいは、エンジン９の排気系に設けられる図示しない触媒が活性化するまでの時間（例えば、エンジンが冷態始動の状態から温態始動の状態に至るまでの時間等）に相関して設定される。
【００２９】
本実施形態にかかる電動過給器付きエンジンの制御装置は上述のように構成され、図３に示すフローチャートに従って、以下のように制御が行われる。なおこのフローは、常時ＥＣＵ２０において所定のサイクルで実行されている。
まず、ステップＡ１０では、水温センサ１６で検出された水温Ｋが入力されるとともに、ＩＧスイッチ１２からオン信号又は停止信号が入力され、また、バッテリ１０の充電量Ｖが入力される。
【００３０】
次に、ステップＡ２０へ進み、ステップＡ１０で入力された情報に基づいて、水温Ｋが所定値Ｋ１未満（すなわち、エンジン９が冷態状態）であり、かつ、ＩＧスイッチ１２からオン信号を検出したかが判定される。ここで、Ｋ＜Ｋ１かつオン信号を検出した場合にはステップＡ３０へ進む。また、Ｋ≧Ｋ１又は停止信号を検出した場合にはステップＡ１８０へ進んで通常制御を行う。
【００３１】
なお、ステップＡ１８０における通常制御とは、ＩＧスイッチ１２が停止信号を検出した場合には、ＩＧスイッチ１２がオンに操作されていないため、エンジン９を駆動せず、停止状態を維持するものであり、一方、ＩＧスイッチ１２が始動信号を検出した場合には、エンジン９が冷態状態ではない状態（すなわち、エンジン９は暖まっている温態始動時）でＩＧスイッチ１２がオンに操作されているため、通常のエンジン始動を行うものである。
【００３２】
つまり、温態始動時はエンジン９の排気系に備えられた触媒が活性化されているため、温態始動時における排気ガスは触媒によって十分浄化されて良好な排ガス性能を示す。そのため、温態始動時には、アイドル安定化と低燃費とを目的とした通常のエンジン始動の制御を行う。
具体的には、ＶＶＴ制御部２５は、上死点付近でバルブオーバラップを少なくし、吸気系から排気系への吹き抜けや内部ＥＧＲ量を減少させて、エンジン９の燃焼の安定化を図る。また、電動コンプレッサ３はエンジン９への過給を行わないが、その後の加速時に備えて低回転で稼動する。また、電子制御スロットル弁４は、フィードバック制御により、エンジン９がアイドル回転を維持するように自然吸気量を調節する。
【００３３】
ステップＡ２０でＫ＜Ｋ１かつオン信号を検出した場合、ステップＡ３０へ進む。ステップＡ３０では、水温Ｋが、所定値Ｋ１よりも低温の第３所定値Ｋ３以下であり、かつ、バッテリ１０の充電量Ｖが所定量Ｖ１よりも大きいかが判定される。ここで、Ｋ≧Ｋ３かつＶ＞Ｖ１であると判定されるとステップＡ４０へ進み、Ｋ＜Ｋ３又はＶ≦Ｖ１である場合にはステップＡ１８０へ進んで通常制御を行う。つまり、このステップでは、極々低温時ではなく充電量も不足していないということを判断している。
【００３４】
次のステップＡ４０では、水温Ｋが、所定値Ｋ１よりも低温で且つ第３所定値Ｋ３よりも高温の第２所定値Ｋ２よりも大きいか否かが判定される。ここで、Ｋ＞Ｋ２の場合にはステップＡ５０へ進んでフラグＦが１に設定されてステップＡ７０へ進み、Ｋ≦Ｋ２の場合にはステップＡ６０へ進んでフラグＦが０に設定されてステップＡ７０へ進む。つまり、このフラグＦは、水温Ｋが極低温であるか否かを示しており、極低温である場合にはＦ＝０に、極低温でない場合にはＦ＝１に設定されるている。
【００３５】
ステップＡ７０では、ＩＧスイッチ１２から始動信号を検出したか否かが判定される。ここで、始動信号を検出した場合には、ステップＡ８０へ進んでＥＣＵ２０がエンジン９を始動させ、ステップＡ９０へ進む。
ステップＡ９０では、エンジン回転数Ｎｅが判定回転数Ｎ１よりも大きいか否かが判定される。ここでＮｅ＞Ｎ１の場合には次のステップへ進み、Ｎｅ≦Ｎ１の場合にはＮｅ＞Ｎ１になるまでこのステップを繰り返す。つまり、ここでは判定回転数Ｎ１によって、気筒において初爆が行われたか否かが判定されており、初爆以前にはこのステップ以降の制御が行われないようになっている。これにより、エンジン９の初爆以前にバルブオーバラップによって吸気系から排気系への吹き抜けが発生して未燃燃料が排出されてしまうことを防止している。
