(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度の分布が所定範囲内に収束しているとき、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する
内燃機関の機関油温推定装置。
【請求項２】
内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差である温度差に基づいて、前記機関油温を算出するための第１演算形態または第２演算形態を選択し、
前記第１演算形態は、前記温度差が所定値以下のときに選択される演算形態であって、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度の中から前記機関油温の代替値を選択し、
前記第２演算形態は、前記温度差が前記所定値よりも大きいときに選択される演算形態であって、少なくとも複数の前記相関温度のうちの特定の相関温度を用いて前記機関油温を算出する
内燃機関の機関油温推定装置。
【請求項３】
内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記複数の相関温度検知センサのうちの１つである変速機用油温センサは、前記内燃機関の駆動力を車両駆動系に伝達する変速機に取り付けられ、前記変速機の油の温度に応じて変化する前記相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差が所定値よりも大きいことが、前記雰囲気温度信号および複数の前記相関温度信号により示唆されるとき、少なくとも前記変速機用油温センサの相関温度信号を用いて前記機関油温を算出する
内燃機関の機関油温推定装置。
【請求項４】
内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差が所定値以下であることが、前記雰囲気温度信号および複数の前記相関温度信号により示唆されるとき、前記機関雰囲気温度、および、複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する
内燃機関の機関油温推定装置。
【請求項５】
内燃機関の機関油の温度である機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置であって、
前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、
前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、
個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、
前記制御装置は、
前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度の分布が所定範囲内に収束していないとき、予め設定した相対温度を前記機関油温の代替値として選択し、選択した前記代替値に基づいて前記機関油温を推定し、
前記複数の相関温度において、前記内燃機関の停止後における前記機関油温との乖離度合の最大値が最も小さい温度を前記相対温度として設定する
内燃機関の機関油温推定装置。
【請求項６】
前記制御装置は、前記分布が前記所定範囲内に収束しているとき、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する
請求項５に記載の内燃機関の機関油温推定装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記相対温度を前記代替値として選択したとき、前記相対温度よりも低く、かつ、前記相対温度に対して前記機関油温との乖離度合の最大値に相当する分の差を有する温度を前記機関油温として算出する
請求項５または６に記載の内燃機関の機関油温推定装置。
【請求項８】
前記複数の相関温度検知センサのうちの１つである変速機用油温センサは、前記内燃機関の駆動力を車両駆動系に伝達する変速機に取り付けられ、前記変速機の油の温度に応じて変化する信号を出力し、
前記制御装置は、前記変速機用油温センサの出力信号により示唆される前記変速機の油の温度を前記機関油温の代替値として選択する
請求項５〜７のいずれか一項に記載の内燃機関の機関油温推定装置。
【請求項９】
内燃機関のバルブタイミング可変装置であって、
前記バルブタイミング可変装置は、可変動弁機構、ロック機構、および、請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の機関油温推定装置を有し、
前記可変動弁機構は、前記内燃機関の機関油を作動媒体として吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを変更する構造を有し、
前記ロック機構は、前記バルブタイミングを特定時期にロックする構造を有し、
前記制御装置は、前記内燃機関の冷間時において、前記バルブタイミングが前記特定時期から変更されるとき、前記バルブタイミングの変更量を前記機関油温に基づいて変化させる
内燃機関のバルブタイミング可変装置。
【請求項１０】
前記可変動弁機構は、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構を有し、
前記制御装置は、前記内燃機関の冷間時において、前記排気側可変動弁機構を制御することにより前記排気バルブのバルブタイミングを前記特定時期から前記バルブタイミングの変更量分にわたり遅角する
請求項９に記載の内燃機関のバルブタイミング可変装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関始動時の機関油温を推定する内燃機関の機関油温推定装置及びこれを具備して吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを変更する内燃機関のバルブタイミング可変装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関が冷間状態にあるときには、機関油の温度が低くその粘度も高いことから機関油が供給される部位の摺動抵抗が暖機完了後と比較すると大きくなり、また機関油を流通させる際の圧力損失が大きいものとなるため、油圧機器、潤滑部位、冷却部位等々、内燃機関の各部位に供給される機関油の量も暖機完了後と比較して少なくなる傾向がある。このため、内燃機関の各種制御では、こうした機関冷間時における機関油の温度をも考慮した制御が多く見受けられる。例えば、機関油を作動媒体として吸気バルブや排気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング制御においては、機関始動時における機関油温の代替値として機関冷却水温を採用している。そして、この機関冷却水温が低いときには、機関油温が低くその粘度が高いため、暖機完了後のように機関油温が上昇した状態と比較して、バルブタイミングの変更速度が低いとしてその制御を行うようにしている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載のバルブタイミング制御装置は、機関始動時における機関停止からの経過時間を測定し、経過時間が所定時間以上である場合には、機関冷却水温が機関雰囲気温度に収束していると判断して、機関雰囲気温度または機関冷却水温を機関油温として推定している。
【０００４】
ところが、機関停止から機関始動まで所定時間が経過していたとしても、機関停止時の温度状況によっては、機関油温や機関冷却水温が機関雰囲気温度に未だ十分に収束していない過渡的な状態にある場合もある。こうした状況下において、機関油温の代替値として機関冷却水温を選択すると、実際の機関油温と機関冷却水温に基づいて推定される機関油温との間に無視できない程度の乖離が生じる可能性があることも否定できない。
【０００５】
