JP2002242713A

JP2002242713A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2002242713A
Application number: JP2001348534A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Majima; 摩島　　嘉裕; Toyoji Yagi; 豊児八木
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2000-12-15
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、吸気バルブの開タイミングを遅角
制御することで吸気流速を向上させ、このときに燃料噴
射量を減量補正することで、安定した空燃比制御が可能
な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】ステップ１０２にて、機関水温の温度範
囲が判定される。このとき、燃料の蒸発特性が温度に依
存する範囲として、０℃から５０℃の範囲であると判定
されると、ステップ１０３へ進む。（上記以外は、従来
より知られる制御を実施。）そして、吸気バルブの開タ
イミングを吸気流速を向上させることを目的として遅角
させ、ステップ１０４にて、吸気バルブの開タイミング
に応じて、燃料噴射時間ＴＡＵ，燃料噴射時期，点火時
期θｉｇを制御する。これにより、吸気流速の向上に伴
って、付着燃料量を低減できるので、安定した空燃比制
御を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は吸気バルブおよび／
または排気バルブの開閉タイミングを任意に設定可能な
バルブタイミング機構を備えるものにおいて、最適な制
御を実施する内燃機関の制御装置に関わる。

【０００２】

【従来技術】従来より、内燃機関の始動時の制御として
確実な始動を行うために始動時の燃料噴射量を増量補正
し、制御するものが知られている。増量補正を行う理由
の一つとして、冷間始動時では、その機関温度の低さが
燃料の蒸発度合に影響することが挙げられる。燃料の蒸
発度合は冷却水温が低いほど蒸発しにくくなり、インジ
ェクタから噴射される燃料の一部が吸気通路や吸気バル
ブに付着してしまう。このように機関温度の低さによっ
て付着燃料が多くなるので、従来では燃料噴射量の増量
補正を行っていた。

【０００３】

【発明が解決する課題】ところが、吸気通路中に付着す
る燃料が多いと付着燃料の一部が解離することにより、
燃焼室内に流入する燃料量が不安定になる虞があるため
に、燃焼が安定せず精度良い空燃比制御が困難であっ
た。

【０００４】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、従来より行われている増量補正を低減し、吸
気通路中に付着する燃料量を低減することで、安定した
空燃比制御が実施できる内燃機関の制御装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決すための手段】請求項１の発明によれば、
燃料を噴射するために配設される燃料噴射弁と、前記燃
料噴射弁により噴射される噴射燃料量を制御する燃料噴
射量制御手段と、内燃機関の吸気通路を開閉するための
吸気バルブと、前記吸気バルブの開タイミングおよび／
またはリフト量を任意に設定可能なバルブ調整機構と、
運転状態に応じて前記バルブ調整機構を調整することに
より、前記吸気バルブの開タイミングおよび／またはリ
フト量を設定するバルブ調整手段と、前記バルブ調整手
段により、吸気流速が向上するように前記吸気バルブの
開タイミングおよび／またはリフト量を調整し、該調整
された吸気バルブの開タイミングおよび／またはリフト
量に基づいて、前記燃料噴射量を吸気系に付着する付着
燃料を低減するように補正する付着燃料低減手段とを備
える。

【０００６】これにより、吸気系にて吸気流速が向上す
るので、吸気通路に付着する付着燃料量を低減すること
ができる。このため、燃料噴射量を低減することがで
き、精度良い空燃比制御を実現することができる。

【０００７】請求項２の発明によれば、請求項１に記載
の内燃機関の制御装置において、前記バルブ調整手段
は、前記吸気バルブの開タイミングを遅角する遅角制御
手段を備え、前記付着燃料低減手段は、前記遅角制御手
段により前記吸気バルブの開タイミングが遅角されたこ
とに基づいて、前記燃料噴射量制御手段により制御され
る燃料噴射量を吸気系に付着する付着燃料を低減するよ
うに補正する。

【０００８】これにより、吸気バルブの開タイミングが
遅角されることにより、吸気通路中の圧力と燃焼室内の
圧力とに差圧が生じる。差圧が生じた状態で吸気バルブ
が開かれることにより吸気流速が向上ので、吸気通路に
付着する燃料量を低減できる。付着燃料の低減により、
その一部が解離することを防止することができるので、
精度良く空燃比制御を実施することができる。

【０００９】請求項３の発明によれば、請求項２に記載
の内燃機関の制御装置において、燃料噴射弁により噴射
される燃料の噴射時期を制御する燃料噴射時期制御手段
を備え、前記遅角制御手段により前記吸気バルブの開タ
イミングが遅角されることに基づいて前記燃料噴射時期
制御手段により前記燃料噴射時期を前記吸気バルブが開
き始めるときに燃焼室内に到達するように設定する。

【００１０】たとえば、吸気バルブが閉じた状態で、ピ
ストンが上死点を越えて下がり始めると、吸気通路と燃
焼室との圧力に差圧が生じる。吸気バルブが開き始めた
状態が最も差圧が大きい状態であるから、このタイミン
グで燃料噴射弁にて噴射される燃料が到達するように燃
料噴射時期を設定してやることで、燃焼室内に流入する
燃料を良好に攪拌することができる。

【００１１】請求項４の発明によれば、請求項２乃至請
求項３に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関
の排気通路を開閉するための排気バルブと、前記排気バ
ルブの閉タイミングを任意に設定可能な第２のバルブ調
整機構と、前記第２のバルブ調整機構を調整することに
より、前記排気バルブの閉タイミングを設定する第２の
バルブ調整手段とを備え、前記遅角制御手段により前記
吸気バルブが遅角されているときに、前記第２のバルブ
調整手段により前記排気バルブの閉タイミングを進角す
る。

【００１２】排気バルブを進角すると、燃焼により排出
される排出ガスが燃焼室内に残留する。通常、残留した
燃焼ガスにより燃焼が不安定になる虞があるが、本発明
では、吸気バルブを遅角制御することで吸気流速を向上
させ、燃焼室内の混合気を良好に攪拌させるので、排気
バルブを進角させて排気ガスを残留させても燃焼が悪化
することを防止することができる。また、排気ガス中の
成分には、未燃ＨＣガスなどの有害物質が含まれるが、
この未燃ガス成分が再び燃焼に寄与することでエミッシ
ョンを低減することができる。

【００１３】請求項５の発明によれば、請求項２乃至請
求項４のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置にお
いて、前記遅角制御手段は、前記吸気バルブの開タイミ
ングを上死点位置よりも遅角側に制御することを特徴と
する。

【００１４】これにより、吸気バルブが閉じている状態
で、内燃機関のピストンが上死点位置を越えてから吸気
バルブを開かれるので、吸気通路の圧力と燃焼室内の圧
力とに差圧が生じる。この差圧によって燃焼室内へ吸入
空気が流れ込む吸気流速が向上する。

【００１５】たとえば、この差圧を３０ＫＰａ程度以上
になるように吸気バルブの開タイミングを遅角するのが
好ましい。

【００１６】請求項６の発明によれば、請求項１に記載
の内燃機関の制御装置において、前記バルブ調整手段
は、前記吸気バルブのリフト量を吸気流速が向上するよ
うなリフト量に制御するバルブリフト量制御手段を備
え、内燃機関の冷間始動後において前記付着燃料低減手
段は、前記バルブリフト量制御手段により前記吸気バル
ブのリフト量の制御によって吸気流速が向上することに
基づいて、前記燃料噴射制御手段により制御される燃料
噴射量を吸気系に付着する付着燃料が低減されるように
補正する。

【００１７】これにより、バルブリフト量を吸気流速が
向上するリフト量に設定することで、吸気通路に付着す
る燃料量を低減することができ、付着燃料の低減により
吸気通路中の付着燃料の一部が解離して燃焼が不安定に
なることが防止できるので、精度良い空燃比制御が実施
できる。

【００１８】たとえば、吸気流速を向上させるために、
バルブリフト量を通常の運転状態で制御されるリフト量
よりも小さくすると良い。バルブリフト量が小さく設定
されることで、吸気通路から燃焼室内へ吸入空気が通過
するための通過断面積が小さくなるので吸気流速を向上
させることができる。

【００１９】さらに、例えば、暖機増量補正を低減した
い場合には、燃料噴射量を小さくすれば良い。燃料噴射
量を小さく設定しても、本発明によれば、吸気流速が向
上することで吸気通路に付着する燃料量を低減すること
ができる。付着燃料を低減できることで、付着燃料の一
部が解離して燃焼室内に流れ込むことを防止でき、燃焼
が不安定になることを防止することができる。

【００２０】請求項７の発明によれば、請求項６に記載
の内燃機関の制御装置において、内燃機関の排気通路を
開閉するための排気バルブと、前記排気バルブの閉タイ
ミングを任意に設定可能な第２のバルブ調整機構と、前
記第２のバルブ調整機構を調整することにより、前記排
気バルブの閉タイミングを設定する第２のバルブ調整手
段とを備え、前記バルブリフト量制御手段により前記吸
気バルブのリフト量を吸気流速が向上させるリフト量に
制御されているときに、前記第２のバルブ調整手段によ
り前記排気バルブの閉タイミングを進角する。

【００２１】排気バルブを進角すると、燃焼により排出
される排出ガスが燃焼室内に残留する。通常、残留した
燃焼ガスにより燃焼が不安定になる虞があるが、本発明
では、吸気バルブのリフト量を制御することにより吸気
流速を向上させることができる。吸気流速の向上するこ
とで燃焼室内の混合気を良好に攪拌させるので、燃焼室
内での燃料分布が良好になり、失火などが生じることに
より燃焼が不安定になることが抑制される。また、排気
ガス中の成分には、未燃ＨＣガスなどの有害物質が含ま
れるが、この未燃ガス成分が再び燃焼に寄与することで
エミッションを低減することができる。

【００２２】請求項８の発明によれば、請求項６または
請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、燃料噴
射弁により噴射される燃料の噴射時期を制御する燃料噴
射時期制御手段を備え、前記遅角制御手段により前記吸
気バルブの開タイミングが遅角されることに基づいて前
記燃料噴射時期制御手段により燃料噴射時期を設定す
る。

【００２３】これにより、インジェクタにより噴射され
る燃料が、吸気バルブが開き始めるときに燃焼室内に到
達するように設定することができる。このように燃料噴
射時期を設定すると、吸気流速が最も大きなときに燃料
を燃焼室内に流入させることができるので、燃焼室内の
混合気を良好に攪拌することができる。

【００２４】請求項９の発明によれば、請求項１乃至請
求項８のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置にお
いて、内燃機関の燃焼室内に火花を飛ばすための点火プ
ラグと、前記点火プラグによる点火時期を制御する点火
時期制御手段とを備え、前記補正手段により吸気系に付
着する燃料を低減するように補正されると、前記点火時
期制御手段により点火時期を進角する。

【００２５】付着燃料を低減するように燃料噴射量を補
正するので、リーンな燃焼が行われる。リーン燃焼で
は、理論空燃比での燃焼に比べて、トルクが下がってし
まうので、この分のトルクを補償するように、点火時期
を進角させることでトルクが下がることを抑制すること
ができる。

