特開 2023-172442 エンジンの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023172442

(43)【公開日】2023-12-06

(54)【発明の名称】エンジンの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 13/02 20060101AFI20231129BHJP

   F02P 5/15 20060101ALI20231129BHJP

【ＦＩ】

F02D13/02 H

F02P5/15 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022084251

(22)【出願日】2022-05-24

(71)【出願人】

【識別番号】000003137

【氏名又は名称】マツダ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100115381

【弁理士】

【氏名又は名称】小谷 昌崇

(74)【代理人】

【識別番号】100133916

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 興

(72)【発明者】

【氏名】工藤 毅暁

(72)【発明者】

【氏名】堀 隼基

(72)【発明者】

【氏名】瀬戸 祐利

(72)【発明者】

【氏名】藤川 竜也

(72)【発明者】

【氏名】山川 正尚

【テーマコード（参考）】

3G022

3G092

【Ｆターム（参考）】

3G022CA02

3G022DA02

3G092AA01

3G092AA11

3G092AB02

3G092AC02

3G092AC03

3G092DA01

3G092DA02

3G092DA03

3G092FA15

3G092GA02

(57)【要約】

【課題】エンジンの冷間始動直後からその排気性能を良好にできるエンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンの温度が第１判定温度以下の場合は、排気弁の閉時期が排気上死点または排気上死点よりも遅角側の時期になるように排気弁位相可変装置を制御し、且つ、吸気弁の開時期が排気弁の閉時期よりも遅角側の時期になるように吸気弁位相可変装置を制御するともに、吸気行程中に燃焼室内への燃料供給が開始されるように燃料供給装置を制御する。エンジンの温度が第１判定温度よりも高く且つ第２判定温度以下の場合は、排気弁と吸気弁とが排気上死点を挟む所定の期間中ともに閉弁するネガティブオーバーラップが生じるように、あるいは、排気弁と吸気弁とが排気上死点を挟む所定の期間中ともに開弁するポジティブオーバーラップが生じるように、吸気弁位相可変装置および排気弁位相可変装置を制御する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼室が形成されたエンジン本体と、前記燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃焼室に吸気を導入する吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記燃焼室から排気を導出する排気ポートを開閉する排気弁とを備えるエンジンの制御装置であって、
前記吸気弁の位相を変更可能な吸気弁位相可変装置と、
前記排気弁の位相を変更可能な排気弁位相可変装置と、
前記燃料供給装置、前記吸気弁位相可変装置および前記排気弁位相可変装置を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
エンジンの温度が所定の第１判定温度以下であるという第１条件が成立する場合、前記排気弁の閉時期が排気上死点と同じまたは排気上死点よりも遅角側の時期になるように前記排気弁位相可変装置を制御し、且つ、前記吸気弁の開時期が前記排気弁の閉時期よりも遅角側の時期になるように前記吸気弁位相可変装置を制御するともに、前記排気弁の閉時期よりも遅角側の吸気行程中に前記燃焼室への燃料供給が開始されるように前記燃料供給装置を制御し、
エンジンの温度が前記第１判定温度よりも高く且つ所定の第２判定温度以下であるという第２条件が成立する場合、前記排気弁と前記吸気弁とが排気上死点を挟む所定の期間中ともに閉弁するネガティブオーバーラップが生じるように、あるいは、前記排気弁と前記吸気弁とが排気上死点を挟む所定の期間中ともに開弁するポジティブオーバーラップが生じるように、前記吸気弁位相可変装置および前記排気弁位相可変装置を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御装置は、前記第１条件の成立時に、前記吸気弁の開時期よりも遅角側の時期に前記燃焼室への燃料供給が開始されるように前記燃料供給装置を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジンは、前記燃焼室に供給される燃料と空気とを含む混合気に点火を行う点火プラグを備え、
前記制御装置は、前記第１条件成立時の方が前記第２条件成立時よりも前記点火プラグの点火時期が遅くなるように、当該点火プラグを制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項4】

請求項１または２に記載のエンジンの制御装置において、
前記エンジンは、当該エンジンにより駆動されて発電する発電機と連結されており、
前記制御装置は、前記第１条件成立時の方が前記第２条件成立時よりも前記発電機の発電量が多くなるように、当該発電機を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項5】

請求項１に記載のエンジンの制御装置において、
前記第２条件の成立時、前記制御装置は、前記ネガティブオーバーラップが生じるように、前記吸気弁位相可変装置および前記排気弁位相可変装置を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項6】

請求項５に記載のエンジンの制御装置において、
前記第２条件の成立時で且つエンジンの温度が前記第１判定温度よりも高い第３判定温度以上の時、前記制御装置は、エンジンの温度が高いときの方が低いときよりも前記排気弁の閉時期が遅角側の時期になるように前記排気弁位相可変装置を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

【請求項7】

請求項５に記載のエンジンの制御装置において、
前記制御装置は、前記第１条件成立時の前記吸気弁の開時期の方が、前記第２条件成立時の前記吸気弁の開時期よりも遅角側の時期になるように前記吸気弁位相可変装置を制御する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、車両等に設けられるエンジンにおいて排気性能を高めることが求められている。これに対して、エンジンの排気通路に排気ガスを浄化する触媒装置を設ければ、排気性能は向上する。しかしながら、冷間始動時のようにエンジンの温度が低いときは、触媒装置が十分に活性化していない。そのため、排気ガスが十分に浄化されないおそれがある。特に、エンジンの温度が低いときは、燃焼室内で燃料が十分に蒸発しない。そのため、燃料と空気の混合が不十分となることで、エンジン本体から排出される未燃のＨＣ量や煤が多くなり、これらが触媒装置で十分に浄化されることなく排出されるおそれがある。

【0003】

上記の問題に対して、例えば、特許文献１には、エンジンの冷間始動時に排気弁の位相を進角させて燃焼室内の圧力が比較的高い時期に排気弁を開弁させるようにしたエンジンが開示されている。このエンジンでは、エンジン本体から排気通路に排出される排気ガスの温度をより高くし、且つ、その流量をより多くすることで、触媒装置の早期活性化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１９－３５３５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１記載のエンジンによれば、エンジンの冷間始動後の比較的早い時期に触媒装置が活性化することで、その後のエンジンの排気性能を良好にできると考えられる。しかしながら、このエンジンにおいても、やはり、触媒装置が活性化するまでの間の排気性能は十分ではなく、エンジンの冷間始動直後からエンジンの排気性能を良好にする点において改善の余地がある。

【0006】

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、エンジンの冷間始動直後からその排気性能を良好にできるエンジンの制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するためのものとして、本発明は、燃焼室が形成されたエンジン本体と、前記燃焼室に燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃焼室に吸気を導入する吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記燃焼室から排気を導出する排気ポートを開閉する排気弁とを備えるエンジンの制御装置であって、前記吸気弁の位相を変更可能な吸気弁位相可変装置と、前記排気弁の位相を変更可能な排気弁位相可変装置と、前記燃料供給装置、前記吸気弁位相可変装置および前記排気弁位相可変装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、エンジンの温度が所定の第１判定温度以下であるという第１条件が成立する場合、前記排気弁の閉時期が排気上死点と同じまたは排気上死点よりも遅角側の時期になるように前記排気弁位相可変装置を制御し、且つ、前記吸気弁の開時期が前記排気弁の閉時期よりも遅角側の時期になるように前記吸気弁位相可変装置を制御するともに、前記排気弁の閉時期よりも遅角側の吸気行程中に前記燃焼室への燃料供給が開始されるように前記燃料供給装置を制御し、エンジンの温度が前記第１判定温度よりも高く且つ所定の第２判定温度以下であるという第２条件が成立する場合、前記排気弁と前記吸気弁とが排気上死点を挟む所定の期間中ともに閉弁するネガティブオーバーラップが生じるように、あるいは、前記排気弁と前記吸気弁とが排気上死点を挟む所定の期間中ともに開弁するポジティブオーバーラップが生じるように、前記吸気弁位相可変装置および前記排気弁位相可変装置を制御する、ことを特徴とする。

【0008】

本発明では、エンジンの温度が第１判定温度よりも高く且つ第２判定温度以下であるという第２条件の成立時、排気上死点を挟む所定の期間中ともに排気弁と吸気弁との双方が閉弁するネガティブオーバーラップが生じるように、あるいは、排気上死点を挟む所定の期間中ともに開弁するポジティブオーバーラップが生じるように、排気弁と吸気弁とが制御される。そのため、上記第２条件の成立時において、高温の既燃ガスを多量に燃焼室に残留させて燃焼室内の温度を高め、これにより燃料の蒸発を促進することができる。従って、本発明によれば、第２条件の成立時に燃焼室から排出される未燃のＨＣや煤の量を少なく抑えることができる。

【0009】

ただし、既燃ガスは不活性ガスであるため、エンジンの温度が特に低い場合に上記のように既燃ガスを多量に燃焼室に残留させると燃焼が不安定になるおそれがある。これに対して、本発明では、エンジンの温度が第１判定温度以下であるという第１条件の成立時は、排気弁の閉時期が排気上死点と同じまたは排気上死点よりも遅角側の時期とされ、且つ、吸気弁の開時期が排気弁の閉時期よりも遅角側の時期とされる。そのため、燃焼室内に残留する既燃ガスの量を少なく抑えて燃焼安定性を高めることができる。また、吸気行程において燃焼室を高い負圧状態にできる。そして、本発明では、この高い負圧状態とされた吸気行程中の燃焼室に燃料が供給されるようになっている。そのため、燃焼安定性を高めつつ、燃料の蒸発を促進して燃焼室から排出される未燃のＨＣや煤の量を少なく抑えることができる。さらに、燃焼室が高い負圧状態にあることで、吸気弁の開弁時に吸気を勢いよく燃焼室に流入させることができる。つまり、燃焼室内に強い吸気流動を生じさせることができ、これによって燃焼室内の温度を高めることもできる。これより、燃料の蒸発を確実に促進できる。