これに対して、特許文献２に記載の油温推定装置では、前回の機関停止時に機関冷却水温等に基づいて機関油温を推定してこれを記憶し、この記憶値を機関停止後からの経過時間に基づいて補正して機関油温を逐次算出している。そしてこれにより、機関冷却水温が機関雰囲気温度に収束していない過渡的な状態であっても、この判定結果に基づいて機関油温を推定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２５４０９８号公報
【特許文献２】特開２００５−２０７２９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような油温推定装置では、機関停止時における内燃機関の温度状況が異なる場合であってもこれら種々の状況を全て考慮したうえで機関油温を推定する必要があり、またこうした推定のための処理を機関始動時まで継続して実行する必要がある。このため、これに伴う演算負荷は極めて大きいものとなり、またこうした負荷の大きい演算によって極めて高い信頼性をもって機関油温を推定できる保証もない。
【０００８】
本発明は、上記課題をもとに発明されたものであり、内燃機関の始動時における機関油温を容易かつ適切に推定することに貢献する内燃機関の機関油温推定装置、および、この装置を有する内燃機関の可変動弁装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
〔１〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度の分布が所定範囲内に収束しているとき、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する。
〔２〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差である温度差に基づいて、前記機関油温を算出するための第１演算形態または第２演算形態を選択し、前記第１演算形態は、前記温度差が所定値以下のときに選択される演算形態であって、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度の中から前記機関油温の代替値を選択し、前記第２演算形態は、前記温度差が前記所定値よりも大きいときに選択される演算形態であって、少なくとも複数の前記相関温度のうちの特定の相関温度を用いて前記機関油温を算出する。
〔３〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記複数の相関温度検知センサのうちの１つである変速機用油温センサは、前記内燃機関の駆動力を車両駆動系に伝達する変速機に取り付けられ、前記変速機の油の温度に応じて変化する前記相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差が所定値よりも大きいことが前記雰囲気温度信号および複数の前記相関温度信号により示唆されるとき、少なくとも前記変速機用油温センサの相関温度信号を用いて前記機関油温を算出する。
〔４〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も高い温度と最も低い温度との差が所定値以下であることが、前記雰囲気温度信号および複数の前記相関温度信号により示唆されるとき、前記機関雰囲気温度、および、複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する。
〔５〕本機関油温推定装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記機関油温推定装置は、雰囲気温度検知センサ、複数の相関温度検知センサ、および、制御装置を有し、前記雰囲気温度検知センサは、前記内燃機関の雰囲気温度である機関雰囲気温度に応じて変化する雰囲気温度信号を出力し、個々の前記相関温度検知センサは、前記機関油温と相関を有する温度である相関温度に応じて変化する相関温度信号を出力し、前記制御装置は、前記内燃機関の始動時において、前記雰囲気温度信号により示唆される前記機関雰囲気温度、および、個々の前記相関温度信号により示唆される個々の前記相関温度の分布が所定範囲内に収束していないとき、予め設定した相対温度を前記機関油温の代替値として選択し、選択した前記代替値に基づいて前記機関油温を推定し、前記複数の相関温度において、前記内燃機関の停止後における前記機関油温との乖離度合の最大値が最も小さい温度を前記相対温度として設定する。
〔６〕前記機関油温推定装置は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記分布が前記所定範囲内に収束しているとき、前記機関雰囲気温度および複数の前記相関温度のうちの最も低い温度を前記機関油温の代替値として選択する。
〔７〕前記機関油温推定装置は、次の事項を有する。前記制御装置は、前記相対温度を前記代替値として選択したとき、前記相対温度よりも低く、かつ、前記相対温度に対して前記機関油温との乖離度合の最大値に相当する分の差を有する温度を前記機関油温として算出する。
〔８〕前記機関油温推定装置は、次の事項を有する。前記複数の相関温度検知センサのうちの１つである変速機用油温センサは、前記内燃機関の駆動力を車両駆動系に伝達する変速機に取り付けられ、前記変速機の油の温度に応じて変化する信号を出力し、前記制御装置は、前記変速機用油温センサの出力信号により示唆される前記変速機の油の温度を前記機関油温の代替値として選択する。
〔９〕本内燃機関のバルブタイミング可変装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記バルブタイミング可変装置は、可変動弁機構、ロック機構、および、請求項１〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の機関油温推定装置を有し、前記可変動弁機構は、前記内燃機関の機関油を作動媒体として吸気バルブおよび排気バルブの少なくとも一方のバルブタイミングを変更する構造を有し、前記ロック機構は、前記バルブタイミングを特定時期にロックする構造を有し、前記制御装置は、前記内燃機関の冷間時において、前記バルブタイミングが前記特定時期から変更されるとき、前記バルブタイミングの変更量を前記機関油温に基づいて変化させる。
〔１０〕本内燃機関のバルブタイミング可変装置の独立した一形態は、次の事項を有する。前記可変動弁機構は、排気バルブのバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構を有し、前記制御装置は、前記内燃機関の冷間時において、前記排気側可変動弁機構を制御することにより前記排気バルブのバルブタイミングを前記特定時期から前記バルブタイミングの変更量分にわたり遅角する。
【００１０】
〔１〕〜〔５〕の装置は、次の効果を奏する。
内燃機関の停止後において、機関油温および相関温度が機関雰囲気温度に収束していない過渡的な状態を容易かつ正確に判断しやすくなる。このため、内燃機関の始動時における機関油温を容易かつ適切に推定しやすくなる。
〔５〕の装置は、次の効果を奏する。
推定した機関油温が実際の機関油温から著しく乖離する状況が生じにくくなる。
〔６〕の装置は、次の効果を奏する。
分布が所定温度範囲内にあるとき、各温度と機関雰囲気温度との乖離が小さい。しかし、実際の機関油温に対する機関油温の代替値の差が存在することがある。機関油温の代替値が実際の機関油温に対して差を有し、かつ、機関油温の代替値が実際の機関油温よりも高い場合、機関油の粘度が実際の粘度よりも低く推定され、機関油の圧力損失が実際の圧力損失よりも小さく推定されるおそれが生じる。このように推定された場合、例えば、機関油の供給部位における摺動抵抗が実際の抵抗よりも小さく推定され、内燃機関の油圧機器、潤滑部位、または、冷却部位等に供給される機関油の量が実際の量よりも多く推定される。
しかし、このように推定されることは、内燃機関の制御に関する安定性および信頼性の観点から好ましくない。安定性および信頼性の観点からすると、摺動抵抗が実際の摺動抵抗より小さく推定される場合よりも、摺動抵抗が実際の摺動抵抗よりも大きく推定されることが好ましい。また、安定性および信頼性の観点からすると、油圧機器等に対する機関油の供給量が実際の供給量よりも多く推定される場合よりも、油圧機器等に対する機関油の供給量が実際の供給量よりも少なく推定されることが好ましい。
