(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室に吸気ポートを介して通じる吸気流路に開閉自在に設けられ、前記吸気流路を狭める方向に作動することで燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と、
前記吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化させることで前記吸気弁及び排気弁が共に開状態にあるバルブオーバーラップの期間を変化させる可変バルブ手段と、
前記吸気流量調整弁の作動状態を判定する調整弁作動判定手段と、
前記内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、
前記吸気流動制御弁と前記可変バルブ手段の作動を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、前記始動判定手段と前記調整弁作動判定手段からの信号により前記内燃機関の始動状態と前記吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出するとともに、始動検出後に前記吸気流動制御弁を作動させ、その作動を検出した後、前記可変バルブ手段をバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、始動後の経過時間が予め設定された所定時間を経過した後、バルブオーバーラップを狭めるように前記可変バルブ手段を作動した後、前記吸気流動制御弁の作動を停止させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の燃焼室に吸気ポートを介して通じる吸気流路に開閉自在に設けられ、前記吸気流路を狭める方向に作動することで燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と、
前記吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化させることで前記吸気弁及び排気弁が共に開状態にあるバルブオーバーラップの期間を変化させる可変バルブ手段と、
前記吸気流量調整弁の作動状態を判定する調整弁作動判定手段と、
前記内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、
前記吸気流動制御弁と前記可変バルブ手段の作動を制御する制御手段と、
前記燃焼室内で点火を行う点火プラグと、前記点火プラグによる点火時期を調整する点火時期制御手段を有し、
前記制御手段は、前記始動判定手段と前記調整弁作動判定手段からの信号により前記内燃機関の始動状態と前記吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出するとともに、始動検出後に前記吸気流動制御弁を作動させ、その作動を検出した後、前記可変バルブ手段をバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、始動判定検出後に前記点火プラグによる点火時期を遅角するように前記点火時期制御手段を制御し、始動後の経過時間が予め設定された所定時間を経過した後、バルブオーバーラップを狭めるように前記可変バルブ手段を作動した後、前記吸気流動制御弁の作動を停止させることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
前記吸気流路内の圧力を検出する吸気圧力検出手段を備え、
前記調整弁作動判定手段は、前記吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、前記吸気圧力検出手段で検出された吸気流路内の圧力が所定以上に上昇した場合に前記吸気流量調整弁が作動したものと判断することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の回転数を検出する回転検出手段を備え、
前記調整弁作動判定手段は、前記吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、前記回転検出手段で検出された回転数が所定回転数以上に上昇した場合に前記吸気流量調整弁が作動したものと判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
内燃機関の燃焼室に吸気ポートを介して通じる吸気流路に開閉自在に設けられ、前記吸気流路を狭める方向に作動することで燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と、
前記吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化させることで前記吸気弁及び排気弁が共に開状態にあるバルブオーバーラップの期間を変化させる可変バルブ手段と、
前記吸気流量調整弁の作動状態を判定する調整弁作動判定手段と、
前記内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、
