(57)【要約】【課題】吸気通路におけるデポジット堆積の抑制と燃料消費量の低減との両立を図ることのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関には、吸気側バルブタイミング変更機構、吸気側バルブタイミング変更機構、ブローバイガス処理装置が設けられる。内燃気化の運転状態が吸気通路内のオイル量が少なくなる特定運転状態であるときに（Ｓ１０３：ＹＥＳ、またはＳ１０７：ＹＥＳ）、同特定運転状態以外の運転状態であるときと比較して、バルブオーバラップ期間をして長い期間に変更することにより、吸気通路に還流される排気の量を増量する（Ｓ１０４、またはＳ１０８）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に還流される排気の量を調節する排気還流装置と前記吸気通路に機関内部のブローバイガスを排出して処理するブローバイガス処理装置とが設けられた内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関の運転状態が前記吸気通路内のオイル量が少なくなる特定運転状態であるときに、同特定運転状態以外の運転状態であるときと比較して、前記吸気通路に還流される排気の量を増量する
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記排気の量の増量を、前記特定運転状態での前記内燃機関の運転が所定期間継続されたことを条件に開始する
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に記載の内燃機関の制御装置において、
前記特定運転状態は、内燃機関の負荷の指標値が所定値より小さい運転状態である
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または２に記載の内燃機関の制御装置において、
特定運転状態は、前記内燃機関の出力軸の回転速度が所定速度より高い運転状態である
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記ブローバイガス処理装置は、前記内燃機関の内部および前記吸気通路を連通するガス排出通路と同ガス排出通路の通路断面積を変更する開閉バルブとを有してなり、
前記特定運転状態は、前記開閉バルブの開度が所定開度より小さくなる運転状態である
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は、前記吸気通路の内部に燃料を噴射する燃料噴射バルブを有してなり、
前記特定運転状態は、前記燃料噴射バルブからの燃料噴射量が所定量より多い運転状態である
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置において、
当該制御装置は、前記内燃機関のバルブオーバラップ期間を長い期間に変更することよって前記排気の量を増量するものである
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、機関内部のブローバイガスを処理するブローバイガス処理装置と吸気通路に排気を還流する排気還流装置とが設けられた内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に設けられる装置として、シリンダとピストンとの隙間からクランクケース内に漏れ出した燃焼ガス（ブローバイガス）を吸気通路に排出して処理するブローバイガス処理装置がある（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
また、内燃機関の燃料消費量の低減を図るために、同内燃機関の吸気通路に適量の排気を還流する排気還流装置もある。排気還流装置としては、具体的には、排気通路および吸気通路を連通する排気還流通路を通じて排気通路内の排気を吸気通路に還流する装置や吸気バルブおよび排気バルブが共に開弁される期間（バルブオーバラップ期間）の設定を通じて機関燃焼室から吸気通路に排気（詳しくは、燃焼ガス）を還流するバルブタイミング変更装置が知られている。
【特許文献１】実開平１−１１１１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、クランクケース内のガス（ブローバイガスを含む）の吸気通路への排出と吸気通路への排気の還流とが同時に行われると、クランクケース内のガスに含まれるオイルと排気に含まれる煤などの粒子状物質（ＰＭ）とが混ざった状態で吸気通路の壁面に付着してこれがデポジットとして堆積してしまう。
【０００５】
そうしたデポジットの堆積は、クランクケース内からのガスの排出量を少なくして吸気通路に供給されるオイルの量を減少させることによって抑えることが可能である。しかしながら、この場合には十分な量のブローバイガスを吸気通路に排出することができなくなって同ブローバイガスを適切に処理することができなくなるおそれがある。
【０００６】
また、排気の還流量を少なくして吸気通路に供給されるＰＭの量を減少させることによってデポジットの堆積を抑えることも考えられるが、この場合には、排気の還流量を少なくした分だけ燃料消費量の低減を図ることができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吸気通路におけるデポジット堆積の抑制と燃料消費量の低減との両立を図ることのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、吸気通路に還流される排気の量を調節する排気還流装置と前記吸気通路に機関内部のブローバイガスを排出して処理するブローバイガス処理装置とが設けられた内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の運転状態が前記吸気通路内のオイル量が少なくなる特定運転状態であるときに、同特定運転状態以外の運転状態であるときと比較して、前記吸気通路に還流される排気の量を増量することをその要旨とする。
【０００９】
ブローバイガス処理装置が設けられた内燃機関であっても運転状態によっては吸気通路に存在するオイル量が少なくなる場合があり、そうした場合には多少の排気（詳しくは、これに含まれる粒子状物質（ＰＭ））が還流されたところで吸気通路の壁面におけるデポジットの堆積量はさほど増加しない。