【0010】

上記のように、本発明によれば、エンジンの温度が低いときに燃焼室から排気通路に排出される未燃のＨＣや煤の量自体が少なく抑えられるので、触媒装置が十分に活性していないエンジンの冷間始動時においてもエンジンの排気性能を高めることができる。

【0011】

上記構成において、好ましくは、前記制御装置は、前記第１条件の成立時に、前記吸気弁の開時期よりも遅角側の時期に前記燃焼室への燃料供給が開始されるように前記燃料供給装置を制御する（請求項２）。

【0012】

この構成によれば、燃焼室内に吸気流動が生じている状態であって吸気流動によって燃焼室内の温度が高められている状態で燃焼室に燃料が供給される。そのため、燃料の蒸発をより確実に促進して、燃焼室から排出される未燃のＨＣや煤の量をより確実に少なく抑えることができる。

【0013】

上記構成において、好ましくは、前記エンジンは、前記燃焼室に供給される燃料と空気とを含む混合気に点火を行う点火プラグを備え、前記制御装置は、前記第１条件成立時の方が前記第２条件成立時よりも前記点火プラグの点火時期が遅くなるように、当該点火プラグを制御する（請求項３）。

【0014】

点火時期が遅角側の時期とされれば、エンジンに求められるトルクを実現するために燃焼室に比較的多くの空気が導入されることになる。多量の空気が燃焼室に導入されると、燃焼室内の吸気流動も高められる。そのため、この構成によれば、第１条件成立時に点火時期が比較的遅角側の時期とされることで、燃焼室内の吸気流動ひいては燃焼室内の温度を高めることができ燃料の蒸発をより一層促進できる。

【0015】

上記構成において、好ましくは、前記エンジンは、当該エンジンにより駆動されて発電する発電機と連結されており、前記制御装置は、前記第１条件成立時の方が前記第２条件成立時よりも前記発電機の発電量が多くなるように、当該発電機を制御する（請求項４）。

【0016】

エンジンにより駆動されて発電する発電機の発電量が多くされると、エンジンはより大きいトルクを出力する必要があるため、当該トルクを実現するために燃焼室に比較的多くの空気が導入されることになる。多量の空気が燃焼室に導入されると、燃焼室内の吸気流動も高められる。そのため、この構成によれば、第１条件成立時に点火時期が比較的遅角側の時期とされることで、燃焼室内の吸気流動ひいては燃焼室内の温度を高めることができ燃料の蒸発をより一層促進できる。

【0017】

上記構成において、好ましくは、前記第２条件の成立時、前記制御装置は、前記ネガティブオーバーラップが生じるように、前記吸気弁位相可変装置および前記排気弁位相可変装置を制御する（請求項５）。

【0018】

この構成では、第１条件の成立時と第２条件の成立時の双方において吸気弁の開時期が排気上死点よりも遅角側の時期とされる。そのため、第１条件が成立する状態から第２条件が成立する状態に切り替わった時、つまり、エンジンの温度が第１判定温度を超えた時の吸気弁の開時期の変更量を小さく抑えることができる。従って、吸気弁の開時期を早期に第２条件成立時の適切な時期に変更できる。

【0019】

上記構成において、好ましくは、前記第２条件の成立時で且つエンジンの温度が前記第１判定温度よりも高い第３判定温度以上の時、前記制御装置は、エンジンの温度が高いときの方が低いときよりも前記排気弁の閉時期が遅角側の時期になるように前記排気弁位相可変装置を制御する（請求項６）。

【0020】

この構成によれば、エンジンの温度が低く燃焼室の温度が低いときは、排気弁の閉時期が進角側の時期にされることで燃焼室に残留する既燃ガスの量を多くして、これにより燃焼室の温度を適切に高めることができる。また、エンジンの温度が高く燃焼室の温度が高いときは、排気弁の閉時期が遅角側の時期にされることで燃焼室に残留する既燃ガスの量を少なくして、これにより燃焼室の温度が過度に高くなるのを防止できる。

【0021】

上記構成において、好ましくは、前記制御装置は、前記第１条件成立時の前記吸気弁の開時期の方が、前記第２条件成立時の前記吸気弁の開時期よりも遅角側の時期になるように前記吸気弁位相可変装置を制御する（請求項７）。

【0022】

この構成によれば、第１条件成立時に吸気弁の開時期が十分に遅角側の時期とされることで、上記の負圧の作用を高めて燃料の蒸発をより確実に促進できる。

【発明の効果】

【0023】

以上説明したように、本発明のエンジンの制御装置によれば、エンジンの冷間始動直後からその排気性能を良好にできる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置が適用される車両の概略構成を示すシステム図である。

【図2】エンジンの構造を示す概略断面図である。

【図3】車両の制御系統を示す機能ブロック図である。

【図4】車両の制御の一部を示すフローチャートである。

【図5】車両の制御の一部を示すフローチャートである。

【図6】ＬＩＶＯモードにおける吸気弁と排気弁のバルブリフトの一例を示した図である。

【図7】ＮＶＯモードにおける吸気弁と排気弁のバルブリフトの一例を示した図である。

【図8】ＮＶＯモードにおけるエンジン水温と排気弁の閉時期との関係を示したグラフである。

【図9】エンジンが冷間始動されてからのエンジン水温とバルブタイミングの変化の一例を示したタイムチャートである。

【図10】ＬＩＶＯモードのバルブタイミングの作用を説明するための概略断面図であって、（ａ）は排気ＴＤＣ前の燃焼室内の様子を示した図、（ｂ）は排気ＴＤＣ後且つ吸気弁の開時期前の燃焼室内の様子を示した図、（ｃ）は吸気弁の開時期後の燃焼室内の様子を示した図である。

【図11】エンジン水温が第１判定水温より高く且つ第２判定水温以下のときの吸気弁と排気弁のバルブリフトの他の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

［車両の全体構成］
図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンの制御装置が適用される車両Ｖの概略構成を示すシステム図である。本図に示すように、車両Ｖは、エンジン１と、クラッチ３０と、モータ３１と、インバータ３２と、バッテリ３３と、変速機３５と、差動装置３６と、駆動輪３７と、ＰＣＭ５０とを備える。エンジン１及びモータ３１は、いずれも走行用の動力源として駆動輪３７を駆動することが可能である。すなわち、本実施形態における車両Ｖは、エンジン１とモータ３１とを動力源として併用するハイブリッド車両である。上記のＰＣＭ５０は、本発明の「制御装置」に相当する。

【0026】

エンジン１は、燃料の燃焼により出力を発生する４サイクルの内燃式のエンジンである。エンジン１の燃料は特に問わないが、本実施形態では、ガソリンを燃料とするガソリンエンジンがエンジン１として用いられる。エンジン１の詳細については後述する。

【0027】

モータ３１は、モータとしての機能と発電機としての機能とを兼ね備えたモータジェネレータである。例えば、三相交流同期型の電動モータがモータ３１として用いられる。モータ３１は、車両Ｖの加速時等にモータとして作動し、駆動輪３７を回転駆動するための駆動力を発生する。また、モータ３１は、車両Ｖの減速時等に発電機として作動し、駆動輪３７から伝達される回転力を受けて発電する。なお、モータ３１が発電機として作動する場合、駆動輪３７には、モータ３１での発電量に応じた制動力（回生ブレーキ）が作用する。

【0028】

インバータ３２は、交流電力から直流電力への変換、並びにその逆変換を行う変換器である。モータ３１が発電機として作動する場合、インバータ３２は、モータ３１で生成された交流電力を直流電力に変換した上でバッテリ３３に供給する。一方、モータ３１がモータとして作動する場合、インバータ３２は、バッテリ３３に蓄えられた直流電力を交流電力に変換した上でモータ３１に供給する。また、インバータ３２は、モータ３１とバッテリ３３との間の電力授受制御を通じてモータ３１の出力又は発電量を調整する機能を有する。

【0029】

バッテリ３３は、充放電可能な二次電池である。例えばリチイムイオンバッテリやニッケル水素バッテリがバッテリ３３として用いられる。バッテリ３３は、インバータ３２を介してモータ３１に駆動電力を供給するとともに、モータ３１で発電された電力をインバータ３２を介して受け入れて蓄電する。

【0030】

バッテリ３３には、当該バッテリ３３に対する入出力電流を検出するバッテリセンサＳＮ３が取り付けられている。バッテリセンサＳＮ３により検出された電流値は、バッテリＳＯＣ、つまりバッテリ３３のフル充電時の充電量に対する現在の充電量の割合を特定するために利用される。言い換えると、バッテリセンサＳＮ３は、バッテリＳＯＣを検出するためのセンサである。具体的に、ＰＣＭ５０は、バッテリセンサＳＮ３の検出値に基づいてバッテリ３３の単位時間当たりの充電量および放電量を算出し、これらを積算することでバッテリＳＯＣを算出する。