【００２６】請求項１０の発明によれば、請求項１乃至
請求項９のいずれか一つに記載の内燃機関の制御装置に
おいて、内燃機関の冷却水温を検出する水温検出手段を
備え、前記水温検出手段により検出される内燃機関の冷
却水温が０℃から５０℃程度までの範囲において、前記
付着燃料低減手段により吸気系に付着する燃料量を低減
するように前記燃料噴射量を補正する制御を実施する。

【００２７】０℃から５０℃程度の温度範囲では、燃料
の蒸発特性が温度に依存する。温度が低ければ、蒸発し
にくくなり、高くなるにつれて蒸発し易くなる。５０℃
以降では、蒸発特性は温度に依存しなくなるため、本発
明を上述の温度範囲にて実施することが好ましい。

【００２８】請求項１１の発明によれば、請求項４また
は請求項７に記載の内燃機関の制御装置において、前記
付着燃料低減手段は、前記燃料噴射量を増量する排気バ
ルブ進角時増量補正手段を備える。

【００２９】排気バルブが進角されているときは、燃焼
によって生じる排気ガスが燃焼室内に残留するため燃焼
室の体積に流入する吸入空気量が低減する。燃料噴射量
は、吸入空気量に応じて設定されるため、排出ガスが燃
焼室内に残留することで吸入空気量が減少してしまい、
これに応じた燃料噴射量を設定することで燃料噴射量が
不足する虞がある。そこで、付着燃料量を低減するため
に吸気バルブの遅角制御を実施しているときに、排気バ
ルブの進角制御を行い排気ガスを燃焼室内に残留させる
ときには、燃料噴射量を増量補正することで燃焼が不安
定になることを防止することができる。

【００３０】請求項１２の発明によれば、請求項１１に
記載の内燃機関の制御装置において、吸気通路に吸入さ
れる吸入空気量を調整するために、吸気通路中に配設さ
れるスロットルバルブと、前記スロットルバルブを運転
状態に応じて調整するスロットルバルブ制御手段と、前
記補正手段が、付着燃料を低減するための補正に比べ
て、前記燃料噴射量を増量するように補正しているとき
は、前記スロットルバルブ制御手段により制御されるス
ロットルバルブの開度を前記吸入空気量が増量されるよ
うに制御する。

【００３１】これにより、特に、吸気バルブのリフト量
を小さく設定することで、燃焼室内への吸気通路の吸気
断面積が小さくなる場合は、吸入空気量が不足する虞が
あるため、上述のように、スロットルバルブの開度を開
く側に設定し、吸入空気量を大きく補正するのが好まし
い。

【００３２】なお、ここで、アイドルスピードコントロ
ールバルブが備えられる内燃機関においては、アイドル
スピードコントロールバルブの制御バルブによって、吸
入空気量を補正しても良い。

【００３３】請求項１３の発明によれば、内燃機関の始
動を判定する始動判定手段と、内燃機関の始動時に前記
吸気バルブのタイミングを始動に適した中間保持機構と
を備え、前記遅角制御手段は、前記始動判定手段により
内燃機関が始動したと判定されると、内燃機関の始動時
に前記中間保持機構により規制された前記所定の開タイ
ミングから前記吸気バルブの開タイミングを遅角する。

【００３４】これにより、内燃機関の始動が判定されて
からは、中間保持機構で保持される吸気バルブのタイミ
ングから遅角することでピストンが吸気上死点を越えて
下がっても、吸気バルブが閉じているので、燃焼室内を
大きく負圧に設定することができる。ゆえに、吸気通路
中の圧力と燃焼室内の圧力とに大きな差圧が生じて、吸
気バルブが開いたときには吸気通路中の吸気流速が向上
する。そして、吸気流速が向上することで吸気通路中に
付着する付着燃料量を低減させることができる。

【００３５】請求項１４の発明によれば、請求項２に記
載の内燃機関の制御装置において、触媒が暖機しておら
ず、かつ、内燃機関がほぼ暖機状態にあるときに内燃機
関が半暖機状態であると判断する。ここで、内燃機関が
ほぼ暖機状態にあるときとは、機関停止後、冷却水温が
下がり始めた後、下がりきる前に内燃機関が再始動され
た状態である。

【００３６】このような場合、冷間始動時に比べて始動
性が安定するため吸気バルブの開タイミングを遅角させ
たとき、充填効率が悪くなっても十分始動することがで
きる。また、吸気流速が早くなり、燃料の霧化が向上す
るため燃料の燃焼状態が良くなり、始動時のエミッショ
ンを向上することができる。

【００３７】また始動時に吸気バルブの開タイミングを
既に遅角させているため、始動後、すぐに触媒早期暖機
のための点火遅角制御を実行することができる。

【００３８】請求項１５の発明によれば、前記暖機状態
検出手段は、内燃機関の排気通路中に配設されて排気ガ
ス中の有害ガス成分を浄化する触媒コンバータが暖機し
ておらず、かつ内燃機関がほぼ暖機状態であるとき、内
燃機関が半暖機状態であることを検出すると良い。ま
た、より具体的には請求項１６のは前記半暖機状態検出
手段は、内燃機関の冷却水温、内燃機関始動後の経過時
間、吸気温度、内燃機関回転速度の積算値の少なくとも
一つを用いることにより内燃機関の半暖機状態を精度良
く検出するとことができる。

【００３９】また、請求項１６の発明のように、請求項
１５に記載の内燃機関の制御装置において、内燃機関の
半暖機を内燃機関の冷却水温、内燃機関始動後の経過時
間、吸気温度、内燃機関回転数の積算値の少なくとも一
つを用いることにより、精度良く内燃機関の半暖機状態
を検出することができる。

【００４０】請求項１７の発明によれば、第２のバルブ
タイミング制御手段は、遅角制御手段により吸気バルブ
の開タイミングが遅角されている期間、吸気バルブの開
タイミングに応じて前記排気バルブの閉タイミングを制
御する。

【００４１】これにより吸気バルブの開タイミングが遅
角されているとき、吸気バルブの開タイミングに応じて
最適な排気バルブの閉タイミングを設定することができ
る。

【００４２】通常、排気バルブが閉弁しても所定の期間
は排気バルブとシリンダとの間にわずかな隙間が生じ
る。本発明のように吸気バルブの開タイミングを遅角し
てシリンダ内に負圧を発生させる際には、この隙間の影
響を大きく受ける。

【００４３】そこで、請求項１８に記載の発明のよう
に、排気バルブの閉タイミングを前記排気バルブの閉弁
後、所定クランク角経過後に前記吸気バルブが開弁する
ように設定するようにすれば、確実に排気バルブとシリ
ンダとが密閉した状態を作ることができるので、吸気バ
ルブの閉タイミングを遅角することにより、効率良くシ
リンダ内に負圧を発生させることができる。

【００４４】

【発明の実施の形態】＜第１の実施例＞以下、この発明
を具体化した第１の実施例を図面に従って説明する。図
１は、本実施の形態の第１の実施例にかかるエンジン制
御装置を示す全体構成図である。

【００４５】図１において、エンジン１は火花点火式の
４サイクル多気筒内燃機関からなり、その吸気ポートと
排気ポートにはそれぞれ吸気管２と排気管３とが接続さ
れている。吸気管２には、図示しないアクセルペダルに
連動するスロットル弁４が設けられると共に、吸入空気
の圧力を検出するための吸気圧センサ２９が配設されて
いる。スロットル弁４の開度はスロットルセンサ２０に
より検出され、同センサ２０によればスロットル全閉の
状態も併せて検出される。

【００４６】エンジン１の気筒を構成するシリンダ６内
には図の上下方向に往復動するピストン７が配設され、
同ピストン７はコンロッド８を介して図示しないクラン
ク軸に連結されている。ピストン７の上方にはシリンダ
６及びシリンダヘッド９にて区画された燃焼室１０が形
成され、燃焼室１０は吸気バルブ１１及び排気バルブ１
２を介して前記吸気管２及び排気管３に連通している。
シリンダ６（ウォータジャケット）には、エンジン冷却
水の温度を検出するための水温センサ１７が配設されて
いる。

【００４７】排気管３には２つの触媒コンバータ１３，
１４が配設されており、これら触媒コンバータ１３，１
４は、排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘといった三成分を
浄化するための三元触媒からなる。上流側の触媒コンバ
ータ１３は、下流側の触媒コンバータ１４に比べてその
容量が小さく、エンジン始動直後の暖機が比較的早い、
いわゆるスタートキャタリストとしての役割を持つ。な
お、上流側の触媒コンバータ１３は、エンジン排気ポー
ト端面から約３００ｍｍ程度の位置に設けられる。

【００４８】触媒コンバータ１４の上流側には、限界電
流式空燃比センサからなるＡ／Ｆセンサ１５が設けら
れ、同Ａ／Ｆセンサ１５は排ガス中の酸素濃度（或い
は、未燃ガス中の一酸化炭素の濃度）に比例して広域で
且つリニアな空燃比信号を出力する。また、同触媒コン
バータ１４の下流側には、理論空燃比（ストイキ）を境
にしてリッチ側とリーン側とで異なる電圧信号を出力す
るＯ２センサ１６が設けられている。

【００４９】電磁駆動式のインジェクタ１８には図示し
ない燃料供給系から高圧燃料が供給され、インジェクタ
１８は通電に伴いエンジン吸気ポートに燃料を噴射供給
する。本実施例では、吸気マニホールドの各分岐管毎に
１つずつインジェクタ１８を有するマルチポイントイン
ジェクション（ＭＰＩ）システムが構成されている。シ
リンダヘッド９に配設された点火プラグ１９は、図示し
ないイグナイタから供給される点火用高電圧により発火
する。

【００５０】この場合、吸気管上流から供給される新気
とインジェクタ１８による噴射燃料とがエンジン吸気ポ
ートにて混合され、その混合気が吸気バルブ１１の開弁
動作に伴い燃焼室１０内に流入する。燃焼室１０内に流
入した燃料は、点火プラグ１９による点火火花にて着火
され、燃焼に供される。

【００５１】吸気バルブ１１を所定のタイミングで開閉
させるための吸気側カム軸２１と、排気バルブ１２を所
定のタイミングで開閉させるための排気側カム軸２２と
は、図示しないタイミングベルト等を介してクランク軸
に駆動連結される。吸気側カム軸２１には油圧駆動式の
吸気側可変バルブタイミング機構２３が設けられ、排気
側カム軸２２には同じく油圧駆動式の排気側可変バルブ
タイミング機構２４が設けられている。

【００５２】吸気側及び排気側可変バルブタイミング機
構２３，２４はそれぞれ、吸気側及び排気側カム軸２
１，２２とクランク軸との間の相対的な回転位相を調整
するための位相調整式可変バルブタイミング機構として
設けられ、その動作は図示しないソレノイドバルブによ
る油圧制御に従い調整される。すなわち、吸気側及び排
気側可変バルブタイミング機構２３，２４の制御量に応
じて、吸気側及び排気側カム軸２１，２２がクランク軸
に対して遅角側或いは進角側に回動し、その動作に合わ
せて吸気及び排気バルブ１１，１２の開閉時期が遅角側
或いは進角側に移行する。

【００５３】吸気側カム軸２１には、同カム軸２１の回
転位置を検出するための吸気側カム位置センサ２５が設
けられ、排気側カム軸２２には、同カム軸２２の回転位
置を検出するための排気側カム位置センサ２６が設けら
れている。