【００３６】
続くステップＡ１００では、ステップＡ５０又はステップＡ６０で設定されたフラグがＦ＝１であるか否かが判定される。Ｆ＝１の場合にはステップＡ１１０へ進み、ＶＶＴ制御部２５によってＶＶＴ制御が実施され、ステップＡ１２０へ進む。また、Ｆ≠１（Ｆ＝０）の場合にはステップＡ１１０をスキップしてステップＡ１２０へ進む。つまり、このステップでは、水温Ｋが極低温の場合には、ＶＶＴ制御部２５によるＶＶＴ制御を実施せず、極低温でない場合には、ＶＶＴ制御を行うようになっている。
【００３７】
次のステップＡ１２０では、アイドルスピード制御部２３によって冷態始動時過給制御及びＥＴＶ全開制御が実施される。つまり、アイドルスピード制御部２３が電動コンプレッサ３を駆動して冷態始動時過給を行うとともに、電子制御スロットル弁４の開度を増大させて略全開に制御する。
続くステップＡ１３０では、ＥＣＵ２０がこれらの制御の継続時間を管理するためのタイマＴを０に設定して次ステップへ進み、ステップＡ１４０において、タイマのカウントアップを行い、次のステップへ進む。
【００３８】
ステップＡ１５０では、ＥＣＵ２０が電動コンプレッサ３によってエンジン９へ過給すべき目標過給圧Ｐｔを演算する。ここでは、水温Ｋに応じて設定される目標アイドル回転数と、電子制御スロットル弁４のスロットル弁開度情報とに基づいて、目標過給圧Ｐｔが設定される。そして、ステップＡ１６０において、アイドルスピード制御部２３は設定された目標過給圧Ｐｔを達成するように電動モータ３１を駆動して冷態始動時過給制御を実施する。
【００３９】
ステップＡ１７０では、ステップＡ１４０でカウントアップされたタイマＴが所定時間Ｔ１以上であるか否かが判定される。ここで、Ｔ≧Ｔ１の場合には、制御が所定時間Ｔ１以上実施されたため、ステップＡ１８０へ進んで通常制御を実施し、本フローを終了する。また、Ｔ＜Ｔ１の場合には、まだ制御が所定時間Ｔ１以上実施されていないため、ステップＡ１４０へ戻って制御を繰り返す。
【００４０】
以上のような制御により、具体的には以下のような作用・効果を奏する。
運転者によってＩＧスイッチ１２がオンに操作されると、ＩＧスイッチ１２からＥＣＵ２０へ始動信号が出力される。このとき、ＥＣＵ２０の冷態状態判定部２１が、エンジン９が冷態状態にあるか否かを判定する。
エンジン９が冷態状態である場合、水温Ｋの大きさに応じてＥＣＵ２０が制御内容を設定する。まず、水温Ｋが第３所定値Ｋ３未満であるときは、通常制御を設定する。したがって、運転者によってＩＧスイッチ１２がスタートに操作されたとしても、冷態始動時過給制御，ＥＴＶ全開制御及びＶＶＴ制御が行われない。これにより、スタータの駆動電力を確保することができる。なお、バッテリ１０の充電量Ｖが所定量Ｖ１以下の場合も同様に、冷態始動時過給制御，ＥＴＶ全開制御及びＶＶＴ制御が行われないため、バッテリ上がりを防止してスタータの駆動電力を確保することができる。
【００４１】
また、水温Ｋが第３所定値Ｋ３以上，第２所定値Ｋ２未満であるときは、冷態始動時過給制御とＥＴＶ全開制御とを設定する。したがって、ＩＧスイッチ１２がスタートに操作されてもＶＶＴ制御が行われない。これにより、エンジンオイル粘度過大に伴う排気ＶＶＴの不正確な作動を防止することができる。