【0031】

クラッチ３０は、エンジン１とモータ３１とを離接可能に連結するクラッチである。具体的に、クラッチ３０は、エンジン１の出力軸（後述するクランク軸７）とモータ３１の回転軸（ロータ軸）とを直列に連結し、又はその連結を解除する。クラッチ３０が締結されてエンジン１とモータ３１とが連結されると、エンジン１及びモータ３１の双方のトルクが変速機３５および差動装置３６を介して駆動輪３７に伝達される。一方、クラッチ３０の締結が解除されると、モータ３１とエンジン１とが切り離され、モータ３１のトルクのみが駆動輪３７に伝達される。

【0032】

変速機３５は、エンジン１及びモータ３１から入力される回転を変速して差動装置３６に出力する。本実施形態では、変速機３５は自動変速機であり、車速とエンジン回転数とに応じて変速段が自動的に変更される。差動装置３６は、変速機３５から入力される回転を左右の駆動輪３７に分配する。

【0033】

変速機３５には、車両Ｖの走行速度つまり車速を特定するための車速センサＳＮ１が取り付けられている。具体的に、車速センサＳＮ１は、変速機３５の出力軸４３の回転数を検出し、この検出値に基づいて車速が特定されるようになっている。

【0034】

車両Ｖには、運転者により踏み込み操作されるアクセルペダル３９が設けられている。アクセルペダル３９には、その踏込み量の程度を表すアクセル開度を検出するアクセルセンサＳＮ２が取り付けられている。

【0035】

ＰＣＭ５０は、演算を行うプロセッサ（ＣＰＵ）と、ＲＯＭ及びＲＡＭ等のメモリーと、各種の入出力バスと、を含むマイクロコンピュータを要部とする制御装置である。ＰＣＭ５０は、エンジン１、モータ３１、および変速機３５を統括的に制御する。具体的に、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの走行条件に応じた適切な駆動力が駆動輪３７に伝達されるように、エンジン１の出力を制御するとともに、インバータ３２を通じてモータ３１の出力を制御し、さらには変速機３５の変速段を制御する。

【0036】

［エンジンの構造］
図２は、エンジン１の構造を示す概略断面図である。エンジン１は、エンジン本体２と、吸気通路１７と、排気通路１９とを備える。

【0037】

エンジン本体２は、例えば図２の紙面に直交する方向に並ぶ複数の気筒２ａを有する多気筒型のものである。すなわち、エンジン本体２は、複数の気筒２ａを内部に画成するシリンダブロック３及びシリンダヘッド４と、各気筒２ａに往復動可能に収容された複数のピストン５とを備える。

【0038】

各気筒２ａのピストン５の上方には、それぞれ燃焼室Ｃが形成されている。各燃焼室Ｃは、シリンダヘッド４の下面と、気筒２ａの側周面（シリンダライナ）と、ピストン５の上面（冠面）とによって画成された空間である。燃焼室Ｃには、後述するインジェクタ８からの噴射燃料が供給される。ピストン５は、燃焼室Ｃに供給された燃料の燃焼による膨張エネルギー（燃焼エネルギー）を受けて上下方向に往復運動する。

【0039】

ピストン５の下方には、クランク軸７が配設されている。クランク軸７は、エンジン１（もしくはエンジン本体２）の出力軸であり、シリンダブロック３の下部に回転可能に支持されている。クランク軸７は、コネクティングロッド６を含むクランク機構を介して各気筒２ａのピストン５と連結され、当該ピストン５の往復運動（上下運動）に応じて中心軸回りに回転する。

【0040】

シリンダブロック３には、クランク角センサＳＮ４が取り付けられている。クランク角センサＳＮ４は、クランク軸７の回転角であるクランク角と、クランク軸７の回転数であるエンジン回転数とを検出するためのセンサである。シリンダブロック３には、エンジン本体２を冷却する冷却水の温度であるエンジン水温を検出するためのエンジン水温センサＳＮ５が取り付けられている。具体的に、シリンダブロック３およびシリンダヘッド４には、冷却水が流通するウォータジャケット１０が形成されており、エンジン水温センサＳＮ５は、ウォータジャケット１０を流通する冷却水の温度を検出する。

【0041】

シリンダヘッド４には、インジェクタ８及び点火プラグ９が取り付けられている。インジェクタ８は、各気筒２ａの燃焼室Ｃに燃料を噴射する噴射弁である。点火プラグ９は、インジェクタ８から燃焼室Ｃに噴射された燃料と空気とを含む混合気に点火するプラグである。インジェクタ８及び点火プラグ９は、各気筒２ａに対しそれぞれ１つずつ用意されている。上記のインジェクタ８は、本発明における「燃料供給装置」に相当する。

【0042】

シリンダヘッド４には、吸気ポート１１及び排気ポート１２が形成されている。吸気ポート１１は、各気筒２ａの燃焼室Ｃと吸気通路１７とを連通するポートである。排気ポート１２は、各気筒２ａの燃焼室Ｃと排気通路１９とを連通するポートである。各気筒２ａの吸気ポート１１にはそれぞれ吸気弁１３が設けられ、各気筒２ａの排気ポート１２にはそれぞれ排気弁１４が設けられている。

【0043】

シリンダヘッド４には、吸気動弁機構１５及び排気動弁機構１６が装備されている。吸気動弁機構１５は、吸気弁１３の上方に配置された吸気カムシャフト１５ａを含み、排気動弁機構１６は、排気弁１４の上方に配置された排気カムシャフト１６ａを含む。吸気カムシャフト１５ａ、排気カムシャフト１６ａ、及びクランク軸７は、例えばチェーンを含む動力伝達機構を介して互いに連結されている。すなわち、吸気動弁機構１５及び排気動弁機構１６は、クランク軸７の回転に連動して各気筒２ａの吸気弁１３及び排気弁１４を開閉する。吸気弁１３は、吸気動弁機構１５の駆動に応じて吸気ポート１１の燃焼室Ｃ側の開口を周期的に開閉し、排気弁１４は、排気動弁機構１６の駆動に応じて排気ポート１２の燃焼室Ｃ側の開口を周期的に開閉する。

【0044】

排気動弁機構１６には、排気ＳＶＴ２０が装備されており、吸気動弁機構１５には、吸気ＳＶＴ２１が装備されている。排気ＳＶＴ２０は、クランク軸７の回転位相に対する排気カムシャフト１６ａの回転位相を変更することにより、排気弁１４の位相（開閉時期）を変更する装置である。吸気ＳＶＴ２１は、クランク軸７の回転位相に対する吸気カムシャフト１５ａの回転位相を変更することにより、吸気弁１３の位相（開閉時期）を変更する装置である。

【0045】

本実施形態における排気ＳＶＴ２０は、排気弁１４のリフト量及び開弁期間を一定に維持したまま排気弁１４の位相を変更するタイプ、換言すれば、排気弁１４の開時期（開弁開始時期）ＥＶＯおよび閉時期（閉弁時期）ＥＶＣを同量ずつ変更するタイプの可変装置である。同様に、吸気ＳＶＴ２１は、吸気弁１３のリフト量及び開弁期間を一定に維持したまま吸気弁１３の位相を変更するタイプ、換言すれば、吸気弁１３の開時期（開弁開始時期）ＩＶＯおよび閉時期（閉弁時期）ＩＶＣを同量ずつ変更するタイプの可変装置である。なお、排気ＳＶＴ２０（吸気ＳＶＴ２１）によって位相が変更される排気カムシャフト１６ａ（吸気カムシャフト１５ａ）は、全ての気筒２ａに共用のカムシャフトである。言い換えると、排気ＳＶＴ２０（吸気ＳＶＴ２１）は、排気カムシャフト１６ａ（吸気カムシャフト１５ａ）の回転位相を変更することにより、各気筒２ａの排気弁１４（吸気弁１３）の位相（開閉時期）を一括して変更する。また、本実施形態における排気ＳＶＴ２０（吸気ＳＶＴ２１）は、油圧式であり、油圧の変更によって排気カムシャフト１６ａ（吸気カムシャフト１５ａ）の回転位相を変更する。排気ＳＶＴ２０は、本発明における「排気弁位相可変装置」に相当し、吸気ＳＶＴ２１は、本発明における「吸気弁位相可変装置」に相当する。

【0046】

吸気通路１７は、各気筒２ａの燃焼室Ｃに吸気を導入するための管状の通路である。吸気通路１７は、各気筒２ａの燃焼室Ｃに吸気ポート１１を介して連通するようにエンジン本体２に接続されている。吸気通路１７には、その内部を流通する吸気の流量を調整するためのスロットル弁１８が開閉可能に設けられている。

【0047】

排気通路１９は、各気筒２ａの燃焼室Ｃから排出された排気ガスを外部に排出するための管状の通路である。排気通路１９は、各気筒２ａの燃焼室Ｃに排気ポート１２を介して連通するようにエンジン本体２に接続されている。排気通路１９には、排気ガス中の有害成分を浄化するための触媒装置２３が設けられている。触媒装置２３は、例えば、三元触媒を含む。触媒装置２３には、触媒装置２３内の温度である触媒温度を検出するための触媒温センサＳＮ６が取り付けられている。

【0048】

［制御系統］
図３は、車両Ｖの制御系統を示す機能ブロック図である。本図に示すように、ＰＣＭ５０は、上述した車速センサＳＮ１、アクセルセンサＳＮ２、バッテリセンサＳＮ３、クランク角センサＳＮ４、エンジン水温センサＳＮ５および触媒温センサＳＮ６と電気的に接続されている。ＰＣＭ５０には、当該各センサにより検出された情報、つまり車速、アクセル開度、バッテリＳＯＣ、クランク角、エンジン回転数、エンジン水温および触媒温度等に相当する情報が逐次入力される。