本機関油温推定装置によれば、各温度のうちの最も小さい温度が機関油温の代替値として選択される。このため、機関油温が実際の機関油温よりも高く推定される状況が生じにくくなる。このため、内燃機関の制御に関する安定性および信頼性が低下しにくくなる。
〔７〕の装置は、次の効果を奏する。
機関油温が実際の機関油温よりも高く推定される状況が生じにくくなる。
〔８〕の装置は、次の効果を奏する。
本願発明者は、各種の条件下において内燃機関の運転を停止し、その後の実際の機関油温と各種温度との推移を実験により観察し、次の知見を得た。すなわち、機関油温に対する変速機用油温の乖離度合の最大値は、機関油温に対する変速機用油温とは別の各種温度の乖離度合の最大値よりも小さくなる。
本機関油温推定装置は、上記知見に基づいて、複数の相関温度のうちの変速機用油温を機関油温の代替値として選択する。このため、機関油温が適切に推定されやすくなる。
〔９〕の装置は、次の効果を奏する。
機関油温が低いとき、可変動弁機構の作動媒体である機関油の粘度が高い。このため、可変動弁機構の作動応答性、すなわち、バルブタイミングの動作速度が低下する。このため、内燃機関の停止時において、バルブタイミングが特定時期に到達する前にクランクシャフトの回転が停止する状況が生じやすくなる。バルブタイミングが特定時期に到達する前にクランクシャフトの回転が停止した場合、ロック機構がロックしていない。そして、内燃機関の始動時においてロック機構がロックしていない場合、バルブタイミングの不要な変動が生じる。なお、内燃機関の冷間時は、機関油温が低い状況の一例に該当する。
本バルブタイミング可変装置は、機関油温が低いときのバルブタイミングの変更量を機関油温が高いときのバルブタイミングの変更量よりも小さくする。このため、バルブタイミングが特定時期に到達する前にクランクシャフトの回転が停止する状況が生じにくくなる。
〔１０〕の装置は、次の効果を奏する。
排気バルブのバルブタイミングが遅角された場合、点火が行われてから排気バルブが開弁されるまでの期間が長くなるため、燃焼室における混合気の燃焼時間が確保されやすくなる。このため、内燃機関の冷間時において、排気バルブのバルブタイミングが遅角された場合、燃焼室から未燃燃料が排出されにくくなる。一方、内燃機関の冷間時のように機関油温が低いとき、排気側可変動弁機構の作動媒体である機関油の粘度が高いため、その作動応答性が低下する。
本バルブタイミング可変装置は、内燃機関の冷間時における排気バルブのバルブタイミングの遅角量を、機関油温が高いときにおける排気バルブのバルブタイミングの遅角量よりも小さくする。このため、バルブタイミングが特定時期に到達する前にクランクシャフトの回転が停止する状況が生じにくくなる効果、および、未燃燃料が排出されにくくなる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる制御装置と、同制御装置の制御対象である内燃機関の概略構成を示す模式図。
【図２】クランク角とバルブリフト量及びバルブタイミングとの関係を示すグラフ。
【図３】機関油温と変速機用油温及び冷却水温との相関関係を示す相関図。
【図４】同実施形態の機関油温の推定処理について、その処理手順を示すフローチャート。
【図５】車両走行時における機関回転速度と機関負荷とにより設定される基本遅角量を算出するためのマップ。
【図６】車両停止時における機関回転速度と機関負荷とにより設定される基本遅角量を算出するためのマップ。
【図７】車両走行時における積算吸入空気量と機関油温とにより設定される上限ガード値を算出するためのマップ。
【図８】車両停止時における積算吸入空気量と機関油温とにより設定される上限ガード値を算出するためのマップ。
【図９】車両走行時における積算吸入空気量と最終目標バルブタイミングとの関係を示す説明図。
【図１０】車両停止時における積算吸入空気量と最終目標バルブタイミングとの関係を示す説明図。
【図１１】同実施形態の冷間時排気側バルブタイミング制御の最終目標バルブタイミング算出処理について、その処理手順を示すフローチャート。
【図１２】機関始動後における吸気温及び外気温の推移を示すグラフ。
【図１３】本発明のその他の実施形態の機関油温の推定処理について、その処理手順の一部分を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明を排気バルブのバルブタイミングを変更するバルブタイミング可変装置の制御装置として具体化した一実施形態について説明する。
図１に示されるように、内燃機関１０の燃焼室１１には、吸気を外部から同燃焼室１１に取り込む吸気通路２１と、同燃焼室１１の排気を外部に排出する排気通路３１とがそれぞれ接続されている。吸気通路２１には吸入空気量Ｇａをその開度（スロットル開度ＴＡ）に応じて調節するスロットルバルブ２２が設けられている。排気通路３１には排気に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物を浄化する三元触媒が担持された排気浄化装置３２が設けられている。
【００２７】
また、内燃機関１０には、機関燃焼の安定化、排気性状や燃費の改善、機関出力の増大等々を図るために、バルブタイミング可変装置が設けられている。このバルブタイミング可変装置は、吸気バルブ４１のバルブタイミングを変更する吸気側可変動弁機構４０と、排気バルブ５１のバルブタイミングを変更する排気側可変動弁機構５０といった各別の可変動弁機構を備えている。
【００２８】
吸気側可変動弁機構４０は、オイルポンプ１２から供給される作動油の油圧に基づいて、吸気カムシャフト（図示略）のクランクシャフト（図示略）に対する相対回転位相を変更することにより、吸気バルブ４１のバルブタイミングを変更する。一方、排気側可変動弁機構５０は、オイルポンプ１２から供給される作動油の油圧に基づいて、排気カムシャフト（図示略）のクランクシャフトに対する相対回転位相を変更することにより、排気バルブ５１のバルブタイミングを変更する。尚、このオイルポンプ１２はクランクシャフトの回転に基づいて駆動される機関駆動式のポンプである。
【００２９】
また、こうしたバルブタイミング可変装置を含め、内燃機関１０の各種装置は制御装置６０により制御される。この制御装置６０は、ＣＰＵの他、メモリ、Ａ／Ｄ変換回路、駆動回路等々を有して構成されている。また、この制御装置６０には各種のセンサが接続されその検出信号が適宜取り込まれる。例えば、水温センサ７１はウォータージャケット（図示略）内を循環する機関冷却水の温度（以下、「冷却水温θｗ」という）を検出する。吸気温センサ７２は、内燃機関１０が取り込む吸入空気の温度を検出する。スロットルポジションセンサ７３はスロットル開度ＴＡを検出する。吸気通路２１に設けられたエアフロメータ７４は吸入空気量Ｇａを検出する。外気温センサ７５は、外気の温度（以下、「外気温θｏｕｔ」という）を検出する。クランクポジションセンサ７６はクランクシャフトの回転角を検出し、制御装置６０はこの回転角に基づいて単位時間当りのクランクシャフトの回転数、即ち機関回転速度ＮＥを算出する。排気側カムポジションセンサ７７は排気カムシャフトの回転位相に対応した信号を出力する。自動変速機（図示略）に設けられる変速機用油温センサ７８は、同自動変速機における油圧操作及び各種歯車機構の潤滑に供される変速機用油の温度（以下、「変速機用油温θａｔ」）を検出する。車速センサ７９は、車速を検出する。そして、制御装置６０は、上記各種センサ７１〜７９の検出信号を適宜取り込むことにより各種演算処理を実行し、その結果に基づいて内燃機関１０やその補機を制御する。
【００３０】
例えば、制御装置６０は、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて吸気バルブ４１や排気バルブ５１のバルブタイミングについてその目標値を設定するとともに、それら吸気バルブ４１及び排気バルブ５１の実際のバルブタイミングがその目標値と一致するように吸気側可変動弁機構４０や排気側可変動弁機構５０を駆動する。
