(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の始動時にバルブ制御を実施しつつ、始動電流を抑制することを目的とする。【解決手段】排気弁早閉じ制御は、バルブ３４，３６のマイナスオーバーラップ期間中に気筒内に残留した排気ガスを圧縮し、吸気系に排気ガスの吹き返しを生じさせる。この場合、内燃機関の始動時に排気弁早閉じ制御を実行すると、フリクションが増大するので、モータ４４への始動電流が過大になり易い。このため、ＥＣＵ５０は、始動中の機関回転数に応じて内燃機関の運転状態を判定する。そして、始動当初は排気弁早閉じ制御を禁止しておき、始動電流が許容電流値以下となるような運転状態に移行したときに、排気弁早閉じ制御を開始する。これにより、始動時には、モータ４４への始動電流を抑制しつつ、排気弁早閉じ制御を実施することができる。【選択図】図６
2009209729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源から始動電流が供給されることにより内燃機関を始動させる始動手段と、
内燃機関の吸気バルブと排気バルブのうち、少なくとも一方のバルブタイミングを可変に設定する可変動弁機構と、
前記可変動弁機構によりバルブタイミングを制御し、内燃機関の始動時に前記吸気バルブと前記排気バルブとが吸気上死点の近傍で閉弁状態となるマイナスオーバーラップ期間を生じさせる始動時バルブ制御手段と、
内燃機関の始動時に前記始動時バルブ制御手段が作動しても、前記始動電流が許容電流値以下に収まる運転状態であるか否かを判定する運転状態判定手段と、
前記始動電流の通電を開始してから前記運転状態に移行するまでの期間中は、前記始動時バルブ制御手段の作動を禁止するバルブ制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記運転状態判定手段は、内燃機関の機関回転数が回転判定値以上となったときに前記運転状態に移行したと判定する回転数判定手段であり、前記回転判定値は、前記始動時バルブ制御手段が作動しても前記始動電流が前記許容電流値以下に収まる最小の回転数である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
内燃機関のフリクションと相関があるパラメータに応じて、前記回転判定値を補正するフリクション対応補正手段を備えてなる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記フリクション対応補正手段は、内燃機関を冷却する冷却水の温度が低いほど、前記回転判定値を高い回転数に補正する水温対応補正手段を備えてなる請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記フリクション対応補正手段は、内燃機関を潤滑するオイルの粘度が高いほど、前記回転判定値を高い回転数に補正するオイル粘度対応補正手段を備えてなる請求項３または４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記電源の電圧が低いほど、前記回転判定値を高い回転数に補正する電圧対応補正手段を備えてなる請求項２乃至５のうち何れか１項に記載の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、内燃機関の制御装置に関し、特に、バルブタイミングを可変に設定する可変動弁機構を搭載した内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１（特開２００１−３５５４６２号公報）に開示されているように、可変動弁機構を備えた内燃機関の制御装置が知られている。この種の従来技術による内燃機関の制御装置では、内燃機関が低回転、低負荷運転を行っているときに、排気弁早閉じ制御を実行する構成としている。
【０００３】
排気弁早閉じ制御では、可変動弁機構を作動させることにより、排気バルブの閉弁タイミングを進角させる。これにより、吸気上死点の近傍では、吸気バルブと排気バルブの両方が閉弁状態となる期間（所謂マイナスオーバーラップ期間）が生じるか、または既存のマイナスオーバーラップ期間が延長されるようになる。
【０００４】