【００５４】電子制御装置（ＥＣＵ）３０は、ＣＰＵ３
１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、バックアップＲＡＭ３４
等からなるマイクロコンピュータを中心に構成されてい
る。ＥＣＵ３０は、前記した吸気圧センサ２９、Ａ／Ｆ
センサ１５、Ｏ２センサ１６、水温センサ１７、スロッ
トルセンサ２０及びカム位置センサ２５，２６の各々の
検出信号を入力し、各検出信号に基づいて吸入空気量Ｑ
ａ、触媒上流側及び下流側の空燃比（Ａ／Ｆ）、エンジ
ン水温Ｔｗ、スロットル開度、カム位置などのエンジン
運転状態を検知する。またその他に、ＥＣＵ３０には、
７２０°ＣＡ毎にパルス信号を出力する基準位置センサ
２７と、より細かなクランク角毎（例えば、３０°ＣＡ
毎）にパルス信号を出力する回転角センサ２８とが接続
され、ＥＣＵ３０は、これら各センサ２７，２８からの
パルス信号を入力して基準クランク位置（Ｇ信号）及び
エンジン回転数Ｎｅを検知する。

【００５５】ＥＣＵ３０は、上記の如く検出した各種の
エンジン運転状態に基づき、インジェクタ１８による燃
料噴射の制御や、点火プラグ１９による点火時期の制御
や、可変バルブタイミング機構２３，２４による吸排気
バルブ１１，１２の開閉時期の制御を実施する。

【００５６】次に、本実施の形態におけるメインのフロ
ーチャートを図２を用いて説明する。まず、ステップＳ
１０１にてイグニッションスイッチ（以下ＩＧ−ＳＷと
記す。）がオンされたか否かが判定される。ＩＧ−ＳＷ
がオンされていなければそのまま本ルーチンを終了す
る。一方、ステップＳ１０１にてＩＧ−ＳＷがオンされ
たことが検出されると、ステップＳ１０２へ進み、内燃
機関の冷却水温が所定範囲であるか否かが判定される。
所定範囲としては、０℃から５０℃程度までが好まし
く、５０℃程度を越えると燃料の蒸発特性が温度に依存
しなくなるため通常の制御を行えば良い。なお、５０℃
程度に限定されるものではなく、吸気通路内に付着する
燃料の蒸発特性に応じて所定範囲を設定すれば良い。ま
た、このとき、燃料の重質率などの影響も加味して良
い。

【００５７】ここで、冷却水温が所定温度範囲以外であ
ると判定されると、通常の制御を行うために、ステップ
Ｓ１０６乃至ステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０
６では、運転状態に応じた吸気バルブ１１の目標開タイ
ミングＶＴ２を算出する。目標開タイミングＶＴ２の算
出方法としては、従来より知られる算出方法で良い。ス
テップＳ１０６にて、目標開タイミングＶＴ２を算出す
ると、ステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７で
は、エンジンの負荷に応じて従来より知られる方法で、
燃料噴射時間ＴＡＵ２、燃料噴射時期２、点火時期θｉ
ｇ２などが算出される。負荷としては、例えば、エンジ
ンの吸気圧力ＰＭと回転速度Ｎｅとであり、この負荷に
応じてベースとなる制御量を算出し、その他の負荷や運
転状態、吸気バルブなどの開・閉タイミングに応じて様
々な補正が行われ、最終的な制御量を算出する。そし
て、ステップＳ１０８では、吸気バルブ１１の開タイミ
ングが目標開タイミングに一致するように、フィードバ
ック制御が行われ、本ルーチンを終了する。フィードバ
ック制御としては、従来より知られるＰＩＤ制御でも良
いし、現代制御を用いても良い。また、フィードバック
制御の代わりにオープン制御を用いても良い。

【００５８】一方、ステップＳ１０２にて、機関温度が
所定範囲以内であると判定されると、ステップＳ１０３
に進み、冷却水温に応じた吸気バルブ１１の目標開タイ
ミングが設定される。吸気バルブ１１の目標開タイミン
グＶＴ１は、冷間時に吸気流速を向上するように設定さ
れる。より具体的には、開タイミングを通常の開位置よ
りも遅角することで、ピストン７がＴＤＣから下がって
も吸気バルブ１１が閉じたままであるために、シリンダ
室内１０と吸気通路２内に差圧が生じる。吸気バルブ１
１の遅角量が大きいほど差圧が大きくなるので、吸気バ
ルブ１１が開いたときに大きな吸気流速が生じることに
なる。吸気バルブ１１の開タイミングは、差圧として、
３０ＫＰａ程度が発生するタイミングであると、大きな
吸気流速が発生し、吸気通路２内に付着する燃料を高率
良く蒸発させることができる。また、吸気バルブ１１の
開タイミングの設定に際しては、燃焼安定性なども加味
すれば、これに限るものではない。

【００５９】このように目標開タイミングＶＴ１を設定
すると、ステップＳ１０４にて吸気バルブ１１の開タイ
ミングに応じた燃料噴射時間ＴＡＵ１、燃料噴射時期
１、点火時期θｉｇ１が算出される。（このステップＳ
１０４の詳細は、後述する。）そして、燃料噴射時間Ｔ
ＡＵ１、燃料噴射時期１、点火時期θｉｇ１が設定され
ると、ステップＳ１０５にて、吸気バルブ１１の実開タ
イミングが目標開タイミングへ一致するようにフィード
バック制御し、本ルーチンを終了する。フィードバック
制御としては、従来より知られるＰＩＤ制御でも良い
し、現代制御を用いても良い。また、フィードバック制
御の代わりにオープン制御を用いても良い。次に、図２
のステップＳ１０４のサブルーチンとして、吸気バルブ
１１の開タイミングに応じた燃料噴射時期を算出するた
めのフローチャートを図３にしたがって説明する。図３
のフローチャートは、ＥＣＵ３０により実行される各種
処理のうち、図示しないクランク角センサからの信号入
力に同期して３０〔°ＣＡ〕毎に割込処理される。な
お、以下の説明において、燃料噴射時期とはインジェク
タ１８による燃料噴射開始タイミングであるとする。

【００６０】まず、ステップＳ２０１にて吸気バルブ１
１の開タイミングを検出し、ステップＳ２０２に進む。
ステップＳ２０２では、吸気バルブ１１の開タイミング
がＴＤＣより進角側か遅角側かが判定される。吸気バル
ブ１１の開タイミングがＴＤＣより遅角側であるとき
は、ステップＳ２０３へ進む。ステップＳ２０３では、
吸気バルブ１１の開タイミングに応じた燃料噴射時期が
マップにより算出され、本ルーチンを終了する。

【００６１】なお、吸気バルブ１１の開タイミングがＴ
ＤＣより遅角側である場合、吸気流速は、吸気バルブ１
１の開き始めが最も向上している状態なので、燃料噴射
時期は、吸気バルブ１１の開タイミングに燃料が吸気バ
ルブ１１付近に到達するように設定される。このことを
考慮して、ステップＳ２０３に示すマップによれば、吸
気バルブ１１の開タイミングがＴＤＣのとき、燃料噴射
時期はＢＴＤＣ３０°ＣＡであり、吸気バルブ１１の開
タイミングが遅角されることに応じて燃料噴射時期も遅
角されるマップである。吸気バルブ１１がＴＤＣよりも
遅角側であると判定されると、吸気バルブ１１の開タイ
ミングに応じて燃料噴射時期が設定される。以上のよう
に、ＴＤＣより遅角側に吸気バルブ１１の開タイミング
が設定されるときは、吸気流速が向上しているので、こ
のタイミングで燃料が燃焼室１０近辺に到達するように
燃料噴射時期を設定する。このように設定することで、
燃料は燃焼室１０内で良好に攪拌されるので、リーン空
燃比領域での燃焼でも安定した燃焼を行うことができ
る。

【００６２】一方、吸気バルブ１１の開タイミングがＴ
ＤＣより進角側であれば、ステップＳ２０４へ進み、吸
気バルブ１１の開タイミングに応じた燃料噴射時期がマ
ップにより算出され、本ルーチンを終了する。このマッ
プでは、吸気バルブ１１の開タイミングがＴＤＣの場
合、燃料噴射時期は、ＢＴＤＣ３０°ＣＡに設定され、
吸気バルブ１１の開タイミングがＴＤＣよりも進角する
に従って燃料噴射時期も進角するように設定されてい
る。

【００６３】次に、上述のように設定された吸気バルブ
１１の開タイミングと燃料噴射時期とに応じた燃料噴射
時間ＴＡＵ１を算出するためのフローチャートを図４に
従って説明する。図４のフローチャートは、ＥＣＵ３０
により実行される各種処理のうち、内燃機関１の運転中
に行われる燃料噴射制御のためのメインルーチンを示
し、クランク角センサからの信号入力に同期して３０
〔°ＣＡ〕毎に割込処理される。

【００６４】まず、ステップＳ３０１で吸気圧センサ２
９、水温センサ１７、クランク角センサ等からの各入力
信号が取込まれる。次にステップＳ３０２に移行して、
図示しないクランク角センサの入力信号（単位時間当た
りのパルス数）から機関回転速度Ｎｅが算出される。次
にステップＳ３０３に移行して、内燃機関１の運転状態
における負荷として吸気圧センサ２３の入力信号から吸
気圧ＰＭが算出される。次にステップＳ３０４に移行し
て、算出された機関回転速度Ｎｅと吸気圧力ＰＭとから
基本燃料噴射時間ＴＰが次式（１）により算出される。

【００６５】

【数１】ＴＰ＝ｆ（ＮＥ，ＰＭ）・・・（１）次にステップＳ３０５に移行して、後述の過渡補正係数
ＦＡＥＷが算出される。次にステップＳ３０６に移行し
て、ステップＳ３０５で算出された過渡補正係数ＦＡＥ
Ｗや空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦやその他の別
ルーチンで算出される冷却水温に応じた補正係数等に基
づいて、最終燃料噴射時間ＴＡＵが次式（２）により算
出される。

【００６６】

【数２】ＴＡＵ１＝ＴＰ×（１＋ＦＡＦ＋…）×ＦＡＥＷ・・・（２）次にステップＳ３０７に移行して、クランク角センサの
入力信号により判別された所定の気筒のインジェクタ１
８が駆動制御され所定の燃料噴射量が供給され、本ルー
チンを終了する。

【００６７】次に、図４のフローチャートのステップＳ
３０５にて算出される過渡補正係数ＦＡＥＷ算出の処理
手順を示す図５のフローチャートに基づいて説明する。
このフローチャートも上述の燃料噴射制御ルーチンと同
様に、クランク角センサの信号入力に同期して３０〔°
ＣＡ〕毎に割込処理される。

【００６８】まず、ステップＳ４０１で、水温センサ１
７により得られる出力値Ｔｈｗに基づくマップにより暖
機増量補正係数Ｋ１を設定する。内燃機関の冷間始動で
は、機関温度が低いことから、吸気通路２内に付着する
燃料量やピストンの上下運動のフリクションなどを考慮
して失火が発生しないように、暖機増量補正を行う。こ
こで行う暖機増量補正係数Ｋ１は、従来より知られてい
る始動後の燃料増量を目的とした補正係数である。