【0049】

ＰＣＭ５０は、前記各センサＳＮ１～ＳＮ６からの入力情報に基づいて車両Ｖの走行を制御する。すなわち、ＰＣＭ５０は、上述したエンジン１のインジェクタ８、点火プラグ９、スロットル弁１８、排気ＳＶＴ２０および吸気ＳＶＴ２１と電気的に接続されるとともに、上述したクラッチ３０、モータ３１、及びインバータ３２とも電気的に接続されている。ＰＣＭ５０は、これらの機器に対し、前記各センサＳＮ１～ＳＮ６からの入力情報に基づく演算等を経て生成した制御信号を出力する。なお、排気ＳＶＴ２０（吸気ＳＶＴ２１）の制御に関し、ＰＣＭ５０は、排気ＳＶＴ２０（吸気ＳＶＴ２１）への油圧供給を行う油圧回路装置を制御することにより、間接的に排気ＳＶＴ２０を制御する。

【0050】

例えば、ＰＣＭ５０は、車速センサＳＮ１により検出された車速と、アクセルセンサＳＮ２により検出されたアクセル開度とに基づいて、駆動輪３７に伝達すべきトルクである車両Ｖの要求トルクを都度算出するとともに、算出した当該要求トルクと、バッテリセンサＳＮ３により検出されるバッテリＳＯＣとに基づいて、車両Ｖの走行モードを決定しつつエンジン１、クラッチ３０、及びモータ３１（インバータ３２）を制御する。

【0051】

具体的に、車両Ｖの要求トルクが比較的小さく、かつバッテリＳＯＣが比較的高い場合は、モータ走行モードが選択される。この場合、ＰＣＭ５０は、エンジン１を停止させるとともに、クラッチ３０の締結を解除する。また、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの要求トルクに相当するトルクをモータ３１に発生させることにより、モータ３１のみによって車両Ｖを走行させる。一方、車両Ｖの要求トルクが比較的高いか、又はバッテリＳＯＣが比較的低い場合は、エンジン走行モードが選択される。この場合、ＰＣＭ５０は、エンジン１を駆動する（燃焼を行わせる）とともに、クラッチ３０を締結する。また、ＰＣＭ５０は、例えばエンジン１の出力トルクが車両Ｖの要求トルクに対し不足する場合にモータ３１を駆動し、当該トルクの不足分に相当するアシストトルクをモータ３１に発生させる。この場合、ＰＣＭ５０は、エンジン１及びモータ３１の合計のトルクが車両Ｖの要求トルクに相当するように、エンジン１及びモータ３１を制御する。一方、モータ３１が駆動されない場合は、車両Ｖの要求トルクに相当するトルクをエンジン１で発生させることにより、エンジン１のみによって車両Ｖを走行させる。

【0052】

次に、本発明の特徴的な制御であってエンジンの温度が低いときの車両Ｖの制御の詳細について、図４および図５のフローチャートを用いて説明する。本図に示す制御は、エンジン走行モードによる走行中に実行される。

【0053】

図４に示す制御がスタートすると、ＰＣＭ５０は、車両Ｖの走行状態に関する各種の情報を取得するとともにエンジン要求トルクを算出する（ステップＳ０）。少なくとも、ＰＣＭ５０は、上記の各センサＳＮ１～ＳＮ６の検出値、すなわち、車速、アクセル開度、バッテリＳＯＣ、エンジン回転数、エンジン水温および触媒温度を取得する。また、ＰＣＭ５０は、上記のように車速とアクセル開度とに基づいて算出した車両Ｖの要求トルクに基づいて、エンジン１に対して要求されるトルクであるエンジン要求トルクを算出する。

【0054】

次に、ＰＣＭ５０は、スロットル弁１８の開度であるスロットル開度、点火プラグ９が点火を行う時期である点火時期およびインジェクタ８から噴射される燃料の量である噴射量を、それぞれ、ステップＳ０で算出したエンジン要求トルクが実現されるように設定する（ステップＳ１）。

【0055】

このとき、ＰＣＭ５０は、燃焼室Ｃに形成される混合気の空気過剰率λが１になるように、スロットル開度および噴射量を設定する。なお、空気過剰率λは、混合気の空燃比を理論空燃比で割った値である。

【0056】

例えば、ＰＣＭ５０は、エンジン回転数とエンジン要求トルクとについて予め設定されて記憶しているスロットル開度、点火時期および噴射量の各マップから、現在のエンジン回転数とエンジン要求トルクとに対応する値を抽出して、抽出した各値をそれぞれスロットル開度、点火時期および噴射量に設定する。

【0057】

次に、ＰＣＭ５０は、エンジン１の温度が所定の第１判定温度以下であるか否かを判定する（ステップＳ２）。本実施形態では、このステップＳ２において、ＰＣＭ５０は、エンジン水温センサＳＮ５により検出されたエンジン水温が所定の第１判定水温Ｔｗ１以下であるか否かを判定する。第１判定水温Ｔｗ１は、予め設定されてＰＣＭ５０に記憶されている。具体的に、第１判定水温Ｔｗ１は、エンジン１が冷間状態で触媒装置２３が未活性状態にあるときのエンジン水温の最大温度と同程度の温度に設定されており、例えば、２０℃程度とされる。このように、本実施形態では、エンジン水温（エンジン冷却水の温度）が本発明における「エンジンの温度」に相当し、第１判定水温が本発明における「第１判定温度」に相当する。また、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下あるであるという条件が本発明における「第１条件」に相当し、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下あるときが「第１条件成立時」に相当する。

【0058】

ステップＳ２の判定がＹＥＳであってエンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の場合（エンジン１の温度が第１判定温度以下の場合）、ＰＣＭ５０は、吸気弁１３の開閉時期（開時期ＩＶＯおよび閉時期ＩＶＣ）の目標値である目標吸気バルブタイミングと排気弁１４の開閉時期（開時期ＥＶＯおよび閉時期ＥＶＣ）の目標値である目標排気バルブタイミングとを、それぞれＬＩＶＯモードのバルブタイミングに設定する（ステップＳ３）。

【0059】

ＬＩＶＯモードのバルブタイミングは、図６に示すように、排気弁１４が排気ＴＤＣ（排気上死点）以後に閉弁し、その後の吸気行程中に、吸気弁１３が開弁するバルブタイミングである。これより、ステップＳ３では、ＰＣＭ５０は、排気弁１４の閉時期ＥＶＣが排気ＴＤＣまたは排気ＴＤＣよりも遅角側の時期となるバルブタイミングを目標排気バルブタイミングに設定する。また、ステップＳ３では、ＰＣＭ５０は、吸気弁１３の開時期ＩＶＯが吸気行程中の時期であって排気弁１４の閉時期ＥＶＣよりも遅角側の時期となるバルブタイミングを目標吸気バルブタイミングに設定する。

【0060】

ステップＳ３において、ＰＣＭ５０は、エンジン回転数とステップＳ１で算出したエンジン要求トルクとに基づいて、上記の条件を満たすバルブタイミングを吸気目標バルブタイミングおよび排気目標バルブタイミングに設定する。例えば、ＰＣＭ５０は、エンジン回転数とエンジン要求トルクとについて上記の条件を満たすように予め設定されて記憶しているＬＩＶＯモード用の目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングのマップから、現在のエンジン回転数とエンジン要求トルクとに対応する値を抽出して、抽出した各値をそれぞれ目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングに設定する。

【0061】

本実施形態では、ＬＩＶＯモードの目標吸気バルブタイミングは、後述するＮＶＯモードの目標吸気バルブタイミングよりも遅角側に設定される。つまり、ＬＩＶＯモードにおける吸気弁１３の開時期ＩＶＯは、後述するステップＳ１３で設定されるＮＶＯモードにおける吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側の時期に設定される。詳細には、ＬＩＶＯモードにおける吸気弁１３の開時期ＩＶＯは、エンジン回転数およびエンジン要求トルクが同じ条件下においてＮＶＯモードにおける吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側の時期に設定される。

【0062】

次に、ＰＣＭ５０は、インジェクタ８に燃料噴射を開始させる時期である噴射時期をＬＩＶＯモードの時期に設定する（ステップＳ４）。図６に示すように、ＬＩＶＯモードの噴射時期（ＳＯＩ）は、排気弁１４の閉時期ＥＶＣおよび吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側の吸気行程中の時期に設定される。

【0063】

また、本実施形態では、ＬＩＶＯモードの噴射時期は、吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも３０°ＣＡ（Ｃｒａｎｋ Ａｎｇｌｅ）程度遅角側の時期であって、燃焼室Ｃ内の圧力が最小となる時期からは２０°ＣＡ程度遅角側となる時期に設定される。

【0064】

例えば、ＰＣＭ５０は、エンジン回転数とエンジン要求トルクとについて予め上記の条件を満たすように設定されて記憶しているＬＩＶＯモードの噴射時期のマップから、現在のエンジン回転数とエンジン要求トルクとに対応する値を抽出して、抽出した値を噴射時期に設定する。

【0065】

次に、ＰＣＭ５０は、ステップＳ０で算出したエンジン要求トルクが所定の判定トルク以上であるか否かを判定する（ステップＳ５）。判定トルクは、０よりも大きく且つエンジン要求トルクの最大値よりも小さい値に予め設定されてＰＣＭ５０に記憶されている。詳細には、判定トルクは、吸気弁１３の閉時期ＩＶＣをステップＳ３で設定した時期とした状態でスロットル開度をステップＳ１で設定した開度から所定量大きくしても、ステップＳ０で算出したエンジン要求トルクに対するエンジントルクの増大量が、所定値以下に抑えられるエンジン要求トルクの最小値に設定されている。