マイナスオーバーラップ期間中には、気筒内に残留した排気ガスがピストンの上昇動作により圧縮されて高温となる。このため、従来技術では、排気弁早閉じ制御により高い温度の残留排気ガスを生じさせ、この残留排気ガスを内部ＥＧＲガスとして利用することにより、燃焼性を改善するようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３５５４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来技術では、排気弁早閉じ制御により、マイナスオーバーラップ期間中に気筒内の残留排気ガスを圧縮する構成としている。この排気弁早閉じ制御では、マイナスオーバーラップ期間が終了して吸気バルブが開弁すると、気筒内から吸気系に向けて残留排気ガスの吹き返しが生じる。従って、排気弁早閉じ制御を内燃機関の始動時に実施すれば、排気ガスの吹き返しを利用して排気エミッションを改善することができる。
【０００７】
しかしながら、始動時に排気弁早閉じ制御を実行すると、残留排気ガスを気筒内で圧縮するときのポンピングロスにより、クランキング中のフリクションが増大する。この結果、クランク軸を回転させるスタータの負荷が増大し、バッテリからスタータに供給される始動電流が大きくなり易い。始動電流が必要以上に大きくなると、バッテリやスタータに余分な負荷がかかる虞れがあり、また電力を無駄に消費することになる。このため、従来技術では、始動時に排気弁早閉じ制御を実施するのが難しいという問題がある。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関を始動させるときに、始動時バルブ制御手段を作動させても、始動電流を抑制することが可能な内燃機関の制御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】
第１の発明は、電源から始動電流が供給されることにより内燃機関を始動させる始動手段と、
内燃機関の吸気バルブと排気バルブのうち、少なくとも一方のバルブタイミングを可変に設定する可変動弁機構と、
前記可変動弁機構によりバルブタイミングを制御し、内燃機関の始動時に前記吸気バルブと前記排気バルブとが吸気上死点の近傍で閉弁状態となるマイナスオーバーラップ期間を生じさせる始動時バルブ制御手段と、
内燃機関の始動時に前記始動時バルブ制御手段が作動しても、前記始動電流が許容電流値以下に収まる運転状態であるか否かを判定する運転状態判定手段と、
前記始動電流の通電を開始してから前記運転状態に移行するまでの期間中は、前記始動時バルブ制御手段の作動を禁止するバルブ制御禁止手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
第２の発明によると、第１の発明において、前記運転状態判定手段は、内燃機関の機関回転数が回転判定値以上となったときに前記運転状態に移行したと判定する回転数判定手段であり、前記回転判定値は、前記始動時バルブ制御手段が作動しても前記始動電流が前記許容電流値以下に収まる最小の回転数である構成としている。
【００１１】
第３の発明によると、第２の発明において、内燃機関のフリクションと相関があるパラメータに応じて、前記回転判定値を補正するフリクション対応補正手段を備える構成としている。
【００１２】
第４の発明によると、第３の発明において、前記フリクション対応補正手段は、内燃機関を冷却する冷却水の温度が低いほど、前記回転判定値を高い回転数に補正する水温対応補正手段を備える構成としている。
【００１３】
第５の発明は、第３または第４の発明において、前記フリクション対応補正手段は、内燃機関を潤滑するオイルの粘度が高いほど、前記回転判定値を高い回転数に補正するオイル粘度対応補正手段を備える構成としている。
【００１４】
第６の発明は、第２乃至５の発明において、前記電源の電圧が低いほど、前記回転判定値を高い回転数に補正する電圧対応補正手段を備える構成としている。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明によれば、運転状態判定手段は、始動時バルブ制御手段が作動しても、始動電流が許容電流値以下となるような運転状態を判定することができる。この判定を用いれば、バルブ制御禁止手段は、始動電流が十分に減少してから始動時バルブ制御手段を作動させることができ、それまでは始動時バルブ制御手段の作動を禁止することができる。