また、水温Ｋが第２所定値Ｋ２以上，所定値Ｋ１未満であるときは、冷態始動時過給制御とＥＴＶ全開制御とＶＶＴ制御とを設定する。この場合、運転者によってＩＧスイッチ１２がスタートに操作されると、エンジン９の吸気弁及び排気弁のバルブリフトは、以下のように動作する。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、ＶＶＴ制御においては、ＶＶＴ制御部２５がＶＶＴコントローラ１８を制御して、エンジン９の排気弁の閉弁時期を最遅角にする。そのため、図４（ｂ）に示す最進角の状態よりも遅れて排気弁が開閉することになる。これにより、エンジン９の排気弁の閉弁時期は上死点（ＴＤＣ）よりも遅角側に設定され、ＴＤＣ前後において排気弁と吸気弁との開放がオーバラップする。ここで、排気弁と吸気弁との開放がオーバラップは、ＴＤＣよりも遅角側に設定されているため、ＴＤＣ以前の排気行程中にシリンダから排出された未燃燃料をＴＤＣから排気弁が閉鎖（ＥＣ）するまでの間に再吸入することができる。つまり、排気弁の閉弁時期を最遅角にする制御によって、排気弁と吸気弁との開放をオーバラップさせてなお、吸気側から排気側への吹き抜けを抑制するだけでなく、排出された未燃燃料を再吸入することができる。
【００４３】
またこのとき、アイドルスピード制御部２３が電動コンプレッサ３を駆動して冷態始動時過給制御を行う。これにより、シリンダ内へ供給される空気量が増大し、シリンダ筒内における吸気の体積効率が増大するため、シリンダ内にはＥＧＲが多く含まれるにもかかわらず、燃焼を成立させることができる。また、この過給によって燃焼圧を増大させることができ、筒内において良好な燃焼が得られ、排ガス中の未燃燃料成分を低減させることができる。
【００４４】
また、電子制御スロットル弁４は略全開に制御されるため、過給時における電子制御スロットル弁４による圧力損失を減少させることができ、効果的な過給を行うことができるる。
また、エンジン回転数Ｎｅが判定回転数Ｎ１よりも大きくなければ、ＶＶＴ制御を開始しないようになっているため、エンジン９の各気筒の初爆以前にバルブオーバラップによって吸気系から排気系への吹き抜けが発生して未燃燃料が排出されてしまうことを防止することができる。
【００４５】
また、冷態始動時過給制御においてアイドルスピード制御部２３は、水温Ｋに応じて設定される目標アイドル回転数と、電子制御スロットル弁４のスロットル弁開度情報とから設定される目標過給圧Ｐｔが達成されるように電動コンプレッサ３を駆動し、所定時間Ｔ１が経過するまでこの制御を継続する。したがって、エンジン９が始動してから必要とされる継続時間の間は、上述の制御を実施することができる。
【００４６】
このように、本制御装置によれば、排ガス中の未燃燃料成分を再燃焼させることにより、排気ガス中の未燃燃料を低減させることができ、排ガス性能を向上させることができる。また、エンジン９の過給効率を向上させることができ、シリンダ内での燃焼圧を増大させることができ、冷態始動時におけるエンジン９の始動性を向上させることができる。
また、これらの制御は、ＥＣＵ２０の冷態状態判定部２１において、エンジン９が冷態状態にないと判定された場合には実施されない。つまり、エンジン９が直前まで稼動していた場合や高温の外気温等によりエンジン９が暖まっている状態では、冷態始動時過給制御，ＥＴＶ全開制御及びＶＶＴ制御が実施されないため、エンジン回転数を過度に上昇させることなく、必要な状況でのみ制御を実施することができる。
【００４７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、アイドルスピード制御部２３がタイマＴを設定して、制御の継続時間を管理するようになっているが、タイマＴの代わりに、水温センサ１６で検出される水温Ｋが所定値Ｋ１を超えたか否かを判定して、Ｋ＞Ｋ２であると判定されるまで制御を継続するように構成してもよい。つまり、本実施形態においては、最も効果的な制御の継続時間としての所定時間Ｔ１が予め設定されているが、制御の終了判定として水温Ｋを用いることで、より個別具体的なエンジン９の状況に応じた制御を行うことができる。
【００４８】
また、上述の実施形態では、ステップＡ９０において、エンジン回転数Ｎｅが判定回転数Ｎ１よりも大きいと判定されると、フラグＦの値に応じてＶＶＴ制御を実施し、続いて冷態始動時過給制御とＥＴＶ全開制御とを実施するようになっているが、これらの制御を同時に行うように構成してもよい。