【００６９】次に、ステップＳ４０２にて補正係数２を
設定する。補正係数Ｋ２は、図６に示すフローチャート
に基づいて設定される。このフローチャートでは、燃料
噴射時期に応じた補正係数Ｋ２を設定している。まず、
ステップＳ５０１にて吸気バルブ１１の実開タイミング
が検出され、ステップＳ５０２へ進む。そして、ステッ
プＳ５０２では、検出された実開タイミングに基づいて
マップにより燃料噴射時間ＴＡＵ１を補正するための補
正係数Ｋ２を算出する。このマップによれば、吸気バル
ブ１１の実開タイミングがＴＤＣよりも遅角側である場
合は、燃料噴射時間ＴＡＵ１が短くなるように補正さ
れ、実開タイミングがＴＤＣの場合には補正されないよ
うに設定される。このように補正する理由は、吸気バル
ブ１１の開タイミングが遅角されるほど、吸気通路２と
燃焼室１０とに生じる差圧により吸気流速が向上するた
めである。吸気流速が向上すると、吸気通路中に付着す
る燃料量を低減することができるので、精度良い空燃比
制御を実施することができる。また、吸気バルブ１１の
開タイミングが進角側である場合、補正係数Ｋ２は燃料
噴射時間ＴＡＵが長くなるように設定される。

【００７０】補正係数Ｋ２は、上述のように吸気バルブ
１１の実開タイミングに基づいて設定したが、図７に示
すように燃料噴射時期１に応じて設定されても良い。図
７は、燃料噴射時期に応じて補正係数Ｋ２を設定するマ
ップであり、燃料噴射時期がＡＴＤＣ３０°ＣＡの場
合、補正をしないための係数として１を設定する。燃料
噴射時期１が遅角される程、燃料噴射時間ＴＡＵ１を短
くするように補正係数Ｋ２に小さな値を設定する。ま
た、燃料噴射時期がＡＴＤＣ３０°ＣＡよりも進角側で
ある場合は、燃料噴射時間ＴＡＵ１が長くなるように設
定する。燃料噴射時期１は、吸気バルブ１１の開タイミ
ングに応じて設定されることから、燃料噴射時間ＴＡＵ
１の補正係数Ｋ２を燃料噴射時期に基づいて設定するこ
とも可能である。

【００７１】そして、上述のように補正係数Ｋ２を設定
するとステップＳ４０３へ進み、過渡補正係数ＦＡＥＷ
を次式（３）にしたがって算出し、本ルーチンを終了す
る。

【００７２】

【数３】ＦＡＥＷ＝Ｋ１×Ｋ２ …（３）つぎに、図２のフローチャートのステップＳ１０４にお
いて行われる点火時期θｉｇの算出について、図９のフ
ローチャートを用いて詳細に説明する。まず、ステップ
Ｓ６０１ではエンジン回転速度Ｎｅ，吸気管圧力ＰＭ，
エンジン水温Ｔｈｗ，吸気バルブ１１の実開タイミング
を読み出す。ステップＳ６０１でエンジン回転速度Ｎ
ｅ、吸気管圧力ＰＭ、エンジン水温Ｔｈｗ，吸気バルブ
１１の実開タイミングを読み出すのは、後のステップ
で、エンジン回転速度Ｎｅと吸気管圧力ＰＭとエンジン
水温Ｔｈｗとは基本点火時期を算出するパラメータとな
り、吸気バルブ１１の実開タイミングは、基本点火時期
の補正値を算出するパラメータとなるからである。ステ
ップＳ６０２では、エンジン回転速度Ｎｅが４００ｒｐ
ｍ以上か否か、すなわち始動時か否かを判定する。ステ
ップＳ６０２で始動時か否かを判定するのは、始動時に
は燃焼を安定させるため、点火時期を遅角する必要がな
く、一方、始動後には、吸気バルブ１１の遅角制御に応
じた点火時期を算出する必要があるからである。ステッ
プＳ６０２でＹｅｓと判定されるとステップ６０８に移
行し、ステップＳ６０８で予め設定された固定点火時期
θｃｏｎｓｔを所定のアドレスに格納し、このルーチン
を終了する。ステップＳ６０２でｎｏと判定されるとス
テップＳ６０３に移行し、ステップＳ６０３でスロット
ルポジションセンサのセンサ出力を読み込み、スロット
ルバルブが全閉か否か、すなわちアイドルか否かを判定
する。ステップＳ６０３では、Ｙｅｓと判定されるとス
テップＳ６０５に移行し、ステップＳ６０５で図１３に
示されるエンジン回転速度Ｎｅと基本点火時期θＢＳＥ
との特性図から基本点火時期θＢＳＥを算出し、ステッ
プＳ６０６に移行する。ステップＳ６０３でｎｏと判定
されるとステップＳ６０４に移行し、予めＲＯＭ３０ｂ
に記憶されている吸気管圧力ＰＭとエンジン回転数ＮＥ
のマップから基本点火時期θＢＳＥを算出し、ステップ
Ｓ６０６に移行する。ステップＳ６０６では、図１０に
示されるエンジン水温Ｔｈｗと吸気バルブ１１の実開タ
イミングとの特性図から補正値θＢＬＢを算出し、ステ
ップＳ６０７に移行する。図１０に示される特性図によ
れば、エンジン水温が高くなるにつれて補正値θＢＬＢ
は小さくなる。ステップＳ６０７で基本点火時期θＢＳ
Ｅから吸気バルブ１１の実開タイミングに応じた補正値
θＢＬＢを加算した値を新たな点火時期とし、この値を
所定のアドレスに格納し、このルーチンを終了する。

【００７３】本実施の形態においては、吸気バルブ１１
の開タイミングを遅角させることで吸気流速を向上させ
ることができるので、吸気通路内に付着する付着燃料を
低減することができる。付着燃料の低減により従来の暖
機増量補正を低減することができるので、精度良い空燃
比制御を行うことができ始動後の制御精度を向上させる
ことができる。

【００７４】本実施の形態を実施したときのタイミング
チャートを、図１２の（ａ）乃至（ｆ）を用いて説明す
る。図１２（ａ）では、エンジン回転速度Ｎｅを示して
いおり、ＩＧ−ＳＷがオン（図中、ｔ0）されてからク
ランキング状態になる。その後、初爆が行われて、所定
の回転速度Ｎｅとして約４００ｒｐｍに達すると始動判
定（図中、ｔ1）が行われる。その後、所定のアイドル
回転速度Ｎｅに設定される。このようにエンジンの始動
が行われると、図１２（ｂ）に示すように機関冷却水温
が上昇していく。本実施の形態では、この機関冷却水温
が０℃から５０℃（図中、ｔ3）程度の範囲で行われ
る。図１２（ｄ）では吸気バルブ１１の開タイミングが
示している。吸気バルブ１１の開タイミングを任意に設
定するバルブ調整機構は、油圧により駆動されるため、
この油圧が所定油圧まで上昇するまで、バルブのタイミ
ングを変更できない。このため、始動後から約４〜５秒
経過して、バルブ調整機構を駆動できる油圧に到達（図
中、ｔ2）すると、吸気バルブ１１の遅角制御が開始さ
れる。従来の始動制御では図中の点線Ｂに示すように、
吸気バルブ１１が進角側で開くように設定されている。
これに対して本実施の形態では、図中の実線Ａに示すよ
うに、吸気バルブを遅角側で開くことで吸気通路と燃焼
室内との圧力に差圧を生じさせることで吸気流速を向上
させている。このとき、噴射される燃料が燃焼室内に到
達するタイミングを図１２（ｅ）に示すように吸気バル
ブ１１が開くタイミングに設定することで、吸気流速が
向上している状態で燃料が燃焼室内に流入する。流入し
た燃料は、燃焼室内で良好に攪拌されるので安定した燃
焼を可能にしている。なお、このとき、本実施の形態で
は燃料噴射時間ＴＡＵ１を短くなるように補正している
ので、吸気通路に付着する燃料量を低減することがで
き、精度良い空燃比制御を実施することができる。さら
に、図１２（ｃ）に示すように、点火時期を図中に点線
で示す従来の点火時期に比して進角させることでトルク
を上昇させている。

【００７５】上述のように、機関温度が０℃から５０℃
の範囲にて、吸気バルブ１１の開タイミングを遅角し、
これに応じて燃料噴射時期、点火時期の制御を行う。さ
らに、このとき燃料噴射時間ＴＡＵ１を短くすること
で、図１２（ｆ）に示すように安定した空燃比制御を実
現することができる。

【００７６】本実施の形態では、空燃比がストイキ近傍
になるように基本噴射量を設定している。始動後では、
燃焼を安定させる目的で従来より知られる増量補正が行
われるが、吸気バルブを遅角制御することで吸気流速を
向上させる。このため、吸気通路中に付着する付着燃料
を低減することができるので、精度良い空燃比制御を実
施することができる。また、吸気流速が向上することで
燃焼室内に流入する燃料が燃焼室内にて良好に攪拌され
るので、燃料の分布偏りが低減され、安定した燃焼を行
うことができ、失火などによるドラビリの悪化も防止す
ることができる。

【００７７】また、空燃比リーンで制御した場合にも、
本実施の形態を適用することが可能である。この場合、
吸気管圧力Ｎｅとエンジン回転速度Ｎｅとに基づいて基
本噴射量ＴＰをリーンな空燃比になるように設定し、従
来より知られるような冷却水温に応じた増量補正を行
う。このときに吸気バルブを遅角することで、吸気流速
を向上させるため、吸気通路中に付着する付着念量を低
減することができる。付着燃料の低減により、付着燃料
の一部が解離するなどの空燃比が悪化する原因が低減さ
れるため、精度良い空燃比制御が実施することができ
る。リーン燃焼では、ストイキ制御に比して燃料噴射量
が小さいため、付着燃料によって空燃比が不安定になる
ことが抑制される。特に、リーン燃焼ではトルク変動が
生じ易いため、本実施の形態のように制御することで、
精度良いリーン燃焼が始動後から行うことができ、トル
ク変動などのドラビリの悪化を防止することができる。

【００７８】本実施の形態において、燃料噴射量制御手
段は図２のフローチャートのステップ１０４と１０７と
に、バルブ調整手段は図２のフローチャートのステップ
１０５と１０８とに、付着燃料低減手段は図６のステッ
プ５０２に、遅角制御手段は図２のステップ１０５に、
燃料噴射時期制御手段は図３のフローチャートに、水温
検出手段は水温センサ１７に、それぞれ相当し、機能す
る。

【００７９】＜第２の実施例＞第１の実施例では、燃料
の暖機増量補正を低減し、燃料噴射制御の精度向上を目
的とし、吸気バルブ１１の開タイミングを遅角し、点火
時期を進角させることで安定した空燃比制御を可能にし
た。精度良い空燃比制御が可能な理由は、吸気バルブ１
１の開タイミングを遅角することで吸気流速が向上する
ため、吸気通路に付着する付着燃料を低減することがで
きるからである。

【００８０】本実施の形態では、排気バルブの開閉タイ
ミングを可変に設定することで、排気通路に排出された
排気ガスを再び燃焼室内に還流（以降、内部ＥＧＲと記
す。）させる。この制御を第１の実施例にて実施した吸
気バルブ１１の遅角制御中に行うことで、排出ガスを燃
焼室内に残留させ、排出ガス中の未燃ガス成分を再び燃
焼に寄与させることで、エミッションを低減することが
できる。