【００１０】
上記構成によれば、そのように吸気通路内のオイル量が少なくなる特定運転状態であるとき、すなわち吸気通路におけるデポジット堆積が抑制されるときに、吸気通路に還流される排気の量（ＥＧＲ量）を増加させて、これによる燃料消費量の低減を図ることができるようになる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、前記排気の量の増量を、前記特定運転状態での前記内燃機関の運転が所定期間継続されたことを条件に開始することをその要旨とする。
【００１２】
特定運転状態での内燃機関の運転が継続されると、吸入空気の通過によって吸気通路内のオイルが燃焼室に送られることにより、同吸気通路内のオイルがより減少するようになる。
【００１３】
上記構成によれば、そのように吸気通路内のオイルがより少なくなったことを条件に、ＥＧＲ量を増加させることができ、吸気通路におけるデポジット堆積を好適に抑制することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記特定運転状態は、内燃機関の負荷の指標値が所定値より小さい運転状態であることをその要旨とする。
【００１５】
内燃機関の負荷が小さいときには、前記ブローバイガスの発生量が少なく同ブローバイガスを含むガスの機関内部から吸気通路への排出量も少ないために、同ガスの排出に伴って吸気通路に供給されるオイルの量も少ない。
【００１６】
上記構成によれば、そのように吸気通路に供給されるオイルの量が少ない運転状態であるときに、内燃機関の運転状態が特定運転状態であるとして、ＥＧＲ量を増加させることができる。
【００１７】
なお内燃機関の負荷の指標値は、吸入空気量や燃料噴射量の他、内燃機関の出力軸の回転速度（機関回転速度）によって吸入空気量を商算した値（吸入空気量／機関回転速度）や、機関回転速度によって燃料噴射量を商算した値（燃料噴射量／機関回転速度）を含む。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、特定運転状態は、前記内燃機関の出力軸の回転速度が所定速度より高い運転状態であることをその要旨とする。
【００１９】
機関回転速度が高いときには、吸気通路を通過する吸入空気の流速が高いために、吸気通路の壁面に付着しているオイルの一部がそうした吸入空気の流れによって押し流されて内燃機関の燃焼室に送り込まれるようになる。そのため、このときには吸気通路内のオイルの量が少なくなると云える。
【００２０】
上記構成によれば、そのようにして吸気通路内のオイルの量が少なくなる運転状態であるときに、内燃機関の運転状態が特定運転状態であるとして、ＥＧＲ量を増加させることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、前記ブローバイガス処理装置は、前記内燃機関の内部および前記吸気通路を連通するガス排出通路と同ガス排出通路の通路断面積を変更する開閉バルブとを有してなり、前記特定運転状態は、前記開閉バルブの開度が所定開度より小さくなる運転状態であることをその要旨とする。
【００２２】
機関内部と吸気通路とを連通するガス排出通路の通路断面積を変更する開閉バルブの開度が小さいときには、同ガス排出通路を通じて吸気通路に排出されるガスの量が少ないために、同ガスの排出に伴って吸気通路に供給されるオイルの量も少ない。
【００２３】
上記構成によれば、そのように吸気通路に供給されるオイルの量が少ない運転状態であるときに、内燃機関の運転状態が特定運転状態であるとして、ＥＧＲ量を増加させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置において、
前記内燃機関は、前記吸気通路の内部に燃料を噴射する燃料噴射バルブを有してなり、
前記特定運転状態は、前記燃料噴射バルブからの燃料噴射量が所定量より多い運転状態であることをその要旨とする。
【００２５】
吸気通路の内部に燃料を噴射するタイプの燃料噴射バルブからの燃料噴射量が多いときには、同燃料噴射バルブから噴射された燃料の一部が吸気通路の壁面を流れるようになるため、この燃料によって吸気通路の壁面に付着しているオイルが洗い流されて内燃機関の燃焼室に送り込まれるようになる。そのため、このときには吸気通路内のオイルの量が少なくなると云える。
【００２６】
上記構成によれば、そのようにして吸気通路内のオイルの量が少なくなる運転状態であるときに、内燃機関の運転状態が特定運転状態であるとして、ＥＧＲ量を増加させることができる。
【００２７】
なお、前記排気の量を増量するための構成としては、請求項７によるように、前記内燃機関のバルブオーバラップ期間を長い期間に変更することによって排気の量を増量する、といった構成を採用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態について説明する。
図１に本実施の形態にかかる制御装置が適用される内燃機関の概略構成を示す。
【００２９】
同図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１１には、スロットル機構１２が設けられている。このスロットル機構１２は、スロットルバルブ１３とスロットルモータ１４とを備えている。そして、このスロットルモータ１４の駆動制御を通じてスロットルバルブ１３の開度（スロットル開度ＴＡ）が調節され、これにより吸気通路１１を通じて燃焼室１５内に吸入される空気の量（吸入空気量ＧＡ）が調節される。
【００３０】
また、上記吸気通路１１には燃料噴射バルブ（ポート噴射バルブ１６）が設けられている。このポート噴射バルブ１６は、その開弁駆動に伴って吸気通路１１（詳しくは、吸気ポート）の内部に燃料を噴射する。内燃機関１０には、上記ポート噴射バルブ１６以外にも、燃料噴射バルブ（筒内噴射バルブ１７）が設けられている。この筒内噴射バルブ１７は、その開弁駆動に伴って燃焼室１５の内部に燃料を噴射する。
【００３１】