【００１６】
これにより、内燃機関の始動時には、始動時バルブ制御手段が作動することで始動電流が過大となるのを確実に回避することができる。また、始動電流が十分に減少してからは、始動時バルブ制御手段を円滑に作動させることができる。従って、始動時の排気エミッションを改善しつつ、内燃機関の電気系統を過大な電流から保護することができる。また、始動時の消費電力を抑制し、省エネルギ化を図ることができる。
【００１７】
第２の発明によれば、機関回転数が回転判定値よりも低いときには、始動時バルブ制御手段により始動電流が過大となる運転状態だと判定することができる。また、機関回転数が回転判定値以上となったときには、始動時バルブ制御手段が作動しても問題ない運転状態に移行したと判定することができる。しかも、機関回転数を用いて判定を行うことにより、電流センサ等を利用しなくても、これらの判定を確実かつ容易に行うことができる。
【００１８】
第３の発明によれば、フリクション対応補正手段は、各種の原因により内燃機関のフリクションが増大するにつれて、回転判定値が高くなるように適切な補正を行うことができる。つまり、フリクションが大きく、始動電流が増大し易い運転状態では、始動時バルブ制御手段の作動を高い回転数領域まで禁止することができる。従って、内燃機関の運転履歴や周囲の環境等に応じて始動時のフリクションが変化しても、始動電流が確実に許容電流値以下となってから始動時バルブ制御手段を作動させることができる。
【００１９】
第４の発明によれば、冷却水温が低い場合には、内燃機関を潤滑するオイルの粘度が高くなり、フリクションが増大する。この場合、水温対応補正手段は、冷却水温に応じてフリクションの状態を把握することができ、フリクションが増大するにつれて回転判定値を適度に高くすることができる。従って、周囲の環境が変化しても、始動電流が確実に許容電流値以下となってから始動時バルブ制御手段を作動させることができる。
【００２０】
第５の発明によれば、高粘度オイルの使用時には、フリクションが増大するので、これに対応して回転判定値を適度に高くすることができる。従って、オイルの粘度が変わる場合でも、始動電流が確実に許容電流値以下となってから始動時バルブ制御手段を作動させることができる。
【００２１】
第６の発明によれば、電源の性能が劣化している場合や、充電量が不足している場合には、始動時バルブ制御手段の作動を高い回転数まで禁止することができる。これにより、始動時バルブ制御手段による始動電流の増加を可能な限り抑えることができ、電源の劣化や充電不足等に対して適切に対処することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
以下、図１乃至図６を参照しつつ、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１は、実施の形態１のシステム構成を説明するための全体構成図を示している。本実施形態のシステムは、例えば多気筒型の内燃機関１０を備えており、その各気筒内には、ピストン１２との間に燃焼室１４が設けられている。また、各気筒のピストン１２は、内燃機関１０のクランク軸１６に連結されている。また、内燃機関１０は、クランク軸１６の回転角（クランク角）を検出するためのクランク角センサ１８を備えている。
【００２３】
内燃機関の各気筒は、吸入空気が燃焼室１４に向けて流通する吸気通路２０と、燃焼室１４から排気ガスが流出する排気通路２２とを備えている。吸気通路２０には、吸入空気量を検出するエアフローメータ２４と、吸入空気量を調整する電子制御式のスロットルバルブ２６とが設けられている。スロットルバルブ２６は、アクセル開度等に基づいてスロットルモータ２８により駆動される。
【００２４】
また、内燃機関の各気筒は、吸入空気中に燃料を噴射する燃料噴射弁３０と、混合気に点火する点火プラグ３２と、燃焼室１４を吸気通路２０に対して開，閉する吸気バルブ３４と、燃焼室１４を排気通路２２に対して開，閉する排気バルブ３６とを備えている。吸気バルブ３４の開，閉タイミング（バルブタイミング）は、吸気ＶＶＴ３８により可変に設定される。排気バルブ３６の開，閉タイミングは、排気ＶＶＴ４０により可変に設定される。これらのＶＶＴ（Variable Valve Timing system＝可変バルブタイミング機構）３８，４０は、本実施の形態の可変動弁機構を構成している。