【００３１】
またこれらバルブタイミング可変装置の各可変動弁機構４０，５０には、吸気バルブ４１及び排気バルブ５１のバルブタイミングをそれぞれ特定時期にてロックするためのロック機構４５，５５がそれぞれ設けられている。即ち、吸気側可変動弁機構４０に設けられたロック機構４５は、吸気バルブ４１のバルブタイミングを最遅角時期にロックする一方、排気側可変動弁機構５０に設けられたロック機構５５は、排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期にロックする。このように各ロック機構４５，５５は、吸気バルブ４１と排気バルブ５１とのバルブオーバーラップを小さくすることにより、通常始動時において排気の吹き返しを抑制して良好な機関始動性を確保するようにしている。
【００３２】
但し、通常始動時であればこのように排気の吹き返しを抑制することにより良好な機関始動性を確保することができるものの、冷間始動時及び同始動直後では、燃焼室１１において混合気が霧化され難い状態にあるため、混合気の不完全燃焼が生じて排気に含まれる燃料の未燃成分が増加しやすい。また、排気浄化装置３２にあってもその触媒床温が活性化温度にまで温度上昇していないため、このように排気に含まれる燃料の未燃成分が増加しても、これを十分に浄化することができない。
【００３３】
そこで、本実施形態の制御装置６０は、冷間時にはこうした未燃燃料の排出量を減少させるべく、排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させて同排気バルブ５１の開弁時期を遅らせる制御（以下、「冷間時排気側バルブタイミング制御」という）を実行するようにしている。
【００３４】
図２に示されるように、排気バルブ５１をその通常始動時に適したバルブタイミングよりも遅角させてその開弁時期を遅らせた場合、換言すれば排気側可変動弁機構５０のロック機構５５により排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期にロックした場合よりも同バルブタイミングを遅角した場合、点火が行われてから排気バルブ５１が開弁するまでの期間がその遅角量に相当する期間だけ長くなる。即ち、混合気の燃焼期間を長く確保することができる。このように、排気バルブ５１の開弁時期を遅くして混合気の燃焼可能な期間を拡大することにより、未燃燃料の低減を図るようにしている。
【００３５】
このように機関冷間時には、未燃燃料の排出量を低減すべく排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させることが要求されるものの、このように排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させる際には以下のように排気側可変動弁機構５０の作動応答性も考慮することが望ましい。
【００３６】
即ち、機関冷間時のように機関油の温度（以下、「機関油温θｅ」という）が低いときには、その粘度が高いため、これを作動媒体とする排気側可変動弁機構５０の作動応答性、即ちバルブタイミングを変更する際の速度が低下する。このため、上述したように排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させているときに機関停止操作がなされた場合には、そのときの遅角量の大きさによってはバルブタイミングが最進角時期に戻る前に機関運転が停止するといった状況が発生し得る。即ち、機関停止操作がなされた場合でもクランクシャフトが惰性回転している間は、オイルポンプ１２を駆動してバルブタイミングを最進角時期側に戻すことができるが、遅角量が大きい場合には、バルブタイミングが最進角時期に戻る前にクランクシャフトの惰性回転が停止するため、ロック機構５５をロック状態とすることができなくなる。
【００３７】
このため、本実施形態では、こうした機関冷間時にあっては、排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させること、そうした遅角操作中に機関停止操作がなされても排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期に戻してロック機構５５によりロックできること、といった２つの要求事項がいずれも満たされるようにしている。具体的には、機関始動時の機関油温θｅを適切に推定し、その推定された機関油温θｅに基づいて機関冷間時に排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させる際の遅角量を設定するようにしている。
【００３８】
次に、図３及び図４を参照して、機関始動時における機関油温の推定処理について説明する。図３は、内燃機関１０が種々の運転状態にある状況下で機関運転を停止したとき、その機関運転を停止したときから所定期間経過したときの機関油温θｅと、同機関油温θｅに対応する変速機用油温θａｔ及び冷却水温θｗとの相関関係を示す相関図である。
【００３９】
同図３において、機関油温θｅが「γ」であるときには、機関停止前の運転状態によって変速機用油温θａｔは「α１」となる場合や「α２」となる場合があり、同様に、冷却水温θｗについても「β１」となる場合や「β２」となる場合がある。しかしながら、このように機関停止前の運転状態が異なる場合であっても、機関油温θｅに対する変速機用油温θａｔの乖離度合は同図３に示すその最大値（以下、「最大乖離度合Δα」という）を上回ることはない。一方、冷却水温θｗの同乖離度合にかかる最大値（以下、「最大乖離度合Δβ」という）は、この変速機用油温θａｔの最大乖離度合Δαよりも大きい。即ち、変速機用油温θａｔは冷却水温θｗと比較して機関油温θｅと高い相関関係を有している。
【００４０】
図４は、機関始動時における機関油温θｅを推定する際の一連の処理を示すフローチャートである。
図４に示されるように、この推定処理において制御装置６０は、まずステップＳ１１０において始動時であるか否かを判定する。即ち、運転者により機関始動操作がなされたか否かを判定する。ステップＳ１１０において始動時である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ１２０において、水温センサ７１、外気温センサ７５、変速機用油温センサ７８により、それぞれ冷却水温θｗ、外気温θｏｕｔ、変速機用油温θａｔを検出する。なお、ここでの機関始動時とは、クランキングから自立運転可能となるまでの期間を指す。
【００４１】
次にステップＳ１３０において、ステップＳ１２０において検出した冷却水温θｗ、変速機用油温θａｔ、外気温θｏｕｔの各温度についてその分布が所定範囲内に収束しているか否かを判定する。具体的には、それら各温度θｗ，θａｔ，θｏｕｔのうちの最も高い温度と最も低い温度との差（以下、「温度差Δθ」という）が所定値Δθα以内か否かについて判定する。ここで、温度差Δθが所定値Δθα以内である場合は、機関油温θｅを含めそれら各温度θｗ，θａｔと外気温θｏｕｔとの間の乖離は小さく、外気温θｏｕｔに収束しているとみなすことができる（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）。
【００４２】
一方、温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい場合は、機関油温θｅを含め、それら各温度θｗ，θａｔ，θｏｕｔについての分布が所定範囲内に収束しておらず、収束に至る前の過渡的な状態にあると判断する（ステップＳ１３０：ＮＯ）。
【００４３】
ステップＳ１３０において、温度差Δθが所定値Δθα以内である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０において、冷却水温θｗ、変速機用油温θａｔ、外気温θｏｕｔのうちの最も低い温度を機関始動時の機関油温θｅとして設定する。
【００４４】
ここで、冷却水温θｗ、変速機用油温θａｔ、外気温θｏｕｔのうちの最も低い温度を選択するようにしているのは、以下の理由による。