【0066】

ステップＳ５の判定がＹＥＳであってエンジン要求トルクが判定トルク以上の場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定したスロットル開度、点火時期、噴射量およびステップＳ４で設定した噴射時期が実現されるように、スロットル弁１８（スロットル弁１８を開閉駆動する装置）、インジェクタ８および点火プラグ９に指令を出す（ステップＳ６）。また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３で設定した各目標バルブタイミングが実現されるように、吸気ＳＶＴ２１および排気ＳＶＴ２０に指令を出して（ステップＳ６）、処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。なお、本実施形態では、ステップＳ２およびＳ５の判定がＹＥＳの場合に進むステップＳ６において、モータ３１の発電機としての駆動は停止される。

【0067】

一方、ステップＳ５の判定がＮＯであってエンジン要求トルクが判定トルク未満の場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ０で取得したバッテリＳＯＣが所定の判定ＳＯＣ未満であるか否かを判定する（ステップＳ７）。判定ＳＯＣは、０よりも大きく１００％よりも小さい値に予め設定されてＰＣＭ５０に記憶されている。

【0068】

ステップＳ７の判定がＹＥＳであってバッテリＳＯＣが判定ＳＣＯ未満の場合、ＰＣＭ５０は、モータ３１の発電量の目標値である目標発電量を設定する（ステップＳ８）。本実施形態では、ＰＣＭ５０は、バッテリＳＯＣとステップＳ１で算出したエンジン要求トルクとに基づいて目標発電量を設定する。具体的に、バッテリＳＯＣおよびエンジン要求トルクが大きいときの方が小さいときよりも目標発電量が小さくなるようにこれを設定する。

【0069】

次に、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定したスロットル開度を開き側に補正する（ステップＳ９）。つまり、ステップＳ１で設定したスロットル開度のときに燃焼室Ｃに導入される空気量よりも多量の空気が燃焼室Ｃに導入されるように、ステップＳ１で設定した開度よりも大きい開度をスロットル開度に再設定する。また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定した噴射量を増量補正する（ステップＳ９）。つまり、ステップＳ１で設定した噴射量よりも多い量を噴射量に再設定する。

【0070】

ステップＳ９では、再設定したスロットル開度と噴射量とが実現されたときに生じるエンジントルクが、ステップＳ８で設定した目標発電量分の発電をモータ３１に行わせるのに必要なエンジントルクと、ステップＳ０で算出したエンジン要求トルクとの合計トルクと一致するように、且つ、再設定したスロットル開度と噴射量とが実現されたときに燃焼室Ｃ内の混合気の空気過剰率λが１になるように、スロットル開度と噴射量とが再設定される。これより、目標発電量が大きいほど、スロットル開度および噴射量の補正量（ステップＳ１で設定されたスロットル開度および噴射量に対する増量分）は大きくされる。

【0071】

次に、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定した点火時期が実現されるように点火プラグ９に指令を出す（ステップＳ６）。また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３で設定した各目標バルブタイミングが実現されるように、吸気ＳＶＴ２１および排気ＳＶＴ２０に指令を出す（ステップＳ６）。また、ステップＳ７の判定がＹＥＳの場合に進むステップＳ６では、ＰＣＭ５０は、ステップＳ９で設定したスロットル開度および噴射量が実現され、且つ、ステップＳ４で設定した噴射時期が実現されるように、スロットル弁１８およびインジェクタ８に指令を出す（ステップＳ６）。さらに、ステップＳ７の判定がＹＥＳの場合に進むステップＳ６では、ＰＣＭ５０は、モータ３１が発電機として駆動してその発電量がステップＳ８で設定された目標発電量になるようにモータ３１（インバータ３２）に指令を出して（ステップＳ６）、処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。なお、本実施形態では、モータ３１で生成された電力はバッテリ３３に送られてバッテリ３３に蓄電される。

【0072】

ステップＳ７に戻り、ステップＳ７の判定がＮＯであってバッテリＳＯＣが判定ＳＯＣ以上の場合、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定した点火時期を遅角側の時期に補正する（ステップＳ１０）。つまり、ステップＳ１で設定した点火時期よりも遅角側の時期を点火時期に再設定する。ステップＳ１０では、ステップＳ０で算出されたエンジン要求トルクに基づいて点火時期が再設定される。具体的に、エンジン要求トルクが高いときの方が点火時期の遅角量（ステップＳ１で設定された点火時期に対する遅角量）が小さくなるように点火時期は再設定される。

【0073】

次に、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定したスロットル開度を開き側に補正する（ステップＳ１１）。つまり、ステップＳ１で設定したスロットル開度のときに燃焼室Ｃに導入される空気量よりも多量の空気が燃焼室Ｃに導入されるように、ステップＳ１で設定した開度よりも大きい開度をスロットル開度に再設定する。また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定した噴射量を増量補正する（ステップＳ１１）。つまり、ステップＳ１で設定した噴射量よりも多い量を、噴射量に再設定する。

【0074】

ステップＳ１１では、ステップＳ１１で再設定したスロットル開度と噴射量とが実現され、且つ、ステップＳ１０で再設定した点火時期が実現されたときに生じるエンジントルクが、ステップＳ１で算出したエンジン要求トルクと一致するように、且つ、再設定したスロットル開度と噴射量とが実現されたときに燃焼室Ｃ内の混合気の空気過剰率λが１になるように、スロットル開度と噴射量とが再設定される。これより、点火時期の遅角量（ステップＳ１で設定された点火時期に対する遅角量）が大きいほど、スロットル開度および噴射量の補正量（ステップＳ１で設定されたスロットル開度および噴射量に対する増量分）は大きくされる。

【0075】

次に、ＰＣＭ５０は、ステップＳ４で設定した噴射時期が実現されるようにインジェクタ８に指令を出す（ステップＳ６）。また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ３で設定した各目標バルブタイミングが実現されるように、吸気ＳＶＴ２１および排気ＳＶＴ２０に指令を出す（ステップＳ６）。また、ステップＳ７の判定がＮＯの場合に進むステップＳ６では、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１１で設定したスロットル開度および噴射量が実現されるように、スロットル弁１８およびインジェクタ８に指令を出す（ステップＳ６）。さらに、ステップＳ７の判定がＮＯの場合に進むステップＳ６では、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１０で設定した点火時期が実現されるように点火プラグ９に指令を出して（ステップＳ６）、処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。なお、本実施形態では、ステップＳ２の判定がＹＥＳで、ステップＳ５およびＳ７の判定がＮＯの場合に進むステップＳ６において、モータ３１の発電機としての駆動は停止される。

【0076】

ステップＳ２に戻り、ステップＳ２の判定がＮＯであってエンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高い場合（エンジン１の温度が第１判定温度よりも高い場合）、ＰＣＭ５０は、エンジン１の温度が第１判定温度よりも高い所定の第２判定温度以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。本実施形態では、このステップＳ１２において、ＰＣＭ５０は、エンジン水温センサＳＮ５により検出されたエンジン水温が所定の第２判定水温Ｔｗ２以下であるか否かを判定する。このように、本実施形態では、第２判定水温Ｔｗ２が本発明における「第２判定温度」に相当する。また、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２以下あるであるという条件が本発明における「第２条件」に相当し、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２以下のときが「第２条件成立時」に相当する。

【0077】

第２判定水温Ｔｗ２は、第１判定水温Ｔｗ１よりも高い値に予め設定されてＰＣＭ５０に記憶されている。第２判定水温Ｔｗ２は、エンジン１の暖機が完了する前のいわゆる半暖機状態であって触媒装置２３が活性状態にあるときのエンジン水温の最大温度と同程度の温度に設定されており、例えば、６０℃程度とされる。

【0078】

ステップＳ１２の判定がＹＥＳであってエンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２以下の場合（且つ第１判定水温Ｔｗ１よりも高い場合：エンジン１の温度が第１判定温度よりも高く且つ第２判定温度以下の場合）、ＰＣＭ５０は、目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングをそれぞれＮＶＯモードのバルブタイミングに設定する（ステップＳ１３）。ＮＶＯモードのバルブタイミングは、図７に示すように、吸気弁１３と排気弁１４とが排気ＴＤＣを挟む所定の期間（ネガティブオーバーラップ期間）中ともに閉弁するネガティブオーバーラップが生じるバルブタイミングである。これより、ステップＳ１３では、ＰＣＭ５０は、吸気弁１３の開時期ＩＶＯが排気ＴＤＣよりも遅角側の時期となるように目標吸気バルブタイミングを設定し、排気弁１４の閉時期ＥＶＣが排気ＴＤＣよりも進角側の時期となるように目標排気バルブタイミングを設定する。

【0079】

また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ０で算出したエンジン要求トルク、エンジン回転数およびエンジン１の温度に基づいて目標吸気バルブタイミングと目標排気バルブタイミングを、ネガティブオーバーラップが生じるという条件を満たすバルブタイミングに設定する。本実施形態では、エンジン１の温度としてエンジン水温が用いられ、エンジン要求トルク、エンジン回転数およびエンジン水温に基づいて各バルブタイミングが設定される。

【0080】

例えば、ＰＣＭ５０は、異なるエンジン水温毎に予め設定されて記憶しているエンジン回転数とエンジン要求トルクとについてのＮＶＯモード用の目標吸気バルブタイミングと目標排気バルブタイミングの各マップから、現在のエンジン水温に対応するマップを抽出し、抽出した各マップにおける現在のエンジン回転数とエンジン要求トルクとに対応する値を抽出して、抽出した各値を目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングに設定する。