【００２５】
また、ＶＶＴ３８，４０は、例えば特開２００３−２９３７１１号公報等に記載されているような公知の技術を用いて構成されている。そして、吸気ＶＶＴ３８は、後述のＥＣＵ５０から入力される指令信号に応じて吸気バルブ３４の位相（開弁タイミング及び閉弁タイミング）を進角または遅角させる。また、排気側のＶＶＴ４０も同様に、ＥＣＵ５０の指令信号に応じて排気バルブ３６の位相を進角または遅角させる。
【００２６】
一方、内燃機関１０は、例えば始動時の暖機状態等を把握するために冷却水の温度を検出する水温センサ４２と、始動手段としてのスタータモータ４４（以下、単にモータ４４と称す）とを備えている。モータ４４は、電源となるバッテリ４６から始動電流が供給されることによりクランク軸１６を回転駆動し、内燃機関を始動させるものである。
【００２７】
また、本実施の形態のシステムは、内燃機関１０の運転状態を制御するためのＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０は、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶回路を有するマイクロコンピュータにより構成されている。そして、ＥＣＵ５０は、バッテリ４６から通電を受けることにより、バッテリ電圧を監視しつつ作動する。
【００２８】
ＥＣＵ５０の入力側には、クランク角センサ１８、エアフローメータ２４、水温センサ４２等を含むセンサ系統が接続されている。ＥＣＵ５０の出力側には、スロットルモータ２８、燃料噴射弁３０、点火プラグ３２、ＶＶＴ３８，４０等を含む各種のアクチュエータが接続されている。
【００２９】
そして、ＥＣＵ５０は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動することにより運転制御を実施する。この運転制御には、ＶＶＴ３８，４０を用いて行われる通常のバルブタイミング制御、排気弁早閉じ制御、及び早閉じ禁止制御も含まれている。以下、これらの制御について説明する。
【００３０】
（通常のバルブタイミング制御）
図２は、通常のバルブタイミング制御（以下、通常制御と称す）におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示している。この通常制御は、例えば内燃機関の加速運転時などに実施されるものである。図２に示すように、通常制御では、吸気上死点の近傍でバルブ３４，３６の開弁期間が重なり合うオーバーラップ期間が設けられている。
【００３１】
（排気弁早閉じ制御）
図３は、排気弁早閉じ制御におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示している。排気弁早閉じ制御は、例えば内燃機関の始動時、減速運転時などに、必要に応じて実施されるものである。図３に示すように、排気弁早閉じ制御では、例えば排気ＶＶＴ４０により排気バルブ３６の開弁期間を進角させる。
【００３２】
これにより、吸気上死点の近傍では、排気バルブ３６が閉弁してから吸気バルブ３４が開弁するまでの間に、両方のバルブが閉弁状態となるマイナスオーバーラップ期間が生じる。このマイナスオーバーラップ期間中には、燃焼室１４内に残された排気ガスがピストン１２により圧縮されて高温・高圧状態となる。そして、吸気バルブ３４の開弁時には、高温・高圧の残留排気ガスが燃焼室１４から吸気通路２０（吸気ポート）に向けて吹き返すようになる。
【００３３】
従って、例えば内燃機関の始動時には、排気弁早閉じ制御を実行すれば、高温の吹き返しガスにより吸気ポートを温めたり、噴射燃料の気化を促進することができる。また、吸気ポートの近傍では、噴射燃料に対して排気ガスの吹き返しが衝突するので、この衝突により噴射燃料を微粒化することができる。従って、排気弁早閉じ制御によれば、始動時に良好な混合気を形成することができ、排気エミッションを改善することができる。
【００３４】