即ち、推定される機関油温θｅが実際の温度よりも高い場合には、同機関油の粘度が実際よりも低く、またこれが流通する際に生じる圧力損失も小さいものと推定されてしまう懸念がある。そしてこのようなかたちで推定がなされた場合には、例えば機関油の供給部位における摺動抵抗が実際よりも小さいものと判断されたり、内燃機関１０の油圧機器、潤滑部位、冷却部位等々に供給される機関油の量が実際よりも多いものと判断されたりする。しかしながら、通常、摺動抵抗であれば実際よりも大きく、油圧機器等に対する機関油の供給量であれば実際よりも少ないものとして判断した場合のほうが、これら摺動抵抗の他、油圧機器、潤滑部位、冷却部位等々に対する機関油の供給量を考慮した各機関制御についてそれらの安定性・信頼性を保証するうえでは望ましい。このため、上述したように各温度θｗ，θａｔ，θｏｕｔのうち最も低い温度を機関始動時の機関油温θｅとして推定するようにしている。
【００４５】
一方、ステップＳ１３０において、温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい旨の判定がなされた場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、即ち、機関油温θｅと冷却水温θｗ及び変速機用油温θａｔとの間に乖離が生じていると想定される場合、ステップＳ１５０において、機関油温θｅと冷却水温θｗ及び変速機用油温θａｔとの相関関係（図３参照）に基づいて、機関油温θｅとの乖離度合の最大値が最も小さい相対温度として予め求められている変速機用油温θａｔを機関油温θｅとして選択する。さらに、変速機用油温θａｔを最大乖離度合Δαに相当する分だけ低下させた温度を機関油温θｅとして設定する。このように設定された機関油温θｅは、機関停止時の温度状況や停止後の経過時間にかかわらず実際の機関油温θｅと同じ温度となるか常に低い温度となるため、この推定される機関油温θｅが実際の機関油温θｅよりも高くなるといった状況を避けることができ、上述したような機関油温θｅに関連する制御の安定性・信頼性が大きく悪化することを回避することができるようになる。
【００４６】
続いて図５〜図１１を参照して、機関油温の推定処理により推定された機関始動時の機関油温θｅに基づいて実行される冷間時排気側バルブタイミング制御の目標バルブタイミング算出処理について詳しく説明する。
【００４７】
上述したように、冷間時排気側バルブタイミング制御における排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させる際の遅角量は、遅角操作中に機関停止操作がなされても排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期に戻してロック機構５５によりロックできる量であることが望ましい。またこれに加えて、車両走行時であるか車両停止時であるかによってもその遅角量は異なるものとなる。
【００４８】
即ち、車両走行時は、アクセル操作が解除されてから、運転者による機関停止操作を経て機関の停止に至るため、機関が停止されるまでに時間的に余裕がある。このため、遅角操作中に機関停止操作がなされても排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期に戻してロック機構５５によりロックするための時間を確保することができる。これに対して、車両停止時は、機関が停止されるまでの時間が車両走行時に比べて短いため、車両走行時と同等の遅角量にて遅角操作がなされ、この遅角操作中に機関停止操作がなされた際には、排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期に戻すことができず、バルブタイミングをロック機構５５によりロックできないといったおそれがある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、冷間時排気側バルブタイミング制御において排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させる際の遅角量（以下、「基本遅角量ＶＴｂ」という）をマップ演算を通じて求めるようにし、その際に用いられる演算用マップを車両走行時と車両停止時とで切り分けて制御装置６０のメモリに記憶するようにしている。なお、車両走行時か車両停止時かについては、車速センサ７９により検出される車速が判定値以上であることを条件に車両が走行中であると判定することができる。
【００５０】
図５及び図６に示されるように、冷間時排気側バルブタイミング制御において基本遅角量ＶＴｂを求めるための演算用マップは、車両走行時及び車両停止時のいずれの場合においても機関回転速度ＮＥと機関負荷ＫＬとをそのパラメータとしている。即ち、これら演算用マップを参照することにより、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて基本遅角量ＶＴｂを求めることができる。
【００５１】
図５に示されるように、車両走行時の基本遅角量ＶＴｂｒｕｎは、その最大値ＶＴｂ４から最小値ＶＴｂ０までの範囲で変化する。同図５において、ＶＴｂ０，ＶＴｂ１，ＶＴｂ２，ＶＴｂ３，ＶＴｂ４は、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに対応する基本遅角量ＶＴｂｒｕｎの代表値を示している。一方、図６に示されるように、車両停止時の基本遅角量ＶＴｂｓｔｏｐは、その最大値ＶＴｂ３から最小値ＶＴｂ０までの範囲で変化する。同図６において、ＶＴｂ０，ＶＴｂ１，ＶＴｂ２，ＶＴｂ３は機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに対応する基本遅角量ＶＴｂｓｔｏｐの代表値を示している。そしてこれら各代表値については（ＶＴｂ４＞ＶＴｂ３＞ＶＴｂ２＞ＶＴｂ１＞ＶＴｂ０）なる大小関係が成立しており、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬが同じ場合であれば、車両停止時に設定される基本遅角量ＶＴｂｓｔｏｐは車両走行時に設定される基本遅角量ＶＴｂｒｕｎよりも小さい値となる。また、車両走行時に対応する基本遅角量ＶＴｂｒｕｎは、車両停止時における基本遅角量ＶＴｂｓｔｏｐの設定態様と比較してきめ細かく設定されている。尚、本実施形態において上記ＶＴｂ０は「０」に設定されているため、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて選択される基本遅角量ＶＴｂｒｕｎ，ＶＴｂｓｔｏｐは「０」となり排気バルブ５１のバルブタイミングにかかる遅角制御は禁止されることとなる。
【００５２】
さらに、上述したように、機関冷間時には、排気側可変動弁機構５０の作動応答性、即ちバルブタイミングを変更する際の速度が低下するため、排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させること、そうした遅角操作中に機関停止操作がなされても排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期に戻してロック機構５５によりロックできること、といった２つの要求事項がいずれも満たされるように遅角量を設定するのが望ましい。
【００５３】
そこで本実施形態では、この遅角量を適切に設定するために、機関始動時に推定された機関油温θｅと機関始動時からの積算吸入空気量ΣＧａとに基づいて制限するための上限ガード値ＶＴｇを設定し、この上限ガード値ＶＴｇと上述した基本遅角量ＶＴｂとに基づいて最終的に目標とされるバルブタイミング（以下、「最終目標バルブタイミングＶＴｆ」という）を決定するようにしている。
【００５４】
また、この上限ガード値ＶＴｇの設定に際しても、車両が停止中か走行中かを考慮してこれを設定するのが望ましい。そこで、本実施形態では、冷間時排気側バルブタイミング制御において上限ガード値ＶＴｇをマップ演算を通じて求めるようにし、その際のマップを車両走行時と車両停止時とで切り分けて制御装置６０のメモリに記憶するようにしている。