前記吸気流動制御弁と前記可変バルブ手段の作動を制御する制御手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転検出手段を備え、
前記制御手段は、前記始動判定手段と前記調整弁作動判定手段からの信号により前記内燃機関の始動状態と前記吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出するとともに、始動検出後に前記吸気流動制御弁を作動させ、その作動を検出した後、前記可変バルブ手段をバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、
前記調整弁作動判定手段は、前記吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、前記回転検出手段で検出された回転数が所定回転数以上に上昇した場合に前記吸気流量調整弁が作動したものと判定することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
内燃機関の燃焼室に吸気ポートを介して通じる吸気流路に開閉自在に設けられ、前記吸気流路を狭める方向に作動することで燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と、
前記吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化させることで前記吸気弁及び排気弁が共に開状態にあるバルブオーバーラップの期間を変化させる可変バルブ手段と、
前記吸気流量調整弁の作動状態を判定する調整弁作動判定手段と、
前記内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、
前記吸気流動制御弁と前記可変バルブ手段の作動を制御する制御手段と、
前記燃焼室内で点火を行う点火プラグと、前記点火プラグによる点火時期を調整する点火時期制御手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転検出手段を備え、
前記制御手段は、前記始動判定手段と前記調整弁作動判定手段からの信号により前記内燃機関の始動状態と前記吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出するとともに、始動検出後に前記吸気流動制御弁を作動させ、その作動を検出した後、前記可変バルブ手段をバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、始動判定検出後に前記点火プラグによる点火時期を遅角するように前記点火時期制御手段を制御し、
前記調整弁作動判定手段は、前記吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、前記回転検出手段で検出された回転数が所定回転数以上に上昇した場合に前記吸気流量調整弁が作動したものと判定す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、燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と吸排気弁のオーバーラップ期間を可変可能な可変バルブ手段とを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室に通じる吸気流路には、吸気量を制御するスロットル弁とは別に吸気流動吸気流路を開閉自在に設ける技術が知られている。この吸気流動制御弁は、吸気流路面積を狭める方向に作動することで燃焼室内にタンブル流やスワール流などの筒内流動を生じさせるように設けられている。この吸気流動制御弁の作動は、内燃機関の始動後のアイドルやパーシャル時などの、筒内流動が弱く燃焼が不安定になり易い時に行われ、筒内流動を強化させて燃焼の安定性を向上させている。このような吸気流動制御弁を用いて筒内流動を強化する公知例として特許文献１が挙げられる。特許文献１では、内燃機関の始動時に吸気流動制御弁を作動するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１１２２８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
内燃機関の冷態始動時に、吸気弁や排気弁の開閉時期を変更できるようにする可変バルブ手段を用いてバルブオーバーラップ量を拡大させることができれば、内部ＥＧＲ量が増大して内燃機関から排出される排気ガス中の有害成分の低減を図ることができる。しかし、冷態時のアイドル運転時は燃焼変動が大きく、バルブオーバーラップ量を拡大して内部ＥＧＲ量を安易に増大させると、燃焼が不安定になって振動や失火の要因となるため、ドライバビリティーを考慮すると、バルブオーバーラップ量を拡大することが難しく、排気ガスの低減が難しい。
【０００５】