内燃機関１０の燃焼室１５では、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気が点火されて燃焼する。この燃焼によってピストン１８が往復移動し、クランクシャフト１９が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室１５から排気通路２０に送り出される。
【００３２】
内燃機関１０にはオイルを貯留するオイルタンク２１が設けられており、このオイルタンク２１の内部にはポンプ２２が設けられている。そして、このポンプ２２によって圧送されることにより、オイルタンク２１内のオイルが内燃機関１０の各稼働部に供給される。各稼働部の潤滑などに供された後のオイルは内燃機関１０の内壁を伝い落ちる等してオイルタンク２１内に貯まるようになっている。
【００３３】
内燃機関１０において、吸気通路１１と燃焼室１５との間は吸気バルブ２３の開閉動作によって連通・遮断され、燃焼室１５と排気通路２０との間は排気バルブ２４の開閉動作によって連通・遮断される。また、吸気バルブ２３はクランクシャフト１９の回転が伝達される吸気カムシャフト２５の回転に伴って開閉動作し、排気バルブ２４は同じくクランクシャフト１９の回転が伝達される排気カムシャフト２６の回転に伴い開閉動作する。
【００３４】
吸気カムシャフト２５には吸気側バルブタイミング変更機構２７が設けられている。この吸気側バルブタイミング変更機構２７は、これに対応するアクチュエータ２８の作動制御（吸気バルブタイミング制御）を通じて、クランクシャフト１９の回転角（クランク角）に対する吸気カムシャフト２５の相対回転角を調節して、吸気バルブ２３のバルブタイミング（吸気バルブタイミングＶＴｉ）を進角または遅角させるものである。図２は、吸気バルブタイミング制御による吸気バルブタイミングＶＴｉの変更態様の一例を示している。同図２から分かるように、吸気バルブタイミング制御では、吸気バルブ２３の作用角（開弁されてから閉弁されるまでのクランク角）を一定に保持した状態で同吸気バルブ２３の開弁時期および閉弁時期が共に進角または遅角されるといったように、吸気バルブタイミングＶＴｉが変更される。
【００３５】
一方、排気カムシャフト２６には排気側バルブタイミング変更機構２９が設けられている。この排気側バルブタイミング変更機構２９は、これに対応するアクチュエータ３０の作動制御（排気バルブタイミング制御）を通じて、クランク角に対する排気カムシャフト２６の相対回転角を調節して、排気バルブ２４のバルブタイミング（排気バルブタイミングＶＴｅ）を進角または遅角させるものである。この排気バルブタイミング制御では、上述した吸気バルブタイミングＶＴｉの変更態様と同様に、排気バルブ２４の作用角を一定に保持した状態で同排気バルブ２４の開弁時期および閉弁時期が共に進角または遅角されるといったように、排気バルブタイミングＶＴｅが変更される。なお、本実施の形態では、排気側バルブタイミング変更機構２９や前記吸気側バルブタイミング変更機構２７が排気還流装置として機能する。
【００３６】
内燃機関１０には、その吸気通路１１におけるスロットルバルブ１３の上流側およびクランクケース３１内を連通する新気導入通路３２と、吸気通路１１におけるスロットルバルブ１３の下流側およびクランクケース３１内を連通するガス排出通路３３とが設けられている。また、ガス排出通路３３にはＰＣＶバルブ３４が設けられている。このＰＣＶバルブ３４としては電磁制御バルブが設けられており、同ＰＣＶバルブ３４の開度制御を通じて上記ガス排出通路３３の通路断面積を変更することが可能になっている。本実施の形態では、これら新気導入通路３２、ガス排出通路３３およびＰＣＶバルブ３４により、吸気通路１１にクランクケース３１内のブローバイガスを排出して処理するブローバイガス処理装置が構成されている。なお、ブローバイガスとは、内燃機関１０の圧縮行程や膨張行程において、内燃機関１０のピストンリング３５およびシリンダ内壁面３６の間隙を通じて燃焼室１５からクランクケース３１内に漏れるガス（燃料を含む）のことである。
【００３７】
このブローバイガス処理装置では、吸気通路１１におけるスロットルバルブ１３の下流側の圧力（いわゆる吸気負圧）とクランクケース３１内の圧力との差を利用することにより、クランクケース３１内のガス（ブローバイガスを含む）が上記ガス排出通路３３を通じて吸気通路１１に排出される。また、吸気通路１１へのガスの排出に伴って低下するクランクケース３１内の圧力と吸気通路１１におけるスロットルバルブ１３の上流側の圧力との差を利用することより、吸気通路１１内の新気が新気導入通路３２を通じてクランクケース３１内に導入される。さらに、上記ＰＣＶバルブ３４の作動制御（ＰＣＶ制御）を通じて、内燃機関１０の吸気通路１１に排出されるガスの量が調節される。
【００３８】
内燃機関１０は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置３７を備えている。電子制御装置３７には、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサの検出信号が取り込まれている。
【００３９】
各種センサとしては、例えばクランクシャフト１９の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサや、アクセルペダル（図示略）の踏み込み量（アクセル踏み込み量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサが設けられている。また、吸入空気量ＧＡを検出するためのエアフローメータや、スロットルバルブ１３の開度（スロットル開度ＴＡ）を検出するためのスロットルセンサ、機関冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出するための温度センサが設けられている。その他、吸気バルブタイミングＶＴｉ（詳しくは吸気側バルブタイミング変更機構２７の作動量）を検出するための位置センサや、排気バルブタイミングＶＴｅ（詳しくは排気側バルブタイミング変更機構２９の作動量）を検出するための位置センサ等も設けられている。
【００４０】
電子制御装置３７は、各種センサの検出信号をもとに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットル機構１２や、ポート噴射バルブ１６、筒内噴射バルブ１７、吸気バルブタイミング制御、排気バルブタイミング制御、ＰＣＶ制御などといった機関制御を実行する。