【００８１】図１４のフローチャートを用いて排気バル
ブ１２の目標閉タイミングの設定を説明する。ステップ
Ｓ７０１にて、吸気バルブ１１の遅角制御が実施されて
いるか否かが判定される。ここで、吸気バルブ１１の遅
角制御が実施されていないと判定されると本ルーチンを
終了する。一方、遅角制御が実施中であると判定される
と、ステップＳ７０２へ進み、吸気バルブ１１の実開タ
イミングを検出する。そして、ステップＳ７０３では、
吸気バルブ１１の実開タイミングに応じては排気バルブ
１２の目標閉タイミングを設定する。図１５に示すよう
に吸気バルブ１１の遅角量が小さければ、排気バルブ１
２の目標閉タイミングは小さな値に設定され、吸気バル
ブ１１の遅角量が大きければ、排気バルブ１２の目標閉
タイミングは大きな値に設定される。また、排気バルブ
１２の目標閉タイミングは進角するほど内部ＥＧＲが増
加するため、大きく進角すると燃焼が悪化してしまう懸
念がある。そこで、排気バルブ１２の進角量には所定の
ガードを設けるようにしても良い。

【００８２】このように、第１の実施例において排気バ
ルブ１２を制御することで、内部ＥＧＲ量を増加させて
も安定した燃焼を確保することができ、エミッションを
低減することができる。つぎに説明する図１１のフロー
チャートでは、第１の実施の形態に加えて排気バルブ１
２の閉タイミングに応じた補正係数ＦＡＥＷを算出して
いる。（補正係数ＦＡＥＷは、燃料噴射時間ＴＡＵを補
正するための補正係数である。）第１の実施例と同様の
箇所には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分
について詳細に説明する。

【００８３】まず、図１１のステップＳ４０１乃至ステ
ップＳ４０２では、第１の実施例同様に補正係数Ｋ１，
Ｋ２を算出する。そして、ステップＳ７０３へ進み、図
８に示すような排気バルブ１２の閉タイミングに応じた
補正係数Ｋ３を算出する。補正係数Ｋ３は、排気バルブ
１２の進角量が小さければ、小さな値に設定され、排気
バルブ１２の進角量が大きければ、大きな値に設定され
る。なお、図８では、排気バルブ１２の進角量が所定の
進角量を越えた所で、一定の値に固定している。この理
由は、排気バルブ１２の進角量を大きく設定することで
内部ＥＧＲ量が増加し、燃焼が悪化することを防止する
ためである。

【００８４】このように、第１の実施例において排気バ
ルブ１２を進角させることで、燃焼が悪化せずに、エミ
ッションを低減することができる。

【００８５】本実施例において、第２のバルブ調整手段
は図１４のフローチャートに、相当し、機能する。

【００８６】＜第３の実施例＞次に本発明の第３の実施
例を説明する。第２の実施例では、排気バルブ１２の閉
タイミングを設定する際に、排気通路中に排出される燃
焼ガス中に含まれる未燃ＨＣガスを燃焼室内に再吸入さ
せて再度燃焼に寄与させることで、エミッションを低減
することを目的とした。すなわち、吸気バルブ１１の開
タイミングに基づいて排気バルブ１２の閉タイミングを
オーバラップ量を設けるように設定し、これにより燃焼
ガスを燃焼室内に再吸入させた。これに対して本実施例
では、吸気バルブ１１の開タイミングが遅角されている
期間、排気バルブ１２の閉弁後、所定クランク角（例え
ば２０°ＣＡ）経過後に吸気バルブが開弁するように排
気バルブ１２の閉タイミングを設定することに特徴を有
する。

【００８７】通常、排気バルブ１２が閉弁しても所定の
期間は排気バルブ１２とシリンダとの間にわずかな隙間
が生じるてしまう。特に、排気バルブ１２の閉タイミン
グを、吸気バルブ１１と排気バルブ１２とが同時に開弁
している期間がなくなるように設定しても隙間が生じて
いるために燃焼室内に十分な負圧を得ることができな
い。従って、第１実施例のように吸気バルブ１１の開タ
イミングを遅角したときに燃料噴射量を減量補正しても
吸気流速が向上せずに燃焼が不安定になる虞がある。

【００８８】これに対して本実施例では、上述のように
排気バルブ１２の閉タイミングを吸気バルブ１１の開タ
イミングよりも２０°ＣＡ程度進角側に設定することに
より、確実に排気バルブ１２とシリンダとが密閉した状
態を作ることができる。故に、本実施例での排気バルブ
１２の閉タイミングの設定によって、吸気バルブ１１の
閉タイミングを遅角することにより、効率良くシリンダ
内に負圧を発生させることができ、燃料噴射量を減量補
正しても安定した燃焼を図ることができる。なお、本実
施例では吸気バルブ１１の目標開タイミングをＶＴ、排
気バルブ１２の目標閉タイミングＶＨ、燃料噴射時期Ｆ
ｔｍｇとし、その他のパラメータを第１の実施例と同様
であるとして説明を行う。

【００８９】以下、詳細に説明する。全体構成、ＥＣＵ
の構成等は第１の実施例と同じであるため説明を省略す
る。まず、図１７のフローチャートを用いて本実施例の
制御について、プログラムの内容を説明する。このプロ
グラムは、エンジン１の図示しないクランク軸の所定ク
ランク角度毎に起動されるプログラムである。まず、ス
テップＳ８０１にて、クランキングによりエンジン１が
駆動されてからエンジンの始動が完了したかが判定され
る。始動完了の判定としては、例えば、エンジン回転速
度Ｎｅが所定回転数として、４００ｒｐｍ、若しくは１
０００ｒｐｍを越えたかが判定条件となる。ここで、エ
ンジン回転速度Ｎｅが４００ｒｐｍを越えていない場合
にはステップＳ８０２へ進む。ステップＳ８０２では、
始動時の制御として、排気バルブ１１の閉タイミングを
進角側に設定するとともに、吸気バルブ１１の開タイミ
ングとして、固定位置を設定する。本実施例の場合、吸
気可変バルブタイミング機構２５ａには図示しない中間
位置ストッパが設けられており、吸気バルブ１１の開タ
イミングを、例えば吸気ＢＴＤＣ５°ＣＡに機械的に固
定する。

【００９０】排気バルブ１２の閉タイミングを進角側に
設定する理由は次の通りである。吸気バルブ１１と排気
バルブ１２とが同時に開弁していることによって、排気
通路７に排出された燃焼ガスを再び燃焼室内に供給させ
る制御が知られている。この制御は、排気通路中に排出
された燃焼ガスを再び燃焼に寄与させる所謂ＥＧＲ制御
である。しかしながら、ＥＧＲ制御による再吸入燃焼ガ
ス量は、吸気通路中の圧力と排気通路中の圧力との差圧
によってその再吸入量が決まるため、始動時のように、
吸気通路中の圧力として大きな負圧が得られない運転状
態では、燃焼室内に十分な燃焼ガスを再吸入させること
ができず、燃焼ガスに含まれる未燃ＨＣガスを再度燃焼
に寄与させるというＥＧＲ効果を得ることができない。
このため、吸気通路中の圧力として大きな負圧が得られ
ない始動時には、排気バルブ１２の閉タイミングを吸気
ＴＤＣよりも進角側に設定することによって燃焼ガスを
燃焼室内に閉じ込めてＥＧＲ効果を得ることを目的とし
ている。また、このとき、始動時の点火時期としては通
常の点火時期がセットされて本ルーチンを終了する。

【００９１】一方、ステップＳ８０１にて、始動が完了
したと判定される場合にはステップＳ８０３へ進む。ス
テップＳ８０３では触媒早期暖機の実行条件が成立して
いるかが判定される。この実行条件としては、エンジン
水温Ｔｈｗが所定温度範囲であるかである。この所定温
度範囲としては、例えば、極低温ではない冷却水温度と
して、例えば−１０℃から、暖機状態としての８０℃ま
での温度範囲が好ましい。ここで、早期暖機実行条件が
成立するとステップＳ８０４へ進む。ステップＳ８０４
では、点火時期として所定量遅角させる値をセットし、
ステップＳ８０５へ進む。ステップＳ８０５では、エン
ジン１が始動してから所定時間内であるかが判定され
る。ここで、所定時間は、燃焼が改善して後燃えが発
生する期間である。

【００９２】後燃えが成立する条件とは、排気温度が所
定温度以上として、例えば８００℃以上であり、空燃比
が所定リーンとして、例えば１５以上である。なお、燃
料噴射制御については後述する。このような条件が成立
する場合、排気通路中には高い酸素濃度と、高い温度と
が存在するため、排気通路に排出される燃焼ガスに含ま
れる未燃ＨＣガスが酸化反応を起こして浄化される。

【００９３】ここで、所定期間内であると、ステップ
Ｓ８０６へ進み、オーバラップ制御を実行する。オーバ
ラップ制御とは、ＥＧＲ効果を得るための制御であり上
述のＥＧＲ制御と同一の制御である。すなわち、吸気バ
ルブ１１と排気バルブ１２とが同時に開弁している期間
を設定することによって、排気通路中に一度排出された
燃焼ガスを再び燃焼室内に再吸入させる。一度排出され
た燃焼ガスを燃焼室内に再吸入させることによって燃焼
ガス中に含まれる未燃ＨＣガスを再び燃焼に寄与させる
ことによってエミッションが悪化することを抑制するこ
とができるというものである。特に、冷却水温Ｔｈｗが
冷間運転状態である場合には、燃焼室内の温度が低いこ
とから燃焼が不安定であり、未燃ＨＣガスが多量に発生
する。そして、更に三元触媒１９が暖機状態に達成して
いないときには、有害ガス成分の浄化率が低い為にその
まま大気に未燃ＨＣガスを排出してしまう。このことか
らも、ＥＧＲ効果によって大気に排出される未燃ＨＣを
抑制して、エミッションの悪化を抑制することができ
る。

【００９４】次に、この吸気バルブ１１と排気バルブ１
２との具体的な設定方法を以下に示す。まず、吸気バル
ブ１１の目標開タイミングとしては始動時に設定された
開タイミングが継続してセットされる。一方、排気バル
ブ１２の閉タイミングは、オーバラップ量を考慮して、
例えば、吸気ＡＴＤＣ１０°ＣＡに設定する。すなわ
ち、ここでは、吸気通路中の圧力がオーバラップによる
ＥＧＲ効果を得るのに必要な負圧となるため、排気バル
ブ１２を遅角してオーバラップ量を設定することによる
ＥＧＲ効果を利用している。そして、始動後から所定時
間が経過するまでは、以上のようにして点火時期が遅
角されて、排気バルブ１２の閉タイミングがオーバラッ
プ量を考慮して遅角される。これにより、ＥＧＲ効果を
利用して、燃焼ガスに含まれる未燃ＨＣを低減できるの
で、エミッションの悪化を抑制することができる。