しかしながら、排気弁早閉じ制御を実行すると、残留排気ガスを燃焼室１４内で圧縮することになるから、このときのポンピングロスによりフリクションが増大する。従って、始動時には、クランク軸１６を回転させるモータ４４の負荷が増大し、バッテリ４６からモータ４４に供給される始動電流が大きくなるという問題が生じる。
【００３５】
（始動時の早閉じ禁止制御）
上述した問題を踏まえて、本実施の形態では、始動時に排気弁早閉じ制御を実行するものの、モータ４４への通電を開始してから特定の運転状態に移行するまでの期間中には、排気弁早閉じ制御を禁止する構成としている。
【００３６】
この場合、特定の運転状態とは、排気弁早閉じ制御を実行しても、始動電流が許容電流値以下に収まる運転状態である。また、許容電流値とは、例えばモータ４４、バッテリ４６及びその配線等の電流容量に応じて予め設定されているもので、電気系統を過大な電流から保護するための制限値である。
【００３７】
また、特定の運転状態に移行したか否かの判定は、機関回転数の大小に応じて実施される。即ち、モータによるクランキング動作中において、機関回転数が所定の回転判定値よりも低いときには、排気弁早閉じ制御を実行すると、前述したように始動電流が許容電流値を超えてしまう。従って、この場合には排気弁早閉じ制御を禁止する。
【００３８】
一方、クランキング動作により機関回転数が回転判定値以上に上昇したときには、排気弁早閉じ制御を実行しても、後述の理由により始動電流が許容電流値以下に収まるようになる。従って、この場合には、排気弁早閉じ制御を実行することができる。
【００３９】
次に、上述した回転判定値と許容電流値との関係について説明する。図４は、内燃機関の始動中における機関回転数と始動電流との関係を示す説明図である。この図中において、黒色の棒グラフは通常制御での始動電流を示し、白色の棒グラフは排気弁早閉じ制御での始動電流を示している。
【００４０】
モータ４４のクランキング動作により、例えば３０ｒｐｍ程度の低い回転数でクランク軸１６が回転しているときには、ピストン１２の往復運動等により慣性力が生じても、この慣性力はクランク軸１６の回転運動に殆ど影響しない。従って、モータ４４は、クランク軸１６をフリクションに抗して回転させるために、大きな駆動トルクを発生する必要がある。この結果、始動電流は、図４に示すように、比較的大きな電流値となる。
【００４１】
特に、始動時に排気弁早閉じ制御を行う場合には、ポンピングロスによりフリクションが増大するので、モータ４４は、より大きな駆動トルクを発生する必要が生じる。このため、排気弁早閉じ制御における始動電流は、通常制御の場合と比べて大きくなり、電気系統の許容電流値を超えてしまう。
【００４２】
しかし、何れの制御においても、機関回転数が上昇すると、ピストン１２等の慣性力がクランク軸１６に作用し、フリクションの一部が慣性力により打消されるようになる。この慣性力は、機関回転数が上昇するほど大きくなるので、フリクションの影響は徐々に小さくなり、これに伴って始動電流も減少する。
【００４３】
しかも、排気弁早閉じ制御では、機関回転数が特定の回転数以上に上昇すると、排気ガスの吹き返しが強くなる影響でポンピングロスが小さくなり、通常制御の場合よりも始動電流が大きく減少するという特徴がある。
【００４４】
図５は、排気弁早閉じ制御と通常制御の各々について、圧縮行程における気筒内の最大圧力と、機関回転数との関係を示すものである。この図において、例えば３０ｒｐｍ程度の低回転数では、吸気行程の時間が比較的長いので、吸入空気量に対する吹き返しの影響は小さなものとなる。従って、排気弁早閉じ制御と通常制御とを比較した場合に、この回転数では吸入空気量に大差がないので、最大圧力もほぼ等しくなる。このため、始動電流は、ポンピングロスの分だけ排気弁早閉じ制御の方が大きくなる。
【００４５】
これに対し、例えば機関回転数が１１０ｒｐｍ〜１３０ｒｐｍ程度の回転数以上、好ましくは１２０ｒｐｍ以上に上昇すると、排気弁早閉じ制御では、噴き返しの影響により吸入空気量が減少する。この結果、排気弁早閉じ制御では、圧縮行程の最大圧力が通常制御よりも小さくなり、その分だけポンピングロスも減少する。従って、排気弁早閉じ制御における始動電流は、通常制御の場合と大差ない電流値まで大きく減少し、許容電流値以下に収まるようになる。