【００５５】
図７及び図８は、車両走行時に対応した上限ガード値ＶＴｇｒｕｎ及び車両停止時に対応したＶＴｇｓｔｏｐをそれぞれ示している。これら各図に示されるように、車両走行時及び車両停止時のいずれの場合に対応する上限ガード値ＶＴｇｒｕｎ，ＶＴｇｓｔｏｐについても、これらを求める演算用マップは積算吸入空気量ΣＧａと機関油温θｅとをそのパラメータとしている。即ち、これら演算用マップを参照することにより、積算吸入空気量ΣＧａ及び機関油温θｅに基づいて上限ガード値ＶＴｇを求めることができる。
【００５６】
図７に示されるように、車両走行時の上限ガード値ＶＴｇｒｕｎは、その最大値ＶＴｇ４から最小値ＶＴｇ０までの範囲で変化する。同図７において、ＶＴｇ０，ＶＴｇ３，ＶＴｇ４は、積算吸入空気量ΣＧａ及び機関油温θｅに対応する上限ガード値ＶＴｇｒｕｎの代表値を示している。一方、図８に示されるように、車両停止時の上限ガード値ＶＴｇｓｔｏｐは、その最大値ＶＴｇ３から最小値ＶＴｇ０までの範囲で変化する。同図８において、ＶＴｇ０，ＶＴｇ１，ＶＴｇ２，ＶＴｇ３は積算吸入空気量ΣＧａ及び機関油温θｅに対応する上限ガード値ＶＴｇｓｔｏｐの代表値を示している。そしてこれら各代表値については（ＶＴｇ４＞ＶＴｇ３＞ＶＴｇ２＞ＶＴｇ１＞ＶＴｇ０）なる大小関係が成立しており、積算吸入空気量ΣＧａ及び機関油温θｅが同じ場合であれば、車両停止時に設定される上限ガード値ＶＴｇｓｔｏｐは車両走行時に設定される上限ガード値ＶＴｇｒｕｎよりも小さい値に設定される。このように、車両停止時は、機関が停止されるまでの時間が車両走行時に比べて短いため、車両停止時における上限ガード値ＶＴｇは小さく設定されている。尚、本実施形態において上記ＶＴｇ０は「０」であるため、積算吸入空気量ΣＧａ及び機関油温θｅに基づいて選択される上限ガード値ＶＴｇｒｕｎ，ＶＴｇｓｔｏｐは「０」となり、排気バルブ５１のバルブタイミングにかかる遅角制御は禁止されることとなる。
【００５７】
ところで上述したように、冷間時排気側バルブタイミング制御は、機関冷間時、即ち機関油温θｅが低いときに、燃焼状態の安定化及びこれに起因する未燃燃料の排出を抑制することを目的として実施される。但し、機関始動後において所定時間が経過すれば、燃焼室１１の温度が上昇して混合気の燃焼が促進されることにより未燃燃料の排出が少なくなるため、冷間時排気側バルブタイミング制御を実行する必要性が低いものとなる。さらに、排気浄化装置３２の触媒床温が活性化温度にまで上昇すると、燃焼室１１から多少の未燃燃料が排出されたとしても排気浄化装置３２により浄化することができるため、排気性状に悪影響を及ぼすことがなくなる。この場合には、冷間時排気側バルブタイミング制御を実行して、混合気の燃焼時間を長く確保することに意義がなくなることとなる。
【００５８】
そこで、本実施形態では、機関油温θｅに基づいて燃焼室１１や排気浄化装置３２の初期温度状態を把握するとともに、積算吸入空気量ΣＧａに基づいて燃焼室１１や排気浄化装置３２の温度上昇度合を把握するようにしている。即ち、図７及び図８に示す上限ガード値ＶＴｇｒｕｎ，ＶＴｇｓｔｏｐは、基本的に機関油温θｅが低いときほど、また積算吸入空気量ΣＧａが多いときほど小さな値に設定されることとなる。
【００５９】
図９及び図１０に示されるように、冷間時排気側バルブタイミング制御における最終目標バルブタイミングＶＴｆは、図５及び図６にて算出された基本遅角量ＶＴｂと、図７及び図８にて算出された上限ガード値ＶＴｇとに基づいて求められる。
【００６０】
すなわち、図９及び図１０に実線にて示されるように、基本遅角量ＶＴｂが上限ガード値ＶＴｇよりも大きい場合には、最終目標バルブタイミングＶＴｆが上限ガード値ＶＴｇと等しい値に設定される。これにより、機関冷間時において、排気側可変動弁機構５０の作動応答性が確保できないときほど、冷間時排気側バルブタイミング制御を通じて制御される排気バルブ５１のバルブタイミングの遅角量が小さくなる。また、機関温度が上昇して混合気の燃焼状態が向上するほど、さらには排気浄化装置３２が活性化して排気に含まれる未燃燃料を効率的に浄化することができるようになるほど、冷間時排気側バルブタイミング制御を通じて制御される排気バルブ５１のバルブタイミングの遅角量が小さくされる。
【００６１】
具体的には、図９及び図１０に一点鎖線で示されるように、積算吸入空気量ΣＧａが「Ｓ１」よりも大きくなるほど小さくなり、「Ｓ２」に到達したときに「０」になるように上限ガード値ＶＴｇを設定している。尚、「Ｓ１」は、機関温度が上昇して、ある程度排気側可変動弁機構５０の作動応答性が確保できるとともに、ある程度安定した混合気の燃焼状態が得られ、且つ排気浄化装置３２が活性化し始めるときの積算吸入空気量ΣＧａである。「Ｓ２」は、さらに機関温度が上昇して、排気側可変動弁機構５０の作動応答性が確保できるとともに、安定した混合気の燃焼状態が得られ、排気浄化装置３２が完全に活性化するときの積算吸入空気量ΣＧａである。
【００６２】
図９に示されるように、車両走行時は、遅角操作中に機関停止操作がなされても排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期に戻してロック機構５５によりロックするための時間を確保することができるため、機関冷間時において、基本遅角量ＶＴｂを上限ガード値ＶＴｇにより制限する必要がない。よって、積算吸入空気量ΣＧａが「Ｓ１」に達するまでは、基本遅角量ＶＴｂを最終目標バルブタイミングＶＴｆとして設定する。なお、「Ｓ１」以降は、冷間時排気側バルブタイミング制御による混合気の燃焼向上が徐々に必要とされなくなるため、上限ガード値ＶＴｇを最終目標バルブタイミングＶＴｆとして設定する。
【００６３】
一方、図１０に示されるように、車両停止時は、機関が停止されるまでの時間が車両走行時に比べて短いため、バルブタイミングをロック機構５５によりロックできないといったおそれがある。このため、機関冷間時において、排気側可変動弁機構５０の作動応答性が確保できないときほど、上限ガード値ＶＴｇにより基本遅角量ＶＴｂを制限する必要がある。これにより、積算吸入空気量ΣＧａが「Ｓ１」に達するまでの間において、基本遅角量ＶＴｂが上限ガード値ＶＴｇを上回る際には、上限ガード値ＶＴｇを最終目標バルブタイミングＶＴｆとして設定するとともに、基本遅角量ＶＴｂが上限ガード値ＶＴｇ以下となる際には、基本遅角量ＶＴｂを最終目標バルブタイミングＶＴｆとして設定するようにしている。なお、「Ｓ１」以降は、冷間時排気側バルブタイミング制御による混合気の燃焼向上が徐々に必要とされなくなるため、上限ガード値ＶＴｇを最終目標バルブタイミングＶＴｆとして設定する。
【００６４】
このように、本実施形態では、車両走行時及び車両停止時についてそれぞれ、機関回転速度ＮＥ及び機関負荷ＫＬに基づいて設定される基本遅角量ＶＴｂに機関油温θｅ及び積算吸入空気量ΣＧａに基づいて設定される上限ガード値ＶＴｇを適用して、冷間時排気側バルブタイミング制御における最終目標バルブタイミングＶＴｆを設定するようにしている。
【００６５】
図１１を参照して、冷間時排気側バルブタイミング制御の目標バルブタイミング算出処理について説明する。なお、本処理は、機関冷間時に制御装置６０により所定の制御周期で繰り返し実行される。
【００６６】
この処理を開始すると、制御装置６０は、まずステップＳ２１０において、車両走行時か車両停止時かを判断したうえで、図５または図６の演算用マップを参照して、機関回転速度ＮＥと機関負荷ＫＬとに基づいて基本遅角量ＶＴｂを算出する。次に、ステップＳ２２０において、ステップＳ２１０にて判定された車両の状態、すなわち車両走行時または車両停止時用に設定された図７または図８の演算用マップを参照して、積算吸入空気量ΣＧａと機関油温θｅとに基づいて上限ガード値ＶＴｇを算出する。そして、ステップＳ２３０において、ステップＳ２１０にて算出された基本遅角量ＶＴｂがステップＳ２２０にて算出された上限ガード値ＶＴｇよりも小さいか否かを判定する。
【００６７】