【００９５】一方、所定時間が経過した場合には、後
燃え条件が成立し、排気通路中の燃焼ガスに含まれる未
燃ＨＣガスが酸化反応によって浄化されるので、ＥＧＲ
効果による未燃ＨＣガス低減効果を必要としない。そこ
で、ステップＳ８０９へ進み、アンダーラップ制御を実
行する。図１３に示すフローチャートは、アンダーラッ
プ制御のサブルーチンであり、このステップＳ８０９の
処理が実行される毎に呼び出されるプログラムである。
この制御では、次の理由により吸気バルブ１１と排気バ
ルブ１２とのタイミングを目標アンダーラップ量に基づ
いて設定する。

【００９６】まず、所定期間が経過して後燃え条件が
成立すると空燃比をリーンにすることが必要になる。し
かしながら、オーバラップによるＥＧＲ制御実行時に空
燃比をリーンに制御すると、燃焼が安定していないため
に回転変動を発生させてしまう。このため、燃焼室内で
の燃焼が安定させるために、吸気バルブ１１の開タイミ
ングを吸気ＴＤＣよりも遅角側に設定する。このよう
に、吸気バルブ１１の目標閉タイミングを遅角すること
で吸気通路中の圧力と燃焼室内の圧力とに差圧を生じさ
せる。この差圧を生じさせることで、吸気バルブ１１が
開弁したときの吸気流速を向上させることができるの
で、インジェクタ１６により噴射される燃料の霧化を促
進させて燃焼が改善される。故に、後述する燃料噴射制
御により燃焼空燃比をリーンに設定しても燃焼安定性が
悪化することを防止することができる。

【００９７】さらに、排気バルブ１２の閉タイミングを
目標アンダーラップに基づいて設定する。吸気流速を向
上させるために吸気バルブ１１の開タイミングを遅角さ
せても排気弁の閉じタイミングが閉タイミングと近い場
合には排気バルブ１２とシリンダ壁面との密閉状態が確
保されていない虞があるため、燃焼室内と吸気通路との
差圧を十分に確保できない問題がある。そのため、所定
のアンダーラップ量を設定することによって、燃焼室内
と吸気通路とに十分な差圧を確保することができる。

【００９８】以下、図１８のフローチャートを用いてア
ンダーラップ制御の処理について説明する。まず、ステ
ップＳ９０１の処理を実行する。このステップＳ９０１
の処理では、エンジンの負荷として、吸気圧力ＰＭやエ
ンジン回転速度Ｎｅや冷却水温Ｔｈｗ等をＥＣＵ８０内
のＲＡＭから呼び出す。そして、ステップＳ９０２で
は、吸気バルブ１１の開タイミングＶＴとして、目標開
タイミングＶＴを図２１に示すマップに基づいて演算す
る。このマップによれば、吸気圧力ＰＭとして絶対圧が
高いほど遅角側に目標開タイミングＶＴ２が目標開タイ
ミングＶＴ２として設定され、絶対圧が小さいほど進角
側の目標開タイミングＶＴ２に設定される。すなわち、
このマップでは、燃焼室内と吸気通路内との差圧とし
て、吸気流速が向上するのに必要となるように吸気バル
ブ１１の開タイミングの遅角量が設定されている。

【００９９】次に、ステップＳ９０３にて、目標アンダ
ーラップ量ＵＬＴを演算により求める。目標アンダーラ
ップ量は、上述したように吸気バルブ１１の開タイミン
グと排気バルブ１２の閉タイミングとが近い場合に、燃
焼室内を十分に密閉することができない虞があるので、
吸気流速を十分に向上させることができずに燃焼が悪化
してしまう可能性がある。このため、目標アンダーラッ
プ量ＵＬＴの設定では、図２２に示すマップのように、
回転変動ΔＮｅにより、燃焼安定性が悪化していること
を代用する。すなわち、回転変動ΔＮｅが大きくなった
ときには、吸気バルブ１１の開タイミングと排気バルブ
１２の閉タイミングとの位置が近いために燃焼室を十分
に密閉することができず、燃焼室内と吸気通路との差圧
が十分にはならない。ゆえに、吸気流速が向上せずに燃
焼が悪化していると判断する。このため、ΔＮｅが大き
くなった場合には、目標アンダーラップ量ＵＬＴを大き
く設定し、ΔＮｅが小さい場合には、燃焼室の十分な密
閉が確保されていると判断して小さな目標アンダーラッ
プ量ＵＬＴを設定する。

【０１００】さらに、図２３に示すマップのように空燃
比に応じて所定の係数１を設定しても良い。この係数１
は前述の回転速度変動ΔＮｅに応じて設定される目標ア
ンダーラップ量ＵＬＴに対する補正係数である。図２３
によれば、係数１は空燃比がリーンなほど大きな値に設
定され、一方、空燃比がリッチなほど小さな値に設定さ
れる。すなわち、空燃比がリーンであるほど燃焼安定性
が悪化するために、アンダーラップ量ＵＬＴを大きく設
定することによって、シリンダ内の密閉性を空燃比がリ
ッチであるときに比して高くしても良い。

【０１０１】また、図２４のマップに示すように吸気バ
ルブ１１の吸気ＴＤＣからの遅角量に基づいて係数２を
設定しても良く、このマップによれば、遅角量が小さい
ほど係数２は小さな値に設定され、大きな遅角量である
ほど大きな係数２に設定される。この係数２も係数１と
同様に目標アンダーラップ量ＵＬＴを補正するための補
正係数である。この係数２は、吸気バルブ１１の開タイ
ミングとして、吸気ＴＤＣからの遅角量が大きいほど、
シリンダ内の圧力が大きく負圧になるためによりシリン
ダの密閉性を確保する必要がある。そこで、上述のよう
に遅角量に応じて係数２を設定しても良い。

【０１０２】なお、この係数１および／または係数２を
図２２で設定する目標アンダーラップ量ＵＬＴに対する
補正係数として用い、実際の演算ではこれらの係数を乗
じる、若しくは加算することによって目標アンダーラッ
プ量ＵＬＴを演算しても良い。

【０１０３】そして、ステップＳ９０２にて設定され
た、吸気バルブ１１の目標開タイミングＶＴ２に、ステ
ップＳ９０３にて設定された、目標アンダーラップ量Ｕ
ＬＴを加算することによって排気バルブ１２の閉タイミ
ングＶＨとして、上述の演算によって求めた目標閉タイ
ミングＶＨ２を設定し、本ルーチンを終了する。

【０１０４】以上示した図１２のステップＳ８０９にて
呼び出されるアンダーラップ制御は、ステップＳ８０３
にて触媒早期暖機が実行されておらず、ステップＳ８０
７にて燃焼が悪化したとき、若しくは燃焼安定化制御が
実行されているときにも実行される。例えば、燃焼空燃
比をリーン限界付近で制御するような場合に、リーンな
空燃比ではトルク変動が大きいためにエンジンの回転速
度変動を生じやすい。このため燃焼安定化制御では、燃
焼を安定させるために、回転速度変動を抑制するように
燃料噴射量、点火時期等を制御する。すなわち、燃焼が
悪化した場合、若しくは、前述の燃焼悪化制御の実行中
には、ステップＳ８０８にて点火時期を設定し、ステッ
プＳ８０９にてアンダーラップ制御を実行して本ルーチ
ンを終了する。

【０１０５】一方、燃焼悪化しておらず、かつ、燃焼悪
化制御を実行していなければ、ステップＳ８０７の判定
が否定（ＮＯ）されて、ステップＳ８１０へ進む。ステ
ップＳ８１０では、触媒の早期暖機制御を実行したかを
判定する。ここで、早期早期暖機制御を実行していない
と判定されると、ステップＳ８１０の判定は否定（Ｎ
Ｏ）されて、ステップＳ８１３へ進み、始動後通常制御
を実行し本ルーチンを終了する。一方、早期暖機制御が
実行されたと判定されると、ステップＳ８１１へ進み、
早期暖機制御からの通常の制御への復帰制御を完了した
かが判定される。復帰制御が完了していれば、ステップ
Ｓ８１１の判定が肯定（ＹＥＳ）されて、ステップＳ８
１２へ進む。

【０１０６】ステップＳ８１２に示す始動後通常制御
は、吸気バルブ１１の開タイミングと排気バルブ１２と
の閉タイミングとを、それぞれ図１９と図２０とに示す
マップにより演算する制御である。まず、吸気バルブ１
１の目標開タイミングＶＴの設定方法では、吸気通路中
の圧力ＰＭと回転速度Ｎｅとのパラメータにより予め図
１４に示すマップにより目標開タイミングＶＴ１を目標
開タイミングＶＴとして設定する。このマップによれ
ば、運転状態に応じた吸気バルブ１１の目標開タイミン
グＶＴを設定することができる。また、排気バルブ１２
の目標閉タイミングＶＨの設定方法では、吸気バルブ１
１の設定方法と同様に、吸気通路中の圧力ＰＭと回転速
度Ｎｅとのパラメータにより予め図２２に示すマップに
より目標閉タイミングＶＨ１を目標閉タイミングＶＨと
して設定する。このマップでも同様に、運転状態に応じ
た最適な閉タイミングＶＨとして、目標閉タイミングＶ
Ｈ１を設定することができる。また、点火時期として、
従来より知られる機関暖機後の点火時期の設定方法によ
り点火時期を設定する。具体的な点火時期の設定方法と
しては、運転状態に応じて最もトルクが発生する点火時
期が設定されるとともに、ノックが発生する領域ではノ
ックの発生に基づいて点火時期を所定角度遅角し、その
後徐々に進角する従来より知られるノック制御も同時に
行う。

【０１０７】一方、ステップＳ８１１にて、早期暖機か
ら通常運転への復帰制御が完了していなければ、ステッ
プＳ８１１の判定は否定（ＮＯ）されて、ステップＳ８
１３へ進み、復帰制御を実施する。復帰制御では、触媒
早期暖機時の点火時期と吸気バルブ１１の目標開タイミ
ングＶＴ２と排気バルブ１２の閉タイミングＶＨとし
て、目標閉タイミングＶＨ２から、始動後通常制御で設
定される点火時期と吸気バルブ１１の目標開タイミング
ＶＴ１と排気バルブ１２の目標閉タイミングＶＨ１へと
徐々に切り換える制御を実施する。具体的には、切換え
前のそれぞれの目標値に所定値ずつ加算・若しくは減算
して、切換え後の目標値に到達するように始動後の通常
制御への復帰中の目標値を設定し、本ルーチンを終了す
る。

【０１０８】次に、本実施例の燃料噴射制御について説
明を行う。本実施例では第１の実施例と同様の燃料噴射
制御を実施する。すなわち、吸気バルブ１１の開タイミ
ングに応じた燃料噴射量制御を実施することで吸気流速
に応じた燃料噴射制御を実施することができる。本実施
例では、吸気バルブ１１の開タイミングが遅角されるの
は、後燃え条件が成立したときなので、排気通路中の燃
焼ガス温度（排気温度）が所定温度以上であり、この状
態にて燃料噴射量を減量補正するようになる。故に、排
気通路中の燃焼ガスに含まれる未燃ＨＣガスが酸化反応
により浄化されるので、第２の実施例のようにオーバラ
ップ期間の設定による内部ＥＧＲ効果を必要としない。