そこで、可変バルブ手段を備えた内燃機関に吸気流動制御弁を付加し、始動時に作動させて燃焼室内での筒内流動を強化して燃焼の安定性を高める事が考えられるが、これら可変バルブ手段や吸気流動制御弁の構成を単に備えて作動させるだけでは、ドライバビリティーを得ながら排ガス浄化性能の向上を図ることは難しい。すなわち、可変バルブ手段の作動による内部ＥＧＲ量の増大は燃焼を不安定にし、吸気流動制御弁の作動による筒内流動の生成は燃焼を促進させるという相反すものである。このため、ドライバビリティーと排ガス性能の向上を図るには、両者の作動順序や停止順序は非常に重要な要素となる。また、これら各手段の動作や停止の順序を定めても、これらはメカ的構成であるので、作動遅れや故障時などのことも考慮する必要がある。
【０００６】
本発明は、可変バルブ手段と吸気流動制御弁を用いてドライバビリティーを得ながら排気ガスの低減を図れる内燃機関の制御装置を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内燃機関の燃焼室に吸気ポートを介して通じる吸気流路に開閉自在に設けられ、吸気流路を狭める方向に作動することで燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と、吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化させることで前記吸気弁及び排気弁が共に開状態にあるバルブオーバーラップの期間を変化させる可変バルブ手段と、吸気流量調整弁の作動状態を判定する調整弁作動判定手段と、内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、吸気流動制御弁と前記可変バルブ手段の作動を制御する制御手段を備え、制御手段が、始動判定手段と調整弁作動判定手段からの信号により内燃機関の始動状態と吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出するとともに、始動検出後に吸気流動制御弁を作動させ、その作動を検出した後、可変バルブ手段をバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、始動後の経過時間が予め設定された所定時間を経過した後、バルブオーバーラップを狭めるように前記可変バルブ手段を作動した後、前記吸気流動制御弁の作動を停止させることを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明では、内燃機関の燃焼室に吸気ポートを介して通じる吸気流路に開閉自在に設けられ、吸気流路を狭める方向に作動することで燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と、吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化させることで吸気弁及び排気弁が共に開状態にあるバルブオーバーラップの期間を変化させる可変バルブ手段と、吸気流量調整弁の作動状態を判定する調整弁作動判定手段と、内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、吸気流動制御弁と可変バルブ手段の作動を制御する制御手段と、燃焼室内で点火を行う点火プラグと、点火プラグによる点火時期を調整する点火時期制御手段を有し、制御手段は、始動判定手段と調整弁作動判定手段からの信号により内燃機関の始動状態と吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出するとともに、始動検出後に吸気流動制御弁を作動させ、その作動を検出した後、可変バルブ手段をバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、始動判定検出後に点火プラグによる点火時期を遅角するように点火時期制御手段を制御し、始動後の経過時間が予め設定された所定時間を経過した後、バルブオーバーラップを狭めるように可変バルブ手段を作動した後、吸気流動制御弁の作動を停止させることを特徴としている。
【０００９】
請求項３の発明は、吸気流路内の圧力を検出する吸気圧力検出手段を備え、調整弁作動判定手段が、吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、吸気圧力検出手段で検出された吸気流路内の圧力が所定以上に上昇した場合に吸気流量調整弁が作動したものと判断することを特徴としている。
【００１０】
請求項４の発明では、内燃機関の回転数を検出する回転検出手段を備え、調整弁作動判定手段は、吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、回転検出手段で検出された回転数が所定回転数以上に上昇した場合に吸気流量調整弁が作動したものと判定することを特徴としている。
【００１１】