【００４１】
本実施の形態の機関制御では、アクセル踏み込み量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥに基づいてスロットル開度ＴＡについての制御目標値（目標スロットル開度Ｔｔａ）が設定され、この目標スロットル開度Ｔｔａと実際のスロットル開度ＴＡとが一致するようにスロットル機構１２の作動制御（スロットル制御）が実行される。
【００４２】
また、機関回転速度ＮＥや、吸入空気量ＧＡ、スロットル開度ＴＡに基づいて、吸気バルブタイミングＶＴｉについての制御目標値（目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉ）と排気バルブタイミングＶＴｅについての制御目標値（目標排気バルブタイミングＴｖｔｅ）とがそれぞれ設定される。そして、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉと実際の吸気バルブタイミングＶＴｉとが一致するように吸気バルブタイミング制御が実行され、目標排気バルブタイミングＴｖｔｅと実際の排気バルブタイミングＶＴｅとが一致するように排気バルブタイミング制御が実行される。なお、これら吸気バルブタイミング制御および排気バルブタイミング制御は、燃焼室１５内に吸入空気を効率よく導入することや、吸気バルブ２３および排気バルブ２４が共に開弁されている期間（バルブオーバラップ期間）を燃料消費量の低減を図る上で適切な長さにすることなどを目的に実行される。
【００４３】
本実施の形態では、こうしたスロットル制御や、吸気バルブタイミング制御、ならびに排気バルブタイミング制御を通じて、実際に内燃機関１０の燃焼室１５内に吸入される空気の量が調節される。
【００４４】
また、本実施の形態の機関制御では、吸入空気量ＧＡに対して燃焼室１５内での燃焼に供される混合気の空燃比が所望の比率（例えば、理論空燃比）となる燃料噴射量が目標噴射量Ｔｑとして算出される。そして、この目標噴射量Ｔｑと実際の燃料噴射量とが一致するように上記ポート噴射バルブ１６や筒内噴射バルブ１７の作動制御（燃料噴射制御）が実行される。この燃料噴射制御では、内燃機関１０の負荷（機関負荷）がごく小さいときにはポート噴射バルブ１６からの燃料噴射を実行する一方で機関負荷が大きいときには筒内噴射バルブ１７からの燃焼噴射を実行するといったように、機関負荷に応じてポート噴射バルブ１６からの燃料噴射と筒内噴射バルブ１７からの燃焼噴射とが切り替えられる。本実施の形態では、こうした燃料噴射制御を通じて、燃焼室１５内部に供給される燃料の量が調節される。
【００４５】
さらに、本実施の形態の機関制御では、機関回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡに基づいてＰＣＶバルブ３４の開度についての制御目標値（目標ＰＣＶ開度）が設定されるとともに、実際のＰＣＶバルブ３４の開度が目標ＰＣＶ開度になるように、ＰＣＶ制御が実行される。
【００４６】
内燃機関１０（具体的には、クランクケース３１）の内部から吸気通路１１に排出されるガスにはブローバイガスやオイルの他に燃料が混入しているために、この燃料によって混合気の空燃比が変化して内燃機関１０の運転状態が不要に変化するおそれがある。そして、機関負荷が小さいときほど燃焼室１５内の混合気が少量であることから、吸気通路１１に排出されるガスに含まれる燃料による混合気の空燃比の変化分が大きくなる可能性が高く、そうした燃料の影響が大きいと云える。また、機関負荷が大きいときにはブローバイガスの発生量が多いために、ブローバイガスを適切に処理する上では、内燃機関１０の高負荷運転時においてクランクケース３１から吸気通路１１に多量のガスを排出することが可能な状態になることが望ましい。こうした実情をふまえて、本実施の形態のＰＣＶ制御では、基本的に、機関負荷（本実施の形態では、「吸入空気量ＧＡ／機関回転速度ＮＥ」）が大きいときほど、また機関回転速度ＮＥが高いときほど大きい開度になるようにＰＣＶバルブ３４の開度（具体的には、目標ＰＣＶ開度）が変更される。
【００４７】
なお、内燃機関１０の冷間運転時においては、オイルの温度が低いために、ブローバイガスに含まれる燃料や同ブローバイガスともどもクランクケース３１内に侵入した燃料がオイルタンク２１内のオイルに混入し易い。オイルに混入した燃料は内燃機関１０の運転継続に伴うオイル温度の上昇によって蒸発するために、この蒸発した燃料がガス排出通路３３を介して短期間において多量に吸気通路１１に排出されるようなことがあると、同燃料によって混合気の空燃比が大きく変化してしまい内燃機関１０の運転状態の不安定化を招いてしまう。そのため本実施の形態のＰＣＶ制御では、オイルに燃料が混入した場合に同燃料が蒸発する可能性が高い期間（具体的には、オイルの温度が所定温度（例えば７０度）になってから所定時間が経過するまでの期間）において、ＰＣＶバルブ３４の開度をごく小さい開度に設定するようにしている。
【００４８】
ここで本実施の形態では、吸気通路１１へのデポジット堆積の抑制や内燃機関１０の燃料消費量の低減を図るために、制御目標値（具体的には、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉ、目標排気バルブタイミングＴｖｔｅ、目標ＰＣＶ開度）とその算出パラメータとの関係を内燃機関１０の運転状態に応じて切り替えるようにしている。
【００４９】
以下、そのように制御目標値とその算出パラメータとの関係を切り替える処理（切り替え処理）について具体的に説明する。
図３に、上記切り替え処理の具体的な処理手順を示す。なお、同図のフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の処理として、電子制御装置３７により実行される。
【００５０】
図３に示すように、この処理では先ず、冷却水温ＴＨＷが所定温度（例えば７０度）より低いか否かが判断される（ステップＳ１０１）。