【００４６】
そこで、本実施の形態では、回転判定値を、例えば１１０ｒｐｍ〜１３０ｒｐｍ、好ましくは１２０ｒｐｍに設定している。上述したように、この回転判定値よりも小さな回転数では、始動電流が許容電流値を超えてしまうことになる。従って、回転判定値とは、内燃機関のフリクションが一定の基準状態である前提において、排気弁早閉じ制御を実行しても始動電流が許容電流値以下に収まるような最小の回転数である。
【００４７】
この回転判定値によれば、機関回転数が回転判定値よりも低いときには、排気弁早閉じ制御により始動電流が過大となる運転状態だと判定することができる。また、機関回転数が回転判定値以上となったときには、排気弁早閉じ制御を実行しても問題ない運転状態に移行したと判定することができる。しかも、機関回転数を用いて判定を行うことにより、電流センサ等を利用しなくても、これらの判定を確実かつ容易に行うことができる。
【００４８】
これにより、始動時には、排気弁早閉じ制御を行うことで始動電流が過大となるのを確実に回避することができる。また、機関回転数が回転判定値以上となってからは、始動電流を許容電流値以下に収めつつ、排気弁早閉じ制御を円滑に実行することができる。従って、始動時の排気エミッションを改善しながらも、電気系統を過大な電流から保護することができる。また、始動時の消費電力を抑制し、省エネルギ化を図ることができる。
【００４９】
一方、内燃機関の運転状態や環境等に応じてフリクションが増減すると、モータ４４への始動電流もフリクションに応じて変化する。また、フリクションが一定でも、バッテリ４６の性能や充電状態によっては、通常よりも始動電流を抑えた方が良い場合もある。
【００５０】
このため、本実施の形態では、フリクションと相関があるパラメータに応じて回転判定値を補正するフリクション対応補正制御と、バッテリ電圧に応じて回転判定値を補正する電圧対応補正制御とを実施する構成としている。前記パラメータの一例としては、内燃機関の冷却水温、オイル粘度等が挙げられる。以下、これらの補正制御について説明する。
【００５１】
（水温対応補正制御）
この補正制御は、内燃機関を冷却する冷却水の温度を水温センサ４２により検出し、この冷却水温に応じて回転判定値を補正する。より詳しく述べると、冷却水温が低いほど、回転判定値を高くする。具体例としては、例えば冷却水温、バッテリ電圧、オイル粘度等の基準状態に対応して１２０ｒｐｍに設定されている回転判定値を、低水温時には１５０ｒｐｍに変更するものである。
【００５２】
ここで、冷却水温が低い場合には、内燃機関を潤滑するオイルの粘度が高くなり、フリクションが増大する。この結果、始動電流は、例えば暖機状態での始動時と比べて大きくなり、通常であれば許容電流値以下となる回転数でも、許容電流値を超える虞れがある。
【００５３】
これに対し、水温対応補正制御によれば、冷却水温に応じてフリクションの状態を把握することができ、フリクションが増大するにつれて回転判定値を適度に高くすることができる。これにより、例えばフリクションが大きい低温始動時には、排気弁早閉じ制御を高い回転数領域まで禁止することができる。従って、内燃機関の運転履歴や周囲の環境等に応じて始動時のフリクションが変化しても、始動電流が確実に許容電流値以下となってから排気弁早閉じ制御を開始することができる。
【００５４】
（オイル粘度対応補正制御）
この補正制御は、内燃機関を潤滑するオイルの粘度に応じて回転判定値を補正するものである。高粘度のオイルを使用している場合には、低粘度オイルの場合と比較してフリクションが増大する。従って、本実施の形態では、使用オイルの粘度が高いほど、回転判定値を高くする。補正量の具体例を挙げれば、水温対応補正制御の場合と同様に、基準状態で１２０ｒｐｍに設定された回転判定値を、高粘度オイルの使用時には１５０ｒｐｍに補正する。なお、これらの数値は一例に過ぎず、本発明を限定するものではない。
【００５５】
このオイル粘度対応補正制御によれば、高粘度オイルの使用時には、回転判定値を適度に高くすることができる。従って、オイルの粘度が変わる場合でも、始動電流が確実に許容電流値以下となってから排気弁早閉じ制御を開始することができる。
【００５６】