【0081】

ここで、ＮＶＯモード用の目標排気バルブタイミングは、エンジン水温に対して図８に示すように設定される。詳細には、エンジン回転数とエンジン要求トルクとが同一の条件下において、ＮＶＯモード用の目標排気バルブタイミングは、エンジン水温に応じて図８に示すように変更される。

【0082】

具体的に、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１から第４判定水温Ｔｗ１１以下の範囲では、ＮＶＯモード用の目標排気バルブタイミングは、エンジン水温が高くなるほど排気弁１４の閉時期ＥＶＣが進角側の時期となるように設定される。また、エンジン水温が第４判定水温Ｔｗ１１から第３判定水温Ｔｗ１２以下の範囲では、ＮＶＯモード用の目標排気バルブタイミングは、排気弁１４の閉時期ＥＶＣがエンジン水温に関わらず一定の時期となるように設定される。また、第３判定水温Ｔｗ１２から第２判定水温Ｔｗ２以下の範囲では、ＮＶＯモード用の目標排気バルブタイミングは、排気弁１４の閉時期ＥＶＣがエンジン水温が高いときの方が低いときよりも遅角側の時期となるように設定される。本実施形態では、第３判定水温Ｔｗ１２から第２判定水温Ｔｗ２以下の範囲において、排気弁１４の閉時期ＥＶＣはエンジン水温が高いほど遅角される。なお、第４判定水温Ｔｗ１１は、第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２よりも低い温度であり、第３判定水温Ｔｗ１２は、第４判定水温Ｔｗ１１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２よりも低い温度である。ここで、上記の第３判定水温Ｔｗ１２は、請求項の「第３判定温度」に相当する。

【0083】

上記のように目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングをそれぞれＮＶＯモードのバルブタイミングに設定した後は、ＰＣＭ５０は、噴射時期をＮＶＯモードの時期に設定する（ステップＳ１４）。本実施形態では、ＮＶＯモードの噴射時期は、吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側の吸気行程中の時期に設定される。例えば、ＰＣＭ５０は、エンジン回転数とエンジン要求トルクとについて予め上記の条件を満たすように設定されて記憶しているＮＶＯモードの噴射時期のマップから、現在のエンジン回転数とエンジン要求トルクとに対応する値を抽出して、抽出した値を噴射時期に設定する。

【0084】

次に、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定したスロットル開度、点火時期、噴射量およびステップＳ１４で設定した噴射時期が実現されるように、スロットル弁１８、インジェクタ８および点火プラグ９に指令を出す（ステップＳ６）。また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１３で設定した各目標バルブタイミングが実現されるように、吸気ＳＶＴ２１および排気ＳＶＴ２０に指令を出し（ステップＳ６）、処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。なお、本実施形態では、ステップＳ２の判定がＮＯでステップＳ１２の判定がＹＥＳの場合に進むステップＳ６において、モータ３１の発電機としての駆動は停止される。

【0085】

ステップＳ１２に戻り、ステップＳ１２の判定がＮＯであってエンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２よりも高い場合（エンジン１の温度が第２判定温度よりも高い場合）、ＰＣＭ５０は、目標吸気バルブタイミングと目標排気バルブタイミングとを、それぞれ通常モードのバルブタイミングに設定する（ステップＳ１５）。つまり、エンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２よりも高く、エンジン１の暖機が完了している場合は、吸気弁１３および排気弁１４の開閉時期は、暖機完了後の通常走行用のバルブタイミングとされる。例えば、ＰＣＭ５０は、エンジン回転数とエンジン要求トルクとについて予め設定されて記憶している通常モード用の目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングのマップから、現在のエンジン回転数とエンジン要求トルクとに対応する値を抽出して、抽出した各値をそれぞれ目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングに設定する。

【0086】

次に、ＰＣＭ５０は、噴射時期を通常モードの時期に設定する（ステップＳ１６）。例えば、ＰＣＭ５０は、エンジン回転数とエンジン要求トルクとについて予め設定されて記憶している通常モードの噴射時期のマップから、現在のエンジン回転数とエンジン要求トルクとに対応する値を抽出して、抽出した値を噴射時期に設定する。

【0087】

上記のように目標吸気バルブタイミング、目標排気バルブタイミングおよび噴射時期をそれぞれ通常モードの値に設定した後は、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１で設定したスロットル開度、点火時期、噴射量およびステップＳ１６で設定した噴射時期が実現されるように、スロットル弁１８、インジェクタ８および点火プラグ９に指令を出す（ステップＳ６）。また、ＰＣＭ５０は、ステップＳ１５で設定した各目標バルブタイミングが実現されるように、吸気ＳＶＴ２１および排気ＳＶＴ２０に指令を出して（ステップＳ６）、処理を終了する（ステップＳ１に戻る）。

【0088】

図９は、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の状態でエンジン１が始動されてから、つまり、エンジン１が冷間始動されてからの、エンジン水温、吸気弁１３の開時期ＩＶＯおよび排気弁１４の閉時期ＥＶＣの各時間変化を示したタイムチャートである。

【0089】

図９では、時刻ｔ０にてエンジン１が始動される。上記のように図９の例ではエンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の状態でエンジン１が始動される。これより、時刻ｔ０後、吸気弁１３および排気弁１４の開閉時期は、ＬＩＶＯモードのバルブタイミングとされる。これより、排気弁１４の閉時期ＥＶＣは排気ＴＤＣよりも遅角側の時期とされる。また、吸気弁１３の開時期ＩＶＯは排気弁１４の閉時期ＥＶＣよりも遅角側の時期とされる。なお、本実施形態では、エンジン１の停止中、吸気弁１３の位相は、その開時期ＩＶＯが排気ＴＤＣ付近となる位相に維持され、排気弁１４の位相は、その閉時期ＥＶＣが排気ＴＤＣ付近となる位相に維持される。これより、時刻ｔ０直後、吸気弁１３の位相は大幅に遅角される。

【0090】

また、時刻ｔ０後、エンジン１の燃焼室Ｃ内での燃焼が開始される。これより、時刻ｔ０後、エンジン水温は徐々に増大していき時刻ｔ１にて第１判定水温Ｔｗ１に到達する。

【0091】

時刻ｔ１までの期間は、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下であることから、吸気弁１３および排気弁１４のバルブタイミングは、ＬＩＶＯモードのバルブタイミングに維持される。図９の例では、時刻ｔ１までの間、吸気弁１３の開時期ＩＶＯおよび排気弁１４の閉時期ＥＶＣはほぼ一定の値に維持される。

【0092】

エンジン水温は、時刻ｔ１後の時刻ｔ４にて第２判定水温Ｔｗ２を超える。これより、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの期間中、吸気弁１３および排気弁１４のバルブタイミングは、ＮＶＯモードのバルブタイミングとされる。具体的に、時刻ｔ１にてエンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高くなると、吸気弁１３の開時期ＩＶＯと排気弁１４の閉時期ＥＶＣはともに進角される。そして、吸気弁１３の開時期ＩＶＯは、排気ＴＤＣよりも遅角側、且つ、ＬＩＶＯモードの吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも進角側の時期に設定される。また、ＮＶＯモードの排気弁１４の閉時期ＥＶＣは、排気ＴＤＣよりも進角側の時期に設定される。

【0093】

上記のように、ＮＶＯモードでは、エンジン水温が第４判定水温Ｔｗ１１以下の範囲では、エンジン水温が高いほど排気弁１４の閉時期ＥＶＣは進角側の時期とされる。本実施形態では、ＮＶＯモードにおいて、エンジン水温が第４判定水温Ｔｗ１１以下の範囲ではエンジン水温が高いほど吸気弁１３の開時期ＩＶＯも進角側の時期とされる。これより、時刻ｔ１から、エンジン水温が第４判定水温Ｔｗ１１に到達する時刻ｔ２までの間、排気弁１４の閉時期ＥＶＣと吸気弁１３の開時期ＩＶＯとはそれぞれエンジン水温の上昇に伴って進角される。

【0094】

また、ＮＶＯモードでは、エンジン水温が第４判定水温Ｔｗ１１から第３判定水温Ｔｗ１２以下の範囲では、エンジン水温に関わらず排気弁１４の閉時期ＥＶＣは一定の時期とされる。本実施形態では、ＮＶＯモードにおいて、エンジン水温が第４判定水温Ｔｗ１１から第３判定水温Ｔｗ１２以下の範囲では、吸気弁１３の開時期ＩＶＯもエンジン水温に関わらず一定の時期とされる。これより、時刻ｔ２から、エンジン水温が第３判定水温Ｔｗ１２に到達する時刻ｔ３までの間、排気弁１４の閉時期ＥＶＣと吸気弁１３の開時期ＩＶＯとはそれぞれ一定の時期に維持される。

【0095】

また、ＮＶＯモードでは、エンジン水温が第３判定水温Ｔｗ１２よりも高い範囲では、排気弁１４の閉時期ＥＶＣはエンジン水温が高くなるほど遅角される。これより、時刻ｔ３以後（エンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２に到達する時刻ｔ４までの間）、排気弁１４の閉時期ＥＶＣはエンジン水温の上昇に伴って遅角される。本実施形態では、ＮＶＯモードにおいて、エンジン水温が第３判定水温Ｔｗ１２よりも高い範囲では、吸気弁１３の開時期ＩＶＯはエンジン水温が高くなるほど進角される。これより、時刻ｔ３以後（エンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２に到達する時刻ｔ４までの間）、吸気弁１３の開時期ＩＶＯは時間の経過とともに進角される。