請求項５の発明では、内燃機関の燃焼室に吸気ポートを介して通じる吸気流路に開閉自在に設けられ、吸気流路を狭める方向に作動することで燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と、吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化させることで吸気弁及び排気弁が共に開状態にあるバルブオーバーラップの期間を変化させる可変バルブ手段と、吸気流量調整弁の作動状態を判定する調整弁作動判定手段と、内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、吸気流動制御弁と可変バルブ手段の作動を制御する制御手段と、内燃機関の回転数を検出する回転検出手段を備え、制御手段は、始動判定手段と調整弁作動判定手段からの信号により内燃機関の始動状態と吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出するとともに、始動検出後に吸気流動制御弁を作動させ、その作動を検出した後、可変バルブ手段をバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、調整弁作動判定手段は、吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、回転検出手段で検出された回転数が所定回転数以上に上昇した場合に吸気流量調整弁が作動したものと判定することを特徴としている。
請求項６の発明では、内燃機関の燃焼室に吸気ポートを介して通じる吸気流路に開閉自在に設けられ、吸気流路を狭める方向に作動することで燃焼室内に筒内流動を生じさせる吸気流動制御弁と、吸気ポートを開閉する吸気弁および排気ポートを開閉する排気弁の少なくとも一方の開閉時期を変化させることで吸気弁及び排気弁が共に開状態にあるバルブオーバーラップの期間を変化させる可変バルブ手段と、吸気流量調整弁の作動状態を判定する調整弁作動判定手段と、内燃機関の始動状態を判定する始動判定手段と、吸気流動制御弁と可変バルブ手段の作動を制御する制御手段と、燃焼室内で点火を行う点火プラグと、点火プラグによる点火時期を調整する点火時期制御手段と、内燃機関の回転数を検出する回転検出手段を備え、制御手段は、始動判定手段と調整弁作動判定手段からの信号により内燃機関の始動状態と吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出するとともに、始動検出後に吸気流動制御弁を作動させ、その作動を検出した後、可変バルブ手段をバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、始動判定検出後に点火プラグによる点火時期を遅角するように点火時期制御手段を制御し、調整弁作動判定手段は、吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、回転検出手段で検出された回転数が所定回転数以上に上昇した場合に吸気流量調整弁が作動したものと判定することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、制御手段が、始動判定手段と調整弁作動判定手段からの信号により内燃機関の始動状態と吸気流動制御弁の作動状態とをそれぞれ検出すると、始動検出後に吸気流動制御弁が作動し、その作動を検出した後に可変バルブ手段がバルブオーバーラップを拡大する方向に作動するので、吸気流動制御弁により強化される筒内流動により燃焼が促進されて燃焼温度の上昇した後に内部ＥＧＲ量が増えるため、振動や失火エンストが予防できてドライバビリティーを維持しながら、排気ガスを低減することができる。
【００１３】
本発明によれば、制御手段により始動判定検出後に点火プラグによる点火時期を遅角するように点火時期制御手段が制御されるので、排気温度が上昇するため、触媒の昇温性能を更に高めることができる。
【００１４】
本発明によれば、制御手段により始動後の経過時間が予め設定された所定時間を経過した後、バルブオーバーラップを狭めるように可変バルブ手段が作動した後、吸気流動制御弁の作動が停止されるので、吸気流動制御弁により強化される筒内流動により燃焼が促進された状態を保ったまま内部ＥＧＲ量が変化するため、燃焼の安定性を維持でき、特に振動や失火エンストを予防できてドライバビリティーを維持することができる。
【００１５】
本発明によれば、吸気流動制御弁を作動させる信号が出力された後に、吸気流路内の圧力を検出する吸気圧力検出手段で検出された吸気流路内の圧力が所定以上上昇した場合や、内燃機関の回転数を検出する回転検出手段で検出された回転数が所定回転数以上上昇した場合に、吸気流量調整弁が作動したものと判断するので、既存の内燃機関で用いている検知手段で吸気流量調整弁が作動状態を確実に判断でき、部品点数を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１において、符号１は内燃機関であるエンジンを示す。このエンジン１は、吸気流路１２の先端に位置する吸気ポート１１に燃料を噴射するエンジンとして構成されており、その動弁機構としてはＤＯＨＣ４バルブ式が採用されている。エンジン１を構成するシリンダーブロック２ａの上部にはシリンダーヘッド２が装着されている。吸気側の動弁機構５０は、吸気流路１２と燃焼室４０とを連通するようにシリンダーヘッド２に形成された吸気ポート１１を開閉する吸気弁７ａと、吸気弁７ａの上端に図示しないロッカーアームを介して当接する吸気カム３ａが形成された吸気カムシャフト２１と、吸気弁７ａを閉弁方向に付勢する周知のバルブスプリングとから構成されている。排気側の動弁機構５１は、燃焼室４０に通じるようにシリンダーヘッド２に形成された排気ポート１７を開閉する排気弁７ｂと、排気弁７ｂの上端に図示しないロッカーアームを介して当接する排気カム３ｂが形成された排気カムシャフト２２と、排気弁７ｂを閉弁方向に付勢する周知のバルブスプリングとから構成されている。