ステップＳ２３０において、基本遅角量ＶＴｂが上限ガード値ＶＴｇよりも小さい旨の判定がなされた場合（ステップＳ２３０：ＹＥＳ）、上限ガード値ＶＴｇによる冷間時排気側バルブタイミング制御における遅角量の制限が必要ないと判断して、ステップＳ２４０において、最終目標バルブタイミングＶＴｆを基本遅角量ＶＴｂに設定する。一方、ステップＳ２３０において、基本遅角量ＶＴｂが上限ガード値ＶＴｇ以上である旨の判定がなされた場合（ステップＳ２３０：ＮＯ）、上限ガード値ＶＴｇによる冷間時排気側バルブタイミング制御における遅角量を制限する必要があると判断して、ステップＳ２５０において、最終目標バルブタイミングＶＴｆを上限ガード値ＶＴｇに設定する。
【００６８】
こうして機関始動時の機関油温θｅ及び積算吸入空気量ΣＧａに基づいて最終目標バルブタイミングＶＴｆを算出すると、制御装置６０はこの最終目標バルブタイミングＶＴｆに基づいて排気側可変動弁機構５０を駆動する。即ち、排気バルブ５１のバルブタイミングを最終目標バルブタイミングＶＴｆに一致させるように排気側可変動弁機構５０を駆動して排気バルブ５１のバルブタイミングの遅角量を設定する。
【００６９】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）冷却水温θｗ，変速機用油温θａｔ，外気温θｏｕｔのうちの最も高い温度と最も低い温度との差Δθが所定値Δθα以内か否かについて判定するようにした。温度差Δθが所定値Δθα以内である場合は、機関油温θｅを含めそれら各温度θｗ，θａｔと外気温θｏｕｔとの間の乖離は小さく、外気温θｏｕｔに収束しているとみなすことができる。一方、温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい場合は、機関油温θｅを含め、それら各温度θｗ，θａｔ，θｏｕｔについての分布が所定範囲内に収束しておらず、過渡的な状態にあると判断することができるようになる。
【００７０】
（２）温度差Δθが所定値Δθα以内である旨の判定がなされた場合、冷却水温θｗ、変速機用油温θａｔ、外気温θｏｕｔのうちの最も低い温度を機関始動時の機関油温θｅとして設定した。これにより、機関油温θｅが実際よりも高い温度として推定されることを抑制することができ、これに起因して機関油温θｅに関連する制御の安定性・信頼性が大きく悪化することを回避することができるようになる。
【００７１】
（３）温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい旨の判定がなされた場合、即ち、機関油温θｅと冷却水温θｗ及び変速機用油温θａｔとの間に乖離が生じていると想定される場合、変速機用油温θａｔを機関油温θｅとして選択するようにした。これにより、実際の機関油温θｅと推定される機関油温θｅとが著しく異なった状況に至ることを回避することができる。
【００７２】
（４）温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい旨の判定がなされた場合、変速機用油温θａｔを最大乖離度合Δαに相当する分だけ低下させた温度を機関油温θｅとして設定するようにした。これにより、その推定値は機関停止時の温度状況や停止後の経過時間にかかわらず実際の機関油温θｅと同じ温度となるか常に低い温度となる。このため、この推定される機関油温θｅが実際の機関油温θｅよりも高くなるといった状況を避けることができ、機関油温θｅに関連する制御の安定性・信頼性が大きく悪化することを回避することができるようになる。
【００７３】
（５）機関雰囲気温度として外気温θｏｕｔを採用するようにした。これにより、吸気温θａｌを機関雰囲気温度として採用する場合に比べて、機関停止後の機関熱の影響を受けることのないものを機関雰囲気温度とすることができる。
【００７４】
（６）基本遅角量ＶＴｂに上限ガード値ＶＴｇを適用して、すなわち機関始動時に推定される機関油温θｅと機関始動後の温度上昇量を考慮して冷間時排気側バルブタイミング制御における最終目標バルブタイミングを設定するようにした。これにより、排気側可変動弁機構５０の作動応答性が低下しているときであっても、排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期に戻して、ロック機構５５によりロックできるようになる。
【００７５】
ここで、推定された機関油温θｅは、上述したように適正な機関油温θｅであるため、冷間時排気側バルブタイミング制御における信頼性やロック機構５５によるロックの確実性を担保することができる。
【００７６】
（７）車両運転時か車両停止時かを切り分けて、冷間時排気側バルブタイミングにおける最終目標バルブタイミングＶＴｆを設定するようにした。これにより、車両停止時において、機関が停止されるまでの時間が短い場合に、遅角操作がなされ、この遅角操作中に機関停止操作がなされても、排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期に戻してロック機構５５によりロックできるようになる。
【００７７】
（８）機関温度が上昇して混合気の燃焼状態が向上するほど、さらに排気浄化装置３２が活性化して排気に含まれる未燃燃料を効率的に浄化することができるようになるほど、冷間時排気側バルブタイミング制御を通じて制御される排気バルブ５１のバルブタイミングの遅角量を小さく設定した。これにより、不必要に排気バルブ５１のバルブタイミングが遅角されることを抑制することができる。
【００７８】
（その他の実施形態）
なお、本発明の実施態様は上記実施形態に限られるものではなく、例えば以下に示す態様をもって実施することもできる。また以下の各変形例は、上記実施形態についてのみ適用されるものではなく異なる変形例同士を互いに組み合わせて実施することもできる。
【００７９】
・上記実施形態では、温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい旨の判定がなされた場合、変速機用油温θａｔから最大乖離度合Δαに相当する温度を減算した値を機関油温θｅとして設定したが、この減算補正を省略して、変速機用油温θａｔを機関油温θｅとして設定することもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（３）および（５）〜（８）の作用効果を奏することができる。
【００８０】
・上記実施形態では、温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい旨の判定がなされた場合、変速機用油温θａｔから最大乖離度合Δαに相当する温度を減算した値を機関油温θｅとして推定したが、機関運転状態に関わらず機関油温θｅを常に下回るような相関温度を予め求めておき、これを機関油温θｅとして推定することもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（３）および（５）〜（８）の作用効果を奏することができる。
【００８１】
・上記実施形態では、温度差Δθが所定値Δθαよりも大きい旨の判定がなされた場合、始動時の機関油温θｅを推定するための機関雰囲気温度を外気温θｏｕｔとしたが、外気温θｏｕｔに代えてこれを吸気温θａｌとすることもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（４）および（６）〜（８）の作用効果を奏することができる。
【００８２】
一般に、始動直後には機関熱によって吸気通路２１に温度上昇した吸気が滞留している可能性があるため、このように温度上昇した吸気温θａｌとは別の吸気温θａｌを機関雰囲気温度として検出することが好ましい。
【００８３】
そこで、この実施形態では、機関始動後に所定時間が経過した後、換言すれば吸気通路２１の温度上昇した吸気が燃焼室１１側に掃気されて機関熱の影響をほとんど受けていない外気が吸気通路２１に導入されるようになった後に吸気温θａｌを検出し、これを機関雰囲気温度として採用するようにしている。
【００８４】