そして、冷却水温ＴＨＷが所定温度より低いときには（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、このとき内燃機関１０が冷間運転されているとして、各制御目標値とその算出パラメータとの関係として冷間運転時に適した関係が選択される。そして、そのように選択された各関係に基づいてＰＣＶ制御（ステップＳ１０２）や、吸気バルブタイミング制御、排気バルブタイミング制御（ステップＳ１０４またはステップＳ１０５）が実行される。一方、冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であるときには（ステップＳ１０１：ＮＯ）、このとき内燃機関１０が温間運転されているとして、各制御目標値とその算出パラメータとの関係として温間運転時に適した各関係が選択される。そして、そのように選択された各関係に基づいてＰＣＶ制御（ステップＳ１０６）や、吸気バルブタイミング制御、排気バルブタイミング制御が実行される（ステップＳ１０８またはステップＳ１０９）。
【００５１】
電子制御装置３７には、目標ＰＣＶ開度の算出に用いるマップや、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉの算出に用いるマップ、目標排気バルブタイミングＴｖｔｅの算出に用いるマップが記憶されている。これらマップはいずれも、算出パラメータに見合う制御目標値と同算出パラメータとの関係が実験結果などに基づき予め求められて記憶されたマップである。また各マップについて、内燃機関１０の冷間運転時に適した関係を定めたマップ（冷間用マップ）と内燃機関１０の温間運転時に適した上記関係を定めたマップ（温間用マップ）とが各別に設定されて記憶されている。そして、冷却水温ＴＨＷが所定温度より低いときには（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、それら冷間用マップおよび温間用マップのうちの冷間用マップが選択される一方、冷却水温ＴＨＷが所定温度以上であるときには（ステップＳ１０１：ＮＯ）、温間用マップが選択される。
【００５２】
なお、目標ＰＣＶ開度の算出に用いるマップとしては、算出パラメータ（具体的には、機関回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡ）が同一の条件下において冷間マップから算出される目標ＰＣＶ開度が温間マップから算出される目標ＰＣＶ開度より大きい開度になるように、それら冷間マップおよび温間マップが設定されている。これにより本実施の形態のＰＣＶ制御では、内燃機関１０の温間運転時におけるＰＣＶバルブ３４の開度と比較して冷間運転時におけるＰＣＶバルブ３４の開度が大きくなるように、同ＰＣＶバルブ３４の開度が変更される。
【００５３】
また、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅの算出に用いるマップとしては、算出パラメータ（具体的には、機関回転速度ＮＥや、吸入空気量ＧＡ、スロットル開度ＴＡ）が同一の条件下において冷間マップの選択時におけるバルブオーバラップ期間が温間マップの選択時におけるバルブオーバラップ期間より短くなるように、それら冷間マップおよび温間マップがそれぞれ設定されている。これにより本実施の形態の吸気バルブタイミング制御および排気バルブタイミング制御では、内燃機関１０の温間運転時におけるバルブオーバラップ期間と比較して冷間運転時におけるバルブオーバラップ期間が短くなるように、吸気バルブタイミングＶＴｉおよび排気バルブタイミングＶＴｅが変更される。
【００５４】
さらに本実施の形態では、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅの算出に用いるマップについての冷間用マップおよび温間用マップとしてそれぞれ、内燃機関１０の運転状態が吸気通路１１内のオイル量の少なくなる運転状態（以下、「特定運転状態」）であるときに用いられるマップ（特定マップ）と同特定運転状態以外の運転状態であるときに用いられるマップ（通常マップ）との二つのマップが設定されている。目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅを算出する際に、これら特定マップと通常マップとを切り替える理由については後に詳述する。
【００５５】
以下、冷却水温ＴＨＷに応じて制御目標値とその算出パラメータとの関係を切り替えることによる作用について説明する。
内燃機関１０の冷間運転時においては、その温間運転時と比較して混合気の燃焼状態の悪化を招き易い。そうした冷間運転時において、バルブオーバラップ期間を長くすると、これに起因して吸気通路１１に還流される排気（ＥＧＲガス）の量（ＥＧＲ量）が多くなって同吸気通路１１内の不活性ガス（具体的には、ＥＧＲガス）の量が多くなるために、混合気の燃焼状態の悪化をさらに招き易くなってしまう。
【００５６】
上記処理では、そうした内燃機関１０の冷間運転時におけるバルブオーバラップ期間として、温間運転時におけるバルブオーバラップ期間より短い期間が設定される。そのため、内燃機関１０の冷間運転時においてＥＧＲ量を少量に抑えることができ、混合気の燃焼状態の安定化を図ることができる。
【００５７】
また、内燃機関１０の内部ではオイルが変質することによって、いわゆるオイルスラッジが生成される。このオイルスラッジは酸性水とオイルとが共存する環境において生成されやすいことが知られている。この酸性水は、冷間運転時における結露によって内燃機関１０の内部に発生し、同内燃機関１０の温度上昇に伴って蒸発して消失する。
【００５８】
上記処理では、内燃機関１０の冷間運転時におけるＰＣＶバルブ３４の開度として、温間運転時における同開度より大きい開度が設定される。そのため、酸性水が発生する内燃機関１０の冷間運転時において同内燃機関１０の内部が換気される度合いを大きくすることができ、酸性水の発生、ひいてはスラッジの生成を的確に抑えることができる。
【００５９】
さらに上記処理を通じて、内燃機関１０の温間運転時と比較して、冷間運転時におけるＰＣＶバルブ３４の開度が大きい開度に設定されるとともにバルブオーバラップ期間が短い期間に設定される。そのため、クランクケース３１内から吸気通路１１への比較的多量のガスの排出に伴って同吸気通路１１に多量のオイルが供給される可能性があるとはいえ、このときＥＧＲ量が少なく吸気通路１１に供給されるＰＭの量が少ないために、オイルとＰＭとの混合によって進む吸気通路１１の壁面におけるデポジットの堆積を好適に抑えることができる。