【００１７】
吸気カムシャフト２１と排気カムシャフト２２の各端には、タイミングプーリ４ａ，４ｂがそれぞれ装着されている。これらタイミングプーリ４ａ，４ｂは図示しないタイミングベルトを介してクランク軸６に連結されている。タイミングプーリ４ａ，４ｂとカムシャフト２１，２２は、クランク軸６の回転に伴って回転駆動され、これらのカムシャフト２１，２２により吸気弁７ａ及び排気弁７ｂがエンジン１の回転に同期して開閉駆動される。
【００１８】
カムシャフト２１とタイミングプーリ４ａとの間には、吸気弁７ａの開閉時期の位相を変位する可変バルブ手段としてのバルブタイミング可変機構８ａ（以下「ＶＶＴ８ａ」と記す）が設けられている。ＶＶＴ８ａの構成は、いわゆるベーン式のバルブタイミング可変機構であり、吸気カム３ａが設けられるカムシャフト２１とタイミングプーリ４ａとの間の位相を可変調整する図示しない進角側油圧室及び遅角側油圧室に対して、エンジン１のオイルポンプ１０から供給される作動油を作動制御部材となるオイルコントロールバルブ（以下、「ＯＣＶ」と記す）９ａで切換えることで、カムシャフト２１のクランク角に対する位相を制御して吸気弁７ａの開閉時期を調整する周知の構成とされている。
【００１９】
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えた制御手段としてのＥＣＵエンジン制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と記す）３１が設置されており、エンジン１の総合的な制御を行う。
【００２０】
シリンダーヘッド２には、吸気ポート１１へ燃料を噴射する燃料噴射手段としての電磁式の燃料噴射弁１５と、燃焼室４０に臨み、燃焼室４０内において点火を行う点火手段としての点火プラグ１９が設けられている。点火プラグ１９は、点火時期を調整する点火時期制御手段２７を介してＥＣＵ３１と接続されていて、ＥＣＵ３１で制御されて点火時期制御手段２７から出力される点火信号が印加されることで点火する。
【００２１】
吸気流路１２内にはスロットルバルブ１４と、吸気流路１２を狭める方向に作動することで燃焼室４０内に筒内流動の一形態であるタンブル流を生じさせる吸気流動制御弁（以下「ＦＣＶ」と記す）３７とが設けられている。スロットルバルブ１４は、図示しないワイヤまたは電子制御機構を介してアクセルペダル３４と連結されていて、アクセルペダル３４の踏込量に応じてその開度が調整されるようになっている。ＦＣＶ３７は、燃料噴射弁１５とスロットルバルブ１４の間に位置する吸気流路１２に図示しないフランジによって開閉自在に支持されている。ＦＣＶ３７は駆動手段となる電磁アクチュエータ３８に接続されていて、通常図１に示すように吸気流路１４に侵入しない待機位置を占め、電磁アクチュエータ３８が駆動されると流路の狭める方向に作動して、図２に示すように吸気流路１２に侵入する侵入位置を占める。
【００２２】
本形態では、ＦＣＶ３７が、図２に示す侵入位置を占めると、吸気は吸気ポート１１の上部よりを通って燃焼室４０内で図２において反時計周り方向に縦回転するタンブル流が生成されるように構成されている。電磁アクチュエータ３８には、ＦＣＶ３７の作動状態を判定する調整弁作動判定手段としてＦＣＶ３７の開度を検出する調整弁開度センサ３９が設けられている。
【００２３】
吸気流路１２内には、エンジン１の始動に伴いシリンダー２ｂ内を図１において上下に往復移動するピストン１６の下降に伴って、エアクリーナ１３から吸入空気が導入され、吸気流路１２内のスロットルバルブ１４の開度に応じて流量調整された後に燃料噴射弁１５からの噴射燃料と混合され、吸気ポート１１を経て吸気弁７ａの開弁時にシリンダー２ｂ内に流入する。燃料噴射弁１５は、エンジン１の運転状態に対応して燃料噴射量が設定され、ＥＣＵ３１から噴射信号が印加されることで燃焼に最適なタイミングで燃料噴射を実行する。また、点火プラグ１９は、エンジン１の運転状態に対応して点火時期が設定され、この点火時期点火時期制御手段２７から点火信号が印加されることで最適なタイミングで点火を実行する。
【００２４】
排気ポート１７と接続する排気流路１８には、燃焼室４０内での燃焼後の排ガスが、排気弁７ｂの開弁時にピストン１６の上昇に伴って排気ポート１７から排出され、排気流路１８上に設けられた触媒としての三元触媒２０及び図示しない消音器を経て外部に排出される。
【００２５】
図３に示すように、ＥＣＵ３１の入力側には、カムシャフト２１の回転角を検出するカム角センサ２８、クランク軸６のクランク角を検出するクランク角検出手段としてのクランク角センサ３２、エンジン負荷となるスロットルバルブ１４の開度を検出する負荷検出手段としてのスロットル開度センサ３３、エンジン１の水温を検知する水温センサ３６、調整弁開度センサ３９及び図示しないタイマが接続されている。ＥＣＵ３１の出力側には、ＯＣＶ９ａ、燃料噴射弁１５、点火時期制御手段２７、電磁アクチュエータ３８が接続されていて、ＥＣＵ３１が吸気流動制御弁２７とＯＣＶ９ａの作動を制御する制御手段として機能する。