図１２に示されるように、タイミングｔ１にて機関始動されると、タイミングｔ１〜ｔ２の間では、機関停止時の温度状況の影響を受けて、吸気温θａｌは外気温θｏｕｔと乖離が生じた状態となっている場合が多い。そして、タイミングｔ２以降では、外気が導入されるにつれて吸気温θａｌが外気温θｏｕｔに収束する傾向にある。そして、タイミングｔ３において、吸気温θａｌが外気温θｏｕｔに収束するときの吸気温θａｌを検出し、これを機関雰囲気温度として採用する。
【００８５】
図１３を参照して、機関雰囲気温度として吸気温θａｌを採用した場合における機関油温の推定処理について説明する。なお、この機関油温の推定処理は、機関始動時の機関油温θｅを推定するための処理であり、制御装置６０において、機関始動時であることの条件が成立しているときに実行される。
【００８６】
この処理では、図４におけるステップＳ１１０において始動時である旨の判定がなされた場合（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、ステップＳ３１０において、機関始動後、所定時間が経過したか否かを判定する。ステップＳ３１０にて、機関始動後に所定時間が経過した旨の判定がなされた場合（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、吸気温θａｌが外気温θｏｕｔに収束していると判断して、ステップＳ３２０において、このときの吸気温θａｌを検出する。以降の処理は、図４のステップＳ１３０以降の処理を採用して、図４に示される機関油温θｅの推定処理における外気温θｏｕｔに替えて、ステップＳ３２０において検出された吸気温θａｌを採用する。ステップＳ３１０にて、機関始動後に所定時間が経過していない旨の判定がなされた場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、所定時間が経過するまで待機する。
【００８７】
このように外気温θｏｕｔに替えて吸気温θａｌを採用する場合には、外気温センサ７５を有していない内燃機関においても、吸気温θａｌが外気温θｏｕｔに収束した後には機関油温θｅの推定処理を適切に実行することができる。一方、吸気温θａｌが外気温θｏｕｔに収束するまでの過渡的な状態にあるときには、本処理により機関油温θｅを適切に推定することができない。このため、同油温θｅを推定するまでの時間が長くなり、機関始動後すぐに機関油温θｅを推定し、この推定した機関油温θｅを内燃機関１０が実行する種々の制御に活用することができないこととなる。
【００８８】
・上記実施形態では、温度差Δθが所定値Δθα以内である旨の判定がなされた場合、冷却水温θｗ、変速機用油温θａｔ、外気温θｏｕｔのうちの最も低い温度を機関始動時の機関油温θｅとして設定するようにした。これに対して、温度差Δθが所定値Δθα以内である場合には、各温度θｅ，θｗ，θａｔが外気温θｏｕｔに収束していると判断して、外気温θｏｕｔを機関油温θｅとして推定するようにしてもよい。こうした構成であっても、上述した（１）および（３）〜（８）の作用効果を奏することができる。
【００８９】
・上記実施形態では、車両走行時及び車両停止時について、それぞれの基本遅角量ＶＴｂに上限ガード値ＶＴｇを設定して最終目標バルブタイミングＶＴｆを算出するようにしたが、車両走行時に限っては、機関冷間時における上限ガード値ＶＴｇを設定することなく、最終目標バルブタイミングＶＴｆを算出することもできる。即ち、車両走行時には、機関が停止されるまでの時間をある程度確保することができ、機関停止に先立って排気バルブ５１のバルブタイミングを最進角時期にロックすることができるため、上限ガード値ＶＴｇによる基本遅角量ＶＴｂの制限処理を省略することもできる。
【００９０】
この場合には、上記実施形態の冷間時排気側バルブタイミング制御において、ステップＳ２１０にて基本遅角量ＶＴｂを算出した後、車両走行時か車両停止時か否かを判定する。そして、車両走行時である旨の判定がなされた場合、ステップＳ２２０及びステップＳ２３０の処理を省略して、ステップＳ２４０にて最終目標バルブタイミングＶＴｆを基本遅角量ＶＴｂに設定するようにする。こうした構成であっても、上述した（１）〜（５）および（７）および（８）の作用効果を奏することができる。
【００９１】
・上記実施形態では、推定された機関油温θｅと積算吸入空気量ΣＧａとに基づいて上限ガード値ＶＴｇを算出するようにしたが、推定された機関油温θｅのみに基づいて上限ガード値ＶＴｇを設定することもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（８）の作用効果を奏することができる。
【００９２】
・上記実施形態では、機関始動時をクランキングから自立運転可能となるまでの期間としたが、自立運転可能となった直後、すなわち自立運転が可能となってから、混合気の燃焼によって燃焼室１１内の温度が変化しない期間も機関始動時とすることもできる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（８）の作用効果を奏することができる。
【００９３】
・上記実施形態では、機関冷間時に排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させて未燃燃料の排出を抑制する構成を示したが、これに代えて若しくはこれに加えて、吸気バルブ４１のバルブタイミングを進角させる構成を採用することもできる。この構成を採用した場合には、吸気バルブ４１のバルブタイミングを進角させることにより、排気通路３１から燃焼室１１に排気の一部を吹き返すことにより、即ち内部ＥＧＲ量を増大させることにより、燃焼室１１内部の温度を上昇させることができる。そしてこのように燃焼室１１内部の温度を上昇させることにより混合気の燃焼を促進させることができ、未燃燃料の排出を抑制することができるようになる。こうした構成であっても、上述した（１）〜（８）に準じた作用効果を奏することができる。
【００９４】
・先の変形例において、排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させるとともに吸気バルブ４１のバルブタイミングを進角させる構成を例示したが、例えば、機関低負荷時には燃料噴射量が少ないため、このときに、排気バルブ５１のバルブタイミングが遅角されるとともに吸気バルブ４１のバルブタイミングが進角されることにより、バルブオーバーラップが増大すると、内部ＥＧＲ量が増大されて、燃焼室１１内部の温度が上昇し混合気の霧化が促進されるようになるものの、燃焼室１１に導入される混合気の量が減少することに起因して燃焼が不安定になる傾向がある。一方、機関高負荷時には燃料噴射量が確保できるため、バルブオーバーラップを増大させて内部ＥＧＲを増大させても燃焼が不安定になることはないため、吸気バルブ４１を進角させることにより内部ＥＧＲを増大させて霧化を促進させることにより、未燃燃料の排出を抑制することができる。
【００９５】
このように、機関高負荷時には、排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させるとともに、吸気バルブ４１のバルブタイミングを進角させる一方、機関低負荷時には、吸気バルブ４１のバルブタイミングを進角させることなく、排気バルブ５１のバルブタイミングを遅角させる構成とすることも考えられる。
【符号の説明】
【００９６】
１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…オイルポンプ、２１…吸気通路、２２…スロットルバルブ、３１…排気通路、３２…排気浄化触媒、４０…吸気側可変動弁機構、４１…吸気バルブ、４５…ロック機構、５０…排気側可変動弁機構、５１…排気バルブ、５５…ロック機構、６０…制御装置、７１…水温センサ、７２…吸気温センサ、７３…スロットルポジションセンサ、７４…エアフロメータ、７５…外気温センサ、７６…クランクポジションセンサ、７７…排気側カムポジションセンサ、７８…変速機用油温センサ、７９…車速センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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