なお、オイル粘度の検出方法としては、例えばオイル粘度センサにより直接的に検出したり、水温や新規オイルの補給状態等に応じて既知のオイル粘度を補正して求める方法などが挙げられる。これらの検出方法は、例えば特開平１−６６４６８号公報、特表２００３−５２６７８４号公報等に記載されているように、一般的に公知な手法である。
【００５７】
（電圧対応補正制御）
この補正制御は、ＥＣＵ５０においてバッテリ４６の電圧を検出し、このバッテリ電圧に応じて回転判定値を補正する。具体的には、バッテリ電圧が低いほど、回転判定値を高くする構成としている。補正量の具体例については、水温対応補正制御の場合と同様に設定してもよく、またこれとは別個の補正量を用いてもよい。
【００５８】
従って、電圧対応補正制御によれば、バッテリ性能が劣化している場合や、充電量が不足している場合には、排気弁早閉じ制御を高い回転数まで禁止することができる。これにより、排気弁早閉じ制御による始動電流の増加を可能な限り抑えることができ、バッテリ４６の劣化や充電不足等に対して適切に対処することができる。
【００５９】
［実施の形態１を実現するための具体的な処理］
図６は、本実施の形態のシステム動作を実現するために、ＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図６に示すルーチンは、内燃機関の始動時に繰り返し実行されるものである。
【００６０】
内燃機関の始動時には、まずバッテリ４６の電圧を検出し、この検出値を電圧の基準値と比較することにより、バッテリ電圧が基準値以上であるか否かを判定する（ステップ１００）。この基準値は、正常なバッテリの出力電圧に対応して予め設定されており、ＥＣＵ５０に記憶されている。
【００６１】
また、水温センサ４２により冷却水温を検出し、この検出値が予め記憶した基準値以上であるか否かを判定する（ステップ１０２）。この基準値は、実験等により求められた水温と始動電流との関係に応じて予め設定されている。さらに、ＥＣＵ５０は、内燃機関に低粘度オイルが使用されているか否かを判定する（ステップ１０４）。
【００６２】
上述したステップ１００〜１０４の判定が全て成立したときには、バッテリ電圧、冷却水温及びオイル粘度が基準状態となっている。このため、回転判定値は、例えば１２０ｒｐｍ程度の比較的低い値に設定される（ステップ１０６）。なお、基準状態での回転判定値、及びその補正量等は、ＥＣＵ５０に予め記憶されている。
【００６３】
一方、ステップ１００〜１０４の何れかにおいて、判定が不成立のときには、回転判定値を、例えば１５０ｒｐｍ程度の高い値に補正する（ステップ１０８）。この場合、回転判定値の補正量は、実験等により求められた各パラメータと始動電流との関係に応じて予め設定されている。
【００６４】
次に、クランク角センサ１８により機関回転数を検出し（ステップ１１０）、機関回転数が回転判定値以上になったか否かを判定する（ステップ１１２）。この判定が成立したときには、クランキングにより機関回転数が十分に上昇し、始動電流が許容電流値以下に収まるような運転状態に移行したと判断される。そこで、排気ＶＶＴ４０により排気弁早閉じ制御を実行する（ステップ１１４）。
【００６５】
一方、ステップ１１２の判定が不成立のときには、まだ機関回転数が十分に上昇していないので、排気弁早閉じ制御を禁止し、通常のバルブタイミング制御を実施する。以上の処理を行うことにより、始動電流を適度に抑制しつつ、排気エミッションを改善することができる。
【００６６】
なお、前記実施の形態では、図６中のステップ１１４が始動時バルブ制御手段の具体例を示している。また、ステップ１１２は、運転状態判定手段（回転数判定手段）の具体例を示し、ステップ１１６は、バルブ制御禁止手段の具体例を示している。さらに、ステップ１０２〜１０８は、フリクション対応補正手段の具体例を示している。この場合、ステップ１０４，１０６，１０８は水温対応補正手段の具体例であり、ステップ１０４，１０６，１０８はオイル粘度対応補正手段の具体例である。また、ステップ１００，１０６，１０８は、電圧対応補正手段の具体例を示している。
【００６７】