また、エンジンの始動タイミングに対して、ＥＴＶ全開制御による電子制御スロットル弁４の開放と、冷態始動時過給制御による電動コンプレッサ３の駆動とのタイミングをずらして制御を行うことも考えられる。
【００４９】
例えば、燃料の減圧気化を促進するために始動初期に電子制御スロットル弁の開度を小さくして、インマニ内を負圧にしておくようなエンジンに適用する場合には、まず電動コンプレッサを駆動せずにエンジンを始動させてインマニ内を負圧とし、燃料の減圧気化を促進した後に、電子制御スロットル弁を開放するとともに電動コンプレッサを駆動して過給を行うようにする。つまり、過給によってインマニ内の負圧が若干小さく（すなわち、負圧が弱く）なり、燃料の気化が緩慢になってしまうことがあるため、過給に先立って燃料の減圧気化を実施するようにする。このような構成により、燃料の減圧気化が促進されて、排ガス性能を向上させることができる。
【００５０】
さらに、燃料の減圧気化時に電子制御スロットル弁の開度を一層小さくして、インマニ内が速やかに負圧となるように構成すれば、燃料の減圧気化がより速やかに促進されるため、エンジン始動から電子制御スロットル弁の開放及び電動コンプレッサの駆動までの時間を短縮することができる。
なお、燃料の減圧気化時に電子制御スロットル弁の開度を略閉鎖するように構成すれば、電動コンプレッサを駆動してもインマニ内の負圧を維持できるようになるため、エンジン始動と同時に電動コンプレッサを駆動することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、エンジン９の排気弁等にかかる弁駆動系をクランクシャフトとメカニカルに連結されて同期作動するものとし、可変バルブタイミング手段もこのメカニカル連結部分に設けられたメカニカル機構のものとし、排気弁の開閉タイミングとクランクシャフトの動作との機械的な対応付けを変更するものとしているが、可変バルブタイミング機構としてはこれに限るものでなく、エンジン９の排気弁等の開閉時期を制御可能なものであればよい。
【００５２】
例えば、弁駆動系をクランクシャフトとは独立して駆動できる電動式のものとして、電気的に排気弁等の開閉を制御する電磁ＶＶＴ装置を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置にかかる電動コンプレッサの構成を示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置における制御を説明するためのフローチャートである。
【図４】従来例及び本発明の一実施形態としての電動過給器付きエンジンの制御装置の冷態始動時における排気弁及び吸気弁のカム位相とバルブリフトとの相関を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１  電動過給器付きエンジンの制御装置
２  リードバルブ
３  電動コンプレッサ（電動過給器）
４  電子制御スロットル弁
５  スロットルポジションセンサ
６  アクセルペダル
７  アクセルポジションセンサ
８  エアクリーナ
９  エンジン
１０  バッテリ
１１  過給器ドライバ
１２  ＩＧスイッチ（始動信号検出手段）
１３  エンジン回転数センサ（エンジン回転速度検出手段）
１４  バイパス通路
１５  クランク角センサ
１６  水温センサ
１８  ＶＶＴコントローラ
２０  ＥＣＵ（電子制御ユニット，制御手段）
２１  エンジン冷態状態判定部（エンジン冷態状態判定手段）
２３  アイドルスピード制御部
２５  ＶＶＴ制御部（可変バルブタイミング制御手段）
３１  電動モータ（電動機）
３２  遠心コンプレッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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