【0096】

エンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２を超える時刻ｔ４以後は、エンジン１が停止するまでエンジン水温は第２判定水温Ｔｗ２よりも高い温度に維持される。これより、時刻ｔ４以後は、エンジン１が停止するまで、吸気弁１３および排気弁１４のバルブタイミングは、通常モードのバルブタイミングとされる。図９の例では、時刻ｔ４後、吸気弁１３の開時期ＩＶＯは排気ＴＤＣよりも進角側の時期とされ、排気弁１４の閉時期ＥＶＣは排気ＴＤＣよりも遅角側の時期とされる。

【0097】

［作用等］
以上のように、上記の実施形態では、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高い一方で第２判定水温Ｔｗ２以下の場合であってエンジン温度が比較的低いときは、排気目標バルブタイミングおよび吸気目標バルブタイミングがＮＶＯモードのバルブタイミングに設定されて、排気ＴＤＣを挟む所定の期間中ともに排気弁１４と吸気弁１３とが閉弁するネガティブオーバーラップが生じるようにこれら排気弁１４と吸気弁１３とが制御される。つまり、燃焼室Ｃ内の既燃ガスが排気ポート１２に導出している途中で排気弁１４が閉弁されて、その後、ピストン５の下降中のタイミングであって既燃ガスの吸気ポート１１への逆流が抑制されるタイミングで吸気弁１３が開弁される。

【0098】

これより、上記実施形態によれば、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高い一方で第２判定水温Ｔｗ２以下の場合において、燃焼室Ｃ内に比較的多量の高温の既燃ガスを閉じ込めることができ、燃焼室Ｃ内の温度を高くできる。燃焼室Ｃ内の温度が高くなれば、燃焼室Ｃ内に供給される燃料の蒸発ひいては当該燃料の燃焼が促進される。また、燃焼室Ｃ内の温度が高くなれば、冷却損失が低減される。従って、上記実施形態によれば、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高い一方で第２判定水温Ｔｗ２以下の場合に、燃費性能を良好にしつつ、燃焼室Ｃから排出される未燃のＨＣや煤の量を少なく抑えて排気性能を良好にできる。

【0099】

ただし、既燃ガスは不活性ガスであるため、エンジンの温度が特に低い場合に上記のように既燃ガスを多量に燃焼室に残留させると燃焼が不安定になるおそれがある。これに対して、上記実施形態では、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の場合は、吸気弁１３および排気弁１４のバルブタイミングがＬＩＶＯモードのバルブタイミングとされて、排気弁１４の閉時期ＥＶＣが排気ＴＤＣ以後の時期とされ、且つ、吸気弁１３の開時期ＩＶＯが排気弁１４の閉時期ＥＶＣよりも遅角側の時期とされるとともに、インジェクタ８の噴射時期が、排気弁１４の閉時期ＥＶＣおよび吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側の吸気行程中の時期に設定される。そのため、上記実施形態によれば、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の場合においても、燃焼安定性を確保しつつ、燃焼室Ｃに生じる負圧の作用によって、燃焼室Ｃに供給された燃料の蒸発を促進でき、エンジン本体２から排出される未燃のＨＣおよび煤の量を低減できる。

【0100】

図１０を用いて具体的に説明する。図１０は、ＬＩＶＯモードのバルブタイミングの作用を説明するための概略断面図であり、（ａ）は排気ＴＤＣ前の燃焼室Ｃ内の様子を示した図、（ｂ）は排気ＴＤＣ後且つ吸気弁の開時期ＩＶＯ前の燃焼室Ｃ内の様子を示した図、（ｃ）は吸気弁の開時期ＩＶＯ後の燃焼室Ｃ内の様子を示した図である。

【0101】

ＬＩＶＯモードでは、排気弁１４の閉時期ＥＶＣが排気ＴＤＣ以後（排気ＴＤＣまたは排気ＴＤＣよりも遅角側の時期）とされて、図１０（ａ）に示すように、燃焼室Ｃの容積が最も小さくなる時期においても排気弁１４が開かれている。そのため、ＬＩＶＯモードでは、既燃ガスの多くが燃焼室Ｃから排気ポート１２および排気通路１９に排出されることになり、既燃ガスの影響で燃焼が不安定になるのが回避されて、燃焼安定性が確保される。

【0102】

また、ＬＩＶＯモードでは、排気弁１４の閉時期ＥＶＣ後に吸気弁１３が開弁されて、吸気行程中の排気弁１４の閉時期ＥＶＣ後の所定期間は、図１０（ｂ）に示すように、吸気弁１３と排気弁１４の双方が閉弁されることになる。ここで、上記のように既燃ガスの多くは燃焼室Ｃ外に排出されている。これより、排気弁１４の閉時期ＥＶＣ後の所定期間中、ピストン５が破線から実線に示すように下降することに伴って燃焼室Ｃ内は負圧になる。

【0103】

そして、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下では、インジェクタ８の噴射時期が、排気弁１４の閉時期ＥＶＣよりも遅角側の吸気行程中の時期に設定されており、図１０（ｃ）に示すように、燃焼室Ｃ内が負圧である状態でインジェクタ８から燃焼室Ｃ内に燃料Ｆが噴射されることになる。つまり、圧力が大幅に低く、これにより燃料の気化温度が低く抑えられる雰囲気下に燃料が供給されることになる。これより、上記実施形態によれば、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下のときにも、燃料の蒸発が促進されて燃焼室Ｃからの未燃ＨＣや煤の排出量が少なく抑えられる。

【0104】

さらに、ＬＩＶＯモードでは、上記のように燃焼室Ｃ内が負圧にある状態で吸気弁１３が開弁することで、吸気弁１３の開弁に伴って吸気ポート１１から燃焼室Ｃに吸気が勢いよく流入し、燃焼室Ｃ内に強い吸気流動が形成されることになる。つまり、燃焼室Ｃ内において吸気の運動エネルギーが高められることになる。これより、ＬＩＶＯモードにおいても燃焼室Ｃ内の温度は高められ、これによっても燃料の蒸発は促進される。特に、上記実施形態では、インジェクタ８の噴射時期が、吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側の時期とされて、燃焼室Ｃ内に吸気流動が生じている状態つまり吸気流動によって燃焼室Ｃ内の温度が高められている状態で燃焼室Ｃに燃料が供給されるので、燃料の蒸発が確実に促進される。さらに、上記実施形態では、ＬＩＶＯモードの吸気弁１３の開時期ＩＶＯがＮＶＯモードの吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側に設定されて、燃焼室Ｃ内の負圧がより高くされた状態で吸気弁１３が開弁されるので、燃焼室Ｃに特に強い吸気流動を生じさせることができ、燃料の蒸発を確実に促進できる。

【0105】

上記のように、上記実施形態によれば、エンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２以下の場合において、燃焼安定性を確保しつつ燃焼室Ｃから排出される未燃ＨＣおよび煤の量を小さく抑えることができる。従って、エンジン１の冷間始動直後から排気性能を良好にできる。

【0106】

また、上記実施形態では、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の場合において、エンジン要求トルクが判定トルク未満で且つバッテリＳＯＣが判定ＳＯＣ未満のときに、モータ３１が発電機として駆動される。そのため、エンジン１から駆動輪３７に伝達すべきトルクを適切なトルクに維持しつつ、燃料の蒸発をより一層促進できる。

【0107】

具体的に、モータ３１が発電機として駆動されるともに、エンジントルクが、モータ３１を発電機として駆動するのに必要なトルクと、エンジン１から駆動輪３７に伝達すべきトルクの合計トルクと一致するように、スロットル開度および噴射量が増量補正される。そのため、エンジン１から駆動輪３７に伝達されるトルクを要求されているトルクにしつつ、燃焼室Ｃに多量の空気を導入して燃焼室Ｃ内の吸気流動ひいては燃焼室Ｃ内の温度を高めることができ、燃料の蒸発をより促進することができる。また、駆動輪３７に伝達すべきトルクよりも過剰な分のエンジントルクを電力として利用でき、車両Ｖ全体の燃費性能を良好に維持できる。特に、上記実施形態では、上記電力がバッテリ３３に蓄えられるので、電力が無駄に消費されるのを防止できる。

【0108】

また、上記実施形態では、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の場合において、エンジン要求トルクが判定トルク未満で、且つ、バッテリＳＯＣが判定ＳＯＣ以上であってバッテリ３３に電力を供給すると過充電になるおそれがあるという条件が成立するときは、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の場合で且つ上記条件が非成立のとき、および、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２以下のときよりも、点火時期が遅角側の時期に設定される。そのため、エンジン１から駆動輪３７に伝達すべきトルクを適切なトルクに維持しつつ、燃料の蒸発をより一層促進できる。

【0109】

具体的に、点火時期を遅角させるとエンジントルクは低下する、これに対して、上記条件の成立時には、点火時期を遅角しつつ、エンジントルクがエンジン１から駆動輪３７に伝達すべきトルクと一致するようにスロットル開度および噴射量が増量補正される。つまり、点火時期を遅角しつつ、点火時期の遅角に伴うエンジントルクの低下がスロットル開度および噴射量の増量により補われるようになっている。