【００２６】
本形態では、エンジン１における吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程の一連の四行程に対してクランクシャフト６が２回転するものとして、クランク角センサ３２では１パルス当たり３０°ＣＡの割合でクランク角が検出される。ＥＣＵ３１は、クランク角センサ３２からパルスからエンジン回転数Ｎｅを演算するとともに、各センサからの検出情報に基づいて燃料噴射量と点火時期等を決定し、燃料噴射弁１５と点火時期点火時期制御手段２７を駆動制御する。すなわち、ＥＣＵ３１には、クランク角センサ３２からのクランク角信号とスロットル開度センサ３３からの負荷情報を基にして、燃料噴射弁１５からの燃料噴射量と、点火プラグ１９に対する点火時期とを定めた図示しないマップが図示しないＲＯＭに設定されていて、そのマップ情報に基づいて、適宜、燃料噴射量と点火時期を制御している。
【００２７】
ＥＣＵ３１のＲＯＭには、ＦＣＶ３７が侵入位置を占めた時と待機位置を占めたときの角度情報θ１，θ２、エンジン１の冷態、温態などの状況を判断するための水温情報ＷＴ１、アイドル回転を含む低回転域であることを示す回転情報Ｎｅ１、冷態始動後の所定の経過時間情報Ｔ１が予めされている。
【００２８】
本形態において、ＥＣＵ３１は、水温センサ３６から検出される水温情報とクランク角センサ３２から検出される回転情報に基づいてエンジン１の冷態始動が判定されると、冷態始動判定後に電磁アクチュエータ３８を駆動してＦＣＶ３７を作動させ、その作動を検出した後にＶＶＴ８ａのＯＣＶ９ａをバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、始動後の経過時間をタイマで計測し、その計測値Ｔが予め設定された所定時間Ｔ１を経過した後、バルブオーバーラップ（ＶＯＬ）を狭めるようにＯＣＶ９ａを作動し、その後、電磁アクチュエータ３８を停止して吸気流動制御弁２７の作動を停止させるように制御する。
【００２９】
このような構成の制御装置による処理動作の一例を図４に示すフローチャートを用いて説明する。図４のフローチャートはエンジン始動に伴いＥＣＵ３１により実行されるものである。図４のステップＳ１では、各種センサからの情報が取り込まれる。この中には、調整弁開度センサ３９から出力されるＦＣＶ３７の開度情報θ、水温情報ＷＴ１、回転情報Ｎｅ１含まれている。
【００３０】
ステップＳ２では、水温センサ３６からの温度情報Ｔと水温情報ＷＴ１とを比較し、エンジンが冷態始動であるか否かを判断し、温度情報Ｔが水温情報ＷＴ１に満たない場合には冷態始動としてステップＳ３に進み、温度情報Ｔが水温情報ＷＴ１に達している場合にはこの制御を終える。
【００３１】
ステップＳ３では、エンジン回転数Ｎｅと回転情報Ｎｅ１とを比較して、エンジン１が低回転領域であるか否かを判断する。ここでエンジン回転数Ｎｅが回転情報Ｎｅ１に満たない場合には低回転領域であるとしてステップＳ４に進み、エンジン回転数Ｎｅが回転情報Ｎｅ１に達している場合には低回転領域でないものとしてこの制御を終える。
【００３２】
ステップＳ４でＦＣＶ３７を作動させる信号が出力されるとステップＳ５に進む。ステップＳ５ではＦＣＶ３７の開度情報θと角度情報θ１とが比較され、ＦＣＶ３７が侵入位置を占めたか否か（ＦＣＶ３７が全閉完了か否か）を判定する。ここで、調整弁開度センサ３９からの開度情報θが角度情報θ１である場合にはステップＳ６に進みＶＯＬ拡大フラグをオンしてステップＳ８に進み、開度情報θが角度情報θ１でない場合にはステップＳ７に進みＶＯＬ拡大フラグをオフしてステップＳ８に進む。
【００３３】
ステップＳ８では、ＶＯＬ拡大フラグがオンしているか否かを判断し、オンしている場合にはステップＳ９に進んでバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）拡大動作を実施し、ＶＯＬ拡大フラグがオンしていない場合にはステップＳ１０に進んでバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）拡大動作を解除する。つまり、ステップＳ９ではＯＣＶ９ａがバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）を拡大させる方向に作動し、ステップＳ１０では拡大させたバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）を基に戻す方向にＯＣＶ９ａが作動する。
【００３４】
ステップＳ１１では、冷態始動開始から測定されるタイマによる計測時間Ｔと所定の経過時間情報Ｔ１とが比較される。そして計測時間Ｔが所定の経過時間情報Ｔ１に到達するまでは、ステップＳ８に戻り、計測時間Ｔが所定の経過時間情報Ｔ１に到達すると、冷態始動は解除されるものとしてステップＳ１２に進む。
【００３５】