【０１０９】また、燃料噴射時期制御については、図２
５のフローチャートに示す処理を実施する。このフロー
チャートでは第１実施例と同様の部分には同一の番号を
付して説明を省略し、異なる部分を説明する。ステップ
Ｓ２０２にて肯定（ＹＥＳ）されると、ステップＳ２０
３'にて燃料噴射時期Ｆｔｍｇをマップにより設定す
る。第１実施例では、燃料噴射時期Ｆｔｍｇを吸気バル
ブ１１が開弁するタイミングに燃料が到達するように設
定した。これに対して本実施例では、以下の理由により
吸気バルブ１１の開タイミングから所定期間遅れて燃料
が到達するように設定する。具体的には、第１実施例の
マップに比して、燃料噴射時期Ｆｔｍｇを遅角側にオフ
セットして燃料噴射時期Ｆｔｍｇを設定する。

【０１１０】このように燃料噴射時期Ｆｔｍｇを設定す
る理由は、吸気バルブ１１が開弁開始時には吸気バルブ
１１がリフト量が小さいために、吸気通路から燃焼室へ
の開口断面積が小さい。故に、燃料を噴射しても燃焼室
内に燃料が供給されない虞がある。そこで、本実施例で
は吸気バルブ１１の開タイミングに燃料が到達するよう
に燃料噴射時期Ｆｔｍｇを設定したのに対して、所定の
オフセットにより燃料噴射時期Ｆｔｍｇを遅角させるこ
とで開口断面積が十分な状態で燃料が燃焼室内に供給さ
れることとなる。

【０１１１】つぎに、以上のようにして制御される吸気
バルブ１１の目標開タイミングと排気バルブ１２の目標
閉タイミングと点火時期制御と燃料噴射制御とについて
図２６のタイムチャートを用いて以下に説明する。

【０１１２】まず、時刻ｔ０にてドライバによりクラン
キングが開始されるとエンジン回転速度Ｎｅが初爆し、
エンジン回転速度Ｎｅが上昇する。このとき、点火時期
と吸気バルブ１１の開タイミングＶＴは始動性を考慮し
た固定値に設定される。一方、排気バルブ１２は、ＥＧ
Ｒ効果により未燃ＨＣガス成分を低減するが、始動時に
は吸気通路中の圧力と大気圧との差圧が小さいためにオ
ーバラップ量を設定しても燃焼ガスを燃焼室内に再吸入
させることが困難となる。そこで、排気バルブ１２の始
動時には閉タイミングＶＨを吸気ＴＤＣよりも進角させ
ることで燃焼ガスを燃焼室内に閉じ込めることによって
ＥＧＲ効果を得ている。なお、この排気バルブ１２の閉
タイミングＶＨは、吸気バルブ１１の開タイミングＶＴ
と目標アンダーラップ量ＵＬＴとによって設定される。

【０１１３】そして、エンジン回転速度Ｎｅが例えば４
００ｒｐｍとなると時刻ｔ１にてエンジンの始動完了が
判定される。エンジンの始動完了が判定され、かつ、エ
ンジン冷却水温Ｔｈｗが所定温度範囲であると、触媒早
期暖機制御の実行条件が成立する。時刻ｔ１にて触媒早
期暖機制御の実行条件が成立すると、点火時期θｉｇが
吸気ＴＤＣよりも遅角されてＡＴＤＣ１０°ＣＡに設定
される。点火時期θｉｇが遅角されると、燃焼が緩慢に
なることで通常の燃焼温度のピークよりも小さなピーク
になるが、排気バルブ１２が開弁されても通常の燃焼温
度に比して燃焼温度が高く維持されるので排気通路中の
燃焼ガス温度を高くすることができる。

【０１１４】吸気バルブの開タイミングＶＴは始動時の
固定値が設定されるが、排気バルブ１２の閉タイミング
ＶＨは、時刻ｔ１以降では吸気通路中の圧力が所定負圧
に達しているので、オーバラップ量を設定することで燃
焼ガスを燃焼室内に再吸入させることができる。そこ
で、排気バルブ１２の閉タイミングＶＨは吸気バルブ１
１の開タイミングＶＴよりも遅角側に設定される。この
ときの、排気バルブ１２の閉タイミングＶＨは目標アン
ダーラップ量ＵＬＴを−１５°ＣＡ、すなわち１５°Ｃ
Ａのオーバラップ量を設定し、ＥＧＲ効果を得る。

【０１１５】エンジン始動から所定時間が経過して時
刻ｔ３になると、排気通路中の燃焼ガス温度が８００℃
程度になるので、後燃え条件が成立する。後燃え条件が
成立すると、燃料噴射時間ＴＡＵを短く補正（燃料噴射
量を減量補正）して空燃比Ａ／Ｆをリーンに制御すると
ともに、吸気バルブ１１の開タイミングＶＴを遅角す
る。なお、燃料噴射時間ＴＡＵは、吸気バルブ１１の開
タイミングに基づいて設定される。具体的には吸気バル
ブ１１の開タイミングＶＴが吸気流速を向上させるため
に遅角されているときには、遅角量に応じて燃料噴射時
間ＴＡＵを短く補正する。

【０１１６】燃焼ガス温度が８００℃程度である場合、
排気通路中の未燃ＨＣガスが排気通路中の酸素と酸化反
応する。しかしながら、排気通路中の未燃ＨＣガスを十
分に酸化反応によって浄化させるためには、燃焼空燃比
Ａ／Ｆとしてリーン空燃比であることが必要である。と
ころで、冷間始動時にリーン空燃比での制御を実施する
場合、暖機後に比して燃焼が不安定になり易いので燃焼
状態を安定化させることが必要である。そこで、時刻ｔ
３から時刻ｔ４では燃焼を安定させるために吸気バルブ
１１の開タイミングＶＴを吸気ＴＤＣよりも遅角させて
いる。これは吸気行程になってからピストンがＴＤＣか
ら下方に下がるときに、吸気バルブ１１が閉弁している
ので燃焼室内の圧力が大きく負圧となる。このため、吸
気バルブ１１が開弁する際には、吸気通路と燃焼室内と
に大きな差圧ができるため吸気流速が向上する。故に、
本実施例では、吸気バルブ１１の開タイミングに応じて
吸気流速が高いタイミングで燃料噴射タイミングＦｔｍ
ｇを設定するので、インジェクタにより噴射される燃料
の霧化が促進されて燃焼を安定化させることができ、触
媒早期暖機制御実行時に、安定したリーン燃焼を実現す
ることができる。

【０１１７】このとき、排気バルブ１２の閉タイミング
ＶＨは、吸気バルブ１１の開タイミングＶＴと目標アン
ダーラップ量ＵＬＴとに基づいて設定される。吸気バル
ブ１１の開タイミングＶＴを吸気ＴＤＣよりも遅角する
ことで、燃焼室内の圧力を大きく負圧にするが、排気バ
ルブ１２の閉タイミングＶＨが吸気バルブ１１の開タイ
ミングＶＴに近いと燃焼室の密閉性を保つことができ
ず、燃焼室内を大きく負圧とすることができない。この
ため、目標アンダーラップ量ＵＬＴを所定クランクアン
グルとして、２０°ＣＡに設定し、これに基づいて排気
バルブ８の閉タイミングＶＨを設定する。これにより、
燃焼室内を密閉化することができ、吸気流速の向上を維
持することができ、燃焼安定性を悪化させることを防止
することができる。

【０１１８】時刻ｔ５にて触媒の早期暖機制御が終了す
ると点火時期θｉｇを時刻ｔ６までに徐々に通常の点火
時期へと復帰させる。なお、吸気バルブ１１の開タイミ
ングＶＴと排気バルブ１２の閉タイミングＶＨとは時刻
ｔ５において図２６のタイムチャートのようにステップ
的に通常の制御に復帰しても良いし、復帰制御により徐
々に通常の制御に復帰させても良い。

【０１１９】本実施例では、吸気対応制御手段は図１８
のステップＳ９０３に、暖機状態検出手段は図１７のフ
ローチャートのステップＳ８０３にて早期暖機実行する
かを判定する手段に、半暖機状態検出手段は内燃機関始
動後の経過期間や、吸気温度、エンジン回転速度の積算
値の少なくとも一つに基づいてエンジンの半暖機状態を
検出する手段に相当し、それぞれ機能する。

【０１２０】（その他の実施例１）本実施例では、第３
の実施例において暖機状態を検出する暖機状態検出手段
を備えて、内燃機関の始動時にこの暖機状態検出手段に
より内燃機関が半暖機状態であることが検出されたとき
に内燃機関の始動時に吸気バルブ１１の開タイミングＶ
Ｔを吸気ＴＤＣよりも遅角するようにしても良い。

【０１２１】また、この暖機状態検出手段は、三元触媒
１９が暖機しておらず、かつ、内燃機関がほぼ暖機状態
であるとき、内燃機関が半暖機状態であることを検出す
る。この具体的な手法としては、エンジン水温Ｔｈｗや
エンジン始動後の経過時間、吸気温度Ｔｈａ、エンジン
回転速度Ｎｅの積算値の少なくとも一つに基づいて半暖
機状態を検出すると良い。

【０１２２】（その他の実施例２）第１，第２，第３の
実施例では、吸気バルブ１２を遅角させることで吸気流
速を向上させた。本実施例では、バルブリフト量を可変
に設定することができる機構を備えるものにおいて、吸
気流速を向上させるように制御（バルブリフト量制御手
段）することで第１，第２，第３の実施の形態同様の効
果を奏することを目的とする。

【０１２３】第１の実施例において、吸気バルブ１１の
目標開タイミングを設定することに換えて、図１６に示
すように吸気バルブ１１のリフト量を小さくする。バル
ブリフト量は、小さなリフト量では、吸気断面積が小さ
くなるために吸気流速が大きくなり、大きなバルブリフ
ト量では、通常の吸気流速になる。このようにバルブリ
フト量に応じて吸気流速が向上すると、吸気通路に付着
する燃料量を低減することができ、安定した空燃比制御
を実施することができる。

【０１２４】なお、このときバルブリフト量を小さく設
定することで、燃焼室内への吸気断面積が小さくなるの
で、燃焼室内に流入する吸入空気量が不足する虞があ
る。このときに、スロットルバルブの開度を開く側に設
定（スロットルバルブ制御手段）してやるので、吸入空
気量が不足することなく精度良い制御を実施することが
できる。なお、アイドルスピードコントロール機構を備
える内燃機関においては、前記機構のコントロールバル
ブを制御することで吸入空気量を補償しても良い。