【００６０】
また、本実施の形態にかかる切り替え処理では、内燃機関１０の冷間運転時（図３のステップＳ１０１：ＹＥＳ）および温間運転時（ステップＳ１０１：ＮＯ）のいずれの場合にも、前述した特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間継続されているか否かが判断される（ステップＳ１０３またはステップＳ１０７）。具体的には、以下の（条件イ）〜（条件ニ）のうちのいずれか一つが満たされることをもって、特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間継続されていると判断される。
（条件イ）機関負荷（ここでは、「吸入空気量ＧＡ／機関回転速度ＮＥ」）が所定値より小さく且つ機関回転速度ＮＥが所定速度Ｓ１より低い運転状態が所定期間（例えば数秒）以上にわたり継続されていること。
（条件ロ）機関回転速度ＮＥが所定速度Ｓ２（ただし、Ｓ１＜Ｓ２）より高い運転状態が所定期間（例えば数秒）以上にわたり継続されていること。
（条件ハ）ＰＣＶバルブ３４の開度が所定開度より小さい運転状態が所定期間（例えば数秒）以上にわたり継続されていること。
（条件ニ）ポート噴射バルブ１６から噴射される燃料の量が所定量より多い運転状態が所定期間（例えば数秒）以上にわたり継続されていること。
【００６１】
特定運転状態であることは、以下のような観点に基づき判断される。
機関負荷が小さく且つ機関回転速度ＮＥが低いときには、ブローバイガスの発生量が少なく内燃機関１０の内部から吸気通路１１に排出されるガスの量も少ないために、同ガスの排出に伴って吸気通路１１に供給されるオイルの量も少ない。本実施の形態では、前記（条件イ）により、そのように吸気通路１１に供給されるオイルの量が少ない運転状態（特定運転状態）であることが判断される。
【００６２】
また、機関回転速度ＮＥが高いときには、吸気通路１１を通過する吸入空気の流速が高いために、吸気通路１１の壁面に付着しているオイルの一部がそうした吸入空気の流れによって押し流されて内燃機関１０の燃焼室１５に送り込まれるようになる。そのため、このときには吸気通路１１内のオイルの量が少なくなると云える。本実施の形態では、前記（条件ロ）により、そのようにして吸気通路内のオイルの量が少なくなる運転状態（特定運転状態）であることが判断される。
【００６３】
さらに、ＰＣＶバルブ３４の開度が小さいときには、ガス排出通路３３を通じてクランクケース３１の内部から吸気通路１１に排出されるガスの量が少ないために、同ガスの排出に伴って吸気通路１１に供給されるオイルの量も少ない。本実施の形態では、前記（条件ハ）により、そのように吸気通路１１に供給されるオイルの量が少ない運転状態（特定運転状態）であることが判断される。この（条件ハ）は、具体的には、前述したオイルに混入した燃料の蒸発による混合気の空燃比に対する影響を抑えるためにＰＣＶバルブ３４の開度が変更されたことなど、ＰＣＶバルブ３４の開度がごく小さい開度に設定されたことを判断するための条件である。
【００６４】
また、ポート噴射バルブ１６からの燃料噴射量が多いときには、同ポート噴射バルブ１６から噴射された燃料の一部が吸気通路１１の壁面を流れるようになるため、この燃料によって吸気通路１１の壁面に付着しているオイルが洗い流されて内燃機関１０の燃焼室１５に送り込まれるようになる。そのため、このときには吸気通路１１内のオイルの量が少なくなると云える。本実施の形態では、前記（条件ニ）により、そのようにして吸気通路内のオイルの量が少なくなる運転状態（特定運転状態）であることが判断される。
【００６５】
そして、そうした特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間継続されていると判断されるときには（ステップＳ１０３：ＹＥＳまたはステップＳ１０７：ＹＥＳ）、各制御目標値（目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅ）とその算出パラメータとの関係として特定運転状態に適した各関係が選択される。そして、それら関係に基づいて吸気バルブタイミング制御や排気バルブタイミング制御が実行される（ステップＳ１０４またはステップＳ１０８）。一方、特定運転状態での内燃機関１０の運転の継続期間が所定期間未満であるときや同内燃機関１０が特定運転状態以外の運転状態であるときには（ステップＳ１０３：ＮＯまたはステップＳ１０７：ＮＯ）、各制御目標値とその算出パラメータとの関係として特定運転状態以外の運転状態に適した各関係が選択される。そして、それら関係に基づいて吸気バルブタイミング制御や排気バルブタイミング制御が実行される（ステップＳ１０５またはステップＳ１０９）。
【００６６】
前述したように本実施の形態では、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅの算出に用いるマップについての冷間用マップおよび温間用マップそれぞれについて、特定マップと通常マップとの二つのマップが設定されている。具体的には、算出パラメータ（具体的には、機関回転速度ＮＥや吸入空気量ＧＡ、スロットル開度ＴＡ）が同一の条件下において特定マップの選択時におけるバルブオーバラップ期間が通常マップの選択時におけるバルブオーバラップ期間より長くなるような関係が、上記制御目標値と算出パラメータとの関係として、それら特定マップおよび通常マップにそれぞれ設定されている。
【００６７】
そして、特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間継続されているときには（ステップＳ１０３：ＹＥＳまたはステップＳ１０７：ＹＥＳ）、それら特定マップおよび通常マップのうちの特定マップが選択される。一方、特定運転状態での内燃機関１０の運転の継続期間が所定期間未満であるときや同内燃機関１０が特定運転状態以外の運転状態であるときには（ステップＳ１０３：ＮＯまたはステップＳ１０７：ＮＯ）、通常マップが選択される。