【0110】

そのため、エンジン１から駆動輪３７に伝達されるトルクを要求されているトルクにしつつ、燃焼室Ｃに多量の空気を導入して燃焼室Ｃ内の吸気流動ひいては燃焼室Ｃ内の温度を高めることができ、燃料の蒸発をより促進することができる。また、点火時期が遅角されると、排気弁１４の開弁時の排気ガスの温度は上昇する。そのため、触媒装置２３に対してより高温の排気ガスを導入でき、触媒装置２３の活性化も促進できる。

【0111】

また、上記実施形態では、目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングがＮＶＯモードのバルブタイミングとされ、且つ、エンジン水温が第３判定水温Ｔｗ１２以上の場合に、排気弁１４の閉時期ＥＶＣが、エンジン水温が高いときの方が低いときよりも遅角側の時期となるように設定される。そのため、エンジン水温が比較的低く燃焼室Ｃの温度が低いときには、より早期に排気弁１４を閉弁することで燃焼室Ｃに残留する既燃ガスの量を多くし、これにより燃焼室Ｃの温度を適切に高めることができる。また、エンジン水温が比較的高く燃焼室Ｃの温度が高いときには、排気弁１４を比較的遅い時期に閉弁することで燃焼室に残留する既燃ガスの量を少なくして燃焼室Ｃ内の温度が過度に高くなるのを防止できる。

【0112】

［変形例］
上記実施形態では、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２以下の場合に、目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングを、吸気弁１３と排気弁１４とがネガティブバルブオーバーラップするバルブタイミングに設定する場合を説明したが、これに代えて、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２以下の場合に、目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングを、吸気弁１３と排気弁１４とがポジティブバルブオーバーラップするバルブタイミングに設定してもよい。

【0113】

具体的に、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２以下の場合に、図１１に示すように、吸気弁１３の開時期ＩＶＯを排気ＴＤＣよりも進角側の時期に設定し、排気弁１４の閉時期ＥＶＣを排気ＴＤＣよりも遅角側の時期に設定して、排気弁１４と吸気弁１３とを、これらの双方が排気ＴＤＣを挟む所定の期間中ともに開弁するポジティブオーバーラップが生じるように開閉してもよい。

【0114】

この構成においても、ネガティブバルブオーバーラップの場合と同様に、多量の既燃ガスを燃焼室Ｃ内に残留させることができる。従って、上記実施形態と同様に、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２以下の場合において、燃焼室Ｃ内の温度を高めて燃料の蒸発を促進することができる。詳細には、ポジティブオーバーラップの場合は、排気ＴＤＣよりも前の所定期間中、吸気弁１３と排気弁１４の双方が開弁していることで、燃焼室Ｃ内の既燃ガスは吸気ポート１１と排気ポート１２とに導出されるが、排気ＴＤＣ後も吸気弁１３と排気弁１４の双方が開弁していることで、これらポート１１、１２に導出された既燃ガスを再び燃焼室Ｃに導入することができ、吸気弁１３の閉弁後の燃焼室Ｃ内に多くの既燃ガスを残留させることができる。

【0115】

ただし、上記のように、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下では、吸気弁１３の閉時期は排気ＴＤＣよりも遅角側の時期とされる。そのため、上記実施形態のように、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１よりも高く且つ第２判定水温Ｔｗ２以下の場合に、目標吸気バルブタイミングおよび目標排気バルブタイミングを吸気弁１３と排気弁１４とがネガティブバルブオーバーラップするバルブタイミングに設定して、吸気弁１３の開時期ＩＶＯを排気ＴＤＣよりも遅角側の時期に設定すれば、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の温度から第１判定水温よりも高い温度に上昇したときの吸気弁１３の開時期ＩＶＯの変化量を小さく抑えることができる。そのため、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１を超えた時に、吸気弁１３の開時期ＩＶＯを早期に適切な時期に制御することができる。

【0116】

また、上記実施形態では、上記のステップＳ２におけるエンジン１の温度が第１判定温度以下であるか否かの判定、および、ステップＳ１２におけるエンジン１の温度が第２判定温度以下であるか否かの判定を、エンジン水温を用いて行った場合を説明したが、これに代えて、これらの判定を触媒装置２３の温度を用いて行ってもよい。具体的に、ステップＳ２において、エンジン水温が第１判定水温以下であるか否かの判定に代えて、触媒温センサＳＮ６により検出された触媒温度が所定の第１判定触媒温度以下であるか否かの判定を行ってもよい。同様に、ステップＳ１２において、エンジン水温が第２判定水温以下であるか否かの判定に代えて、触媒温センサＳＮ６により検出された触媒温度が所定の第２判定触媒温度（第１判定触媒温度よりも高い温度）以下であるか否かの判定を行ってもよい。また、上記実施形態では、ＮＶＯモードのバルブタイミングにおいて、エンジン水温に応じて排気弁１４の閉時期ＥＶＣを変更する場合を説明したが、エンジン水温に変えて触媒温度に応じて排気弁１４の閉時期ＥＶＣを変更してもよい。例えば、ＮＶＯモードにおいて、触媒温度が所定の第３判定触媒温度（上記の第２判定触媒温度よりも高い温度）以上のときは、触媒温度が高いときの方が低いときよりも排気弁１４の閉時期ＥＶＣが進角側の時期となるように排気弁１４のバルブタイミングを設定してもよい。

【0117】

上記実施形態では、吸気弁１３および排気弁１４の位相（開閉時期）を変更する位相可変装置として、リフト量及び開弁期間を一定に維持したまま吸気弁１３および排気弁１４の位相を変更するタイプの位相可変装置である吸気ＳＶＴ２１および排気ＳＶＴ２０を用いたが、これに代えて、バルブ位相と併せてリフト量又は開弁期間を変更するタイプの位相可変装置を用いてもよい。

【0118】

上記実施形態では、インジェクタ８として、シリンダヘッド４に取り付けられて燃焼室Ｃに燃料を噴射するものを用いたが、これに代えて、吸気ポート１１に取り付けられて、吸気ポート１１に燃料を噴射して吸気ポート１１を介して燃焼室Ｃに燃料を供給するインジェクタを用いてもよい。

【0119】

上記実施形態では、ガソリンを燃料とする４サイクルのガソリンエンジンからなるエンジン１と電動式のモータ３１とを併用したハイブリッド型の車両Ｖを例示したが、本発明が適用され得る車両はこれに限られない。例えば、駆動源としてエンジンのみを有する車両に適用されてもよい。また、エンジンの燃料の種類は上記に限られない。

【0120】

上記実施形態では、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の場合にインジェクタ８の噴射時期が吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側の時期に設定される場合を説明したが、当該噴射時期は、排気弁１４の閉時期ＥＶＣよりも遅角側の吸気行程中であればよく、吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも進角側の時期に設定されてもよい。ただし、上記のように、インジェクタ８の噴射時期が、吸気弁１３の開時期ＩＶＯよりも遅角側の時期に設定されれば、燃焼室Ｃ内の吸気流動の作用によって効果的に燃料の蒸発を促進できる。

【0121】

上記実施形態では、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下の場合において、エンジン要求トルクが所定の判定トルク未満のときにのみ、モータ３１を発電機として駆動しつつスロットル開度を増大させる制御、あるいは、点火時期を遅角しつつスロットル開度を増大させる制御を実施する場合を説明したが、エンジン要求トルクに関わらず、上記の各制御を実施してもよい。ただし、スロットル弁１８の構成や吸気弁１３の位相を変更する装置の構成によっては、エンジン要求トルクが高いことで、これを実現するためのスロットル開度が最大開度に近い、あるいは、これを実現するための吸気弁１３の位相が燃焼室Ｃに導入される吸気量が最大となる位相に近いことで、さらにスロットル開度を増大させてもエンジントルクが十分に増大しない場合がある。これより、このような場合には、上記のように、エンジン要求トルクが比較的低いときにのみ上記の制御を実施するのが好ましい。

【0122】

また、上記の、モータ３１を発電機として駆動しつつスロットル開度を増大させる制御は省略してもよい。例えば、エンジン１により駆動されて発電するモータ３１を有しない車両等では、当該制御を省略して、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下で、且つ、エンジン要求トルクが所定の判定トルク未満という条件が成立すると、バッテリＳＯＣに関わらず点火時期を遅角しつつスロットル開度を増大させる制御を実施してもよい。

【0123】

また、上記実施形態では、エンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２以下の場合において、エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下であり、エンジン要求トルクが判定トルク未満であり、且つ、バッテリＳＯＣが判定ＳＯＣ未満であるという条件が成立したときのみモータ３１を発電機として駆動する場合を説明したが、エンジン水温、エンジン要求トルク、バッテリＳＯＣに関わらずモータ３１を発電機として駆動してもよい。ただし、エンジン水温が第２判定水温Ｔｗ２以下のときにエンジン水温等に関わらずモータ３１を発電機として駆動する場合は、上記条件の成立時（エンジン水温が第１判定水温Ｔｗ１以下であり、エンジン要求トルクが判定トルク未満であり、且つ、バッテリＳＯＣが判定ＳＯＣ未満であるという条件の成立時）の発電量を、当該条件の非成立時よりも大きくすることが好ましい。このようにすれば、上記のように、上記条件の成立時において、燃費性能を高めつつ排気性能を高めることができる。

【符号の説明】

【0124】

１ エンジン
８ インジェクタ（燃料供給装置）
９ 点火プラグ
１０ エンジン本体
１３ 吸気弁
１４ 排気弁
２０ 排気ＳＶＴ（排気位相可変装置）
２１ 吸気ＳＶＴ（吸気位相可変装置）
３１ モータ（発電機）
５０ ＰＣＭ（制御装置）
Ｃ 燃焼室

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】