ステップＳ１２では、拡大させたバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）を基に戻す方向にＯＣＶ９ａを作動させてステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では電磁アクチュエータ３８の駆動を停止して、ＦＣＶ３７の作動を停止して待機位置へ戻してこの制御を終える。
【００３６】
このように、本形態の構成によると、エンジン１が冷態始動で低回転域において、ＦＣＶ３７の電磁アクチュエータ３８を駆動してＦＣＶ３７を図２に示す侵入位置へ向かって移動し、その位置が侵入位置（全閉位置）を占めた場合に、ＶＶＴ８ａをバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるので、ＦＣＶ３７により強化されるタンブル流で燃焼室４０内での燃焼が安定した後にバルブオーバーラップが拡大されて内部ＥＧＲ量が増えるため、振動や失火エンストが予防できてドライバビリティーを維持しながら、排気ガスを低減することができる。
【００３７】
また、始動後の経過時間Ｔが予め設定された所定時間Ｔ１を経過した後、バルブオーバーラップを狭めるようにＶＶＴ８ａが作動した後、電磁アクチュエータ３８の駆動を停止してＦＣＶ３７の作動を停止し、待機位置へ戻るので、ＦＣＶ３７により生成されるタンブル流により燃焼室４０内での燃焼が促進された状態で内部ＥＧＲ量が低減されるため、燃焼の安定性を維持でき、特に振動や失火エンストを予防できてドライバビリティーを維持することができる。
【００３８】
図５は、第２の実施形態を示すものである。この形態では、第１の実施形態で用いたＥＣＵ３１の機能に、始動判定検出後に点火プラグ１９による点火時期を遅角する制御を追加している。以下、第２の実施形態の制御手段をＥＣＵ３１０として説明する。
【００３９】
ＥＣＵ３１０の図示しないＲＯＭには、ＦＣＶ３７が侵入位置を占めた時と待機位置を占めたときの角度情報θ１，θ２、エンジン１の冷態、温態などの状況を判断するための水温情報ＷＴ１、アイドル回転を含む低回転域であることを示す回転情報Ｎｅ１、冷態始動後の所定の経過時間情報Ｔ１が予めされている。
【００４０】
本形態において、ＥＣＵ３１０は、水温センサ３６から検出される水温情報とクランク角センサ３２から検出される回転情報に基づいてエンジン１の冷態始動が判定されると、冷態始動判定後に電磁アクチュエータ３８を駆動してＦＣＶ３７を作動させ、その作動を検出した後にＶＶＴ８ａのＯＣＶ９ａをバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるとともに、点火プラグ１９による点火時期を遅角し、始動後の経過時間をタイマで計測し、その計測値Ｔが予め設定された所定時間Ｔ１を経過した後、バルブオーバーラップ（ＶＯＬ）を狭めるようにＯＣＶ９ａを作動し、その後、電磁アクチュエータ３８を停止して吸気流動制御弁２７の作動を停止させるように制御する。
【００４１】
このような構成の制御装置による処理動作の一例を図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６のフローチャートはエンジン始動に伴い図５に示すＥＣＵ３１０により実行されるものである。図６のステップＶ１では、各種センサからの情報が取り込まれる。この中には、調整弁開度センサ３９から出力されるＦＣＶ３７の開度情報θ、水温情報ＷＴ１、回転情報Ｎｅ１含まれている。
【００４２】
ステップＶ２では、水温センサ３６からの温度情報Ｔと水温情報ＷＴ１とを比較し、エンジンが冷態始動であるか否かを判断し、温度情報Ｔが水温情報ＷＴ１に満たない場合には冷態始動としてステップＶ３に進み、温度情報Ｔが水温情報ＷＴ１に達している場合にはこの制御を終える。
【００４３】
ステップＶ３では、エンジン回転数Ｎｅと回転情報Ｎｅ１とを比較して、エンジン１が低回転領域であるか否かを判断する。ここでエンジン回転数Ｎｅが回転情報Ｎｅ１に満たない場合には低回転領域であるとしてステップＶ４に進み、エンジン回転数Ｎｅが回転情報Ｎｅ１に達している場合には低回転領域でないものとしてこの制御を終える。
【００４４】
ステップＶ４では、ＦＣＶ３７を作動させる信号が出力されるとステップＶ５に進む。ステップＶ５ではＦＣＶ３７の開度情報θと角度情報θ１とが比較され、ＦＣＶ３７が侵入位置を占めたか否か（ＦＣＶ３７が全閉完了か否か）を判定する。ここで、調整弁開度センサ３９からの開度情報θが角度情報θ１である場合にはステップＶ６に進み触媒昇温フラグをオンしてステップＶ７に進み、開度情報θが角度情報θ１でない場合にはステップＶ７に進み触媒昇温フラグをオフしてステップＶ８に進む。
【００４５】
ステップＶ８では、触媒昇温フラグがオンしているか否かを判断し、オンしている場合にはステップＶ９に進んでバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）拡大動作を実施するとともに、ステップＶ１０において点火時期を遅角するように点火時期制御手段２７を制御する。触媒昇温フラグがオンしていない場合にはステップＶ１１に進んでバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）拡大動作を解除する。つまり、ステップＶ９ではＯＣＶ９ａがバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）を拡大させる方向に作動し、ステップＶ１１では拡大させたバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）を基に戻す方向にＯＣＶ９ａが作動する。