【００６８】
以下、このように目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅとその算出パラメータとの関係を切り替えることによる作用について説明する。
クランクケース３１内のガスとＥＧＲガスとが共に吸気通路１１に多量に供給される状況になると、クランクケース３１内のガスに含まれるオイルとＥＧＲガスに含まれるＰＭとによってデポジットの堆積量が急速に増加するおそれがある。本実施の形態では、そうした状況になることを抑えつつ内燃機関１０の燃料消費量を少なく抑えることが可能になるように、バルブオーバラップ期間が定められている。
【００６９】
詳しくは、特定運転状態での内燃機関１０の運転の継続期間が所定期間未満であるときや同内燃機関１０が特定運転状態以外の運転状態であるときには、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅの算出に用いるマップとして通常マップが選択されて、バルブオーバラップ期間として比較的短い期間が設定される。これによりＥＧＲ量が少なくなるために、これに起因して燃料消費量が若干多くなるものの、吸気通路１１の壁面におけるデポジットの堆積が抑えられて内燃機関１０の耐久性能の向上が図られるようになる。
【００７０】
一方、吸気通路１１内のオイル量の少なくなる特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間以上にわたり継続されているときには、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅの算出に用いるマップとして特定マップが選択されて、バルブオーバラップ期間として比較的長い期間が設定される。
【００７１】
クランクケース３１内のガスが吸気通路１１に排出されているときであっても内燃機関１０の運転状態によっては吸気通路１１内に存在するオイルの量が少なくなる場合があり、そうした場合にはＥＧＲ量が多少増加したところで吸気通路１１の壁面におけるデポジットの堆積量はさほど増加しない。
【００７２】
この点をふまえて本実施の形態では、特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間以上にわたり継続されているときにはＥＧＲ量が増えたところで吸気通路１１におけるデポジット堆積が抑えられるとして、バルブオーバラップ期間が長い期間に設定される。これにより、特定運転状態での内燃機関１０の運転の継続期間が所定期間未満であるときや同内燃機関１０が特定運転状態以外の運転状態であるときにおいて燃料消費量を低減することよりもデポジットの堆積を抑えることを重視してバルブオーバラップ期間が短く設定されている場合に、燃料消費量を少なく抑えるべく同バルブオーバラップ期間を延長することができるようになる。
【００７３】
また、特定運転状態での内燃機関１０の運転が継続されると、その間における吸入空気の通過やポート噴射バルブ１６からの燃料噴射によって吸気通路１１内のオイルが燃焼室１５に送られることにより、同吸気通路１１内のオイルがより減少するようになる。この点をふまえて本実施の形態では、前記（条件イ）〜（条件ニ）として、特定運転状態で内燃機関１０が運転されたことだけでなく、同特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間継続されたことを判断するための条件が設定されている。これにより、単に特定運転状態で内燃機関１０が運転されたことのみを判断するための条件が設定される場合と比較して、吸気通路１１内のオイルがより少なくなったことをもって目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉや目標排気バルブタイミングＴｖｔｅの算出に用いるマップを特定マップに切り替えることができるようになる。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）吸気通路１１内のオイル量が少なくなる特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間以上にわたり継続されているときに、特定運転状態での内燃機関１０の運転の継続期間が所定期間未満であるときや同内燃機関１０が特定運転状態以外の運転状態であるときと比較して、バルブオーバラップ期間として長い期間を設定するようにした。これにより、特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間以上にわたり継続されているとき、すなわち吸気通路１１におけるデポジット堆積が抑制されるときにおいてＥＧＲ量を増加させて、これによる燃料消費量の低減を図ることができるようになる。
【００７５】
（２）特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間以上継続されたことを条件に、バルブオーバラップ期間の長い期間への変更を開始するようにした。そのため、吸気通路１１内のオイルがより少なくなったことを条件に、ＥＧＲ量を増加させることができ、吸気通路１１におけるデポジット堆積を好適に抑制することができる。
【００７６】
（３）機関負荷が所定値より小さく且つ機関回転速度ＮＥが所定速度Ｓ１より低いことをもって、内燃機関１０が特定運転状態であることを判断することができる。
（４）機関回転速度ＮＥが所定速度Ｓ２より高いことをもって、内燃機関１０が特定運転状態であることを判断することができる。
【００７７】
（５）ＰＣＶバルブ３４の開度が所定開度より小さくなる内燃機関１０の運転状態であることをもって、同内燃機関１０が特定運転状態であることを判断することができる。
（６）ポート噴射バルブ１６からの燃料噴射量が所定量より多いことをもって、内燃機関１０が特定運転状態であることを判断することができる。
【００７８】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施の形態では、機関負荷としてその指標値（吸入空気量ＧＡ／機関回転速度ＮＥ）を用いるようにした。そのように機関負荷の指標値として用いる値は、機関負荷と相関して変化する値であれば、任意に変更可能である。具体的には、吸入空気量ＧＡや、燃料噴射量（ポート噴射バルブ１６からの燃料噴射量あるいは筒内噴射バルブ１７からの燃料噴射量）、機関回転速度ＮＥによって燃料噴射量を商算した値（燃料噴射量／機関回転速度ＮＥ）などを機関負荷の指標値として用いることができる。