【図面の簡単な説明】

【図面１】本発明の概略構成図

【図面２】第１の実施の形態のメインのフローチャー
ト。

【図面３】第１の実施の形態において、燃料噴射時期を
算出する処理を示すフローチャート。

【図面４】第１の実施の形態において、燃料噴射時間Ｔ
ＡＵを算出する処理を示すフローチャート。

【図面５】第１の実施の形態において、補正係数ＦＡＥ
Ｗを算出する処理を示すフローチャート。

【図面６】第１の実施の形態において、補正係数Ｋ２を
算出する処理を示すフローチャート。

【図面７】第１の実施の形態において、吸気バルブの開
タイミングに応じた補正係数Ｋ２を算出するための図。

【図面８】第２の実施の形態において、排気バルブの閉
タイミングに応じた補正係数Ｋ３を算出するための図。

【図面９】第１の実施の形態において、点火時期θｉｇ
を算出する処理を示すフローチャート。

【図面１０】第１の実施の形態において、吸気バルブの
開タイミングに応じた点火時期θｉｇを補正するための
補正係数θＢＬＢを算出するための図。

【図面１１】第２の実施の形態において、補正係数ＦＡ
ＥＷを算出する処理を示すフローチャート。

【図面１２】第１の実施の形態が実施されたときのタイ
ミングチャート。

【図面１３】第１の実施の形態において、基本点火時期
θＢＳＥを算出するための図。

【図面１４】第２の実施の形態において、吸気バルブの
開タイミングに応じた排気バルブの閉タイミングを設定
する処理を示すフローチャート。

【図面１５】第２の実施の形態において、吸気バルブの
開タイミングに応じた排気バルブの閉タイミングを設定
するための図。

【図面１６】その他の実施の形態において、バルブリフ
ト量に対する吸気流速を示す図。

【図面１７】第３実施例のメインのフローチャート。

【図面１８】第３実施例のアンダーラップ量ＵＬＴ設定
のフローチャート。

【図面１９】第３実施例の吸気通路の圧力と回転速度と
に応じた吸気バルブの開タイミングを設定するためのマ
ップ。

【図面２０】第３実施例の吸気通路の圧力と回転速度と
に応じた排気バルブの閉タイミングを設定するためのマ
ップ。

【図面２１】第３実施例の吸気通路の圧力に応じた吸気
バルブの開タイミングを設定するためのマップ。

【図面２２】第３実施例の回転速度変動に応じて設定さ
れる目標アンダーラップ量を設定するためのマップ。

【図面２３】第３実施例の空燃比に応じて目標アンダー
ラップ量を補正する為の係数１を設定するためのマッ
プ。

【図面２４】第３実施例の吸気バルブの遅角量に応じて
目標アンダーラップ量を補正するための係数２を設定す
るためのマップ。

【図面２５】第３実施例の燃料噴射時期算出処理を示す
フローチャート。

【図面２６】第３実施例の制御動作を示すタイムチャー
ト。

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、２…吸気管、３…排気管、１９…点火プラグ、１１…吸気バルブ、１２…排気バルブ、１８…インジェクタ、１９…点火プラグ、２０…スロットルセンサ、２１…吸気側カム軸、２２…排気側カム軸、２３…吸気側可変バルブタイミング機構、２４…排気側可変バルブタイミング機構、２７…基準位置センサ、２８…回転角センサ、３０…ＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３０Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３０Ｚ３３５３３５Ｚ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｈ３０１Ｚ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｂ３６０３６０Ｂ３６０Ｆ３６２３６２ＨＦ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 ＥＦターム(参考） 3G022 CA01 CA02 CA03 DA01 EA01 FA06 GA01 GA05 GA07 GA08 GA09 GA11 GA12 3G065 AA04 CA12 DA04 DA15 EA07 FA07 GA00 GA01 GA09 GA10 GA41 HA06 HA21 HA22 KA02 3G084 BA09 BA13 BA15 BA17 BA23 CA01 CA02 DA10 EA07 EA11 EB08 EB12 EC02 FA02 FA10 FA11 FA20 FA29 FA30 FA33 FA36 FA38 3G092 AA11 BA04 BB01 BB06 DA03 DA12 DC01 EA02 EA03 EA04 EA07 EA08 EA13 EA17 EB02 EB03 EC01 EC09 FA08 FA15 FA18 GA01 GA02 GA04 HA04Z HA05Z HA06X HA06Z HA09Z HA13X HB01X HB02X HC09X HD06Z HE01Z HE02Z HE03Z HE04Z HE08Z HF19Z 3G301 HA19 JA12 JA21 JA26 KA01 KA05 KA07 LA00 LA01 LA07 MA01 MA11 MA18 NA03 NA04 NA05 NA08 NC02 ND02 NE06 NE11 NE12 NE15 NE16 NE23 PA07 PA07Z PA10 PA10Z PA11 PA11Z PA14Z PD03Z PD04Z PD09Z PE01 PE01Z PE02Z PE03Z PE04Z PE08Z PE10A PF16 PF16Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を噴射するために配設される燃料噴
射弁と、前記燃料噴射弁により噴射される噴射燃料量を制御する
燃料噴射量制御手段と、内燃機関の吸気通路を開閉するための吸気バルブと、前記吸気バルブの開タイミングおよび／またはリフト量
を任意に設定可能なバルブ調整機構と、運転状態に応じて前記バルブ調整機構を調整することに
より、前記吸気バルブの開タイミングおよび／またはリ
フト量を設定するバルブ調整手段と、前記バルブ調整手段により、吸気流速が向上するように
前記吸気バルブの開タイミングおよび／またはリフト量
を調整し、該調整された吸気バルブの開タイミングおよ
び／またはリフト量に基づいて、前記燃料噴射量を吸気
系に付着する付着燃料を低減するように補正する付着燃
料低減手段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】前記バルブ調整手段は、前記吸気バルブ
の開タイミングを遅角する遅角制御手段を備え、前記付着燃料手段は、前記遅角制御手段により前記吸気
バルブの開タイミングが遅角されたことに基づいて、前
記燃料噴射量制御手段により制御される燃料噴射量を吸
気系に付着する付着燃料を低減するように補正すること
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】燃料噴射弁により噴射される燃料の噴射
時期を制御する燃料噴射時期制御手段を備え、前記遅角制御手段により前記吸気バルブの開タイミング
が遅角されることに基づいて前記燃料噴射時期制御手段
により前記燃料噴射時期を前記吸気バルブが開き始める
ときに燃焼室内に到達するように設定することを特徴と
する請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】内燃機関の排気通路を開閉するための排
気バルブと、前記排気バルブの閉タイミングを任意に設定可能な第２
のバルブ調整機構と、前記第２のバルブ調整機構を調整することにより、前記
排気バルブの閉タイミングを設定する第２のバルブ調整
手段とを備え、前記遅角制御手段により前記吸気バルブが遅角されてい
るときに、前記第２のバルブ調整手段により前記排気バ
ルブの閉タイミングを進角することを特徴とする請求項
２乃至請求項３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】前記遅角制御手段は、前記吸気バルブの
開タイミングを上死点位置よりも遅角側に制御すること
を特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか一つに記
載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】前記バルブ調整手段は、前記吸気バルブ
のリフト量を吸気流速が向上するように制御するバルブ
リフト量制御手段を備え、内燃機関の冷間始動後において前記付着燃料低減手段
は、前記バルブリフト量制御手段によるバルブリフト量
の制御によって吸気流速が向上することに基づいて、前
記燃料噴射制御手段により制御される燃料噴射量を吸気
系に付着する付着燃料が低減されるように補正すること
を特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】内燃機関の排気通路を開閉するための排
気バルブと、前記排気バルブの閉タイミングを任意に設定可能な第２
のバルブ調整機構と、前記第２のバルブ調整機構を調整することにより、前記
排気バルブの閉タイミングを設定する第２のバルブ調整
手段とを備え、前記バルブリフト量制御手段により前記吸気バルブのリ
フト量が吸気流速を向上させるように制御されることに
基づいて、前記第２のバルブ調整手段により前記排気バ
ルブの閉タイミングを進角することを特徴とする請求項
６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】燃料噴射弁により噴射される燃料の噴射
時期を制御する燃料噴射時期制御手段を備え、前記遅角制御手段により前記吸気バルブの開タイミング
が遅角されることに基づいて前記燃料噴射時期制御手段
により燃料噴射時期を設定することを特徴とする請求項
６乃至請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】内燃機関の燃焼室内に火花を飛ばすため
の点火プラグと、前記点火プラグによる点火時期を制御する点火時期制御
手段とを備え、前記付着燃料低減手段により吸気系に付着する燃料を低
減するように前記燃料噴射量を補正されると、前記点火
時期制御手段により点火時期を進角することを特徴とす
る請求項１乃至請求項８のいずれか一つに記載の内燃機
関の制御装置。
【請求項１０】内燃機関の冷却水温を検出する水温検
出手段を備え、前記水温検出手段により検出される内燃機関の冷却水温
が０℃から５０℃までの範囲において、前記付着燃料低
減手段により吸気系に付着する燃料量を低減するように
前記燃料噴射量を補正する制御を実施することを特徴と
する請求項１乃至請求項９のいずれか一つに記載の内燃
機関の制御装置。
【請求項１１】前記付着燃料低減手段は、前記第２の
バルブ調整手段により前記排気バルブが進角されている
ときには、前記燃料噴射量を増量する排気バルブ進角時
増量補正手段を備えることを特徴とする請求項４と請求
項７とに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１２】吸気通路に吸入される吸入空気量を調
整するために、吸気通路中に配設されるスロットルバル
ブと、前記スロットルバルブを運転状態に応じて調整するスロ
ットルバルブ制御手段とを備え、吸気バルブ前記付着燃料低減手段が、付着燃料を低減す
るための補正を行って、前記燃料噴射量を減量するよう
に補正しているときは、前記スロットルバルブ制御手段
により制御されるスロットルバルブの開度を前記吸入空
気量が増量されるように制御することを特徴とする請求
項１１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】内燃機関の始動を判定する始動判定手
段と、内燃機関の始動時に前記吸気バルブのタイミング
を始動に適した中間保持機構とを備え、前記遅角制御手段は、前記始動判定手段により内燃機関
が始動したと判定されると、内燃機関の始動時に前記中
間保持機構により規制された前記所定の開タイミングか
ら前記吸気バルブの開タイミングを遅角することを特徴
とする請求項２乃至請求項５のいずれか一つに記載の内
燃機関の制御装置。
【請求項１４】内燃機関の暖機状態を検出する暖機状
態検出手段を備え、前記遅角制御手段は、内燃機関の始動時に前記暖機状態
検手段により内燃機関が半暖機状態であることが検出さ
れたとき、内燃機関の始動時に前記吸気バルブを遅角す
ることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装
置。
【請求項１５】前記暖機状態検出手段は、内燃機関の
排気通路中に配設されて排気ガス中の有害ガス成分を浄
化する触媒コンバータが暖機しておらず、かつ内燃機関
がほぼ暖機状態であるとき、内燃機関が半暖機状態であ
ることを検出することを特徴とする請求項１４に記載の
内燃機関の制御装置。
【請求項１６】前記半暖機状態検出手段は、内燃機関
の冷却水温、内燃機関始動後の経過時間、吸気温度、内
燃機関回転速度の積算値の少なくとも一つに基づいて内
燃機関の半暖機状態を検出することを特徴とする請求項
１５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１７】内燃機関の排気通路を開閉するための
排気バルブと、前記排気バルブの閉タイミングを任意に設定可能な第２
の可変バルブタイミング機構と、前記排気バルブの閉タイミングを設定する第２のバルブ
タイミング制御手段とを備え、第２のバルブタイミング制御手段は、前記遅角制御手段
により前記吸気バルブの開タイミングが遅角されている
期間、前記吸気バルブの開タイミングに応じて前記排気
バルブの閉タイミングを制御する吸気対応制御手段を含
むことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制御装
置。
【請求項１８】前記吸気対応制御手段は、前記遅角制
御手段により前記吸気バルブの開タイミングが遅角され
ている期間、前記排気バルブの閉弁後、所定クランク角
経過後に前記吸気バルブが開弁するように前記排気バル
ブの閉タイミングを設定することを特徴とする請求項１
７に記載の内燃機関の制御装置。