【００４６】
ステップＶ１２では、冷態始動開始から測定されるタイマによる計測時間Ｔと所定の経過時間情報Ｔ１とが比較される。そして計測時間Ｔが所定の経過時間情報Ｔ１に到達するまでは、ステップＶ８に戻り、計測時間Ｔが所定の経過時間情報Ｔ１に到達すると、冷態始動は解除されるものとしてステップＶ１３に進む。
【００４７】
ステップＶ１３では、拡大させたバルブオーバーラップ（ＶＯＬ）を元に戻す方向にＯＣＶ９ａを作動させてステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では電磁アクチュエータ３８の駆動を停止して、ＦＣＶ３７の作動を停止して待機位置へ戻してこの制御を終える。
【００４８】
このように、本形態の構成によると、エンジン１が冷態始動で低回転域において、ＦＣＶ３７の電磁アクチュエータ３８を駆動してＦＣＶ３７を図２に示す侵入位置へ向かって移動し、その位置が侵入位置（全閉位置）を占めた場合に、ＶＶＴ８ａをバルブオーバーラップが拡大する方向に作動させるので、ＦＣＶ３７により生成されるタンブル流で燃焼室４０内での燃焼が促進されて燃焼が安定した後にバルブオーバーラップが拡大されて内部ＥＧＲ量が増えるため、振動や失火エンストが予防できてドライバビリティーを維持しながら、排気ガスを低減することができる。
【００４９】
また、ＦＣＶ３７の作動確認後に点火プラグ１９による点火時期を遅角するように点火時期制御手段２７が制御されるので、排気温度が上昇し、三元触媒２０の昇温性能を第１の実施形態よりも高めることができる。
【００５０】
第１及び第２の形態において、調整弁作動判定手段としてＦＣＶ３７の開度θを検出する調整弁開度センサ３９を用いて、ＦＣＶ３７の動作を直接検知するようにしたが、調整弁作動判定手段としてはこのような形態に限定されるものではない。例えば、ＦＣＶ３７が侵入位置を占めたときに作動するスイッチを設け、このスイッチを調整弁作動判定手段としてもよい。
【００５１】
ＦＣＶ３７が侵入位置を占めると、流路が絞られるので吸気流路１２の圧力が高くなるので、図１に示すように、吸気流路１２内の圧力を検出する吸気圧力検出手段として圧力センサ６０を設け、このセンサ６０から出力ＡＰをＥＣＵ３１、３１０で取り込むとともに、ＦＣＶ３７が侵入位置を占めたときの吸気流路１２内の平均圧力ＡＰ１を予めＲＯＭに記憶しておき、圧力センサ６０で検出された吸気流路１２内の圧力ＡＰが所定圧ＡＰ１よりも大きい場合にはＦＣＶ３７が作動したものと判定してもよい。すなわち、図４，図６のステップＳ５，Ｖ５を、このような形態で行っても良い。
【００５２】
ＦＣＶ３７が侵入位置を占めると、流路が絞られるのでタンブル流が強化されて燃焼が促進されることからエンジン回転数Ｎｅが上昇するので、ＦＣＶ３７が侵入位置を占めたときのエンジン回転数Ｎｅ２を予めＲＯＭに記憶しておき、回転検出手段としてクランク角センサ３２を用いてエンジン回転数Ｎｅを検出し、検出された回転数Ｎｅが所定回転数Ｎｅ２よりも高い場合にはＦＣＶ３７が作動したものと判定しても良い。すなわち、図４，図６のステップＳ５，Ｖ５を、このような形態で行っても良い。
【００５３】
このようなＦＣＶ３７が作動状況に相関するパラメータから間接的にＦＣＶ３７が侵入位置を占めたことを推定することで、既存のセンサ類を用いることができ、コスト低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる内燃機関とその制御手段の概略構成を示す図である。
【図２】吸気流動制御弁の非作動状態と作動状態を示す拡大図である。
【図３】制御手段の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態にかかる制御のフローチャートである。
【図５】本発明の第２の一実施形態にかかる制御手段のブロック図である。
【図６】第２の実施形態にかかる制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５５】
１    内燃機関
７ａ    吸気弁
７ｂ    排気弁
８ａ    可変バルブ手段
１１    吸気ポート
１２    吸気流路
１７    排気ポート
１９    点火プラグ
２７    点火時期制御手段
３１，３１０    制御手段
３２    回転検出手段
３６    始動判定手段
３７    吸気流動制御弁
３９    調整弁作動判定手段
４０    燃焼室
６０    吸気圧力検出手段
Ｐ１    所定圧
Ｔ    経過時間
Ｔ１    所定時間
Ｎｅ２    所定回転数
【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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