【００７９】
・制御目標値（目標ＰＣＶ開度、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｉ、目標吸気バルブタイミングＴｖｔｅ）の算出を、マップ演算を通じて行うことに代えて、電子制御装置３７に予め記憶させた演算式に基づく演算によって行うようにしてもよい。また、内燃機関１０の運転状態に基づき求めた基本値を（条件イ）〜（条件ニ）についての判断結果や冷却水温ＴＨＷに基づき求めた補正値によって補正して、制御目標値を算出するようにしてもよい。要は、算出パラメータに応じた値を制御目標値として算出することができるのであれば、同制御目標値の算出方法は任意に変更可能である。
【００８０】
・特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間以上継続されているときに、直近の所定期間（例えば、クランクシャフト１９が数回回転する期間）における機関負荷の推移や、機関回転速度ＮＥの推移、目標ＰＣＶ開度の推移、ポート噴射バルブ１６からの燃料噴射量の推移に応じて制御目標値を可変設定するようにしてもよい。こうした構成によれば、上記各パラメータの推移を吸気通路１１内のオイル量の指標値として用いることにより、同オイル量に応じたかたちでバルブオーバラップ期間を設定することが可能になり、吸気通路１１におけるデポジット堆積の抑制と燃料消費量の低減との好適な両立を図ることができるようになる。なお、上記構成において制御目標値の可変設定に用いる値としては、所定期間における各パラメータの積算値や、平均値、なまし値（いわゆるなまし処理を実行した値）などを用いることができる。
【００８１】
・（条件イ）に代えて、「（条件ホ）機関負荷が所定値より小さい運転状態が所定期間以上にわたり継続されていること」との条件を設定するようにしてもよい。機関負荷が小さいときには、ブローバイガスの発生量が少なく内燃機関１０の内部から吸気通路１１に排出されるガスの量も少ないために、同ガスの排出に伴って吸気通路１１に供給されるオイルの量も少ない。上記（条件ホ）によれば、そのように吸気通路１１に供給されるオイルの量が少ない運転状態（特定運転状態）であることを判断することができる。
【００８２】
・（条件イ）〜（条件ニ）における所定期間として、数秒が経過する期間を設定することに限らず、クランクシャフト１９が数回回転する期間や燃料噴射が数回実行される期間などを設定するようにしてもよい。
【００８３】
・（条件イ）〜（条件ニ）として、「特定運転状態での内燃機関１０の運転が所定期間継続されたこと」を判断するための条件を設定することに代えて、「内燃機関１０が特定運転状態になったこと」を判断するための条件を設定するようにしてもよい。
【００８４】
・（条件イ）〜（条件ニ）のうちのいずれか三つ、あるいはいずれか二つのみを設定するようにしてもよい。また、（条件イ）〜（条件ニ）のうちのいずれか一つのみを設定することも可能である。なお、（条件イ）〜（条件ニ）のうちの（条件ニ）が省略される場合には、ポート噴射バルブ１６および筒内噴射バルブ１７のうちの同筒内噴射バルブ１７のみが設けられた内燃機関にも、上記実施の形態にかかる制御装置を適用することができる。
【００８５】
・内燃機関１０の冷間運転時において、温間運転時と比較して、ＰＣＶバルブ３４の開度を大きい開度に設定するとともにバルブオーバラップ期間を短い期間に設定する構成を省略してもよい。具体的には、切り替え処理（図３）におけるステップＳ１０１〜Ｓ１０５の処理を省略してもよい。
【００８６】
・本発明は、吸気側バルブタイミング変更機構および排気側バルブタイミング変更機構のいずれか一方のみが設けられた内燃機関にも適用することができる。
・本発明は、吸気通路および排気通路を連通するＥＧＲ通路と同ＥＧＲ通路の通路断面積を変更するためのＥＧＲバルブとを備えた排気還流装置を備えた内燃機関にも適用することができる。この場合には、内燃機関が特定運転状態であるときに、同特定運転状態以外の運転状態であるときと比較して、ＥＧＲバルブの開度を大きい開度に設定するようにすればよい。これによってＥＧＲ量が増加し、これによる燃料消費量の低減を図ることができるようになる。なお、このようにＥＧＲバルブの開度の変更を通じてＥＧＲ量を増加させる場合には、吸気側バルブタイミング変更機構や排気側バルブタイミング変更機構を省略することができる。
【００８７】
・本発明は、筒内噴射バルブおよびポート噴射バルブのうちのポート噴射バルブのみが設けられた内燃機関にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明にかかる内燃機関の制御装置を具体化した一実施の形態の概略構成を示す略図。
【図２】吸気バルブタイミング制御における吸気バルブのバルブタイミングの変更態様を示すタイミングチャート。
【図３】切り替え処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００８９】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１２…スロットル機構、１３…スロットルバルブ、１４…スロットルモータ、１５…燃焼室、１６…ポート噴射バルブ、１７…筒内噴射バルブ、１８…ピストン、１９…クランクシャフト、２０…排気通路、２１…オイルタンク、２２…ポンプ、２３…吸気バルブ、２４…排気バルブ、２５…吸気カムシャフト、２６…排気カムシャフト、２７…吸気側バルブタイミング変更機構、２８…アクチュエータ、２９…排気側バルブタイミング変更機構、３０…アクチュエータ、３１…クランクケース、３２…新気導入通路、３３…ガス排出通路、３４…ＰＣＶバルブ（開閉バルブ）、３５…ピストンリング、３６…シリンダ内壁面、３７…電子制御装置。
【図１】
2009215907.tif 000003
【図２】
2009215907.tif 000004
【図３】
2009215907.tif 000005