また、実施の形態では、クランキング時の始動電流が許容電流値以下となるか否かを、機関回転数の大小に応じて判定する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えば機関回転数以外のパラメータを用いて判定を行う構成としてもよい。また、本発明は、例えば始動電流を直接的または間接的に検出し、その電流値に応じて判定を行う構成としてもよい。
【００６８】
また、実施の形態では、回転判定値の補正に用いるパラメータとして、冷却水温、オイル粘度及びバッテリ電圧を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば内燃機関の吸気温度や排気温度を検出し、その検出結果に応じて回転判定値を補正する構成としてもよい。また、例えば機関回転数の上昇率等に応じて内燃機関のフリクションを算出し、フリクションの大きさに応じて回転判定値を補正する構成としてもよい。さらに、本発明は、上述した冷却水温、オイル粘度、気温等に限らず、フリクションと相関がある各種のパラメータを用いて回転判定値の補正を行うことができる。
【００６９】
また、実施の形態では、具体的な回転判定値として、１１０〜１３０ｒｐｍ、好ましくは１２０ｒｐｍを例示した。また、補正後の回転判定値としては、１５０ｒｐｍを例示した。しかし、本発明において、これらの数値は一例に過ぎず、回転判定値及びその補正量は、任意に設定してよいものである。
【００７０】
また、実施の形態では、回転判定値を高，低２段階の値に切換えることにより補正を行う構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、例えばパラメータと回転判定値とのマップデータ等を用いることにより、回転判定値をパラメータに応じて連続的に変化させる構成としてもよい。
【００７１】
また、実施の形態では、水温対応補正制御、オイル粘度対応補正制御及び電圧対応補正制御において、同一の補正を行う構成とした。しかし、本発明では、これらの補正制御において、それぞれ異なる補正を行う構成としてもよい。即ち、例えば一つの補正制御では、回転判定値を高，低２段階に切換える構成とし、他の補正制御では、回転判定値をパラメータに応じて連続的に変化させる構成としてもよい。
【００７２】
さらに、実施の形態では、始動時バルブ制御手段として、排気バルブ３６の閉弁タイミングを進角させる排気弁早閉じ制御を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば吸気バルブ３４の開弁タイミングを遅角させる吸気弁制御により、始動時バルブ制御手段を実現させる構成としてもよい。また、この吸気弁制御と排気弁早閉じ制御とを組合わせる構成としてもよい。このため、本発明では、２つのＶＶＴ３８，４０は必ずしも必要ではなく、ＶＶＴ３８，４０のうち少なくとも始動時バルブ制御手段に必要なＶＶＴが設置されていればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための全体図である。
【図２】通常のバルブタイミング制御におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示す説明図である。
【図３】排気弁早閉じ制御におけるバルブリフト量とクランク角との関係を示す説明図である。
【図４】内燃機関の始動中における機関回転数と始動電流との関係を示す説明図である。
【図５】圧縮行程における気筒内の最大圧力と、機関回転数との関係を示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７４】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  クランク軸
１８  クランク角センサ
２０  吸気通路
２２  排気通路
２４  エアフローメータ
２６  スロットルバルブ
２８  スロットルモータ
３０  燃料噴射弁
３２  点火プラグ
３４  吸気バルブ
３６  排気バルブ
３８，４０  ＶＶＴ（可変動弁機構）
４２  水温センサ
４４  モータ（始動手段）
４６  バッテリ（電源）
５０  ＥＣＵ
【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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